CN201142358Y - 具有多频段的印刷式偶极天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有多频段的印刷式偶极天线，包含有基板、信号馈入部、第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元、第四辐射单元、第五辐射单元和第六辐射单元。其中第一辐射单元和第四辐射单元同时收发第一频段信号、第二辐射单元和第五辐射单元同时收发第二频段信号。第三辐射单元连结第二辐射单元以共同收发第三频段信号，且与第六辐射单元连结第五辐射单元同时收发第三频段信号。本实用新型的具有多频段的印刷式偶极天线包含有多个不同频段的偶极天线于基板上，解决现有技术的小型基板上只能收发单一频段信号的问题。

Description

具有多频段的印刷式偶极天线

技术领域

本实用新型涉及一种印刷式偶极天线，尤其涉及一种具有多频段的印刷式偶极天线。

背景技术

由于使用电磁波传递信号的无线通信技术，在使用上有不需要接线材，即可达到与远程装置沟通的效果，使得利用无线通信技术的产品种类与日俱增，例如行动电话、笔记型计算机等。而这些产品由于使用电磁波传递信号，因此用于收发电磁波信号的天线成为了必要的装置。目前天线主要分为外露于装置外的天线与内建于装置内的天线，而由于外露于装置外的天线，除了影响产品体积大小与美观外，也有着容易受到外力撞击而折弯、折断的缺点。因此内建式天线已成为一种趋势。

早其应用于无线局域网络桥接点的天线以偶极天线或单极天线为主，但因为偶极天线与单极天线在制作上较为繁杂，而且所需的成本费用较为高昂，因此目前偶极天线的制作以印刷电路板方式较受到制造厂商的青睐，其具有制造容易与成本低廉等优点。印刷式偶极天线是在印刷电路板上制作偶极天线，因此在制作上能够与印刷电路板上的电路布线作结合，既省略掉多任务繁杂的步骤，达到节省成本的功效，又可以缩小产品体积。现有技术的印刷式偶极天线在制作于小型基板上时，因为设计不易与阻抗匹配等问题，不容易设计具有多个频段的印刷式偶极天线，大多还是以单一频段为主的设计。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种具有多频段的印刷式偶极天线，通过将多个不同频段的偶极天线结合设计在小型基板上，使印刷式偶极天线也能具有多频段的功能。

为实现上述目的，根据本实用新型所揭露的具有多频段的印刷式偶极天线，其包含有基板、信号馈入部、第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元、第四辐射单元、第五辐射单元和第六辐射单元。基板具有相对的第一表面与第二表面，且第一表面与第二表面上分别形成有第一金属线路与第二金属线路，该第一金属线路和第二金属线路形状相对称且位于相对侧。信号馈入部位于第一金属线路上。第一辐射单元形成于第一表面并连接第一金属线路，用以辐射或接收第一频段信号。第二辐射单元形成于第一表面并连接第一金属线路，用以辐射或接收第二频段信号。第三辐射单元形成于第一表面并连接第二辐射单元，使第三辐射单元连结第二辐射单元以共同辐射或接收第三频段信号。第四辐射单元形成于第二表面并连接第二金属线路，且第四辐射单元位于第一辐射单元的相对侧并且形状与第一辐射单元相对称，用以与第一辐射单元同时辐射或接收第一频段信号。第五辐射单元形成于第二表面并连接第二金属线路，且第五辐射单元位于第二辐射单元的相对侧并且形状与第二辐射单元相对称，用以与第二辐射单元同时辐射或接收第二频段信号。第六辐射单元形成于第二表面并连接第二金属线路，且第六辐射单元位于第三辐射单元的相对侧并且形状与第三辐射单元相对称，使第六辐射单元连结第五辐射单元以共同辐射或接收第三频段信号，且与第三辐射单元连结第二辐射单元同时辐射或接收第三频段信号。

