CN2484653Y - 微带型偶极天线结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种微带型偶极天线结构,它包含一接地端及一对(二个)以上的信号端,信号端为长条状,其自内侧端顺外周边向内环卷,不相交叉、也不接触;该信号端相互以其内侧端间的中线为对称轴,对称反向地连接其内侧端,组合一对以上的信号端,信号端连接于正极,接地端连接于负极,形成具有一对以上成对称状排列信号端的微带型偶极天线结构,或该信号端相互以其内侧端间的中点为中心,形成具有一对以上放射状信号端的天线结构。
Description
本实用新型涉及一种微带型偶极天线结构，尤其是指一种包含有一对(二个)以上信号端，以该信号端的内侧端间中线为对称轴或中点为中心，连接该信号端的内侧端，排列组合该信号端，形成具有对称状或放射状排列结构的微带型偶极天线结构。
如图1所示，一般的偶极天线(Dipole Antenna)的结构，是为正级与负极或是信号端与接地端两极的一般天线结构，其以空气或电路板(PCB)为基材，由于两极的基本长度均需使用载波频率的1/4波长(λ)，例如：以蓝牙计划所使用的频率2.4～2.5GHz来说，若以2.45GHz为天线的计划载波频率，其波长为122mm，1/4波长(λ)则为31mm，所以，使用常规的偶极天线其长度为62mm，该长度的偶极天线显然太长，无法适用于内建天线的用途；再者，以笔记型电脑内建蓝牙天线为例，该6公分长度的常规偶极天线，根本无法有装设的空间，于是，常规的偶极天线已无法配合如笔记型电脑等体积越来越小的通信设备的需求。
所以，利用各种微带型天线来减少长度，为现行体积较小的通讯设备的发展趋势，如图2和图3所示，为运用于制作笔记型电脑的内建蓝牙天线的方式，但由于现行印刷电路板的制造技术受限于带状环绕方式及长度等因素的限制，此二种惯用的方式，其通常的缺点如下：
(1)各方位的辐射增益变化太大。
(2)平均辐射增益效果不佳。
(3)单独外挂使用或内建于设备中使用，都无法达到全方位析通讯效果。
如图2所示的电路板(PCB)微带型天线(一)，其大小在使用频率2.4～2.5Ghz的需求条件下，可以有7×20mm2，6×25m2等尺寸，其电气特性的反射损失(Return Loss)、电压驻波比(VSWR)，如图4和图5所示为6×25mm2尺寸，其接地端50及信号端60的长度1/4λ约为13mm，其中显示该惯用案可以达到蓝牙计划或无线通讯频带的标准50欧姆的电气特性要求；然而，其辐射增益的H平面辐射场形图、V平面辐射场形图，如图6和图7所示，其中的高蜂增益(Peak gain)＝1.2dBi，平均增益(Average gain)＝-5.34dBi，辐射增益变化为6.54dBi，显示其辐射增益变化范围大，比较无法提供全方位的通讯效果。
如图3所示的PCB微带型天线二，其大小在使用频率2.4～2.5GHz的需求条件下，可以有5×20mm2，5×15mm2等尺寸，其电气特性的反射损失(Return Loss)、电压驻波比(VSWR)，如图8和图9所示为5×15mm2尺寸，其接地端51及信号端61的长度1/4λ约为7mm及8mm，其中显示该常规案可以达到蓝牙计划或无线通讯频带的标准50欧姆的电气特性要求；其辐射增益的H平面辐射场形图、V平面辐射场形图，如图10和图11所示，其中的高蜂增益(Peak gain)＝3.2dBi，平均增益(Average gain)＝-2.57dBi，辐射增益变化为5.77dBi，显示其辐射增益变化范围仍大，也难以提供全方位的通讯效果。
本实用新型的目的在于提出一种由接地端及二个以上信号端所组成的微带型偶极天线结构，它可适用于各式通信设备用的内建天线，提高天线的平均辐射收发增益，从而解决了现有技术所存在的问题。
本实用新型所采用的技术方案在于，它包含有：一接地端及一对(二个)以上的信号端，组设于电路板(PCB)或陶瓷基材，其特征在于：该信号端为长条状，其自内侧端顺外周边向内环卷，不相交叉、也不接触；以一对(二个)以上的该信号端，该信号端相互以其内侧端的中线为对称轴，对称反向地连接其内侧端，组合该一对(二个)以上的信号端，该信号端连接于正极，该接地端连接于负极，形成具有一对(二个)以上对称状排列信号端的微带型偶极天线结构。
本实用新型还可采用的方案在于，它包含有：一接地端及一对(二个)以上的信号端，组设于电路板(PCB)或陶瓷基材，其特征在于：该信号端为长条状，其自内侧端顺外周边向内环卷，不相交叉、也不接触；以一对(二个)以上的该信号端，该信号端相互以其内侧端间的中线为中心，信号端相互间以180度旋转的相对排列位置，连接其内侧端，组合该一对(二个)以上的信号端，该信号端连接于正极，该接地端连接于负极，形成具有一对(二个)以上放射状信号端的微带型偶极天线结构。
本实用新型的特点在于：
本实用新型以该信号端的内侧端间中线为对称轴或中点为中心，连接该信号端的内侧端，排列组合该信号端，形成具有对称状或放射状排列结构的微带型偶极天线结构，藉以缩短微带型偶极天线的信号端长度，使其适用于各式通信设备用的内建天线。
本实用新型藉由该信号端排列组合，形成具有对称状或放射状排列结构的微带型偶极天线结构，其辐射场型为线性极化或为圆形极化的特性，得以提高微带型偶极天线的平均辐射收发增益。
本实用新型根据不同通讯属性的需要，该信号端的外周边形状可以配合设计成各种不同的形状，如：矩形、三角形、梯形、多边形、圆形或接近圆形，其辐射增益皆有加强的功效。
图1为常规偶极天线基本结构示意图。
图2为常规电路板(PCB)微带型天线一的结构示意图。
图3为常规电路板(PCB)微带型天线二的结构示意图。
图4为图2的反射损失图。
图5为图2的电压驻波比图。
图6为图2的H平面辐射场形图。
图7为图2的V平面辐射场形图。
图8为图3的反射损失图。
图9为图3的电压驻波比图。
图10为图3的H平面辐射场形图。
图11为图3的V平面辐射场形图。
图12为本实用新型实施例结构示意图。
图13为图12的反射损失图。
图14为图12的电压驻波比图。
图15为图12的H平面辐射场形图。
图16为图12的V平面辐射场形图。
图17为本实用新型实施例的信号端各种形状的示意图。
图18方本实用新型实施例二的结构示意图。
图19为本实用新型实施例三的结构示意图。
现在结合上述各附图来进一步说明本实用新型的较佳具体实施例。
如图12所示，是为本实用新型实施例的结构示意图，本实用新型包含有一接地端1及一对(二个)以上的信号端2；该接地端1位于电路板(PCB)(图中未示)的背面，该一个以上的信号端2则位于电路板(PC)的正面，分别连接于同轴馈线3，其中，该信号端2为长条的卷带状，其外周边略形成为矩形，自其内侧端21顺外周边的形状向内环卷，不相交叉、也不接触；以一对(二个)以上的该信号端2，该信号端2相互以其内侧端间的中线为对称轴40，对称反向地连接其内侧端21，组合该一对(二个)以上的信号端2，该信号端2连接于同轴馈线3的正极(+)，该接地端1连接于同轴馈线3的负极(-)。
前述的接地端1、信号端2可以直接焊接于电路板(PCB)上。
依本实用新型实施例所制成的5×20mm2电路板(PCB)微带型偶极开线，其电气特性的反射损失(Return Loss)、电压驻波比(VSWR)，如图13和图14所示，显示本实用新型实施例合乎标准50欧姆的电气特性要求；其辐射增益的H平面辐射场形图、V平面辐射场形图，如图15和图16所示，其中的高峰增益值(Peak Gain)＝2.01dBi，平均增益值(Average Gain)＝-1.69dBi；辐射增益变化范围为3.7dBi，显示其辐射增益变化范围远小于前述两常规案的6.54dBi及5.77dBi，相对于前述两常规案，本实用新型实施例更容易达到全方位通讯要求。
如图12所示的本实用新型的实施例，该一对(二个)以上信号端2以相对内侧边间中线为对称轴40，反相地对称组合该信号端2，该一对(二个)以上信号端2为相同形状，或为不相同形状，再者，该信号端2的外周边形状并不限于矩形，它也可以为任意几何形状，如图17所示，该信号端2可为正方形、菱形、三角形、梯形、圆形或椭圆形等等，该等形状的信号端2，其辐射场增益均有加强的效益。
如图18所示本实用新型实施例二的结构示意图，其中该信号端2以内侧端21间的中点为中心41，使一对(二个)相同形状的信号端2分别置于180度旋转的相对排列位置，该一对(二个)信号端2的内侧端21接合，形成另一种排列方式的微带型偶极天线结构，此种微带型偶极天线结构仍属于线性极化的辐射场型。
如图19所示本实用新型实施例三的结构示意图，其中该二对(四个)以上的信号端2以内侧端21的中点为中心41，使二对(四个)相同形状的信号端2分别置于180度旋转的相对排列位置，该二对(四个)信号端2的内侧端21接合，形成一种放射状排列方式的微带型偶极天线结构，此种微带型偶极天线结构是由线性极化的辐射场型，扩充成为圆极化的辐射场型。
本实用新型的实施例是以将接地端1、信号端2组设于电路板PCB为洗明，它也可以组设于陶瓷基材等。
以上已将本实用新型作一详细说明，但以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施例的范围。即凡依本实用新型权利要求所作的等效变化与修饰等，均应仍属本实用新型的权利要求书保护的范围内。
Claims (4)
1、一种微带型偶极天线结构，它包含有：一接地端及一对(二个)以上的信号端，组设于电路板(PCB)或陶瓷基材，其特征在于：该信号端为长条状，其自内侧端顺外周边向内环卷，不相交叉、也不接触；以一对(二个)以上的该信号端，该信号端相互以其内侧端的中线为对称轴，对称反向地连接其内侧端，组合该一对(二个)以上的信号端，该信号端连接于正极，该接地端连接于负极，形成具有一对(二个)以上对称状排列信号端的微带型偶极天线结构。
2、一种微带型偶极天线结构，其包含有：一接地端及一对(二个)以上的信号端，组设于电路板(PCB)或陶瓷基材，其特征在于：该信号端为长条状，其自内侧端顺外周边向内环卷，不相交叉、也不接触；以一对(二个)以上的该信号端，该信号端相互以其内侧端间的中线为中心，信号端相互间以180度旋转的相对排列位置，连接其内侧端，组合该一对(二个)以上的信号端，该信号端连接于正极，该接地端连接于负极，形成具有一对(二个)以上放射状信号端的微带型偶极天线结构。
3、如权利要求1或2所述的微带型偶极天线结构，其特征在于，所述的信号端的外周边形状为矩形。
4、如权利要求1或2所述的微带型偶极天线结构，其特征在于，所述的信号端的外周边形状为任意几何形状，如正方形、菱形、三角形、梯形、圆形或椭圆形。
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| CN102263319A (zh) * | 2010-05-28 | 2011-11-30 | 旭丽电子(广州)有限公司 | 偶极天线及具有偶极天线的电子装置 |
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| CN108429007A (zh) * | 2018-03-12 | 2018-08-21 | 北京航空航天大学 | 一种抗金属影响的钩型印刷振子天线阵 |
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2001
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