CN105576363A - 天线装置及其天线 - Google Patents

Abstract

本发明的天线包括主辐射体，主辐射体包括直角弯折部和延伸部，延伸部从直角弯折部的内侧延伸，且延伸部的图案呈直角三角形，延伸部的两边连接于直角弯折部的内侧；如此，本发明能够通过设置延伸部，而使辐射电流得以分布均匀。

Description

天线装置及其天线

技术领域

本发明涉及天线，尤其是涉及一种用于厚度介于1.4mm-1.6mm的电路板的天线装置及其天线。

背景技术

天线设计时对于天线辐射原理需考虑的因素众多，例如，边际效应、等效长度、共振频率及等效宽度等，以边际效应(FringingEffect)为例，因为平板天线的长度及宽度是有限度的，所以，平板天线的金属边缘会形成边际场的现象，这个现象就称为边际效应，边际效应最终会影响平板天线的共振频率。

电场的边际效应使平板天线的电性长度及宽度会大于实际平板天线的长度及宽度，其中，电场会受到天线宽度、电路板厚度及电路板的介电常数影响。若天线宽度与电路板厚度的比值远小于1，则边际效应的影响就会降低。

在考虑边际效应的因素时，相同图案的天线应用于厚度1mm以下的电路板及应用于厚度1.4mm以上的电路板就会产生不同的结果。具体来说，针对厚度1mm以下的电路板设计的天线，直接将天线(天线尺寸固定，即天线宽度固定)转用至厚度1.4mm以上电路板时，在边际效应因素的作用下，电路板厚度及电路板的介电常数就已改变，因此，转用在厚度1.4mm电路板上的天线将无法实现在1mm电路板上的天线效率，甚至共振频率也会偏移，最终使得转用的天线无法被应用。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种天线装置及其天线，以使辐射电流分布均匀从而提高天线效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种天线，其包括主辐射体。主辐射体包括直角弯折部和延伸部。延伸部从直角弯折部的内侧延伸，且延伸部的图案呈直角三角形。延伸部的两条直角边连接于所述直角弯折部的内侧。如此，本发明通过设置延伸部，能够使辐射电流得以分布均匀。

另外，本发明的另一目的是提供一种天线装置及其天线，以使天线适用于厚度1.4mm-1.8mm的电路板。

为了实现上述目的，本发明还提供一种天线装置，其包括电路板和天线。电路板具有顶面和底面。顶面和底面之间的厚度介于1.4mm至1.8mm。天线形成于电路板的顶面上，且包括主辐射体。主辐射体包括直角弯折部和延伸部。延伸部从直角弯折部的内侧延伸，且延伸部的图案呈直角三角形。延伸部的两直角边连接于角直弯折部的内侧。

有关本发明所提供的天线装置及其天线的详细结构、特点、组装或使用方式，将于后续的实施方式详细说明中予以描述。然而，本领域技术人员应能明白：该等详细说明以及实施本发明所列举的特定实施例，仅用于说明本发明，并非用以限制本发明的保护范围。

附图说明

图1是本发明的天线装置的第一实施例的示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明的天线装置的第二实施例的示意图。

图4是本发明的天线装置的第三实施例的示意图。

(符号说明)

10、30、50天线装置11、31、51电路板

111顶面113底面

115前边116后边

117左侧边118右侧边

13、33、53天线131主辐射体

1311直角弯折部1313、3313、5313延伸部

1315第一连接段1316第二连接段

1317第三连接段1318第四连接段

1319第五连接段133第一短路导体

135第二短路导体137馈入导体

1371馈入电源

H厚度L1、L2长度

具体实施方式

以下，配合各附图列举对应的较佳实施例来对本发明的天线装置及其天线的组成构件及实现效果进行说明。需要说明的是：各附图中的天线装置及其天线的构件、尺寸及外观仅用来说明本发明的技术特征，而非对本发明的构成进行限制。