而且，为实现上述目的，根据本实用新型所揭露的另一种具有多频段的印刷式偶极天线，其包含有基板、信号馈入部、第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元、第四辐射单元、第五辐射单元和第六辐射单元。基板具有表面，且表面上分别形成有第一金属线路与第二金属线路，该第一金属线路和第二金属线路形状相对称且位于相对侧。信号馈入部位于第一金属线路上。第一辐射单元形成于表面并连接第一金属线路，用以辐射或接收第一频段信号。第二辐射单元形成于表面并连接第一金属线路，用以辐射或接收第二频段信号。第三辐射单元形成于表面并连接第二辐射单元，使第三辐射单元连结第二辐射单元以共同辐射或接收第三频段信号。第四辐射单元形成于表面并连接第二金属线路，且第四辐射单元位于第一辐射单元的相对侧并且形状与第一辐射单元相对称，用以与第一辐射单元同时辐射或接收第一频段信号。第五辐射单元形成于表面并连接第二金属线路，且第五辐射单元位于第二辐射单元的相对侧并且形状与第二辐射单元相对称，用以与第二辐射单元同时辐射或接收第二频段信号。第六辐射单元形成于表面并连接第二金属线路，且第六辐射单元位于第三辐射单元的相对侧并且形状与第三辐射单元相对称，使第六辐射单元连结第五辐射单元以共同辐射或接收第三频段信号，且与第三辐射单元连结第二辐射单元同时辐射或接收第三频段信号。

本实用新型的具有多频段的印刷式偶极天线将多个不同频段的偶极天线结合于基板上，使印刷式偶极天线在小型化的同时，能具有多个频段的收发功能，解决现有技术的小型基板上只能收发单一频段信号的问题。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的示意图；

图2为本实用新型第二实施例的示意图；

图3为本实用新型第二实施例仿真在频率2GHz至6GHz下的返回损耗值与频率的关图；

图4为本实用新型第二实施例仿真在频率2GHz至6GHz下的驻波比值与频率的关图；

图5为本实用新型第二实施例仿真的以频率值2.4GHz作测试的垂直平面二维辐射场形图；

图6为本实用新型第二实施例仿真的以频率值2.45GHz作测试的垂直平面二维辐射场形图；

图7为本实用新型第二实施例仿真的以频率值2.5GHz作测试的垂直平面二维辐射场形图；

图8为本实用新型第二实施例仿真的以频率值3.4GHz作测试的垂直平面二维辐射场形图；

图9为本实用新型第二实施例仿真的以频率值3.5GHz作测试的垂直平面二维辐射场形图；

图10为本实用新型第二实施例仿真的以频率值3.6GHz作测试的垂直平面二维辐射场形图；

图11为本实用新型第二实施例仿真的以频率值5.15GHz作测试的垂直平面二维辐射场形图；

图12为本实用新型第二实施例仿真的以频率值5.5GHz作测试的垂直平面二维辐射场形图；

图13为本实用新型第二实施例仿真的以频率值5.85GHz作测试的垂直平面二维辐射场形图；以及

图14为整理本实用新型第二实施例仿真的以频率波段2.4GHz至2.5GHz、3.4GHz至3.6GHz及5.15GHz至5.85作不同测试的绝对增益整理图表。

其中，附图标记：

21基板                21a第一表面

21b第二表面           22信号馈入部

23第一辐射单元        24第二辐射单元

25第三辐射单元        26第四辐射单元

27第五辐射单元        28第六辐射单元

29第一金属线路        30第二金属线路

31信号线              32信号传输线

33接地层              51基板

51a第一表面           52信号馈入部

53第一辐射单元        54第二辐射单元

55第三辐射单元        56第四辐射单元

57第五辐射单元        58第六辐射单元

59第一金属线路        60第二金属线路

61信号线              62信号传输线

63接地层              100具有多频段的印刷式偶极天线

200具有多频段的印刷式偶极天线

具体实施方式

有关本实用新型的特征与实作，兹配合附图详细说明如下。

请参照图1，为本实用新型第一实施例的示意图。具有多频段的印刷式偶极天线100包含有基板21、信号馈入部22、信号线31、第一辐射单元23、第二辐射单元24、第三辐射单元25、第四辐射单元26、第五辐射单元27和第六辐射单元28。

