TW201308755A - 雙頻天線 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種雙頻天線，包括：一接地部；一連接部，垂直地連接於該接地部；一饋入延伸部，具有一第一端與一第二端，該第一端連接於該連接部，該第二端具有一信號饋入端；一輻射部，平行於該接地部，垂直地連接於該連接部；一第一輻射延伸部，具有一第三端與一第四端，該第三端連接於該輻射部，該第四端往輻射部方向延伸；以及一第二輻射延伸部，垂直地連接於該輻射部。

Description

雙頻天線

本發明是關於一種天線，且特別是關於一種具有多頻帶的平面倒F形天線(Planar Inverted F Antenna)。

近年受到無線通訊裝置諸如手機、筆記型電腦、平板電腦乃至無線接取器(AP)等設備普及的影響，使得用來收發電子訊號的天線也受到重視，尤其是結構簡單的天線更受市場歡迎，其中又以倒F型天線(PIFA)原理運作之天線最受矚目。

一般來說，PIFA的運作是以同軸電纜(Coaxial Cable)的外導體與內導體來分別連接PIFA的接地端與訊號饋入端，以藉由PIFA的輻射部來傳輸訊號，當然也可以不用同軸電纜，改以其它接地單元與訊號傳輸單原來進行。但由於天線的形狀、結構、尺寸影響到天線的匹配阻抗與運作頻率，且各種裝置對天線的需求不盡相同，因此本領域的工程師莫不絞盡腦汁，在天線的結構上不斷做出變革，在最佳化天線的效能之餘，又能減少天線所佔空間，以更加符合市場需求。

本案申請人鑑於習知技術中的不足，經過悉心試驗與研究，並一本鍥而不捨之精神，終構思出本案「雙頻天線」，能夠克服先前技術的不足，以下為本案之簡要說明。

本發明為了克服先前技術中的缺陷，提出一種雙頻天線，具有較寬的天線頻寬，對應不同需求皆具有符合通訊協定的有效使用頻帶，並減少所佔空間，可有效節省開多套模具之成本支出以節省成本，並適合應用在各種環境之無線網路裝置中。

根據上述構想，本發明提供一種雙頻天線，包括：一接地部；一連接部，垂直地連接於該接地部；一饋入延伸部，具有一第一端與一第二端，該第一端連接於該連接部，該第二端具有一信號饋入端；一輻射部，平行於該接地部，垂直地連接於該連接部；一第一輻射延伸部，具有一第三端與一第四端，該第三端連接於該輻射部，該第四端往輻射部方向延伸；以及一第二輻射延伸部，垂直地連接於該輻射部。

如本發明的上述結構的雙頻天線，其中該接地部是位於一第一平面；該連接部與該饋入延伸部皆位於一第二平面；該輻射部與該第一輻射延伸部皆位於一第三平面；該第二輻射延伸部位於一第四平面。該輻射部與該第一輻射延伸部運作於一第一頻帶，第二輻射延伸部運作於一第二頻帶，且該第二頻帶的操作頻率大於該第一頻帶的操作頻率。

如本發明的上述結構的雙頻天線，該接地部更包括一接地端，該接地端是位於該第二平面，且垂直於該接地部來延伸；該饋入延伸部是似U字形結構；該連接部是似L字形結構，具有一長端與一短端，該長端連接於該第一端，該短端連接於該接地部；該第一輻射延伸部，是似U字形結構；該輻射部更包括一第三輻射延伸部，該第三輻射延伸部是垂直於該輻射部所設置的U字形結構，具有一第一延伸端與一第二延伸端，該第二延伸端連接於該輻射部，該第一延伸端往該輻射部方向延伸，該第一延伸端與該第二延伸端是位於該第三平面；該第一輻射延伸部更包括一輻射延伸端，該輻射延伸端是垂直於該第一輻射延伸部來延伸。

又依據上述構想，本發明提供一種雙頻天線，包括：一接地平面；一連接平面，具有一短端連接於該接地平面，以及一長端以一第一方向延伸而連接於一信號饋入端；以及一輻射平面，具有：一本體，平行於該接地平面，且連接於該連接平面；一第一輻射延伸部，連接於該本體，以該第一方向延伸後，經過轉折再以一第二方向延伸；以及一第二輻射延伸部，連接於該本體並以一第三方向延伸。

