CN104078755B - 单极天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种单极天线，印制于一基板上。该单极天线包括：一主体，具有一第一端与一第二端，该主体还包括一宽度渐进变化部分与两个折弯，该宽度渐进变化部分设置于该两个折弯之间；一延伸部，该延伸部的一延伸方向相对于该单极天线为一第一倾斜方向；一连接部，用于连接该主体的该第一端与该延伸部；一信号馈入端，电连接至该连接部；以及一接地面，邻设于该信号馈入端。

Description

单极天线

技术领域

本案涉及一种单极天线。

背景技术

在小型化通讯产品(如无线分享器)或内建天线通讯产品中，天线体积影响整体元件的配置。故而，天线体积愈小的话，愈有利于整体元件配置的便利性，也更能减少通讯产品的体积。

如果天线需要在电路板的背面也有走线来补偿天线长度的话，则必须使用双或多面板，这将提高天线的成本。或者是，如果天线需要下地端的话，则此天线的面积/尺寸将较大。

发明内容

为解决上述问题，本案的一提出一种单极天线，其印制于一基板上。单极天线包括：一主体，具有一第一端与一第二端，该主体更包括一宽度渐进变化部分以及两个折弯，该宽度渐进变化部分设置于该两个折弯之间；一延伸部，该延伸部的一延伸方向相对于该单极天线为一第一倾斜方向；一连接部，用于连接该主体的该第一端与该延伸部；一信号馈入端，电连接至该连接部；以及一接地面，邻近于该信号馈入端。

其中，该第一倾斜方向自该连接部向该宽度渐进变化部延伸。该宽度渐进变化部包括两个端，其宽度自其中一端向另一端逐渐变宽。该两个折弯与该宽度渐进变化部所包含的宽度不大于该接地面的宽度。该主体、该延伸部、该连接部、该主体延伸端以及该信号馈入端投影所在的该基板区域内无任何其他金属图样或元件设置其上。

本案的另提出一种单极天线，还包括：一主体延伸端，连接该主体的该第二端，该主体延伸端的一延伸方向相对于该单极天线为一第二倾斜方向。

其中，该第二倾斜方向自该主体的该第二端向该接地面延伸。该第一倾斜方向与该第二倾斜方向约略呈反向。

为了对本案的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为本案一实施例的单极天线的示意图；

图2为本案实施例单极天线的印刷电路板的剖面示意图；

图3为本案实施例的天线辐射频率信号所经路径长度P1的示意图。

符号说明

100：单极天线 110：主体

120：连接部 130：延伸部

111：宽度渐进变化部分 112：主体延伸端

150：接地面 140：射频信号馈入端

M1、M2：金属层 G1：介电层

P1：频率信号路径 θ：夹角

具体实施方式

现请参考图1，其显示根据本案一实施例的单极天线的示意图。如图1所示，单极天线100包括：主体110、连接部120与延伸部130。本案实施例的单极天线是印制于印刷电路板上。

主体110是此单极天线100的辐射主体，其辐射体延伸至适当的共振长度，基本上，天线主体的辐射体长度约略为其所操作频率的共振波长的四分之一，如此的话，这样长度的天线主体可收发天线辐射频率信号。在此，本案实施例的单极天线的操作频率可符合于2.40～2.50GHz。

由图1可看出，该主体110有两次折弯，其中一次折弯是由图1的左方向上方折弯，另一次折弯是由图1的上方向右方折弯。或者是说，主体110的其中一次折弯是由单极天线100的左侧边折弯向其上侧边，另一次折弯是由单极天线100的上侧边折弯向其右侧边，其中该上侧边的两端分别与该左侧边的一端和该右侧边的一端相连。

如图1所示，主体110包括宽度渐进变化部分111与主体延伸端112。宽度渐进变化部分111位于该主体110的两次折弯之间，可用于调整单极天线100的阻抗匹配，以使得单极天线100的电压驻波比(VSWR)可以达到业界规范跟要求。主体延伸部112位于主体110自连接部120向反方向延伸的末端，通过调整主体延伸部112的长度可以使得天线主体的辐射体延伸至适当的共振长度。宽度渐进变化部分111与主体延伸端112可以为矩形或四边形。

如图1所示，单极天线100的宽度渐进变化部分111的一侧是倾斜(亦即，此侧与水平参考线间的夹角θ并非为0度)，以使得主体110在此位置的宽度有渐进变化。如果改变宽度渐进变化部分111的宽度的话，则可以增加/改变天线所能应用的频宽。亦即，主体110的宽度渐进变化部分111的宽度有关于单极天线100的一操作频率。

连接部120可视为补块，其连接主体110与延伸部130。

延伸部130可视为单极天线100的主体110的延伸。延伸部130可用于调整单极天线100的阻抗匹配，以使得单极天线100的电压驻波比(VSWR)可以达到业界规范跟要求。比如，如果调整延伸部130的长度或宽度的话，则可调整单极天线100的阻抗匹配。于本实施例中，延伸部130的外观为一矩形。但于其他可能实施例中，延伸部130的形状可为四边形。

单极天线100更包括射频信号馈入端140，其用以馈入由射频信号源(未示出)所传来的射频信号。在本案实施例中，单极天线100为单端馈入，亦即，单极天线100包括单一个射频信号馈入端140。

由图1可看出，在本案实施例中，主体110、连接部120、延伸部130与射频信号馈入端140为一体成形的金属结构。

此外，单极天线100电连接至接地面150，接地面150当成单极天线的接地面。以宽度来看，主体110的宽度渐进变化部分111与两次折弯所包含的宽度不大于接地面150的宽度。请注意，在本案中，接地面150是邻设于射频信号馈入端140，且不能电连接于射频信号馈入端140。