基板21具有相对的第一表面21a与第二表面21b，该第一表面21a与第二表面21b上分别形成有第一金属线路29与第二金属线路30，且第一金属线路29和第二金属线路30形状相对称且位于相对侧。信号馈入部22，位于第一金属线路29上。信号线31包含有信号传输线32和接地层33。信号传输线32连接于信号馈入部22，用以传递信号。接地层33用以与第二金属线路30连接，用以将第二金属线路30当作接地部。

第一辐射单元23形成于第一表面21a并连接第一金属线路29，用以辐射由信号馈入部22所馈入的第一频段信号或感应接收第一频段信号并经由信号馈入部22馈出。其中第一频段信号系为频率波段3.3GHz至3.8GHz之间，当然也可以是其它频率波段。第一辐射单元23系为长条状金属层，且长条状金属层一端连接第一金属线路29，当然第一辐射单元23也可以是其它形状。第二辐射单元24形成于第一表面21a并连接第一金属线路29，用以辐射由信号馈入部22所馈入的第二频段信号或感应接收第二频段信号并经由信号馈入部22馈出。其中该第二频段信号为频率波段5GHz至6GHz之间，当然也可以是其它频率波段。第二辐射单元24为梯状金属层，且梯状金属层一端连接第一金属线路29，当然第二辐射单元24也可以是其它形状。第三辐射单元25形成于第一表面21a并连接第二辐射单元24，使第三辐射单元25连结第二辐射单元24以共同辐射或接收第三频段信号。辐射由信号馈入部22所馈入的第三频段信号或感应接收第三频段信号并经由信号馈入部22馈出。其中该第三频段信号为频率波段2.4GHz至2.5GHz之间，当然也可以是其它频率波段。第三辐射单元25为指状金属层，该指状金属层由三个平行长条状金属层与一个垂直连接三个平行长条状金属层的长条状金属层所组成，中间的长条状金属层另一端连接第二辐射单元24。另外两长条状金属层平行于中间的长条状金属层，且朝向第二辐射单元24方向延伸，用以使馈入的第三频段信号因为阻抗匹配，能经由第二辐射单元24传递至第三辐射单元25。当然第三辐射单元25也可以是其它形状。

第四辐射单元26形成于第二表面21b并连接第二金属线路30，且第四辐射单元26位于第一辐射单元23的相对侧并且形状与第一辐射单元23相对称，用以与第一辐射单元23同时辐射第一频段信号或感应接收第一频段信号。其中第一频段信号为频率波段3.3GHz至3.8GHz之间，当然也可以是其它频率波段。第五辐射单元27形成于第二表面21b并连接第二金属线路30，且第五辐射单元27位于第二辐射单元24的相对侧并且形状与第二辐射单元24相对称，用以与第二辐射单元24同时辐射第二频段信号或感应接收第二频段信号。其中该第二频段信号为频率波段5GHz至6GHz之间，当然也可以是其它频率波段。第六辐射单元28形成于第二表面21b并连接第五辐射单元27，且第六辐射单元28位于第三辐射单元25的相对侧并且形状与第三辐射单元25相对称，使第六辐射单元28连结第五辐射单元27以共同辐射或接收第三频段信号，且与第三辐射单元25连结第二辐射单元24同时辐射第三频段信号或感应接收第三频段信号。其中该第三频段信号为频率波段2.4GHz至2.5GHz之间，当然也可以是其它频率波段。

本实施例的具有多频段的印刷式偶极天线100，经由信号馈入部22馈入不同频段信号，并利用天线形状的设计使金属线路与辐射单元阻抗相匹配，使不同频段信号能够因阻抗匹配的关系传递至与该不同频段信号相应的辐射单元，再由该辐射单元辐射该信号。本实施例的印刷式偶极天线100将多个不同频段的偶极天线结合于基板上，使印刷式偶极天线100在小型化的同时，能具有多个频段的收发功能。

