CN104795626A - 双频印刷式的单极天线 - Google Patents
双频印刷式的单极天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104795626A CN104795626A CN201410026271.4A CN201410026271A CN104795626A CN 104795626 A CN104795626 A CN 104795626A CN 201410026271 A CN201410026271 A CN 201410026271A CN 104795626 A CN104795626 A CN 104795626A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radiant body
- unipole antenna
- frequency
- antenna
- transmission line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
本发明提出一种双频印刷式的单极天线，其包括：一传输线，其沿一第一方向延伸且具有一第一端与一馈入端，该馈入端与一接地端相邻设置；一第一辐射体，其与该第一端相连接并沿一第二方向延伸，且具有一渐变宽度，该第二方向垂直于该第一方向，该第一辐射体操作于一第一频率范围；以及一第二辐射体，其与该第一端相连接并沿一第三方向延伸，且还具有多个转折，该第三方向是远离该接地端并与该传输线之间具有一第一夹角，该第二辐射体操作于一第二频率范围。
Description
技术领域
本发明是有关一种双频单极天线，尤指使用于印刷电路版上之小型化设计之双频单极天线。
背景技术
在科技发展日新月异的现今时代中，已开发出多种尺寸轻巧之天线，应用在各种尺寸日益轻巧的手持式电子装置中，例如：移动电话、笔记本电脑或无线存取点(Access Point,AP)、无线网卡等无线传输装置，并对应无线通信系统常用规格之频带，如IEEE802.11家族中的IEEE802.11a、IEEE802.11b与IEEE802.11g，其中IEEE802.11a对应于5千兆赫兹(GHz)的频带，而IEEE802.11b与IEEE802.11g对应于2.4千兆赫兹(GHz)的频带。
而单极天线(Monopole Antenna)与平面倒F型天线(Planar Inverse-F Antenna,PIFA)为广泛应用于手持式电子装置或笔记本电脑内壁的之天线。请参阅第一图，其系为现有倒F型天线之示意图。第一图中之倒F型天线10系包括：下地端101、第一辐射体102、第二辐射体103与一长边L1，其中第一辐射体102与第二辐射体103用以分别辐射不同频率范围之电磁波讯号，因倒F型天线10具有下地端101，故其匹配较易调整，且其结构轻巧、传输效能良好故可轻易地被设置在手持式电子装置内壁。
但另人遗憾的是，以前的PIFA双频天线尺寸较大，较易占空间；然单极天线虽不需有如倒F型天线的下地端，可具有比倒F型天线更小的尺寸，但单极天线因为仅有馈入信号而无用于接地之回路，故可调整之变数较少，其匹配较不易调整，且现有天线以缆线(Cable)馈入讯号并使用铁片天线，所负担之模具及铁件成本较高。
因此，申请人鉴于现有技术中所产生之缺失，经过悉心试验与研究，终构思出本案「双频印刷式的单极天线」，能够克服上述缺点，以下为本案之简要说明。
发明内容
鉴于现有技术中存在的缺失，本发明设计单极双频天线之延伸导体结构以作为第一辐射体与第二辐射体，并设计其延伸结构以缩小其所占面积，且调整出适当的匹配而增加高频的带宽，经由这样设计的天线尺寸，其长边与现有的平面倒F型天线之长边相较，缩小了百分之三十的长度，其缩小部份除可供其他路线走线所使用外，亦可节省印刷电路板的面积成本。此外，因免除使用缆线(Cable)馈入以及铁片天线，除缩小其所占之空间尺寸以符合现今应用在各种尺寸日益轻巧的各式电子装置中的需求之外，亦降低所需负担的模具及铁件成本。
根据本发明的第一构想，提供一种双频印刷式的单极天线，其包括：一传输线，其沿一第一方向延伸且具有一第一端与一馈入端，该馈入端与一接地端相邻设置；一第一辐射体，其与该第一端相连接并沿一第二方向延伸，且具有一渐变宽度，该第二方向垂直于该第一方向；以及一第二辐射体，其与该第一端相连接并沿一第三方向延伸，且更具有复数个转折，该第三方向是远离该接地端并与该传输线之间具有一第一夹角；其中该第一辐射操作于一第一频率范围，该第二辐射操作于一第二频率范围。
较佳地，本发明所提供的单极天线，该第一频率范围的操作频率大于该第二频率范围的操作频率。
较佳地，本发明所提供的单极天线，更包含一匹配阻抗，其与该传输线间隔一缝隙。
较佳地，本发明所提供的单极天线，其中该复数个弯折中每一转折的方向至少平行于该第一方向、该第二方向及该第三方向其中之一。
较佳地，本发明所提供的单极天线，其中该复数个弯折中至少有一弯折的方向与该第一方向、该第二方向及该第三方向其中之一相同。
