TW201630254A - 雙頻耦極天線 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種雙頻偶極天線，包含基板、接地區、輻射主體、接地點及饋入點。接地區可設置於基板上。輻射主體可相鄰於接地區，並可設置於基板上，並可包含第一輻射體及第二輻射體，第一輻射體可連結於第二輻射體，且第一輻射體與第二輻射體之間可具有一凹槽，且輻射主體之大小可不對稱於接地區之大小。接地點可設置於基板上，並可連結於接地區。饋入點可設置於基板上，並可連結於輻射主體，接地點與饋入點可相鄰設置。

Description

雙頻耦極天線

本發明係有關於一種雙頻耦極天線，特別是一種結構簡單、成本低且操作頻帶容易調整之雙頻耦極印刷式天線。

隨著科技的進步，手持式電子裝置已經成為人們生活上的不可缺少的配備，為了因應手持式電子裝置的大量使用，多種不同尺寸或型態的天線已經開發出來，以應用在各種尺寸日益輕巧的手持式電子裝置中(例如：行動電話、筆記型電腦等等)或無線傳輸裝置(例如：無線分享器、無線網路卡等等)中。舉例來說，結構輕巧、傳輸效能良好且可輕易地被設置在手持式電子裝置內壁之平面倒F形天線(Planar Inverse-F Antenna，PIFA)、單極天線(Monopole Antenna)或耦極天線(Dipole Antenna)已被廣泛地應用在各種手持式電子裝置中。

然而，習知技藝之天線卻有著許多令人垢病的缺點。例如，習知技藝之天線頻寬較窄，若要應用在寬頻系統上，其結構會很複雜，且很難因應不同的需求來做頻帶微調，故使用上受到很大的限制。另外，習知技藝之天線由於需要使用模具進行生產，並且需要組裝，因此，其成本會大幅地提高。

因此，如何提出一種多頻帶天線，能夠有效改善習知技藝之天線結構複雜、組裝不易、成本高昂及頻帶不易調整的情況已成為一個刻不容緩的問題。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之其中一目的就是在提供一種雙頻耦極天線，以解決習知技藝之天線結構複雜、組裝不易、成本高昂及頻帶不易調整的問題。

根據本發明之其中一目的，提出一種雙頻偶極天線。此天線可包含基板、接地區、輻射主體、接地點及饋入點。接地區可設置於基板上。輻射主體相鄰於接地區，輻射主體可設置於基板上，並可包含第一輻射體及第二輻射體，第一輻射體可連結於第二輻射體，且第一輻射體與第二輻射體之間可具有一凹槽，且輻射主體之大小可不對稱於接地區之大小。接地點可設置於基板上，並可連結於接地區。饋入點可設置於基板上，並可連結於輻射主體，接地點與饋入點可相鄰設置，凹槽可形成於鄰近饋入點處的封閉結構，往遠離饋入點方向延伸，並形成開口結構。

在一較佳的實施例中，接地區更可包含一補塊，使得接地區可成L型。

在一較佳的實施例中，接地區可沿第一方向包含相對應的兩端，其中一端鄰近於輻射主體處可設置有接地點，另一端可設置補塊，且補塊可沿第二方向延伸，使得接地區可成L型。

在一較佳的實施例中，接地區的面積可大於輻射主體的面積。

在一較佳的實施例中，接地區的大小與雙頻偶極天線之阻抗匹配有關。

在一較佳的實施例中，凹槽可往遠離饋入點沿第三方向延伸，並形成開口結構。

在一較佳的實施例中，第三方向與第一方向之間可形成一鈍角。

在一較佳的實施例中，第一輻射體自饋入點可向第三方向延伸形成一漸寬的結構，第二輻射體可自饋入點向第三方向延伸形成一漸窄的結構。

在一較佳的實施例中，第二輻射體之操作頻帶可高於第一輻射體之操作頻帶。

在一較佳的實施例中，第一輻射體之長度與雙頻偶極天線之低頻操作頻帶有關。

在一較佳的實施例中，第二輻射體之長度與雙頻偶極天線之高頻操作頻帶有關。

在一較佳的實施例中，接地點及饋入點可設置於輻射主體與接地區之間。

在一較佳的實施例中，凹槽可由輻射主體之一角向輻射主體之內部延伸。

在一較佳的實施例中，凹槽可與輻射主體內部之槽孔連結。

在一較佳的實施例中，槽孔的大小與雙頻偶極天線之整體操作頻帶有關。

承上所述，依本發明之雙頻耦極天線，其可具有一或多個下述優點：

(1)本發明之一實施例可以利用增加補塊的方式來增幅射主體的面積來改變其整體操作頻帶，使其能夠符合各種應用的需求，因此，使用上極具彈性。

(2)本發明之一實施例利用調整第一幅射體及第二幅射體的長度來分別對天線的低頻操作頻帶及高頻操作頻帶進行頻帶微調，使天線的應用的範圍更為廣泛，能夠符合更多不同的需求。