请参照图2图2，为本实用新型第二实施例的示意图。具有多频段的印刷式偶极天线200包含有基板51、信号馈入部52、信号线61、第一辐射单元53、第二辐射单元54、第三辐射单元55、第四辐射单元56、第五辐射单元57和第六辐射单元58。

基板51具有表面51a。表面51a上分别形成有第一金属线路59与第二金属线路60，且第一金属线路59和第二金属线路60形状相对称且位于相对侧。信号馈入部52位于第一金属线路59上。信号线61包含有信号传输线62和接地层63。信号传输线62连接于信号馈入部52，用以传递信号。接地层63用以与第二金属线路60连接，用以将第二金属线路60当作接地部。

第一辐射单元53形成于表面51a并连接第一金属线路59，用以辐射由信号馈入部52所馈入的第一频段信号或感应接收第一频段信号并经由信号馈入部52馈出。其中第一频段信号为频率波段3.3GHz至3.8GHz之间，当然也可以是其它频率波段。第一辐射单元53为长条状金属层，且长条状金属层一端连接第一金属线路59，当然第一辐射单元53也可以是其它形状。第二辐射单元54形成于表面51a并连接第一金属线路59，用以辐射由信号馈入部52所馈入的第二频段信号或感应接收第二频段信号并经由信号馈入部52馈出。其中该第二频段信号为频率波段5GHz至6GHz之间，当然也可以是其它频率波段。第二辐射单元54为梯状金属层，且梯状金属层一端连接第一金属线路59，当然第二辐射单元54也可以是其它形状。第三辐射单元55形成于第一表面51a并连接第一金属线路59，使第三辐射单元55连结第二辐射单元54以共同辐射由信号馈入部52所馈入的第三频段信号或感应接收第三频段信号并经由信号馈入部52馈出。其中该第三频段信号为频率波段2.4GHz至2.5GHz之间，当然也可以是其它频率波段。第三辐射单元55为指状金属层，该指状金属层由三个平行长条状金属层与一个垂直连接三个平行长条状金属层的长条状金属层所组成，中间的长条状金属层另一端连接第二辐射单元54。另外两长条状金属层平行于中间的长条状金属层，且朝向第二辐射单元54方向延伸，用以使馈入的第三频段信号因为阻抗匹配，能经由第二辐射单元54传递至第三辐射单元55。当然第三辐射单元55也可以是其它形状。

第四辐射单元56形成于表面51a并连接第二金属线路60，且第四辐射单元56位于第一辐射单元53的相对侧并且形状与第一辐射单元53相对称，用以与第一辐射单元53同时辐射第一频段信号或感应接收第一频段信号。其中第一频段信号为频率波段3.3GHz至3.8GHz之间，当然也可以是其它频率波段。第五辐射单元57形成于表面51a并连接第二金属线路60，且第五辐射单元57位于第二辐射单元54的相对侧并且形状与第二辐射单元54相对称，用以与第一辐射单元53同时辐射第二频段信号或感应接收第二频段信号。其中该第二频段信号为频率波段5GHz至6GHz之间，当然也可以是其它频率波段。第六辐射单元58形成于表面51a并连接第二金属线路60，且第六辐射单元58位于第三辐射单元55的相对侧并且形状与第三辐射单元55相对称，使第六辐射单元58连结第五辐射单元57以共同辐射或接收第三频段信号，且与第三辐射单元55连结第二辐射单元54同时辐射第三频段信号或感应接收第三频段信号。其中该第三频段信号为频率波段2.4GHz至2.5GHz之间，当然也可以是其它频率波段。

