CN201081820Y

CN201081820Y - 宽频带天线及其相关双频带天线

Info

Publication number: CN201081820Y
Application number: CNU2007201760572U
Authority: CN
Inventors: 张惟善; 刘志凯; 王志铭
Original assignee: Wistron Neweb Corp
Current assignee: Wistron Neweb Corp
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2017-09-21

Abstract

一种宽频带天线包含有一接地组件，电性连接于一地端；一辐射件，其包含有一第一辐射部，沿一第一方向延伸；以及一第二辐射部，电性连接于该第一辐射部，且沿该第一方向的相反方向延伸；一短路组件，电性连接于该第一辐射部与该接地组件之间；一馈入组件，电性连接于该第一辐射部；以及一连接组件，电性连接于该馈入组件与该接地组件之间，用来接收馈入信号。

Description

宽频带天线及其相关双频带天线

技术领域

本实用新型涉及一种宽频带天线及其相关双频带天线，尤其涉及一种通过一第一辐射部及一第二辐射部达到宽带或双频效果的宽频带天线及其相关双频带天线。

背景技术

天线被用来发射或接收无线电波，以传递或交换无线电信号。一般具无线通信功能的电子产品，如笔记本计算机、个人数字助理(Personal Digital Assistant)等，通常通过内置的天线来访问无线网络。因此，为了让使用者能更方便地访问无线通信网络，理想天线的带宽应在许可范围内尽可能地增加，而尺寸则应尽量减小，以配合便携式无线通信器材体积缩小的趋势，将天线集成到笔记本计算机中。除此之外，随着无线通信技术的演进，不同无线通信系统的工作频率可能不同，如电气和电子工程师学会(Institute of Electricaland Electronics Engineers；IEEE)所订定的无线局域网络标准IEEE 802.11a的载波中心频率约为5GHz，而IEEE 802.11b的载波中心频率则约为2.4GHz。因此，理想的天线应能以单一天线覆盖不同无线通信网络所需的频带。

在公知技术中，常见的无线通信天线为倒F式天线(Inverted-F Antenna)，顾名思义，其形状类似于经过旋转及翻转后的“F”。请参考图1及图2，图1为公知一倒F式天线10的侧视图，而图2为倒F式天线10的返回损失图。倒F式天线10的结构及操作方式为业界所熟知，在此不赘述。由图2可知，在电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio)VSWR为2∶1的条件下，倒F式天线10的带宽为3.28-2.71＝0.57(GHz)，中心频率为(2.71+3.28)/2＝2.995(GHz)，而带宽百分比则为0.57/2.995＝19.03(％)。

由上述可知，倒F式天线10的带宽及带宽百分比皆不理想，因而限制其应用范围。为了改善倒F式天线10的缺点，中国台湾专利公开号200618387公开一种宽带金属片短路单极天线，用以提高带宽，使其覆盖目前无线局域网络所需的2.4GHz及5GHz频带的操作需求。在中国台湾专利公开号200618387所公开的宽带金属片短路单极天线中，其短路金属臂的宽度窄，包含一弯折，且连接于辐射组件的左方(侧边)，在实际应用上，所需生产成本较高，占用空间也较大，容易受外力而变形，因而不适用于便携式无线通信器材。

实用新型内容

因此，本实用新型提供一种宽频带天线及其相关双频带天线。

本实用新型公开一种宽频带天线，所述宽频带天线包括一接地组件，电性连接于一地端；一辐射件，所述辐射件包括一第一辐射部，沿一第一方向延伸；以及一第二辐射部，电性连接于所述第一辐射部，且沿所述第一方向的相反方向延伸；一短路组件，电性连接于所述第一辐射部与所述接地组件之间；一馈入组件，电性连接于所述第一辐射部；以及一连接组件，电性连接于所述馈入组件与所述接地组件之间，用来接收馈入信号。

本实用新型另公开一种双频带天线，所述双频带天线包括一接地组件，电性连接于一地端；一辐射件，所述辐射件包括一第一辐射部，沿一第一方向延伸；以及一第二辐射部，电性连接于所述第一辐射部，且沿所述第一方向的相反方向延伸；一短路组件，电性连接于所述第一辐射部与所述接地组件之间；一馈入组件，电性连接于所述第二辐射部；以及一连接组件，电性连接于所述馈入组件与所述接地组件之间，用来接收馈入信号。

