CN204067572U - 利用沟槽抑制频段的印刷式单极天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种利用沟槽抑制频段的印刷式单极天线，包括一基板、二接地面及一天线部，所述接地面及该天线部印刷至该基板的同一平面上，所述接地面相互平行地并排且保持有一距离，以在所述接地面间形成一缺口，而至少一接地面上设有一L形沟槽；该天线部一端设有一馈入端，该馈入端的一端能延伸并定位于该缺口中，且与各该接地面分别保持一间隙，该天线部的两对应侧上邻近该馈入端的部位分别设有一斜边，而该天线部的中央位置尚开设有一封闭形沟槽。本实用新型通过所述斜边能产生斜向电流，使阻抗特性变化率较小，因而达到宽频的效果，且通过调整该封闭形沟槽及该L形沟槽的宽距便能避免频段的噪声干扰。

Description

利用沟槽抑制频段的印刷式单极天线

技术领域

本实用新型是关于一种单极天线，特别是有关于一种利用沟槽抑制频段的印刷式单极天线。

背景技术

近年来，由于无线通信技术的精进，愈来愈多的电子产品均具有连网功能，例如：摄像机、数码相机、数码相框等，以能提供使用者所需的更多服务功能(如：远端摇控、无线传输档案等)，令使用者可随时随地达到无线传输信息的目的，由于无线通信已广泛地被消费者所接受，故所述电子产品上据以执行无线通信运作及负责信号收发的天线，亦已成为所述电子产品上不可或缺的一重要元件。

承上，随着所述电子产品趋向小型化的设计风格，其上天线的体积亦需随之缩小，目前使用的小型天线大多为芯片天线(chip antenna)和平面型天线(planar antenna)，其中较普遍被使用的芯片天线为陶瓷芯片天线(ceramic chip antenna)，其是利用低温共烧陶瓷技术(LTCC)制作而成，至于平面天线则多属微带天线(micro-strip antenna)和印刷式天线(printed antenna)，诚如前述，目前移动通信装置为能符合小型化要求，其上的天线尺寸势必需大幅缩小，而印刷式天线因能按照不同的布局空间做适度调整，故被大量使用于移动通信装置上。兹仅就印刷式天线中的现有单极天线进行说明，请参阅图1所示的一天线结构，该天线结构乃时下常见的一种现有单极天线结构，包括一基板11、一天线部13及二接地面15，该天线部13及所述接地面15印刷至该基板11上，且该天线部13上邻近所述接地面15的一端设有一馈入端131；所述接地面15并排设置于该馈入端131两侧，且各该接地面15分别与馈入端131保持一间隙，令该天线部13能接收一外部信号，且通过该馈入端131，将该外部信号传送至一电子装置，或令该天线部13能通过该馈入端131，接收该电子装置传来的一内部信号，再将该内部信号发送出去。

前述单极天线虽然具有尺寸小、低成本、低交叉极化、大频宽操作及全向性辐射等优点，但仍无法完善地满足所有电子设备的需求，其主要原因在于，若要精确的接收或发送天线信号，则单极天线的阻抗必须与信号特性相互匹配，使能确保传输的稳定度，而多数的单极天线多用于传输特定类型的天线信号，故其操作频带中确实存在有许多不必要的频段，当该电子装置通过该单极天线进行信号传输时，这些多余的不必要频段甚至有可能会与其他通信系统发生相互干扰，而破坏该单极天线的效能。

为了解决此问题，业者通常会在该电子装置上装设一滤波器，来抑制掉不需要的操作频段，但如此以来，却会造成制作成本的大幅提高，而不符合成本效益，虽然，有其他业者考虑调整单极天线的外型轮廓，来达成滤波的效果，但成效皆不明显。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有印刷式单极天线进行改良，使其不仅能达到预期宽频，且能达成抑制掉不需要的操作频段等功效，又能简化结构，便于制造。

有鉴于现有单极天线存在的前述问题，创作人乃凭借着多年来的实务经验，并经过多次的实验及测试后，终于设计出本实用新型的一种利用沟槽抑制频段的印刷式单极天线，以期能通过本实用新型，有效改善前述的诸多缺失。

