CN102916244B - 非对称偶极天线 - Google Patents

Abstract

一种非对称偶极天线。该非对称偶极天线用于无线通信装置，包括接地部、辐射部及馈入线；接地部包括第一短边金属板，朝第一方向延伸；及第一长边金属板，耦接于第一短边金属板，朝第二方向延伸，第二方向与第一方向大致垂直；辐射部包括第二短边金属板，与第一短边金属板间隔第一距离，且朝第一方向的反向延伸；及第二长边金属板，耦接于第二短边金属板，朝第二方向延伸；馈入线包括金属线，耦接于第二短边金属板，传输馈入信号；绝缘层，包覆金属线；金属编织网，包覆绝缘层，其一端耦接于第一短边金属板，另一端耦接于无线通信装置的系统地端；及保护层，包覆金属编织网；接地部的尺寸与辐射部的尺寸不相关。本发明提高带宽且利于空间利用。

Description

非对称偶极天线

技术领域

本发明涉及一种非对称偶极天线(unsymmetricaldipoleantenna)，尤指一种可适用宽带或多频应用，且可符合产品机构而调整外观的非对称偶极天线。

背景技术

天线用来发射或接收无线电波，以传递或交换无线电信号。一般具有无线通信功能的电子产品，如笔记本型计算机、个人数字助理(PersonalDigitalAssistant)等，通常通过内建的天线来访问无线网络。因此，为了让使用者能更方便地访问无线通信网络，理想天线的带宽应在许可范围内尽可能地增加，而尺寸则应尽量减小，以配合便携式无线通信器材体积缩小的趋势，将天线整合入便携式无线通信器材中。除此之外，随着无线通信技术的演进，不同无线通信系统的工作频率可能不同，因此，理想的天线应能以单一天线涵盖不同无线通信网络所需的频带。

在公知技术中，常见的无线通信天线之一为平面倒F式天线(PlanarInverted-FAntenna，PIFA)，顾名思义，其形状类似于经过旋转及翻转后的“F”。一般而言，平面倒F式天线的基本架构除辐射体外，还包含一大面积的金属片，用以形成“地”，因而浪费了许多面积。再者，对于低频段应用(如800MHz)而言，平面倒F式天线所需辐射体长度太长，易造成面积及成本过高，尤其无法适用于小型化的移动装置。

因此，如何有效提高天线带宽，同时满足小型化移动装置的空间限制，已成为业界所努力的目标之一。

发明内容

因此，本发明主要提供一种非对称偶极天线。

本发明公开一种非对称偶极天线，该非对称偶极天线用于一无线通信装置，该非对称偶极天线包含有：一接地部、一辐射部以及一馈入线；该接地部包含有：一第一短边金属板，该第一短边金属板朝一第一方向延伸；以及一第一长边金属板，该第一长边金属板耦接于该第一短边金属板，朝一第二方向延伸，该第二方向与该第一方向大致垂直；该辐射部包含有：一第二短边金属板，该第二短边金属板与该第一短边金属板间隔一第一距离，且朝该第一方向的反向延伸；以及一第二长边金属板，该第二长边金属板耦接于该第二短边金属板，朝该第二方向延伸；该馈入线包含有：一金属线，该金属线耦接于该辐射部的该第二短边金属板，用来传输一馈入信号；一绝缘层，该绝缘层包覆该金属线；一金属编织网，该金属编织网包覆该绝缘层，该金属编织网的一端耦接于该接地部的该第一短边金属板，另一端耦接于该无线通信装置的一系统地端；以及一保护层，该保护层包覆该金属编织网；其中，该接地部的尺寸与该辐射部的尺寸不相关。

