TW201721970A - 雙頻單極天線 - Google Patents

Abstract

一種雙頻單極天線，包括接地部、第一輻射體、第二輻射體以及饋入部。第一輻射體鄰設於該接地部，並包括第一延伸部、第二延伸部、第三延伸部以及第四延伸部。第一延伸部朝相對於該接地部的一第一方向延伸。第二延伸部耦接該第一延伸部之一端，並朝第二方向延伸而與該第一延伸部垂直設置。第三延伸部耦接該第二延伸部之一端，並朝該第一方向延伸而與該第二延伸部垂直設置。第四延伸部耦接該第三延伸部之一端，並朝該第二方向的反向延伸而與該第三延伸部垂直設置。第二輻射體耦接該第一輻射體，並包括第五延伸部以及第六延伸部。第五延伸部自該第一延伸部朝該第二方向延伸而與該第二延伸部平行設置。第六延伸部耦接該第五延伸部之一端，並與該第一延伸部平行設置。饋入部之一端連接該第一延伸部，另一端對應於該接地部。

Description

雙頻單極天線

本發明是有關於一種單極天線，且特別是有關於一種雙頻之單極天線。

在科技發展日新月異的現今時代中，多種類型的天線已被開發出來，以應用在各式電子裝置中，例如行動電話、筆記型電腦、平板電腦、無線存取點等。單極天線即為一種被廣泛使用的天線。

為因應不同頻帶的無線資料傳輸，單極天線往往需具備多頻操作的能力。然而，傳統的多頻單極天線在設計上並不易針對各操作頻段作獨立的調整，只要天線操作頻段一改變，天線設計者便需花費許多時間調整天線結構，以達到所要求的天線操作頻段。

因此，如何提供一種可供設計者獨立調整不同操作頻段的多頻單極天線，乃目前業界所致力的課題之一。

本發明係有關於一種雙頻單極天線，可供設計者獨立地調整不同之天線操作頻段。

根據本發明所提出之一種雙頻單極天線，包括接地部、第一輻射體、第二輻射體以及饋入部。第一輻射體鄰設於該接地部，並包括第一延伸部、第二延伸部、第三延伸部以及第四延伸部。第一延伸部朝相對於該接地部的一第一方向延伸。第二延伸部耦接該第一延伸部之一端，並朝第二方向延伸而與該第一延伸部垂直設置。第三延伸部耦接該第二延伸部之一端，並朝該第一方向延伸而與該第二延伸部垂直設置。第四延伸部耦接該第三延伸部之一端，並朝該第二方向的反向延伸而與該第三延伸部垂直設置。第二輻射體耦接該第一輻射體，並包括第五延伸部以及第六延伸部。第五延伸部自該第一延伸部朝該第二方向延伸而與該第二延伸部平行設置。第六延伸部耦接該第五延伸部之一端，並與該第一延伸部平行設置。饋入部之一端連接該第一延伸部，另一端對應於該接地部。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

100、100A、100B、100C、100D‧‧‧單極天線

102‧‧‧接地部

104‧‧‧第一輻射體

106‧‧‧第二輻射體

108‧‧‧饋入部

E1‧‧‧第一延伸部

E2‧‧‧第二延伸部

E3‧‧‧第三延伸部

E4‧‧‧第四延伸部

E5‧‧‧第五延伸部

E6‧‧‧第六延伸部

E7‧‧‧第七延伸部

L1‧‧‧開口寬度

L2‧‧‧第六延伸部與第一延伸部的距離

L3‧‧‧槽孔之長度

P‧‧‧第一延伸部與饋入部連接的位置

NA‧‧‧第一延伸部與第二延伸部相接之一端

NB‧‧‧第一延伸部與饋入部相接之一端

SL‧‧‧槽孔

第1圖繪示依據本發明之一實施例之雙頻單極天線之示意圖。

第2A~2D圖繪示依據本發明不同實施例之單極天線分別在不同的第二輻射體配置下的示意圖。

在本文中，參照所附圖式仔細地描述本發明的一些實施例，但不是所有實施例都有表示在圖示中。實際上，這些發明可使用多種不同的變形，且並不限於本文中的實施例。相對的，本揭露提供這些實施例以滿足應用的法定要求。圖式中相同的參考符號用來表示相同或相似的元件。

第1圖繪示依據本發明之一實施例之雙頻單極天線100之示意圖。單極天線100主要包括接地部102、第一輻射體104、第二輻射體106以及饋入部108。單極天線100例如印製於一基板上。在本發明實施例中，第一輻射體104與第二輻射體106分別主導不同的天線操作頻段。舉例來說，第一輻射體104係主導相對低頻的操作頻段，第二輻射體106係主導相對高頻的操作頻段。

第一輻射體104鄰設於接地部102，但不與接地部102直接相連。第一輻射體104主要包括第一延伸部E1、第二延伸部E2、第三延伸部E3以及第四延伸部E4。第一延伸部E1、第二延伸部E2、第三延伸部E3以及第四延伸部E4首尾依序相連而形成一連續的金屬圖樣。

