CN201075402Y - 宽带天线及其电子装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种宽带天线，所述宽带天线用于一电子装置以传输无线信号。该多频天线包括一辐射组件、一接地组件、一短路组件与一馈入面。辐射组件包括一第一辐射区域与一第二辐射区域，第一辐射区域与第二辐射区域彼此垂直相接。短路组件用以连接辐射组件的第二辐射区域与接地组件。馈入面与第二辐射区域彼此垂直相接。馈入面包括一馈入点、一第一端点与一第二端点，其中馈入点到第一端点的距离小于馈入点到第二端点的距离。

Description

宽带天线及其电子装置

技术领域

本实用新型涉及一种天线，特别是涉及一种具有馈入面的宽带天线的实用新型。

背景技术

随着无线通信技术的发展，现今市面上已经出现许多提供无线通信功能的电子产品，例如移动电话以及笔记本计算机等，都已经广泛利用无线通信技术来传递信息。随着无线通信系统整合进步，宽带天线的需求与日俱增。为了要符合各种频带的无线通信装置，具有较大频宽的天线已经成为日后技术发展的必然趋势。

在另一方面，在现今的无线通信技术中，利用WWAN(无线广域网，Wireless Wide AreaNetwork)天线的传输方式已经非常普及并且占有重要地位，因此作为各种无线通信产品的内置天线。在现有技术当中，WWAN天线所要求的操作频率的范围通常是824～960MHz及1710～2170MHz。但是随着科技的进步，现有技术中的天线的频宽已经不满足使用要求。现今的天线会被要求具有更宽的频宽，例如要包括适用于全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)的1575MHz以及手持式数字视频广播(Digital Video Broadcasting-Handheld，DVB-H)的1627MHz等频率。

为了使这些电子产品具有无线通信功能并且要符合各种频带的传输，现有技术已经公开在这些电子产品中设置可以感应电磁波的天线。以下请参考图1A有关于现有技术在专利号为6,861,986的美国专利中公开的天线90。现有技术的天线90，其具有一辐射组件91、一连接组件92以及一接地组件93。其中，连接组件92具有一第一端921以及一第二端922；并且连接组件92的第一端921连接至辐射组件91，第二端922连接至接地组件93。

接着请参考图1B关于图1A天线90在不同频率的电压驻波比(VSWR)。由图1B中可得知，天线90仅能传输于2.5GHz与5GHz左右的频率的范围。因此在现有技术当中的天线90并不符合现今对于WWAN天线或是其他宽带天线的频宽要求。

因此，需要创造出一种新宽带天线以解决现有技术所发生的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种天线，其具有宽带的效果。

为达成上述的目的，本实用新型的第一实施例的宽带天线包括辐射组件、接地组件、短路组件与馈入面。辐射组件包括第一辐射区域与第二辐射区域，第一辐射区域与第二辐射区域之间彼此垂直相接。短路组件同时连接辐射组件的第一辐射区域与接地组件。馈入面为一种宽广的平面，与该第二辐射区域彼此垂直相接。馈入面的边缘包括馈入点、第一端点与第二端点。馈入点与一馈入线电连接，用以传输一电信号。其中第一端点到馈入点的距离需小于第二端点到馈入点的距离。并且第二端点到短路组件的距离要小于第一端点到短路组件的距离，短路组件到第二端点的距离要小于或等于短路组件到馈入点的距离。

