CN201797038U

CN201797038U - 宽带天线

Info

Publication number: CN201797038U
Application number: CN2010202533046U
Authority: CN
Inventors: 邵哲民; 林晓毅; 张惟善
Original assignee: Wistron Neweb Corp
Current assignee: Wistron Neweb Corp
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2020-07-09

Abstract

一种宽带天线。该宽带天线用于一无线收发装置，包含有一第一辐射部，该第一辐射部用来收发一第一频段的无线信号；一第二辐射部，该第二辐射部用来收发一第二频段的无线信号；一接地组件；一导电引脚，该导电引脚一端耦接于该第一辐射部与该第二辐射部之间，另一端耦接于该接地组件；以及一信号馈入端，该信号馈入端耦接于该导电引脚，用来传送该第一频段及该第二频段的无线信号；其中，该第二频段低于该第一频段，且该导电引脚具有一向该第一辐射部延伸的结构。本实用新型使得电流可较为均匀地分布于低频辐射部上，从而获得较佳的辐射全方向性，并增加低频带宽。

Description

宽带天线

技术领域

本实用新型涉及一种宽带天线(wideband antenna)，尤指一种可使电流较为均匀地分布于低频辐射部上，从而获得较佳的辐射全方向性，并增加低频带宽的宽带天线。

背景技术

具有无线通信功能的电子产品，如笔记本型计算机、个人数字助理(Personal Digital Assistant)等，通过天线来发射或接收无线电波，以传递或交换无线电信号，进而访问无线网络。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，以配合电子产品体积缩小的趋势。

平面倒F天线(PIFA，Planar Inverted-F Antenna)是一种常用于无线收发装置的单极天线(Monopole Antenna)，顾名思义，其形状类似于经过旋转及翻转后的“F”。平面倒F天线有着制造成本低、辐射效率高、容易实现多频段工作等优点，然而其尺寸与摆设位置较为固定，难以调整天线的输入输出阻抗。因此，为了改善上述缺点，本案申请人已提出如图1所示的一双频天线10(专利号I207762，申请日2002/10/08)，其具有结构简单化的功效，并可有效减少引脚数目。

随着各式无线通信系统的发展，低频部分的传输效率越来越被要求，因此如何增加双频天线10的低频带宽就成为本案申请人所努力的目标之一。

实用新型内容

因此，本实用新型的主要目的即在于提供一种宽带天线。

本实用新型公开一种宽带天线，用于一无线收发装置，该宽带天线包含有一第一辐射部，该第一辐射部用来收发一第一频段的无线信号；一第二辐射部，该第二辐射部用来收发一第二频段的无线信号；一接地组件；一导电引脚，该导电引脚一端耦接于该第一辐射部与该第二辐射部之间，另一端耦接于该接地组件；以及一信号馈入端，该信号馈入端耦接于该导电引脚，用来传送该第一频段及该第二频段的无线信号；其中，该第二频段低于该第一频段，且该导电引脚具有一向该第一辐射部延伸的结构。

本实用新型的宽带天线，其中，该导电引脚包括：一第一支臂，该第一支臂耦接于该第一辐射部与该第二辐射部之间，并向该接地组件延伸；一第二支臂，该第二支臂耦接于该第一支臂，并朝该第一辐射部的方向延伸；以及一第三支臂，该第三支臂耦接于该第二支臂与该接地组件之间。该信号馈入端耦接于该第一支臂与该第二支臂的衔接处。该第一支臂与该第二支臂耦接，该第二支臂与该第三支臂耦接。

