TWI535116B - 天線 - Google Patents

Description

天線

本發明係關於一種如技術方案1之天線。

在當前最先進技術中，已知適合於發送及接收資料(例如使用WIFI應用)的不同類型天線。

歐洲專利申請案第EP 1401050 A1號描述用於小型無線電設備的一內部平坦天線。該平坦天線之接地平面經成形使得其改良天線之匹配。可藉由接地平面內之一個或多個狹槽實現成形。當從短路觀點來看時狹槽適當改變接地平面之電長度使得接地平面將作為處於天線之一操作頻帶中的一輻射體而起作用。該平坦天線係經由從平坦天線延伸至接地平面之一短路導體而連接。以一預定距離將平坦天線配置於接地平面上方。此外，平坦天線包括經引導穿過接地平面至平坦天線的一饋送線導體。

歐洲專利申請案第EP 0407145 A1號描述一寬頻行動電話天線，該寬頻行動電話天線包括一第一傳導性圓形板及一第二傳導性圓形板。第一板係定位於第二板上方並與其平行。第二板之直徑等於或大於第一板之直徑。第二板用作附接至一汽車之一本體的一接地板。用於匹配第一板與第二板間之一阻抗的一短路棒用作一天線且用於該天線之一同軸饋送電纜係連接於第一板與第二板之間。一芯棒之一上端在第一板之大致中心處連接至第一板。芯棒之一下端朝向形成於第二板之大致中心處的一開口延伸。開口係連接至一連接器，該連接器係透過本體內形成之一開口而放置於汽車內。該連接器連接芯棒及同軸電纜，該同軸電纜係連接至一行動電話系統之一傳輸器/接收器。同軸電纜之內部導線係連接至芯棒且外部傳導性薄片係連接至接地板。

本發明目的在於提供一種具有一低高度的天線。

藉由技術方案1中描述的天線解決本發明之目的。

該天線優點在於其具有一小高度。接地平面與天線平面係以一小距離配置且由至少一個桿連接。此外，一饋送線係在該接地平面與該天線平面之間側向地引導。

附屬技術方案係關於該天線之進一步實施例。該天線之一進一步實施例包括由一板製成之一天線平面及從該板折疊為一搭接片的至少一個桿。此實施例在製造中係便宜且簡單的。

該天線之一進一步實施例包括一饋送接觸件，該饋送接觸件係由從該天線板折疊之一桿構成，此簡化該天線板之構造。

該天線之另一實施例包括經組態為一導體帶的一饋送線。該導體帶提供一可靠電連接且僅需少量空間。

該天線之另一實施例包括具有兩個半部之一天線平面，該等兩個半部係根據一中間對稱軸而軸向對稱配置，此改良該天線之電功能。

該天線之另一實施例包括一饋送線，其係沿該對稱軸而配置，此改良該天線之電品質。

該天線之另一實施例包括根據該對稱軸而軸向對稱配置的桿，此改良該天線之電性質及功能。

該天線之一進一步實施例包括作為該天線平面與該接地平面間之一電短連接的一個桿，該桿包括一開口，其中該饋送線係透過該開口從外部引導至該接地平面與該天線平面間之一區域。該饋送線係配置於該接地平面上。此實施例僅需要少量空間且具有一簡單結構。

該天線之另一實施例包括呈一三角形的一天線平面，該天線平面展示該天線之功能的經改良電性質。

該天線之一進一步實施例包括具有呈一V形之一狹縫的一天線平面，此改良該天線之電功能。

該天線之另一實施例包括具有由呈V形之一邊界線界定之一前側的一天線平面。

該天線之另一實施例包括一天線平面，該天線平面具有平行地且根據該對稱軸而對稱地配置的一狹縫及該天線平面之一邊界線。此實施例展示該天線功能的經改良發送及接收性質。

根據下列圖式描述天線。

圖1描繪天線1之一示意圖，天線1包括一天線平面2及一接地平面3。在所描繪實施例中，接地平面3具有比天線平面2更大之一面積。接地平面3具有一正方形區域，其中天線平面2係配置於接地平面3上方且在接地平面3中間。天線平面2係平行於接地平面3而安置，其中天線平面2係藉由至少一個桿4、5、6連接至接地平面3。展示的天線實施例包括具有三個桿4、5、6之一天線平面2。

天線平面2包括一對稱軸8，該對稱軸8將天線平面2分為對該對稱軸8軸向對稱的兩個對稱半部9、10。天線平面2包括具有呈一V形之一前線(front line)7的一前側12。天線平面2包括鄰近三角形前側12之一矩形背側區域11。背側區域11包括一背邊緣13，第二桿5及第三桿6在該背邊緣13處從天線平面2折疊為搭接片。在展示的實施例中，第二桿5及第三桿6係體現為與該天線平面2成單件式。第二桿5及第三桿6係以與天線平面2成一預定角度衝壓及折疊。在展示的實施例中，相對於天線平面2的角度為90°。天線平面2基本為一平坦平面。第二桿5及第三桿6係體現為配置於對稱軸8之相對側的矩形平坦帶。界定一開口的一自由空間14係對該對稱軸8軸向對稱地配置在第二桿5與第三桿6之間。

