TW201019539A - Wideband antenna - Google Patents

Description

201019539 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關寬頻（broadband)天線。 【先前技術】 譬如，在汽車用的天線方面需要將AM/FM無線電、 VICS(Vehicle Informationd Communication System)、GPS、 电視(VHF/UHF 頻 T]r)、ETC(Electronic Toll Collection system) 等對象頻率相異的複數天線設置在車内或車外。

這些各天線宜為被配置地儘可能精簡小型化 (compact)。但是若使得天線彼此接近，則由於電磁耦合天 線將會互相干涉。有著一個問題是：由於此一干涉的影響 可能造成這些天線會無法正常發揮機能。於此，在避開天 線之間的干涉之目的下，必須考慮各天線的適當間隔和佈 置。 天線和關聯的機器之間以纜線連接。為此，使用相異 天線的複數無線機器並存之情況時，有著規 繁 雜之問題。 于糸 v 一 热琛LAJN等無線通訊中，各種 用。特別是近幾年提倡的UWB(Ultm職 要处二」吏i〜1 G.6GHZ極為寬廣的頻帶。為此，極需 月b句涵蓋如此寬廣頻帶的寬頻天線。 在專利文獻1的UWB天線中，使得兩張基 的另-端連域線。使此，線 【專利文獻1]日本國特開2005-277501號公報。 3/15 201019539 然而’從實驗結果得知：在專利文獻！的UWB天線中， 實現-般為天線所miodB以下的回波損耗(電壓駐波 比相當於2.0以下靡帶並沒有寬心愧_蓋義上波數 位電視的470MHz。 圖6(A)是具有-邊為25mm的正方形(每邊25_天線 元件3㈣天線40A之正視圖。圖6(b)是具有—邊為％麵 的正方形(每邊50mm)天線元件3〇的天線侧正視圖。 如圖6⑷及圖6⑻所示，構成天線元件3〇,3〇的兩張 正方形的薄金屬板被配置成對直線31騎稱性。天線元件 30, 30與角部32,32被配置為互相接近。帶狀腳部％ %， 從角部32,32平行延長來沿著直線M形成微小間隙K。在 腳部33㈣端33 a連接有導線35。換句話說，外端如 作為供電點Q發揮機能。紐36使私線4 的電子電路(接收機等）。 圖7係示出此一圖6(A)及圖6(B)各自所示的 40A,備的喊損耗的實測結糊。橫料祠 、、， 縱軸表相波祕(勢如關7中所得

以下的回波損耗之頻帶WA，WB極窄 1〇dB 【發明内容】 、之貫用性。 ☆本發明之目的在於：以簡單的形狀和構 見頻天線，其與向來之頻帶相比，能 、 八 中獲得作為天線極為實用__耗。充刀寬廣之頻帶 並且，本發明之天線尚有另一目 :複數的無線通訊系統的每一系統所需的多個== 合。進而，本發明之目的在於：經由 ，以、、充 的規線配線。 、、’ s來簡化繁雜 4/15 201019539

本發明之寬頻天綠 B 線元件和平坦且具導電性^ *平坦且具導電性的1對天 元件被配置成與對對帶狀供電腳部；上述天線 之間具有微小間較，上述帶狀供電腳部彼此 述帶狀供電腳部在上述夭f成與上述對稱軸為線對稱；上 接上述天線元件上件互相最為接近的鄰接部連 離上述連接部而變大_狀供電腳部的各自寬度，隨著遠 參 根據其中一種實施方戎 :切線方心上㈣料上述 具有州，地⑽频在中央 ，據其種實施方式，上述天線元件為實 /。’讀圓的長轴與上述對稱轴相交之角度為40。〜1〇〇 :橢圓的長軸與上述對稱 根據其中—種實施方式，上述」 軸相交的角度為約90。。 述腳=3—種實财式，經域得上敍線元件及上 二 光透射率為70%〜95%，將能夠以肉眼透視。 設在汽車的麵t施方式，將上敍線元似上述腳部 天後經^麵科料寬廣鮮的敎时損耗特性的 2上較棘㈣❹聰觀、進而涵蓋 5/15 201019539 【實施方式] 以下參照_詳細制本發明之實施方式。 係根 系根據本發明第1實施方式之正視圖。圖2 據本發明第2實施方式之正視圖。 圖2 具備-對平坦且具導電_天線元件u