由图1可看出，在本案实施例中，主体延伸端112与延伸部130是倾斜的，如此的话，可更增加单极天线100的天线长度和操作频宽，且因充分利用单极天线100的余裕空间而又不会增加天线面积。

现请参考图2，其显示具有本案实施例单极天线的印刷电路板的剖面示意图。如图2所示，假设金属层M1上印制有单极天线100。金属层M1底下是介电层G1、金属层M2…。印刷电路板的层数可依需要而增减，图2所示的3层结构只是用于举例说明，其并非用以限制本案实施例单极天线只能应用于3层板印刷电路板。

如图2所示，在金属层M2中的相关于金属层M1的单极天线100的区域(如图2的区域210)不能印制有金属图样或设置元件，其原因在于，如果在单极天线100的下方印制有金属图样或设置元件的话，则此金属图样或元件将会影响单极天线100的信号收发。至于金属层M2的其他区域(如图2的区域220)则可依需要而印制金属图样或设置元件。

同样地，如果有其他金属层的话，这(这些)金属层的相关于金属层M1的单极天线100的区域不能印制有金属图样或设置元件。也就是说，主体110、延伸部130、连接部120、主体延伸端112以及射频信号馈入端140的投影所在的基板区域内无任何其他金属图样或设置元件。

由图2可看出，单极天线100位于介电层G1的一侧，在此介电层G1的侧面上印制微带线，此微带线的一端作为射频信号馈入端140。

现请参考图3，其显示根据本案实施例的天线辐射频率信号路径P1的示意图。亦即，天线辐射频率信号路径P1的长度约略为此单极天线所操作频率的共振波长的四分之一。由图3可看出，天线长度(其为四分之一波长)是计算主体110与连接部120的长度，但并不将延伸部130计算在内。

此外，依照系统应用的需求，单极天线100更可电连接至接地延伸区(未示出)。

如上述般，本案上述实施例的优点列举如下，但并非仅止于此。由图1可看出，单极天线100的外形原则上接近于矩形，而此矩形的槽孔面积非常小，也就是说，此单极天线的面积使用率高。而且，本案实施例的单极天线的面积比起现有天线较为缩减，可适用于现今小型化产品与天线内建式通讯产品内。

如果需要微调整操作频率的话，则调整延伸部130的长度即可，故而，可容易调整本案实施例的单极天线的操作频率以达到系统需求。

现有天线可能需要下地端，但本案实施例的单极天线不需如此，所以尺寸可更为缩减。

此外，由于单极天线的面积缩减，故而，印刷电路板的面积也可缩减，更有助于节省成本，且更有效率使用小型化产品或天线内建式通讯产品的有限内部空间。

在本案实施例中，单极天线的信号馈入方式是直接在印刷电路板上以50欧姆方式馈入，故而，可免除使用外加式同轴缆线的馈入成本。

此外，由于本案实施例的单极天线是为平面式(亦即，此单极天线的主体、连接部与延伸部位于同一平面上)，故而，可免除立体天线所需负担的模具费及组装成本。

综上所述，虽然结合以上实施例公开了本案，然而其并非用以限定本案。本案所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本案的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。因此，本案的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (12)

1.一种单极天线，印制于一基板上，该单极天线包括：

主体，具有第一端与第二端，该主体还包括一宽度渐进变化部分与两个折弯，该宽度渐进变化部分设置于该两个折弯之间；

延伸部，该延伸部的一延伸方向相对于该单极天线为一第一倾斜方向；

连接部，用于连接该主体的该第一端与该延伸部；

信号馈入端，电连接至该连接部；以及

接地面，邻设于该信号馈入端，

其中，该主体还包括一主体延伸端，连接该主体的该第二端，该主体延伸端的一延伸方向相对于该单极天线为一第二倾斜方向，该第二倾斜方向自该主体的该第二端向该接地面延伸。

2.如权利要求1所述的单极天线，其中，该主体的一辐射体长度为该单极天线的一操作频率的共振波长的四分之一。

3.如权利要求1所述的单极天线，其中，该第一倾斜方向自该连接部向该宽度渐进变化部分延伸。

4.如权利要求1所述的单极天线，其中，该延伸部为一四边形。

5.如权利要求1所述的单极天线，其中，该延伸部为一矩形。

6.如权利要求1所述的单极天线，其中，该主体、该连接部、该延伸部与该信号馈入端为一体成形的金属结构。

7.如权利要求1所述的单极天线，其中，该主体的该宽度渐进变化部分的一宽度有关于该单极天线的一操作频率，该宽度渐进变化部分的一侧边为倾斜，该侧边与一水平参考线间的一夹角不为0度。

8.如权利要求1所述的单极天线，其中，该主体具有至少两次折弯，其中一次折弯是由该单极天线的一第一侧边折弯向其一第二侧边，另一次折弯是由该单极天线的该第二侧边折弯向其第三侧边，其中该第二侧边的两端分别与该第一侧边的一端和该第三侧边的一端相连接。

9.如权利要求1所述的单极天线，其中，该主体的该宽度渐进变化部分与该两折弯所包含的宽度不大于该接地面的宽度。

10.如权利要求1所述的单极天线，其中，该主体的长度有关于该单极天线的操作频率。

11.如权利要求1所述的单极天线，其中，该延伸部的一长度有关于该单极天线的一操作频率。

12.如权利要求10所述的单极天线，其中，该主体、该延伸部、该连接部以及该信号馈入端投影所在的该基板区域内无任何其他金属图样或元件设置其上。