CN203674399U - 天线结构 - Google Patents
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Abstract
一种天线结构。该天线结构包括：一偶极天线组件、一第一蜿蜒连接线以及一第一串接辐射部；该偶极天线组件包括一馈入辐射部和一接地辐射部，其中该馈入辐射部具有至少一第一开口槽孔；该第一串接辐射部经由该第一蜿蜒连接线耦接至该馈入辐射部。本实用新型可以兼得高天线增益和良好阻抗匹配的双重优势，将可适合应用于无线通信领域的各种通信装置当中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种天线结构，特别涉及一种高增益（High Gain）的天线结构。
背景技术
随着移动通信技术的发展，移动装置在近年日益普遍，常见的例如：手提式计算机、移动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的携带型电子装置。为了满足人们的需求，移动装置通常具有无线通信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE（Long Term Evolution，长期演进）系统及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通信，而有些则涵盖短距离的无线通信范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth以及WiMAX（WorldwideInteroperability for Microwave Access，微波存取全球互通）系统使用2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。
天线为无线通信领域中不可缺少的组件。倘若用于接收或发射信号的天线的增益（Gain）不足，则很容易造成移动装置的通信质量下降。因此，如何设计出高增益的天线组件，对天线设计者而言是一项重要课题。
从而，需要提供一种天线结构来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种天线结构，该天线结构包括：一偶极天线组件，该偶极天线组件包括一馈入辐射部和一接地辐射部，其中该馈入辐射部具有至少一第一开口槽孔；一第一蜿蜒连接线；以及一第一串接辐射部，该第一串接辐射部经由该第一蜿蜒连接线耦接至该馈入辐射部。
本实用新型可以兼得高天线增益和良好阻抗匹配的双重优势，将可适合应用于无线通信领域的各种通信装置当中。
附图说明
图1是显示根据本实用新型的一实施例所述的天线结构的示意图；
图2是显示根据本实用新型的一实施例所述的天线结构的电压驻波比图；
图3是显示根据本实用新型的一实施例所述的天线结构的示意图；
图4是显示根据本实用新型的一实施例所述的天线结构的电压驻波比图；
图5是显示根据本实用新型的一实施例所述的天线结构的示意图；以及
图6是显示根据本实用新型的一实施例所述的天线结构的示意图。
主要组件符号说明：
100、300、500、600天线结构
110、310偶极天线组件
120、320馈入辐射部
121、321馈入辐射部的第一边缘
122、322馈入辐射部的第二边缘
123、323馈入辐射部上的馈入点
125、325馈入辐射部的第一开口槽孔
326馈入辐射部的第二开口槽孔
130接地辐射部
133接地辐射部上的接地点
140第一蜿蜒连接线
150第一串接辐射部
190信号源
560第二蜿蜒连接线
570第二串接辐射部
580第三蜿蜒连接线
590第三串接辐射部
FB1、FB2工作频带
L1馈入辐射部的长度
L2接地辐射部的长度
L3第一开口槽孔的长度
L4第一串接辐射部的长度
L5第二开口槽孔的长度
VSS接地电位
具体实施方式
为让本实用新型的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本实用新型的具体实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
图1是显示根据本实用新型的一实施例所述的天线结构100的示意图。天线结构100可用金属材料制成，并可设置于一介质基板上，例如：一印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）。如图1所示，天线结构100至少包括一偶极天线组件110、一第一蜿蜒连接线140以及一第一串接辐射部150。偶极天线组件110包括一馈入辐射部120和一接地辐射部130，其中馈入辐射部120具有至少一第一开口槽孔125。第一串接辐射部150经由第一蜿蜒连接线140耦接至馈入辐射部120。
更详细地说，馈入辐射部120具有相对的一第一边缘121和一第二边缘122。第一开口槽孔125的一开口端位于馈入辐射部120的第一边缘121，而第一蜿蜒连接线140耦接至馈入辐射部120的第二边缘122。馈入辐射部120上的一馈入点123耦接至一信号源190。馈入点123邻近于第一开口槽孔125的开口端。信号源190可以是一射频（Radio Frequency，RF）模块，并可用于激发天线结构100。接地辐射部130上的一接地点133耦接至一接地电位VSS（例如：0V）。
