TWI388086B - 槽孔天線 - Google Patents

Description

槽孔天線

本發明係指一種槽孔天線，尤指一種可以縮小面積，且增加頻寬的槽孔天線。

近年來，由於無線通訊的蓬勃發展，人們對於無線通訊的需求與日俱增，愈來愈多的資訊透過無線網路來傳遞，因此，對主導無線訊號收發之天線的頻寬需求也隨之增加。另外，通訊裝置的輕薄短小，導致設計空間縮小，也同時成為設計天線時的考量。

請參考第1圖，第1圖為習知用於無線網路之一槽孔天線10之示意圖。槽孔天線10包含一基板100、一輻射體102及一訊號饋入段104。基板100包含有正、反兩面，輻射體102係設置於基板100的正面，而訊號饋入段104則設置於基板100的反面。如第1圖所示，輻射體102彎折而形成一槽孔106，且鄰近槽孔106的邊長之長度可被調整來產生所需要的共振頻率。訊號饋入段104的位置對應於槽孔106，且具有用以接收輸入訊號之一訊號饋入端108。當訊號從訊號饋入端108饋入時，能量會由訊號饋入段104耦合至輻射體102，從而發射出訊號。

然而，習知之槽孔天線10所佔的面積太大，仍有改進的空間，且其頻寬略顯不足，需要再改進以合乎使用之需求。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種槽孔天線，以改進前述先前技術之缺點。

本發明揭露一種槽孔天線，包含有一基板、一輻射體、一訊號饋入段、一訊號饋入端、一第一延伸部及一第二延伸部。該基板包含有一第一面及一第二面。該輻射體係設置於該基板之該第一面，並形成一槽孔。該訊號饋入段係設置於該基板之該第二面上對應於該槽孔之一位置。該訊號饋入端係電性連接於該訊號饋入段，用來傳輸訊號。該第一延伸部係設置於該基板之該第二面上該訊號饋入段之一第一側，用以增加該槽孔天線之頻寬。該第二延伸部係設置於該基板的該第二面上該訊號饋入段之一第二側，用以增加該槽孔天線之頻寬。

本發明另揭露一種槽孔天線，包含有一基板、一輻射體、一訊號饋入段及一訊號饋入端。該基板包含有一第一面及一第二面。該輻射體係設置於該基板之該第一面，並形成一槽孔。該訊號饋入段係設置於該基板之該第二面上對應於該槽孔之一位置，該訊號饋入段之形狀為彎折延伸狀。該訊號饋入端係電性連接於 該訊號饋入，用來傳輸訊號。

請參考第2圖，第2圖為本發明實施例之一槽孔天線2之示意圖。槽孔天線2主要的工作頻段為2300MHz~2700MHz，其包含有一基板20、一輻射體22、一訊號饋入段24、一訊號饋入端25、一第一延伸部26及一第二延伸部28。基板20包含有一第一面200及與第一面200相反之一第二面201，其可為FR4或其它材質之基板。輻射體22係設置於基板20之第一面200，且包含有一第一輻射段220、一第二輻射段222、一第三輻射段224及一第四輻射段226。如第1圖所示，第一輻射段220、第二輻射段222、第三輻射段224及第四輻射段226分別與相鄰之輻射段垂直，亦即，第四輻射段226與第一輻射段220垂直，第一輻射段220與第二輻射段222垂直，第二輻射段222與第三輻射段224垂直。換言之，此四個輻射段圍繞而形成一槽孔228。槽孔228周圍之邊長大概為工作頻段(2300MHz~2700MHz)的四分之一波長，即約31.3公釐。此外，第三輻射段224另電性連接於一地端，較佳地，該地端為金屬銅箔所構成的接地面，須注意的是，除了可用第三輻射段224來電性連接於一地端，也可用第一輻射段220或第二輻射段222來電性連接於一地端，此三種實施方式，皆為本發明之範圍。第四輻射段226的作用在於縮小槽孔天線2所佔的面積，與第1圖的習知技術比較，由於第四輻射段226的彎折， 可使本發明槽孔天線2所佔的面積相對於第1圖的習知技術來說縮小約26%。

