TW201409837A - 雙頻天線 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種雙頻天線，設置於基板上。本發明中的雙頻天線可同時工作於中心頻率為兩個頻段，如為2.4GHz及5.0GHz兩個頻段，且滿足雙頻天線中各天線單元間的隔離度要求。

Description

雙頻天線
本發明涉及一種天線，尤其涉及一種雙頻天線。
無線局域網(Wireless Local Area Network，WLAN)裝置工作於中心頻率為2.4GHz及5.0GHz兩個頻段，為使無線局域網裝置可發射和接收中心頻率為2.4GHz及5.0GHz兩個頻段的信號，並達到多輸入輸出(Multi Input Multi Output，MIMO)的功效，許多無線局域網裝置安裝有多個天線單元以形成天線陣列。因此，不僅需要將每一個天線單元的體積設計得較小，而且需要有效隔離天線單元之間的干擾，才可滿足無線局域網裝置具有小體積並具有優良輻射性能的需求。
有鑒於此，有必要提供一種雙頻天線，可同時工作於中心頻率為兩個頻段，如為2.4GHz及5.0GHz兩個頻段，且滿足雙頻天線中各天線單元間的隔離度要求。
一種雙頻天線，設置於基板上，其中該基板包括相對設置的第一表面與第二表面，該雙頻天線包括：相互對稱的第一天線與第二天線，均設置於該第一表面，其中該第一天線包括：饋入點，用於饋入電磁波訊號；及輻射部，一端與該饋入點相連，其中，該輻射部包括多個L形的微帶傳輸線且首尾垂直相連，以呈蜿蜒狀；相互對稱的第一連接部和第二連接部，其兩端相互連接，均設置於該第一表面，用於連接兩個天線的輻射部的開路端，並均包括多個L形的微帶傳輸線且首尾垂直相連，其中，每一連接部包括的微帶傳輸線的寬度均小於該輻射部包括的微帶傳輸線的寬度，且第一、第二連接部包括的微帶傳輸線的長度為該雙頻天線輻射電磁波之波長的一半；及接地部，設置於該第二表面。
圖1為本發明實施方式中雙頻天線的第一表面示意圖。在本實施方式中，雙頻天線20設置於基板10上。基板10為印刷電路板，其包括第一表面102以及與第一表面102相對設置的第二表面 (圖中未示)。雙頻天線20包括主天線區1和連接區2，雙頻天線20由FR4型介質材料組成。主天線區1包括呈軸對稱設置的第一天線20a以及第二天線20b。連接區2把第一天線20a和第二天線20b串接起來，使得雙頻天線20整體形成一迴圈開路。
第一天線20a包括輻射部22a、饋入點24a以及接地部。第二天線20b包括輻射部22b、饋入點24b以及接地部。輻射部22a(22b)設置於第一表面102，用於收發電磁波信號。輻射部22a(22b)一端與饋入點24a(24b)相連，從該端開始延伸多個L形的微帶傳輸線且首尾垂直相連到另一端，以呈蜿蜒狀。
在本實施方式中，輻射部22a(22b)包括7個L形的微帶傳輸線，每個L形的微帶傳輸線在橫、豎方向的寬度不同。第一天線20a與第二天線20b的開路端3a、3b相鄰設置。饋入點24a(24b)設置於第一表面102，電性連接於輻射部22a(22b)和第一、二天線20a(20b)的接地部，用於向輻射部22a(22b)饋入電磁波信號。第一天線20a和第二天線20b的接地部設置於第二表面。
連接區2包括呈軸對稱設置的第一連接部2a以及第二連接部2b，第一連接部2a與第二連接部2b兩端相互連接，均設置於第一表面102。在本實施方式中，第一連接部2a與第二連接部2b結構形狀相同，第一連接部2a用於連接第一天線20a的輻射部22a的開路端3a，第二連接部2b用於連接第二天線20b的輻射部22b的開路端3b。
第一、二連接部2a(2b)均包括多個L形的微帶傳輸線且首尾垂直相連，均以呈迂回狀。第一、二連接部2a(2b) 微帶傳輸線均包括一長條4a(4b)和多個短條5a(5b)，其中，長條4a(4b)的長度為短條5a(5b)長度的1.5倍。在本實施方式中，每一連接部2a(2b)均包括3個L形的微帶傳輸線。第一、二連接部2a(2b)的L形微帶傳輸線的寬度小於輻射部22a(22b)的L形微帶傳輸線的寬度，且連接區2包括的微帶傳輸線的長度為主天線區1輻射電磁波之波長的一半，使得雙頻天線20有較好的隔離度。同時，主天線區1與連接區2的微帶傳輸線的阻抗比值為1:3，使得雙頻天線20有最好的隔離表現。在本實施方式中，每一輻射部22a(22b)的L形微帶傳輸線的數量均多於每一連接部2a(2b)的L形微帶傳輸線的數量。
圖2為本發明實施方式中雙頻天線的第一表面尺寸示意圖。由於第二天線20b各部件的尺寸與第一天線20a各部件的尺寸相等。因此，為了描述簡潔，下文僅描述第一天線20a各部件的尺寸。輻射部22a的總長度d1為8.5釐米，總寬度d2為8釐米，每相鄰的兩條微帶傳輸線的寬度不同，即每一L形的微帶傳輸線在橫、豎方向的寬度不同，分別為0.8和0.5釐米。饋入點24a呈矩形，其長度d4為4.2釐米，寬度d5為0.5釐米。
由於第二連接部2b各部件的尺寸與第一連接部2a各部件的尺寸相等。因此，為了描述簡潔，下文僅描述第一連接部2a各部件的尺寸。第一連接部2a長端的長度d6為8.4釐米，短端的長度d7為5.6釐米，及寬度d8為0.1釐米。
請參閱圖3，所示為圖1中雙頻天線20的第一天線20a的電壓駐波比(VoltageStanding Wave Ratio，VSWR)測試圖。橫軸為第一天線20a的工作頻率，縱軸為電壓駐波比值。從圖5可以看出本實施方式中的第一天線20a工作於2.2-2.7GHz及4.7-6.0GHz頻段時，其VSWR小於2，符合雙頻天線20的應用需求。
請參閱圖4，所示為圖1中雙頻天線20的第二天線20b的電壓駐波比(VoltageStanding Wave Ratio，VSWR)測試圖。橫軸為第二天線20b的工作頻率，縱軸為電壓駐波比值。從圖6可以看出本實施方式中的第二天線20b工作於2.2-2.7GHz及4.7-6.0GHz頻段時，其VSWR小於2，符合雙頻天線20的應用需求。
請參閱圖5，所示為本發明中雙頻天線20的第一天線20a以及第二天線20b的隔離度測試圖。橫軸為雙頻天線20的工作頻率，縱軸為第一天線20a與第二天線20b的隔離度值。從圖5可以看出本實施方式中的雙頻天線20工作於2.2-2.7GHz頻段時，第一天線20a與第二天線20b的隔離度的最大值為19.5dB。雙頻天線20工作於4.7-6.0GHz頻段時，第一天線20a與第二天線20b的隔離度的最大值為-16dB。在工作頻段內第一天線20a與第二天線20b的隔離度的最大值均小於-10dB，符合雙頻天線的應用需求。
和上述雙頻天線20可同時工作於中心頻率為兩個頻段，如為2.4GHz及5.0GHz兩個頻段，且滿足雙頻天線中各天線單元間的隔離度要求。
儘管對本發明的優選實施方式進行了說明和描述，但是本領域的技術人員將領悟到，可以作出各種不同的變化和改進，這些都不超出本發明的真正範圍。因此期望，本發明並不局限於所公開的作為實現本發明所設想的最佳模式的具體實施方式，本發明包括的所有實施方式都有所附權利要求書的保護範圍內。
1．．．主天線區
2．．．連接區
10．．．基板
20．．．雙頻天線
102．．．第一表面
2a．．．第一連接部
2b．．．第二連接部
3a．．．開路端
3b．．．開路端
4a．．．長條
4b．．．長條
5a．．．短條
5b．．．短條
20a．．．第一天線
20b．．．第二天線
22a．．．輻射部
24a．．．饋入點
22b．．．輻射部
24b．．．饋入點
圖1為本發明實施方式中雙頻天線的第一表面示意圖。
圖2為本發明實施方式中雙頻天線的第一表面尺寸示意圖。
圖3為本發明實施方式中雙頻天線的第一天線的電壓駐波比測試圖。
圖4為本發明實施方式中雙頻天線的第二天線的電壓駐波比測試圖。
圖5為本發明實施方式中雙頻天線的隔離度測試圖。
1．．．主天線區
2．．．連接區
10．．．基板
20．．．雙頻天線
102．．．第一表面
2a．．．第一連接部
2b．．．第二連接部
3a．．．開路端
3b．．．開路端
4a．．．長條
4b．．．長條
5a．．．短條
5b．．．短條
20a．．．第一天線
20b．．．第二天線
22a．．．輻射部
24a．．．饋入點
22b．．．輻射部
24b．．．饋入點

