CN1362754A - 微带印刷式偶极天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微带印刷式偶极天线,包括印刷电路板、第一偶极天线、第二偶极天线及馈电装置。其中第一偶极天线置于印刷电路板的第一表面上,第二偶极天线置于印刷电路板的第二表面上,且该二偶极天线于空间上互相垂直。馈电装置由同轴射频线缆构成,分别对该二偶极天线馈电。通过此双馈入的切换机制及二偶极天线方位的垂直,可使空间中X－Y、X－Z、Y－Z等三个辐射平面的其中两者具有较佳的辐射效果。

Description

微带印刷式偶极天线

本发明涉及一种微带印刷式偶极天线，尤其是指一种置于电子装置内，适用于无线通信领域的双馈入式微带印刷式偶极天线。

偶极天线因其可有效辐射和接收电磁波，所以被广泛应用于无线通信各领域。在现有的许多电子装置中，比较多的是选用单一偶极天线。但单一偶极天线在3D空间中的X-Y、X-Z、Y-Z等3个辐射平面上，往往只能使其中的一辐射平面有最佳辐射效果，而忽略另两个平面的辐射效果，且其通常所用的馈电装置占用空间较大，结构较为复杂，不符合当今电子装置轻、薄、短、小的趋势。

相关现有技术如于1986年8月12日公告的美国专利第4,605,931号，该天线是采用交叉馈线的微带天线，包括若干对第一馈线和第二馈线，该第一馈线与第二馈线共面交叉放置，每对交叉放置的馈线设有第一、二、三、四埠，其中第一埠和第二埠用于在彼此的间传送第一信号，第三埠和第四埠用于传送第二信号。采用此种方法，信号相互干扰小，能有效消除回馈，但结构比较复杂。

又如于2000年5月1日公告的中国台湾专利申请第87112281号所揭示的一种具有可调短金属贴片的圆形圆极化微带天线设计，其于微带天线的圆形金属贴片边缘加设一可调短金属贴片，而馈入位置在与此短金属贴片成45度交叉线上，其中天线的馈入方式可为同轴线馈入也可用微带线直接馈入，圆形金属贴片制作在一个接地基底上。经实验测量证明，该天线在X-Y与Y-Z平面有较好的接收性，但其在制造上比较麻烦，不能一体成型，并且占用空间大。

本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷提供一种可使X-Y、X-Z、Y-Z等三个辐射平面的其中两者进行切换，而且可同时减少同轴射频线缆走线路径对天线特性的影响的微带印刷式偶极天线。

本发明的另一目的在于提供一种天线馈电方法，将同轴射频线缆分别馈入二偶极天线，使空间中X-Y、X-Z、Y-Z等三个辐射平面的其中两者具有较佳的辐射效果。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，本发明包括印刷电路板、第一偶极天线、第二偶极天线和馈电装置，所述印刷电路板具有第一表面和第二表面，其特征在于：二偶极天线于空间上互相垂直，所述第一偶极天线置于印刷电路板的第一表面上，所述第二偶极天线置于印刷电路板的第二表面上。

相较于现有技术，本发明由于采用双馈入方式且其二偶极天线方位在空间上垂直，配合外部装置可使X-Y、X-Z、Y-Z等三个辐射平面的其中两者进行切换而具有较佳的辐射效果。另外对该二偶极天线馈电的同轴射频线缆是从印刷电路板侧边馈入，所以能有效减小射频线缆走线路径对天线的影响。

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的描述。

图1是本发明微带印刷式偶极天线的平面图。

图2是本发明微带印刷式偶极天线的立体图。

图3是本发明微带印刷式偶极天线的实验数据图。

请同时参阅图1及图2，本发明提供的微带印刷式偶极天线由二偶极天线组成，其中第一偶极天线1置于印刷电路板3的第一表面31上，第二偶极天线2置于印刷电路板3的第二表面32上，而该二偶极天线在空间上则呈互相垂直，结构、形状及尺寸完全相同。每一偶极天线(由于第一、二偶极天线1、2结构相同，所以以下仅以第一偶极天线1进行说明)由位于相同印刷电路板表面的二偶极子单元10、20构成，前述偶极子单元10包括一连接埠11、第一臂12及第二臂13，连接埠11呈直角梯形，第一臂12为矩形贴片，且第一臂的长边121平行于连接埠11的直角边113，而第一臂的短边122则平行于连接埠11的两底边111与112。第二臂13为一等腰梯形贴片，第二臂的长边131与第一臂的长边121相连，而第二臂的短边132则与由连接埠11的斜边114和长底边111构成的斜角相连。

偶极子单元20包括一连接埠21、第三臂23及第四臂24，其中连接埠21与连接埠11形状相同，结构对称，其二长底边111、211共线，二直角边113与213之间分隔有一空隙。第三臂23与第四臂24均为矩形贴片，第四臂的长边241与第一臂的长边121平行，第四臂的短边242则平行于连接埠21的两底边211与212。第三臂的长边231与二连接埠11、21的长底边111与211共线，第三臂的第一短边2 32与第四臂的长边241相连，第三臂的第二短边2 33与由连接埠21的斜边214和长底边211构成的斜角相连。