(3)本發明之一實施例可以利用印刷式天線來實現本發明之概念，因此生產時不需要透過模具生產，也不需要經過組裝程序，因此其成本可以大幅的降低，使產品的競爭力大為提高。

(4)本發明在實際的使用上可以在接近地的時候仍然可以保持良好的阻 抗匹配，因此具備較佳的效能。

1‧‧‧雙頻耦極天線

10‧‧‧基板

11‧‧‧輻射主體

111‧‧‧第一輻射體

112‧‧‧第二輻射體

113‧‧‧凹槽

114‧‧‧槽孔

115‧‧‧饋入點

12‧‧‧接地區

125‧‧‧接地點

A‧‧‧調整前的操作頻帶

B‧‧‧調整後的操作頻帶

P‧‧‧補塊

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

D3‧‧‧第三方向

第1圖 係為本發明之雙頻耦極天線之第一實施例之第一示意圖。

第2圖 係為本發明之雙頻耦極天線之第一實施例之第二示意圖。

第3圖 係為本發明之雙頻耦極天線之第二實施例之第一示意圖。

第4圖 係為本發明之雙頻耦極天線之第二實施例之第二示意圖。

第5圖 係為本發明之雙頻耦極天線之第三實施例之第一示意圖。

第6圖 係為本發明之雙頻耦極天線之第三實施例之第二示意圖。

第7圖 係為本發明之雙頻耦極天線之第四實施例之第一示意圖。

第8圖 係為本發明之雙頻耦極天線之第四實施例之第二示意圖。

第9圖 係為本發明之雙頻耦極天線之第五實施例之第一示意圖。

第10圖 係為本發明之雙頻耦極天線之第五實施例之第二示意圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之雙頻耦極天線之實施例，為了清楚與方便圖式說明之故，圖式中的各部件在尺寸與比例上可能會被誇大或縮小地呈現，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請參閱第1圖，其係為本發明之雙頻耦極天線之第一實施例之第一示意圖。本實施例係利用印刷式天線來實現本發明之概念。如圖所示，本實施例之雙頻耦極天線1可包含基板10、接地區12、輻射主體11、接地點125及饋入點115。

輻射主體11相鄰於接地區12，並設置於基板10上，其可包含第一輻射體111及第二輻射體112，第一輻射體111及第二輻射體112相互連結且二者之間具有一凹槽113，而第二輻射體112之操作頻帶高於第一輻射體111之操作頻帶。在本實施例中，輻射主體11可呈矩形，凹槽113由輻射主體11的左下角在其中央延伸，並與輻射主體11的二個側邊分別形成一夾角。在本實施例中，輻射主體11的內部具有之槽孔114，其可呈矩形，此槽孔114可與凹槽113連結。饋入點115設置於基板10上，並與輻射主體11連結，接地點125與饋入點115可相鄰設置。

在本實施例中，第一輻射體111與第二輻射體112之間的凹槽113可為形成於鄰近饋入點115處的一封閉結構，並可遠離饋入點115沿著第三方向D3延伸，並形成一開口結構，由圖中可以明顯看出，第三方向D3與第一方向D1之間可形成一鈍角。而第一輻射體111可自饋入點115向第三方向D3延伸形成一漸寬的結構，第二輻射體112可自饋入點115向第三方向D3延伸形成一漸窄的結構。

接地區12可設置於基板10上，在本實施例中，接地區12可沿第一方 向D1包含相對應的兩端，其中一端鄰近於輻射主體11處可設置有接地點125，另一端可設置補塊P，且補塊P可沿第二方向D2延伸，使得接地區12可成一L型，接地區12的面積可大於輻射主體11的面積，由圖中可以很明顯的看出，接地區12之大小與形狀均與輻射主體11之大小與形狀不對稱，其中接地區12的大小與雙頻偶極天線1之阻抗匹配有關，例如，可以改變接地區12之寬度以改變雙頻偶極天線1之阻抗匹配。接地點125設置於基板10上，並與接地區12連結。饋入點115及接地點125則可以設置於輻射主體11與接地區12之間的空間中。

此雙頻耦極天線1可以藉由特殊補塊或利用改變第一輻射體111及第二輻射體112之長度來調整雙頻耦極天線1的操作頻帶。例如，可改變第一輻射體111之長度以調整雙頻偶極天線1之低頻操作頻帶；例如，可改變第二輻射體112之長度以調整雙頻偶極天線1之高頻操作頻帶；例如，可以透過增加補塊於輻射主體11之槽孔114來調整雙頻偶極天線1的整體操作頻帶。此外，由於上述的特徵設計，雙頻偶極天線1在接近地的時候仍然可以保持良好的阻抗匹配，因此具備極佳的效能。

