TW200803051A - Broadband antenna - Google Patents
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200803051
· X W2982PA _ 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種寬頻天線,且特別是有關於一種 利用偶極天線侧端饋入以提高天線頻寬之寬頻天線。 【先前技術】 雖著技術之演進對寬頻天線之需求愈來迫切,以數位 電視為例,Ik著數位電視的正式開播,現在只要藉由可攜 ⑩式電視(PohableTV)等商品,即可方便地收看數位電視。 數位電視是將電視訊號由類比訊號轉換為數位訊號的電 視系統,而目前台灣係採用歐洲所制定的DVB—T(Digital
Video Broadcasting-Terrestrial)系統。DVB-T 系統之調 變(COFDM)標準信號能有效地解決多重路徑(multi—阳让) 干擾的問題,同時歐規系統可以構成單頻廣播網(Single
Frequency Network,SFN)以增加可用之頻譜資源,且歐 規系統更具有行動接收(mobile reception)之特色,在車 速高達130公里時仍可收看電視。 舉例來說,早期為了改善安裝於車輛上之DVB_T接收 機之行動接收性能,衍生出先進通道估測及利用雙夭線接 收再作分集合併等技術,然必須付出較高之複雜度、硬體 成本及功率消耗。現今市面上常見之傳統數位電視接收天 線’當應用於車輛上時大多採行單極天線,利用車輛之金 屬外殼作為單極天線之接地面,然僅具有尚堪使用之接收 效果’同時亦破壞車輛整體外觀美感。若將天線置玫於車 7 200803051、
· iW2982PA • 輛内部,則會因為車輛金屬外殼之屏蔽作用而無法順利接 收訊號。 後來發展出利用偶極天線技術之數位電視接收天 線,然傳統偶極天線饋入的方法,均使用一同軸餚入傳輸 線由偶極天線之中央以對稱之方式饋入訊號,但如此一 來,將使得同轴饋入傳輸線勢必無法平行於偶極天線兩臂 的延伸方向。如此一來,於實際應用上,同軸饋入傳輸線 將需垂直於數位電視接收天線,導致數位電視接收天線整 ⑩ 體所需要的空間大幅增加,如若將數位電視接收天線安裝 於車輛上時,更會破壞車輛整體外觀美感。此外,當數位 電視接收天線之輻射導體寬度較窄時,會產生頻寬不足之 問題。 【發明内容】 有鑑於此,本發明提出一種寬頻天線,利用侧端饋入 訊號的方式,使得作為饋入線路之同軸饋入傳輸線得以順 ⑩ 著天線之輻射導體之方向延伸,使天線尺寸縮小且扁平 化,同時亦提供寬頻操作頻寬,兼顧天線性能、外觀與配 置便利性。 根據本發明提出之寬頻天線,包括一介質基板、一輻 射導體以及一分隔縫隙。輻射導體位於介質基板上,具有 第一侧邊及第二侧邊,第一側邊相鄰於第二侧邊,且第一 侧邊之長度大於第二侧邊之長度,第二側邊具有第一饋入 點及第二饋入點。分隔缝隙之第一端開口於第一侧邊,分 8 200803051
二達編鱿:HV2982PA • 隔缝隙之第二端開口於第二侧邊。分隔缝隙將輻射導體分 隔為第一子輻射導體及第二子輻射導體。其中,第一饋入 點位於第一子輻射.導體,第二饋入點位於第二子輻射導 體。 為讓本發明之寬頻天線特徵能更明顯易懂,下文配合 所附圖式,以若干可實施例作詳細說明如下: 【實施方式】 • 本發明之寬頻天線,利用侧端饋入訊號的方式,使得 作為饋入線路之同軸饋入傳輸線得以順著天線之輻射導 體之方向延伸,使天線尺寸縮小且扁平化,同時亦提供天 線較佳之寬頻操作頻寬,兼顧天線性能、外觀與配置便利 性。本發明之寬頻天線,其利用侧端饋入以提高操作頻寬 之特點係適用於各種不同頻段之天線,凡是採用偶極天線 結構之天線,不論其應用之頻段為何,均能應用本發明所 採用之側端饋入法,使得天線具有較寬之頻寬,同時亦能 ®有較佳之空間配置。 請參照第1圖,其繪示乃依照本發明一可實施例之寬 頻天線之示意圖。寬頻天線100包括介質基板110、輻射 導體120以及分隔缝隙130。輻射導體120可以為一輻射 金屬片,亦可以為其他導電物質,例如為氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ΙΤ0),其係以印刷或姓刻的方式置放於介質 基板110上。輻射導體120具有第一側邊121及第二側邊 122,第一侧邊121相鄰於第二側邊122,第一側邊121之