如本發明的上述結構的雙頻天線，其中該接地平面更包括一接地端，該接地端以該第三方向延伸，並與該連接平面共平面；該連接平面是由一似L字形部與一似U字形部所構成，該似L字形部具有該長端與該短端，該似U字形部具有一第一端與一第二端，該第一端連接於該長端，該第二端具有該信號饋入端，該信號饋入端是以該第三方向延伸；該本體更連接一第三輻射延伸部，該第三輻射延伸部是U字形結構，具有一第一延伸端與一第二延伸端，該第二延伸端以一第四方向延伸後，再以該第一方向延伸而連接於該本體，該第一延伸端以該第四方向延伸後，再以該第一方向往本體延伸；該第一輻射延伸部更包括一輻射延伸端，該輻射延伸端是以該第三方向延伸。

復依據上述構想，本發明提供一種雙頻天線，包括：一第一輻射部；一第二輻射部，連接於該第一輻射部並與該第一輻射部之間形成一平面夾角；一連接部，連接於該第一輻射部；以及一接地部，連接於該連接部，其中該第一輻射部平行於該接地部，該第二輻射部平行於該連接部。

如本發明的上述結構的雙頻天線，其中該接地部更包括一接地端，該接地端與該連接部共平面；該連接部更具有一信號饋入端；該連接部更包括一似L字形部與一似U字形部，該似L字形部具有一長端與一短端，該似U字形部具有一第一端與一第二端，該長端連接於該似U字形部的該第一端，該短端連接於該接地部，該第二端具有一信號饋入端；該第一輻射部更具有一第一輻射延伸部，該第一輻射延伸部是U字形結構，還具有一輻射端與一延伸端，該延伸端連接於該第一輻射部；該第一輻射部更包括一輻射延伸端，以調整輻射部的阻抗匹配。

如本發明的上述結構的雙頻天線，其中該長端、該第一端、以及該延伸端是以一第一方向延伸；該輻射端與該第二端是以一第二方向延伸；該接地端、該信號饋入端、該輻射延伸端以及該第二輻射部是以一第三方向延伸；該第一輻射部更連接一似U字形延伸部，具有一第一延伸端與一第二延伸端，該第二延伸端以一第四方向延伸後，再以該第一方向延伸而連接於該第一輻射部，該第一延伸端以該第四方向延伸後，再以該第一方向往該第一輻射部延伸。

更依據上述構想，本發明提供一種立體天線，具有不共面的四個平面，包括：一接地元件，位於一第一平面；一連接元件，位於一第二平面，更包含一饋入延伸元件與其相連接，且該連接元件與該接地元件相連接，該饋入延伸元件與一饋入訊號相連接；以及一射頻元件，與該連接元件相連接，具有朝不同方向延伸之二射頻部，該二射頻部分別具有二平面，其中一第三平面運作於一第一頻帶，一第四平面運作於一第二頻帶，該第二頻帶的操作頻率大於該第一頻帶的操作頻率，該第三平面與該第四平面間具一夾角，以一平行四邊形的結構配置。

如本發明的上述結構的立體天線，其中該第一平面平行於該第三平面，該第二平面平行於該第四平面。

本案所提出之「雙頻天線」將可由以下的實施例說明而得到充分瞭解，使得熟習本技藝之人士可以據以完成之，然而本案之實施並非可由下列實施例而被限制其實施型態，熟習本技藝之人士仍可依據除既揭露之實施例的精神推演出其他實施例，該等實施例皆當屬於本發明之範圍。

請參閱第一圖。第一圖為本發明實施例之雙頻天線1的斜視圖。雙頻天線1是由導體材質所構成，並以金屬導體材質為較佳，且雙頻天線的各元件，較佳為一平面薄片狀導體，且為一體成形。雙頻天線1的主要元件包括：接地部3、連接部2、輻射部4。接地部3位於一第一平面，更包括接地端31。接地端31是位於一第二平面，且以第三方向D3來延伸(或垂直於接地部3來延伸)。

連接部2位於該第二平面，連接於該接地部3，是由一似L字形部與一饋入延伸部22(似U字形部)所構成，且連接部2是以該L字形部連接於接地部3。饋入延伸部22具有第一端23與第二端24，第二端24具有信號饋入端21，信號饋入端21是以第三方向D3延伸，其形狀與尺寸可依照天線1的阻抗匹配來決定。該似L字形部具有長端25與短端26，長端25是以第一方向D1延伸，並連接於饋入延伸部22的第一端23，短端26則連接於接地部3，較佳為以第四方向D4垂直於接地部3來配置。

