CN1825708B

CN1825708B - 电缆天线装置

Info

Publication number: CN1825708B
Application number: CN2005100088776A
Authority: CN
Inventors: 李长荣
Original assignee: Arcadyan Technology Corp
Current assignee: Arcadyan Technology Corp
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2025-02-24
Also published as: CN1825708A

Abstract

一种电缆天线装置，是由同一条同轴电缆所制成，以达到天线微小化的目的。此具有电缆天线装置是由同轴电缆、辐射体和固定板(如印刷电路板；PCB)所组成，此同轴电缆具有一轴心导体线，而辐射体是与轴心导体线相互电性连接，其中辐射体的材质与规格与轴心导体线完全相同，并可为轴心导体线的延伸。同轴电缆为电缆天线装置的馈入线。辐射体和同轴电缆的长度分别为操作频率的1/4波长(λ)，而辐射体是卡合于固定板的相邻两侧的缺口中，辐射体的一端是焊接于固定板上的心线焊接垫，其另一端是焊接于固定板上的地线焊接垫(Ground Pad)。

Description

电缆天线装置

技术领域

本发明涉及一种电缆天线装置，特别是有关于一种由同一条同轴电缆所制成的电缆天线装置。

背景技术

随着通信科技的蓬勃发展，各式的通信产品与技术也如雨后春笋般的出现。加上集成电路的技术日益成熟，使得产品的体积也逐渐倾向于轻薄短小。对于在通信产品中用来传送与接收信号的天线，其体积的大小更是攸关通信产品能否达到轻薄短小的目标。

天线是用以辐射或接收电磁波的一种组件，一般可从操作频率、辐射场型(Radiation Pattern)、返回损失(Return Loss)和天线增益(Antenna Gain)等参数来获知天线的特性。现今的无线产品所使用的天线必须具有体积小、性能佳和成本低等特点，方能得到市场的广泛接受与肯定。

一般，公知的2.4GHz的全向性天线(Omidirectional Antenna)主要是使用袖套天线(Sleeve Antenna)架构或弹簧天线架构，然而，这两种天线架构都太大，无法达到天线微小化的目的，因而无法适用于如无线USB网络卡(Adaptor)的小型装置的有限空间中。另一方面，天线的馈入端通常需另外设计控制电路，以调整天线的阻抗匹配，而此控制电路往往相当复杂，因而增加许多设计与制作的成本。

因此，非常需要发展出一种电缆天线装置，借以提供构造简单、体积小、成本低且天线特性佳的全向性天线，以达到天线微小化的目的；更不需另外设计调整天线的阻抗匹配的控制电路，而降低设计与制作的成本。

发明内容

因此，本发明的目的为提供一种电缆天线装置，借以制作出构造简单、体积小、成本低且天线特性佳的全向性天线，来达到天线微小化的目的。

本发明的另一目的为提供一种电缆天线装置，借以不需另外设计调整天线的阻抗匹配的控制电路，而降低设计与制作的成本。

根据本发明的上述目的，提出一种电缆天线装置，借以使用同一条同轴电缆来制成电缆天线装置。

依照本发明的较佳实施例，此电缆天线装置至少包括：固定板、心线焊接垫、地线焊接垫(Ground Pad)、具有一轴心导体线的同轴电缆、和辐射体。其中，固定板具有相对的第一侧边和第三侧边、与相对的第二侧边和第四侧边。心线焊接垫是位于靠近第二侧边的第一位置，地线焊接垫是位于与第一侧边相邻的第二位置。同轴电缆为此电缆天线装置的馈入线，辐射体是电性连接于同轴电缆的轴心导体线，辐射体的材质与规格与轴心导体线完全相同，并可为轴心导体线的延伸。辐射体的长度是实质为操作频率的(1/4+n)波长(λ)，其中n 0，1，2，3的整数。而辐射体的一端是电性连接于心线焊接垫，辐射体的另一端是电性连接于地线焊接垫。

因此，应用本发明，可制作出构造简单、体积小、成本低且天线特性佳的全向性天线，因而有效地达到天线微小化的目的；不需另外设计调整天线的阻抗匹配的控制电路，而大幅地降低没计与制作的成本。