如第1圖所示，第一延伸部E1朝相對於接地部102的第一方向(如+y方向)延伸。第二延伸部E2耦接第一延伸部E1之一端，並朝第二方向(如+x方向)延伸而與第一延伸部E1垂直設置。第三延伸部E3耦接第二延伸部E2之一端，並朝第一方向 延伸而與第二延伸部E2垂直設置。第四延伸部E4耦接第三延伸部E3之一端，並朝第二方向的反向(如-x方向)延伸而與第三延伸部E3垂直設置。因此，在第1圖中，第二延伸部E2、第三延伸部E3以及第四延伸部E4之整體係構成一缺口朝-x方向的「ㄈ」字形圖樣。在一實施例中，該「ㄈ」字形圖樣的開口寬度L1例如為0.5~1mm，以於操作頻段提供較佳的反射損耗特性。

在一實施例中，如第1圖所示，第一輻射體104更包括第七延伸部E7，其耦接第四延伸部E4之一端，並朝第一方向的反向(如-y方向)延伸而與第四延伸部E4垂直設置。在部分實施例中，第七延伸部E7的末端可進一步朝其他方向彎折，以增加第一輻射體E1所對應的共振電流路徑，進而降低操作頻段。

第二輻射體E2耦接第一輻射體E1。第二輻射體E2主要包括第五延伸部E5以及第六延伸部E6。第五延伸部E5以及第六延伸部E6首尾依序相連而形成一連續的金屬圖樣。如第1圖所示，第五延伸部E5自第一延伸部E1朝第二方向(如+x方向)延伸而與第二延伸部E2平行設置。第六延伸部E6耦接第五延伸部E5之一端，並與第一延伸部E1平行設置。在第1圖的例子中，第六延伸部E6沿第一方向(如+y方向)往第二延伸部E2延伸而與第五延伸部E5呈一「L」型圖樣。在部分實施例中，第六延伸部E6的末端可進一步朝其他方向彎折，以增加第二輻射體E2所對應的共振電流路徑。第六延伸部E6與第一延伸部E1的距離L2例如大於3mm，以提供較佳的高頻特性。

在本發明實施例中，可透過調整第一輻射體104中至少一延伸部(如E1~E7至少其一)的長度以調整第一輻射體104所主導天線操作頻段，並可透過調整第二輻射體106中至少一延伸部(如E5、E6至少其一)的長度以調整第二輻射體106所主導天線操作頻段。換言之，天線設計者只需透過改變第一、二輻射體104、106的長度，即可對應地調整單極天線100的兩個操作頻段，以達到獨立之頻段調整機制。

饋入部108之一端連接第一延伸部E1，另一端對應於接地部102。饋入部108用以接收射頻訊號。舉例來說，可將一50歐姆電纜的訊號端與接地端分別焊接在饋入部108的兩端，以直接對單極天線100饋入射頻訊號。然本發明並不限於此，單極天線100亦可透過其它習知訊號傳輸元件以接收射頻訊號。

在一實施例中，如第1圖所示，接地部102包括槽孔SL，其自接地部102之一側邊(如第1圖中接地部102的左側邊界)沿第二方向(如+x方向)往接地部102之內部延伸。透過調整槽孔SL的大小、長度可調整單極天線100的阻抗匹配。在一實施例中，槽孔SL沿第二方向往接地部之內部延伸，但不超過第一延伸部E1與饋入部108連接的位置P，以維持較佳的阻抗匹配特性。如第1圖所示，槽孔SL之長度L3並不超過第一延伸部E1與饋入部108連接的位置P。

在本發明實施例中，第二輻射體E2可視為獨立於第一輻射體E1的頻率調整單元。第二輻射體E2可沿第一輻射體 E1的側邊上下移動，以改變第二輻射體E2所主導的操作頻段。亦可透過調整第二輻射體E2之第六延伸部E6的延伸方向及/或長度，以調整對應之操作頻段。以下係以第2A~2D圖作說明，但可理解透過結合該些圖例所呈現之實施例而加以調整、修飾所產生之單極天線亦涵蓋於本發明精神之範疇。

第2A~2D圖繪示依據本發明不同實施例之單極天線100A、100B、100C、100D分別在不同的第二輻射體E2配置下的示意圖。單極天線100A、100B、100C、100D與第1圖所示之單極天線100相似，故對應的部分係延用相同的符號。此外，為方便清楚說明，部分相同的組件係省略其標示符號。

在第2A圖的例子中，單極天線100A的第五延伸部E5耦接第一延伸部E1非兩端NA、NB的中段部分。此處所稱第一延伸部E1之一端NA例如是指第一延伸部E1與第二延伸部E2相接之一端；第一延伸部E1之另一端NB例如是指第一延伸部E1與饋入部108相接之一端。

