CN1964135A

CN1964135A - 槽孔与多倒f耦合宽频天线及使用此天线的电子装置

Info

Publication number: CN1964135A
Application number: CN 200510125014
Authority: CN
Inventors: 王志铭
Original assignee: Wistron Neweb Corp
Current assignee: Wistron Neweb Corp
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2007-05-16

Abstract

一种槽孔与多倒F耦合宽频天线及使用此天线之电子装置，此天线至少包括接地部分、第一辐射部分、第二辐射部分、第三辐射部分、微调金属部分以及馈线。第一辐射部分电性连接接地部分。微调金属部分电性连接第一辐射部分。第二辐射部分电性连接微调金属部分，并与第一辐射部分形成第一倒F天线。第三辐射部分电性连接微调金属部分，并与第一辐射部分形成第二倒F天线。馈线电性连接第一辐射部分与微调金属部分二者其一。

Description

槽孔与多倒F耦合宽频天线及使用此天线的电子装置

【技术领域】

本发明是有关于一种天线，且特别是有关于一种槽孔与多倒F耦合宽频天线及使用此天线之电子装置。

【先前技术】

随着通讯科技的进步，通讯技术在科技产品的应用日益增加，使得相关的通讯产品也日趋多样化。近年来消费者对通讯产品的功能要求越来越高，所以需多具有不同设计以及不同功能的通讯产品不断的被提出，例如双频、三频的通讯产品一体化设计、具有无线网络的计算机网络产品等等，都是近年来热门的趋势。再加上集成电路的技术日渐成熟，使得产品的体积也逐渐倾向轻薄短小。

在通讯产品中，天线的主要功能是用以传送与接收信号。而在产品的体积逐渐倾向轻薄短小的今日，倒F天线也渐渐的受到厂商的欢迎。图1为倒F天线的结构图。此天线主要包括辐射体101、接地板102以及信号源103。另外此图还标示了天线长度104。由于辐射体与信号源形成了倒F形状，因此称之为倒F天线。此类型的天线主要是利用电流激发的原理。

另外，鸿海精密工业股份有限公司在美国提出一种双频天线专利，专利号码为6812892号。图2绘示为习知美国专利第6812892号双频倒F天线结构图。此天线包括两个倒F天线，分别如图2所绘示的第一倒F天线201以及第二倒F天线202。此种天线从原本倒F天线的尾端延伸出两个辐射体204以及205，成为双频倒F天线。其中较短的天线202用以接收较高频信号例如无线通讯802.11a的5.2GHz信号。而较长的天线201用以接收较低频信号例如无线通讯802.11b的2.45GHz信号。

图3为上述图2天线的电压驻波比(VSWR)图，由此图可观察出，此天线的低频操作频率约2.45GHz，高频约在5GHz～6GHz。然而基于现代的应用，例如英特尔公司所提出的WIMAX所需频宽为2.3GHz～2.5GHz，图2的天线便无法提供如此大的频宽。

【发明内容】

本发明的目的就是在提供一种槽孔与多倒F耦合宽频天线，使具有较大的频宽。

本发明提出一种槽孔与多倒F耦合宽频天线，此天线至少包括接地部分、第一辐射部分、微调金属部分、第二辐射部分、第三辐射部分以及馈线。第一辐射部分电性连接接地部分。微调金属部分电性连接第一辐射部分。第二辐射部分电性连接微调金属部分，与第一辐射部分形成第一倒F天线。第三辐射部分电性连接微调金属部分，与第一辐射部分形成第二倒F天线。另外，馈线选择性的电性连接第一辐射部分与微调金属部分。

依照本发明的较佳实施例所述之槽孔与多倒F耦合宽频天线，上述之第二辐射部分与第三辐射部分两者互相平行。由于第二辐射部分与第三辐射部分两者互相平行，造成耦合效应，形成一宽频天线。

本发明提出一种电子装置，此电子装置包括一天线，此天线包括接地部分、第一辐射部分、微调金属部分、第二辐射部分、第三辐射部分以及馈线。第一辐射部分电性连接接地部分。微调金属部分电性连接第一辐射部分。第二辐射部分电性连接微调金属部分，与第一辐射部分形成第一倒F天线。第三辐射部分电性连接微调金属部分，与第一辐射部分形成第二倒F天线。另外，馈线选择性的电性连接第一辐射部分与微调金属部分。

