CN104953280B - 天线结构及其电子装置 - Google Patents
天线结构及其电子装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104953280B CN104953280B CN201410123482.XA CN201410123482A CN104953280B CN 104953280 B CN104953280 B CN 104953280B CN 201410123482 A CN201410123482 A CN 201410123482A CN 104953280 B CN104953280 B CN 104953280B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- open end
- antenna
- tie point
- radiofrequency signal
- path
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
天线结构及其电子装置。一种天线结构包括连接部、接地部、第一延伸部以及第二延伸部。连接部具有馈入点以及连接点。接地部与连接点连接以形成接地点。第一延伸部连接连接点并具有第一开路端。第二延伸部连接连接点并具有第二开路端。其中，由连接点指向第一开路端以形成第一向量与由连接点指向第二开路端以形成一第二向量，第一向量与第二向量之间具有一夹角，其中夹角大于零。馈入点至第一开路端形成一第一路径的路径长与馈入点至第二开路端形成一第二路径的路径长之差为射频信号对应其波长的四分之一倍或其正整数倍，使得天线结构可收发一圆极化的射频信号。
Description
【技术领域】
本发明是有关于一种电子装置，且特别是有关于一种天线结构以及包括此天线结构的电子装置。
【背景技术】
一般而言，无线射频信号可具有线性极化或是圆极化的特性，并根据其应用而赋予无线射频信号不同的极化特性。例如于全球定位系统（Global Positioning System,GPS）的规范中定义其定位信号所有的电磁波通常为圆极化特性。而为了接收具有圆极化特性的定位信号，信号的接收端则可设置天线可为平板天线（patch antenna）或是陶瓷天线等具有接收圆极化特性的天线来对上述的定位信号进行收发才会有良好的接收效果。上述的两种天线的圆极化特性皆不差，但其天线的频宽以及和圆极化频宽皆有些狭窄，若是所接收的定位信号仅运用在上述的GPS系统时仍可达成要求，但当所接收的定位信号亦必须被同时运用在全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）应用时，上述的两种天线所能提供的频宽则略嫌不足。
又，陶瓷天线的陶瓷基材的硬度高，而平板天线的频宽狭窄，使得设置者难以对收发频率进行微调。至于平板天线以及陶瓷天线都有占用面积较大的问题。另一方面，传统的PIFA虽然具有较宽的收发信号的频宽，但却为线性极化的电磁波，而非圆极化的电磁波。因此随着电子装置的设计日渐轻薄短小的趋势下，且又要在日渐缩小的电子装置上设置兼俱具有圆极化特性及体积小的天线，亦成为本领域技术者的难题之一。
【发明内容】
本发明提供一种天线结构及其电子装置，以具有圆极化特性的平面倒F天线（Planar Inverted F Antenna,PIFA）收发具有圆极化特性的射频信号。
本发明的天线结构，用以收发一射频信号，包括一连接部、一接地部、一第一延伸部以及一第二延伸部。连接部具有馈入点以及连接点。接地部连接连接点并具有接地点。第一延伸部连接连接点并具有第一开路端。第二延伸部连接连接点并具有第二开路端。其中，由连接点指向第一开路端以形成第一向量与由连接点指向第二开路端以形成一第二向量，第一向量与第二向量之间具有一夹角，其中夹角大于零。以及，馈入点至第一开路端形成一第一路径的路径长与馈入点至第二开路端形成一第二路径的路径长之差为射频信号对应其波长的四分之一倍或其正整数倍，使得天线结构可收发一圆极化的射频信号。
一种电子装置，包括一天线结构以及一信号处理单元。信号处理单元连接天线结构，透过天线结构收发一射频信号。其中，天线结构包括一连接部、一接地部、一第一延伸部以及一第二延伸部。连接部具有馈入点以及连接点。接地部连接连接点并具有接地点。第一延伸部连接连接点并具有第一开路端。第二延伸部连接连接点并具有第二开路端。其中，由连接点指向第一开路端以形成第一向量与由连接点指向第二开路端以形成一第二向量，第一向量与第二向量之间具有一夹角，其中夹角大于零。以及，馈入点至第一开路端形成一第一路径的路径长与馈入点至第二开路端形成一第二路径的路径长之差为射频信号对应其波长的四分之一倍或其正整数倍，使得天线结构可收发一圆极化的射频信号。
相较于现有技术，本发明提供一种天线结构以及包括此天线结构的电子装置，可以两个长度不同的路径于收发射频信号时所产生的相位差达到可收发具有圆极化的射频信号的特性。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
【附图说明】
