CN1929204A - 双偶极天线 - Google Patents

Abstract

一种双偶极天线，其包括一基板、一第一辐射单元及一第二辐射单元。基板具有一第一表面及一第二表面，其中第一表面与第二表面相对而设。第一辐射单元及第二辐射单元互相对称设置于基板的第一表面与第二表面，且第一辐射单元与第二辐射单元分别电连接至一接地端及一馈入端。第一辐射单元具有一第一辐射部、一第二辐射部及一第三辐射部分别设置于基板的第一表面及第二表面，且互相电连接。第二辐射单元具有一第四辐射部、一第五辐射部及一第六幅射部分别设置于基板的第一表面及第二表面，且互相电连接。本发明双偶极天线可以有效地缩小尺寸，以使产品微小化。

Description

双偶极天线

技术领域

本发明涉及一种天线，特别是涉及一种可有效地缩小尺寸的双偶极天线。

背景技术

随着无线传输的蓬勃发展，同时带来各种应用于多频传输的产品与技术，因此许多新产品会具有无线传输的性能，藉以满足消费者的需求。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元件，若是缺少天线，则无线传输系统将会无法发射与接收资料。因此，天线的角色对无线传输来说，是不可或缺的一环。此外，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，亦可更进一步降低产品成本。而在目前各种应用产品所使用的天线中，其设计方法与制作材质不尽相同，另外，针对每一个国家对所需要的使用频带不同，在设计天线时亦要相当的考量，目前较通用的频带规范有电机电子工程学会(Institute of Electricaland Electronic Engineers，IEEE)802.11、以及目前最热门的蓝芽通讯(802.15.1)等等，其中，802.11可分为802.11a、802.11b及802.11g，此时，802.11a规范在5GHz频带，且802.11b及802.11g规范在2.4GHz频带，另外，蓝芽通讯工作于2.4GHz频带。

目前业界常见的天线有单极天线(Monopole antenna)、倒F型天线(inverted-F antenna)及双偶极天线(dipole antenna)等等，其中因双偶极天线可有效辐射及接收电磁波，故被广泛应用于通信各领域，然而，若现有的双偶极天线欲达较佳的极化效果时，其尺寸无法有效地缩小，使得产品尺寸跟着增加，不符合当今电子装置轻、薄、短、小的趋势。

承上所述，如何设计一种双偶极天线，能够让此双偶极天线的尺寸有效地缩小，以使产品微小化，实属当前双偶极天线应用的重要课题之一。

有鉴于上述现有的双偶极天线存在的缺陷，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，以期创设一种新型结构的双偶极天线，能够改进一般现有的天线，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，克服现有的双偶极天线存在的缺陷，而提供一种新型结构的双偶极天线，所要解决的技术问题是使其有效地缩小尺寸，以使产品微小化，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。依据本发明提出的一种双偶极天线，其包括：一基板，其具有一第一表面及一第二表面，其中该第一表面与该第二表面相对而设；一第一辐射单元，其包括一第一辐射部、一第二辐射部及一第三辐射部，其中该第一辐射部设置于该第一表面并电连接至一接地端，该第二辐射部设置于该第一表面，该第三辐射部设置于该第二表面并与该第一辐射部及该第二辐射部电连接；以及一第二辐射单元，其与该第一辐射单元互相对称设置、并包括一第四辐射部、一第五辐射部及一第六辐射部，其中该第四辐射部设置于该第二表面并电连接至一馈入端，该第五辐射部设置该第二表面，该第六辐射部设置于该第一表面并与该第四辐射部及该第五辐射部电连接。

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。

前述的双偶极天线，其中所述的第一辐射部及该第四辐射部互相对称设置、或该第二辐射部及该第五辐射部互相对称设置、或该第三辐射部及该第六辐射部互相对称设置。

前述的双偶极天线，其中所述的第一辐射部及该第四辐射部呈L型，或该第二辐射部及该第五辐射部呈L型。

前述的双偶极天线，其中所述的第三辐射部及该第六辐射部呈U型。

前述的双偶极天线，其更包括：

一第一阻抗匹配单元，其设置于该基板的该第一表面，并分别与该第一辐射部及该接地端电连接；以及

一第二阻抗匹配单元，其设置于该基板的该第二表面，并分别与该第四辐射部及该馈入端电连接。

前述的双偶极天线，其中所述的第一阻抗匹配单元或该第二阻抗匹配单元呈连续弯曲的形状。

前述的双偶极天线，其中所述的第一阻抗匹配单元具有一第一短路件，或该第二阻抗匹配单元具有一第二短路件。

前述的双偶极天线，其中所述的基板更包括一第一通孔、一第二通孔、一第三通孔及一第四通孔，该第三辐射部藉由该第一通孔及该第二通孔分别与该第一辐射部及该第二辐射部电连接，该第六辐射部藉由该第三通孔及该第四通分别与该第四辐射部及该第五辐射部电连接。