较佳地，本发明所提供的单极天线，其中该第二辐射体更具有一连接端和一辐射端，该连接端与该第一端相连接，该辐射端为该第二辐射体上远离该连接端的一端，且该辐射端邻近设置于该第一辐射体。
较佳地，本发明所提供的单极天线，更包含一接地面，其中该匹配阻抗与该接地面相连接，且该接地面与该传输线及该馈入端相邻设置。
较佳地，本发明所提供的单极天线，该接地面包含与该第一方向平行的一第一侧边，以及与该第二方向平行的一第二侧边，其中该第一辐射体沿该第二方向延伸与该第二侧边平行，且该第一辐射体沿该第二方向延伸指向该第一侧边。
较佳地，本发明所提供的单极天线，其中该第一夹角介于100度与150度之间。
较佳地，本发明所提供的单极天线，其中该渐变宽度是在该第一辐射体的延伸过程中，以展开角度约45度至75度的方式逐渐加大其宽度。
较佳地，本发明所提供的单极天线，其中该第一辐射体与该第二辐射体的个别总延伸长度分别为其所对应之频率范围之共振波长的四分之一。
附图说明
图1为现有技术示意图；
图2为双频印刷式单极天线印制于印刷电路板之示意图；以及
图3为图2之局部示意图。
图4为本实施例的VSWR图。
具体实施方式
本案将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得本领域技术人员可以据以完成之，然本案之实施并非可由下列实施案例而被限制其实施型态。其中相同的标号始终代表相同的组件。
以下利用图2与图3来说明本发明的一较佳实施例。首先请参考图2，其中双频印刷式单极天线1印制于印刷电路板2上，而印刷电路板2具有介电质部份21与金属涂层22，金属涂层22布于介电质部份21之上，双频印刷式单极天线1具有一长边L2。
而图3是图2中的双频印刷式单极天线1之细部示意图，用以方便说明其细部结构。如图3所示，双频印刷式单极天线1具有传输线11、馈入端12、印刷电路版(Printed Circuit Board,PCB)之介电质基板13、第一辐射体14、第二辐射体15、匹配阻抗16与缝隙17。
传输线11在介电质基板13上沿一第一方向延伸，而馈入端12连接至传输线11，且馈入端12与一接地端(未绘出)邻近设置，其中馈入端12可依产品型式任意延伸而不限于图3所显示的布线方式，传输线11与馈入端12之阻抗特性较佳为50奥姆(ohm,Ω)以获得较佳效率。
匹配阻抗16印制于传输线11旁，两者间隔缝隙17，调整匹配阻抗16与缝隙17的大小可控制天线在操作频率范围上的匹配阻抗，以达到较佳的天线电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)输出。
传输线11具有端点A与端点E，第一辐射体14与端点A相连接，且具有端点D,F,G与H。其中AD段沿一第二方向延伸而约略垂直于该第一方向，可用于天线频带的阻抗之匹配调整，故图3所标示AD段（A点至D点处）约略与AE段垂直。而F点至匹配阻抗16的垂直距离约为D点至匹配阻抗16的垂直距离的三分之二，FD段在宽度上的渐变可增加频率范围f1，于本实施例中该宽度在F点处朝远离接地端12的方向进行宽度渐变，使FD段与FG段的夹角约呈45°～75°，且可于G点处再进行另一宽度渐变，而形成如FGHD四点所形成的多边形渐变，以增加频率范围f1的带宽，而A点延伸至D点的长度约等于所欲设计频率范围f1之共振波长λ1的四分之一长度，如此该末端延伸渐变结构即可作为该频段辐射之辐射体，以产生对应于频率范围f1的讯号。
而第二辐射体15与传输线11的端点A相连接，其结构末端以类似回字型方式延伸弯曲，以调整天线频带的阻抗之匹配并减小其所占面积，且具有端点a,b,c,d,e与B。其中Aa段沿一第三方向延伸，该第三方向是远离馈入端12，并使Aa段与AE段夹角约呈100°～150°，ab段约略切齐于匹配阻抗16，bc段的延伸方向大致平行于AD段，其延伸长度略等于或小于D点至匹配阻抗16间垂直距离的三分之二，以减少与第一辐射体14电流信号间的相互影响，而接下来所转折之方向至少约略平行于该第一方向、该第二方向及该第三方向其中之一，也就是与先前延伸路径以及周围布线相平行的方向，如：cd段约略平行于与ab段，de段约略平行于bc段，eB段约略平行于Aa段，且第二辐射体15整体延伸弯曲之布线不越过约略垂直于AD段的虚拟延伸线FI，以降低第二辐射体15与第一辐射体14彼此之间的干扰，而其延伸末端B点附近处呈一类似勾型，以获得较佳效能。图3中由A点延伸至B点的长度约等于所欲设计频率范围f2之共振波长λ2的四分之一长度，如此该延伸弯曲结构即可作为该频段辐射之辐射体，以产生对应于频率范围f2的讯号。
自传输线11馈入的高频电流讯号经第一辐射体14产生对应于频率范围f1的电磁波讯号，而低频电流讯号则经第二辐射体15产生对应于频率范围f2的电磁波讯号，藉此达到分别辐射出不同频率的电磁波以达到天线双频之效果。
图4为本实施例的VSWR图，可以看出在对应于频率范围f2的2.00千兆赫兹(GHz)～2.60千兆赫兹(GHz)（带宽400兆赫兹）与对应于频率范围f1的4.90千兆赫兹(GHz)～5.85千兆赫兹(GHz)（带宽1800兆赫兹）两频段内，VSWR的值在符合需求的2以下，且两频段完全涵盖802.11a/b/g的频带标准。