由上述可知，本實施例之雙頻偶極天線1不但可以對其整體操作頻帶進行調整，更可以獨立調整其低頻操作頻帶或高頻操作頻帶，因此雙頻偶極天線1可以依各種不同應用需求做不同的變化，使用上更具彈性，且應用範圍更廣，很適合應用於各種雙頻產品上。

請參閱第2圖，其係為本發明之雙頻耦極天線之第一實施例之第二示意圖。如圖所示，本實施例之雙頻偶極天線1可以操作於第一頻帶(低頻操作頻帶)為WiFi 802.11b/g/n(2.4~2.5GHz)及第二頻帶(高頻操作頻帶)為WiFi 802.11a(5.15GHz~5.85GHz)之無線通訊裝置之天線，並且可以提供極高的效能。

此外，透過上述的方式調整後即可以用於其它操作頻段之無線通訊裝置，例如：LTE-Band 7_2500~2690MHz、LTE-Band 40_2300~2400MHz或LTE-Band 38_2570~2620MHz。

值得一提的是，習知技藝之天線頻寛較窄且難以因應不同的需求來進行頻帶微調。相反的，由上述可知，本發明之雙頻耦極天線不但可以對其整體操作頻帶進行調整，更可以獨立調整其低頻操作頻帶或高頻操作頻帶，故可以因應各種不同應用需求做不同的調整，使用上較具彈性，應用上也更為廣泛。

此外，習知技藝之天線結構上較為複雜，因此生產上也需要極高的成本。相反的，本發明之雙頻耦極天線構造較為簡單，且可以利用印刷式天線的方式來實現，因此，可生產時不需要透過模具生產，也不需要經過組裝程序，因此天線的生產成本可以大幅的降低，使產品的競爭力能夠大為提高。

再者，本發明之雙頻耦極天線由於具備特殊的設計，因此在接近地的時候仍然可以保持良好的阻抗匹配，因此具備較佳的效能。

請參閱第3圖及第4圖，其係為本發明之雙頻耦極天線之第二實施例之第一示意圖及第二示意圖。如第3圖所示，在本實施例中，利用增加補塊P於輻射主體11之槽孔114之上半部來調整雙頻偶極天線1的整體操作頻帶。利用補塊P填補於槽孔114之上半部可以改變輻射主體11之電流路徑，以改變雙頻偶極天線1的整體操作頻帶。如第4圖所示，調整前的操作頻帶由A表示，而調整後的操作頻帶由B表示。

請參閱第5圖及第6圖，其係為本發明之雙頻耦極天線之第三實施例之第一示意圖及第二示意圖。如第5圖所示，在本實施例中，利用改變第一幅射體111之長度來調整雙頻偶極天線1的低頻操作頻帶。除去第一幅 射體111的一部份以改變其長度可以改變第一幅射體111之電流路徑，以改變雙頻偶極天線1的低頻操作頻帶。

如第6圖所示，調整前的操作頻帶由A表示，而調整後的操作頻帶由B表示，由圖中可以明顯看出雙頻偶極天線1的低頻操作頻帶向低頻方向移動。

請參閱第7圖及第8圖，其係為本發明之雙頻耦極天線之第四實施例之第一示意圖及第二示意圖。如第7圖所示，在本實施例中，利用改變第二幅射體112之長度來調整雙頻偶極天線1的高頻操作頻帶。除去第二幅射體112的一部份以改變其長度可以改變第二幅射體112之電流路徑，以改變雙頻偶極天線1的高頻操作頻帶。

如第8圖所示，調整前的操作頻帶由A表示，而調整後的操作頻帶由B表示，由圖中可以明顯看出雙頻偶極天線1的高頻操作頻帶向高頻方向移動。

請參閱第9圖及第10圖，其係為本發明之雙頻耦極天線之第五實施例之第一示意圖及第二示意圖。如第9圖所示，在本實施例中，利用增加補塊P於輻射主體11之槽孔114之下半部來調整雙頻偶極天線1的高頻操作頻帶。利用補塊P填補於槽孔114之下半部可以改變輻射主體11之電流路徑，以改變雙頻偶極天線1的高頻操作頻帶。