V形前線7包括處於三個邊上的一前點(front point)15及兩個側點(side point)16、17。前點15係配置於對稱軸8上。第一側點16及第二側點17係以與對稱軸8相同之距離相對於該對稱軸8而配置於相對側上。從側點16、17起，引導平行側邊緣18、19至背點(back point)20、21。第一背點20及第二背點21係配置於背側區域11之相對邊上且在相對於對稱軸8之相對側上，該等背點至對稱軸8之距離相同。第一背點20及第二背點21係配置於天線平面2之背邊緣13上。

第二桿5及第三桿6係安置於離第一背點20及第二背點21一預定距離處。第二桿5及第三桿6包括一矩形形狀。自由空間14之開口亦包括一矩形形狀。在展示的實施例中，天線平面2包括平行於V形前線7配置之一V形狹縫22。此外，V形狹縫22係對對稱軸8成對稱配置，其中配置於狹縫22之一邊上的狹縫22之一進一步前點23係配置於對稱軸8上。配置於狹縫22之末端的狹縫22之進一步背側點24、25係以離對稱軸8相同距離而安置於對稱軸8之相對側上。

取決於天線之所使用實施例，不必提供一狹縫22或者亦可在天線平面2中提供不同形狀之一狹縫或不同的若干狹縫。

在所展示實施例中如同天線平面2般亦從一天線板衝壓及折疊為一搭接片的第一桿4係對該對稱軸8軸向對稱安置。第一桿4之一面係垂直於對稱軸8且垂直於天線平面2而配置。由於第一桿4係從一板衝壓及折疊，天線平面2包括鄰近第一桿4之一開口26，該開口26亦係對該對稱軸8軸向對稱配置。

由於第二桿5及第三桿6係從天線平面2之背側區域11衝壓及折疊，天線平面2包括在背側的一矩形凹部27，該矩形凹部27係配置於該天線平面之平面內且亦對該對稱軸8軸向對稱配置。

天線平面2係由一傳導性材料(例如一金屬板)製成。取決於所使用實施例，亦可存在一支撐板，於該支撐板上配置一導電膜以形成天線平面2。

接地平面3亦可由一傳導性材料(例如一金屬板)製成。此外，接地平面3亦可由用一導電膜覆蓋的一支撐板製成。

在接地平面3上，配置一饋送線28，該饋送線28係在接地平面3與天線平面2之間經側向引導至第一桿4。第一桿4安置天線平面2之一饋送接觸件。饋送線28為一電導體，其沿對稱軸8而配置且相對於接地平面3電絕緣。饋送線28係經引導穿過第二桿5與第三桿6間之自由空間14。饋送線28係由第一桿4電連接，該第一桿4亦係電連接至天線平面2。饋送線28可經建構為一微帶線。

可用一電絕緣材料覆蓋饋送線28或可將至少一電絕緣層配置於接地平面3與饋送線28之間。

在展示的實施例中，經引導穿過天線平面2之短路之間之自由空間14的饋送線28幾乎不使天線效能劣化。

第二桿5及第三桿6將導電天線平面2與導電接地平面3連接。第二桿5及第三桿6安置天線平面2與接地平面3之間之短路。

圖2描繪天線平面2之一俯視圖。在此圖式中，可清楚看到凹部27及其相對於對稱軸8之對稱配置。圖2中亦展示天線平面2之第一桿4、第二桿5及第三桿6以及V形狹縫22及V形前線7的對稱配置。

圖3描繪天線平面2之一側視圖，其展示天線平面2之平坦實施例及第一桿4、第二桿5及第三桿6之配置。在展示 的側視圖中，僅可看到第三桿6。第一桿4、第二桿5及第三桿6從天線平面2突出並且係以一預定角度引導離開天線平面2至接地平面3。在所展示的實施例中，該預定角度為90°。由於第一桿4、第二桿5及第三桿6係由與天線平面2相同之材料成一體地製成，因此第一桿4、第二桿5及第三桿6之厚度與天線平面2之厚度相同。可藉由膠合、熔接或焊接將天線平面2固定於接地平面3。第二桿5及第三桿6可以一導電方式(例如藉由一導電膠)連接至接地平面。然而，第一桿4可以一非導電方式(例如藉由一電絕緣膠)連接至接地平面3。在第一桿4與接地平面3之間不希望有電連接。

取決於使用的實施例，接地平面3與天線平面2間之距離可例如在0.5mm與4mm之間。在展示的實施例中，天線平面2與接地平面3之間無進一步材料。所描述的天線1優點在於其僅需要一最小高度量。該天線可體現為可僅以一最小高度放置於一金屬接地平面上而不犧牲過多頻寬的一雙頻帶天線。天線1可提供一低輪廓雙頻帶WIFI天線之一設計。此外，所提供天線優點在於饋送線28自身係包含於天線之小高度內。所提議之導電饋送線28沿對稱軸8的配置幾乎不造成天線之效能劣化。