;W2982PA 200803051 長度大於第二侧邊122之長度,第二侧邊122具有第—饋 入點125及弟二饋入點126。 分隔缝隙130之第一端131開口於第一側邊121,第 一端132開口於第二侧邊122,分隔縫隙130將輻射導體 120分隔為第—子輕射導體123及第二子輻射導體124。 其中’第一饋入點125係位於第-子輜射導體123之分隔 缝隙第二端132處。第二饋人點126係位於第二子輻射導 體124之分隔缝隙第二端132處。此外可於應用實施時, 開口於第一侧邊之分隔缝隙之第一端,係使第二子輕射導 體之長度趨近第一側邊長度之1/3。 於寬頻天線100 +,第一饋入點125及第二饋入點 126係用以饋人傳輸線接收—射頻訊號,以使得 幸田,,體12G激發第—共振㈣及第二共振模態。第二共 純怨係相鄰於第—共振難,且寬頻天線1GG係依據第 /、振板悲及第二共振模態而具有一寬頻頻寬。再者可於 _ f用實施時’開°於第—侧邊之分隔缝隙之第-端,係使 弟—子_射導體之長度趨近第二共振模態之1/4波長。 本實施例係以第一侧邊之長度為215mm、第二侧邊之 長度為10mm及第二子輻射導體之長度為74麵作說明。 來昭楚〇 — 明 ,二弟2圖,其繪示乃依照本發明一可實施例之寬頻天線 共振板恕之電流路控不意圖。由第2圖可知,第二 子輻射導體124流通之電流所產生之輻射電磁場會與位於 下方之部份之第一子輻射導體123流通之電流所產生之輻 射电磁場互相抵消,經由C=fx又公式可以知道,第一共 200803051
二達編號:i’W2982PA 振模態係發生於頻率510MHz時。請參照第3圖,其纷示 乃依照本發明-可實施例之寬頻天線於51〇MHz之轄射p 型圖。由第3圖中可知,本實施例於510MHz時,在 平面(水平面)產生大致為全向性輻射之場型,相當適合 寬頻天線之實際應用。 ° 请麥照第4圖,其繪示乃依照本發明一可實施例之, 頻天線之第二共振模態之電流路徑示意圖。由第4圖可 •知,第二子輻射導體124流通之電流所產生之輻射電礙場 會與位於下方之部份之第一子輻射導體123流通之電流戶$ 產生之輻射電磁場互相抵消,且整個共振路徑長度約為第 一共振模恶之整個共振路徑長度之2倍。故經由c二以入 a式叮以知道’弟—共振模態係發生於頻率740MHz時。 請參照第5圖,其繪示乃依照本發明一可實施例之寬頻天 線於740MHz之輻射場型圖。由第5圖中可知,本發明實 施例於7401Hz時,在x-z平面(水平面)產生大致為全向 鲁性輻射之場型’亦相當適合於寬頻天線之實際應用。 睛參照第6圖,其繪示乃依照本發明一可實施例之寬 頻天線與傳統偶極天線之返回損失量測比較圖。第6圖 中’ 62係為本發B月之寬頻天線1 〇〇之返回損失量測結果, 61係為傳統偶極天線之返回損失量測結果。63係為本發 明實施例之第一共振模態,64係為本實施例之第二共振模 ,%。如圖所示,在駐波比(V〇itage Standing Wave Ratio, VSWR)2· 5的情形下,本發明之寬頻天線100具有寬頻頻寬 470〜860MHz,遠大於傳統偶極天線之頻寬約5〇〇〜600MHz。 11
JW2982PA 200803051 明麥知表1,其為早極天線、傳統偶極天線及本發明 實施例之寬頻天線之比較表。 單極天線 傳統偶極天線 本實施例 大小(mm3) 142x30x30 202x49x0.2 215x10x0.4 頻寬anz) 470〜600 500〜600 470〜860 增益(dBi) 2 2 2 駐波比(VSWR) <3 <3 <2· 5 由表1可知,本發明之寬頻天線100在不減損增益的 情況之下,具有較低之駐波比,亦即具有較低之返回損 失,降低功率消耗,同時,亦具有較寬之寬頻頻寬 470〜860MHz,當本發明之寬頻天線1〇〇應用於數位電視接 收天線時,能適用於各國之數位電視頻段。且本發明之寬 v員天線100之表面積及薄度與前二者相比較,其表面積更 /J亦更平面化,故當應用領域為車用之數位電視接收天線 %,本發明之寬頻天線將適合附著於車輛駕駛前方之擋風 玻璃附近而不影響車輛整體外觀美感及駕駛人視線。 上述之寬頻天線100,其中分隔縫隙13〇係為一步階 形狀。隔縫隙130之形狀並不限定於此,只要分隔缝 隙130能將輻射導體12〇分隔為第一子輕射導體123及第 一子輻射導體124均不出於本發明之範圍内。請參照第7 圖,其繪示乃依照本發明之寬頻天線之另—例之示意圖。 寬頻天線700中,分隔縫隙73Q係為一直線雜,其將輕 12 200803051
