CN204857953U - 天线结构 - Google Patents

Abstract

一种天线结构，是由金属线段组成，并覆设于一块具有一条轴线的介质基板上。该天线结构包含一个第一辐射体，及一个与该第一辐射体镜像地对称于该轴线的第二辐射体。该第一辐射体包括一个高频辐射部及一个低频辐射部。该高频辐射部具有一个矩形框、一条馈入线，及一条强化线。该馈入线是由该矩形框的一个汇集点朝平行该轴线的方向延伸，并在末端形成一个馈入点。该强化线是由该汇集点朝偏离该馈入线的方向延伸。该低频辐射部是由该矩形框的一个耦合点延伸，并曲折地环绕于该高频辐射部一侧，且其末端邻近该馈入点。本实用新型具有提升信号接收率，以及降低成本的功效。

Description

天线结构

技术领域

本实用新型涉及一种天线结构，特别是涉及一种自调整匹配阻抗且薄型化的天线结构。

背景技术

随着数字化生活的到来，位信息已无声无息地充斥于周遭，并通过各种协议，疾速地在各式通讯装置之间传递。而在此过程中，影响着通讯质量的组件首推天线，或者更准确的来说，则是指天线的结构设计。

图1是一种常用于接收数字电视信号，且隶属于偶极天线(DipoleAntenna)的天线。该天线是由金属薄片制成两个相对称的单极天线500，并覆设于一块介质基板400上。每一个单极天线500包括两个分别用于接收高低频带的辐射区510，及一条连接所述辐射区510的馈入线520，而且在该馈入线520末端具有一个馈入点521。其中，所述单极天线500构成所谓的天线图样(AntennaPattern)，并依照接收频带的需求，而有不同的形状设计，以产生合适的辐射场型。同时，利用金属导体的阻抗特性来降低特定带宽的电磁波的衰减损失率，从而提高接收信号的信号噪声比(Signal-to-NoiseRatio，SNR)。

然而，偶极天线是一种平衡型(Balanced)天线，而同轴电缆则是属于不平衡(Unbalanced)传输线。若直接将两者连接，则同轴电缆的屏蔽层就会有源自偶极天线产生的高频电流流过，进而影响到该天线的辐射场型。因此，该天线通常还必须设置一个连接于所述馈入点521之间，而用于扼制流入同轴电缆屏蔽层电流的巴伦(Balun)电路530。不仅提高制造成本，而且根据图4中的虚线所表示出该天线的信号衰减率，在目前所常用的数字电视频段—470MHz至700MHz—内的信号表现还有待进一步提升。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能免除安装巴伦电路，同时提升数字电视信号接收效能的天线结构。

本实用新型天线结构，是由金属线段组成，并覆设于一块具有一条轴线的介质基板上。该天线结构包含一个第一辐射体及一个第二辐射体。

该第一辐射体包括一个高频辐射部，及一个低频辐射部。该高频辐射部具有一个矩形框、一条馈入线，及一条强化线。该馈入线是由该矩形框的一个汇集点朝平行该轴线的方向延伸，并在末端形成一个馈入点。该强化线是由该汇集点朝偏离该馈入线的方向延伸。该低频辐射部是由该矩形框的一个耦合点延伸，并曲折地环绕于该高频辐射部一侧，且其末端邻近该馈入点。

该第二辐射体与该第一辐射体镜像地对称于该轴线。

较佳地，该第一、二辐射体的高频辐射部相配合，而用于接收一组高频操作频带。每一个辐射体中，该耦合点至该馈入点的有效电流路径接近该高频操作频带的中心频率的四分之一波长。

较佳地，该高频操作频带涵盖400MHz至800MHz的频域。

较佳地，每一个矩形框还包括两条垂直该轴线的垂轴边、两条平行该轴线的平轴边，及由所述垂轴边与所述平轴边所共同围绕出的一个矩形区。

较佳地，该高频辐射部还具有一个夹于该强化线与该馈入线之间，且角度值介于35度至60度的辐偏角。

较佳地，该强化线长度介于70公厘至100公厘之间。

较佳地，该第一、二辐射体相配合，而用于接收一组低频操作频带。每一个辐射体中，该低频辐射部末端至该馈入点的有效电流路径接近该低频操作频带的中心频率的四分之一波长。

较佳地，该低频操作频带涵盖150MHz至250MHz的频域。

较佳地，该第一、二辐射体的低频辐射部分别具有一段包络段，及一段勾形段。该包络段自该耦合点延伸，并迂回地包围该强化线，且其末端连接该勾形段。

较佳地，该勾形段实质上呈L形。

本实用新型的有益效果在于：借由覆设于该介质基板上，且独具设计巧思的金属线段，不仅能提升数字电视信号的接收效能，而且利用所述强化线达到截断高频电流，免去设置巴伦电路，以降低制造成本。