实施例
1.一种双频印刷式的单极天线，其包括：一传输线，其沿一第一方向延伸且具有一第一端与一馈入端，该馈入端与一接地端相邻设置；一第一辐射体，其与该第一端相连接并沿一第二方向延伸，且具 有一渐变宽度，该第二方向垂直于该第一方向，该第一辐射体操作于一第一频率范围；以及一第二辐射体，其与该第一端相连接并沿一第三方向延伸，且更具有复数个转折，该第三方向是远离该接地端并与该传输线之间具有一第一夹角，该第二辐射体操作于一第二频率范围。
2.如实施例1所述的单极天线，该第一频率范围的操作频率大于该第二频率范围的操作频率。
3.如实施例1或2所述的单极天线，更包含一匹配阻抗，其与该传输线间隔一缝隙。
4.如实施例1～3其中之一所述的单极天线，其中该复数个弯折中每一转折的方向至少平行于该第一方向、该第二方向及该第三方向其中之一。
5.如实施例1～4其中之一所述的单极天线，其中该复数个弯折中至少一弯折的方向与该第一方向、该第二方向及该第三方向其中之一相同。
6.如实施例1～5其中之一所述的单极天线，其中该第二辐射体更具有一连接端和一辐射端，该连接端为该第二辐射体与该第一端相连接的一端，该辐射端为该第二辐射体上远离该连接端的另一端，且该辐射端邻近设置于该第一辐射体。
7.如实施例1～6其中之一所述的单极天线，更包含一接地面，该匹配阻抗与该接地面相连接，且该接地面与该传输线及该馈入端相邻设置。
8.如实施例1～7其中之一所述的单极天线，该接地面更包含与该第一方向平行的一第一侧边，以及与该第二方向平行的一第二侧边，其中该第一辐射体与该第二侧边平行，且该第一辐射体指向该第一侧边。
9.如实施例1～8其中之一所述的单极天线，其中该第一夹角介于100度与150度之间。
10.如实施例1～9其中之一所述的单极天线，其中该渐变宽度是在该第一辐射体的延伸过程中，以展开角度约45度至75度的方式 逐渐加大其宽度。
11.如实施例1～10其中之一所述的单极天线，其中该第一辐射体与该第二辐射体的个别总延伸长度分别为其所对应之频率范围之共振波长的四分之一。
总结而言，上述内容仅为本发明之最佳实施例而已，当不能以之限定本发明所实施之范围。即凡依本发明权利要求所作之均等变化与修饰，皆应仍属于本发明专利涵盖之范围内。
符号说明
10 平面倒F型天线 16 匹配阻抗
101 下地端 17 缝隙
102 第一辐射体 2 印刷电路板
103 第二辐射体 21 介电质部份
1 双频印刷式单极天线 22 金属涂层
11 传输线 L1 倒F型天线之长边
12 馈入端 L2 本发明天线之长边
13 介电质基板
14 第一辐射体
15 第二辐射体。
Claims (11)
1.一种双频印刷式的单极天线，其包括：
传输线，其沿第一方向延伸且具有第一端与馈入端，该馈入端与接地端相邻设置；
第一辐射体，其与该第一端相连接并沿第二方向延伸，且具有渐变宽度，该第二方向垂直于该第一方向，该第一辐射体操作于第一频率范围；以及
第二辐射体，其与该第一端相连接并沿第三方向延伸，且还具有多个转折，该第三方向是远离该接地端并与该传输线之间具有第一夹角，该第二辐射体操作于第二频率范围。
2.如权利要求1所述的单极天线，该第一频率范围的操作频率大于该第二频率范围的操作频率。
3.如权利要求1所述的单极天线，还包含匹配阻抗，其与该传输线间隔缝隙。
4.如权利要求1所述的单极天线，其中该多个弯折中每一转折的方向至少平行于该第一方向、该第二方向及该第三方向其中之一。
5.如权利要求1所述的单极天线，其中该多个弯折中至少一弯折的方向与该第一方向、该第二方向及该第三方向其中之一相同。
6.如权利要求1所述的单极天线，其中该第二辐射体还具有连接端和辐射端，该连接端为该第二辐射体与该第一端相连接的一端，该辐射端为该第二辐射体上远离该连接端的另一端，且该辐射端邻近设置于该第一辐射体。
7.如权利要求2所述的单极天线，还包含接地面，该匹配阻抗与该接地面相连接，且该接地面与该传输线及该馈入端相邻设置。
8.如权利要求7所述的单极天线，该接地面还包含与该第一方向平行的第一侧边，以及与该第二方向平行的第二侧边，其中该第一辐射体与该第二侧边平行，且该第一辐射体指向该第一侧边。
9.如权利要求1所述的单极天线，其中该第一夹角介于100度与150度之间。
10.如权利要求1所述的单极天线，其中该渐变宽度是在该第一辐射体的延伸过程中，以展开角度约45度至75度的方式逐渐加大其宽度。
11.如权利要求1所述的单极天线，其中该第一辐射体与该第二辐射体的个别总延伸长度分别为其所对应之频率范围之共振波长的四分之一。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410026271.4A CN104795626A (zh) | 2014-01-21 | 2014-01-21 | 双频印刷式的单极天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410026271.4A CN104795626A (zh) | 2014-01-21 | 2014-01-21 | 双频印刷式的单极天线 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104795626A true CN104795626A (zh) | 2015-07-22 |