本发明的非对称偶极天线可适用宽带或多频应用，且可符合产品机构而调整外观，更有利于小型化移动装置的空间利用。

附图说明

图1A为本发明实施例的一非对称偶极天线的示意图。

图1B为图1A中一馈入线的详细结构图。

图1C为图1A的非对称偶极天线经适当弯折的一实施例的示意图。

图2A为本发明实施例的一非对称偶极天线的示意图。

图2B为图2A的非对称偶极天线经适当弯折的一实施例的示意图。

图3A为图2A的非对称偶极天线应用于第三代移动通信系统及第二代移动通信系统的辐射效率图。

图3B为图2A的非对称偶极天线应用于第三代移动通信系统及第二代移动通信系统的电压驻波比示意图。

图4为图2A的非对称偶极天线应用于第三代移动通信系统及全球卫星定位系统的电压驻波比示意图。

图5为本发明实施例的一无线通信装置的示意图。

主要组件符号说明：

10、20非对称偶极天线

100接地部

102辐射部

104馈入线

1000、1020短边金属板

1002、1022、2022长边金属板

1040金属线

1042绝缘层

1044金属编织网

1046保护层

50无线通信装置

500印刷电路板

具体实施方式

请参考图1A，图1A为本发明实施例的一非对称偶极天线10的示意图。非对称偶极天线10可用于各种无线通信装置，如智能型手机、全球卫星定位系统接收器等，其包含有一接地部100、一辐射部102及一馈入线104。接地部100由相互垂直的一短边金属板1000及一长边金属板1002所构成，而辐射部102的架构与接地部100类似，由相互垂直的一短边金属板1020及一长边金属板1022所构成。其中，短边金属板1020与长边金属板1022的长度总和约为待收发信号(馈入信号)的四分之一波长。此外，如图1A所示，接地部100与辐射部102的尺寸不相关或相异，换言之，接地部100与辐射部102为非对称式偶极架构。

请同时参考图1B，其为馈入线104的详细结构图。馈入线104为常见的同轴传输线，由内而外包含有一金属线1040、一绝缘层1042、一金属编织网1044及一保护层1046。其中，金属线1040用来传输馈入信号，其耦接于短边金属板1020；绝缘层1042包覆金属线1040，用来隔绝金属线1040与金属编织网1044；金属编织网1044的一端耦接于短边金属板1000，另一端耦接于无线通信装置的系统地端；最后，保护层1046包覆金属编织网1044，用来保护馈入线104。因此，接地部100通过馈入线104的金属编织网1044连接于系统地端，而非传统上直接连接于地。

需注意的是，图1A用以说明非对称偶极天线10的架构，本领域普通技术人员应当可以根据系统需求，作不同修饰，而不限于此。举例来说，在图1A中，接地部100与辐射部102呈两相对的倒L，且尺寸不对等，故形成了非对称偶极架构。然而，此仅为一实施例，实际上，只要确保短边金属板1020与长边金属板1022的总长至少等于待收发信号的四分之一波长即可。举例来说，接地部100与辐射部102的材质、宽度、间距等皆可适当调整，而短边金属板1000、1020及长边金属板1002、1022的各自的长度、总长、夹角等亦可因应不同需求而调整。接地部100与辐射部102的材质亦未有所限，例如可以通过导电涂料材料进行涂布、印刷、激光雕刻技术、蚀刻或是技术蒸镀(Evaporationdeposition)设置于一底板，或是制作在产品的壳体表面再以漆或是胶涂布作隔绝接触。同样地，馈入线104的长度、材质等亦不限于特定规格。

除此之外，短边金属板1000、1020或长边金属板1002、1022不限于设置于平面方向，亦可包含多个弯折，而呈立体形。举例来说，请参考图1C，图1C为图1A的非对称偶极天线10经适当弯折的一实施例的示意图。如图1C所示，长边金属板1002经过弯折后包含L状的几何形状，而长边金属板1022经过弯折后包含状(或称形、门框形等)及L状的几何形状，其可维持长边金属板1002、1022的总长，但减小其水平面的长度。换言之，长边金属板1002、1022投影于其延展平面的投影面积可有效减小，以利于产品应用。

此外，辐射部102亦可增加其他辐射路径。举例来说，请参考图2A，图2A为本发明实施例的一非对称偶极天线20的示意图。非对称偶极天线20的架构与非对称偶极天线10相似，故沿用相同组件符号，以求简洁。非对称偶极天线20与非对称偶极天线10不同之处在于，非对称偶极天线20较非对称偶极天线10增加了一长边金属板2022，其同样耦接于短边金属板1020，并与短边金属板1020垂直。长边金属板2022可增加电流路径，使非对称偶极天线20增加一工作频段。同理，如图2B所示，非对称偶极天线20亦可经适当弯折，以减小其投影于延展平面的面积。