前述的双偶极天线，其中所述的第一通孔、该第二通孔、该第三通孔及该第四通孔内设置有导电材料。

前述的双偶极天线，其是操作于约2.4GHz频段。

借由上述技术方案，本发明双偶极天线至少具有下列优点：

本发明的双偶极天线具有将第一辐射单元的第三辐射部设置于第一辐射部及第二辐射部的另一表面，以及将第二辐射单元的第六辐射部设置于第四辐射部及第五辐射部的另一表面的设计，所以能够有效地缩小双偶极天线的尺寸，以使双偶极天线的应用产品微小化，进而符合当今电子装置轻、薄、短、小的趋势。

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，且较现有的双偶极天线具有增进的功效，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。

附图说明

图1为本发明较佳实施例双偶极天线的一侧视图。

图2为本发明较佳实施例双偶极天线的另一侧视图。

图3为本发明较佳实施例双偶极天线的电压驻波比的量测结果。

图4为本发明较佳实施例双偶极天线操作于2.45GHz时的E-Plane的辐射场型量测结果。

图5为本发明较佳实施例双偶极天线操作于2.45GHz时的E-Plane的另一辐射场型量测结果。

图6为本发明较佳实施例双偶极天线操作于2.45GHz时的H-Plane的辐射场型量测结果。

1：双偶极天线            11：基板

111：第一表面            112：第二表面

113：第一通孔            114：第二通孔

115：第三通孔            116：第四通孔

12：第一辐射单元         121：第一辐射部

122：第二辐射部          123：第三辐射部

13：第二辐射单元         131：第四辐射部

132：第五辐射部          133：第六辐射部

14：第一阻抗匹配单元     141：第一短路件

15：第二阻抗匹配单元     151：第二短路件

2：接地端                3：馈入端

C：中心轴                L：长

W：宽

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天线其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1及图2所示，本发明较佳实施例的双偶极天线1包括一基板11、一第一辐射单元12及一第二辐射单元13，其中第一辐射单元12及第二辐射单元13以一中心轴C为对称轴互相对称而设置于基板11上。在本发明中，双偶极天线1的长L可介于0.6公分至0.9公分之间，宽W可介于1.5公分至2.3公分之间。

基板11具有一第一表面111、一第二表面112、一第一通孔113、一第二通孔114、一第三通孔115及一第四通孔116，其中第一表面111与第二表面112相对而设。在本实施例中，基板11的材质可为双马来酰亚胺三嗪树脂(Bismaleimide-triazine resin，BT resin)或玻璃纤维强化环氧树脂(Fiberglass reinforced epoxy resin，FR4)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 filmsubstrate)，甚至可整合于电路的一部份，以减少所占据的空间。

第一辐射单元12具有一第一辐射部121、一第二辐射部122及一第三辐射部123。其中，第一辐射部121设置于第一表面111并连接至第一通孔113，且第一辐射部121亦电连接至一接地端2。另外，第二辐射部122设置于第一表面111并连接至第二通孔114。而第三辐射部123设置于第二表面112并藉由第一通孔113与第二通孔114分别与第一辐射部121及第二辐射部122电连接。

相似地，第二辐射单元13具有一第四辐射部131、一第五辐射部132及一第六辐射部133。其中第四辐射部131设置于第二表面112并连接至第三通孔115。另外，第五辐射部132设置于第二表面112并连接至第四通孔116，且第四辐射部131亦电连接至一馈入端3。而第六辐射部133设置于第一表面111并藉由第三通孔115与第四通孔116分别与第四辐射部131及第五辐射部132电连接。

在本实施例中，第一辐射部121、第二辐射部122及第三辐射部123亦可分别与第四辐射部131、第五辐射部132及第六辐射部133互相对称设置。

另外，在本实施例中，可因实际不同需求，而设计第一辐射部121及第四辐射部131呈L型，第二辐射部122及第五辐射部132呈L型，第三辐射部123及第六辐射部133呈U型(如图1及图2所示)。

再者，在本实施例中，第一通孔113、第二通孔114、第三通孔115及第四通孔116可因实际需要，而将导电材料设置于其内，以使第三辐射部123藉由第一通孔113及第二通孔114分别与第一辐射部121及第二辐射部122电连接，而第六辐射部133藉由第三通孔115及第四通孔116分别与第四辐射部131及第五辐射部132电连接。

此外，双偶极天线1更可包括一第一阻抗匹配单元14及一第二阻抗匹配单元15，藉以作为双偶极天线的阻抗匹配。其中，第一阻抗匹配单元14可设置于基板11的第一表面111，且第二阻抗匹配单元15可设置于基板11的第二表面112。