本实施例的具有多频段的印刷式偶极天线200，经由信号馈入部52馈入不同频段信号，并利用天线形状的设计使金属线路与辐射单元阻抗相匹配，使不同频段信号能够因阻抗匹配的关系传递至与该不同频段信号相应的辐射单元，再由该辐射单元辐射该信号。本实施例的印刷式偶极天线200将多个不同频段的偶极天线结合于基板上，使印刷式偶极天线200在小型化的同时，能具有多个频段的收发功能。

请参照图3，图3为本实用新型第二实施例仿真在频率2GHz至6GHz下的返回损耗值与频率的关系图，由图中可以看出，在第一频率波段(2.4GHz至2.5GHz)、第二频率波段(5GHz至6GHz)与第一频率波段(3.3GHz至3.8GHz)时，本实用新型的印刷式天线的返回损耗值(Return Loss)皆在-10dB以下。

请参照图4，图4为本实用新型第二实施例仿真在频率2GHz至6GHz下的驻波比值与频率的关系图，由图中可以看出，在第一频率波段(2.4GHz至2.5GHz)、第二频率波段(5GHz至6GHz)与第一频率波段(3.3GHz至3.8GHz)时，本实用新型的印刷式天线的驻波比值(VSWR)都在2以下。

参照图5、图6及图7，为本实用新型第二实施例仿真的分别以频率值2.4GHz、2.45GHz及2.5GHz作不同测试的垂直平面二维辐射场形图。

参照图8、图9及图10，为本实用新型第二实施例仿真的分别以频率值3.4GHz、3.5GHz及3.6GHz作不同测试的垂直平面二维辐射场形图。

参照图11、图12及图13，为本实用新型第二实施例仿真的分别以频率值5.15GHz、5.5GHz及5.85GHz作不同测试的垂直平面二维辐射场形图。参照图14，图14为整理本实用新型第二实施例仿真的以频率波段2.4GHz至2.5GHz、3.4GHz至3.6GHz及5.15GHz至5.85作不同测试的绝对增益整理图表。由图表中可以看出在频率波段2.4GHz至2.5GHz时，印刷式天线绝对增益值约1.6dB至1.75dB，在频率波段3.4GHz至3.6GHz时，印刷式天线绝对增益值约1.75dB至2.2dB，而在频率波段5.15GHz至5.85GHz时，印刷式天线绝对增益值约1.7dB至2.8dB。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有多频段的印刷式偶极天线，其特征在于，包含有：

一基板，具有相对的一第一表面与一第二表面，该第一表面与第二表面上分别形成有一第一金属线路与一第二金属线路，且该第一金属线路和该第二金属线路形状相对称且位于相对侧；

一信号馈入部，位于该第一金属线路上；

一第一辐射单元，形成于该第一表面并连接该第一金属线路，并且辐射或接收一第一频段信号；

一第二辐射单元，形成于该第一表面并连接该第一金属线路，并且辐射或接收一第二频段信号；

一第三辐射单元，形成于该第一表面并连接于该第二辐射单元，该第三辐射单元连结该第二辐射单元以共同辐射或接收一第三频段信号；

一第四辐射单元，形成于该第二表面并连接该第二金属线路，且该第四辐射单元位于该第一辐射单元的相对侧并且形状与该第一辐射单元相对称，并且与该第一辐射单元同时辐射或接收该第一频段信号；

一第五辐射单元，形成于该第二表面并连接该第二金属线路，且该第五辐射单元位于第二辐射单元的相对侧并且形状与第二辐射单元相对称，并且与该第二辐射单元同时辐射或接收该第一频段信号；以及

一第六辐射单元，形成于该第二表面并连接于该第五辐射单元，且该第六辐射单元位于该第三辐射单元的相对侧并且形状与该第三辐射单元形状相对称，该第六辐射单元连结该第五辐射单元以共同辐射或接收该第三频段信号，且与该第三辐射单元连结该第二辐射单元同时辐射或接收该第三频段信号。