Claims (8)

  1. 一種雙頻天線，設置於基板上，其中該基板包括相對設置的第一表面與第二表面，其改良在於，該雙頻天線包括：
    相互對稱的第一天線與第二天線，均設置於該第一表面，其中該第一天線包括：
    饋入點，用於饋入電磁波訊號；及
    輻射部，一端與該饋入點相連，其中，該輻射部包括多個L形的微帶傳輸線且首尾垂直相連，以呈蜿蜒狀；
    相互對稱的第一連接部和第二連接部，其兩端相互連接，均設置於該第一表面，用於連接兩個天線的輻射部的開路端，並均包括多個L形的微帶傳輸線且首尾垂直相連，其中，每一連接部包括的微帶傳輸線的寬度均小於該輻射部包括的微帶傳輸線的寬度，且第一、第二連接部包括的微帶傳輸線的長度為該雙頻天線輻射電磁波之波長的一半；及
    接地部，設置於該第二表面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的雙頻天線，其中，輻射部每個L形的微帶傳輸線在橫、豎方向的寬度不同。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的雙頻天線，其中，第一天線與第二天線的開路端相鄰設置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的雙頻天線，其中，第一、第二天線中的每一天線與第一、第二連接部中的每一連接部的微帶傳輸線的阻抗比值均為1:3。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的雙頻天線，其中，第一連接部用於連接第一天線的輻射部的開路端，第二連接部用於連接第二天線的輻射部的開路端，均以呈迂回狀。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的雙頻天線，其中，第一、二連接部的微帶傳輸線均包括一長條和多個短條，長條的長度為短條長度的1.5倍。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的雙頻天線，其中，饋入點設置於第一表面，電性連接於輻射部和第一、二天線的接地部。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的雙頻天線，其中，輻射部的L形微帶傳輸線的數量均多於每一連接部的L形微帶傳輸線的數量。
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