附图说明

图1A为绘示本发明的一较佳实施例的电缆天线装置的构件示意图。

图1B为绘示本发明的较佳实施例的电缆天线装置的组合示意图。

图2为绘示本发明的较佳实施例的电缆天线装置关于驻波比的量测数据图。

图3A为绘示本发明的较佳实施例操作于2.40GHz时，x-z平面的辐射场型的实验数据图。

图3B为绘示本发明的较佳实施例操作于2.45GHz时，x-z平面的辐射场型的实验数据图。

图3C为绘示本发明的较佳实施例操作于2.50GHz时，x-z平面的辐射场型的实验数据图。

符号说明

100：轴心导体线 110：辐射体

120：同轴电缆 200：固定板

210：地线焊接垫 212：第一侧边

220：心线焊接垫 222：第二侧边

232：第三侧边 242：第四侧边

L1 长度 L2 长度

Lp 长度 W 宽度

O1、O2、O3 操作点 Ls 驻波比等于1∶1.7的直线

具体实施方式

一般而言，同轴电缆是由轴心导体线(例如：纯铜、铝镀铜、钢镀铜等材质)、绝缘体(例如：发泡聚乙烯)、外部导体、和外部绝缘体以由内到外的方式组合而成。本发明的特征是在于以同一条同轴电缆，并去除部分的绝缘体、外部导体、和外部绝缘体，而暴露出部分的轴心导体线，来制成电缆天线装置。

如图1A和图1B所示，其为分别绘示本发明的一较佳实施例的电缆天线装置的构件示意图和组合示意图。如图1A所示，本发明的电缆天线装置是由固定板200、心线焊接垫220、地线焊接垫210、具有轴心导体线100的同轴电缆120、和辐射体110所组成。同轴电缆120为电缆天线装置的馈入线，辐射体110是电性连接于同轴电缆120的轴心导体线100，辐射体110的材质与规格与轴心导体线120完全相同，并可为轴心导体线100的延伸，亦即辐射体110与同轴电缆120可为同一条长同轴电缆(例如：50Ω同轴电缆线)，辐射体110乃为去除此长同轴电缆的部分绝缘体、外部导体、和外部绝缘体后，所暴露出的部分轴心导体线。辐射体110的长度为操作频率的约1/4波长(λ)，而同轴电缆120的长度约为操作频率的1/4波长(λ)。另外，同轴电缆120的长度也可大于1/4波长(λ)，例如：(1/4+n)波长(λ)，其中n为0，1，2，3的整数。又，本发明的电缆天线装置的操作频率较佳为约2.45GHz。

如图1A和图1B所示，固定板200具有相对的第一侧边212和第三侧边232、与相对的第二侧边222和第四侧边242心线焊接垫220是位于靠近第二侧边222的位置，地线焊接垫210是位于与第一侧边212相邻的位置(例如：中间位置)。固定板200可为例如：方形印刷电路板(PCB)，而固定板200亦可为圆形、椭圆形等结构，或其它材质，故本发明并不在此限。方形固定板200的宽度是介于操作频率的(1/6+n/2)波长(λ)与(1/4+n/2)波长之间，而其长度是介于操作频率的(1/12+n/2)波长(λ)与(1/8+n/2)波长之间。又，固定在固定板200上，且辐射体110的一端是以例如焊接的方式而电性连接于心线焊接垫220，辐射体110的另一端是以例如焊接的方式而电性连接于地线焊接垫210。然而，本发明也可以其它方式来将辐射体110的两端分别电性连接于地线焊接垫210和于心线焊接垫220，故本发明并不在此限。另外，第三侧边232和第四侧边232可分别设置一缺口(未绘示)，用以将辐射体110(裸露的轴心导体线)卡合于固定板200上。

值得一提的是，由于本发明是使用同一条同轴电缆来制作电缆天线装置，其馈入线与辐射体实为同一条同轴电缆的结构，故，天线的馈入端不需另外设计调整天线的阻抗匹配的控制电路，故可节省许多设计与制作的成本，并可获得完美的线的阻抗匹配。