如第10圖所示，調整前的操作頻帶由A表示，而調整後的操作頻帶由B表示，由圖中可以明顯看出雙頻偶極天線1的高頻操作頻帶向高頻方向移動。

由上述可知，本發明之雙頻偶極天線不但可以對其整體操作頻帶進行調整，更可以獨立調整其低頻操作頻帶或高頻操作頻帶，因此雙頻偶極天線可以依各種不同應用需求做不同的變化，又可以具備極佳的效能。因此， 本發明實具進步性之專利要件。

綜上所述，本發明之一實施例可以利用增加補塊的方式來增加幅射主體的面積，藉此改變其整體操作頻帶，使其能夠符合各種應用的需求，因此，使用上極具彈性。

又，本發明之一實施例能利用調整第一幅射體及第二幅射體的長度來分別對天線的低頻操作頻帶及高頻操作頻帶進行頻帶微調，使天線的應用的範圍更為廣泛，能夠符合更多不同的需求。

而本發明之一實施例可以利用印刷式天線來實現本發明之概念，因此生產時不需要透過模具生產，也不需要經過組裝程序，故成本可以大幅的降低，使產品的競爭力提高。

另外，本發明在實際的使用上可以在接近地的時候仍然可以保持良好的阻抗匹配，因此可以達到極佳的效能。

可見本發明在突破先前之技術下，確實已達到所欲增進之功效，且也非熟悉該項技藝者所易於思及，其所具之進步性、實用性，顯已符合專利之申請要件，爰依法提出專利申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵創作，至感德便。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。其它任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應該包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧雙頻耦極天線

10‧‧‧基板

11‧‧‧輻射主體

111‧‧‧第一輻射體

112‧‧‧第二輻射體

113‧‧‧凹槽

114‧‧‧槽孔

115‧‧‧饋入點

12‧‧‧接地區

125‧‧‧接地點

P‧‧‧補塊

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

D3‧‧‧第三方向

Claims (15)

1. 一種雙頻耦極天線，係包含：一基板；一接地區，係設置於該基板上；一輻射主體，係設置於該基板上，並相鄰於接地區，該輻射主體並包含一第一輻射體及一第二輻射體，該第一輻射體係連結於該第二輻射體，且該第一輻射體與該第二輻射體之間具有一凹槽，且該輻射主體之大小係不對稱於該接地區之大小；一接地點，係設置於該基板上，並連結於該接地區；以及一饋入點，係設置於該基板上，並連結於該輻射主體，該接地點與該饋入點相鄰設置，該凹槽係形成於鄰近該饋入點處的一封閉結構，往遠離該饋入點方向延伸，並形成一開口結構。
2. 如申請專利範圍第1項所述之雙頻耦極天線，其中該接地區更包含補塊，使該接地區成L型。
3. 如申請專利範圍第2項所述之雙頻耦極天線，其中該接地區沿一第一方向包含相對應的兩端，其中一端鄰近於該輻射主體，並設置有該接地點，另一端設置該補塊，且該補塊沿一第二方向延伸，使得該接地區成L型。
4. 如申請專利範圍第2項所述之雙頻耦極天線，其中該接地區的面積大於該輻射主體的面積。
5. 如申請專利範圍第2項所述之雙頻耦極天線，其中該接地區的大小係與該雙頻偶極天線之阻抗匹配有關。
6. 如申請專利範圍第3項所述之雙頻耦極天線，該凹槽係往遠離該饋入點沿一第三方向延伸，並形成該開口結構。
7. 如申請專利範圍第6項所述之雙頻耦極天線，其中該第三方向與該第一方向之間形成一鈍角。
8. 如申請專利範圍第6項所述之雙頻耦極天線，其中該第一輻射體自該饋入點向該第三方向延伸形成一漸寬的結構，該第二輻射體自該饋入點向該第三方向延伸形成一漸窄的結構。
9. 如申請專利範圍第1項所述之雙頻耦極天線，其中該第二輻射體之操作頻帶係高於該第一輻射體之操作頻帶。
10. 如申請專利範圍第1項所述之雙頻耦極天線，其中該第一輻射體之長度係與該雙頻偶極天線之低頻操作頻帶有關。
11. 如申請專利範圍第1項所述之雙頻耦極天線，其中該第二輻射體之長度係與該雙頻偶極天線之高頻操作頻帶有關。
12. 如申請專利範圍第1項所述之雙頻耦極天線，其中該接地點及該饋入點係設置於該輻射主體與該接地區之間。
13. 如申請專利範圍第1項所述之雙頻耦極天線，其中該凹槽係由該輻射主體之一角向該輻射主體之內部延伸。
14. 如申請專利範圍第13項所述之雙頻耦極天線，其中該凹槽係與該輻射主體內部之一槽孔連結。
15. 如申請專利範圍第14項所述之雙頻耦極天線，其中該槽孔的大小係與該雙頻偶極天線之整體操作頻帶有關。