在第二輻射體E2主體圖樣不變的情況下，第二輻射體E2離饋入點108越遠，所對應的共振路徑越長(相對低頻)，反之，離饋入點108越近，所對應的共振路徑越短(相對高頻)。因此，可透過上下移動第二輻射體E2的位置以調整第二輻射體E2所主導的操作頻段。此外，第五延伸部E5與接地部102的距離會影響第二輻射體E2所主導之操作頻段的頻寬，當兩者距離越近，則該頻寬越寬。

在第2B圖的例子中，單極天線100B的第五延伸部E5鄰近第一延伸部E1與饋入部108相接之一端NB，並遠離第一延伸部E1與第二延伸部E2相接之一端NA。在此實施例中，第六延伸部E6可沿著第一方向(例如+y方向)盡可能地往第二延伸部E2延伸，只要兩者不相接在一起即可。透過調整第六延伸部E6的長度，可調整第二輻射體E2所主導的操作頻段。此外，當第六延伸部E6與第二延伸部E2距離越近，可改善第二輻射體E2所主導之操作頻段的反射損耗特性。

在第2C圖的例子中，單極天線100C的第六延伸部E6係沿第一方向的反向(如-y方向)往接地部102延伸。此外，第五延伸部E5係耦接於第一延伸部E1非兩端NA、NB的中段部分。

在第2D圖的例子中，單極天線100D的第五延伸部E5遠離第一延伸部E1與饋入部108相接之一端NB，並鄰近第一延伸部E1與第二延伸部E2相接之一端NA。在此實施例中，第六延伸部E6可沿著第一方向的反向(例如-y方向)盡可能地往接地部102延伸，只要兩者不相接在一起即可。透過調整第六延伸部E6的長度，可調整第二輻射體E2所主導的操作頻段。

綜上所述，本發明所提出之單極天線具備獨立之頻帶調整機制，可供設計者獨立地調整不同之天線操作頻段。此外，本發明實施例之單極天線可操作在獨立的印刷電路板或與系統地搭配使用，可方便應用於不同之系統。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，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內，當可作各種之更動與潤飾。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。

100‧‧‧單極天線

102‧‧‧接地部

104‧‧‧第一輻射體

106‧‧‧第二輻射體

108‧‧‧饋入部

E1‧‧‧第一延伸部

E2‧‧‧第二延伸部

E3‧‧‧第三延伸部

E4‧‧‧第四延伸部

E5‧‧‧第五延伸部

E6‧‧‧第六延伸部

E7‧‧‧第七延伸部

L1‧‧‧開口寬度

L2‧‧‧第六延伸部與第一延伸部的距離

L3‧‧‧槽孔之長度

P‧‧‧第一延伸部與饋入部連接的位置

SL‧‧‧槽孔

Claims (9)

1. 一種雙頻之單極天線，包括：一接地部；一第一輻射體，鄰設於該接地部，並包括：一第一延伸部，朝相對於該接地部的一第一方向延伸；一第二延伸部，耦接該第一延伸部之一端，並朝一第二方向延伸而與該第一延伸部垂直設置；一第三延伸部，耦接該第二延伸部之一端，並朝該第一方向延伸而與該第二延伸部垂直設置；以及一第四延伸部，耦接該第三延伸部之一端，並朝該第二方向的反向延伸而與該第三延伸部垂直設置；一第二輻射體，耦接該第一輻射體，並包括：一第五延伸部，自該第一延伸部朝該第二方向延伸而與該第二延伸部平行設置；以及一第六延伸部，耦接該第五延伸部之一端，並與該第一延伸部平行設置；以及一饋入部，該饋入部之一端連接該第一延伸部，另一端對應於該接地部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之單極天線，其中該第一輻射體更包括：一第七延伸部，耦接該第四延伸部之一端，並朝該第一方向的反向延伸而與該第四延伸部垂直設置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之單極天線，其中該第六延伸部沿該第一方向往該第二延伸部延伸。
4. 如申請專利範圍第1項所述之單極天線，其中該第六延伸部沿該第一方向的反向往該接地部延伸。
5. 如申請專利範圍第1項所述之單極天線，其中該第五延伸部鄰近該第一延伸部與該饋入部相接之一端，並遠離該第一延伸部與該第二延伸部相接之一端。
6. 如申請專利範圍第1項所述之單極天線，其中該第五延伸部遠離該第一延伸部與該饋入部相接之一端，並鄰近該第一延伸部與該第二延伸部相接之一端。
7. 如申請專利範圍第1項所述之單極天線，其中該第五延伸部耦接該第一延伸部非兩端的中段部分。
8. 如申請專利範圍第1項所述之單極天線，其中該接地部包括一槽孔，該槽孔自該接地部之一側邊沿該第二方向往該接地部之內部延伸。
9. 如申請專利範圍第8項所述之單極天線，其中該槽孔沿該第二方向往該接地部之內部延伸，但不超過該第一延伸部與該饋入部連接的位置。