依照本发明的较佳实施例所述之电子装置，上述之第二辐射部分与第三辐射部分两者互相平行。由于第二辐射部分与第三辐射部分两者互相平行，造成耦合效应，形成一宽频天线。

本发明因采用第二辐射部分与第三辐射部分，分别接收与传送相接近频带的信号，因此可以使此天线所接收与传送的频带之频宽更宽。信号源与第一辐射体产生的槽孔(平板)天线可以接收与传送另一频带的信号，与第一辐射体电性耦接的金属板可以调整此槽孔(平板)天线的阻抗匹配。

为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

【附图说明】

图1绘示为习知倒F天线的结构图。

图2绘示为习知美国专利第6812892号双频倒F天线结构图。

图3绘示为习知图2天线的电压驻波比(VSWR)图。

图4A、4B、4C、4D绘示为本发明实施例之槽孔与多倒F耦合宽频天线。

图4E绘示为使用图4A、4B、4C、4D实施例天线的电子装置。

图5A、5B、5C、5D与5E绘示为本发明实施例之槽孔与多倒F耦合宽频天线。

图5F绘示为使用图5A、5B、5C、5D与5E实施例天线的电子装置。

图6绘示为本发明实施例图5A天线的电压驻波比图。

图7为本发明实施例图5A天线的水平切面之辐射场形图。

图8绘示为本发明实施例之槽孔与多倒F耦合宽频天线的一种变化形式结构图。

【具体实施方式】

为了符合现代科技所需要的宽频以及多频带需求，本发明提出一种槽孔与多倒F耦合宽频天线。此天线用以在特定频带可传送与接收较大的频宽，另外，此天线可以使用在多个频带。以下以一个较佳实施例配合图标说明本发明。

图4A、4B、4C、4D绘示为本发明实施例之槽孔与多倒F耦合宽频天线。图4E绘示为使用此天线的电子装置，请参考图4A、4B、4C、4D以及图4E，其中此电子装置包括上述本发明实施例的天线40a以及信号馈入馈出装置41a。此电子装置例如是笔记型计算机，此天线40a例如配置在笔记型计算机面板的两侧(参见图4E)。信号馈入馈出装置41a通过天线的馈线42a处理天线40a所接收的信号或是传送信号给天线40a发射出去。熟知此技术者，应当知道，电子装置亦可以是个人数字助理(PDA)、无线网络卡、无线网络路由器等等，在此不予赘述。

此天线40a包括接地部分400、第一辐射部分401、微调金属部分402、第二辐射部分403、第三辐射部分404以及馈线405。第一辐射部分401电性连接接地部分400。微调金属部分402电性连接第一辐射部分401。第二辐射部分403电性连接微调金属部分402。第三辐射部分404电性连接微调金属部分402。馈线405电性连接第一辐射部分401。在此实施例有一凸点406位在馈线405电性连接第一辐射部分401的接点，此凸点用以作为厂商防呆使用。另外，此实施例所使用的馈线405为迷你同轴电缆线(mini coaxialcable)。

在图4B、4C、4D的天线图形中，可以看出此天线包括由电流激发的第一倒F型天线40与第二倒F型天线41以及由磁流激发的槽孔天线42。在此所举的实施例中，第一倒F天线40与第二倒F天线41分别用以接收2.3GHz与2.5GHz频带的信号，而槽孔天线42用以接收无线网络5GHz～6GHz频带的信号。第一倒F天线40的天线总长，为图4中标号L40所绘示的长度。第二倒F天线41的天线总长，为图4中标号L41所绘示的长度。另外，槽孔天线42的总长度如图4中标示L42。

在此对图4实施例中作一个假设，首先假设第一倒F型天线40用以接收2.3GHz频率的信号，第二倒F型天线41用以接收2.5GHz频率的信号。由于上述的假设，因此第一倒F型天线40略长于第二倒F型天线41，在此实施例中，设计第二辐射部分403比第三辐射部分404长约1～2％的2.4GHz信号的波长，也就是0.125～0.25公分。在此，可设计第二辐射部分403与第三辐射部分404互相靠近且平行，以使得第一倒F型天线40与第二倒F型天线41产生耦合效应，形成一宽频天线，因此使得此宽频天线可以传送与接收2.2GHz～2.6GHz的信号。

熟知此技术者，根据上面本发明的实施例，应该知道若上述的假设改为第一倒F型天线40用以接收2.5GHz频率的信号，第二倒F型天线41用以接收2.3GHz频率的信号时，第一倒F型天线40略短于第二倒F型天线41，可改为设计第三辐射部分404比第二辐射部分403长约1～2％的2.4GHz信号的波长，同样可以使第一倒F型天线40与第二倒F型天线41产生耦合效应，形成一宽频天线。