輻射部4更包括第一輻射延伸部45與第二輻射延伸部42，其中輻射部4與第一輻射延伸部45皆位於一第三平面，第二輻射延伸部42則位於一第四平面。第一輻射延伸部45為一似U字形結構，更具有第三端(延伸端)46與第四端(輻射端)41，第三端46以第二方向D2延伸而連接於輻射部4，第四端41往輻射部4方向延伸，但第四端41與輻射部4並未連接，輻射部4與第一輻射延伸部45可成為一第一輻射平面，其運作頻帶為2.4GHz～2.5GHz。第二輻射延伸部42是連接於輻射部4，並以第三方向D3延伸(較佳為垂直於輻射部4)，其運作頻帶為5.15GHz～5.85GHZ。

在第一圖中，雖然連接部2與輻射部4相連接，但連接部2延伸而成的饋入延伸部22，並未與輻射部4延伸而成的第一輻射延伸部45相連接。再者，連接部2的似L字形部更具有一凹溝a，饋入延伸部22更具有一凹溝b，第一輻射延伸部45更具有一凹溝c。上述凹溝a、b、c，皆是非封閉型的凹溝，凹溝a具有第一方向D1的開口，凹溝b具有第二方向D2的開口，凹溝c具有第二方向D2的開口，上述凹溝的尺寸也可以依天線操作頻帶或阻抗匹配需要來調整。

請參閱第二圖。第二圖為本發明實施例之雙頻天線1的後視圖。根據第二圖，信號饋入端21、接地端31、第三輻射延伸部44皆是以第三方向D3延伸，分別垂直於其所連接的元件饋入延伸部22、接地部3、輻射部4。

請參閱第三圖。第三圖為本發明實施例之雙頻天線1的下方斜視圖。從第三圖可知，輻射部4更包括第三輻射延伸部44，第三輻射延伸部44是連接並垂直於輻射部4而設置的U字形結構。又，第三輻射延伸部44更具有第一延伸端44a與第二延伸端44b。第二延伸端44b連接於輻射部4。第一延伸端44a的一部分是以第四方向延伸D4後，第一延伸端44a的另一部份則往該輻射部方向(即第一方向D1)來延伸，但未連接於輻射部4。第二延伸端44b的一部分是以第四方向D4延伸，另一部分再以第一方向D1延伸而連接於該輻射平面。第一延伸端44a與第二延伸端44b，雖然與第三輻射延伸部44相連，但卻是各有一部分與輻射部4位於該第三平面。再者，第三輻射延伸部44是用於天線1的阻抗匹配，因此形狀與尺寸也可以根據天線操作頻帶或阻抗匹配需要予以調整。第一輻射延伸部45更包括輻射延伸端43，輻射延伸端43是以該第三方向延伸，用於天線1的阻抗匹配，其形狀與尺寸也可以根據天線操作頻帶或阻抗匹配需要予以調整。

在第三圖中，第三輻射延伸部44更具有凹溝d，凹溝d具有第一方向D1的開口，其尺寸也可以依需要調整。

請參閱第四圖，其為本案雙頻天線1的電壓駐波比(VSWR: Voltage Standing Wave Ratio)的測試圖。編號為1～5的三角標記，其電壓駐波比分別為1.7166(2.4GHz)、1.5799(2.45GHz)、1.6108(2.5GHz)、1.5957(5.15GHz)、1.6948(5.85GHz)。由第四圖可知，在本發明的雙頻天線可運作的四個頻帶，皆有低於2甚至低於1.6的電壓駐波比，算是相當理想的狀況。

表一為本發明的雙頻天線1在2.45GHz、5.15GHz、5.85GHz的通訊頻帶進行天線增益的測試數據表。如表一所示，在符合無線標準規格的運作頻帶中，本發明的雙頻天線甚至超過3dBi的增益，能充分符合市場需求，在雙頻天線中已具有相對理想的表現。