在此设计下，可视为天线结构100包括由偶极天线组件110、第一蜿蜒连接线140以及第一串接辐射部150所形成的一天线阵列，其中偶极天线组件110可为主要辐射体，第一蜿蜒连接线140可产生负相位辐射，而第一串接辐射部150可产生正相位辐射。由于第一蜿蜒连接线140具有密集且曲折的电流路径，第一蜿蜒连接线140的各邻近区段上的表面电流呈现相反方向，因此，就远处观之，前述的负相位辐射将会被几乎完全抵消。另一方面，第一串接辐射部150的正向位辐射则可与偶极天线组件110的辐射产生建设性干涉，从而可提高天线阵列的整体增益。在其他实施例中，此天线阵列亦可包括更多条蜿蜒连接线和更多个串接辐射部，而不仅限于图1所示者。然而，必须注意的是，由于这种天线阵列藉由串联一或多个串接辐射部所形成，在此情况下，天线阵列本身容易产生多阶共振模态，故其亦有可能造成匹配不佳的问题。考虑这一缺点，本实用新型还在偶极天线组件110的馈入辐射部120中纳入至少一第一开口槽孔125的设计，根据一些量测结果，其可以有效地抑制天线阵列的多阶共振模态的产生，从而可改善天线阵列的整体阻抗匹配。因此，本实用新型的天线结构可以兼得高天线增益和良好阻抗匹配的双重优势，其将可适合应用于无线通信领域的各种通信装置当中。
在一些实施例中，前述各组件的形状可如下列所述。馈入辐射部120和接地辐射部130可以分别大致为一矩形。第一开口槽孔125可以大致为一直条形。第一蜿蜒连接线140可以大致为一或多个W字形的一组合。第一串接辐射部150可以大致为一矩形。
在一些实施例中，前述各组件的尺寸可如下列所述。馈入辐射部120的长度L1和接地辐射部130的长度L2皆可约等于天线结构100的一中心工作频率的四分之一波长（λ/4）。第一开口槽孔125的长度L3可约等于天线结构100的中心工作频率的十二分之一波长（λ/12）。第一蜿蜒连接线140的长度（此指其拉直后的总长度）可约等于天线结构100的中心工作频率的二分之一波长（λ/2）。第一串接辐射部150的长度L4可约等于天线结构100的中心工作频率的二分之一波长（λ/2）。
图2是显示根据本实用新型的一实施例所述的天线结构100的电压驻波比（VoltageStanding Wave Ratio，VSWR）图，其中横轴代表工作频率（MHz），而纵轴代表电压驻波比。根据图2的量测结果，天线结构100可以激发产生至少一工作频带FB1，而工作频带FB1可约介于5150MHz至5850MHz之间。因此，本实用新型的天线结构100至少可涵盖一Wi-Fi5GHz频带，并可在前述频带中提供足够的天线增益。
图3显示根据本实用新型的一实施例所述的天线结构300的示意图。在图3的实施例中，天线结构300的一偶极天线组件310的一馈入辐射部320具有一第一开口槽孔325和一第二开口槽孔326。第二开口槽孔326大致平行于第一开口槽孔325。第二开口槽孔326的长度L5约等于第一开口槽孔325的长度L3。第一开口槽孔325的一开口端和第二开口槽孔326的一开口端皆位于馈入辐射部320的一第一边缘321，而第一蜿蜒连接线140耦接至馈入辐射部320的一第二边缘322。馈入辐射部320上的一馈入点323耦接至一信号源190。馈入点323邻近于第一开口槽孔325和第二开口槽孔326，并大致介于第一开口槽孔325的开口端和第二开口槽孔326的开口端之间。根据一些量测结果，偶极天线组件310的双开口槽孔设计亦可有效地抑制多阶共振模态的产生，从而可改善天线结构300的整体阻抗匹配。图3的天线结构300的其余特征皆与图1的天线结构100相似，故此二实施例均可达到相似的操作效果。
图4是显示根据本实用新型的一实施例所述的天线结构300的电压驻波比图，其中横轴代表工作频率，而纵轴代表电压驻波比。根据图4的量测结果，天线结构300可以激发产生至少一工作频带FB2，而工作频带FB2可约介于5150MHz至5850MHz之间。因此，本实用新型的天线结构300至少可涵盖一Wi-Fi5GHz频带，并可在前述频带中提供足够的天线增益。
图5是显示根据本实用新型的一实施例所述的天线结构500的示意图。在图5的实施例中，天线结构500包括一偶极天线组件110、一第一蜿蜒连接线140、一第一串接辐射部150、一第二蜿蜒连接线560、一第二串接辐射部570、一第三蜿蜒连接线580以及一第三串接辐射部590。第二蜿蜒连接线560和第三蜿蜒连接线580可分别与图1的实施例所述的第一蜿蜒连接线140结构相同，而第二串接辐射部570和第三串接辐射部590可分别与图1的实施例所述的第一串接辐射部150结构相同。第二串接辐射部570经由第二蜿蜒连接线560耦接至第一串接辐射部150。第三串接辐射部590经由第三蜿蜒连接线580耦接至第二串接辐射部570。必须理解的是，虽然在图5中仅显示天线结构500新增加两条蜿蜒连接线和两个串接辐射部，在其他实施例中，天线结构500亦可包括更多或更少个蜿蜒连接线和串接辐射部，例如：分别新增加1、2、3、4、5或6个蜿蜒连接线和串接辐射部。新增加的串接辐射部可进一步提升天线结构500的天线增益。根据一些量测结果，在纳入更多串接辐射部之后，天线结构500的整体增益可达5dBi至9dBi，其可符合一般高增益天线的应用需求。图5的天线结构500的其余特征皆与图1的天线结构100相似，故此二实施例均可达到相似的操作效果。
图6是显示根据本实用新型的一实施例所述的天线结构600的示意图。在图6的实施例中，天线结构600包括一偶极天线组件310、一第一蜿蜒连接线140、一第一串接辐射部150、一第二蜿蜒连接线560、一第二串接辐射部570、一第三蜿蜒连接线580以及一第三串接辐射部590。第二蜿蜒连接线560和第三蜿蜒连接线580可分别与图3的实施例所述的第一蜿蜒连接线140结构相同，而第二串接辐射部570和第三串接辐射部590可分别与图3的实施例所述的第一串接辐射部150结构相同。第二串接辐射部570经由第二蜿蜒连接线560耦接至第一串接辐射部150。第三串接辐射部590经由第三蜿蜒连接线580耦接至第二串接辐射部570。必须理解的是，虽然在图6中仅显示天线结构600新增加两条蜿蜒连接线和两个串接辐射部，在其他实施例中，天线结构600亦可包括更多或更少个蜿蜒连接线和串接辐射部，例如：分别新增加1、2、3、4、5或6个蜿蜒连接线和串接辐射部。新增加的串接辐射部可进一步提升天线结构600的天线增益。根据一些量测结果，在纳入更多串接辐射部之后，天线结构600的整体增益可达5dBi至9dBi，其可符合一般高增益天线的应用需求。图6的天线结构600的其余特征皆与图3的天线结构300相似，故此二实施例均可达到相似的操作效果。
