CN107026312A - 多频高增益天线 - Google Patents

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CN107026312A
CN107026312A CN201610058610.6A CN201610058610A CN107026312A CN 107026312 A CN107026312 A CN 107026312A CN 201610058610 A CN201610058610 A CN 201610058610A CN 107026312 A CN107026312 A CN 107026312A
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许文贤
王春明
陈彦呈
邓治泓
郭姿颐
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Taiwan Anjie Electronic Co Ltd
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
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Abstract

本发明提出一种多频高增益天线结构，包含基板、接地部、第一共振部、第二共振部及匹配部。该接地部，设置于该基板；该第一共振部设置于该基板并邻设且耦接于该接地部，该第一共振部具有第一残段及两个第二残段，该第一残段具有第一开槽，且该第一残段设置于上述第二残段之间；该第二共振部设置于该基板并通过第一连接部与该第一共振部相耦接；及该匹配部设置于该基板并通过第一连接部与该第一共振部相耦接。通过本发明特殊的天线结构设计，使该天线结构能同时共振于多个不同的频率，且具有高增益的功效。

Description

多频高增益天线
技术领域
本发明涉及一种多频天线，尤其涉及一种能够同时共振于多个频段且具有高增益的天线结构。
背景技术
随着通讯产业的快速发展，无线通信产品为迎合消费市场需求，在外型上以轻、薄、短、小的产品特别受到欢迎，这也代表系统模块以及组件会被设置于越来越小的有限的产品内部空间中，能够放置天线的空间也相对会受到压缩，因此可同时适用于多频段的天线结构也越来越受到欢迎；再者，天线的增益也常作为一天线好坏的评断标准，具有高增益的天线结构也是市场上非常受到重视的产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够同时共振于多个频段且具有高增益的天线结构。
为达到上述目的及其他目的，本发明提出一种多频高增益天线结构，包含基板、接地部、第一共振部、第二共振部及匹配部。该接地部，设置于该基板；该第一共振部设置于该基板并邻设且耦接于该接地部，该第一共振部具有第一残段及两个第二残段，该第一残段具有第一开槽，且该第一残段设置于上述第二残段之间；该第二共振部设置于该基板并通过第一连接部与该第一共振部相耦接；及该匹配部设置于该基板并通过第一连接部与该第二共振部相耦接。
在本发明的实施例中，该第一共振部的第一开槽为ㄇ形状。
在本发明的实施例中，上述第二残段为等宽直线形状。
在本发明的实施例中，上述第二残段为具有不等宽度的阶梯式形状。
在本发明的实施例中，该第二共振部为弯折形状。
在本发明的实施例中，该匹配部为具有不等宽度的阶梯式形状。
在本发明的实施例中，该匹配部更具有第二开槽。
在本发明的实施例中，该匹配部的第二开槽为三角形形状、矩形形状、超过四边的多边形形状或不规则形状。
因此，本发明通过于特殊的天线结构设计，使该天线结构能同时共振于多个不同的频率，且具有高增益的功效。
附图说明
图1为本发明多频高增益天线结构的第一实施例的示意图；
图2为本发明多频高增益天线结构的第二实施例的示意图；
图3为本发明多频高增益天线结构的第三实施例的示意图；
图4a为本发明多频高增益天线结构的第一实施例的返回损失量测图；
图4b为本发明多频高增益天线结构的第一实施例的驻波比量测图；
图5a为本发明多频高增益天线结构的第一实施例于第一频率的辐射场型量测图；
图5b为本发明多频高增益天线结构的第一实施例于第二频率的辐射场型量测图；
图6a为本发明多频高增益天线结构的第二实施例的返回损失量测图；