另外，微调金属部分402可用以调整槽孔天线42的阻抗匹配。此微调金属部分402的宽度W402可调整水平辐射场形变化，当宽度W402愈宽时，辐射能量愈强。另外，微调金属部分402的长度L402愈长时，会造成第一倒F型天线40与第二倒F型天线41的长度L40与L41相对变长，因此第一倒F天线40与第二倒F天线41所能传送与接收的信号之频率也会跟着下降。

图5A、5B、5C、5D以及5E分别绘示为本发明实施例之槽孔与多倒F耦合宽频天线。图5F绘示为使用上面实施例天线的电子装置，请参考图5A、5B、5C、5D、5E以及5F，其中此电子装置包括上述本发明实施例的天线50a以及信号馈入馈出装置51a。此电子装置同样以笔记型计算机作为例子，此天线50a例如配置在笔记型计算机面板的两侧(参见图5F)。信号馈入馈出装置51a通过天线50a的馈线52a处理天线50a所接收的信号或是传送信号给天线50a发射出去。然而熟知此技术者，应当知道，电子装置亦可以是个人数字助理(PDA)、无线网络卡、无线网络路由器等等，在此不予赘述。

此天线50a包括接地部分500、第一辐射部分501、微调金属部分502、第二辐射部分503、第三辐射部分504以及馈线505。第一辐射部分501电性连接接地部分500。微调金属部分502电性连接第一辐射部分501。第二辐射部分503电性连接微调金属部分502。第三辐射部分504电性连接微调金属部分502。馈线505电性连接微调金属部分502。另外在此实施例有一凸点506位在馈线505电性连接微调金属部分502的接点，此凸点用以作为厂商防呆使用。

同样的，此天线的实施例包括三个天线，分别是图5B的第一倒F天线50、图5C的第二倒F天线51以及图5D的槽孔天线52。其原理类似于上述图4A、4B、4C与4D的实施例，因此不予赘述。然而，除了如图5D的槽孔天线52的实施方式之外，此天线亦可以是如图5E的槽孔平板天线53，此槽孔平板天线的天线长度便如图5E上标号L53。而在此实施例的微调金属部分502亦如图4A、4B、4C与4D实施例中相同，可以用微调金属部分502的长L502与宽W502来调整天线的参数。例如L502的长度变长，会使得第一倒F天线50与第二倒F天线51频率下降，W502变宽，会使得辐射能量愈强，然而，若以图5E的槽孔平板天线53实施例来说，将此L502变长或W502变宽都会使得槽孔平板天线53所能传送与接收信号的频率下降。

另外，此实施例中的第一倒F天线50与第二倒F天线51因耦合效应形成一宽频天线与上述图4实施例的实施方式相同，故不予赘述。

图6绘示为本发明实施例图5A天线的电压驻波比图。请参考图6，一般来说，电压驻波比(VSWR)小于等于2为业界对一般个人计算机与笔记型计算机的天线之标准，一般来说符合此标准便可以在此频带中接收到品质较佳之信号，因此在图6中标示的601的部分，可以观察出，由于本发明的实施例中第二与第三辐射部份所产生的耦合效应造成宽频天线具有大于400MHz的频宽。若以业界对可携带式行动助理(PDA)的天线之标准，电压驻波比(VSWR)小于等于3来说，根据本发明所实施的天线实施例可以有更大的频宽。

图7A为本发明实施例图5A的天线之水平切面之辐射场形图。图7B为本发明实施例图5A天线的水平切面之辐射场强度数据与习知图2天线的水平切面之辐射场强度数据表。由图7A可看出本发明所实施的天线为全向性天线，而图7B可以看到本发明实施例的实验结果701以及习知图2的实验结果702来比较，可看出本发明实施例的天线与习知图2天线应用在同一频带时，本发明实施例的天线之辐射场平均强度会大于习知图2的天线。

图8绘示为本发明实施例之槽孔与多倒F耦合宽频天线的一种变化形式结构图。此实施例中，微调金属部分801具有一折角802，此折角802之中心线平行于第二辐射部分804，并介于第二辐射部分804与第三辐射部分805之间。若以此种结构实施，更可以减低天线的高度。由于现代的产品，例如笔记型计算机的液晶面板之边框越来越小，若要将此天线设置在液晶面板之边框中，必须要使天线的高度变矮，以此实施例来说，便可以应用在此领域。然而熟知此技术者，参考了本发明的实施例，应可以轻易知道，本发明的天线亦可以在第一幅射部分与第二辐射部分之间做折角，或者是第一辐射部分与接地部分之间做折角，亦可以减低天线的高度。

