CN102938494A - 双频天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双频天线，包括：一接地部；一连接部，垂直地连接于该接地部；一馈入延伸部，具有一第一端与一第二端，该第一端连接于该连接部，该第二端具有一信号馈入端；一辐射部，平行于该接地部，垂直地连接于该连接部；一第一辐射延伸部，具有一第三端与一第四端，该第三端连接于该辐射部，该第四端往辐射部方向延伸；以及一第二辐射延伸部，垂直地连接于该辐射部。

Description

双频天线

技术领域

本发明是关于一种天线，且特别是关于一种具有多频带的平面倒F形天线(Planar Inverted F Antenna)。

背景技术

近年受到无线通讯装置诸如手机、笔记型计算机、平板计算机乃至无线接取器(AP)等设备普及的影响，使得用来收发电子讯号的天线也受到重视，尤其是结构简单的天线更受市场欢迎，其中又以倒F型天线(PIFA)原理运作的天线最受瞩目。

一般来说，PIFA的运作是以同轴电缆(Coaxial Cable)的外导体与内导体来分别连接PIFA的接地端与讯号馈入端，以藉由PIFA的辐射部来传输讯号，当然也可以不用同轴电缆，改以其它接地单元与讯号传输单元来进行。但由于天线的形状、结构、尺寸影响到天线的匹配阻抗与运作频率，且各种装置对天线的需求不尽相同，因此本领域的工程师莫不绞尽脑汁，在天线的结构上不断做出变革，在最佳化天线的效能之余，又能减少天线所占空间，以更加符合市场需求。

本案申请人鉴于习知技术中的不足，经过悉心试验与研究，并一本锲而不舍之精神，终构思出本案「双频天线」，能够克服先前技术的不足，以下为本案的简要说明。

发明内容

本发明为了克服先前技术中的缺陷，提出一种双频天线，具有较宽的天线频宽(bandwidth)，对应不同需求皆具有符合通讯协议的有效使用频带，并减少所占空间，可有效节省开发多套模具的成本支出以节省成本，并适合应用在各种环境的无线网路装置中。

根据上述构想，本发明提供一种双频天线，包括：一接地部；一连接部，垂直地连接于该接地部；一馈入延伸部，具有一第一端与一第二端，该第一端连接于该连接部，该第二端具有一信号馈入端；一辐射部，平行于该接地部，垂直地连接于该连接部；一第一辐射延伸部，具有一第三端与一第四端，该第三端连接于该辐射部，该第四端往辐射部方向延伸；以及一第二辐射延伸部，垂直地连接于该辐射部。

如本发明的上述结构的双频天线，其中该接地部是位于一第一平面；该连接部与该馈入延伸部皆位于一第二平面；该辐射部与该第一辐射延伸部皆位于一第三平面；该第二辐射延伸部位于一第四平面。该辐射部与该第一辐射延伸部运作于一第一频带，第二辐射延伸部运作于一第二频带，且该第二频带的操作频率大于该第一频带的操作频率。

如本发明的上述结构的双频天线，该接地部更包括一接地端，该接地端是位于该第二平面，且垂直于该接地部来延伸；该馈入延伸部是似U字形结构；该连接部是似L字形结构，具有一长端与一短端，该长端连接于该第一端，该短端连接于该接地部；该第一辐射延伸部，是似U字形结构；该辐射部更包括一第三辐射延伸部，该第三辐射延伸部是垂直于该辐射部所设置的U字形结构，具有一第一延伸端与一第二延伸端，该第二延伸端连接于该辐射部，该第一延伸端往该辐射部方向延伸，该第一延伸端与该第二延伸端是位于该第三平面；该第一辐射延伸部更包括一辐射延伸端，该辐射延伸端是垂直于该第一辐射延伸部来延伸。

又依据上述构想，本发明提供一种双频天线，包括：一接地平面；一连接平面，具有一短端连接于该接地平面，以及一长端以一第一方向延伸而连接于一信号馈入端；以及一辐射平面，具有：一本体，平行于该接地平面，且连接于该连接平面；一第一辐射延伸部，连接于该本体，以该第一方向延伸后，经过转折再以一第二方向延伸；以及一第二辐射延伸部，连接于该本体并以一第三方向延伸。