图6b为本发明多频高增益天线结构的第二实施例的驻波比量测图；
图7a为本发明多频高增益天线结构的第三实施例于第一频率的辐射场型量测图；
图7b为本发明多频高增益天线结构的第三实施例于第二频率的辐射场型量测图；
图8a为本发明多频高增益天线结构的第三实施例的返回损失量测图；
图8b为本发明多频高增益天线结构的第三实施例的驻波比量测图；
图9a为本发明多频高增益天线结构的第三实施例于第一频率的辐射场型量测图；
图9b为本发明多频高增益天线结构的第三实施例于第二频率的辐射场型量测图。
【符号说明】
1,1’,1”多频高增益天线结构
10基板
20接地部
30,30’,30”第一共振部
31,31’,31”第一残段
311,311’,311”第一开槽
32,32’,32”第二残段
33馈入点
40第一连接部
50,50’,50”第二共振部
60第二连接部
70,70’,70”匹配部
71第二开槽
S直线方向
具体实施方式
为充分了解本发明的目的、特征及功效，现通过下述具体的实施例，并配合附图，对本发明做进一步详细说明，说明如下：
请参阅图1，其示为本发明多频高增益天线结构的第一实施例的示意图。在本实施例中，该多频高增益天线结构1同时适用于2.4GHz与5.15GHz两种频率，该多频高增益天线结构1包含基板10、接地部20、第一共振部30、第一连接部40、第二共振部50、第二连接部60及匹配部70。
该基板10为印刷电路板，并通过微带线型式来将该接地部20、该第一共振部30、该第一连接部40、该第二共振部50、该第二连接部60及该匹配部70依序直线方向S排列来印刷于该基板10上。
该接地部20设置在该基板10的一侧，用以将该多频高增益天线结构1。在本实施例中，该接地部20通过电容(图中未示)来与该第一共振部30相耦接，但本发明所属技术领域中具有通常知识者可了解的是，本发明并不以此为限，该接地部20可通过电感来与该第一共振部30相耦接。再者，该接地部20于直线方向S的电性长度为1/4λ，其中λ为频率2.4GHz所对应的波长。
该第一共振部30可用以调整第一工作频率(于本实施例中为5.15GHz)，该第一共振部30设置于该基板10上，且邻设并耦接于该接地部20，该第一共振部30具有一个第一残段31及两个第二残段32，该第一残段31设置在上述第二残段32之间且彼此间相互平行而排列成“山”字形状，该第一残段31具有第一开槽311，在本实施例中，该第一开槽311为ㄇ形状。上述第二残段32为具有不等宽度的阶梯式形状，在本实施例中，上述第二残段32的下半部的线宽大于上半部的线宽。再者，该第一共振部30在直线方向S的电性长度为1/4λ。值得注意的是，在本实施例中，该该多频高增益天线结构1的讯号由设置于该第一残段31的一端的馈入点33所馈入。
该第二共振部50可用以调整第二工作频率(于本实施例中为2.4GHz)，该第二共振部50设置于该基板10，并通过该第一连接部40与该第一共振部30相耦接，该第二共振部50为类似“弓”字的弯折形状。再者，该第二共振部50在直线方向S的电性长度为1/4λ，而该第二共振部50的弯折形状的电性长度为1/2λ；且该第一连接部40在直线方向S的电性长度为1/8λ。
该匹配部70设置于该基板10，且该匹配部70通过该第二连接部60与该第二共振部50相耦接。该匹配部70可具有不等宽度的阶梯式形状，在本实施例中，该匹配部70的下半部的线宽小于上半部的线宽，且该匹配部70更具有形状为三角形的第二开槽71，但值得注意的是，该第二开槽71形状可以依设计需求有所调整，而可为三角形形状、矩形形状、超过四边的多边形形状或不规则形状。再者，该匹配部70在直线方向S的电性长度为1/4λ。
请参阅图2，其示为本发明多频高增益天线结构的第二实施例的示意图。该多频高增益天线结构1’也同时适用于2.4GHz与5.15GHz两种频率，与该多频高增益天线结构1不同的是，该多频高增益天线结构1’的接地部20’两侧更具有两残段；该第一共振部30’的第二残段32’为等宽直线形状；该第二共振部50’在直线方向S的电性长度为1/8λ；且该匹配部70’不具有开槽设计。
请参阅图2，其示为本发明多频高增益天线结构的第三实施例的示意图。该多频高增益天线结构1”也同时适用于2.4GHz与5.15GHz两种频率，与该多频高增益天线结构1’不同的是，该第一共振部30”的第二残段32”为具有不等宽度的阶梯式形状，在本实施例中，上述第二残段32”的下半部的线宽大于上半部的线宽；且该第二共振部50”在直线方向S的电性长度为1/4λ。