本实用新型的另一实施例中，宽带天线的辐射组件具有延伸出另外的第三辐射区域。

本实用新型的又一实施例中，宽带天线的接地组件延伸出一寄生组件。寄生组件可以朝向与第三辐射区域相同或不同的方向。

本实用新型的再一实施例中，宽带天线的辐射组件还延伸出第四辐射区域。

如此一来，宽带天线便具有传输较宽带宽的信号的能力。

由于本实用新型构造新颖，能提供产业上的应用，且确有改进的功效，故依法申请实用新型专利。

附图说明

图1A是现有技术的天线示意图。

图1B是依据图1A，显示其在不同频率的VSWR。

图2A是本实用新型宽带天线的第一实施例的立体图。

图2B是依据图2A，显示其在不同频率的VSWR。

图2C是依据图2A，显示其在水平面的场形图。

图3A是本实用新型宽带天线的第二实施例的立体图。

图3B是依据图3A，显示其在不同频率的VSWR。

图4A是本实用新型宽带天线的第三实施例的立体图。

图4B是依据图4A，显示其在不同频率的VSWR。

图5A是本实用新型宽带天线的第四实施例的立体图。

图5B是依据图5A，显示其在不同频率的VSWR。

图6A是本实用新型宽带天线的第五实施例的立体图。

图6B是依据图6A，显示其在不同频率的VSWR。

图7A是本实用新型宽带天线的第六实施例的立体图。

图7B是依据图7A，显示其在不同频率的VSWR。

图8是本实用新型宽带天线的第七实施例的立体图。

图9A是本实用新型宽带天线的第八实施例的立体图。

图9B是依据图9A，显示其在不同频率的VSWR。

图10是本实用新型宽带天线的第九实施例的立体图。

图11A是本实用新型宽带天线的第十实施例的立体图。

图11B是依据图11A，显示其在不同频率的VSWR。

图11C是依据图11A，显示其在水平面的场形图。

图12是本实用新型的电子装置的系统方框图。

附图符号说明：

宽带天线10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h、10i、10j

辐射组件20

第一辐射区域21

第二辐射区域22

第三辐射区域23

第四辐射区域24

接地组件30

寄生组件31、31’

短路组件40

馈入面50a、50b、50c、50d、50e

第一端点51a、51b、51c

第二端点52a、52b、52c

调校杆53

电子装置60

无线信号模块61

馈入点F

现有技术的天线90

辐射组件91

连接组件92

接地组件93

第一端921

第二端922

具体实施方式

为能让审查员更了解本实用新型的技术内容，特举数个较佳具体实施例说明如下。

请先参考图2A是本实用新型宽带天线的第一实施例的立体图。

本实用新型的第一实施例的宽带天线10a为一短单极(Shorted Monopole)天线。宽带天线10a包括辐射组件20、接地组件30、短路组件40与馈入面50a。辐射组件20包括第一辐射区域21与第二辐射区域22，用以传递无线通信信号。第一辐射区域21与第二辐射区域22之间彼此垂直相接。接地组件30作为多频天线10a的接地之用。短路组件40同时连接辐射组件20的第一辐射区域21与接地组件30，让宽带天线10a具有较佳的共振效果。馈入面50a为一种宽广的平面，与该第二辐射区域22彼此垂直相接。馈入面50a上具有馈入点F、第一端点51a与第二端点52a。第一端点51a与第二端点52a位于馈入面50a与第二辐射区域22的交界处。馈入点F位于馈入面50a的边缘。馈入点F与一馈入线(图未示)电连接，用以传输一电信号。馈入线可为如射频线缆(RF Cable)等电缆，但本实用新型并不以此为限。当电信号传输入馈入面50a时，由于馈入面50a具有宽广的平面，因此会让电信号在馈入时能具有较宽广的电流传输路径。

在本实施例中，宽带天线10a的馈入面50a的边缘为一直线的边界。需注意的是，本实用新型对于宽带天线10a的馈入面50a的形状关系有限制。第一端点51a到馈入点F的距离与第二端点52a到馈入点F的距离比为一比二或是一比三等比例。需注意的是，本实用新型并不以上述的精确比例为限，本实用新型的重点在于其中第一端点51a到馈入点F的距离需小于第二端点52a到馈入点F的距离。并且第二端点52a到短路组件40的距离要小于第一端点51a到短路组件40的距离。如此一来宽带天线10a就能够具有较宽的高频频宽。

宽带天线10a在不同频率的VSWR如在图2B中所示。在图2B中可明显得知，从频率2.3GHz到5.9GHz的范围之间，宽带天线10a的VSWR皆在2以下。因此宽带天线10a具有传输2.3GHz到5.9GHz信号的功能。相较于图1A中现有技术的天线90，宽带天线10a具有更加宽广的频宽。

宽带天线10a在水平面的场形图如在图2C中所示。由图2C可以得知，宽带天线10a为全向性天线。

接着请参考图3A关于本实用新型宽带天线的第二实施例的立体图。宽带天线10b的短路组件40大约位于第二端点52a与馈入点F的中心点的位置。相较于宽带天线10a，宽带天线10b的短路组件40更为靠近馈入点F。如此一来，宽带天线10b在不同频率的VSWR如在图3B中所示。宽带天线10b也同样具有宽带传输的功能。因此短路组件40到第二端点52a的距离要小于或等于短路组件40到馈入点F的距离。

接着请同时参考图4A与图4B关于本实用新型宽带天线的第三实施例的立体图及其在不同频率的VSWR。宽带天线10c为反向的宽带天线10a，也就是馈入面50b与宽带天线10a的馈入面50a的形状相反。并且第二端点52b到短路组件40的距离同样要小于第一端点51b到短路组件40的距离，短路组件40到第二端点52b的距离同样要小于或等于短路组件40到馈入点F的距离。如此一来，宽带天线10c也可以达到宽带的效果。