即直線L為對稱。-對平坦而具A 線元ii!T2,2從天線元件U的鄰接部5,5突出。使天 線兀件1，1和腳部2,2 一體形成。 之天 接部2,2被配置成對上述直線4線雜並相互鄰 接，而在其之間具有微小間隙G。 供=部2,2 ’在天線元件u互相最接近的 天線7L件1，1連接。 h、 、土腳部2,2各自沿著外端方向c、即沿著從連接部s逐漸 运離的方向’見度尺寸w逐漸增加^具有向外擴散形狀的 腳4 2和天線讀丨宜為以—張金屬薄板構成。具體而言， 天線元件1及腳部2由厚度尺寸τ(圖略)為1〇〇/zm以下的 fu A1 / Ag、Au等金屬薄板(金屬箔）或金屬氧化物膜(IT〇 或Sn=系等)構成，經由貼於玻璃和電子基板等來實現。 尸譬如，能夠貼於汽車的擋風玻璃、後擋風玻璃或窗玻 璃等玻璃面來使用。若是使得天線元件1，1及腳部2,2設定 成可視光的透射率為7Q%〜95%，則將能夠以肉眼透視。 ，此^線το件1，丨及腳部2,2將能夠經由網狀物型、或是極 薄（譬如0.05#m)的金屬薄膜或金屬氧化物膜來加以實現。 並且’為了將天線元件U及腳部2,2貼在玻璃上，只 要在玻璃上塗佈接著劑或黏著劑等即可。或者是，也可以 把天線元件1，1及腳部2,2燒烙在玻璃上加以疊層。在其他 6/15 201019539 力Si中元件U及腳部2,2失於玻璃層之間 -對腳情況都包含在本發明之範圍内。 側隨著朝向錯元，係被形成為從外端2八— 換句話說，微小間隙、，卩5 一側逐漸增加的錐狀。 向c逐漸減少。 ’從接近部位5的-側向著外端方 央區域:::上::f實質為橢圓形’但是圖1中，在中 m ? 4,以形狀的實質橢圓形的窗部3,而構成 在閉圓％。圖2中，則不存在此—窗部3。 稱成 纜線6將天線與電子電路(放大器和過據器等條合 4 6，以導線(即導線)7在供電點E連接腳部2的外端編。 供電點E宜為靠近微小間隙G附近 設置在腳部2,2的角部。 置換3之’且為 弧形腳部2的外側邊部8被形成為大的曲率半徑之凹狀圓 參 如圖卜圖2所示，從天線元件i ，端筒平滑的圓弧形，而且，上』 疋平滑的圓弧形。可以說’由於圖！、圖2 外形具有實質地形，因此最外端部 接=牛二的 成為圓弧形。 鄰接邻5被形 俨俨部5關弧形的假想圓弧(假想曲線）、即大 體橢0形的小曲率半徑部（时曲 p大 上，接合有卿部2的内邊部9而形成接^目接的切線方向 旧、圖”，天線元件= S(虛線所示)。

