TWI487203B - 環形天線的改良方法及其改良式環形天線 - Google Patents

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Description

環形天線的改良方法及其改良式環形天線
本發明是有關於一種環形天線的改良方法及其改良式環形天線，且特別是有關於一種應用於全球定位系統的一種環形天線的改良方法及其改良式環形天線。
智慧型手機的在功能上的要求日益增多，但就現有技術而言，硬體架構上空間不足是目前極大挑戰。在智慧型手機中，全球定位系統(Global Positioning System，GPS)之天線架構需有一定的配置空間，但由於智慧型手機的體積設計日益減小，配置空間將被壓縮。因此，在空間十分有限的情況下，GPS天線架構之設計將會有極大挑戰。
然而，一般來說，在空間足夠情形下，平板天線(Patch Antenna)的設計方式是首選，若空間有不足問題，則可用立體金屬成形天線或是雷射直接成型(Laser Direct Structuring，LDS)天線等不同的結構設計方法，但這在成本上花費較高。若預算較低，則可選擇晶片天線(Chip Antenna)，但缺點是效能不佳且空間需求大，較不易在體積小的智慧型手機上實現。
本發明提出一種環形天線的改良方法，藉由改變一基礎環形天線的諧振波長，產生符合一特定通訊系統的天線諧振頻率，此環形天線的改良方法包括下述步驟：將第一天線輻射體，電性連接於基礎環形天線的諧振點，利用第一天線輻射體對於基礎環形天線所增加的長度，來增加基礎環形天線的諧振波長，以產生符合特定通訊系統的天線諧振頻率。
在本發明之一實施例中，環形天線的改良方法更包括在第一天線輻射體上使用凹槽結構，變形此第一天線輻射體成為第二天線輻射體，此凹槽結構加長第二天線輻射體的諧振路徑，利用第二天線輻射體對於基礎環形天線所增加的長度，以增加基礎環形天線的諧振波長。
在本發明之一實施例中，上述之第一天線輻射體可由天線彈片、金屬片、軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit Board)或印刷電路板所製成。
在本發明之一實施例中，上述之第二天線輻射體可由天線彈片、金屬片、軟性印刷電路板或印刷電路板所製成。
在本發明之一實施例中，上述之特定通訊系統包括全球定位系統、無線保真度(WiFi)系統或第三代無線通訊系統。
本發明提出一種改良式環形天線，包括一基礎環形天線及第一天線輻射體。藉由改變基礎環形天線的諧振波長，產生符合一特定通訊系統的天線諧振頻率。第一天線輻射體電性連接於基礎環形天線的諧振點，利用第一天線輻射體對於基礎環形天線所增加的長度，來增加基礎環形天線的諧振波長，以產生符合特定通訊系統的天線諧振頻率。
在本發明之一實施例中，上述改良式環形天線更包括在第一天線輻射體上使用一凹槽結構，變形第一天線輻射體成為一第二天線輻射體，此凹槽結構加長第二天線輻射體的諧振路徑，利用此第二天線輻射體對於基礎環形天線所增加的長度，增加基礎環形天線的諧振波長。
基於上述，本發明提出一種環形天線的改良方法及其改良式環形天線。依據所欲選擇的特定通訊系統之天線諧振頻率，在基礎環形天線上添加第一天線輻射體或第二天線輻射體，讓原有的基礎環形天線能有更長的諧振波長，而產生相對較低的天線諧振頻率。此外，本發明所使用的第一天線輻射體或第二天線輻射體之結構設計簡單，配置在手持通訊設備中，亦不占過多體積，毋需增加多餘的空間結構成本。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是習知之一種基礎環形天線的示意圖。基礎環形天線100在本體上具有電壓饋入點100及接地端120。以全球定位系統(Global Positioning System，GPS)的環形天線為例，天線諧振頻率在1.57~2.4Ghz之間，一般而言，在圖1所揭示的基礎環形天線100的架構，可讓諧振頻率達到1.57~2.4Ghz之中較高的數值，但使用者若希望藉由改變基礎環形天線100的諧振波長，使能獲得較低的天線諧振頻率，則需要改良基礎環形天線100之架構。
圖2是依照本發明實施例所繪示之一種改良式環形天線的示意圖，圖3是依照本發明一實施例所繪示之一種環形天線的改良方法流程圖，請同時參照圖2及圖3。圖2所揭示的改良式環形天線200及圖3所揭示的環形天線的改良方法，是藉由改變基礎環形天線100的諧振波長，以產生符合特定通訊系統的天線諧振頻率。首先，將第一天線輻射體220，電性連接於基礎環形天線100的諧振點210(步驟S310)。接著，利用第一天線輻射體220對於基礎環形天線100所增加的長度，來增加基礎環形天線100的諧振波長，以產生符合特定通訊系統的天線諧振頻率(步驟320)。
換言之，整個改良式環形天線200即是在基礎環形天線100的諧振點210電性連接第一天線輻射體220，使得整體天線架構長度變長，而以第一天線輻射體220對於基礎環形天線100所增加的長度，來增加基礎環形天線100的諧振波長。也就是說，改良式環形天線200此等架構，能使諧振波長變長，而以物理學的角度來說，當諧振波長變長，天線諧振頻率也就相應減低。本實施例的特定通訊系統，以上述的GPS環形天線諧振頻率區間為1.57~2.4Ghz來說，在圖2所揭示的改良式環形天線200之結構，即能使得其天線諧振頻率變低。也就是說，當使用者需求是較低的天線諧振頻率，則可利用圖2所揭示的改良式環形天線200之架構。
圖4是依照本發明另一實施例所繪示之一種改良式環形天線的示意圖。改良式環形天線400，除了與圖3同具基礎環形天線100之外，更包括在第一天線輻射體220上使用一凹槽結構，變形第一天線輻射體220成為第二天線輻射體410。此凹槽結構的設計方式，相對於圖2的實施例而言，能更加長第二天線輻射體410的諧振路徑。利用第二天線輻射體410對於基礎環形天線100所增加的長度，來增加基礎環形天線100的諧振波長，則使得天線諧振頻率能變得更低。換言之，倘若使用者需求是更低的天線諧振頻率，則可利用圖4所揭示的改良式環形天線200之架構。
而在本發明上述的實施例中，其中第一天線輻射體220及第二天線輻射體410均可由天線彈片、金屬片、軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit Board)或印刷電路板等材質來實現。
在本發明其他實施例中，上述的特定通訊系統不以全球定位系統為限，特定通訊系統亦可為無線保真度(WiFi)系統或第三代(3G)無線通訊系統。也就是說，本發明所提供的環形天線的改良方法，依據所欲選擇的特定通訊系統之天線諧振頻率，在基礎環形天線100上添加第一天線輻射體220或第二天線輻射體410，讓原有的基礎環形天線100能有更長的諧振波長，而產生相對應較低的天線諧振頻率。
綜上所述，本發明提出一種環形天線的改良方法及其改良式環形天線。依據所欲選擇的特定通訊系統之天線諧振頻率，在基礎環形天線上添加第一天線輻射體或是具有凹槽設計第二天線輻射體，利用天線輻射體對於基礎環形天線所增加的長度，來增加基礎環形天線的諧振波長，以產生符合特定通訊系統的天線諧振頻率。此外，本發明所使用的第一天線輻射體或第二天線輻射體之結構設計簡單，配置在手持通訊設備中，亦不占過多體積，毋需增加多餘的空間結構成本。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何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，當可作些許之更動與潤飾，故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．．．基礎環形天線
110．．．電壓饋入點
120．．．接地端
200．．．改良式環形天線
210．．．諧振點
220．．．第一天線輻射體
400．．．改良式環形天線
410．．．第二天線輻射體
S310~S320．．．環形天線的改良方法之流程步驟
圖1是習知之一種基礎環形天線的示意圖。
圖2是依照本發明實施例所繪示之一種改良式環形天線的示意圖。
圖3是依照本發明一實施例所繪示之一種環形天線的改良方法流程圖。
圖4是依照本發明另一實施例所繪示之一種改良式環形天線的示意圖。
100．．．基礎環形天線
110．．．電壓饋入點
120．．．接地端
200．．．改良式環形天線
210．．．諧振點
220．．．第一天線輻射體