此时，第一辐射部121透过第一阻抗匹配单元14电连接至接地端2，而第四辐射部131透过第二阻抗匹配单元15电连接至馈入端3。另外，第一阻抗匹配单元14及第二阻抗匹配单元15可因实际需要(例如节省空间)，而设计为连续弯曲的形状。

再者，更可依照实验或模拟的结果而在第一阻抗匹配单元14加入一第一短路件141，以及在第二阻抗匹配单元15加入一第二短路件151，以适当的调整此双偶极天线1具有最佳的阻抗匹配。本实施例中，为使双偶极天线1操作于约2.4GHz频段，并具有较佳的阻抗匹配效果，因此将第一短路件141及第二短路件151作如图1所示的配置。

再请参阅图3所示，在图3中，纵轴代表电压静态驻波比(VSWR)，而横轴代表频率(Frequency)。依照电压静态驻波比小于2的定义，可以观察到本发明较佳实施例的双偶极天线1可操作于频率约2.33GHz至2.56GHz的频带范围。

图4、图5及图6显示本发明较佳实施例的双偶极天线1操作于2.45GHz时的垂直平面(E-Plane)及水平平面(H-Plane)的辐射场型图的量测结果，在此结果中能够观察到本发明的双偶极天线1的极化效果不亚于现有的双偶极天线并符合商用标准。

综上所述，因依本发明的双偶极天线利用将第一辐射单元的第三辐射部设置于第一辐射部及第二辐射部的另一表面，并藉由第一通孔及第二通孔使第三辐射部分别与第二辐射部及第三辐射部电连接，以及将第二辐射单元的第六辐射部设置于第四辐射部及第五辐射部的另一表面，并藉由第三通孔及第四通孔使第六辐射部分别与第四辐射部及第五辐射部电连接，所以能够有效地缩小双偶极天线的尺寸，并且可以增加功率增益及频宽，以使双偶极天线的应用产品微小化，进而符合当今电子装置轻、薄、短、小的趋势。

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 (10)

1、一种双偶极天线，其特征在于其包括：

一基板，其具有一第一表面及一第二表面，其中该第一表面与该第二表面相对而设；

一第一辐射单元，其包括一第一辐射部、一第二辐射部及一第三辐射部，其中该第一辐射部设置于该第一表面并电连接至一接地端，该第二辐射部设置于该第一表面，该第三辐射部设置于该第二表面并与该第一辐射部及该第二辐射部电连接；以及

一第二辐射单元，其与该第一辐射单元互相对称设置、并包括一第四辐射部、一第五辐射部及一第六辐射部，其中该第四辐射部设置于该第二表面并电连接至一馈入端，该第五辐射部设置该第二表面，该第六辐射部设置于该第一表面并与该第四辐射部及该第五辐射部电连接。

2、根据权利要求1所述的双偶极天线，其特征在于其中所述的第一辐射部及该第四辐射部互相对称设置、或该第二辐射部及该第五辐射部互相对称设置、或该第三辐射部及该第六辐射部互相对称设置。

3、根据权利要求1所述的双偶极天线，其特征在于其中所述的第一辐射部及该第四辐射部呈L型，或该第二辐射部及该第五辐射部呈L型。

4、根据权利要求1所述的双偶极天线，其特征在于其中所述的第三辐射部及该第六辐射部呈U型。

5、根据权利要求1所述的双偶极天线，其特征在于其更包括：

一第一阻抗匹配单元，其设置于该基板的该第一表面，并分别与该第一辐射部及该接地端电连接；以及

一第二阻抗匹配单元，其设置于该基板的该第二表面，并分别与该第四辐射部及该馈入端电连接。

6、根据权利要求5所述的双偶极天线，其特征在于其中所述的第一阻抗匹配单元或该第二阻抗匹配单元呈连续弯曲的形状。

7、根据权利要求5所述的双偶极天线，其特征在于其中所述的第一阻抗匹配单元具有一第一短路件，或该第二阻抗匹配单元具有一第二短路件。

8、根据权利要求1所述的双偶极天线，其特征在于其中所述的基板更包括一第一通孔、一第二通孔、一第三通孔及一第四通孔，该第三辐射部藉由该第一通孔及该第二通孔分别与该第一辐射部及该第二辐射部电连接，该第六辐射部藉由该第三通孔及该第四通分别与该第四辐射部及该第五辐射部电连接。

9、根据权利要求8所述的双偶极天线，其特征在于其中所述的第一通孔、该第二通孔、该第三通孔及该第四通孔内设置有导电材料。

10、根据权利要求1所述的双偶极天线，其特征在于其是操作于约2.4GHz频段。