图1为根据本发明一实施例所绘示天线结构的结构示意图。
图2为根据本发明一实施例所绘示天线结构的结构示意图。
图3为根据本发明一实施例所绘示天线结构的结构示意图。
图4为根据本发明一实施例所绘示电子装置的功能方块图。
【具体实施方式】
图1为根据本发明一实施例所绘示天线结构的结构示意图。请参照图1，天线结构可被设置于一电子装置中，用以收发一射频信号。天线结构10包括连接部CS、接地部GS、延伸部ES1以及延伸部ES2。
连接部CS具有馈入点FP以及连接点CP。接地部GS连接连接点CP并具有接地点GP，其中接地点GP耦接系统接地面。延伸部ES1连接连接点CP并具有开路端OT1。延伸部ES2连接连接点CP并具有开路端OT2。其中，由连接点CP指向开路端OT1以形成第一向量与由连接点CP指向开路端OT2以形成一第二向量，而第一向量与第二向量之间具有夹角ANG，其中夹角大于零。其中在本实施例中，夹角ANG实质上为90度，但在实际实施时，可因实际天线的设计规范而有所调整。
一般而言，传统的PIFA虽然具有较宽的收发信号的频宽，但却为线性极化的电磁波，而非圆极化的电磁波。若是单纯于PIFA中提供两条电流路径，那么各电流所辐射出的电磁波后而合成的极化方向即为线性极化或近似椭圆极化，难以达到圆极化特性的功效。因此，本发明的技术特征且其难度在于，如何运用天线结构10中所设置的两个电流路径（即路径P1、P2），满足两个电流路径P1、P2于辐射射频信号时，维持两电流间的90度的相位差，以产生圆极化的特性。
请继续参照图1，在本实施例中，天线结构10的馈入点FP至开路端OT1所形成的路径P1的路径长，与馈入点FP至开路端OT2所形成的路径P2的路径长之差为射频信号对应其波长的四分之一倍或其正整数倍，使得天线结构10可收发圆极化的射频信号。简言之，路径P1以及P2的路径长之差即造成了当天线结构10于收发信号时，两个路径P1以及P2之间具有了90度的相位差，才使得天线结构10可收发圆极化的射频信号。
甚者，路径P1以及P2何者为长、何者为短可决定天线结构10的圆极化特性为左手圆极化（Left Hand Circular Polarization,LHCP）或是右手圆极化（Right HandCircular Polarization,RHCP）。在本实施例中，若路径P2长于路径P1，当天线结构10于收发信号时，透过路径P1所载的电流对应其辐射的电磁波(或信号)的相位角落后于路径P2所载的电流对应其辐射的电磁波(或信号)90度，而造成右手圆极化（RHCP）。由于现行GPS中所有的信息交换皆为右手圆极化的射频信号，因此如图1中所示的天线结构10即可被用以收发GPS中的定位信号。
反之，在本发明另一实施例中，若路径P1长于路径P2，则此天线结构10便有了左手圆极化的特性。天线设计者可根据实际的需求而决定路径P1是否长于路径P2。
在本发明的其它实施例中，为了设置上的考虑，天线结构10可透过于延伸部ES1及ES2的其中之一设置一或多个弯折，使得天线结构10可因此缩小整体面积，或是造成两路径长的相位角差90度之用。
图2为根据本发明一实施例所绘示天线结构的结构示意图。其中，图2所示天线结构10中各结构组件可参照图1所示实施例中的天线结构10，在此不赘述。图2所示的实施例与图1所示的实施例所不同之处在于，图2所示的天线结构10的延伸部ES2包括一弯折部BD1。而在本实施例中，相似于图1所示实施例，路径P2以及路径P1的路径长之差仍为射频信号对应其波长的四分之一倍或其正整数倍。而透过弯折部BD1的设置，使得弯曲的路径P2相对于路径P1产生落后90度的相位差。
在本实施例中，虽然弯折部BD1只显示一个弯折，但是弯折部BD1中亦可设置多个弯折。若要设计多个弯折，只要满足两电流的「路径P2相对于路径P1可产生落后或超前90度的相位差」即可。抑或是，满足「路径P2以及路径P1的路径长之差仍为射频信号对应其波长的四分之一倍或其正整数倍」即可发生圆极化的效果。基本上，前述所言的两个条件均指的是同一件事。具体而言，熟习此技术的人士应当理解，在一正弦波对相位角的函数图中，落后或超前90度的相位差就是对应该正弦波波长的四分之一或其正整数倍。
图3为根据本发明一实施例所绘示天线结构的结构示意图。其中，图3所示天线结构10中各结构组件可参照图1、2所示实施例中的天线结构10，在此不赘述。而图3所示的实施例与图2所示的实施例所不同之处在于，图2所示的天线结构10的延伸部ES2中包括弯折部BD1外，延伸部ES1中亦包括了弯折部BD2。此外，天线结构10的延伸部ES2中包括的弯折部BD1以及BD2中皆具有多个弯折。同样地，图3所示的天线结构10亦满足「路径P2以及路径P1的路径长之差仍为射频信号对应其波长的四分之一倍或其正整数倍」，抑或是满足两电流的「路径P2相对于路径P1可产生落后或超前90度的相位差」的条件。