值得注意的是，以上所述的组件尺寸、组件参数、组件形状以及频率范围皆非本实用新型的限制条件。天线设计者可以根据不同需要调整这些设定值。另外，本实用新型的天线结构并不仅限于图1-图6所图示的状态。本实用新型可以仅包括图1-图6的任何一或多个实施例的任何一或多项特征。换言之，并非所有图示的特征均须同时实施于本实用新型的天线结构中。
在本说明书以及权利要求书的范围中的序数，例如“第一”、“第二”、“第三”等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同组件。
本实用新型虽以较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本实用新型的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，应当可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围应当视所附的权利要求书的范围所界定者为准。
Claims (20)
1.一种天线结构，该天线结构包括：
一偶极天线组件，该偶极天线组件包括一馈入辐射部和一接地辐射部，其特征在于，该馈入辐射部具有至少一第一开口槽孔；
一第一蜿蜒连接线；以及
一第一串接辐射部，该第一串接辐射部经由该第一蜿蜒连接线耦接至该馈入辐射部。
2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该馈入辐射部上的一馈入点耦接至一信号源，而该接地辐射部上的一接地点耦接至一接地电位。
3.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于，该馈入点邻近于该第一开口槽孔的一开口端。
4.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于，该第一开口槽孔的该开口端位于该馈入辐射部的一第一边缘，该第一蜿蜒连接线耦接至该馈入辐射部的一第二边缘，而该第一边缘相对于该第二边缘。
5.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该馈入辐射部和该接地辐射部分别大致为一矩形。
6.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该第一开口槽孔大致为一直条形。
7.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该第一蜿蜒连接线大致为一或多个W字形的一组合。
8.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该第一串接辐射部大致为一矩形。
9.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该馈入辐射部的长度和该接地辐射部的长度皆等于该天线结构的一中心工作频率的四分之一波长。
10.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该第一开口槽孔的长度等于该天线结构的一中心工作频率的十二分之一波长。
11.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该第一蜿蜒连接线的长度等于该天线结构的一中心工作频率的二分之一波长。
12.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该第一串接辐射部的长度等于该天线结构的一中心工作频率的二分之一波长。
13.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该馈入辐射部还具有一第二开口槽孔。
14.如权利要求13所述的天线结构，其特征在于，该第二开口槽孔大致平行于该第一开口槽孔。
15.如权利要求13所述的天线结构，其特征在于，该第二开口槽孔的长度等于该第一开口槽孔的长度。
16.如权利要求13所述的天线结构，其特征在于，该馈入辐射部上的一馈入点耦接至一信号源，而该接地辐射部上的一接地点耦接至一接地电位。
17.如权利要求16所述的天线结构，其特征在于，该馈入点邻近于该第一开口槽孔和该第二开口槽孔，并大致介于该第一开口槽孔的一开口端和该第二开口槽孔的一开口端之间。
18.如权利要求17所述的天线结构，其特征在于，该第一开口槽孔的该开口端和该第二开口槽孔的该开口端皆位于该馈入辐射部的一第一边缘，该第一蜿蜒连接线耦接至该馈入辐射部的一第二边缘，而该第一边缘相对于该第二边缘。
19.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该天线结构还包括：
一第二蜿蜒连接线；以及
一第二串接辐射部，该第二串接辐射部经由该第二蜿蜒连接线耦接至该第一串接辐射部。
20.如权利要求19所述的天线结构，其特征在于，该天线结构还包括：
一第三蜿蜒连接线；以及
一第三串接辐射部，该第三串接辐射部经由该第三蜿蜒连接线耦接至该第二串接辐射部。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104157963A (zh) * | 2014-08-20 | 2014-11-19 | 深圳市共进电子股份有限公司 | 一种高增益倒f型天线 |
| CN106299613A (zh) * | 2015-05-19 | 2017-01-04 | 启碁科技股份有限公司 | 天线系统 |
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