如本发明的上述结构的双频天线，其中该接地平面更包括一接地端，该接地端以该第三方向延伸，并与该连接平面共平面；该连接平面是由一似L字形部与一似U字形部所构成，该似L字形部具有该长端与该短端，该似U字形部具有一第一端与一第二端，该第一端连接于该长端，该第二端具有该信号馈入端，该信号馈入端是以该第三方向延伸；该本体更连接一第三辐射延伸部，该第三辐射延伸部是U字形结构，具有一第一延伸端与一第二延伸端，该第二延伸端以一第四方向延伸后，再以该第一方向延伸而连接于该本体，该第一延伸端以该第四方向延伸后，再以该第一方向往本体延伸；该第一辐射延伸部更包括一辐射延伸端，该辐射延伸端是以该第三方向延伸。

复依据上述构想，本发明提供一种双频天线，包括：一第一辐射部；

一第二辐射部，连接于该第一辐射部并与该第一辐射部之间形成一平面夹角；一连接部，连接于该第一辐射部；以及一接地部，连接于该连接部，其中该第一辐射部平行于该接地部，该第二辐射部平行于该连接部。

如本发明的上述结构的双频天线，其中该接地部更包括一接地端，该接地端与该连接部共平面；该连接部更具有一信号馈入端；该连接部更包括一似L字形部与一似U字形部，该似L字形部具有一长端与一短端，该似U字形部具有一第一端与一第二端，该长端连接于该似U字形部的该第一端，该短端连接于该接地部，该第二端具有一信号馈入端；该第一辐射部更具有一第一辐射延伸部，该第一辐射延伸部是U字形结构，还具有一辐射端与一延伸端，该延伸端连接于该第一辐射部；该第一辐射部更包括一辐射延伸端，以调整辐射部的阻抗匹配。

如本发明的上述结构的双频天线，其中该长端、该第一端、以及该延伸端是以一第一方向延伸；该辐射端与该第二端是以一第二方向延伸；该接地端、该信号馈入端、该辐射延伸端以及该第二辐射部是以一第三方向延伸；该第一辐射部更连接一似U字形延伸部，具有一第一延伸端与一第二延伸端，该第二延伸端以一第四方向延伸后，再以该第一方向延伸而连接于该第一辐射部，该第一延伸端以该第四方向延伸后，再以该第一方向往该第一辐射部延伸。

更依据上述构想，本发明提供一种立体天线，具有不共面的四个平面，包括：一接地元件，位于一第一平面；一连接元件，位于一第二平面，更包含一馈入延伸元件与其相连接，且该连接元件与该接地元件相连接，该馈入延伸元件与一馈入讯号相连接；以及一射频元件，与该连接元件相连接，具有朝不同方向延伸的二射频部，该二射频部分别具有二平面，其中一第三平面运作于一第一频带，一第四平面运作于一第二频带，该第二频带的操作频率大于该第一频带的操作频率，该第三平面与该第四平面间具一夹角，以一平行四边形的结构配置。

如本发明的上述结构的立体天线，其中该第一平面平行于该第三平面，该第二平面平行于该第四平面。

附图说明

图1示出本发明实施例的双频天线的斜视图。

图2示出本发明实施例的双频天线的后视图。

图3示出本发明实施例的双频天线的下方斜视图。

图4示出本发明实施例的双频天线的电压驻波比的测试图。

图5示出本发明的实施例的双频天线的侧视图。

主要元件符号说明

1双频天线

2连接部

21信号馈入端

22馈入延伸部

23第一端

24第二端

25长端

26短端

3接地部

31接地端

4辐射部

41第四端

42第二辐射延伸部

43辐射延伸端

44a第一延伸端

44b第二延伸端

45第一辐射延伸部

46第三端

D1第一方向

D2第二方向

D3第三方向

D4第四方向

a、b、c、d凹沟

θ夹角

具体实施方式

本案所提出的「双频天线」将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得熟习本技艺的人士可以据以完成之，然而本案的实施并非可由下列实施例而被限制其实施型态，熟习本技艺的人士仍可依据除既揭露的实施例的精神推演出其它实施例，该等实施例皆当属于本发明的范围。