本实用新型的宽带天线，其中，该宽带天线还包括一寄生辐射部，耦接于该导电引脚，用来提升匹配效果。该第三辐射部朝该第一辐射部延伸。

本实用新型的宽带天线，其中，该宽带天线还包括一连接组件，该连接组件一端耦接于该导电引脚，另一端则耦接于该第一辐射部。

本实用新型的宽带天线，其中，该宽带天线还包括一连接组件，该连接组件一端耦接于该导电引脚，另一端则耦接于该第二辐射部。

本实用新型使得电流可较为均匀地分布于低频辐射部上，从而获得较佳的辐射全方向性，并增加低频带宽。

附图说明

图1为公知技术的一双频天线的示意图。

图2为本实用新型实施例的一双频宽带天线的示意图。

图3为图1的双频天线的电流分布示意图。

图4为图2的双频宽带天线的电流分布示意图。

图5为图1的双频天线的2GHz至6GHz的电压驻波比示意图。

图6A为图2的双频宽带天线的2GHz至6GHz的电压驻波比示意图。

图6B为图2的双频宽带天线的0.5GHz至2.5GHz的电压驻波比示意图。

图7A为图1的双频天线与图2的双频宽带天线在840MHz的水平辐射场型示意图。

图7B为图1的双频天线与图2的双频宽带天线在2GHz的水平辐射场型示意图。

图8A为本实用新型实施例的一双频宽带天线的示意图。

图8B为图8A的双频宽带天线的0.5GHz至2.5GHz的电压驻波比示意图。

图9A为本实用新型实施例的一双频宽带天线的示意图。

图9B为图9A的双频宽带天线的0.5GHz至2.5GHz的电压驻波比示意图。

图10A至图10H为将双频宽带天线的导电引脚置换为不同形式的导电引脚的示意图。

图11A至图11D为双频宽带天线增加连接组件的示意图。

主要组件符号说明：

10 双频天线

20、80、90 双频宽带天线

200、800、900 第一辐射部

202、802、902 第二辐射部

204、804、904 接地组件

206、806、906、206A～206H 导电引脚

208、808、908 信号馈入端

TA1 第一支臂

TA2 第二支臂

TA3 第三支臂

810、910 寄生辐射部

210A～210D 连接组件

具体实施方式

请参考图2，图2为本实用新型实施例的一双频宽带天线20的示意图。双频宽带天线20用于一无线收发装置，其包含有一第一辐射部200、一第二辐射部202、一接地组件204、一导电引脚206以及一信号馈入端208。第一辐射部200及第二辐射部202分别用来收发两相异频段的无线信号，而导电引脚206则用来连接第一辐射部200、第二辐射部202、接地组件204以及信号馈入端208。双频宽带天线20的工作方式应为本领域普通技术人员可轻易推导，以下仅简述之。

当发送无线信号时，无线收发装置将特定频率的射频信号传送至信号馈入端208，再经由导电引脚206将电流导引至第一辐射部200及第二辐射部202，使两者中与该射频信号匹配的辐射部产生共振，最后输出为电磁波。当接收无线信号时，第一辐射部200或第二辐射部202可与特定频率的电磁波共振而转换为电流信号，再经由导电引脚206将信号导引至信号馈入端208，以输出至无线收发装置。

比较图1及图2可知，双频宽带天线20与双频天线10的结构类似，然而双频宽带天线20可藉由导电引脚206，提高低频部分(即第二辐射部202所对应的无线信号频段)的带宽。详细来说，导电引脚206包含有一第一支臂TA1、一第二支臂TA2以及一第三支臂TA3，其较佳地为一体成型结构。如图2所示，第一支臂TA1由第一辐射部200与第二辐射部202的衔接处向接地组件204延伸；第二支臂TA2的一端耦接于第一支臂TA1，另一端朝第一辐射部200的方向延伸；而第三支臂TA3则耦接于第二支臂TA2与接地组件204之间。简单来说，导电引脚206朝向双频宽带天线20中高频辐射部(即第一辐射部200)延伸。在此情形下，电流可较为均匀地分布于第二辐射部202上，从而获得较佳的辐射全方向性。