请参阅图4a及图4b，其示为本发明的多频高增益天线结构1的返回损失量测图及驻波比量测图。
由于该多频高增益天线结构1同时适用于2.4GHz与5.15GHz两种频率，因此分别量测该多频高增益天线结构1在2.4GHz、2.45GHz、2.50GHz、5.15GHz、5.55GHz及5.85GHz的返回损失值及驻波比值。本发明所属技术领域中具有通常知识者可以了解的是，在图4a及图4b中于上述频率上的返回损失值均小于-10dB的表现，且驻波比值也都接近于1的良好表现。
请参阅图5a及图5b，其示为本发明多频高增益天线结构1的在第一频率及第二频率的辐射场型量测图。
图5a中针对该多频高增益天线结构1在2.4GHz的第一频率的辐射场型量测图，在图5a中是由2.4GHz开始以每增加0.01GHz来测量至2.5GHz；而图5b中是针对该多频高增益天线结构1在5GHz的第二频率的辐射场型量测图，在图5b中是由5.15GHz开始以每增加0.1GHz来测量至5.85GHz。本发明所属技术领域中具有通常知识者基于图5a及图5b，可了解该多频高增益天线结构1在第一频率与第二频率下的场型均完整且效率良好。
请参阅图6a至图9b，其示为本发明多频高增益天线结构1’及1”的返回损失量测图、驻波比量测图，及在第一频率与第二频率的辐射场型量测图。相同于图4a至图5b的量测方式，本发明所属技术领域中具有通常知识者可基于图5a及图5b图6a至图9b了解该多频高增益天线结构1’及1”亦具有良好的响应特性。
因此，本发明通过在特殊的天线结构设计，使该天线结构能同时共振于多个不同的频率，且具有高增益的功效。
本发明在上文中已通过较佳实施例揭露，然而熟习本领域技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，凡是与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围应当以权利要求书所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种多频高增益天线结构，其特征在于，包含：
基板；
接地部，设置于该基板；
第一共振部，设置于该基板并邻设且耦接于该接地部，该第一共振部具有第一残段及两个第二残段，该第一残段具有第一开槽，且该第一残段设置于上述第二残段之间；
第二共振部，设置于该基板并通过第一连接部与该第一共振部相耦接；及
匹配部，设置于该基板并通过第二连接部与该第二共振部相耦接。
2.如权利要求1所述的多频高增益天线结构，其特征在于，该第一共振部的第一开槽为ㄇ形状。
3.如权利要求1或2所述的多频高增益天线结构，其特征在于，上述第二残段为等宽直线形状。
4.如权利要求3所述的多频高增益天线结构，其特征在于，该第二共振部为弯折形状。
5.如权利要求3所述的多频高增益天线结构，其特征在于，该匹配部为具有不等宽度的阶梯式形状。
6.如权利要求3所述的多频高增益天线结构，其特征在于，该匹配部更具有第二开槽。
7.如权利要求6所述的多频高增益天线结构，其特征在于，该匹配部的第二开槽为三角形形状、矩形形状、超过四边的多边形形状或不规则形状。
8.如权利要求1或2所述的多频高增益天线结构，其特征在于，上述第二残段为具有不等宽度的阶梯式形状。
9.如权利要求8所述的多频高增益天线结构，其特征在于，该第二共振部为弯折形状。
10.如权利要求8所述的多频高增益天线结构，其特征在于，该匹配部为具有不等宽度的阶梯式形状。
11.如权利要求8所述的多频高增益天线结构，其特征在于，该匹配部更具有第二开槽。
12.如权利要求11所述的多频高增益天线结构，其特征在于，该匹配部的第二开槽为三角形形状、矩形形状、超过四边的多边形形状或不规则形状。
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WO2010077574A2 (en) * 2009-01-02 2010-07-08 Laird Technologies, Inc. Multiband high gain omnidirectional antennas
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