TWI436526B - Can suppress the maximum gain of the multi-frequency antenna - Google Patents

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TWI436526B TW099112352A TW99112352A TWI436526B TW I436526 B TWI436526 B TW I436526B TW 099112352 A TW099112352 A TW 099112352A TW 99112352 A TW99112352 A TW 99112352A TW I436526 B TWI436526 B TW I436526B
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Hsiao Wei Wu
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    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Description

能抑制最大增益之多頻天線
本發明是有關於一種多頻天線，特別是指一種能抑制最大增益之多頻天線。
參閱圖1，現有的一種雙共振腔倒F型天線9包括一第一輻射部92、一第二輻射部93、一連接部94和一接地部95；第一、第二輻射部92、93均呈水平縱長條狀；連接部94概呈階梯狀，具有一第一支臂941、一第二支臂942，及一介於第一支臂941及第二支臂942之間的第三支臂943，第一支臂941、一第二支臂942概呈垂直縱長條狀，第三支臂943概呈水平縱長條狀，第一支臂941連接於第一、第二輻射部92、93之交界處，第二支臂942連接於接地部95。其中，第一輻射部92及階梯狀連接部94構成一第一天線，用以發射/接收較高頻之訊號；第二輻射部93及階梯狀連接部94則構成一第二天線，用以發射/接收較低頻之信號。
前述雙共振腔倒F型天線9可應用於筆記型電腦的無線區域網路(WLAN)或全球微波存取互通介面(WiMAX)，而除了輻射效率外，為了降低對其它系統的干擾，所以在電路設計上還會考量對最大增益(Peak gain)有所限制，然而，一般降低最大增益的方式多為降低天線的高度、拉高電壓駐波比(VSWR)，或設計使天線的操作頻率偏移，目前並沒有一種能有降低最大增益(Peak gain suppression)且能保有良好輻射效率之多頻天線設計解決方案。
因此，本發明之目的，即在提供一種可有降低最大增益且能保有良好輻射效率之多頻天線。
於是，本發明能抑制最大增益之多頻天線佈設於一基板，包含一接地部、一連接部、一第一輻射部及一第二輻射部；該連接部具有一垂直連接該接地部之第一連接段、一自該第一連接段一側水平延伸之第二連接段，及一位於該第二連接段末端的饋入點。
該第一輻射部具有一自該第二連接段一側向上垂直延伸之第一主臂、一自該第一主臂之端部旁側水平延伸之第一頂臂，及至少一自該第一主臂之旁側水平延伸且設置在介於該第一頂臂及該第二連接段之間的第一旁臂。
該第二輻射部具有一自該第二連接段一側向上垂直延伸且與該第一主臂間隔平行之第二主臂、一自該第二主臂之端部旁側對應與該第一頂臂反向水平延伸之第二頂臂，及至少一自該第二主臂之旁側對應與該第一旁臂反向水平延伸且設置在介於該第二頂臂及該第二連接段之間的第二旁臂。
本發明之功效在於：藉由該第一旁臂及該第二旁臂之設置，多頻天線能有效降低最大增益且能保有良好輻射效率。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之多個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖2，本發明之第一較佳實施例中，能抑制最大增益之多頻天線100佈設於一基板5，包含一接地部1、一連接部4、一第一輻射部21及一第二輻射部31；接地部1概呈水平長條狀，連接部4概呈倒L形，第一輻射部21概呈F形，及第二輻射部31概呈鏡向之F形。