請參閱第五圖，其為本發明的實施例的雙頻天線1的側視圖。從圖中可知，從側面(往第二方向D2)來看的雙頻天線1，以接地平面3、連接平面2(還包括從側面看時，被饋入延伸部22擋住的連接部2)、輻射平面4以及第二輻射延伸部42是以一似四邊形結構配置，中間為空腔，且第二輻射延伸部42與接地平面3不相交。當輻射平面4與第二輻射延伸部42的平面夾角θ為90度時，則接地平面3、連接平面2、輻射平面4以及第二輻射延伸部42是以一似矩形結構配置。但該平面夾角也可以不為90，而介於大於0度小於90之間，這種狀況下，第二輻射延伸部42較佳為與連接平面2平行，且輻射平面4與接地平面3平行，進而使接地平面3、連接平面2、輻射平面4以及第二輻射延伸部42是以一似平行四邊形結構配置。

本發明的另一實施例的雙頻天線1包括：接地平面3；連接平面2，具有短端26連接於該接地平面3，以及長端25以第一方向D1延伸而連接於信號饋入端21；以及輻射平面(4、42、45)，具有：一本體4，平行於該接地平面3，且連接於該連接平面2；一第一輻射延伸部45，連接於該本體，以該第一方向D1延伸後，經過轉折再以一第二方向D2延伸；以及第二輻射延伸部42，連接於該本體並以一第三方向D3延伸。

本發明的又一實施例的雙頻天線，包括：第一輻射部(4、45)；以及第二輻射部42，連接於該第一輻射部並與該第一輻射部之間形成一平面夾角θ。也就是說，第一與第二輻射部兩者間並不一定要垂直，也可以依需要調整其平面夾角θ。或者，根據上述構想，還可以提供一種立體天線，包括：射頻元件4，具有朝不同方向延伸之二射頻部(42、45)，該二射頻部分別具有二表面，其中該二表面間具一夾角θ。

本發明可應用於無線通訊裝置中，例如筆記型電腦、平板電腦、行動電話、無線接取器、以及包含WiFi之顯示器或影音播放器等。

本發明實屬難能的創新發明，深具產業價值，援依法提出申請。此外，本發明可以由本領域技術人員做任何修改，但不脫離如所附申請專利範圍所要保護的範圍。

1．．．雙頻天線

2．．．連接部

21．．．信號饋入端

22．．．饋入延伸部

23．．．第一端

24．．．第二端

25．．．長端

26．．．短端

3．．．接地部

31．．．接地端

4．．．輻射部

41．．．第四端

42．．．第二輻射延伸部

43．．．輻射延伸端

44a．．．第一延伸端

44b．．．第二延伸端

45．．．第一輻射延伸部

46．．．第三端

D1．．．第一方向

D2．．．第二方向

D3．．．第三方向

D4．．．第四方向

a、b、c、d．．．凹溝

θ．．．夾角

第一圖：本發明實施例之雙頻天線的斜視圖。

第二圖：本發明實施例之雙頻天線的後視圖。

第三圖：本發明實施例之雙頻天線的下方斜視圖。

第四圖：本發明實施例之雙頻天線的電壓駐波比的測試圖。

第五圖：本發明的實施例的雙頻天線的側視圖。

1．．．雙頻天線

2．．．連接部

21．．．信號饋入端

22．．．饋入延伸部

23．．．第一端

24．．．第二端

25．．．長端

26．．．短端

3．．．接地部

31．．．接地端

4．．．輻射部

41．．．第四端

42．．．第二輻射延伸部

43．．．輻射延伸端

45．．．第一輻射延伸部

46．．．第三端

D1．．．第一方向

D2．．．第二方向

D3．．．第三方向

D4．．．第四方向

a、b、c．．．凹溝

Claims (10)