附图说明

本实用新型的其他特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一个示意图，说明一个现有天线的结构；

图2是一个示意图，说明本实用新型天线结构的一个实施例；

图3是一个示意图，说明该实施例中一段包络段的另一个实施态样；

图4是一个天线增益比较图，比较该现有天线与该实施例在150MHz至700MHz之间频段的信号衰减率，虚线为现有天线,实线为该实施例。

具体实施方式

参阅图2，本实用新型天线结构的一个实施例是由金属线段组成，并覆设于一块具有一条轴线L的介质基板300上。其中，该介质基板300能采用塑料，或是玻璃纤维等现有技术中已知的绝缘材料制成，并能在其上涂布如银、铜等现有技术中常用的金属导体。同时，该介质基板300能依照使用者需求，增添挠曲特性或色彩，以增加整体运用弹性。

参阅图2，该天线结构包含一个第一辐射体100，及一个与该第一辐射体100镜像地对称于该轴线L的第二辐射体200。因此，该第二辐射体200所具有的组件均与该第一辐射体100相同，所以对于后续的说明内容及图式，该第一、二辐射体100、200中相同的组件是采用相同编号进行描述。

参阅图2，该第一辐射体100包括一个高频辐射部110，及一个低频辐射部120。该高频辐射部110具有一个矩形框111、一条馈入线112、一条强化线113，及一个夹于该强化线113与该馈入线112间的辐偏角114。该矩形框111包括一个汇集点115、一个耦合点116、两条垂直该轴线L的垂轴边117、两条平行该轴线L的平轴边118，及由所述垂轴边117与所述平轴边118所共同围绕出的一个矩形区119。该馈入线112是由该汇集点115朝平行该轴线L的方向延伸，并在末端形成一个馈入点P。该强化线113是由该汇集点115朝偏离该馈入线112的方向延伸。该低频辐射部120具有一段包络段121，及一段勾形段122。该包络段121是从该耦合点116朝远离该轴线L方向延伸，并弯折出一个具有两个直角，且围绕该强化线113的矩形区块。该勾形段122是由该包络段121末端朝该馈入点P延伸一段距离后，再朝远离该轴线L方向弯折。因此，该勾形段122实质上呈L形。

由于本实用新型天线结构欲屏除一般偶极天线所安装的巴伦(Balun)电路，并根据金属线段的阻抗及配置，产生足以抑制天线上的高频电流流向所连接的一个同轴电缆屏蔽层(图未示)，以避免该高频电流影响到天线的辐射场型。同时相较于现有天线，也要能显著地提升数字电视信号接收效能。因此，整体天线结构布局必须要注意的细节，例如金属线段的材质、长度与宽度，以及各线段之间的配置等，就显得格外重要。

所以，本实施例为了达到天线最佳的阻抗匹配及接收效能，除了金属材质采用电导率(ElectricConductivity)最高的银之外，各金属线段参数都有一定的范围界定。其中，该金属线宽W介于5公厘至15公厘之间；所述馈入线112彼此相距5公厘至15公厘；每一条馈入线112的长度介于80公厘至100公厘之间；每一条垂轴边117的长度介于35公厘至50公厘之间；每一条平轴边118的长度介于15公厘至35公厘之间；每一条强化线113的长度介于70公厘至100公厘之间；以及该辐偏角114角度值介于35度至60度之间。借此，该第一、二辐射体100、200的高频辐射部110相配合，且由每一个耦合点116至与其电导通的该馈入点P的有效电流路径接近125公厘。因此，根据天线设计原理，所述高频辐射部110足以接收一组涵盖400MHz至800MHz频域的高频操作频带。同时，通过所述强化线113作为微带开路线，以达到截断高频电流的作用。

另外，为了拉高低于600MHz频段的信号接收率，而设置所述低频辐射部120。其中，每一段包络段121的长度介于245公厘至370公厘之间；每一段勾形段122的长度介于50公厘至80公厘之间。借此，该第一、二辐射体100、200相配合，且由每一段勾形段122末端至与其电导通的该馈入点P的有效电流路径接近375公厘。因此，所述辐射体足以接收一组涵盖150MHz至250MHz频域的低频操作频带。

经由实验验证，本实用新型天线结构在接收150MHz至700MHz之间频段的信号衰减率如图4的实线所示，并与该现有天线—以虚线表示—进行比较。其中，在470MHz至700MHz的常用数字电视频段中，本实用新型的信号衰减率表现的确有所提升，意即可获得更佳的收讯质量。并且，本实用新型在174MHz至230MHz间属于特高频(VeryHighFrequency，VHF)频段的信号衰减率同样有所改善，因此也适于接收如广播电台或无线电频道等短途传送媒体的信号。

值得一提的是，为了降低金属线段的转弯路径在内部边缘处产生集中的电场，引起噪声而影响到相邻线段的辐射场型。所述包络段121除了如图2的实施态样，还能如图3所示，在该轴线L左右两侧呈弧形。其中，每一段包络段121的长度范围则约略减小，为介于235公厘至360公厘之间。除了能提升接收效率外，增加天线的外型变化也能提供消费者选购的选择性。

此外，天线信号传输的路径宽度，即该金属线宽W最好是固定的常数。因为改变金属线宽W，阻抗就会产生改变，从而造成反射与相邻线路阻抗的不平衡，影响接收信号质量。

综上所述，本实用新型天线结构借由覆设于该介质基板300上，且独具设计巧思的金属线段，不仅能提升数字电视信号的接收效能，而且利用所述强化线113达到截断高频电流，免去设置巴伦电路，以降低制造成本。另外，该天线结构也适于接收如广播电台或无线电频道等短途传送媒体的信号，所以确实能达成本实用新型的目的。

以上所述者，仅为本实用新型的实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型的范围。

Claims (10)

1.一种天线结构，是由金属线段组成，并覆设于一块具有一条轴线的介质基板上；其特征在于：该天线结构包含：

一个第一辐射体，包括一个高频辐射部，及一个低频辐射部，该高频辐射部具有一个矩形框、一条馈入线，及一条强化线，该馈入线是由该矩形框的一个汇集点朝平行该轴线的方向延伸，并在末端形成一个馈入点，该强化线是由该汇集点朝偏离该馈入线的方向延伸，该低频辐射部是由该矩形框的一个耦合点延伸，并曲折地环绕于该高频辐射部一侧，且其末端邻近该馈入点；及

一个第二辐射体，与该第一辐射体镜像地对称于该轴线。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：该第一、二辐射体的高频辐射部相配合，而用于接收一组高频操作频带，每一个辐射体中，该耦合点至该馈入点的有效电流路径接近该高频操作频带的中心频率的四分之一波长。

3.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于：该高频操作频带涵盖400MHz至800MHz的频域。

4.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：每一个矩形框还包括两条垂直该轴线的垂轴边、两条平行该轴线的平轴边，及由所述垂轴边与所述平轴边所共同围绕出的一个矩形区。

5.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：该高频辐射部还具有一个夹于该强化线与该馈入线之间，且角度值介于35度至60度的辐偏角。

6.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：该强化线长度介于70公厘至100公厘之间。

7.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：该第一、二辐射体相配合，而用于接收一组低频操作频带，每一个辐射体中，该低频辐射部末端至该馈入点的有效电流路径接近该低频操作频带的中心频率的四分之一波长。

8.根据权利要求7所述的天线结构，其特征在于：该低频操作频带涵盖150MHz至250MHz的频域。

9.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于：该第一、二辐射体的低频辐射部分别具有一段包络段，及一段勾形段，该包络段自该耦合点延伸，并迂回地包围该强化线，且其末端连接该勾形段。

10.根据权利要求9所述的天线结构，其特征在于：该勾形段实质上呈L形。