附图说明

图1为公知的一倒F式天线的侧视图。

图2为图2所示的倒F式天线的返回损失图。

图3为本实用新型实施例的一宽频带天线的侧视图。

图4为图3所示的宽频带天线的展开图。

图5为图3所示的宽频带天线的一第一共振模式的电流路径示意图。

图6为图3所示的宽频带天线的一第二共振模式的电流路径示意图。

图7为图3所示的宽频带天线的返回损失图。

图8为图3所示的宽频带天线的电压驻波比示意图。

图9为图3所示的宽频带天线的天线辐射效率图。

图10为图3所示的宽频带天线的天线平均增益表。

图11为图3所示的宽频带天线的水平面辐射场形图。

图12为改变图3所示的宽频带天线的尺寸后所对应的返回损失图。

图13至图16为图3所示的宽频带天线的不同变形示意图。

图17为图16所示的宽频带天线的返回损失图。

图18为本实用新型实施例的一双频带天线的侧视图。

图19为图18所示的双频带天线的展开图。

图20为图18所示的双频带天线的返回损失图。

主要组件符号说明：

10 倒F式天线

30 宽频带天线

40 频带天线

300、400 接地组件

302、402 第一辐射部

304、404 第二辐射部

306、406 短路组件

308、408 馈入组件

310、410 连接组件

D1、D2 方向

L1 边

LS 交界处

A1、A2、A3电流路径

具体实施方式

请参考图3及图4，图3为本实用新型实施例的一宽频带天线30的侧视图，图4为宽频带天线30的展开图。宽频带天线30包含有一接地组件300、一第一辐射部302、一第二辐射部304、一短路组件306、一馈入组件308及一连接组件310。接地组件300电性连接于一地端(未绘于图3中)；短路组件306电性连接于第一辐射部302与接地组件300之间；而馈入组件308则连接于第一辐射部302与连接组件310之间，用来接收馈入信号，以通过第一辐射部302与第二辐射部304发射无线电波。第一辐射部302与第二辐射部304相连接，形成宽频带天线30的辐射件，且分别沿相反方向D1、D2延伸。较佳地，第一辐射部302的长度大于第二辐射部304的长度。

由图4可知，第一辐射部302与第二辐射部304的交界处LS与短路组件306的一边L1形成一直线，即短路组件306未连接于第二辐射部304。其中，第二辐射部304的主要功能在于与第一辐射部302共振出两种共振模式，以增加宽频带天线30的带宽。请参考图5及图6，图5及图6为宽频带天线30的一第一共振模式与一第二共振模式的电流路径示意图。如图5所示，在宽频带天线30的第一共振模式中，一电流路径A1由接地组件300沿连接组件310及馈入组件308流至第一辐射部302；而一电流路径A2则由接地组件300沿短路组件306流至第一辐射部302及第二辐射部304。此外，如图6所示，在宽频带天线30的第二共振模式中，一电流路径A3由第二辐射部304流至第一辐射部302。

因此，藉由两种共振模式，宽频带天线30可达到宽带的效果。请参考图7，图7为宽频带天线30的返回损失图。由图7可知，在电压驻波比VSWR为2∶1的条件下，宽频带天线30的带宽为4.97-2.95＝2.02(GHz)，中心频率为(2.95+4.97)/2＝3.96(GHz)，而带宽百分比则为2.02/3.96＝51.01(％)。明显可知，本实用新型宽频带天线30的带宽及带宽百分比皆优于图1所示的公知的倒F式天线10。

除此之外，通过实验测量，可得出宽频带天线30其他辐射特性。请参考图8至图11，图8为宽频带天线30的电压驻波比示意图，图9为宽频带天线30的天线辐射效率图，图10为宽频带天线30的天线平均增益表，以及图11为宽频带天线30的水平面辐射场形图。特别注意的是，图7至图11用来说明宽频带天线30的辐射特性，其定义及详细测量方式为本领域普通技术人员所熟知，在此不赘述。

另一方面，如本领域普通技术人员所熟知，天线的信号传输路径需大于或约等于欲传输或接收的无线电波波长的四分之一。因此，设计者应根据所需的频率及带宽，调整宽频带天线30的实际尺寸。举例来说，若要应用于6～10.6GHz的频带范围时，可调整宽频带天线30的尺寸，则可得到如图12所示的返回损失图。

特别注意的是，图3所示的宽频带天线30为本实用新型的较佳实施例，其通过第一辐射部302及第二辐射部304产生两种共振模式以增加带宽。本领域普通技术人员应当可据此作出不同的变化或修饰，以符合所需。例如，第一辐射部302与第二辐射部304的弯折方向、弯折数等皆可根据所需分别调整。请参考图13至图15，图13至图15为宽频带天线30中第一辐射部302及第二辐射部304不同弯折方式的示意图。在图13中，第一辐射部302及第二辐射部304向上方弯折；在图14中，第一辐射部302及第二辐射部304向水平方向延伸；在图15中，第一辐射部302及第二辐射部304向反方向弯折。