與對稱轴L相交的角度二。為2_形，其長軸U 邻又叼用度β馮90。因此，腳部2 垂直的方向與天線元件丨_接部5接合，= 7/15 201019539 的接合部s。接合部s的圓弧長度充分大於腳部2的寬度 W之最小值。 圖1中，使得天線元件1的橢圓整體面積(即圖2天線 元件1的面積)為S0、並使窗部3面積為S3，使得滿足下 列公式1地來設定面積比例（以1〇〇分比表示）。換言之，在 下限值中也包含圖2。 0%^S3/S0^35%-(1) 圖4、圖5各自示出第3、第4實施方式。天線元件卜 其外形為實質橢圓形，與上述實施方式同樣。圖4、圖$實 施方式中長軸L1與一條直線L的相交角度0為翎。，這: 點與圖卜® 2中所示的第i、第2實施方式不同。根據本 發明，若是將從腳部2的外端2A 一側向天線元件丨方向延 伸的直線L、與長軸L1所形成的角度比表示為0，則宜為 設定成40。Μ 9〇〇。，若是e未滿下限值、或是超越上限 值的其中之一情況時，低頻域的特性將急劇下降。 沿著圖4、圖5所示的腳部2的直線L之長户，與圖卜 圖^目較為小。假設從天線元件！的重心點（中^刚聊部 2的外端2A之長度與圖卜圖2相同。在天線元件】中， 譬如，如囷4、圖5所示為㈣5。、即從斜方向 對稱軸L相交的話，則接合部s將位於比腳部2還=方 因，：腳部2的長度減少。外側端部8，被形成為直線邊。 如走地，各腳部2為隨著朝向外端方向c 加的實㈣。 ^急獻 =圖4、圖5所示實施方式的上述以外之結構， 圖2為同樣符號的係為相同結構。圖4、圖5 ” Θ 最外端部10位於遠離長軸L1的位置，但為圓弧^二5有 8/15 201019539 角的形狀，這一點與圖1、® 2相同。 圖3所示圖，係示出圖} 率特性。率(GHz) / β方式巾所實測的頻 』丄κ轴為回波損耗(dB)。師而 &，此貫施方式中，材質為仏 ）、體而 元件1的沿著絲L1的長h 尺寸為35/zm ’天線 的長度尺寸為100mm，短軸 70mm，窗部3的_長軸尺+ i ㈣尺寸為 40mm，S3/SG=33%，從絲ϋ為7Gmm ’短軸尺寸為 劝攸長軸L1到腳部2的外端2A之距齙 外端2A的邊的長度為35inm，外側端部8的曲 率+徑為5Qmm，微小間隙G的外端2續近的值為〇,5_。 從圖3得知：示出前述的_1〇犯的線N以下的損 (dB=頻帶We為充分寬廣。換言之，從解&到高頻率 的見頻中，獲得了-i〇dB的線N_]Q以下的回波損耗。具體 而言，fL=〇.4GHz、fH=7.9GHz。若是使得兩者中間的頻率、(即 平均頻率)為f〇，本發明將滿足以下公式2之情況定 “寬頻，，天線。 (ίΗ-4)/ίΌ^ 1.0 -(2)

圖3所示之實施方式為：(40=7.9-0.4=7.54 = 7 9+〇句 +2=4.15。因此，（fH_fL)/f〇==7.5+4.15=1.8卜在充分寬廣的頻 帶顯示-10dB以下的適宜之回波損耗特性。 並且，在圖1或圖2中，經由將腳部2的形狀與尺寸、 以及微小間隙G予以最適化，如圖3中兩點鏈線]vj所示， 也將能夠涵蓋UWB通訊用的l〇.6GHz，這一點已經根據本 發明之發明人獲得確認。 圖3中，橫軸的fl〜£2、f3、f4、f5、f6、Γ7〜岱各符 號顯示出現在在日本所使用的主要頻率，如以下表1。 9/15 201019539 【表Π

符號 使用頻率 用途 f1 〜f2 470MHz 〜770MHz 地波數位電视 f3 1575MHz GPS f4 2.45GHz 無線LAN (IEEE802.11b/e) f5 5.25GHz 無線LAN (IEEE802.11a) f6 5.8GHz ETC f7 〜f8 3.1GHz 〜10.6GHz UWB 從表1與圖3所得知’本發明實現了：將涵蓋地上波 數位電視、GPS、無線LAN、ETC等統合的單一寬頻天線。 譬如’若是汽車的擋風玻璃等貼上本發明的寬頻天線，將 極為有用。並且，若是與顯示向來技術例的圖7之圖表相 匕，能夠得知.顯示本發明的實施方式之圖3圖涵蓋多寬 ，的頰帶。根據本發明將能夠提供一種天線，其具有如圖3 兩點鏈線Μ所示的、也能夠適用於υψΒ通訊之寬頻特 薏成姐 r，將—對薄片面狀天線元件1，] 線L為綠條直線L為線對稱。進一步地，把對上述一相 用卿^ f稱具有微小間隙G而互相接近的—對面狀# 突出的“，為從上述天線元件U的互相接近部位 尺寸w $糾上述各腳部2,2為在外端方向C寬 將能_應充錢雜如配電路。其 哄系統的天線。 、、頻▼，迠夠統合複數的無線 、’ 點如來技術令f要錢天線相比 201019539 有利的。由此嘴能夠簡化繁雜的配線，極為有助於如u侧 通訊之類需要非常寬廣頻帶的通訊。並且，由於為薄片面 狀’容易貼附於汽車的擋風玻璃等，實用性高。 ❹ 從天線元件1的上述鄰接部5最為遠離的最外 10，由於是平滑的圓_，並且上述天線it件1的上述鄰 接部5在從作為平滑的圓弧形與該圓轉的假想圓弧相接 的切線方向接合了上述腳部2而形成了接合部s，如圖3 所示，比-10dB的線還要下方的回波損耗曲線僅有一部 緣出陡山肖的山形’顯示出比·臓的線還要越過上方的特: 肖失目此，成為在寬廣頻帶顯示出穩定的回波損耗特 根u種貫施方式，天線元件1為中央區域形成 =!:封_狀，因此在寬廣的頻帶中顯示優良的回 波才貝耗特性。