需特别说明的是，以上所述的延伸部ES1、ES2事实上可依照实际的设计需求而可配置成相同或不同的长度（即第一向量以及第二向量的长度）。简单来说，即便延伸部ES1、ES2的长度相等（即上述的第一向量以及第二向量的长度相等），但在较长路径（在本实施例中即为路径P2）上透过设置多个弯折，只要满足前述所说的条件依然能使路径P2相对于路径P1落后90度的相位差。此外，对于PIFA这样的设计，额外还带来使天线结构10所需占用的面积缩小。举例来说，路径P1为射频信号的二分之一波长且延伸部ES1的长度为射频信号的四分之一波长，而路径P2则为射频信号的四分之三波长且延伸部ES2为射频信号的四分之一波长。由此可知，在延伸部ES1、ES2均为射频信号的四分之一波长时，其对应的路径P1及P2间的路径长之差为射频信号的四分之一波长，则即可形成圆极化的辐射特性。以上仅为说明本发明的实施方式而例举其中一例，实施时此例举的例并非用以限定本发明的实施方式。
本发明亦提供一种电子装置。图4为根据本发明一实施例所绘示电子装置的功能方块图。请参照图4，包括电子装置40天线结构10以及信号处理单元11。信号处理单元11连接天线结构10，透过天线结构10收发射频信号SIG。其中，天线结构10包括连接部、接地部、第一延伸部以及第二延伸部。连接部具有馈入点以及连接点。接地部连接连接点并具有接地点，其中接地点可连接至电子装置的系统接地面。第一延伸部连接连接点并具有第一开路端。第二延伸部连接连接点并具有第二开路端。其中，由连接点指向第一开路端以形成第一向量与由连接点指向第二开路端以形成第二向量，第一向量与第二向量之间具有一夹角，其中夹角大于零。馈入点至第一开路端形成第一路径的路径长与馈入点至第二开路端形成第二路径的路径长之差为射频信号SIG对应其波长的四分之一倍或其正整数倍，使得天线结构10可收发圆极化的射频信号SIG。至于天线结构10的详细实施方式则可参考图1～3所示的实施例，在此则不赘述。例如：图1所示实施例中天线结构10的路径P1小于路径P2且其路径差为射频信号SIG对应其波长的四分之一倍或其正整数倍时，天线结构10可收发一右圆极化的射频信号SIG，电子装置40便可利用这样的天线结构10来收发GPS定位信号。同样地，若路径P1大于路径P2且其路径差为射频信号SIG对应其波长的四分之一倍或其正整数倍时，天线结构10可收发一左圆极化的射频信号SIG。
综上所述，本发明提供了一种天线结构以及包括此天线结构的电子装置，可以借由改变传统PIFA天线的结构而使两电流所行经的路径（即路径P1、P2）之差为射频信号波长的四分之一或其整数倍，使得两电流产生落后或超前九十度的相位差，进而产生圆极化辐射特性。这样的天线结构可以使得圆极化频宽有效增加。相较于设置陶瓷天线或平板天线，运用本发明所提出的天线结构可以以较小的面积设置，亦可以较简单的方式微调天线的操作频率，而不受基材（例如陶瓷基材）或是其它设置条件的限制。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (6)
1.一种平面倒F天线，用以收发一射频信号，其特征在于，所述平面倒F天线包括：
一连接部，具有一馈入点以及一连接点；
一接地部，连接该连接点，并且具有一接地点；
一第一延伸部，连接该连接点，并具有一第一开路端；
一第二延伸部，连接该连接点，并具有一第二开路端，该第一延伸部和该第二延伸部两者至少其中之一具有一或多个来回弯折，其中，由该连接点指向该第一开路端以形成一第一向量与由该连接点指向该第二开路端以形成一第二向量，该第一向量与该第二向量之间具有一夹角，其中该夹角大于零；
其中，该馈入点至该第一开路端形成一第一路径的路径长与该馈入点至该第二开路端形成一第二路径的路径长之差为该射频信号对应其波长的四分之一倍或其正整数倍，使得该平面倒F天线可收发一圆极化的该射频信号。
2.根据权利要求1所述的平面倒F天线，其特征在于，该第一路径长小于该第二路径长且其差为该射频信号对应其波长的四分之一倍或其正整数倍，使得该平面倒F天线可收发一右圆极化的该射频信号。
3.根据权利要求1所述的平面倒F天线，其特征在于，该第一路径长大于该第二路径长且其差为该射频信号对应其波长的四分之一倍或其正整数倍，使得该平面倒F天线可收发一左圆极化的该射频信号。
4.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括：
一平面倒F天线；
一信号处理单元，连接该平面倒F天线，透过该平面倒F天线收发一射频信号，其中该平面倒F天线包括：
一连接部，具有一馈入点以及一连接点；
一接地部，连接该连接点，并且具有一接地点；
一第一延伸部，连接该连接点，并具有一第一开路端；
一第二延伸部，连接该连接点，并具有一第二开路端，该第一延伸部和该第二延伸部两者至少其中之一具有一或多个来回弯折，其中，由该连接点指向该第一开路端以形成一第一向量与由该连接点指向该第二开路端以形成一第二向量，该第一向量与该第二向量之间具有一夹角，其中该夹角大于零；
其中，该馈入点至该第一开路端形成一第一路径的路径长与该馈入点至该第二开路端形成一第二路径的路径长之差为该射频信号对应其波长的四分之一倍或其正整数倍，使得该平面倒F天线可收发一圆极化的该射频信号。
5.根据权利要求4所述的电子装置，其特征在于，该第一路径长小于该第二路径长且其差为该射频信号对应其波长的四分之一倍或其正整数倍，使得该平面倒F天线可收发一右圆极化的该射频信号。