上述概念可进一步参考图3及图4，图3及图4分别为图1的双频天线10与图2的双频宽带天线20针对同一射频信号的电流分布示意图。由图3及图4可知，由于双频天线10的导电引脚向低频部分延伸，造成电流分布不均；相比较之下，双频宽带天线20的导电引脚206向高频部分(即第一辐射部200)延伸，使得电流较均匀地分布于第二辐射部202上，进而增加低频带宽，而此推论亦可由实验结果得证。请参考图5及图6A、图6B，图5为双频天线10的2GHz至6GHz的电压驻波比示意图，而图6A、图6B分别为双频宽带天线20的2GHz至6GHz及0.5GHz至2.5GHz的电压驻波比示意图。由图5可知，双频天线10的低频带宽(2.45GHz附近，且电压驻波比小于3)约为340MHz，带宽效率约为(340/2450)*100％＝13.8％。由图6A可知，双频宽带天线20的低频带宽(2.5GHz附近，且电压驻波比小于3)约为860MHz，带宽效率约为(860/2500)*100％＝34.4％；而由图6B可知，双频宽带天线20的极低频带宽(822MHz附近，且电压驻波比小于3)约为196MHz，带宽效率约为(196/822)*100％＝23.8％。因此，双频宽带天线20的高频带宽与双频天线10的高频带宽相近，但双频宽带天线20的低频带宽则优于双频天线10的低频带宽。

进一步地，请参考图7A、图7B，图7A、图7B为双频天线10与双频宽带天线20分别在840MHz及2GHz的水平辐射场型示意图。在图7A、图7B中，虚线表示双频天线10的水平辐射场型，而实线表示双频宽带天线20的水平辐射场型，可知双频宽带天线20与双频天线10在840MHz皆为全向性，但双频宽带天线20在2GHz的全向特性则优于双频天线10。

因此，由图5、图6A、图6B及图7A、图7B的实验结果可以得证，双频宽带天线20具有较佳的辐射全方向性，且低频带宽较宽。

需注意的是，图2所示的双频宽带天线20为本实用新型实施例，本领域普通技术人员应当可据以做不同的修饰，而不限于此。举例来说，第一辐射部200及第二辐射部202的长度应设计为对应的无线信号波长的四分之一，而此设计原则为符合业界所熟习的电磁波原理。此外，双频宽带天线20用于双频应用，其可进一步通过适当变化，提升匹配效果，或衍生为多频宽带天线。举例来说，请参考图8A及图8B，图8A为本实用新型实施例的一双频宽带天线80的示意图，而图8B为双频宽带天线80的0.5GHz至2.5GHz的电压驻波比示意图。双频宽带天线80用于一无线收发装置，其包含有一第一辐射部800、一第二辐射部802、一接地组件804、一导电引脚806、一信号馈入端808以及一连接组件810。比较图2及图8A可知，双频宽带天线80具有与双频宽带天线20相似的结构，但双频宽带天线80较双频宽带天线20增加了连接组件810，其由导电引脚806延伸，并耦接于第一辐射部800，用来提升匹配效果。因此，只要适当调整寄生辐射部810的长度或材质，双频宽带天线80可达到更佳地天线辐射效率。如图8B所示，双频宽带天线80的极低频带宽(815MHz附近，且电压驻波比小于3)约为200MHz，带宽效率约为(200/815)*100％＝24.5％。

另外，请参考图9A及图9B，图9A为本实用新型实施例的一双频宽带天线90的示意图，而图9B为双频宽带天线90的0.5GHz至2.5GHz的电压驻波比示意图。双频宽带天线90用于一无线收发装置，其包含有一第一辐射部900、一第二辐射部902、一接地组件904、一导电引脚906、一信号馈入端908以及一寄生辐射部910。比较图8A及图9A可知，双频宽带天线90具有与双频宽带天线80相似的结构，但双频宽带天线90的寄生辐射部910由导电引脚906延伸后未耦接于第二辐射部902，其亦可提升匹配效果，使双频宽带天线90可达到较佳地天线辐射效率。如图9B所示，双频宽带天线90的极低频带宽(817MHz附近，且电压驻波比小于3)约为206MHz，带宽效率约为(206/817)*100％＝25.2％。