综上所述，本发明因采用第二辐射部分与第三辐射部分，分别接收与传送相接近频带的信号，因此可以使此天线所接收与传送的频带之频宽更宽。信号源与第一辐射体产生的槽孔(平板)天线可以接收与传送另一频带的信号，与第一辐射体电性耦接的金属板可以调整此槽孔(平板)天线的阻抗匹配。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。

Claims

1.一种槽孔与多倒F耦合宽频天线，包括：

一接地部分；

一第一辐射部分，连接该接地部分；

一微调金属部分，连接该第一辐射部分；

一第二辐射部分，连接该微调金属部分，与该第一辐射部分形成一第一倒F天线；

一第三辐射部分，连接该微调金属部分，与该第一辐射部分形成一第二倒F天线；以及

一馈线，连接该第一辐射部分与该微调金属部分二者其一。

2.根据权利要求1所述的槽孔与多倒F耦合宽频天线，其特征在于，当该馈线于该第一辐射部分馈入信号时，该第一辐射部分与该接地部分形成一槽孔天线。

3.根据权利要求2所述的槽孔与多倒F耦合宽频天线，其特征在于，该微调金属部分之面积用以调整该槽孔天线之阻抗匹配。

4.根据权利要求2所述的槽孔与多倒F耦合宽频天线，其特征在于，该槽孔天线的操作频带为5GHz～6GHz。

5.根据权利要求1所述的槽孔与多倒F耦合宽频天线，其特征在于，当该馈线于该微调金属部分馈入信号时，该微调金属部分、该第一辐射部分与该接地部分形成一槽孔平板天线。

6.根据权利要求5所述的槽孔与多倒F耦合宽频天线，其特征在于，该微调金属部分之面积用以调整该槽孔平板天线之阻抗匹配。

7.根据权利要求5所述的槽孔与多倒F耦合宽频天线，其特征在于，该槽孔平板天线的操作频带为5GHz～6GHz。

8.根据权利要求1所述的槽孔与多倒F耦合宽频天线，其特征在于，该第二辐射部分与该第三辐射部分两者之延伸方向互相平行。

9.根据权利要求8所述的槽孔与多倒F耦合宽频天线，其特征在于，该第二辐射部分与该第三辐射部分的长度之差值介于该第二辐射体与该第三辐射体所传送与接收之信号的波长平均值的1％～2％之间。

10.根据权利要求1所述的槽孔与多倒F耦合宽频天线，该第一倒F天线与该第二倒F天线的操作频带为2.2GHz～2.6GHz。

11.根据权利要求1所述的槽孔与多倒F耦合宽频天线，其特征在于，该馈线为迷你同轴电缆。

12.一种电子装置，包括：

一天线，包括：

一接地部分；

一第一辐射部分，连接该接地部分；

一微调金属部分，连接该第一辐射部分；

一馈线，连接该第一辐射部分与该微调金属部分二者其一。

13.根据权利要求12所述的电子装置，其特征在于，当该馈线于该第一辐射部分馈入信号时，该第一辐射部分与该接地部分形成一槽孔天线。

14.根据权利要求13所述的电子装置，其特征在于，该微调金属部分之面积用以调整该槽孔天线之阻抗匹配。

15.根据权利要求13所述的电子装置，其特征在于，该槽孔天线的操作频带为5GHz～6GHz。

16.根据权利要求12所述的电子装置，其特征在于，当该馈线于该微调金属部分馈入信号时，该微调金属部分、该第一辐射部分与该接地部分形成一槽孔平板天线。

17.根据权利要求16所述的电子装置，其特征在于，该微调金属部分之面积用以调整该槽孔平板天线之阻抗匹配。

18.根据权利要求16所述的电子装置，其特征在于，该槽孔平板天线的操作频带为5GHz～6GHz。

19.根据权利要求12所述的电子装置，其特征在于，该第二辐射部分与该第三辐射部分两者之延伸方向互相平行。

20.根据权利要求19所述的电子装置，其特征在于，该第二辐射部分与该第三辐射部分的长度之差值介于该第二辐射体与该第三辐射体所传送与接收之信号的波长平均值之1％～2％之间。

21.根据权利要求12所述的电子装置，该第一倒F天线与该第二倒F天线的操作频带为2.2GHz～2.6GHz。

22.根据权利要求12所述的电子装置，其特征在于，该馈线为迷你同轴电缆。