另一方面，如图3所示，短路组件306与馈入组件308设于同一平面。除此之外，亦可将短路组件306与馈入组件308设于不同平面。请参考图16，图16为宽频带天线30的一变化实施例的示意图。在图16中，短路组件306设于宽频带天线30的后方，即其与馈入组件308设于不同平面。在此情形下，宽频带天线30仍可达到宽带的效果，其对应的返回损失图如图17所示。

由上述可知，宽频带天线30可有效地提高带宽及带宽百分比。除此之外，宽频带天线30的结构简单，其短路组件306不需包含弯折，在实际制作上，可有效节省生产成本。

图3所示的宽频带天线30用以提高带宽及带宽百分比，为了适用于不同无线通信网络，本实用新型还可根据宽频带天线30提供一双频带天线。请参考图18及图19，图18为本实用新型实施例的一双频带天线40的侧视图，图19为双频带天线40的展开图。双频带天线40包含有一接地组件400、一第一辐射部402、一第二辐射部404、一短路组件406、一馈入组件408及一连接组件410。双频带天线40的结构类似于宽频带天线30的结构，不同之处在于宽频带天线30的馈入组件308连接于第一辐射部302与连接组件310之间，而双频带天线40的馈入组件408则连接于第二辐射部404与连接组件410之间。在此情形下，双频带天线40的返回损失图即如图20所示。

由图20可知，双频带天线40可覆盖目前无线局域网络所需的2.4GHz及5GHz频带的操作需求，且相较于中国台湾专利公开号200618387所公开的宽带金属片短路单极天线，其结构简单，可有效降低生产成本，且其占用空间较小，可适用于便携式无线通信器材。

因此，由上述可知，双频带天线40可覆盖两种频带，且其结构简单，在实际制作上，可有效节省生产成本。当然，双频带天线40还可仿照图13至图16所示的宽频带天线30的变形，衍生出不同的实施方式，以符合不同系统的需求。此外，设计者可调整双频带天线40的尺寸，使其符合所需覆盖的频率及带宽。

综上所述，本实用新型通过第一辐射部及第二辐射部，使天线达到宽带或双频的效果。因此，本实用新型天线不仅可轻易达到宽带或双频的效果，且其结构简单、坚固，可有效降低生产成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作出的等同变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims

1.一种宽频带天线，其特征在于，所述宽频天线包括：

一接地组件，电性连接于一地端；

一辐射件，所述辐射件包括：

一第一辐射部，沿一第一方向延伸；以及

一第二辐射部，电性连接于所述第一辐射部，且沿所述第一方向的相反方向延伸；

一短路组件，电性连接于所述第一辐射部与所述接地组件之间；

一馈入组件，电性连接于所述第一辐射部；以及

一连接组件，电性连接于所述馈入组件与所述接地组件之间，用来接收馈入信号。

2.如权利要求1所述的宽频带天线，其特征在于，其中所述第一辐射部包括至少一弯折。

3.如权利要求2所述的宽频带天线，其特征在于，其中所述短路组件与所述馈入组件位于同一平面。

4.如权利要求2所述的宽频带天线，其特征在于，其中所述短路组件与所述馈入组件位于相互平行的两平面。

5.如权利要求1所述的宽频带天线，其特征在于，其中所述第二辐射部包括至少一弯折。

6.如权利要求1所述的宽频带天线，其特征在于，其中所述短路组件的形状为一长方形，所述短路组件的一边与所述第一辐射部与所述第二辐射部的交界形成一直线。

7.如权利要求1所述的宽频带天线，其特征在于，其中所述第一辐射部的长度大于所述第二辐射部的长度。

8.一种双频带天线，其特征在于，所述双频带天线包括：

一接地组件，电性连接于一地端；

一辐射件，所述辐射件包括：

一第一辐射部，沿一第一方向延伸；以及

一馈入组件，电性连接于所述第二辐射部；以及

9.如权利要求8所述的双频带天线，其特征在于，其中所述第一辐射部包括至少一弯折，所述第二辐射部亦包括至少一弯折。

10.如权利要求9所述的双频带天线，其特征在于，其中所述短路组件与所述馈入组件位于同一平面。

11.如权利要求9所述的双频带天线，其特征在于，其中所述短路组件与所述馈入组件位于相互平行的两平面。

12.如权利要求8所述的双频带天线，其特征在于，其中所述短路组件的形状为一长方形，所述短路组件的一边与所述第一辐射部与所述第二辐射部的交界形成一直线。

13.如权利要求8所述的双频带天线，其特征在于，其中所述第一辐射部的长度大于所述第二辐射部的长度。