如上所述，本发明的电缆天线装置的构造非常简单、体积小、成本更是低廉，且加工非常简便，故可有效地将天线微小化，并大幅地降低成本。

经实际量测之后，本发明的电缆天线装置具有相当优良的天线特性。如图2所示，其绘示本发明的较佳实施例的电缆天线装置关于驻波比的量测数据图，其中当天线操作于频率约2.4GHz(操作点O1)时，驻波比为约1∶1.6094；当天线操作于频率为2.45GHz(操作点O2)时，驻波比为1∶1.1265；当天线操作于频率2.5GHz(操作点O3)时，驻波比为1∶1.4792。若以驻波比等于1∶1.7的直线Ls为基准时，操作点O1、O2和O3都低于直线Ls，故当本发明的电缆天线装置操作于频率2.45GHz时，其操作频宽至少可达100MHz。

如图3A至图3C，图3A为绘示本发明的较佳实施例操作于2.40GHz时，x-z平面的辐射场型的实验数据图；图3B为绘示本发明的较佳实施例操作于2.45GHz时，x-z平面的辐射场型的实验数据图；图3C为绘示本发明的较佳实施例操作于2.50GHz时，x-z平面的辐射场型的实验数据图。从图3A至图3C可得知，本发明的实施例的x-z平面的辐射场型操作于2.40GHz、2.45GHz和2.50GHz时，均呈现近似圆形的优良辐射场型，即为一优异的全向性天线，足以满足使用者的需求。

由上述本发明较佳实施例可知，本发明的电缆天线装置的优点为：构造简单、体积小、成本低且天线特性佳的全向性天线，故可有效地达到天线微小化的目的；不需另外设计调整天线的阻抗匹配的控制电路，而可大幅地降低设计与制作的成本。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当依本发明权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种电缆天线装置，具有一操作频率，其特征在于：该电缆天线装置至少包括：

一同轴电缆，具有一轴心导体线，其中该同轴电缆为电缆天线装置的馈入线；一辐射体，电性连接于该轴心导体线，其中该辐射体的材质与规格与轴心导体线完全相同，该辐射体的长度为操作频率的(1/4+n)波长(λ)，其中n为0，1，2，3的整数；

一固定板，具有相对的一第一侧边和一第三侧边、与相对的一第二侧边和一第四侧边；以及

一心线焊接垫，位于靠近该第二侧边的一第一位置；

一地线焊接垫，位于与该第一侧边相邻的一第二位置，其中该辐射体的一端是电性连接于该心线焊接垫，该辐射体的另一端是电性连接于该地线焊接垫。

2.如权利要求1所述的电缆天线装置，其特征在于：该第三侧边和该第四侧边分别具有一缺口，用以将该辐射体卡合于该固定板上。

3.如权利要求1所述的电缆天线装置，其特征在于：该固定板是一方形。

4.如权利要求3所述的电缆天线装置，其特征在于：该方形的宽度介于该操作频率的(1/6+n/2)波长(λ)与(1/4+n/2)波长之间，其中n为0，1，2，3的整数。

5.如权利要求3所述的电缆天线装置，其特征在于：该方形的长度是介于该操作频率的(1/12+n/2)波长(λ)与(1/8+n/2)波长之间，其中n为0，1，2，3的整数。

6.如权利要求1所述的电缆天线装置，其特征在于：该固定板是一印刷电路板(PCB)。

7.如权利要求1所述的电缆天线装置，其特征在于：该第二位置是位于该第一侧边的中间位置。

8.如权利要求1所述的电缆天线装置，其特征在于：该辐射体是以焊接的方式电性连接于该心线焊接垫。

9.如权利要求1所述的电缆天线装置，其特征在于：该辐射体是以焊接的方式电性连接于该地线焊接垫。

10.如权利要求1所述的电缆天线装置，其特征在于：该同轴电缆的长度为该操作频率的(1/4+n)波长(λ)，其中n 为0，1，2，3的整数。

11.如权利要求1所述的电缆天线装置，其特征在于：该辐射体是该轴心导体线的延伸。