图1和图2是本发明的天线装置10的第一实施例的示意图。如图1和图2所示，本发明的天线装置10包括电路板11和天线13。电路板11具有顶面111、底面113、前边115、后边116、左侧边117以及右侧边118。顶面111和底面113之间的厚度H介于1.4mm至1.8mm。天线13形成于电路板的顶面111上，且包括主辐射体131。主辐射体131包括直角弯折部1311、延伸部1313、第一连接段1315、第二连接段1316、第三连接段1317、第四连接段1318以及第五连接段1319。延伸部1313从直角弯折部1311的内侧延伸，且延伸部1313的图案呈直角三角形。直角弯折部1311的内侧在图中以虚线表示，但实际上虚线是不存在的。另外，直角弯折部1311的内侧是指90度夹角的地方，换言之，虚线构成的夹角是90度。延伸部1313中与直角相邻的两条直角边连接于直角弯折部1311的内侧。简言之，直角弯折部1311和延伸部1313是一体成形的金属导体。

其中，第一和第二连接段1315、1316分别从直角弯折部1311的两端延伸，第一连接段1315邻近电路板11的右侧边118且与该右侧边118平行，第二连接段1316与电路板11的前边115平行。第四连接段1318紧邻电路板11的左侧边117，且与左侧边117平行。第三连接段1317自第二连接段1316的终端延伸至第四连接段1318的底端，第三连接段1317的线宽大于第二连接段1316的线宽。第五连接段1319自第四连接段1318的顶端向电路板11的右侧边118延伸，第五连接段1319的终端紧邻电路板11的右侧边118。第五连接段1319与电路板11的前边115平行，且与第二连接段1316及第三连接段1317也是平行关系。由于主辐射体131的第一至第五连接段1315-1319可以是其他形状及配置，因此主辐射体131的形状及组成也不以本实施例所绘为限。

本发明的天线13还包括第一短路导体133、第二短路导体135以及馈入导体137。第一短路导体133自第一连接段1315的一端向右延伸，且垂直于第一连接段1315。第二短路导体135从第一短路导体133的一端延伸，且垂直于第一短路导体133，并与电路板11的右侧边118平行。

其中，第一短路导体133、第二短路导体135以及主辐射体131是一体成形的金属导体。馈入导体137自第一连接段1315的一端向左延伸，且正对第一短路导体133。馈入导体137具有馈入电源1371。如此，馈入电源1371的电流流过馈入导体137及第一连接段1315的方向与第二短路导体135的电流流出方向呈垂直关系。其中，上述方向的上、下、左及右随天线装置的摆放角度而有差异，因此，方向不以上述所述为限。

在本实施例中，延伸部1313的两边的长度L1、L2是相等的，且长度介于0.5mm至1.2mm，换言之，延伸部1313是等腰三角形。图中，长度L1、L2是利用边界线来作为尺寸线，以指示长度L1、L2的两端，因此，边界线不是天线13的轮廓。

如此，本发明的天线13能够通过延伸部1313而使辐射电流的分布均匀，从而使天线13的效率提高。

图3和图4分别是本发明的第二和第三实施例的天线装置30、50的示意图。第二和三实施例中天线装置分别包括电路板31、51和天线33、53。电路板31、51的厚度及条件与第一实施例相同，于此不再赘述。天线33、53结构大致也与第一实施例相同，故不赘述相同部分。

天线33、53不同的地方在于：天线33、53的延伸部3313、5313的两边长度L1、L2不相等，形成直角三角形，两边的长度L1、L2分别是介于0.5mm至1.2mm。

以上，说明了本发明的天线的三种结构，但实务上，天线的延伸部也可以是其他的尺寸及形状，故不以本发明提出的三种结构为限。随后，说明本发明的天线的设计原理及所实现的效果。

本发明是以电路板的介电常数等于4.2、以及厚度1.6mm的电路板为设计基准。当改为采用电路板的介电常数等于4.2、以及厚度0.6mm的电路板来设计与前述设计基准相同条件的天线时，厚度0.6mm的电路板需另考虑厚度1mm空气的介电常数(空气的介电常数为1)，因此，0.6mm的电路板与1mm空气所得到的介电常数小于4.2，其中，介电常数的运算方式已为本领域所周知，故不赘述。

因此，若将介电常数小于4.2的数值代入公式(1)，由于介电常数变小，因此使得光速增加。其中，公式(1)的C代表光速(speedoflight)、ε₀代表介电常数(permittivityoffreespace)、μ₀代表导磁率(permeability)。