2.根据权利要求1所述的具有多频段的印刷式偶极天线，其特征在于，该第一辐射单元与该第四辐射单元为一长条状金属层。

3.根据权利要求1所述的具有多频段的印刷式偶极天线，其特征在于，该第二辐射单元与该第五辐射单元为一梯状金属层。

4.根据权利要求1所述的具有多频段的印刷式偶极天线，其特征在于，该第三辐射单元为一指状金属层，该指状金属层由三个平行长条状金属层与一个垂直连接三个平行长条状金属层的长条状金属层所组成，中间的长条状金属层另一端连接该第二辐射单元，另外两长条状金属层平行于中间的长条状金属层，且朝向第二辐射单元方向延伸，并且馈入的第三频段信号经由第二辐射单元传递至第三辐射单元。

5.根据权利要求1所述的具有多频段的印刷式偶极天线，其特征在于，该第六辐射单元为一指状金属层，该指状金属层由三个平行长条状金属层与一个垂直连接三个平行长条状金属层的长条状金属层所组成，中间的长条状金属层另一端连接该第五辐射单元，另外两长条状金属层平行于中间的长条状金属层，且朝向第五辐射单元方向延伸，并且馈入的第三频段信号经由第五辐射单元传递至第六辐射单元。

6.一种具有多频段的印刷式偶极天线，其特征在于，包含有：

一基板，具有一表面，该表面上分别形成有一第一金属线路与一第二金属线路，且该第一金属线路和该第二金属线路形状相对称且位于相对侧；

一信号馈入部，位于该第一金属线路上；

一第一辐射单元，形成于该表面并连接该第一金属线路，并且辐射或接收一第一频段信号；

一第二辐射单元，形成于该表面并连接该第一金属线路，并且辐射或接收一第二频段信号；

一第三辐射单元，形成于该表面并连接于该第二辐射单元，该第三辐射单元连结该第二辐射单元以共同辐射或接收一第三频段信号；

一第四辐射单元，形成于该表面并连接该第二金属线路，且该第四辐射单元位于该第一辐射单元的相对侧并且形状与该第一辐射单元相对称，并且与该第一辐射单元同时辐射或接收该第一频段信号；

一第五辐射单元，形成于该表面并连接该第二金属线路，且该第五辐射单元位于第二辐射单元的相对侧并且形状与第二辐射单元相对称，并且与该第二辐射单元同时辐射或接收该第一频段信号；以及

一第六辐射单元，形成于该表面并连接于该第五辐射单元，且该第六辐射单元位于该第三辐射单元的相对侧并且形状与该第三辐射单元形状相对称，该第六辐射单元连结该第五辐射单元以共同辐射或接收该第三频段信号，且与该第三辐射单元连结该第二辐射单元同时辐射或接收该第三频段信号。

7.根据权利要求6所述的具有多频段的印刷式偶极天线，其特征在于，该第一辐射单元与该第四辐射单元为一长条状金属层。

8.根据权利要求6所述的具有多频段的印刷式偶极天线，其特征在于，该第二辐射单元与该第五辐射单元为一梯状金属层。

9.根据权利要求6所述的具有多频段的印刷式偶极天线，其特征在于，该第三辐射单元为一指状金属层，该指状金属层由三个平行长条状金属层与一个垂直连接三个平行长条状金属层的长条状金属层所组成，中间的长条状金属层另一端连接该第二辐射单元，另外两长条状金属层平行于中间的长条状金属层，且朝向第二辐射单元方向延伸，并且馈入的第三频段信号经由第二辐射单元传递至第三辐射单元。

10.根据权利要求6所述的具有多频段的印刷式偶极天线，其特征在于，该第六辐射单元为一指状金属层，该指状金属层由三个平行长条状金属层与一个垂直连接三个平行长条状金属层的长条状金属层所组成，中间的长条状金属层另一端连接该第五辐射单元，另外两长条状金属层平行于中间的长条状金属层，且朝向第五辐射单元方向延伸，并且馈入的第三频段信号经由第五辐射单元传递至第六辐射单元。

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