TWI239121B - Antenna - Google Patents

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TWI239121B
TWI239121B TW093111582A TW93111582A TWI239121B TW I239121 B TWI239121 B TW I239121B TW 093111582 A TW093111582 A TW 093111582A TW 93111582 A TW93111582 A TW 93111582A TW I239121 B TWI239121 B TW I239121B
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Chih-Hsien Wu
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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Description

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五、發明說明（2) 位置而與該有限接地面作用，來改善天線輻射波束寬（輕 射波束的角度範圍，欲達全平面的均勻輻射強度，輕射= 束的角度範圍應盡量達到180度），但改善有限%約Y1〇度 曰本專利J Ρ 2 0 0 2 - 3 6 8 5 3 2號揭 (micro strip antenna)的構造， 利用介電質形成類似透鏡的結構， 性。但是天線賴射波束寬的改善仍 曰本專利JP 2 0 0 0 - 0 4 0 9 1 7號揭 有圓形的平板輻射件與一圓形之接 雜，且對天線輻射波束寬的改善有 發明内容 有鑑於此，為解決以上問題， 天線的創新設計，其水平面（a z i m u 具有接近180度之3dB的輻射波束寬 平面之區間。同時，本發明之天線 整體的物理尺寸也較小，而天線製 低。 本發明之天線結構一實施例包 面，一輕射件以及一饋入件。輕射 件，以及具有一饋入點之第二子輻 含：第一子接地面，其上具有一貫 接地面，連接於第一子接地面之一 面具有一第一夾角，此第一夾角為 示一種微帶天線 採用隆起的接地面，並 以改善低角度的輻射特 然有限。 示一種圓柱形天線，具 地面作用，但此結構複 限。 本發明提出一種橋接點 thal plane)輕射場型 ，可以涵蓋接近一個半 結構簡單，製作容易， 作成本亦可大幅地降 括：一呈突起狀接地 件包含：第一子辕射 射件。接地面可以包 孑L(via-hole)；第二子 側邊，且與第一子接地 介於1 1 0至1 5 0度之間的
0356-A20413TWF(Nl);P11920078;chentf.ptd 第7頁 1239121 五、發明說明（3) ^度，以及第三子接地面，連接於第一子於灿 側邊，且與第一子接地面具有-第二夾角，=面^另― )丨於1 10至150度之間的一角度，且第三子 弟夾角為 接地面形狀大致相同，並對稱位於第一子接:與第二子 ;。饋入件為-金屬棒’其-端連接至第二子：：：對兩 饋入點，另-端經由位於第一子接地面上之=射：，之 =一訊號源’用以傳遞訊號。本發明之 ，：連 無線區域網路2.4GHz頻帶操作需求’且天適用於 場型之3dB輕射波束寬接近18〇度或涵蓋近—輕射 區間。 、個+平面之 在本發明中，可以藉由調整本發明輻射 射件的長度小於天線中心操作頻率的1/2波長（如弟一子幸畐 或1/4波長等習知天線架構），得到適當的操作頻帶2波-外，由於本發明天線之第二子輻射件可以係採用大致 角形之隸，以使得阻抗匹配更容易達成，再藉敕： 一子輻射件與第一接地面之距離（一般低於該天線正弟 作頻率的1/6波長），彳得到在一大頻率範圍的良好：呆 配’而得到寬頻的操作；再藉由同時調整第—接地面： 二接地面之第一夹角和該第一接地面與第三接地面之，一 夾角（一般介於1 1 〇至1 5 0度之間），使本發明天線之 輕射場型之3dB輻射波束寬可以接近18〇度，亦即可以、、7 3 一個半平面之區間。由以上特性，我們可以輕易設計== 用於無線區域網路2.4GHz頻帶（2400-2484 M Hz)操作，^ 輻射特性為涵蓋一個半平面區間之橋接點天線。 天線 0356-A20413TWF(Nl)；Pil92007S;chentf.ptcl 第8頁 1239121 五、發明說明（4) 實施方式 第1圖是本發明之天線構造的一實施例，包括：一形 狀大致為倒V形突起的接地面11，一輻射件13以及一饋入 件1 4。藉由此大致為倒V形的設計，使接地面1 1呈突起狀 而突出於地平面。 