TWI506864B - 全球定位系統天線 - Google Patents

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Description

全球定位系統天線
本發明涉及一種天線，尤其涉及一種應用於全球定位系統的天線。
目前全球定位系統(Global Positioning System，GPS)天線的設計方式主要有兩種，一種是平板陶瓷天線，一種是於平面倒F天線(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)中附帶GPS部分。然，該兩種方式均存在缺點。平板陶瓷天線一般將微帶線做在高介電常數的介質板上，並整體置於行動電話頂端，比較容易受到損傷。而於PIFA天線中設置GPS部分一般需佔用較大空間，且自身靈敏度偏低。
有鑒於此，有必要提供一種佔用空間小、設計成本較低的全球定位系統天線。
一種全球定位系統天線，其包括一輻射體，所述輻射體包括一起始段、一延伸段、一第一彎折段及一第二彎折段，所述起始段與第一彎折段之間形成一開槽，所述延伸段的一端部分連接於起始段的一側邊，另一端朝遠離起始段的方向平直延伸，所述第二彎折段連接於第一彎折段，該第二彎折段上設有一第一缺口及一第二缺口，所述第一缺口與第二缺口的開口方向相反。
相較於習知技術，本發明的全球定位系統天線藉由在輻射體上開設多個溝槽，以產生GPS所需工作頻段的共振模態，藉此滿足天線小型化設計要求。該全球定位系統天線佔用空間小，設計成本低。
100‧‧‧全球定位系統天線
10‧‧‧輻射體
20‧‧‧起始段
30‧‧‧延伸段
40‧‧‧第一彎折段
42‧‧‧第一連接段
44‧‧‧第二連接段
46‧‧‧第三連接段
48‧‧‧開槽
50‧‧‧第二彎折段
52‧‧‧過渡段
54‧‧‧延長段
56‧‧‧第一缺口
58‧‧‧第二缺口
70‧‧‧饋入端
80‧‧‧接地端
圖1係本發明全球定位系統天線的較佳實施方式的立體圖；圖2係圖1所示全球定位系統天線另一方向的立體圖。
本發明提供一種全球定位系統天線，其可應用於行動電話或個人數位助理(personal digital assistant，PDA)等便攜式電子裝置中。
請參閱圖1及圖2，本發明較佳實施方式提供一全球定位系統天線100，其以柔性印刷線路(flexible printed circuit，FPC)為基材制成。該全球定位系統天線100包括一輻射體10、一饋入端70及一接地端80。
該輻射體10包括依次連接的一起始段20、一延伸段30、一第一彎折段40及一第二彎折段50。該起始段20、延伸段30及第一彎折段40設置於同一平面，該第二彎折段50設置於另一平面。
該起始段20及延伸段30均為一矩形片體，該延伸段30的一端部分連接於起始段20的一側邊，另一端朝與遠離起始段20的方向平直延伸。
該第一彎折段40大致為一呈“ㄇ”形的片體，其包括一第一連接段42、一第二連接段44及一第三連接段46。該第一連接段42與延 伸段30的一側邊連接，並朝與延伸段30延伸方向相反的方向延伸。該第二連接段44垂直連接於第一連接段42和第三連接段46之間，且該第二連接段44長度長於起始段20，並與起始段20之間形成一開槽48，在本實施例中，該開槽48大致呈“L”形。該第三連接段46與第一連接段42相對設置，且長度略長於第一連接段42。
該第二彎折段50所在的平面與第一彎折段40所在的平面大致垂直，該第二彎折段50包括相連接的一過渡段52及一延長段54。該過渡段52大致呈”L”形，其與第三連接段46的末端弧形過渡相接。本實施例中，該延長段54大致成弧形，其兩側分別開設一第一缺口56及一第二缺口58，該第一缺口56及第二缺口58均呈正方形，二者的開口方向相反，進而使該延長段54形成一個方波週期狀的片體。
該饋入端70大致呈鉤狀，其連接於起始段20遠離開槽48的一側邊，並經彎折以繞過該側邊進而斜向延伸至與起始段20靠近開槽48的一側邊大致平齊的位置。該饋入端70可與便攜式電子裝置的電路板(圖未示)的系統訊號饋入點電性連接，以為該全球定位系統天線100提供訊號饋入。
該接地端80連接於起始段20遠離開槽48的一側邊，並與饋入端70並行設置。該接地端80與饋入端70所在平面與第一彎折段40所在平面成一定角度。該接地端80的形狀與饋入端70相當，在此不再贅述。該接地端80的另一端可與電路板的系統接地點電性連接，以為該全球定位系統天線100提供接地。
當需要裝配該全球定位系統天線100時，可將輻射體10貼附於便攜式電子裝置殼體的內表面，以節省裝設空間。可以理解，該第 二彎折段50與第一彎折段40之間的彎折角度可依據殼體的形狀對應調整。同理，該延長段54也不局限於弧形狀，也可為一平直的片體。最後藉由調整全球定位系統天線100的尺寸，使訊號自饋入端70進入後，可在輻射體10上形成一长度約為48mm的電流路徑。
當該全球定位系統天線100工作時，產生的共振頻率範圍約為1.575GHz-1.580GHz，以滿足全球定位系統民用衛星訊號頻率的通訊要求。請參閱表一，由實驗測得本發明較佳實施例所示的全球定位系統天線100的最大增益及輻射效率隨工作頻率變化表可知，該全球定位系統天線100符合天線的設計要求。
本發明的全球定位系統天線100採用FPC制成，不易損壞、組裝簡便。同時，該全球定位系統天線100藉由在輻射體10上開設多個溝槽，以滿足天線小型化設計要求，並產生GPS所需工作頻段的共振模態。該全球定位系統天線100佔用空間小，輻射效率高。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，本發明之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧全球定位系統天線
10‧‧‧輻射體
20‧‧‧起始段
30‧‧‧延伸段
40‧‧‧第一彎折段
42‧‧‧第一連接段
44‧‧‧第二連接段
46‧‧‧第三連接段
48‧‧‧開槽
50‧‧‧第二彎折段
52‧‧‧過渡段
54‧‧‧延長段
56‧‧‧第一缺口
58‧‧‧第二缺口
70‧‧‧饋入端
80‧‧‧接地端