在槽孔天線2中，訊號饋入段24係設置於基板20之第二面201上，且約略對應於槽孔228的中央。訊號饋入段24之形狀為矩形，且與第二輻射段222平行，其一端電性連接於訊號饋入端25，可接收由一訊號線250傳輸過來的訊號。第一延伸部26及第二延伸部28皆設置於基板20之第二面201上，電性連接於訊號饋入段24，且由訊號饋入段24分別向其兩旁延伸，主要作用係用來增加槽孔天線2之頻寬。

由上述可知，本發明主要透過第四輻射段226減小槽孔天線2所佔的面積，並透過第一延伸部26及第二延伸部28增加槽孔天線2之頻寬。

請參考第3圖，第3圖為第2圖之槽孔天線2與第1圖之槽孔天線10之電壓駐波比(VSWR)之比較示意圖。其中，曲線a1為槽孔天線2之電壓駐波比相對於頻率之曲線，而曲線b1為槽孔天線10之電壓駐波比相對於頻率之曲線。由圖中可看出，在頻率2GHz~3GHz之間，曲線a1在電壓駐波比小於2的頻寬比曲線b1寬。亦即，本發明之槽孔天線2相較於第1圖之習知技術來說，其頻寬較寬，此乃由於本發明之槽孔天線2設置了第一延伸部26與第二延伸部28，而達到增加頻寬的功用。

需注意的是，在第2圖中，第一延伸部26與第二延伸部28皆呈矩形，實際上，第一延伸部26與第二延伸部28也可以是其它形狀，如三角形(參考第4、5圖所示)、半圓形(參考第6圖所示)或半橢圓形(參考第7圖所示)，而且，第一延伸部26與第二延伸部28之大小在設計時可設計為不同。此外，第一延伸部26或第二延伸部28的數量亦不限於特定值，而可以多個延伸部27實現，如第8、9、10圖所示。再者，第一延伸部26及第二延伸部28可與訊號饋入段24間隔一預設距離，如第11圖所示，當然，在此情況下也可設置多個延伸部29，如第12圖所示。前述的多種設計都可以增加本發明之槽孔天線2之頻寬，且不以此限。

另外，請參考第13圖，第13圖為本發明實施例之另一槽孔天線3之示意圖。第13圖之槽孔天線3的結構大致與第2圖之槽孔天線2相同，差別在於槽孔天線3沒有採用如第2圖中的第一延伸部26與第二延伸部28的設計，而是將一訊號饋入段34的形狀設計為彎折延伸狀，藉此來增加槽孔天線3之頻寬。同樣地，訊號饋入段34的形狀也可有多種變化，如第14圖所示的方式，亦可達到增加槽孔天線3之頻寬的目的。

需要注意的是，第2圖之槽孔天線2亦可省略第四輻射段226並增長其它輻射段的長度(如第15圖所示)，或省略第一延伸部26與第二延伸部28(如第16圖所示)，此兩種變形仍屬本發明之 範圍。另外，前述之槽孔天線2、3皆可用微帶線或鐵件等較硬的材質來製作，而且前述之槽孔天線2、3可被彎折而成立體的形狀，以增加設計上的多樣性與靈活性。舉例來說，請參考第17圖，圖中之槽孔天線6被彎折成立體而固設在一電子裝置(例如筆記型電腦)之支撐架70上，支撐架70可隔開槽孔天線6之輻射體60與訊號饋入段62。因此，當槽孔天線6被彎折成立體後，其所佔體積更加縮小，更可被應用在小尺寸之電子裝置上。

綜上所述，本發明槽孔天線利用第四輻射段的設計來縮小天線所佔的面積，另外利用第一延伸部與第二延伸部的設計來增加天線之頻寬，故確實能達成本發明之目的。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10、2、3、6‧‧‧槽孔天線