本实用新型的一目的，是提供一种利用沟槽抑制频段的印刷式单极天线，包括一基板(如：印刷电路板)、二接地面及一天线部，所述接地面及该天线部印刷至该基板的同一平面上(如：以刻蚀方式形成在印刷电路板的同一平面上)，所述接地面相互并排，且所述接地面间保持有一距离，以在所述接地面间形成一缺口，另，至少一接地面上设有一L形沟槽，该L形沟槽的宽度为一第一宽距；该天线部是金属材质，且呈多边形，其一端设有一馈入端，该馈入端的一端能延伸并定位于该缺口中，且与各该接地面分别保持一间隙，使所述接地面及该馈入端能形成一共面波导(coplanarwaveguide，简称CPW)结构，令该天线部能接收一外部信号，且通过该馈入端，将该外部信号传送至一电子装置，或令该天线部能通过该馈入端，接收该电子装置传来的一内部信号，再将该内部信号发送出去；该天线部的两对应侧上邻近该馈入端的部位分别设有一斜边，而该天线部的中央位置尚开设有一封闭形(如：正方形、长方形或…)沟槽，该封闭形沟槽的宽度为一第二宽距，而在该印刷式单极天线接收到一低频信号(如：2.86GHz)，并形成一感应电流的情况下，该接地面能通过该L形沟槽，而被该低频信号激发出一反向电流，以抑制该低频信号；在该印刷式单极天线接收到一高频信号(如：4.55GHz)，并形成另一感应电流的情况下，该天线部能通过该封闭形沟槽，而被该高频信号激发出另一反向电流，以抑制该高频信号。

其中，该L形沟槽是由该基板的两对应侧中的一侧朝该缺口的方向延伸，并在延伸至一预定长度后，朝远离该天线部的方向延伸，以形成一弯折部，该弯折部的长度是一第一宽距。

其中，该封闭形沟槽是呈一矩形，包括二短沟槽及二长沟槽，而所述短沟槽的位置分别对应于该天线部的两对应侧，该短沟槽的长度是一第二宽距，且该第二宽距大于该第一宽距。

其中，该长沟槽的长度小于所述斜边间的最短距离。

其中，另一接地面上设有另一L形沟槽，且所述L形沟槽的构型与设置位置相互对称。

其中，该封闭形沟槽设置于该天线部的中央位置。

其中，所述斜边及该馈入端之间尚延伸有一凸出部，以使所述斜边能通过该凸出部与该馈入端相连接，且该凸出部与所述接地面保持一间距。

其中，该凸出部具有一第一长度及一第一宽度，该天线部相对于该凸出部的一侧具有一第二长度，该天线部的两对应侧分别具有一第二宽度，所述第二宽度分别与该第二长度相邻接，所述接地面具有一第三宽度，该第三宽度是该缺口的长度，该封闭形沟槽的内缘具有一第三长度，该封闭形沟槽的外缘则具有一第四长边及该第二宽距，该L形沟槽的外缘具有一第五长边及该第一宽距，该第一长度、第二长度、第三长度、第四长度、第五长度的尺寸分别为20mm、36mm、12mm、14mm、13mm，该第一宽度、第二宽度、第三宽度、该第一宽距、该第二宽距的尺寸则分别为6mm、18mm、10.6mm、4mm、10mm。

如此，即能分别通过该封闭形沟槽及L形沟槽，抑制天线所使用的高频频段及低频频段，以使该天线能固定作用于使用者所预期的工作频段，避免其余非使用者所需频段的噪声干扰。

为便贵审查委员能对本实用新型目的、技术特征及其功效，做更进一步的认识与了解，兹举实施例配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是现有印刷式单极天线的结构示意图；