Family
ID=53560266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410026271.4A Pending CN104795626A (zh) | 2014-01-21 | 2014-01-21 | 双频印刷式的单极天线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104795626A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106785370A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 重庆邮电大学 | 一种用于移动终端的高隔离度的mimo天线 |
| CN110416702A (zh) * | 2018-04-30 | 2019-11-05 | 恩智浦美国有限公司 | 具有可切换波束图案的天线 |
| CN112054293A (zh) * | 2020-10-21 | 2020-12-08 | 北京字节跳动网络技术有限公司 | 电子设备 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6459413B1 (en) * | 2001-01-10 | 2002-10-01 | Industrial Technology Research Institute | Multi-frequency band antenna |
| CN2671143Y (zh) * | 2002-05-28 | 2005-01-12 | 日本特殊陶业株式会社 | 天线和包括该天线的射频模块 |
| CN201072805Y (zh) * | 2007-03-13 | 2008-06-11 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种双频宽带印刷天线 |
| US7446708B1 (en) * | 2002-08-26 | 2008-11-04 | Kyocera Wireless Corp. | Multiband monopole antenna with independent radiating elements |
| CN201893437U (zh) * | 2010-10-22 | 2011-07-06 | 长盛科技股份有限公司 | 多频天线结构 |
| US7986274B2 (en) * | 2009-03-05 | 2011-07-26 | Cheng Uei Precision Industry Co., Ltd. | Multi-band antenna |
-
2014
- 2014-01-21 CN CN201410026271.4A patent/CN104795626A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6459413B1 (en) * | 2001-01-10 | 2002-10-01 | Industrial Technology Research Institute | Multi-frequency band antenna |
| CN2671143Y (zh) * | 2002-05-28 | 2005-01-12 | 日本特殊陶业株式会社 | 天线和包括该天线的射频模块 |
| US7446708B1 (en) * | 2002-08-26 | 2008-11-04 | Kyocera Wireless Corp. | Multiband monopole antenna with independent radiating elements |
| CN201072805Y (zh) * | 2007-03-13 | 2008-06-11 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种双频宽带印刷天线 |
| US7986274B2 (en) * | 2009-03-05 | 2011-07-26 | Cheng Uei Precision Industry Co., Ltd. | Multi-band antenna |
| CN201893437U (zh) * | 2010-10-22 | 2011-07-06 | 长盛科技股份有限公司 | 多频天线结构 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李建军，于利娟，杜文权: "应用于WLAN/Wimax的三频单极子天线涉及", 《电子电路》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106785370A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 重庆邮电大学 | 一种用于移动终端的高隔离度的mimo天线 |