100、20‧‧‧基板

200‧‧‧第一面

201‧‧‧第二面

102、22、60‧‧‧輻射體

220‧‧‧第一輻射段

222‧‧‧第二輻射段

224‧‧‧第三輻射段

226‧‧‧第四輻射段

106、228‧‧‧槽孔

104、24、34、62‧‧‧訊號饋入段

240‧‧‧第一側

242‧‧‧第二側

108、25‧‧‧訊號饋入端

250‧‧‧訊號線

26‧‧‧第一延伸部

27、29‧‧‧延伸部

28‧‧‧第二延伸部

70‧‧‧支撐架

a1、b1‧‧‧曲線

第1圖為習知一槽孔天線之示意圖。

第2圖為本發明實施例之一槽孔天線之示意圖。

第3圖為第2圖之槽孔天線與第1圖之槽孔天線之電壓駐波比之比較示意圖。

第4~16圖分別為本發明槽孔天線之實施例之示意圖。

第17圖為本發明實施例之一槽孔天線被彎折成立體之示意圖。

2‧‧‧槽孔天線

20‧‧‧基板

200‧‧‧第一面

201‧‧‧第二面

22‧‧‧輻射體

220‧‧‧第一輻射段

222‧‧‧第二輻射段

224‧‧‧第三輻射段

226‧‧‧第四輻射段

228‧‧‧槽孔

24‧‧‧訊號饋入段

240‧‧‧第一側

242‧‧‧第二側

25‧‧‧訊號饋入端

250‧‧‧訊號線

26‧‧‧第一延伸部

28‧‧‧第二延伸部

Claims (19)

1. 一種槽孔天線，包含有：一基板，包含有一第一面及一第二面；一輻射體，設置於該基板之該第一面，並形成一槽孔，該槽孔包含有一開口；一訊號饋入段，設置於該基板之該第二面上對應於該槽孔之一位置；一訊號饋入端，電性連接於該訊號饋入段，用來傳輸訊號；一第一延伸部，設置於該基板之該第二面上該訊號饋入段之一第一側，用以增加該槽孔天線之頻寬；以及一第二延伸部，設置於該基板的該第二面上該訊號饋入段之一第二側，用以增加該槽孔天線之頻寬；其中該訊號饋入端位於該槽孔之一面積中。
2. 如請求項1所述之槽孔天線，其中該第一延伸部與該第二延伸部皆呈矩形。
3. 如請求項1所述之槽孔天線，其中該第一延伸部與該第二延伸部皆呈三角形。
4. 如請求項1所述之槽孔天線，其中該第一延伸部與該第二延伸部皆呈半圓形。
5. 如請求項1所述之槽孔天線，其中該第一延伸部與該第二延伸部皆呈半橢圓形。
6. 如請求項1所述之槽孔天線，其中該第一側與該第二側相對。
7. 如請求項1所述之槽孔天線，其中該第一延伸部及該第二延伸部皆電性連接於該訊號饋入段。
8. 如請求項1所述之槽孔天線，其中該第一延伸部及該第二延伸部皆與該訊號饋入段間隔一預設距離。
9. 如請求項1所述之槽孔天線，其中該輻射體包含有：一第一輻射段；一第二輻射段，電性連接於該第一輻射段；以及一第三輻射段，電性連接於該第二輻射段。
10. 如請求項9所述之槽孔天線，其中該第二輻射段與該第一輻射段垂直，該第三輻射段與該第二輻射段垂直。
11. 如請求項9所述之槽孔天線，其中該第二輻射段電性連接於該第一輻射段的一端，該輻射體另包含一第四輻射段，電性連接於該第一輻射段的另一端。
12. 如請求項11所述之槽孔天線，該第四輻射段與該第二輻射段 平行。
13. 如請求項9所述之槽孔天線，其中該第一輻射段、該第二輻射段及該第三輻射段之其中之一另電性連接於一地端。
14. 一種槽孔天線，包含有：一基板，包含有一第一面及一第二面；一輻射體，設置於該基板之該第一面，並形成一槽孔，該槽孔包含有一開口；一訊號饋入段，設置於該基板之該第二面上對應於該槽孔之一位置，該訊號饋入段之形狀為彎折延伸狀；以及一訊號饋入端，電性連接於該訊號饋入段，用來傳輸訊號；其中該訊號饋入端位於該槽孔之一面積中。
15. 如請求項14所述之槽孔天線，其中該輻射體包含有：一第一輻射段；一第二輻射段，電性連接於該第一輻射段；以及一第三輻射段，電性連接於該第二輻射段。
16. 如請求項15所述之槽孔天線，其中該第二輻射段與該第一輻射段垂直，該第三輻射段與該第二輻射段垂直。
17. 如請求項15所述之槽孔天線，其中該第二輻射段電性連接於 該第一輻射段的一端，該輻射體另包含一第四輻射段，電性連接於該第一輻射段的另一端。
18. 如請求項17所述之槽孔天線，該第四輻射段與該第二輻射段平行。
19. 如請求項15所述之槽孔天線，其中該第一輻射段、該第二輻射段及該第三輻射段之其中之一另電性連接於一地端。