1. 一種雙頻天線，包括：一接地部；一連接部，垂直地連接於該接地部；一饋入延伸部，具有一第一端與一第二端，該第一端連接於該連接部，該第二端具有一信號饋入端；一輻射部，平行於該接地部，垂直地連接於該連接部；一第一輻射延伸部，具有一第三端與一第四端，該第三端連接於該輻射部，該第四端往輻射部方向延伸；以及一第二輻射延伸部，垂直地連接於該輻射部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之雙頻天線，其中該接地部是位於一第一平面，該連接部與該饋入延伸部皆位於一第二平面，該輻射部與該第一輻射延伸部皆位於一第三平面，該第二輻射延伸部位於一第四平面，該輻射部與該第一輻射延伸部運作於一第一頻帶，第二輻射延伸部運作於一第二頻帶，且該第二頻帶的操作頻率大於該第一頻帶的操作頻率。
3. 如申請專利範圍第1項所述之雙頻天線，其中該接地部更包括一接地端，該接地端是位於該第二平面，且垂直於該接地部來延伸；該饋入延伸部是似U字形結構；該連接部是似L字形結構，具有一長端與一短端，該長端連接於該第一端，該短端連接於該接地部；該第一輻射延伸部，是似U字形結構；該輻射部更包括一第三輻射延伸部，該第三輻射延伸部是垂直於該輻射部所設置的U字形結構，具有一第一延伸端與一第二延伸端，該第二延伸端連接於該輻射部，該第一延伸端往該輻射部方向延伸，該第一延伸端與該第二延伸端是位於該第三平面；該第一輻射延伸部更包括一輻射延伸端，該輻射延伸端是垂直於該第一輻射延伸部來延伸。
4. 一種雙頻天線，包括：一接地平面；一連接平面，具有一短端連接於該接地平面，以及一長端以一第一方向延伸而連接於一信號饋入端；以及一輻射平面，具有：一本體，平行於該接地平面，且連接於該連接平面；一第一輻射延伸部，連接於該本體，以該第一方向延伸後，經過轉折再以一第二方向延伸；以及一第二輻射延伸部，連接於該本體並以一第三方向延伸。
5. 如申請專利範圍第4項所述之雙頻天線，其中該接地平面更包括一接地端，該接地端以該第三方向延伸，並與該連接平面共平面；該連接平面是由一似L字形部與一似U字形部所構成，該似L字形部具有該長端與該短端，該似U字形部具有一第一端與一第二端，該第一端連接於該長端，該第二端具有該信號饋入端，該信號饋入端是以該第三方向延伸；該本體更連接一第三輻射延伸部，該第三輻射延伸部是U字形結構，具有一第一延伸端與一第二延伸端，該第二延伸端以一第四方向延伸後，再以該第一方向延伸而連接於該本體，該第一延伸端以該第四方向延伸後，再以該第一方向往本體延伸；該第一輻射延伸部更包括一輻射延伸端，該輻射延伸端是以該第三方向延伸。
6. 一種雙頻天線，包括：一第一輻射部；一第二輻射部，連接於該第一輻射部並與該第一輻射部之間形成一平面夾角；一連接部，連接於該第一輻射部；以及一接地部，連接於該連接部，其中該第一輻射部平行於該接地部，該第二輻射部平行於該連接部。
7. 如申請專利範圍第6項所述之雙頻天線，其中該接地部更包括一接地端，該接地端與該連接部共平面；該連接部更具有一信號饋入端；該連接部更包括一似L字形部與一似U字形部，該似L字形部具有一長端與一短端，該似U字形部具有一第一端與一第二端，該長端連接於該似U字形部的該第一端，該短端連接於該接地部，該第二端具有一信號饋入端；該第一輻射部更具有一第一輻射延伸部，該第一輻射延伸部是U字形結構，還具有一輻射端與一延伸端，該延伸端連接於該第一輻射部；該第一輻射部更包括一輻射延伸端，以調整輻射部的阻抗匹配。
8. 如申請專利範圍第6項所述之雙頻天線，其中該長端、該第一端、以及該延伸端是以一第一方向延伸；該輻射端與該第二端是以一第二方向延伸；該接地端、該信號饋入端、該輻射延伸端以及該第二輻射部是以一第三方向延伸；該第一輻射部更連接一似U字形延伸部，具有一第一延伸端與一第二延伸端，該第二延伸端以一第四方向延伸後，再以該第一方向延伸而連接於該第一輻射部，該第一延伸端以該第四方向延伸後，再以該第一方向往該第一輻射部延伸。
9. 一種立體天線，具有不共面的四個平面，包括：一接地元件，位於一第一平面；一連接元件，位於一第二平面，更包含一饋入延伸元件與其相連接，且該連接元件與該接地元件相連接，該饋入延伸元件與一饋入訊號相連接；一射頻元件，與該連接元件相連接，具有朝不同方向延伸之二射頻部，該二射頻部分別具有二平面，其中一第三平面運作於一第一頻帶，一第四平面運作於一第二頻帶，該第二頻帶的操作頻率大於該第一頻帶的操作頻率，該第三平面與該第四平面間具一夾角，以一平行四邊形的結構配置。
10. 如申請專利範圍第9項所述之立體天線，其中該第一平面平行於該第三平面，該第二平面平行於該第四平面。