随后将光速代入公式(2)，即可发现共振频率发生偏移。其中，公式(2)的f代表共振频率(resonantfrequency)、λ代表波长(wavelength)。

$C=1/\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_0{\mathrm{\μ}}_0}$ 公式(1)

f＝C/λ公式(2)

其中，导磁率与天线的辐射电流有关，因此，本发明的天线，通过形成为在主辐射体的直角弯折部内侧增加延伸部的三角形结构，从而使辐射电流分布均匀进而改变边际效应(FringingEffect)，由此共振频往高频移动并使天线效率提升，如此本发明的天线能够有效应用于厚度1.4mm-1.8mm的电路板。

上述各实施例中，天线的共振频率是以2.4G为例，但实务中共振频率也可以是其他频段，故不以2.4G为限。此外，本发明的天线可有效地使直角弯折部上的辐射电流分布更为均匀，因此，本发明的天线不限于配置在电路板上。

最后，需要再次强调的是：本发明于前述实施例中所揭露的构成元件，仅为举例说明，并非用来限制本申请的范围，其他等效元件的替代或变化，亦应为本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于，包括：

主辐射体，其包括直角弯折部和延伸部，所述延伸部从所述直角弯折部的内侧延伸，且所述延伸部的图案呈直角三角形，所述延伸部的两条直角边连接于所述直角弯折部的内侧。

2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述延伸部的两直角边的长度分别是介于0.5mm到1.2mm之间。

3.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述延伸部的两直角边的长度相等。

4.如权利要求1所述的天线，其特征在于，

所述主辐射体还包括第一连接段、第二连接段、第三连接段、第四连接段以及第五连接段，

所述第一连接段和所述第二连接段分别从所述直角弯折部的两端延伸，

所述第三连接段自所述第二连接段的终端延伸至所述第四连接段的底端，

所述第五连接段自所述第四连接段的顶端向右延伸，且所述第五连接段与所述第二连接段和所述第三连接段平行。

5.权利要求4所述的天线，其特征在于，

所述天线还包括第一短路导体、第二短路导体以及馈入导体，

所述第一短路导体自所述第一连接段的一端向右延伸，且垂直于所述第一连接段，

所述第二短路导体从所述第一短路导体的一端延伸，且垂直于所述第一短路导体，

所述馈入导体自所述第一连接段的一端向左延伸，且正对所述第一短路导体。

6.一种天线装置，其特征在于，包括：

电路板，其具有顶面和底面，该顶面和该底面之间的厚度介于1.4mm至1.8mm；以及

天线，其形成于所述电路板的顶面上，且包括主辐射体，所述主辐射体包括直角弯折部和延伸部，所述延伸部从所述直角弯折部的内侧延伸，且所述延伸部的图案呈直角三角形，所述延伸部的两直角边连接于所述直角弯折部的内侧。

7.如权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述延伸部的两直角边的长度分别是介于0.5mm到1.2mm之间。

8.权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述延伸部的两直角边的长度相等。

9.如权利要求6所述的天线装置，其特征在于，

所述电路板包括前边、后边、左侧边以及右侧边，

所述主辐射体还包括第一连接段、第二连接段、第三连接段、第四连接段以及第五连接段，

所述第一连接段和所述第二连接段分别从所述直角弯折部的两端延伸，

所述第一连接段与所述电路板的右侧边平行，

所述第二连接段与所述电路板的前边平行，

所述第四连接段紧邻所述电路板的左侧边，且与该左侧边平行，

所述第三连接段自所述第二连接段的终端延伸至所述第四连接段的底端，

所述第五连接段自所述第四连接段的顶端向所述电路板的右侧边延伸，所述第五连接段的终端紧邻所述电路板的右侧边。

10.如权利要求9所述的天线装置，其特征在于，

所述天线还包括第一短路导体、第二短路导体以及馈入导体，

所述第一短路导体自所述第一连接段的一端向右延伸，且垂直于所述第一连接段，

所述第二短路导体从所述第一短路导体的一端延伸，且垂直于所述第一短路导体，

所述馈入导体自所述第一连接段的一端向左延伸，且正对所述第一短路导体。