请参阅图1。图1为本发明实施例的双频天线1的斜视图。双频天线1是由导体材质所构成，并以金属导体材质为较佳，且双频天线的各元件，较佳为一平面薄片状导体，且为一体成形。双频天线1的主要元件包括：接地部3、连接部2、辐射部4。接地部3位于一第一平面，更包括接地端31。接地端31是位于一第二平面，且以第三方向D3来延伸(或垂直于接地部3来延伸)。

连接部2位于该第二平面，连接于该接地部3，是由一似L字形部与一馈入延伸部22(似U字形部)所构成，且连接部2是以该L字形部连接于接地部3。馈入延伸部22具有第一端23与第二端24，第二端24具有信号馈入端21，信号馈入端21是以第三方向D3延伸，其形状与尺寸可依照天线1的阻抗匹配来决定。该似L字形部具有长端25与短端26，长端25是以第一方向D1延伸，并连接于馈入延伸部22的第一端23，短端26则连接于接地部3，较佳为以第四方向D4垂直于接地部3来配置。

辐射部4更包括第一辐射延伸部45与第二辐射延伸部42，其中辐射部4与第一辐射延伸部45皆位于一第三平面，第二辐射延伸部42则位于一第四平面。第一辐射延伸部45为一似U字形结构，更具有第三端(延伸端)46与第四端(辐射端)41，第三端46以第二方向D2延伸而连接于辐射部4，第四端41往辐射部4方向延伸，但第四端41与辐射部4并未连接，辐射部4与第一辐射延伸部45可成为一第一辐射平面，其运作频带为2.4GHz～2.5GHz。第二辐射延伸部42是连接于辐射部4，并以第三方向D3延伸(较佳为垂直于辐射部4)，其运作频带为5.15GHz～5.85GHz。

在图1中，虽然连接部2与辐射部4相连接，但连接部2延伸而成的馈入延伸部22，并未与辐射部4延伸而成的第一辐射延伸部45相连接。再者，连接部2的似L字形部更具有一凹沟a，馈入延伸部22更具有一凹沟b，第一辐射延伸部45更具有一凹沟c。上述凹沟a、b、c，皆是非封闭型的凹沟，凹沟a具有第一方向D1的开口，凹沟b具有第二方向D2的开口，凹沟c具有第二方向D2的开口，上述凹沟的尺寸也可以依天线操作频带或阻抗匹配需要来调整。

请参阅图2。图2为本发明实施例的双频天线1的后视图。根据图2，信号馈入端21、接地端31、第三辐射延伸部44皆是以第三方向D3延伸，分别垂直于其所连接的元件馈入延伸部22、接地部3、辐射部4。

请参阅图3。图3为本发明实施例的双频天线1的下方斜视图。从图3可知，辐射部4更包括第三辐射延伸部44，第三辐射延伸部44是连接并垂直于辐射部4而设置的U字形结构。又，第三辐射延伸部44更具有第一延伸端44a与第二延伸端44b。第二延伸端44b连接于辐射部4。第一延伸端44a的一部分是以第四方向D4延伸后，第一延伸端44a的另一部份则往该辐射部方向(即第一方向D1)来延伸，但未连接于辐射部4。第二延伸端44b的一部分是以第四方向D4延伸，另一部分再以第一方向D1延伸而连接于该辐射平面。第一延伸端44a与第二延伸端44b，虽然与第三辐射延伸部44相连，但却是各有一部分与辐射部4位于该第三平面。再者，第三辐射延伸部44是用于天线1的阻抗匹配，因此形状与尺寸也可以根据天线操作频带或阻抗匹配需要予以调整。第一辐射延伸部45更包括辐射延伸端43，辐射延伸端43是以该第三方向延伸，用于天线1的阻抗匹配，其形状与尺寸也可以根据天线操作频带或阻抗匹配需要予以调整。