二建獅航]W2982PA " 射導體720分隔為第一子輻射導體723及第二子輻射導體 724。請參照第8圖,其繪示乃依照本發明之寬頻天線之 再一例之示意圖。寬頻天線800中,分隔縫隙830係為一 直線形狀,其將輻射導體820分隔為第一子輻射導體823 及第二子輻射導體824。 本發明所揭露之寬頻天線,利用侧端饋入訊號的方 式,使得作為饋入線路之同軸饋入傳輸線得以順著天線之 輻射導體之方向延伸,使天線面積縮小且扁平化,同時亦 • 提供天線較佳之寬頻操作頻寬,適用於各種頻段之天線。 此外,當應用於車用之數位電視接收天線領域時,本發明 之寬頻天線亦適合附著於車輛駕駛前方之檔風玻璃附近 而不影響車輛整體外觀美感及駕駛人視線,兼顧天線之性 能與外觀。 綜上所述,本發明内容雖以若干實施例揭露如上,然 其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常 知識者,在不脫離本發明之精神和範圍内,當可作各種之 ❿ 更動與潤飾。因此,本發明之保護範圍當視後附之申請專 利範圍所界定者為準。 13 200803051
二溼編號· 1W2982PA … 【圖式簡單說明】 第1圖繪示依照本發明一實施例之寬頻天線之示意 圖。 第2圖繪示依照本發明一實施例之寬頻夭線之第一 共振权悲之電流路徑不意圖。 第3圖繪示依照本發明一實施例之寬頻天線於 510MHz之輻射場型圖。 第4圖繪示依照本發明一實施例之寬頻天線之第二 ⑩ 共振模態之電流路徑示意圖。 第5圖繪示依照本發明一實施例之寬頻天線於 740MHz之輻射場型圖。 第6圖繪示依照本發明一實施例之寬頻天線與傳統 偶極天線之返回損失量測比較圖。 第7圖繪示依照本發明之寬頻天線之另一例之示意 圖。 第8圖繪示依照本發明之寬頻天線之再一例之示意 200803051
二逆_肌· iW2982PA — 【主要元件符號說明】 100、700、800 :寬頻天線 110 :介質基板 120、720、820 :輻射導體 121 :第一侧邊 122··第二侧邊 123、 723、823 :第一子輻射導體 , 124、 724、824 :第二子輻射導體 ⑩ 125:第一饋入點 126 :第二饋入點 130、730、830 :分隔缝隙 131 :第一端 132 :第二端 61 :傳統偶極天線之返回損失量測結果 62 :寬頻天線100之返回損失量测結果 63 :第一共振模態 • 64 :第二共振模態 15
Claims (1)
- 200803051 二連獅弧· iW2982PA ‘ 十、申請專利範圍: 1. 一種寬頻天線,包括: 一介質基板; 一輻射導體,係位於該介質基板上,該輻射導體具有 第一侧邊及第二侧邊,該第一侧邊係相鄰於該第二侧邊, 且該第一侧邊之長度大於該第二侧邊之長度,該第二侧邊 具有第一饋入點及第二饋入點;以及 一分隔缝隙,該分隔缝隙之第一端係開口於該第一侧 ⑩ 邊,該.分隔缝隙之第二端係開口於該第二侧邊,該分隔缝 隙係將該輻射導體分隔為第一子輻射導體及第二子輻射 導體; 其中,該第一饋入點係位於該第一子輻射導體,該第 二饋入點係位於該第二子輻射導體。 2. 如申請專利範圍第1項所述之寬頻天線,其中該 輻射導體係為一輻射金屬片。 3. 如申請專利範圍第1項所述之寬頻天線,其中該 ❿ 輻射導體係為一氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ΙΤ0)。 4. 如申請專利範圍第1項所述之寬頻天線,其中該 輻射導體係印刷或蝕刻於該介質基板上。 5. 如申請專利範圍第1項所述之寬頻天線,其中該 分隔缝隙係為一步階形狀。 6. 如申請專利範圍第1項所述之寬頻天線,其中該 分隔缝隙係為一直線形狀。 7. 如申請專利範圍第1項所述之寬頻天線,其中該 16 200803051 二违麵肌· TW2982PA ^ 分隔缝隙係為一平滑曲線形狀。 8. 如申請專利範圍第1項所述之寬頻天線,其中開 口於該第一侧邊之該分隔缝隙之該第一端,係使該第二子 輻射導體之長度趨近該第一侧邊長度之1/3。 9. 如申請專利範圍第1項所述之寬頻天線,其中, 該第一饋入點及該第二饋入點接收一射頻訊號,使得該輻 射導體激發第一共振模態及第二共振模態,該第二共振模 態係相鄰於該第一共振模態,且該寬頻天線係依據該第一 ⑩ 共振模態及該第二共振模態而具有一寬頻頻寬。 10. 如申請專利範圍第9項所述之寬頻天線,其中該 射頻訊號系由一同軸饋入傳輸線所傳送。 11·如申請專利範圍第9項所述之寬頻天線,其中開 口於該第一侧邊之該分隔缝隙之第一端,係使該第二子輻 射導體之長度趨近該第二共振模態的1/4波長。17
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