連接部4具有一垂直連接接地部1之第一連接段41、一自第一連接段41一側水平延伸之第二連接段42，及一位於第二連接段42末端的饋入點43。
第一輻射部21負責傳送或接收高頻訊號，具有一自第二連接段42一側向上垂直延伸之第一主臂211、一自第一主臂211之端部旁側水平延伸之第一頂臂212，及至少一自第一主臂211之旁側水平延伸且設置在介於第一頂臂212及第二連接段42之間的第一旁臂213。
第二輻射部31負責傳送或接收低頻訊號，具有一自第二連接段42一側向上垂直延伸且與第一主臂211間隔平行之第二主臂311、一自第二主臂311之端部旁側對應與第一頂臂212反向水平延伸之第二頂臂312，及至少一自第二主臂311之旁側對應與第一旁臂213反向水平延伸且設置在介於第二頂臂312及第二連接段42之間的第二旁臂313。
本較佳實施例中，多頻天線100之詳細尺寸為：第一頂臂212之頂側沿著X方向之長度為1.6公分，第二頂臂312之頂側沿著X方向之長度則為4.7公分；第一連接段41沿著Y方向之寬度為0.8公分，第一頂臂212、第二頂臂312及第一旁臂213、第二旁臂313沿著Y方向之寬度皆為0.5 公分，第一頂臂212、第二頂臂312、第二連接段42及第一旁臂213、第二旁臂313之兩兩間距分別為0.2公分，第二連接段42及接地部1之間距為0.35公分；第一主臂211及第二主臂311沿著X方向之寬度亦為為0.5公分，第一主臂211及第二主臂311之間距則為0.25公分。
參閱圖3，本發明之第二較佳實施例中，能抑制最大增益之多頻天線100’亦具有類似於第一較佳實施例之元件，包括接地部1、連接部4、第一輻射部21及第二輻射部31；連接部1具第一連接段41、第二連接段42及饋入點43；第一輻射部21包括第一主臂211、第一頂臂212及第一旁臂213；第二輻射部31包括第二主臂311、第二頂臂312及第二旁臂313。
不同的是，各元件是與第一較佳實施例之元件以Y軸對稱之鏡向設計，如此即可在例如筆記型電腦之基板5分別佈設包括如圖2的多頻天線100及及圖3的多頻天線100’，並各自作為發射用途及接收用途之天線；另外，第一連接段41與接地部1之連接位置及第二連接段42之長度均可視需求調整。
參閱圖4，本發明之第三較佳實施例中，能抑制最大增益之多頻天線100”亦具有類似於第一、第二較佳實施例之元件，包括接地部1、連接部4、第一輻射部21及第二輻射部31；連接部1具第一連接段41、第二連接段42及饋入點43；第一輻射部21包括第一主臂211、第一頂臂212及第一旁臂213；第二輻射部31包括第二主臂311、第二頂臂312及第二旁臂313。
不同的是，第三較佳實施例中，基板5是一雙面板，是將第一旁臂213、第二旁臂313佈設於基板5之背側，第一主臂211、第一頂臂212、第二主臂311及第二頂臂312，佈設於基板5之前側，亦即，第一主臂211、第一頂臂212、第一旁臂213、第二主臂311、第二頂臂312，或第二旁臂313可佈設於基板5之同一面或不同面。
參閱圖5，本發明之第四較佳實施例中，能抑制最大增益之多頻天線100’”亦具有類似於前述較佳實施例之元件，包括接地部1、連接部4、第一輻射部21及第二輻射部31等等；不同的是，第一旁臂213、第二旁臂313之數量各為複數個。
以下配合圖2詳細說明本實施例之測試效能。
參閱圖6及圖7，分別為現有雙共振腔倒F型天線(如圖1)與本實施例之多頻天線100於操作頻率2600MHz的累積分布機率函數(Cumulative Distribution Function；簡稱CDF)曲線圖，其橫坐標為天線發射信號的增益(單位：dBi)。
值得注意的是，圖7之本創作天線對應增益為-6dBi之累積分布機率函數為85%，相較於圖6之現有天線對應增益為-6dBi之累積分布機率函數78%，表示本創作具有良好輻射效率；又圖7之本創作天線對應增益為1dBi附近之累積分布機率函數為0，相較於圖6之現有天線對應增益為1dBi之累積分布機率函數不為0，表示本創作能有效降低最大增益，此即為本發明確能達到有效降低最大增益且能保有良好輻射效率功效之證明。