另一方面，本实用新型的主要目的是将导电引脚206朝向高频辐射部延伸，以提高双频宽带天线20的低频部分的带宽。因此，其他如导电引脚206的形式、材质等设计考虑只要能确保双频宽带天线20可正常工作即可。举例来说，请参考图10A至图10H，图10A至图10H为将双频宽带天线20的导电引脚206置换为导电引脚206A至206H的示意图。如图10A所示，导电引脚206A仅由两支臂所组成，且其中一支臂以斜置方式连接接地组件204与另一支臂；如图10B所示，导电引脚206B由三个支臂所组成，且其中一支臂包含锯齿结构；如图10C所示，导电引脚206C的三个支臂间以弧状结构相连；如图10D所示，导电引脚206D的三个支臂间以斜角结构相连；如图10E所示，导电引脚206E由三个支臂所组成，且其中一支臂包含曲折蜿蜒结构；如图10F所示，导电引脚206F由四个支臂所组成，其中一支臂用来连接信号馈入端208；如图10G所示，导电引脚206G由四个支臂所组成，共包含三个转折；以及如图10H所示，导电引脚206H由五个支臂所组成，共包含四个转折。

除此之外，还可在双频宽带天线20中增加一连接组件，用来提升辐射效率，以进一步提升带宽。举例来说，请参考图11A至图11D，图11A至图11D为双频宽带天线20增加连接组件210A至210D的示意图。如图11A所示，连接组件210A由两支臂所组成，连接于导电引脚206的第一支臂TA1与第一辐射部200之间；如图11B所示，连接组件210B由两支臂所组成，连接于导电引脚206的第三支臂TA3与第一辐射部200尾端之间；如图11C所示，连接组件210C由单一支臂所组成，其一端连接于导电引脚206的第二支臂TA2与第三支臂TA3之间，另一端连接于第一辐射部200；以及如图11D所示，连接组件210D由两支臂所组成，连接于导电引脚206的第一支臂TA1与第二辐射部202之间。

需注意的是，图10A至图10H或图11A至图11D皆用来说明双频宽带天线20可能的变化，但不限于此，且此等变化亦可进一步用于图8A或图9A中。

综上所述，在本实用新型中，导电引脚朝向双频宽带天线中高频辐射部延伸，使得电流可较为均匀地分布于低频辐射部上，从而获得较佳的辐射全方向性，并增加低频带宽。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡是根据本实用新型权利要求书的范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims

1.一种宽带天线，用于一无线收发装置，该宽带天线包括：

一第一辐射部，该第一辐射部用来收发一第一频段的无线信号；

一第二辐射部，该第二辐射部用来收发一第二频段的无线信号；

一接地组件；

一导电引脚，其特征在于，该导电引脚一端耦接于该第一辐射部与该第二辐射部之间，另一端耦接于该接地组件；以及

一信号馈入端，该信号馈入端耦接于该导电引脚，用来传送该第一频段及该第二频段的无线信号；

其中，该第二频段低于该第一频段，且该导电引脚具有一向该第一辐射部延伸的结构。

2.如权利要求1所述的宽带天线，其特征在于，该导电引脚包括：

一第一支臂，该第一支臂耦接于该第一辐射部与该第二辐射部之间，并向该接地组件延伸；

一第二支臂，该第二支臂耦接于该第一支臂，并朝该第一辐射部的方向延伸；以及

一第三支臂，该第三支臂耦接于该第二支臂与该接地组件之间。

3.如权利要求2所述的宽带天线，其特征在于，该信号馈入端耦接于该第一支臂与该第二支臂的衔接处。

4.如权利要求2所述的宽带天线，其特征在于，该第一支臂与该第二支臂耦接，该第二支臂与该第三支臂耦接。

5.如权利要求1所述的宽带天线，其特征在于，该宽带天线还包括一寄生辐射部，耦接于该导电引脚，用来提升匹配效果。

6.如权利要求5所述的宽带天线，其特征在于，该第三辐射部朝该第一辐射部延伸。

7.如权利要求1所述的宽带天线，其特征在于，该宽带天线还包括一连接组件，该连接组件一端耦接于该导电引脚，另一端则耦接于该第一辐射部。

8.如权利要求1所述的宽带天线，其特征在于，该宽带天线还包括一连接组件，该连接组件一端耦接于该导电引脚，另一端则耦接于该第二辐射部。