图2是本实用新型印刷式单极天线的结构示意图；

图3是本实用新型印刷式单极天线的结构尺寸图；

图4是本实用新型印刷式单极天线在2.86GHz的L形沟槽电流路径示意图；

图5是本实用新型印刷式单极天线在4.55GHz的封闭形沟槽电流路径示意图；

图6是本实用新型印刷式单极天线抑制低频的反射损耗图；

图7是本实用新型印刷式单极天线抑制高频的反射损耗图；

图8是本实用新型印刷式单极天线调整L形沟槽的反射损耗图；及

图9是本实用新型印刷式单极天线调整封闭形沟槽的反射损耗图。

符号说明：

基板 11

天线部 13

馈入端 131

接地面 15

印刷式单极天线 2

基板 3

接地面 4

缺口 41

L形沟槽 43

第一宽距 431

弯折部 433

天线部 5

馈入端 51

凸出部 52

间隙 53

间距 54

斜边 55

封闭形沟槽 59

短沟槽 591

长沟槽 593

第二宽距 595

第一长度 L1

第二长度 L2

第三长度 L3

第四长度 L4

第五长度 L5

第一宽度 W1

第二宽度 W2

第三宽度 W3

具体实施方式

本实用新型是一种利用沟槽抑制频段的印刷式单极天线，请参阅图2所示，该印刷式单极天线2包括一基板3、二接地面4及一天线部5，在本实用新型的第一较佳实施例中，该基板3是一印刷电路板，所述接地面4及该天线部5则是以刻蚀方式，形成在该基板3的同一平面上，所述接地面4及该天线部5的材质为金属材质，但是，所述接地面4及该天线部5并不以刻蚀方式形成在该基板3上为限，业者亦可使用其他方式，在该基板3上布设出所述接地面4及该天线部5，在此先做声明。

再请参阅图2所示，所述接地面4的构型为一矩形，且相互并排于该基板3上邻近一侧的位置，所述接地面4间保持有一距离，以在所述接地面4间形成一缺口41，各该接地面4上分别设有一L形沟槽43。

再请参阅图2所示，该天线部5呈多边形，其一端设有一馈入端51，该馈入端51的一端能延伸并定位于该缺口41中，且与所述接地面4分别保持一间隙53，使所述接地面4及该馈入端51能形成一共面波导(coplanar waveguide，简称CPW)结构，令该天线部5能接收一外部信号，且通过该馈入端51，将该外部信号传送至一电子装置，或令该天线部5能通过该馈入端51，接收该电子装置传来的一内部信号，再将该内部信号发送出去。

再请参阅图2所示，在所述接地面4上，所述L形沟槽43由该基板3的两对应侧分别朝该缺口41的方向延伸，并在延伸至一预定长度后，朝远离该天线部5的方向延伸，以形成一弯折部433，该弯折部433的长度为一第一宽距431。

再请参阅图2所示，在该天线部5上，该天线部5的两对应侧上邻近该馈入端51的部位分别朝该缺口41的方向设有一斜边55，以能通过调整所述斜边55的角度，以产生一预期的斜向电流，并据以使该天线部5的阻抗特性变化率能维持在一较小的范围，进而达到一稳定的宽频效果，在本实用新型的第一较佳实施例中，该宽频范围是2～6GHz；另，在该天线部5上，所述斜边55及该馈入端51之间尚延伸有一凸出部52，以使所述斜边55能通过该凸出部52与该馈入端51相连接，且该突出部与所述接地面保持一间距54，而该天线部5的中央位置尚开设有一封闭形沟槽59。

在本实用新型的第一较佳实施例中，该封闭形沟槽59的构型为一矩形，包括二对应的短沟槽591及二对应的长沟槽593，而各该短沟槽591的位置分别对应于该天线部5的两对应侧，该短沟槽591的长度(即，所述长沟槽593间的距离)为一第二宽距595，其中该长沟槽593的长度小于所述斜边55间的最短距离。

此外，请参阅图2、3所示，该凸出部具有一第一长度L1及一第一宽度W1，该天线部5相对于该凸出部52的一侧具有一第二长度L2，该天线部5的两对应侧分别具有一第二宽度W2，所述第二宽度W2分别与该第二长度L2相邻接，所述接地面4具有一第三宽度W3，该第三宽度W3是该缺口41的长度，该封闭形沟槽59的内缘具有一第三长度L3，该封闭形沟槽59的外缘则具有一第四长度L4及该第二宽距595，该L形沟槽43的外缘具有一第五长度L5及该第一宽距431，在本实用新型的第一较佳实施例中，所述长度L1、L2、L3、L4、L5的尺寸分别为20mm、36mm、12mm、14mm、13mm，所述宽度W1、W2、W3及该第一宽距431、该第二宽距595的尺寸则分别为6mm、18mm、10.6mm、4mm、10mm。

请参阅图2、4、6所示，在该印刷式单极天线2接收到一低频信号(如：2.86GHz)，并形成一感应电流的情况下，该接地面4能通过该L形沟槽43，而被该低频信号激发出一反向电流，以抑制该低频信号；请参阅图2、5、7所示，在该印刷式单极天线2接收到一高频信号(如：4.55GHz)，并形成另一感应电流的情况下，该天线部5能通过该封闭形沟槽59，而被该高频信号激发出另一反向电流，以抑制该高频信号。