參閱圖8，由本實施例之電壓駐波比(VSWR)實驗數據圖可知，可知本實施例在不同頻率量測到之電壓駐波比值，其適用頻帶為：2400~2700MHz及5150~5875MHz，電壓駐波比皆小於2:1。
另由表1之實際量測結果可知，本實施例應用頻帶內各頻率的增益(Gain)約在-2.3至-4.3dBi之間。
參閱圖9至圖11，分別本創作天線之輻射場型(Radiation Pattern)在X-Y平面、X-Z平面及Y-Z平面於發射訊號之頻率為2442MHz、2600MHz及5470MHz的輻射場型量測結果，在各量測平面上皆產生大致全向性之輻射場型，因而能滿足無線區域網路(WLAN)及全球微波存取互通介面(WiMAX)之操作需求。
綜上所述，本發明能抑制最大增益之多頻天線100、100’、100”、100’”之功效在於：藉由第一旁臂213、第二旁臂313之設置，能有效降低最大增益且能保有良好輻射效率，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
100、100’、100”、100’”‧‧‧多頻天線
1‧‧‧接地部
21‧‧‧第一輻射部
211‧‧‧第一主臂
212‧‧‧第一頂臂
213‧‧‧第一旁臂
31‧‧‧第二輻射部
311‧‧‧第二主臂
312‧‧‧第二頂臂
313‧‧‧第二旁臂
4‧‧‧連接部
41‧‧‧第一連接段
42‧‧‧第二連接段
43‧‧‧饋入點
5‧‧‧基板
圖1是一示意圖，說明現有的雙共振腔倒F型天線；
圖2是一示意圖，說明本發明能抑制最大增益之多頻天線之第一較佳實施例；
圖3是一示意圖，說明本發明能抑制最大增益之多頻天線之第二較佳實施例；
圖4是一示意圖，說明本發明能抑制最大增益之多頻天線之第三較佳實施例；
圖5是一示意圖，說明本發明能抑制最大增益之多頻天線之第四較佳實施例；
圖6是一數據圖，說明現有雙共振腔倒F型天線於操作頻率2600MHz的累積分布機率函數；
圖7是一數據圖，說明本實施例之多頻天線於操作頻率2600MHz的累積分布機率函數；
圖8是一數據圖，顯示本實施例之電壓駐波比量測結果；
圖9是本創作天線之輻射場型在X-Y平面、X-Z平面及Y-Z平面於發射訊號之頻率為2442MHz的輻射場型量測結果；
圖10是本創作天線之輻射場型在X-Y平面、X-Z平面及Y-Z平面於發射訊號之頻率為2600MHz的輻射場型量測結果；及
圖11是本創作天線之輻射場型在X-Y平面、X-Z平面及Y-Z平面於發射訊號之頻率為5470MHz的輻射場型量測結果。
100．．．多頻天線
1．．．接地部
21．．．第一輻射部
211．．．第一主臂
212．．．第一頂臂
213．．．第一旁臂
31．．．第二輻射部
311．．．第二主臂
312．．．第二頂臂
313．．．第二旁臂
4．．．連接部
41．．．第一連接段
42．．．第二連接段
43．．．饋入點
5．．．基板

Claims (3)

  1. 一種能抑制最大增益之多頻天線，佈設於一基板，包含：一接地部，概呈水平長條狀；一連接部，具有一垂直連接該接地部之第一連接段、一自該第一連接段一側水平延伸之第二連接段，及一位於該第二連接段末端的饋入點；一第一輻射部，具有：一第一主臂，自該第二連接段一側向上垂直延伸，一第一頂臂，自該第一主臂之端部旁側水平延伸，及至少一第一旁臂，自該第一主臂之旁側水平延伸，設置在介於該第一頂臂及該第二連接段之間；及一第二輻射部，具有：一第二主臂，自該第二連接段一側向上垂直延伸且與該第一主臂平行間隔，一第二頂臂，自該第二主臂之端部旁側對應與該第一頂臂反向水平延伸，及至少一第二旁臂，自該第二主臂之旁側對應與該第一旁臂反向水平延伸，設置在介於該第二頂臂及該第二連接段之間。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之能抑制最大增益之多頻天線，其中，該第一主臂、該第一頂臂、該第二旁臂、該第二主臂、該第二頂臂，或該第二旁臂係佈設於該基板之同一面或不同面。
  3. 依據申請專利範圍第1或2項所述之能抑制最大增益之多頻天線，其中，該第一旁臂及該第二旁臂之數量為複數個。
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