非对称偶极天线20较非对称偶极天线10增加了工作频段，因此适当调整长边金属板1022、2022的长度后，可使非对称偶极天线20应用于不同无线通信系统。举例来说，若要同时支持第三代移动通信系统及第二代移动通信系统，可适当调整长边金属板1022、2022的长度，而得到图3A的辐射效率图及图3B的电压驻波比示意图。同理，若要同时支持第三代移动通信系统及全球卫星定位系统，可适当调整长边金属板1022、2022的长度，而得到图4的电压驻波比示意图。

另一方面，在装配非对称偶极天线10或20时，可利用印刷电路板提供反射效果，以加强天线效率。举例来说，图5为本发明实施例的一无线通信装置50的示意图。无线通信装置50配置有非对称偶极天线20，且其一印刷电路板500垂直设于接地部100旁，可利用其上布置的金属线或芯片等，额外提供辐射反射效果，以加强非对称偶极天线20的辐射效率。

在公知技术中，对于低频段应用(如800MHz)而言，平面倒F式天线所需辐射体长度太长，易造成面积及成本过高，且需一大面积的金属板，以提供接地。相比之下，本发明的接地部100的面积较小，且接地部100与辐射部102可适应机构设计而弯折，以利于产品应用。

综上所述，本发明的非对称偶极天线可适用宽带或多频应用，且可符合产品机构而调整外观，更有利于小型化移动装置的空间利用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡是根据本发明权利要求书的范围所作的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种非对称偶极天线，该非对称偶极天线用于一无线通信装置，该非对称偶极天线包括：

一接地部，该接地部包括：

一第一短边金属板，该第一短边金属板朝一第一方向延伸；以及

一第一长边金属板，该第一长边金属板耦接于该第一短边金属板，朝一第二方向延伸，该第二方向与该第一方向大致垂直；

一辐射部，该辐射部包括：

一第二短边金属板，该第二短边金属板与该第一短边金属板间隔一第一距离，且朝该第一方向的反向延伸；以及

一第二长边金属板，该第二长边金属板耦接于该第二短边金属板，朝该第二方向延伸；以及

一馈入线，该馈入线包括：

一金属线，该金属线耦接于该辐射部的该第二短边金属板，用来传输一馈入信号；

一绝缘层，该绝缘层包覆该金属线；

一金属编织网，该金属编织网包覆该绝缘层，该金属编织网的一端耦接于该接地部的该第一短边金属板，另一端耦接于该无线通信装置的一系统地端；以及

一保护层，该保护层包覆该金属编织网；

其中，该接地部的尺寸与该辐射部的尺寸不相关；

其中，该接地部与该辐射部呈两相对的倒L，并且该第一短边金属板、该第二短边金属板或该第一长边金属板、该第二长边金属板不限于设置于平面方向，亦可包含多个弯折；

其中，该第一短边金属板和该第二短边金属板在同一直线上延伸；

其中，该第一短边金属板的长度与该第二短金属板的长度不相等；并且

其中，该第一长边金属板的长度与该第二长边金属板的长度不相等。

2.如权利要求1所述的非对称偶极天线，其中该第二短边金属板与该第二长边金属板的长度总和大致等于该馈入信号的四分之一波长。

3.如权利要求1所述的非对称偶极天线，其中该第二长边金属板包括多个弯折，该多个弯折用来降低该第二长边金属板相对于一延展平面的投影面积，该多个弯折形成至少一几何形状。

4.如权利要求3所述的非对称偶极天线，其中该至少一几何形状的一几何形状大致呈Π状。

5.如权利要求3所述的非对称偶极天线，其中该至少一几何形状的一几何形状大致呈L状。

6.如权利要求3所述的非对称偶极天线，其中该至少一几何形状的一几何形状大致呈圆弧状。

7.如权利要求1所述的非对称偶极天线，其中该辐射部还包括一第三长边金属板，该第三长边金属板耦接于该第二短边金属板，朝该第二方向延伸。

8.如权利要求1所述的非对称偶极天线，其中该第二长边金属板与该第一长边金属板间隔一第二距离，该第二距离大于该第一距离。

9.如权利要求1所述的非对称偶极天线，其中该第一长边金属板包括至少一弯折，该至少一弯折用来降低该第一长边金属板相对于一延展平面的投影面积。