CN1909284A - 双频带的平面天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双频带之平面天线，其主要结构是在一基板的部分表面设有：一第一辐射金属线、一接地金属线、一短路金属线、一馈入线及一第二辐射金属线。其中，短路金属线连接第一辐射金属线的一端与接地金属线；馈入线的一端连接第一辐射金属线的预设位置，另一端用以连接一信号线；第二辐射金属线则连接于馈入线的预设位置。并可于基板未设有金属线的部分设置多个穿孔或将之镂空，即可通过一馈入点而操作于双频带，并降低其介电常数而提高平面天线的辐射效率。

Description

双频带的平面天线

技术领域

本发明涉及一种平面天线，尤其涉及一种双频带平面天线，通过一馈入点就可操作于双频带，并降低基板介质的介电常数，可提高平面天线的辐射效率。

背景技术

近年来无线通信市场的蓬勃发展，应用于各领域的通信产品日趋多样化，带动了人类新的文明也提升生活水平，如此划时代的产业对人们日常生活产生巨大的影响，其中无线网络就是一例。

短、小、轻、薄是现今无线通信产生所追求的指针。由于市面上无线网络天线仍以单极天线为主，但是单极天线与系统接地面间需要一定的距离，天线才容易达到阻抗匹配效果，如此天线的体积将变的较大。目前可用来缩小天线与系统接地面间距的天线是以倒型F平面天线技术为主。此种天线技术是加入一金属线或金属片与系统接地面连接，天线的共振路径从λ/2波长，大幅降低到仅有λ/4波长，使得天线达到缩小化的功效。由于倒F型平面天线具有布局面积小，结构简单，设计容易等特点，因此近几年来陆续应用于各种通信产品中，为现今无线通信整合芯片重点技术发展之一。

但，现有技术倒F型平面天线只有单一频带操作的功能，以目前无线网络具有802.11b/g(2.4GHz至2.5GHz)与802.11a(5.0GHz至5.9GHz)两种规格的工作频带，现有单一倒F型平面天线是无法供应的。因此应用于双频带操作的无线网络时，必须使用两个分开设计的倒F型平面天线。这两个倒F型平面天线分别具有各自的天线馈入路径与馈入点，以提供不同频带的操作。如此设计将造成天线设计的困难度，且天线布局面积将因而增加，产品的成本也将因而提高。

为此，如何针对上述现有技术倒F型平面天线应用于双频带通信产品时的缺点，设计出可操作于双频带的平面天线，借此节省天线的布局面积，且具有较佳的天线辐射效率，成为急待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种双频带的平面天线，只使用单一馈入点，即可操作于双频带的功效，借此节省天线布局面积，减少生产成本。

本发明的次要目的，在于提供一种双频带的平面天线，在一基板上先制作一低频带的倒F型平面天线，在串联另一高频带的辐射天线，如此设计只需通过单一馈入点即可产生两个天线的共振路径。

本发明的又一目的，在于提供一种双频带的平面天线，可方便制作于电路基板上，达到积体化的效果。

本发明的又一目的，在于提供一种双频带的平面天线，可降低基板介质的介电常数，借此提高平面天线的辐射效率。

为实现上述目的，本发明提供一种双频带的平面天线，其主要结构包括有：一基板；一第一辐射金属线；一接地金属线；一短路金属线，连接该第一辐射金属线的一端及该接地金属线；一馈入线，一端连接该第一辐射金属线的预设位置，另一端用以连接一信号线；及一第二辐射金属线，其一端连接该馈入线的预设位置；其中，该第一辐射金属线、接地金属线、短路金属线、馈入线及第二辐射金属线设于该基板的部分表面。

因此，采用本发明的双频带平面天线通过一馈入点就可操作于双频带，并降低基板介质的介电常数，可提高平面天线的辐射效率。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的构造示意图；

图2为本发明另一实施例的构造示意图；

图3为本发明又一实施例的构造示意图。

其中，附图标记：

11：第一辐射金属线        13：接地金属线

15：短路金属线            21：馈入线

211：馈入点               213：馈入部

215：折曲部               25：第二辐射金属线

31：基板                  311：穿孔

具体实施方式

首先，参阅图1，为本发明一较佳实施例的构造示意图。如图所示，本发明双频带平面天线的主要结构是在一基板31的部分表面设置一第一辐射金属线11、一接地金属线13、一短路金属线15、一馈入线21及一第二辐射金属线25。其中，第一辐射金属线11、接地金属线13、短路金属线15及馈入线21形成一工作于低频频带(如2.4GHz~2.5GHz；802.11b/g)的倒F型平面天线。第二辐射金属线25则以其一端连接馈入线21，形成一工作于高频频带(如5.0GHz~5.9GHz；802.11a)的平面天线。