需注意的是，本实用新型的馈入面50a的边界并不以图2A中的梯型的形状为限，也可以为三角形等直线的边界的形状，或者是圆弧的形状，例如图5A所示的实施例。图5A是本实用新型宽带天线的第四实施例的立体图。在图5A中，宽带天线10d的馈入面50c的边界为一圆弧型的边界。需注意的是，宽带天线10d的馈入点F到第一端点51c与第二端点52c的距离关系同样也有限制。第一端点51c到馈入点F的距离需小于第二端点52c到馈入点F的距离。并且同样地，第二端点52c到短路组件40的距离要小于第一端点51c到短路组件40的距离，短路组件40到第二端点52c的距离同样要小于或等于短路组件40到馈入点F的距离。

请参考图5B，图5B依据图5A显示其在不同频率的VSWR。由图5B中可知，圆弧型边界的馈入面50c也能够使宽带天线10d具有宽带的效果。

馈入面的形状也可以如图6A所示，图6A是本实用新型宽带天线的第五实施例的立体图。宽带天线10e具有馈入面50d。馈入面50d的一边为斜边的短边部分，另一边则为直角形态的长边部分。宽带天线10e的VSWR如图6B所示，图6B是依据图6A，显示其在不同频率的VSWR。由图6B可知，宽带天线10e的可作用频段也在本实用新型的要求范围内。

请再参考图7A是本实用新型宽带天线的第六实施例的立体图。宽带天线10f的馈入面50e具有调校杆(Tuning Bar)53，可以视为在馈入点F附近延伸出的辐射组件，用以改善宽带天线10f的高频匹配。宽带天线10f的VSWR如图7B所示，图7B是依据图7A，显示其在不同频率的VSWR。在图7B中可以明显得知，增加调校杆53的宽带天线10f在高频时能够具有较宽的操作频段。

接下来请参考图8关于本实用新型宽带天线的第七实施例的立体图。

宽带天线10g是由高频的短单极天线与低频的平板倒F型天线(Planar Inverted-FAntennas，PIFA)组合而成。相较于上述的实施例中的宽带天线10a到宽带天线10f的构造，宽带天线10g在馈入面50a旁具有第三辐射区域23。第三辐射区域23是由辐射组件20的第二辐射区域22延伸出来。第三辐射区域23与第二辐射区域22垂直相接，作为共振低频频率的架构。藉由增加第三辐射区域23的结构，宽带天线10g就可以具有较低频的操作频宽，以符合其他种类天线的需求，例如操作频率主要在2.3GHz以下的WWAN天线。

接着请参考图9A关于本实用新型的第八实施例。图9A是本实用新型宽带天线的第八实施例的立体图。

在图9A中，宽带天线10h的接地组件30再延伸出寄生组件31，并朝向与第三辐射区域23相反的方向。寄生组件31的作用在于使得宽带天线10h在低频的频宽能够再往更低频移动。如此一来，宽带天线10h在不同频率的VSWR如在图9B中所示，图9B是依据图9A，显示其在不同频率的VSWR。在图9B中可以明显得知，宽带天线10h在大约1.6GHz到2.2GHz的频率之间皆可以作用。如此一来就可以符合WWAN天线的频宽要求。

接下来请参考图10关于本实用新型宽带天线的第九实施例的立体图。

在第九实施例中，宽带天线10i的辐射组件20还延伸出第四辐射区域24。第四辐射区域24与第一辐射区域21相接，用以增加整体辐射组件20的辐射效果。

另一方面，在天线中寄生组件31也可以朝向不同的方向。如图11A中所示，图11A是本实用新型宽带天线的第十实施例的立体图。宽带天线10j的寄生组件31’与图10的宽带天线10i中的寄生组件31朝向不同的方向，也即宽带天线10j的寄生组件31’朝向与第三辐射区域23相同的方向。

最后宽带天线10j在不同频率的VSWR如在图11B中所示，图11B是依据图11A，显示其在不同频率的VSWR。由图11B中可以得知宽带天线10j同样在大约1.6GHz到2.1GHz的频率之间皆可以作用，因此宽带天线10j也符合WWAN天线的频宽要求。宽带天线10j在水平面的场形图如在图11C中所示，图11C是依据图11A，显示其在水平面的场形图。由图11C的场形图可以得知，宽带天线10j也为全向性天线。