所提議天線1可包括兩個部分。首先，藉由使用一三角形天線平面滿足天線之低輪廓。天線平面頂部具有呈V形之狹縫22，藉由該狹縫22建立天線電功能之一第二諧振頻帶。此設計可容許例如以WIFI 2.4GHz頻帶及WIFI 5GHz頻帶操作之天線高度為3 mm。

第二，使用天線頂部之一部分建立朝向地面之一饋送且可藉由例如接地平面上之一微帶線或一電纜連接建立朝向此饋送之連接。此饋送線係經過背部之一開口而引導至天線平面，因此最小化饋送線對天線效能之影響。

所提議天線優點在於提供可以兩個不同頻帶操作的一低輪廓天線場型(pattern)，包含在此高度內之一饋送連接。

所提議天線可使用於天線可用高度需要為小型的不同裝置及應用中。該天線可使用於WIFI應用(其等係使用無線區域網路之一特定系統)。亦可藉由將當前設計按比例調整朝向蜂巢式應用之頻帶而將該天線使用於蜂巢式應用。取決於使用的實施例，天線平面2與接地平面3之間可不配置任何材料。在一進一步實施例中，亦可在接地平面與天線平面之間配置介電材料，其中饋送線28仍係配置於接地平面與天線平面之間。取決於使用的實施例，亦可使用不同軌跡來引導饋送導體28至天線平面。例如，饋送導體28可經配置在與天線平面2相對的接地平面之一下側上並且經引導穿過第一桿4下方之一開口且穿過接地平面3之一開口至第一桿4。

然而，饋送線28在接地平面3之一上側上且在接地平面3與天線平面2間之配置的進一步優點在於饋送線28係由接地平面3及天線平面2保護。

1．．．天線

2．．．天線平面

3．．．接地平面

4．．．第一桿

5．．．第二桿

6．．．第三桿

7．．．前線

8．．．對稱軸

9．．．半部

10．．．半部

11．．．矩形背側區域

12．．．前側

13．．．背邊緣

14．．．開口/自由空間

15．．．前點

16．．．側點

17．．．側點

18．．．側邊緣

19．．．側邊緣

20．．．背點

21．．．背點

22．．．V形狹縫

23．．．前點

24．．．背側點

25．．．背側點

26．．．開口

27．．．矩形凹部

28．．．饋送線

圖1描繪具有一接地平面之天線，

圖2描繪天線之一俯視圖，及

圖3以側視圖描繪天線。

1．．．天線

2．．．天線平面

3．．．接地平面

4．．．第一桿

5．．．第二桿

6．．．第三桿

7．．．前線

8．．．對稱軸

9．．．半部

10．．．半部

11．．．矩形背側區域

12．．．前側

13．．．背邊緣

14．．．開口/自由空間

15．．．前點

16．．．側點

17．．．側點

18．．．側邊緣

19．．．側邊緣

20．．．背點

21．．．背點

22．．．V形狹縫

23．．．前點

24．．．背側點

25．．．背側點

26．．．開口

27．．．矩形凹部

28．．．饋送線

Claims (9)

1. 一種天線(1)，其具有一接地平面(3)及一天線平面(2)，其中該天線平面(2)係配置於該接地平面(3)上方，其中該天線平面(2)係藉由至少一個桿(5、6)電連接至該接地平面(3)，其中一電饋送線(28)係在該接地平面(3)與該天線平面(2)之間經側向引導至該天線平面(2)之一饋送接觸件，其中，該天線平面(2)由一板製成，其中該饋送接觸件由該天線平面(2)之一第一桿(4)構成，該第一桿由該板彎折且固定至該接地平面(3)，其中一第二及一第三桿(5,6)由該天線平面(2)之一背側區域(11)之一背邊緣(13)彎折，其中該第二及第三桿(5,6)在該天線平面(2)與該接地平面(3)之間提供一電短連接，其中一開口(14)界定在該第二及第三桿(5,6)之間，其中該電饋送線(28)被引導穿過該開口(14)。
2. 如請求項1之天線，其中該饋送線(28)為配置於該接地平面(3)上的一導體帶。
3. 如請求項1或2之天線，其中該天線平面(2)包括對一對稱軸(8)軸向對稱之兩個半部(9、10)。
4. 如請求項3之天線，其中該饋送線(28)係沿該對稱軸(8)配置。
5. 如請求項3之天線，其中該等桿(4、5、6)係對該對稱軸(8)軸向對稱地配置。
6. 如請求項1或2之天線，其中該天線平面(2)包括一三角形形狀。
7. 如請求項1或2之天線，其中該天線平面(2)包括呈一V形之一狹縫(22)。
8. 如請求項1或2之天線，其中該天線平面(2)之一前線(7)係界定成一V形。
9. 如請求項7之天線，其中該天線平面(2)之該狹縫(22)及該天線平面(2)之該前線(7)係平行且相對於該對稱軸(8)軸向對稱而配置。