Claims (10)

  1. 一種環形天線的改良方法，藉由改變一基礎環形天線的一諧振波長，產生符合一特定通訊系統的一天線諧振頻率，該方法包括：將一第一天線輻射體，電性連接於該基礎環形天線的一諧振點；以及利用該第一天線輻射體對於該基礎環形天線所增加的長度，來增加該基礎環形天線的該諧振波長，以產生符合該特定通訊系統的該天線諧振頻率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之環形天線的改良方法，更包括：在該第一天線輻射體上使用一凹槽結構，變形該第一天線輻射體成為一第二天線輻射體，該凹槽結構加長該第二天線輻射體的諧振路徑；以及利用該第二天線輻射體對於該基礎環形天線所增加的長度，以增加該基礎環形天線的該諧振波長。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之環形天線的改良方法，其中該第一天線輻射體包括一天線彈片、一金屬片、一軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit Board)或一印刷電路板。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之環形天線的改良方法，其中該第二天線輻射體包括一天線彈片、一金屬片、一軟性印刷電路板或一印刷電路板。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之環形天線的改良方法，其中該特定通訊系統包括全球定位系統、無線保真度(WiFi)系統或第三代無線通訊系統。
  6. 一種改良式環形天線，包括：一基礎環形天線，藉由改變該基礎環形天線的一諧振波長，產生符合一特定通訊系統的一天線諧振頻率；以及一第一天線輻射體，電性連接於該基礎環形天線的一諧振點，利用該第一天線輻射體對於該基礎環形天線所增加的長度，來增加該基礎環形天線的該諧振波長，以產生符合該特定通訊系統的該天線諧振頻率。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之改良式環形天線，更包括在該第一天線輻射體上使用一凹槽結構，變形該第一天線輻射體成為一第二天線輻射體，該凹槽結構加長該第二天線輻射體的諧振路徑，利用該第二天線輻射體對於該基礎環形天線所增加的長度，以增加該基礎環形天線的該諧振波長。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之改良式環形天線，其中該第一天線輻射體包括一天線彈片、一金屬片、一軟性印刷電路板或一印刷電路板。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之改良式環形天線，其中該第二天線輻射體包括一天線彈片、一金屬片、一軟性印刷電路板或一印刷電路板。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之改良式環形天線，其中該特定通訊系統包括全球定位系統、無線保真度(WiFi)系統或第三代無線通訊系統。
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