| CN110416702A (zh) * | 2018-04-30 | 2019-11-05 | 恩智浦美国有限公司 | 具有可切换波束图案的天线 |
| US11870146B2 (en) | 2018-04-30 | 2024-01-09 | Nxp Usa, Inc. | Antenna with switchable beam pattern |
| CN110416702B (zh) * | 2018-04-30 | 2024-01-30 | 恩智浦美国有限公司 | 具有可切换波束图案的天线 |
| CN112054293A (zh) * | 2020-10-21 | 2020-12-08 | 北京字节跳动网络技术有限公司 | 电子设备 |
| CN112054293B (zh) * | 2020-10-21 | 2023-03-24 | 北京字节跳动网络技术有限公司 | 电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3790110B1 (en) | Antenna and mobile terminal | |
| KR100661892B1 (ko) | 안테나 및 집적형 안테나 장치 | |
| Ayatollahi et al. | A compact, high isolation and wide bandwidth antenna array for long term evolution wireless devices | |
| EP2942834B1 (en) | Antenna apparatus and terminal device | |
| US20090051614A1 (en) | Folded dipole antenna | |
| US8497811B2 (en) | Printed dual-band antenna for electronic device | |
| US20120293376A1 (en) | Antenna and electronic device having the same | |
| KR20120138758A (ko) | 강화된 안테나 아이솔레이션을 위한 새로운 전류 분포 및 방사 패턴을 가진 안테나 | |
| GB2430081A (en) | Integrated multiband antennas for computing devices | |
| EP2058902A1 (en) | Dual polarization wave antenna | |
| Prasanna et al. | Compact two-port UWB MIMO antenna system with high isolation using a fork-shaped structure | |
| US20080036666A1 (en) | Antenna device | |
| Rathore et al. | Compact dual-band (2.4/5.2 GHz) monopole antenna for WLAN applications | |
| CN104466373A (zh) | 单极耦合式双频天线 | |
| TWI538310B (zh) | 雙頻印刷式的單極天線 | |
| CN104795626A (zh) | 双频印刷式的单极天线 | |
| JP2011160405A (ja) | 双極アンテナ | |
| US10122093B2 (en) | Dipole array antenna | |
| US10374311B2 (en) | Antenna for a portable communication device | |
| CN112736419A (zh) | 天线系统 | |
| CN203826548U (zh) | 一种多频板状加金属丝加塑胶件wlan天线 | |
| TW201304271A (zh) | 天線 | |
| US8373600B2 (en) | Single-band antenna | |
| US20090073046A1 (en) | Wide-band Antenna and Related Dual-band Antenna | |
| CN101621154B (zh) | 薄型天线及其具有薄型天线的电子装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150722 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |