CN1925220B - 双偶极三角天线 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种双偶极三角天线，其包括一第一基板、一第一辐射部及一第二辐射部。第一基板具有一第一表面及与第一表面相对的一第二表面，且第一表面具有一第一馈入端，第二表面具有一第一接地端。第一辐射部呈三角形并设置于第一基板的第一表面。第一辐射部具有一第一内角，且第一内角与第一馈入端电连接。第二辐射部呈三角形并设置于第一基板的第二表面。第二辐射部具有一第二内角，且第二内角与第一接地端电连接。

Description

双偶极三角天线

技术领域

本发明涉及一种双偶极天线，特别是涉及一种可应用于小型化产品的双偶极三角天线。

背景技术

无线传输的蓬勃发展带来各种不同应用于多频传输的产品与技术，以至于许多新产品具有无线传输的功能，以便满足消费者的需求。而天线，是在无线传输系统中用来发射与接收电磁波能量的重要组件，若是没有了天线，则无线传输系统将会无法发射与接收数据。因此，天线的角色在无线传输来说，是不可或缺的一环。

选用适当的天线除了有助于搭配产品的外型以及提升传输特性外，还可以更进一步降低产品成本。由于目前在各种不同的应用产品中，所使用的天线设计方法与制作材质也不尽相同，另外，针对每一个国家对所需要的使用频带不同，因此在设计天线时亦要加入许多因素的考虑。

现有的双偶极天线为了达到客户所要求的水平极化与垂直极化效果，则其尺寸无法有效地缩小，因此若是整合于电路板上时，则会占据不少的面积，而增加双偶极天线应用产品的产品体积，且亦会增加成本的支出。另外，现有的双偶极天线一般是操作于频率约2.4GHz至2.5GHz的频带范围，对于目前无线通讯的需求较为不足。

另外，请参阅图1所示，有一种正三角型天线1，是将两个正三角型的辐射部12、13设置于一基板11的表面上，再借由馈入端14与接地端15将信号馈入以产生频率共振，使得天线得以运作，然而，此种正三角型天线1的操作频宽非常大，将会使其电磁干扰(Electromagneticinterference，EMI)无法符合标准。简而言之，正三角形天线1会接收到其它不需要的频带范围的信号，使得产品的可利用性有所限制。

承上所述，现有的双偶极天线存在着尺寸不易缩小且操作频带范围不足的问题，而正三角形天线又存在着操作频带范围过大而无法有效滤波的问题，亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的天线，便成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的天线存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种操作频带范围较大却又不失去滤波效果，且尺寸较小的双偶极天线，使其应用产品的体积得以缩小，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的天线存在的缺陷，而提供一种新型的双偶极三角天线，所要解决的技术问题是使其可缩小天线尺寸且具有滤波效果，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的双偶极三角天线包括一第一基板、一第一辐射部及一第二辐射部；第一基板具有一第一表面及与第一表面相对的一第二表面，且第一表面具有一第一馈入端，第二表面具有一第一接地端；第一辐射部呈三角形并设置于第一基板的第一表面；第一辐射部具有一第一内角，且第一内角与第一馈入端电连接。第二辐射部呈三角形并设置于第一基板的第二表面；第二辐射部具有一第二内角，且第二内角与第一接地端电连接；一第二基板，与该第一基板相对而设，并具有一第三表面及与该第三表面相对的一第四表面，该第三表面具有一第二馈入端，该第四表面具有一第二接地端；一第三辐射部，呈三角形、并设置于该第二基板的该第三表面，该第三辐射部具有一第三内角，且该第三内角系与该第二馈入端电连接；一第四辐射部，呈三角形、并设置于该第二基板的该第四表面，该第四辐射部具有一第四内角，且该第四内角与该第二接地端电连接；一第一通孔，贯穿于该第一基板与该第二基板，该第一辐射部借由该第一通孔与该第三辐射部电连接；以及一第二通孔，贯穿于该第一基板与该第二基板，该第二辐射部借由该第二通孔与该第四辐射部电连接。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的双偶极三角天线，其中所述的第一内角的角度或该第二内角的角度介于15度至45度之间。

前述的双偶极三角天线，其中所述的第一辐射部或该第二辐射部呈直角三角形。

前述的双偶极三角天线，其操作在频率为2.3GHz至2.6GHz之间。

前述的双偶极三角天线，其更包括一传输线，其电连接至该第一表面的该第一馈入端，以将信号馈入该双偶极三角天线中。

前述的双偶极三角天线，其更包括一第一间隔层，其覆盖该第一辐射部或该第二辐射部。

前述的双偶极三角天线，其中所述的第一间隔层的材质为聚丙烯。

前述的双偶极三角天线，其中所述的第三内角的角度或该第四内角的角度是介于15度至45度之间。

前述的双偶极三角天线，其中所述的第三辐射部或该第四辐射部是呈直角三角形。

前述的双偶极三角天线，其更包括一第二间隔层，其覆盖该第三辐射部或该第四辐射部。

前述的双偶极三角天线，其中所述的第二间隔层的材质为聚丙烯。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明双偶极三角天线至少具有下列优点：本发明的一种双偶极三角天线是将两个呈三角形的辐射部分别设置于第一基板的两个表面上，且利用调整第一内角与第二内角的角度以得到所需要的频宽，因此除了可缩小双偶极三角天线的尺寸以应用于更多小型化产品中，亦可调整操作频带范围使双偶极三角天线具有滤波的效果。

综上所述，本发明新颖的双偶极三角天线，可缩小天线尺寸且具有滤波效果。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的天线具有增进的多项功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

图1为显示现有正三角形天线的一示意图。

图2为显示依据本发明较佳实施例的双偶极三角天线的一侧视图。

附图说明

图3为显示依据本发明较佳实施例的双偶极三角天线的另一侧视图。

图4为显示依据本发明较佳实施例的双偶极三角天线的一剖面图。

图5为显示依据本发明较佳实施例的双偶极三角天线操作频率范围的一量测图。

图6为显示依据本发明较佳实施例的双偶极三角天线操作于2.45GHz时E-Plane的一辐射场形图。

图7为显示依据本发明较佳实施例的双偶极三角天线操作于2.45GHz时H-Plane的一辐射场形图。

图8为显示依据本发明较佳实施例的天线数组的双偶极三角天线的一剖面图。

图9为显示依据本发明较佳实施例的天线数组形式的双偶极三角天线的一示意图。

1：正三角形天线           11：基板

12：第一正三角形辐射部    13：第二正三角形辐射部

14：馈入端                15：接地端

2：双偶极三角天线         21：第一基板

211：第一表面             212：第二表面

22：第一辐射部            23：第二辐射部

24：第一馈入端            25：第一接地端

26：第一间隔层            3：双偶极三角天线

31：第一基板              31’：第二基板

311：第一表面             311’：第三表面

312：第二表面             312’：第四表面

32：第一辐射部            32’：第三辐射部

321：第一通孔             33：第二辐射部

33’：第四辐射部          331：第二通孔

34：第一馈入端            34’：第二馈入端

35：第一接地端            35’：第二接地端

36：第一间隔层            36’：第二间隔层

θ1：第一内角             θ2：第二内角

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的双偶极三角天线其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

第一实施例

请参阅图2所示，本发明较佳实施例的双偶极三角天线2包括一第一基板21、一第一辐射部22及一第二辐射部23。

第一基板21具有一第一表面211及一第二表面212，其中第一表面211是与第二表面212相对而设，另外、第一基板21的第一表面211具有一第一馈入端24，第二表面212具有一第一接地端25。本实施例中，第一基板21的材质可为双马来酰亚胺三嗪(Bismaleimide-triazinc，BT)树脂、或为玻璃纤维强化环氧树脂(Fiberglass reinforced cpoxy resin，FR-4)制成的印刷电路板，亦可为以聚酰亚胺(Polyimide)制成的可挠性薄片基板(Flexible film substrate)。

第一辐射部22呈三角形并设置于第一基板21的第一表面211，第一辐射部22具有一第一内角θ1，且第一内角θ1与第一馈入端24电连接。本实施例中，第一辐射部22为一直角三角形，且第一内角θ1的角度介于15度至45度之间。另外，本实施例中，为了将信号馈入双偶极三角天线2，因此更包括有一传输线电连接至馈入端24(图中未显示)，其中，传输线可为一微带线或为一同轴传输线。再者，本实施例中，若传输线为同轴传输线，则第一馈入端24与同轴传输线的一中心导体电连接。

请参阅图3所示，第二辐射部23呈三角形并设置于第一基板21的第二表面212，第二辐射部23具有一第二内角θ2，且第二内角θ2与第一接地端25电连接。本实施例中，第二辐射部23为一直角三角形，且第二内角θ2的角度介于15度至45度之间。另外，本实施例中，若是将双偶极三角天线2整合于电路板中，则第一接地端25可与电路板的地端(Ground)电连接。再者，本实施例中，若传输线为同轴传输线，则第一接地端25与同轴传输线的一外部导体电连接。

请参阅图4所示，本发明较佳实施例的双偶极三角天线2更设置有一第一间隔层26，用以覆盖第一辐射部22或覆盖第二辐射部23。本实施例中，第一间隔层26的材质为聚丙烯(Poly Propylene)。

另外，请参阅图5所示，其中，纵轴表示电压静态驻波比(VSWR)，横轴代表频率。以一般业者对于电压静态驻波比小于2即可接受的定义，可以观察到本发明较佳实施例的双偶极三角天线2可操作于约2.3GHz至2.6GHz的频带范围，与现有的双偶极三角天线相较下除具有较大频宽之外，亦不会涵盖到过大的频带范围而导致双偶极三角天线2失去滤波的效果。

图6及图7是显示本发明较佳实施例的双偶极三角天线2操作于2.45GHz的垂直平面(E-Plane)与水平平面(H-Plane)辐射场型图的量测结果。

第二实施例

请参阅图8并搭配图9所示，本发明较佳实施例的双偶极三角天线3包括有一第一基板31、一第一辐射部32、一第二辐射部33、一第二基板31’、一第三辐射部32’及一第四辐射部33’。第一基板31具有一第一表面311与一第二表面312，第二基板31’具有一第三表面311’与一第四表面312’。其中第一基板31与第二基板31’是相对而设，利用多层板的结构以构成一天线数组(antenna array)。第一辐射部32呈三角形并设置于第一基板31的第一表面311，第一辐射部32具有一第一内角θ1，且第一内角θ1与第一馈入端34电连接；第二辐射部33呈三角形并设置于第一基板31的第二表面312，第二辐射部33具有一第二内角θ2，且第二内角θ2与第一接地端35电连接；第三辐射部32’呈三角形并设置于第二基板31’的第一表面311’，第三辐射部32’具有一第三内角θ3，且第三内角θ3与第二馈入端34’电连接；第四辐射部33’呈三角形并设置于第二基板31’的第二表面312’，第四辐射部33’具有一第四内角θ4，且第四内角θ4与第二接地端35’电连接。

本实施例中，第一基板31、第一辐射部32及第二辐射部33与第一实施例中的第一基板21、第一辐射部22及第二辐射部23具有相同结构，故在此不再赘述。另外，本实施例的第二基板31′、第三辐射部32′及第四辐射部33′与第一基板31、第一辐射部32及第二辐射部33具有相同结构，故在此亦不再赘述。