再请参阅图2所示，在本实用新型中，仅需通过调整该第一宽距431及该第二宽距595便能够改变该印刷式单极天线2所欲抑制的高低频的频段位置，以使该印刷式单极天线2能固定作用于使用者所预期的工作频段，避免其余非使用者所需频段的噪声干扰，如此，本实用新型仅需利用前述的现有单极天线结构，加上该L形沟槽43及该封闭形沟槽59的构型设计，即能轻易实现类似滤波器的功能及效果，并在完全不增加额外成本的前提下，轻易达成稳定收发频段的最终目的。

为能清楚表示出前述的技术特征，请参阅图2、8、9所示，当调整该印刷式单极天线2的第一宽距431分别为2mm、3mm、4mm后，由图8所示可知，第一宽距431改变时，该印刷式单极天线2抑制低频的范围会跟着改变；另，当调整该印刷式单极天线2的第二宽距595分别为6mm、8mm、10mm后，由图9所示可知，第二宽距595改变时，该印刷式单极天线2抑制高频的范围会跟着改变。

再请参阅图2所示，在前述实施例中，所述L形沟槽43以该缺口41为中心相互对称，而该封闭形沟槽59设置于该天线部5的中央位置，但是，本实用新型并不以此为限，在本实用新型的其它实施例中，业者亦能仅在任一接地面4上设置该L形沟槽43，另一接地面4则保持单纯的平面结构，且在该天线部5的任意位置设置该封闭形沟槽59，如此，亦能达成本实用新型所诉求的抑制效果，意即，对称设置的L形沟槽43及设置于该天线部5中央位置的该封闭形沟槽59能提升抑制效果，但并非本实用新型在施作上的必要条件。

按，以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，但是，本实用新型所主张的权利要求，并不局限于此，按凡本领域的技术人员，依据本实用新型所揭露的技术内容，能轻易思及的等效变化，均应属不脱离本实用新型的保护范畴。

Claims (8)

1.一种利用沟槽抑制频段的印刷式单极天线，该印刷式单极天线包括一基板、二接地面及一天线部，其中所述接地面印制在该基板的一侧面上，且相互并排且保持有一距离，以在所述接地面间形成一缺口；该天线部印制在该基板的该侧面上，该天线部是金属材质，且呈多边形，其一端设有一馈入端，该馈入端的一端能延伸并定位于该缺口中，且与所述接地面分别保持一间隙，该天线部的两对应侧上邻近该馈入端的部位分别朝该缺口的方向设有一斜边，其特征在于，

该天线部开设有一封闭形沟槽；及

其中一接地面上设有一L形沟槽。

2.如权利要求1所述的印刷式单极天线，其特征在于，该L形沟槽是由该基板的两对应侧中的一侧朝该缺口的方向延伸，并在延伸至一预定长度后，朝远离该天线部的方向延伸，以形成一弯折部，该弯折部的长度是一第一宽距。

3.如权利要求2所述的印刷式单极天线，其特征在于，该封闭形沟槽是呈一矩形，包括二短沟槽及二长沟槽，而所述短沟槽的位置分别对应于该天线部的两对应侧，该短沟槽的长度是一第二宽距，且该第二宽距大于该第一宽距。

4.如权利要求3所述的印刷式单极天线，其特征在于，该长沟槽的长度小于所述斜边间的最短距离。

5.如权利要求4所述的印刷式单极天线，其特征在于，另一接地面上设有另一L形沟槽，且所述L形沟槽的构型与设置位置相互对称。

6.如权利要求5所述的印刷式单极天线，其特征在于，该封闭形沟槽设置于该天线部的中央位置。

7.如权利要求6所述的印刷式单极天线，其特征在于，所述斜边及该馈入端之间尚延伸有一凸出部，以使所述斜边能通过该凸出部与该馈入端相连接，且该凸出部与所述接地面保持一间距。

8.如权利要求7所述的印刷式单极天线，其特征在于，该凸出部具有一第一长度及一第一宽度，该天线部相对于该凸出部的一侧具有一第二长度，该天线部的两对应侧分别具有一第二宽度，所述第二宽度分别与该第二长度相邻接，所述接地面具有一第三宽度，该第三宽度是该缺口的长度，该封闭形沟槽的内缘具有一第三长度，该封闭形沟槽的外缘则具有一第四长边及该第二宽距，该L形沟槽的外缘具有一第五长边及该第一宽距，该第一长度、第二长度、第三长度、第四长度、第五长度的尺寸分别为20mm、36mm、12mm、14mm、13mm，该第一宽度、第二宽度、第三宽度、该第一宽距、该第二宽距的尺寸则分别为6mm、18mm、10.6mm、4mm、10mm。