平面天线所接收的射频信号则可经由馈入线21的馈入点211所连接的信号线传送到射频电路(未显示)。射频电路所产生的射频信号也经由信号线连接馈入点211，而由馈入线21传送到平面天线借以辐射发送。利用此一构造，即可通过同一馈入线21及馈入点211而操作于两个不同频带，可在确保辐射效率的状况下有利于平面天线设计的最小化。

其中，经由实验的验证，馈入线21的设计是以一折曲态样可得到较佳的效率。将该馈入线21由折曲处区分为一馈入部213及一折曲部215，而第二辐射金属线25的一端则连接于馈入线21的折曲处。可利用馈入线21的馈入部213作为第二辐射金属线25的馈入线，而与第一辐射金属线11共享同一个馈入点211。馈入线21的折曲部215将第二辐射金属线25连接至第一辐射金属线11，使第一辐射金属线11、短路金属线15及接地金属线13形成一个大的接地面，而折曲部215则为短路线，故其效果与倒F型平面天线相同，都可共振于信号的四分之一波长，有效缩短平面天线所需的面积。

通过第一辐射金属线11与第二辐射金属线25不同长度的设计，可配合不同波长的共振。其中，第一辐射金属线11的长度较长，具有较低的共振频率，可运用于低频频带(2.4GHz至2.5GHz；如802.11b/g)信号的接收及发送。第二辐射金属线25的长度较短，相对地具有较高的共振频率，可运用于高频频带(5.0GHz至5.9GHz；如802.11a)信号的接收及发送。

如图2所示，为本发明另一实施例的构造示意图。倒F型平面天线辐射效率的优劣，其中一个因素取决介质材料。平面天线在接收或发送射频信号时，会在介质材料上形成一个共振腔。若平面天线设置于一介电常数较高的介质材料上，其辐射效率将会因而降低。当设置平面天线的介质材料介电常数越低，则天线的辐射效率将相对提高。

为了达到积体化的效果，射频电路的设计一般会将平面天线直接设置于印刷电路板(printed circuit board；PCB)基板上。一般玻璃纤维的PCB基板的介电常数介于3.0至5.0之间。本实施例的精神主要在于降低平面天线介质的介电常数，借以达到提高天线辐射效率的目的。

如图所示，本实施例的结构与图1所示实施例大致相同，于一基板31的部分表面设置第一辐射金属线11、接地金属线13、短路金属线15、馈入线21及第二辐射金属线25。之后，将未设有上述金属线及馈入线21部分的基板31移除，形成镂空态样。

本实施例通过移除部分基板31，可使平面天线设置处介质的介电常数几近于空气的介电常数，也即介电常数接近1。相较之下比PCB基板的介电常数降低许多，故可大幅提高平面天线的辐射效率。

参阅图3，为本发明又一实施例的构造示意图。如图所示，本实施例的构造与图1及图2所示实施例大致相同。为了加强对于各金属线与馈入线21的承载能力及制作便利性，本实施例主要是在基板31上未设置第一金属线11、接地金属线13、短路金属线15及馈入线(馈入部213与折曲部215)的部分设置多个穿孔311。

利用本实施例的结构，除了制作方便以及基板31可对设置于其表面的构件提供较佳的承载能力之外，还可利用穿孔来降低基板整体介电常数的平均值，借以提高平面天线的辐射效率。

综上所述，当知本发明的双频带平面天线通过一馈入点就可操作于双频带，并降低基板介质的介电常数，可提高平面天线的辐射效率。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种双频带的平面天线，其特征在于，主要结构包括有：

一基板；

一第一辐射金属线；

一接地金属线；

一短路金属线，连接该第一辐射金属线的一端及该接地金属线；

一馈入线，其一端连接该第一辐射金属线的预设位置，另一端用以连接一信号线；及

一第二辐射金属线，其一端连接于该馈入线的预设位置；

其中，该一第一辐射金属线、接地金属线、短路金属线、馈入线及第二辐射金属线设于该基板的部分表面。

2.根据权利要求1所述的平面天线，其特征在于，该馈入线为一折曲态样。

3.根据权利要求2所述的平面天线，其特征在于，该第二辐射金属线连接于该馈入线的折曲处。

4.根据权利要求1所述的平面天线，其特征在于，该基板为一PCB基板。

5.根据权利要求1所述的平面天线，其特征在于，该基板未设置该第一辐射金属线、第二辐射金属线、接地金属线及馈入线的部分为镂空。

6.根据权利要求1所述的平面天线，其特征在于，该基板未设置该第一辐射金属线、第二辐射金属线、接地金属线及馈入线的部分设有多个穿孔。

7.根据权利要求1所述的平面天线，其特征在于，该第二辐射金属线的长度小于该第一辐射金属线。

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