Claims (11)

  1. 一種全球定位系統天線，其包括一輻射體，所述輻射體包括一起始段、一延伸段、一第一彎折段及一第二彎折段，所述起始段與第一彎折段之間形成一開槽，所述延伸段的一端部分連接於起始段的一側邊，另一端朝遠離起始段的方向平直延伸，所述第二彎折段連接於第一彎折段，該第二彎折段上設有一第一缺口及一第二缺口，所述第一缺口與第二缺口的開口方向相反。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之全球定位系統天線，其中所述起始段、延伸段及第一彎折段位於同一平面內。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之全球定位系統天線，其中所述第一彎折段包括依次連接的一第一連接段、一第二連接段及一第三連接段，所述第一連接段與延伸段連接，所述第三連接段與第一連接段相對設置於第二連接段的兩側。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之全球定位系統天線，其中所述第二彎折段與第一彎折段位於不同平面內。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之全球定位系統天線，其中所述第二彎折段包括相連接的一過渡段及一延長段，所述過渡段與第三連接段的末端弧形過渡相接，所述第一缺口及第二缺口開設於延長段上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之全球定位系統天線，其中所述延長段為一個方波週期狀的片體。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之全球定位系統天線，其中所述全球定位系統天線還包括一饋入端，所述饋入端連接於起始段一側邊，並繞過該側邊斜向延伸至與起始段另一側邊平齊的位置。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之全球定位系統天線，其中所述全球定位系統天線還包括一接地端，所述接地端與饋入端並行設置。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之全球定位系統天線，其中所述開槽呈“L”形。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之全球定位系統天線，其中所述第一缺口及第二缺口均呈正方形。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之全球定位系統天線，其中所述全球定位系統天線以柔性印刷線路為基材制成。
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