请参阅图2所示，二偶极天线1、2由同轴射频线缆41及42馈电。其中同轴射频线缆41中的信号线411与外围包覆线412分别焊接到第一偶极天线1的连接埠11和21上(第二偶极天线2与同轴射频线缆42间的连结亦同)，并通过二焊接点51和52实现电气接合。另，同轴射频线缆42也焊接在印刷电路板第一表面31上，通过印刷电路板中的通孔60(参见图1)与置于印刷电路板第二表面32上的第二偶极天线的连接埠电气接合。连接埠均位于印刷电路板的侧边，这种侧边馈电的方式可有效减小同轴射频线缆走线路径对天线造成的影响。

图3所示为本发明的实验数据图式，由图中可知，在频段2.4-2.5GHz，不论偶极天线1或2均可达到电压驻波比VSWR＜2.0的设计规格要求。

由于VSWR是判断在频率下馈入天线能量的比，据此来评断天线在此频段下的特性，而一般来说电压驻波比值大于1即为合理，业界标准通常将VSWR＜2.0(亦即只有小于10％的能量反射回来，其余透过天线辐射出去)的频带，定为合理且有效的频带范围，所以天线设计者所开发出来的天线，在所要求频段下(如蓝芽Bluetooth系统、无线局域网络Wireless LAN、2.4-2.5GHz)须达到VSWR＜2.0的范围。

所以，在同一印刷电路板上设置二互相垂直的偶极天线，并采用同轴射频线缆分别对其馈电，通过此双馈入机制及天线方位在空间上的垂直，对于空间中不同的电磁波信号，可配合外部控制装置进行选择和切换，以保证空间中X-Y、X-Z、Y-Z等三个辐射平面的其中两者具有较佳的辐射效果。

Claims (15)

1.一种微带印刷式偶极天线，装设在电子装置内，其包括印刷电路板、第一偶极天线、第二偶极天线和馈电装置，所述印刷电路板具有第一表面和第二表面，其特征在于：二偶极天线于空间上互相垂直，所述第一偶极天线置于印刷电路板的第一表面上，所述第二偶极天线置于印刷电路板的第二表面上。

2.如权利要求1所述的微带印刷式偶极天线，其特征在于：二偶极天线为T型结构。

3.如权利要求2所述的微带印刷式偶极天线，其特征在于：每一偶极天线由二偶极子单元组成，且所述二偶极子单元位于印刷电路板的同一表面上。

4.如权利要求3所述的微带印刷式偶极天线，其特征在于：其中之一偶极子单元是由一体的连接埠、第一臂及第二臂构成的贴片，而另一偶极子单元则由另一连接埠、第三臂及第四臂所构成的贴片。

5.如权利要求4所述的微带印刷式偶极天线，其特征在于：其中之一偶极子单元的第一臂及第二臂系呈T型排列设置，而另一偶极子单元的第三臂及第四臂也构成T型排列设置。

6.如权利要求5所述的微带印刷式偶极天线，其特征在于：二偶极子单元的连接埠分别连接于第二臂及第三臂的另一端。

7.如权利要求6所述的微带印刷式偶极天线，其特征在于：第一偶极天线的二连接埠上设置有焊点。

8.如权利要求7所述的微带印刷式偶极天线，其特征在于：馈电装置为同轴射频线缆，而馈入第一偶极天线的同轴射频线缆通过信号线及包覆线分别与前述第一偶极天线的二连接埠上的焊点电气连接。

9.如权利要求8所述的微带印刷式偶极天线，其特征在于：馈入第二偶极天线的同轴射频线缆焊接在印刷电路板的第一表面上，而通过通孔的设置与位于印刷电路板第二表面上的第二偶极天线电气连接。

10.如权利要求9所述的微带印刷式偶极天线，其特征在于：同轴射频线缆从印刷电路板侧边馈入。

11.一种微带印刷式偶极天线的馈电方法，其特征在于：它包括以下步骤：

放置印刷电路板；

将分别带有两片连接埠的二偶极天线置于印刷电路板上，其中第一偶极天线置于印刷电路板的第一表面，第二偶极天线置于印刷电路板的第二表面；

设置同轴射频线缆；以及

将同轴射频线缆连接到连接埠，把其中间的信号线与外围包覆线分别与二连接埠焊接，从而实现对二偶极天线的馈电。

12.如权利要求11所述的微带印刷式偶极天线的馈电方法，其特征在于：每一偶极天线由二偶极子单元组成，且将前述二偶极子单元装设在印刷电路板的同一表面。

13.如权利要求12所述的微带印刷式偶极天线的馈电方法，其特征在于：进一步在第一偶极天线的二连接埠上设置有焊点，而馈入第一偶极天线的同轴射频线缆通过信号线及包覆线分别与前述第一偶极天线的二连接埠上的焊点电气连接。

14.如权利要求13所述的微带印刷式偶极天线的馈电方法，其特征在于：馈入第二偶极天线的同轴射频线缆焊接在印刷电路板的第一表面上，而通过通孔的设置与位于印刷电路板第二表面上的第二偶极天线电气连接。

15.如权利要求14所述的微带印刷式偶极天线的馈电方法，其特征在于：同轴射频线缆从印刷电路板侧边馈入。

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