突起狀之接地面1 1，可以是由一金屬片折考形成’亦 可以至少兩獨立金屬片組合形成’其至少包括·一第一子 接地面111、一第二子接地面11 2以及一第三子接地面 11 3。第一子接地面111為接地面11的中間部份’具有一貫 孔1 5，並具有一第一側邊1 2 1及一第二側邊1 2 2 ’第一側邊 1 2 1及第二側邊1 2 2位於第一子接地面1 11之相對兩邊；第 二子接地面1 1 2，連接於第一子接地面1 1 1之第一側邊 121 ，且與第一子接地面ηι具有一第一夾角’第一夾角 α介於110至150度之間，弟二子接地面113 ’連接於苐一 子接地面111之第二側邊122 ’且與第一子接地面U1具有 一第二夾角/3 ，第二夹角/5介於110至150度之間’且第三 子接地面11 3與第二子接地面11 2形狀大體上相同’並對稱 地位於第一子接地面111之兩側。 在此實施例中，輻射件1 3成倒L形，包括：一第一子 章畐射件1 3 1 (其長度對寬度的比值大於3 )以及一第二子輕 射件1 3 2 ,輻射件1 3可以是由一金屬片折彎成形，亦可以 兩獨立金屬片組合成形。該第一子輪射件1 3 1係平行於第 一子接地面111，且與第一子接地面111之距離低於天線中 心操作頻率的1 / 6波長’而弟一子輪射件1 3 1之長度小於天
03 56 -A20413TWF(N1);P1192007 8;chen t f.p t d 第9頁 1239121
五、發明說明（5) 線中心操作頻率的1/2波長；第二子輻射件132係垂直於第 一子接地面11 1，且形狀大致為一三角形，此三角形之頂 點為天線之饋入點133，且此頂點為三個頂點中最接近第 一子接地面11 1者。饋入件1 4在本實施例中為一金屬棒， 一端經由貫孔15連接至饋入點133，但不與貫孔15接觸， 另一知則電氣連接至一汛號源（未圖示），用以傳遞訊 號。此外，本發明之天線的第一子接地面丨丨1之寬度小於 第二子接地面112及第三子接地面113之寬度的1/2，而有 效地使得天線之輻射能量均勻分佈於一大角度之區間，進 而獲得一個可以涵蓋接近一個半平面區間之輻射場型。 第2圖疋本發明之天線構造的返回損失實驗量測結果 圖，其中本實施例選擇下列尺寸做測試：第一子接地面 1 1 1之長邊約為2 1 0 m m、短邊約為9 m m ;第二子接地面1 1 2及 該第三子接地面11 3之長邊均約為2 1 〇min、短邊均約為 140πιπι ;輻射件13的第一子輻射件13;1之長度約為7〇·、寬 度約為20mm ;輻射件13的第二子輻射件132為一三角形’ 其高度約為11mm、其兩腰長度約為15随；第一、第二夹角 α 、/5均為1 4 0度。由所得的測試結果，如第2圖所示，縱 軸表示返回損失，橫軸表示操作頻率，在丨〇dB返回損失的 定義下，其操作頻帶足以涵蓋2.4GHz( 2 40 0〜2484MHz)之 無線區域網路所需的頻帶。 第3 a圖與第3 b圖為本發明之天線構造的上述實施例於 2 44 2MHz的天線輻射場型量測結果；其中，第3a圖與第3b 圖分別代表天線在E平面（垂直面）與η平面（水平面）的輻射
0356-A204i3T\VF(Nl);P1192007S;cheatf.ptd 第10頁 1239121 五、發明說明（6) 場型；縱軸表示輻射場強度，橫轴表示方位角度，在第3 a 圖中，其主極化（co-ρ〇ι )輻射場型的3dB輻射波束寬約為 35度；在第3b圖中’其主極化（c0 — ρ〇ι)輻射場型的3dB幸g 射波束寬接近1 8 0度’亦即，表示本發明天線之貫施例的 水平面賴射場型可以涵蓋一個接近半平面之區間。而由實 驗發現，當第一、第二夾角α 、/5為介於110至150度之間 的一角度時，本發明天線之水平面輻射場型均可以大於 1 7 0度，亦即可以涵蓋一個接近半平面之區間。 第4圖是本發明之天線構造的上述實施例於2. 4GHz頻 帶内天線增益實驗量測結果；縱軸表示天線增益，橫軸表 示操作頻率，由所得實驗結果，操作模態内的天線增益約 為4.9-5. ldBi，滿足一般2. 4GHz之無線區域網路操作的增 益需求。 第5圖與第6圖為本發明之天線構造的其他可能實施例 之結構圖；其中，第5圖之天線接地面5 1除了第二子接地 面512與第三子接地面513外，更具有第四接地面523及第 五接地面5 2 4。另外，第6圖之天線接地面6 1之第二子接地 面6 1 2與第三子接地面6 1 3為一弧形的表面，其他結構則與 第1圖中之結構相同。 綜合上述的說明，本發明之天線構造的結構簡單，製 作成本低，功能明確，因此本發明天線甚具高度產業應用 價值，足以符合發明之範疇。在上述說明中所敘述之實施 例僅為說明本發明裝置之原理及其功效，而非限制本發 明，因此，熟習此技術之人士可在不違背本發明之精神對
0356-A20413TWF(iNl); PI 192007S; chen [ f. ptd 第11頁 1239121