带而種實施方式，由於天線元件1為大體橢圓 '將，、長軸L1與上述一條直線L相交的角度0設定為 〇 1〇0因此，為簡單的形狀，並顯示出在穩定寬廣^ 頻帶優良的回波損耗特性。 見贋的 根據其巾—種實施方式，天線元件丨為大體擴圓形， 吏付上補度Θ為約90。，經由使得其結構配置為其長輪 與上條直線L垂直，以簡單形狀在極為寬廣的頻帶 -員示出優良的回波損耗特性，將能夠適用於類似 °孔專萬要極為寬廣頻帶之通訊。 根據其巾—種實财式，由於使得天線元件U及 也的可視光的透射率為贿〜95%，因此，將能夠用肉眼 來透視。因此，能夠張貼在汽車和㈣透明麵面來使用。 11/15 201019539 根據其中一種實施方式，由於將天線張貼在汽車的玻 璃面，因此即使天線由薄金屬片（落)構成時也將充分地被加 強，而能夠獲得耐久性。並且，將能夠以不突出的天線來 實現ETC、GPS、無線LAN等汽車所需的各種通訊。 【產業上之利用可能性】 在能夠提供一種於寬頻範圍頻率優良的天線這一點 上，本發明極為有用。 【圖式簡單說明】 圖1係示出本發明第丨實施方式之正視圖。 圖2係示出本發明第2實施方式之正視圖。 口係示與本赉明圖1對應的貫施例之實測結果圖。 圖4係示出本發明第3實施方式之正視圖。 圖5係示出本發明第4實施方式之正視圖。 、圖6(A)係示出具有每邊25娜的元件之向來天線之正 =圖® 6(B)係具有每邊5〇_的元件之向來天線之 圖。 υ 圖7係示出向來天線之實測結果圖。 【主要元件符號說明】 1 天線元件 2 腳部 2Α 外端 3 窗部 5 鄰接部 6 纜線 7 導線 8 外侧邊部 12/15 201019539 9 内邊部 10 最外端部 C 外端方向 G 微:小間隙 L 對稱軸 L1 長轴 S 接合部 Θ 角度

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Claims (1)

1. 201019539 七、申請專利範圍： 1、一種寬頻天線，其具備平垣 線元:::坦且具導電性的〗對帶糾電J 上ii:線几件配置成與對稱軸為線對稱， 與上述=::::彼此之間具有微小間隙並被配置成 參 部連=:::部在上述天線元件互相最靠近的鄰接 變大f述帶狀供電腳部的各自寬度隨著遠離上述連接部而 fit專職圍第1項所記載之寬頻天線n 弧的-部分/兀件的最遠離上述連接部的外緣部構成圓 上述鄰接部包含假想圓弧的—部分， 方向與上述鄰接部的上述假想圓弧相接的切線 方向t將上迷腳部與上述天線元#私_祕 二:申請專利範圍料項所記载之寬頻天線，其中： 述天線轉為在巾央具有窗部之密閉圓環。 t如申請專利範圍第1項所記载之寬頻天線，其中： 上述天線7L件為實質橢圓形， 刚力述橢圓的長軸與上述對稱轴相交的角度為40。〜 b、'如申請專利範圍帛4項所記载之寬頻天線，其中： 、' )¾圓的長軸與上述對稱轴相交的角度為約 90° 〇 6二如申請專利範㈣i項所記載之寬頻天線，其中: 使知上述天線元件及上述腳部的可視光透射率為 14/15 201019539 70%〜95%，能夠用肉眼來透視。 7、如申請專利範圍第1項所記載之寬頻天線，其中： 上述天線元件及上述腳部設於汽車的玻璃面上。

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