6.根据权利要求4所述的电子装置，其特征在于，该第一路径长大于该第二路径长且其差为该射频信号对应其波长的四分之一倍或其正整数倍，使得该平面倒F天线可收发一左圆极化的该射频信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410123482.XA CN104953280B (zh) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | 天线结构及其电子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410123482.XA CN104953280B (zh) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | 天线结构及其电子装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104953280A CN104953280A (zh) | 2015-09-30 |
| CN104953280B true CN104953280B (zh) | 2018-11-06 |
Family
ID=54167763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410123482.XA Active CN104953280B (zh) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | 天线结构及其电子装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104953280B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107293839A (zh) * | 2016-03-31 | 2017-10-24 | 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 | 圆极化天线的设计方法、圆极化天线及移动终端 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000003452A1 (en) * | 1998-07-09 | 2000-01-20 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Printed twin spiral dual band antenna |
| US7532164B1 (en) * | 2007-05-16 | 2009-05-12 | Motorola, Inc. | Circular polarized antenna |
| CN101483279A (zh) * | 2008-01-12 | 2009-07-15 | 旭丽电子(广州)有限公司 | 利用pifa天线制造圆形极化波的天线系统 |
| US7830327B2 (en) * | 2007-05-18 | 2010-11-09 | Powerwave Technologies, Inc. | Low cost antenna design for wireless communications |
| WO2012001729A1 (en) * | 2010-06-28 | 2012-01-05 | Fujitsu Limited | Planar inverted-f antenna |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7405697B2 (en) * | 2003-03-18 | 2008-07-29 | Zhinong Ying | Compact diversity antenna |
| JP2006222846A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Hitachi Cable Ltd | 漏洩損失性線路型円偏波アンテナおよび高周波モジュール |
-
2014
- 2014-03-28 CN CN201410123482.XA patent/CN104953280B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000003452A1 (en) * | 1998-07-09 | 2000-01-20 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Printed twin spiral dual band antenna |
| CN1315064A (zh) * | 1998-07-09 | 2001-09-26 | 艾利森电话股份有限公司 | 印刷双螺旋双频段天线 |
| US7532164B1 (en) * | 2007-05-16 | 2009-05-12 | Motorola, Inc. | Circular polarized antenna |