在图3中，第三辐射延伸部44更具有凹沟d，凹沟d具有第一方向D1的开口，其尺寸也可以依需要调整。

请参阅图4，其为本案双频天线1的电压驻波比(VSWR：VoltageStanding Wave Ratio)的测试图。编号为1～5的三角标记，其电压驻波比分别为1.7166(2.4GHz)、1.5799(2.45GHz)、1.6108(2.5GHz)、1.5957(5.15GHz)、1.6948(5.85GHz)。由图4可知，在本发明的双频天线可运作的四个频带，皆有低于2甚至低于1.6的电压驻波比，算是相当理想的状况。

表一

表一为本发明的双频天线1在2.45GHz、5.15GHz、5.85GHz的通讯频带进行天线增益的测试数据表。如表一所示，在符合无线标准规格的运作频带中，本发明的双频天线甚至超过3dBi的增益，能充分符合市场需求，在双频天线中已具有相对理想的表现。

请参阅图5，其为本发明的实施例的双频天线1的侧视图。从图中可知，从侧面(往第二方向D2)来看的双频天线1，以接地平面3、连接平面2(还包括从侧面看时，被馈入延伸部22挡住的连接部2)、辐射平面4以及第二辐射延伸部42是以一似四边形结构配置，中间为空腔，且第二辐射延伸部42与接地平面3不相交。当辐射平面4与第二辐射延伸部42的平面夹角θ为90度时，则接地平面3、连接平面2、辐射平面4以及第二辐射延伸部42是以一似矩形结构配置。但该平面夹角也可以不为90，而介于大于0度小于90之间，这种状况下，第二辐射延伸部42较佳为与连接平面2平行，且辐射平面4与接地平面3平行，进而使接地平面3、连接平面2、辐射平面4以及第二辐射延伸部42是以一似平行四边形结构配置。

本发明的另一实施例的双频天线1包括：接地平面3；连接平面2，具有短端26连接于该接地平面3，以及长端25以第一方向D1延伸而连接于信号馈入端21；以及辐射平面(4、42、45)，具有：一本体4，平行于该接地平面3，且连接于该连接平面2；一第一辐射延伸部45，连接于该本体，以该第一方向D1延伸后，经过转折再以一第二方向D2延伸；以及第二辐射延伸部42，连接于该本体并以一第三方向D3延伸。

本发明的又一实施例的双频天线，包括：第一辐射部(4、45)；以及第二辐射部42，连接于该第一辐射部并与该第一辐射部之间形成一平面夹角θ。也就是说，第一与第二辐射部两者间并不一定要垂直，也可以依需要调整其平面夹角θ。或者，根据上述构想，还可以提供一种立体天线，包括：射频元件4，具有朝不同方向延伸的二射频部(42、45)，该二射频部分别具有二表面，其中该二表面间具一夹角θ。

本发明可应用于无线通讯装置中，例如笔记型计算机、平板计算机、行动电话、无线接取器、以及包含WiFi的显示器或影音播放器等。

本发明实属难能的创新发明，深具产业价值，援依法提出申请。此外，本发明可以由本领域技术人员做任何修改，但不脱离如所附申请专利范围所要保护的范围。

Claims (10)

1.一种双频天线，包括：

一接地部；

一连接部，垂直地连接于该接地部；

一馈入延伸部，具有一第一端与一第二端，该第一端连接于该连接部，该第二端具有一信号馈入端；

一辐射部，平行于该接地部，垂直地连接于该连接部；

一第一辐射延伸部，具有一第三端与一第四端，该第三端连接于该辐射部，该第四端往辐射部方向延伸；以及

一第二辐射延伸部，垂直地连接于该辐射部。

2.如权利要求1所述的双频天线，其中该接地部是位于一第一平面，该连接部与该馈入延伸部皆位于一第二平面，该辐射部与该第一辐射延伸部皆位于一第三平面，该第二辐射延伸部位于一第四平面，该辐射部与该第一辐射延伸部运作于一第一频带，第二辐射延伸部运作于一第二频带，且该第二频带的操作频率大于该第一频带的操作频率。