本实施例中，除了使用两个基板以形成四层板的天线数组形式之外，亦可再加入更多基板以形成多层板的天线数组形式。

本发明较佳实施例的双偶极三角天线3更设置有一第一间隔层36用以覆盖第一辐射部32或第二辐射部33及一第二间隔层36’用以覆盖第三辐射部32’或第四辐射部33’第一间隔层36及第二间隔层36’的材质可为聚丙烯。

再请参阅图9所示，双偶极三角天线3更设置有贯穿于第一基板31与第二基板31’的一第一通孔321与一第二通孔331。本实施例中，第一辐射部32系借由第一通孔321与第三辐射部32’电连接，第二辐射部33是借由第二通孔331与第四辐射部33’电连接。当然，亦可设置更多的通孔在双偶极三角天线3上，而不局限于仅有两个通孔。

综上所述，因依据本发明的一种双偶极三角天线是将两个呈三角形的辐射部分别设置于第一基板的两个表面上，且利用调整第一内角与第二内角的角度以得到所需要的频宽。因此除了可缩小双偶极三角天线的尺寸以应用于更多小型化产品中，亦可调整操作频带范围而不至于使得双偶极三角天线失去滤波效果。另外，本发明的双偶极三角天线亦可以多层板的方式制作为天线数组形式，以应用于更多不同的产品上。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种双偶极三角天线，其特征在于其包括：

一第一基板，具有一第一表面及与该第一表面相对的一第二表面，其中该第一表面具有一第一馈入端，该第二表面具有一第一接地端；

一第一辐射部，呈三角形、并设置于该第一基板的该第一表面，该第一辐射部具有一第一内角，且该第一内角与该第一馈入端电连接；

一第二辐射部，呈三角形、并设置于该第一基板的该第二表面，该第二辐射部具有一第二内角，且该第二内角与该第一接地端电连接；

一第二基板，与该第一基板相对而设，并具有一第三表面及与该第三表面相对的一第四表面，该第三表面具有一第二馈入端，该第四表面具有一第二接地端；

一第三辐射部，呈三角形、并设置于该第二基板的该第三表面，该第三辐射部具有一第三内角，且该第三内角系与该第二馈入端电连接；

一第四辐射部，呈三角形、并设置于该第二基板的该第四表面，该第四辐射部具有一第四内角，且该第四内角与该第二接地端电连接；

一第一通孔，贯穿于该第一基板与该第二基板，该第一辐射部借由该第一通孔与该第三辐射部电连接；以及

一第二通孔，贯穿于该第一基板与该第二基板，该第二辐射部借由该第二通孔与该第四辐射部电连接。

2.根据权利要求1所述的双偶极三角天线，其特征在于其中所述的第一内角的角度或该第二内角的角度介于15度至45度之间。

3.根据权利要求1所述的双偶极三角天线，其特征在于其中所述的第一辐射部或该第二辐射部呈直角三角形。

4.根据权利要求1所述的双偶极三角天线，其特征在于其操作在频率为2.3GHz至2.6GHz之间。

5.根据权利要求1所述的双偶极三角天线，其特征在于其更包括一传输线，其电连接至该第一表面的该第一馈入端，以将信号馈入该双偶极三角天线中。

6.根据权利要求1所述的双偶极三角天线，其特征在于其更包括一第一间隔层，其覆盖该第一辐射部或该第二辐射部。

7.根据权利要求6所述的双偶极三角天线，其特征在于其中所述的第一间隔层的材质为聚丙烯。

8.根据权利要求1所述的双偶极三角天线，其特征在于其中所述的第三内角的角度或该第四内角的角度是介于15度至45度之间。

9.根据权利要求1所述的双偶极三角天线，其特征在于其中所述的第三辐射部或该第四辐射部呈直角三角形。

10.根据权利要求1所述的双偶极三角天线，其特征在于其更包括一第二间隔层，其覆盖该第三辐射部或该第四辐射部。

11.根据权利要求10所述的双偶极三角天线，其特征在于其中所述的第二间隔层的材质为聚丙烯。

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