| US7830327B2 (en) * | 2007-05-18 | 2010-11-09 | Powerwave Technologies, Inc. | Low cost antenna design for wireless communications |
| CN101483279A (zh) * | 2008-01-12 | 2009-07-15 | 旭丽电子(广州)有限公司 | 利用pifa天线制造圆形极化波的天线系统 |
| WO2012001729A1 (en) * | 2010-06-28 | 2012-01-05 | Fujitsu Limited | Planar inverted-f antenna |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "基于倒F形式的Wi-Fi基站天线研究";刘鹏飞;《中国优秀硕士论文全文数据库》;20130315;I136-16 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104953280A (zh) | 2015-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8120536B2 (en) | Antenna isolation | |
| KR100693952B1 (ko) | 평면 안테나 | |
| US20150256213A1 (en) | Radio-Frequency Transceiver System | |
| US9685714B2 (en) | Radar array antenna | |
| US20100214177A1 (en) | Wireless communications including an antenna for wireless power transmission and data communication and associated methods | |
| US20090073049A1 (en) | Ultra compact UHF Satcom antenna | |
| US9184510B2 (en) | Antenna structure for a vehicle | |
| US10211540B2 (en) | Methods circuits devices assemblies and systems for wireless communication | |
| KR20080011060A (ko) | 평면 안테나 | |
| Lee et al. | Planar Beam Steerable Parasitic Array Antenna System Design Based on the Yagi‐Uda Design Method | |
| CN104953280B (zh) | 天线结构及其电子装置 | |
| EP2109183A1 (en) | Improvement of antenna isolation | |
| Nawaz et al. | Ten switched‐beams with 2× 2 series‐fed 2.4 GHz array antenna and a simple beam‐switching network | |
| JP5320635B2 (ja) | アンテナ | |
| CN107369903B (zh) | 金属框体及其终端 | |
| JP5149232B2 (ja) | アンテナ装置 | |
| KR101599526B1 (ko) | 다중 편파 다이폴 안테나 | |
| JP5025739B2 (ja) | 無線通信システム | |
| Choi et al. | Retrodirective array immune to incident waves with arbitrary polarizations | |
| EP4358296A1 (en) | Antenna and antenna system | |
| EP1993167A1 (en) | Antenna for RFID tag | |
| CN209401843U (zh) | 通信装置 | |
| Re et al. | Antenna array design for retrodirective wireless power transmission and radar | |
| US9660346B2 (en) | Antenna structure | |
| US6828945B2 (en) | Enhancement of the field pattern of a device for transferring electromagnetic waves |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |