CN2826729Y

CN2826729Y - 改良式平面倒f型天线

Info

Publication number: CN2826729Y
Application number: CN 200520109546
Authority: CN
Inventors: 陈立生; 曾杰琳; 姜成巨
Original assignee: Speed Tech Corp
Current assignee: Speed Tech Corp
Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2005-07-06
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2015-07-06

Abstract

一种改良式平面倒F型天线，该天线包括：一馈入板、一射频板、一接地板及一连接该射频板与该接地板的短路导体，该天线的横段面是一四面框形体，且该馈入板及该接地板分别延伸一导体，该二导体相邻近，并于该接地板朝向该射频板一端向外延伸一折板，该折板上穿设有一固定元件，以将该天线固定于电子装置上。本实用新型通过配置固定元件，可解决现有天线容易发生振动的问题。

Description

改良式平面倒F型天线

【技术领域】

本实用新型是有关于一种天线，特别是关于一种改良式平面倒F型天线，其是将天线稳固地设置于所应用的电子装置中。

【背景技术】

由于平面倒F型天线(Planar Inverted F Antenna，PIFA天线)侧面高度低、重量轻、频宽带大且整体频宽带稳定，因此特别适合于个人基地台使用，如：行动电话、蓝牙设备、其他的工业科学医学领域(Industrial Scientific Medical，ISM)、无线电射频(Radio Frequency，RF)及资料传输终端等装置。

在习知技术中(如图1所示)，一PIFA天线包含有一传导板110、一接地板112、一电路板101、一短路导体122及一绝缘结构170。其中，该传导板110高过该接地板112，并与一信号馈入导体121相连，且该信号馈入导体121是与一外部射频电路相互沟通。该短路导体122是用来连接该传导板110与该接地板112，而该绝缘结构170是用以支撑传导板110。此外，该传导板110具有一狭缝115，从短路电路的角度来看，该狭缝115是自传导板110的一边缘开始延伸而将传导板分为不同长度的两个部份。由上述结构使PIFA天线得到两个不同的基本共振频率和个别运作的频段。

在理想情况下(请配合参阅图2A、2B、2C)，假设运作频宽(OperatingBandwidth)在2.5∶1的电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)时，如果传导板A的中心频率为f1比f0稍低，且传导板B的中心频率为f2比f0稍高，最好同时联合该二元件以创造一天线具一较宽的运作频宽。因此，如果要使一个PIFA天线具一宽的运作频宽，且该天线的频率中心被期待为f0的频率，该习知技术让我们知道该天线可设计成如上述具一狭缝115的设计，以将该传导板110分割为二。

但是，众所周知，上述PIFA天线至少有一严重问题，即当电路板震动时天线会跟着电路板晃动，使得影响天线的频谱响应机会上升，因此上述该天线如果没有额外的绝缘结构170装置支撑则会有晃动的问题产生。而且，上述的习知技术很难调校该天线的阻抗值，除非重新规划该狭缝115的位置或形状。

美国专利USP6,714,162号中揭露有一PIFA天线(如图3所示)，其是具一传导板11、一接地板12、一馈入导体13、一第一馈入元件13a、一第二馈入元件13b、一短路导体14、一第一短路元件14a、一第二短路元件14b及一短路寄生元件15。

该短路寄生元件15具一第一寄生边缘15a及一第二寄生边缘15b。该第一寄生边缘15a使该短路寄生元件15连至接地板12，该第二寄生边缘15b距离传导板11底面一pg的缝隙距离，以及一短缝隙sg在该短路寄生元件15与该短路导体14之间。上述的短路寄生元件15可以当成调校元件以控制传导板11的较高的共振频率，通过调校短路寄生元件15的尺寸，是可达到调整PIFA天线的阻抗。

由于PIFA天线的各部分尺寸、夹角直接与其阻抗值相关，且该阻抗值直接影响PIFA天线在高频时的射频(RF)表现。而美国专利USP6,714,162所揭露的方法虽可解决上述习用的缺点，达到可调整PIFA天线阻抗的功效，但其仍有容易发生振动的问题尚未获得解决。因此，使PIFA天线的各部尺寸更稳固是将PIFA天线应用于行动通讯装置的重要课题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是在于提供一种改良式平面倒F型天线，通过配置固定元件，以解决现有天线容易发生振动的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种改良式平面倒F型天线，该天线包括：一馈入板、一射频板、一接地板及一连接该射频板与该接地板的短路导体，其特征在于：

该天线的横段面大致呈一四面框形体，且该馈入板及该接地板分别延伸一导体，该二导体相邻近，并于该接地板朝向该射频板一端向外延伸一折板，该折板上穿设有一固定元件，以将该天线固定于电子装置上。

所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该馈入板的长度是19.60mm，宽度是3.20mm。

所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该接地板的长度是28.60mm，宽度是4.00mm。

所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该固定元件包括：螺栓或螺丝或铆钉。

所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该固定元件的材料包括金属导体材料或绝缘材料。

所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该固定元件为一倒勾，该倒勾直接将该天线勾扣于电子装置的基础上。

所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该射频板上设置有一调整天线阻抗值的垂片。

所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该射频板的长度是28.40mm，宽度是4.00mm。

所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该电子装置的基础是一电路板。

本实用新型还提供一种改良式平面倒F型天线，该天线包括：一馈入板、一射频板、一接地板及一连接该射频板与该接地板的短路导体，其特征在于：

该天线的横段面大致呈一四面框形体，且该馈入板及该接地板分别延伸一导体，该二导体相邻近，并于该接地板朝向该射频板一端向外延伸一折板，且该折板上设有一倒勾，以将该天线固定于电子装置上。

所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该倒勾的材料包括绝缘材料。

综上所述，本实用新型所揭露的改良式平面倒F型天线，是由一金属薄板裁切拗折而成，其横段面大致是呈一四面框体，其主要是包括一馈入板、一射频板、一接地板及一短路导体，其中该馈入板与接地板各延伸一导体，且前述二导体是相邻近，该接地板至少一端向外延伸有一折板，该折板上穿设有一固定元件，以供将该天线固定于一特定装置的基础上。由于本实用新型所揭露的PIFA天线各部分尺寸、夹角皆有较小的自由度，因此天线整体的阻抗值不易因行动通讯装置的振动而产生改变，故该PIFA天线具有较稳定的射频表现。

【附图说明】

图1是习用PIFA天线的立体外观图。

图2A、图2B、图2C分别是习用PIFA天线的传导板A、传导板B和传导板A+B的传导频率图。

图3另一习用PIFA天线的立体外观图。

图4是本实用新型的立体外观示意图。

图5是本实用新型的侧视状态示意图。

图6是本实用新型另一实施例的立体外观示意图。

图7是本实用新型的组装状态示意图。

图8是本实用新型另一实施例的立体外观示意图。

图9是本实用新型的本实施例的史密斯图。

图10、11是本实用新型的阻抗值转换图。

图12A、12B、12C、12D是本实用新型的规格示意图。

图12E是图12B的A-A剖视图。

【具体实施方式】

首先，请参阅图4、5所示，是本实用新型较佳实施例的立体外观示意图及侧视状态示意图。如图所示，本实用新型的改良式平面倒F型天线(PIFA天线)，该天线是由一金属平板裁切拗折而成，其主要是包括一馈入板1、一射频板2、一接地板3及一短路导体4。其中，该馈入板1延伸一馈入导体11，接地板3延伸一接地导体31，且上述的馈入导体11与接地导体31不接触地相邻近。此外，该接地板3两端向外各延伸有一折板5，各该折板5上分别设有一穿孔51。此外，可于该射频板2上设置垂片21，是用来调整天线的阻抗值。其中，该馈入板1的长度是为19.60mm，宽度是为3.20mm，该射频板2的长度是为28.40mm，宽度是为4.00mm，该接地板3的长度是为28.60mm，宽度是为4.00mm。另外，该接地板3邻近折板5的位置处可为一拗折状(如图4所示)。然，请参阅图6所示，是本实用新型另一实施例的立体外观示意图，上述的拗折状可进一步为一平板状。

接着，请参阅图7，是本实用新型较佳实施例的组装状态示意图。如图所示，一般用于沟通行动通讯装置与天线间讯号的同轴导线7是一种至少具有中央导体71及外层金属编织屏蔽网72。该同轴导线7中央导体71主要是作为讯号传递之用，而该环绕于中央导体71外的金属编织屏蔽网72主要是防止或降低传递于中央导体71上的讯号与外界产生相互电磁感应。

当本实用新型所揭露的PIFA天线与该同轴导线7连接时，同轴导线7的中央导体71是固定于馈入导体11上，且该金属编织屏蔽网72与接地导体31电连接，并以接地板3二端折板5上的穿孔51配合固定元件6，将该PIFA天线固定于电子装置(图中未表示)上，使PIFA天线各部可产生振动的自由度降低，且不需使用习知技艺的绝缘结构。其中，上述的固定元件6可以是螺栓、铆钉或螺丝等常见的均等元件。

请再参阅图8，是本实用新型另一实施例的立体外观示意图，由于本实用新型中于上述图7所提的固定元件6是一种将天线固定于电子装置上的机构，因此还可直接在折板5上设置一倒勾或其他扣具，如板锁6a，直接勾扣于电子装置上，以简化组装程序。

此外，一般笔记本电脑无线网路用的射频PIFA天线有两种装置方法，第一种为直接装置于笔记本电脑内的电路板上，第二种是装置在笔记本电脑的金属屏蔽层上，本实施例以下的说明及实验是以第一种装置方式为例，熟悉此项技艺者可由此变化出适用于前述笔记本电脑第二种装置方式的PIFA天线。

在本较佳实施例中，由于PIFA天线是利用固定元件6而固定于电子装置内，若该固定元件6为金属导体材料制成，则在检视该天线传输高频讯号的射频特性时应将该固定元件6视为PIFA天线的一部份；但本实用新型并不因此一较佳实施例的揭露而限定以金属导体材料制成的固定元件6才可适用，熟悉此项技艺者当可以绝缘材料制成的固定元件6或其均等物件加以替代。

且由于本较佳实施例中所使用固定元件6的几何形状为一圆柱状，因此，在假设无其他辅助的固定装置的情况下，本实施例是自接地板3二端各向外延伸一朝射频板2拗折的折板5，且各折板5中央皆有一金属导体材料的固定元件6；但在行动通讯装置内若另外设有固定辅助装置时，包括但不限于，笔记本电脑外壳上的特殊设计，只需一折板5及一固定元件6即可固定PIFA天线。又本较佳实施例中，该射频板2上设置垂片21，此是为方便调整PIFA天线的阻抗值而设，因此，熟悉此项技艺者可参考本实施例揭露的尺寸加以调整变化，同时调整PIFA天线阻抗值的垂片也不一定要设计于与本实用新型相同位置亦不需限定其外形。

请参阅图9、10、11所示，是本实用新型较佳实施例的史密斯图及本实用新型较佳实施例的阻抗值转换图。如图所示，依电磁学原理可知，PIFA天线的阻抗值越接近导线的阻抗值，该导线与PIFA天线的组合在传输射频讯号时有越低的讯号回归损失(Return Loss)；换言之，导线与PIFA天线的组合可传递(发射或接收)射频讯号的能力越强。一般用于笔记本电脑内与PIFA天线连接的同轴导线是一种阻抗值约为50Ω的规格品，因此本较佳实施例的PIFA天线本身的阻抗值越接近50Ω，则该导线与PIFA天线的组合传输的射频讯号越强；反之，若PIFA天线传输的射频讯号越强，则可推知该PIFA天线的阻抗值越接近50Ω(规格品的导线阻抗值)。

依前述条件，本实施例的史密斯图可绘制为如图9所示。依史密斯图所示，将点1、2、3及4四个接近原点(理想阻抗值50Ω)的阻抗值转换成S1.1图(如图10、11所示)，借以观察本实施例的阻抗值并推知本实用新型所揭露的设计是否不利于PIFA天线的高频表现。

在图10、11中，纵轴表示讯号回归损失，其单位为dB；横轴为频率，其单位为GHz。图中可看出本实施例的PIFA天线具有前述四个点分别为讯号损失显著降低的峰值。假设系统可接受的讯号损失为10dB，则图10、11中分别形成一个可被系统接受的频宽分别约为自2.65至3.20GHz及自5.47至6.62GHz，可被系统接受的频宽带各为550MHz及1.15GHz。

由于本实施例中PIFA天线的表现为在PIFA天线在空气中模拟而取得的理想值，实际上当PIFA天线装入电子装置后会受电子装置作动时产生的磁场影响而使PIFA天线收发讯号的频率向下修正约10％；因此可推知本实用新型上述实施例在装入笔记本电脑后容许10dB回归损失时，此一PIFA天线的工作频宽带低频约在2.4至2.9GHz间，高频约在4.9至6GHz之间，此一PIFA天线不但同时符合IEEE 802.11b/g(工作频宽在2.4至2.48GHz之间)及IEEE 802.11a(工作频宽在4.9至5.85GHz之间)三种规范，且频宽皆比IEEE 802.11a/b/g三种规范更宽，另外，为进一步说明本实用新型，图12A、12B、12C、12D是本实用新型的较佳规格示意图，图12E是图12B的A-A剖视图，借此示意本实用新型的较佳实施规格。

Claims

1、一种改良式平面倒F型天线，该天线包括：一馈入板、一射频板、一接地板及一连接该射频板与该接地板的短路导体，其特征在于：

该天线的横段面是一四面框形体，且该馈入板及该接地板分别延伸一导体，该二导体相邻近，并于该接地板朝向该射频板一端向外延伸一折板，该折板上穿设有一固定元件，以将该天线固定于电子装置上。

2、如权利要求1所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该馈入板的长度是19.60mm，宽度是3.20mm。

3、如权利要求1所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该接地板的长度是28.60mm，宽度是4.00mm。

4、如权利要求1所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该固定元件包括螺栓。

5、如权利要求1所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该固定元件包括螺丝。

6、如权利要求1所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该固定元件包括铆钉。

7、如权利要求1所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该固定元件的材料包括金属导体材料。

8、如权利要求1所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该固定元件的材料包括绝缘材料。

9、如权利要求1所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该固定元件为一倒勾，该倒勾直接将该天线勾扣于电子装置的基础上。

10、如权利要求1所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该射频板上设置有一调整天线阻抗值的垂片。

11、如权利要求1所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该射频板的长度是28.40mm，宽度是4.00mm。

12、如权利要求1所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该电子装置的基础是一电路板。

13、一种改良式平面倒F型天线，该天线包括：一馈入板、一射频板、一接地板及一连接该射频板与该接地板的短路导体，其特征在于：

该天线的横段面为一四面框形体，且该馈入板及该接地板分别延伸一导体，该二导体相邻近，并于该接地板朝向该射频板一端向外延伸一折板，且该折板上设有一倒勾，以将该天线固定于电子装置上。

14、如权利要求13所述的改良式平面倒F型天线，其特征在于：该倒勾的材料包括绝缘材料。