最后，请参考图12关于本实用新型的电子装置的系统方框图。电子装置60可以为笔记本计算机或是GPS等移动装置，本实用新型并不以此为限。如图12所示，本实用新型可利用RF Cable馈入到本实用新型的宽带天线10a(或是宽带天线10b～宽带天线10j中的任一种天线)并与无线信号模块61连接，以藉由该无线信号模块61来处理宽带天线10a的信号，例如发射或接收信号。如此一来，电子装置60就可以藉由宽带天线10a接收或者传送无线信号到其他的装置(图未示)，以达到无线通信的目的。

综上所述，本实用新型无论就目的、手段及功效，均显示其迥异于公知技术的特征，恳请审查员明察，早日批准专利，使得嘉惠社会，实感德便。惟应注意的是，上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本实用新型所要求保护的权利要求范围自然应当以所附权利要求书所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (20)

1.一种宽带天线，其特征在于，所述宽带天线包括：

一辐射组件，包括一第一幅射区域与一第二辐射区域，所述第一辐射区域与所述第二辐射区域彼此垂直相接；

一接地组件；

一短路组件，用以连接所述第一辐射区域与所述接地组件；以及

一馈入面，与所述第二辐射区域彼此垂直相接，所述馈入面包括一馈入点、一第一端点与一第二端点，其中所述馈入点到所述第一端点的距离小于所述馈入点到所述第二端点的距离。

2.如权利要求1所述的宽带天线，其特征在于，其中所述短路组件到所述第二端点的距离小于所述短路组件到所述第一端点的距离，并且所述短路组件到所述第二端点的距离小于或等于所述短路组件到所述馈入点的距离。

3.如权利要求2所述的宽带天线，其特征在于，其中所述馈入面还包括一调校杆。

4.如权利要求2所述的宽带天线，其特征在于，其中所述馈入面包括一直线的边界。

5.如权利要求2所述的宽带天线，其特征在于，其中所述馈入面包括一圆弧的边界。

6.如权利要求1所述的宽带天线，其特征在于，其中所述馈入点还包括连接一馈入线以传输一电信号。

7.如权利要求1所述的宽带天线，其特征在于，其中所述第二辐射区域进一步延伸出一第三辐射区域。

8.如权利要求7所述的宽带天线，其特征在于，其中所述接地组件还延伸出一寄生组件。

9.如权利要求8所述的宽带天线，其特征在于，其中所述寄生组件与所述第三辐射区域朝向一相同方向或一相反方向。

10.如权利要求7所述的宽带天线，其特征在于，其中所述辐射组件还包括一第四辐射区域，所述第四辐射区域与所述第一幅射区域连接。

11.一种具有宽带天线的电子装置，所述具有宽带天线的电子装置具有一无线传输的功能，所述具有宽带天线的电子装置包括：

一无线传输模块；以及

一宽带天线，与所述无线传输模块电连接，其特征在于，所述宽带天线包括：

一辐射组件，包括一第一幅射区域与一第二辐射区域，所述第一辐射区域与所述第二辐射区域彼此垂直相接；

一接地组件；

一短路组件，用以连接所述第一辐射区域与所述接地组件；以及

一馈入面，与所述第二辐射区域彼此垂直相接，所述馈入面包括一馈入点、一第一端点与一第二端点，其中所述馈入点到所述第一端点的距离小于所述馈入点到所述第二端点的距离。

12.如权利要求11所述的具有宽带天线的电子装置，其特征在于，其中所述短路组件到所述第二端点的距离小于所述短路组件到所述第一端点的距离，并且所述短路组件到所述第二端点的距离小于或等于所述短路组件到所述馈入点的距离。

13.如权利要求12所述的具有宽带天线的电子装置，其特征在于，其中所述馈入面还包括一调校杆。

14.如权利要求12所述的具有宽带天线的电子装置，其特征在于，其中所述馈入面包括一直线的边界。

15.如权利要求12所述的具有宽带天线的电子装置，其特征在于，其中所述馈入面包括一圆弧的边界。

16.如权利要求11所述的具有宽带天线的电子装置，其特征在于，其中所述馈入点还包括连接一馈入线以传输一电信号。

17.如权利要求11所述的具有宽带天线的电子装置，其特征在于，其中所述第二辐射区域进一步延伸出一第三辐射区域。

18.如权利要求17所述的具有宽带天线的电子装置，其特征在于，其中所述接地组件还延伸出一寄生组件。

19.如权利要求18所述的具有宽带天线的电子装置，其特征在于，其中所述寄生组件与所述第三辐射区域朝向一相同方向或一相反方向。

20.如权利要求17所述的具有宽带天线的电子装置，其特征在于，其中所述辐射组件还包括一第四辐射区域，所述第四辐射区域与所述第一幅射区域连接。

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