035&-Λ20413TWF(N1);PI 192007S;chen t f.P t d 第12頁 1239121 圖式簡單說明 第1圖為本發明之天線結構之立體圖。 第2圖為本發明之天線結構的返回損失實驗量測結果 圖。 第3 a圖為本發明之天線結構在E平面（垂直面）的輻射 場型。 弟3 b圖為本發明之天線結構在Η平面（水平面）的輕射 場型。 第4圖為本發明之天線結構的天線增益圖。 第5圖為本發明之另一實施例的立體圖。 第6圖為本發明之另一實施例的立體圖。 符號說明 1 1、5 1、6 1〜接地面； 1 3〜輻射件； 1 4〜饋入件； 1 5〜貫孔； I 1 1〜第一子接地面； II 2、5 1 2、6 1 2〜第二子接地面； 1 1 3、5 1 3、6 1 3〜第三子接地面； 1 2 1〜第一側邊； 1 2 2〜第二側邊； 1 3 1〜第一子輻射件： 1 3 2〜第二子輻射件； 1 3 3〜饋入點； 5 2 3〜第四子接地面；
03 50 -Λ20413TWF(Ν1);Ρ11920078;chen t f.p t d 第13頁 1239121
035ό- Α20413TVfF(Ν1); Ρ11920078; chen t f. ρ t d 第14頁

Claims (1)

1239121 六、申請專利範圍 1. 一種天線構造，包括： 一接地面，呈突起狀； 一輕射件，設置於該接地面的上方，包括一第一子輻 射件及一具有一饋入點之第二子輻射件；及 一饋入件，連接於該饋入點。 2. 如申請專利範圍第1項所述之天線構造，其中該接 地面至少包括： 一第一子接地面，具有一第一側邊以及相對於該第一 側邊之一第二側邊； ' 一第二子接地面，連接於該第一側邊，並與該第一子 接地面具有一第一夾角；以及 一第三子接地面，連接於該第二側邊，並與該第一子 接地面具有一第二夾角。 3. 如申請專利範圍第2項所述之天線構造，其中該第 一夾角係大於11 0度且小於1 5 0度。 4. 如申請專利範圍第2項所述之天線構造，其中該第 二夾角係大於1 1 0度且小於1 5 0度。 5. 如申請專利範圍第2項所述之天線構造，其中該第 一子接地面具有一貫孔，供該饋入件通過但不接觸而連接 於該饋入點。 6. 如申請專利範圍第1項所述之天線構造，其中該饋 入件為一金屬棒。 7. 如申請專利範圍第2項所述之天線構造，其中該接 地面係以一金屬片彎曲而形成該第一、第二及第三子接地
ϋ35ο-Λ20413TWF0N1)；PI192007S;chen t f.pid 第15頁 1239121 六、申請專利範圍 面。 8 ·如申請專利範圍第2項所述之天線構造，其中該接 地面係以至少兩獨立金屬片組合形成該第一、第二及第三 子接地面。 9.如申請專利範圍第2項所述之天線構造，其中該第 一子接地面之寬度小於該第二子接地面寬度的1 / 2。 1 〇 ·如申請專利範圍第2項所述之天線構造，其中該第 一子接地面之寬度小於該第三子接地面寬度的1 / 2。 1 1 ·如申請專利範圍第2項所述之天線構造，其中該第 二與第三子接地面均為平面。 1 2.如申請專利範圍第2項所述之天線構造，其中該接 地面更包括： 一第四子接地面，相對於該第一子接地面而連接於該 第二子接地面之一側；以及 一第五子接地面，相對於該第一子接地面而連接於該 第三子接地面之一側。 1 3.如申請專利範圍第2項所述之天線構造，其中該第 二子接地面與該第三子接地面均為弧形面。 1 4.如申請專利範圍第1項所述之天線構造，其中該第 一子輻射件之長度係小於該天線之中心操作頻率的1 / 2波 長。 1 5.如申請專利範圍第1項所述之天線構造，其中該第 一子輻射件與該第一子接地面的距離係低於該天線之中心 操作頻率的1 / 6波長。
0356-A20413TWF(Nl);P1192007S;chentf.ptd 第16頁 1239121 ^、申請專利範圍 1 6 ·如申請專利範圍第1項所述之天線構造，其中該第 一子輻射件的長度對寬度的比值大於3。 1 7 ·如申請專利範圍第2項所述之天線構造，其中該第 一子輻射件，大致平行於該第一子接地面。 1 8 ·如申請專利範圍第2項所述之天線構造，其中該第 二子輻射件，大致垂直於該第一子接地面。 1 9.如申請專利範圍第1項所述之天線構造，其中該第 二子輻射件呈三角形，該三角形之一頂點為該饋入點。 2 0.如申請專利範圍第1項所述之天線構造，其中該第 一及第二子輻射件係以一金屬片彎曲成形。 2 1.如申請專利範圍第1項所述之天線構造，其中該第 一及第二子輻射件係以兩獨立金屬片組合成形。
0356-A20413TWF(N1);P1 1920078;chentf.ptd 第 17 頁
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