3.如权利要求1所述的双频天线，其中该接地部更包括一接地端，该接地端是位于该第二平面，且垂直于该接地部来延伸；

该馈入延伸部是似U字形结构；

该连接部是似L字形结构，具有一长端与一短端，该长端连接于该第一端，该短端连接于该接地部；

该第一辐射延伸部，是似U字形结构；

该辐射部更包括一第三辐射延伸部，该第三辐射延伸部是垂直于该辐射部所设置的U字形结构，具有一第一延伸端与一第二延伸端，该第二延伸端连接于该辐射部，该第一延伸端往该辐射部方向延伸，该第一延伸端与该第二延伸端是位于该第三平面；

该第一辐射延伸部更包括一辐射延伸端，该辐射延伸端是垂直于该第一辐射延伸部来延伸。

4.一种双频天线，包括：

一接地平面；

一连接平面，具有一短端连接于该接地平面，以及一长端以一第一方向延伸而连接于一信号馈入端；以及

一辐射平面，具有：

一本体，平行于该接地平面，且连接于该连接平面；

一第一辐射延伸部，连接于该本体，以该第一方向延伸后，经过转折再以一第二方向延伸；以及

一第二辐射延伸部，连接于该本体并以一第三方向延伸。

5.如权利要求4所述的双频天线，其中该接地平面更包括一接地端，该接地端以该第三方向延伸，并与该连接平面共平面；

该连接平面是由一似L字形部与一似U字形部所构成，该似L字形部具有该长端与该短端，该似U字形部具有一第一端与一第二端，该第一端连接于该长端，该第二端具有该信号馈入端，该信号馈入端是以该第三方向延伸；

该本体更连接一第三辐射延伸部，该第三辐射延伸部是U字形结构，具有一第一延伸端与一第二延伸端，该第二延伸端以一第四方向延伸后，再以该第一方向延伸而连接于该本体，该第一延伸端以该第四方向延伸后，再以该第一方向往本体延伸；

该第一辐射延伸部更包括一辐射延伸端，该辐射延伸端是以该第三方向延伸。

6.一种双频天线，包括：

一第一辐射部；

一第二辐射部，连接于该第一辐射部并与该第一辐射部之间形成一平面夹角；

一连接部，连接于该第一辐射部；以及

一接地部，连接于该连接部，其中该第一辐射部平行于该接地部，该第二辐射部平行于该连接部。

7.如权利要求6所述的双频天线，其中该接地部更包括一接地端，该接地端与该连接部共平面；

该连接部更具有一信号馈入端；

该连接部更包括一似L字形部与一似U字形部，该似L字形部具有一长端与一短端，该似U字形部具有一第一端与一第二端，该长端连接于该似U字形部的该第一端，该短端连接于该接地部，该第二端具有一信号馈入端；

该第一辐射部更具有一第一辐射延伸部，该第一辐射延伸部是U字形结构，还具有一辐射端与一延伸端，该延伸端连接于该第一辐射部；

该第一辐射部更包括一辐射延伸端，以调整辐射部的阻抗匹配。

8.如权利要求6所述的双频天线，其中该长端、该第一端、以及该延伸端是以一第一方向延伸；

该辐射端与该第二端是以一第二方向延伸；

该接地端、该信号馈入端、该辐射延伸端以及该第二辐射部是以一第三方向延伸；

该第一辐射部更连接一似U字形延伸部，具有一第一延伸端与一第二延伸端，该第二延伸端以一第四方向延伸后，再以该第一方向延伸而连接于该第一辐射部，该第一延伸端以该第四方向延伸后，再以该第一方向往该第一辐射部延伸。

9.一种立体天线，具有不共面的四个平面，包括：

一接地元件，位于一第一平面；

一连接元件，位于一第二平面，更包含一馈入延伸元件与其相连接，且该连接元件与该接地元件相连接，该馈入延伸元件与一馈入讯号相连接；

一射频元件，与该连接元件相连接，具有朝不同方向延伸的二射频部，该二射频部分别具有二平面，其中一第三平面运作于一第一频带，一第四平面运作于一第二频带，该第二频带的操作频率大于该第一频带的操作频率，该第三平面与该第四平面间具一夹角，以一平行四边形的结构配置。

10.如权利要求9所述的立体天线，其中该第一平面平行于该第三平面，该第二平面平行于该第四平面。

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