TWI625893B - 天線 - Google Patents

Abstract

一種天線，其可包含輻射主體、訊號饋入端、連接區、接地區及阻抗匹配調整區。輻射主體可包含底邊、側邊、第一斜邊及第二斜邊，第一斜邊與側邊之夾角可為鈍角，第一斜邊與第二斜邊之夾角可為鈍角，而第二斜邊與底邊之夾角可為銳角。訊號饋入端可與輻射主體連結。連接區可與輻射主體連結。接地區可與連接區連結。阻抗匹配調整區可與接地區連結。

Description

天線

本發明係有關於一種天線，特別是一種倒F型天線。

為了能夠將天線應用於各種手持式電子裝置(如智慧型手機、筆記型電腦等等)或無線傳輸裝置(例如無線接取器等等)，各種不同的小型且高效能的天線被開發出來。其中，倒F型天線(Planar Inverse-F Antenna，PIFA)體積小且可以達到較高的效能，故非常適合設置於各種手持式電子裝置及無線傳輸裝置中，是目前最為廣泛應用的天線類型。雖然如此，習知技藝之倒F型天線卻仍有不少缺點有待改進。

例如，部份習知技藝之倒F型天線與電路板的連接處面積過小，故天線容易傾倒，因而提高了天線的故障率。

又，部份習知技藝之倒F型天線由於設計上的缺失，導致其結構過於複雜，因此天線容易產生變形，進一步增加了天線的故障率。

此外，部份習知技藝之倒F型天線雖然體積小，但由於設計不良，使其高度較高，因此會佔據較大的空間，如此則限制了其應用範圍。

再者，部份習知技藝之倒F型天線需要以傳輸線方式饋入，而無法以微帶線方式饋入，因此會佔據較大的空間，且提高了其成本。

因此，如何提出一種天線，能夠有效改善習知技藝之倒F型天線會產生故障率高、成本高且應用範圍受到限制的情況已成為一個刻不容緩的問題。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之其中一目的就是在提供一種天線，以解決習知技藝之倒F型天線故障率高、成本高且應用範圍受到限制的問題。

根據本發明之其中一目的，提出一種天線，其可包含輻射主體、訊號饋入端、連接區、接地區及阻抗匹配調整區。輻射主體可包含底邊、側邊、第一斜邊及第二斜邊，第一斜邊與側邊之夾角可為鈍角，第一斜邊與第二斜邊之夾角可為鈍角，而第二斜邊與底邊之夾角可為銳角。訊號饋入端可與輻射主體連結。連接區可與輻射主體連結。接地區可與連接區連結。阻抗匹配調整區可與接地區連結。

在一較佳的實施例中，輻射主體可為非對稱扇形。

在一較佳的實施例中，輻射主體之長度可與天線之操作頻率有關。

在一較佳的實施例中，訊號饋入端與連接區之夾角可為直角。

在一較佳的實施例中，側邊與底邊之夾角可為直角。

在一較佳的實施例中，阻抗匹配調整區之尺寸可與天線之阻抗匹配有關。

在一較佳的實施例中，阻抗匹配調整區可呈矩形。

在一較佳的實施例中，接地區之一端可與輻射主體連結，而接地區之另一端可與接地區連結。

在一較佳的實施例中，訊號饋入端、輻射主體、連接區、接地區及阻抗匹配調整區可位於同一平面。

在一較佳的實施例中，輻射主體、連接區、接地區及阻抗匹配調整區之間可形成凹槽。

在一較佳的實施例中，輻射主體之寬度可與天線之頻寬有關。

在一較佳的實施例中，底邊可與水平面平行。

在一較佳的實施例中，凹槽可在垂直方向與接地區及連接區重合。

在一較佳的實施例中，凹槽之尺寸可與天線之阻抗匹配有關。

在一較佳的實施例中，底邊在水平方向可與連接區之底部重合。

在一較佳的實施例中，凹槽可朝水平方向延伸，並可於垂直方向接觸訊號饋入端。

承上所述，依本發明之天線，其可具有一或多個下述優點：

(1)本發明之一實施例中，天線之接地區可包含彎折部，使天線可以穩固地固定在電路板上，故天線不易傾倒，大幅降低了天線的故障率。

(2)本發明之一實施例中，天線之輻射主體、訊號饋入端、連接區、接地區及阻抗匹配調整區均可位於同一個平面，故結構極為簡單，因此天線不容易變形，進一步降低了天線的故障率。

(3)本發明之一實施例中，天線具備較佳的結構設計，因此高度較低，因此不會佔據很大的空間，使其應用範圍更為廣泛。

(4)本發明之一實施例中，天線能以微帶線方式饋入，而不需要以傳輸線方式饋入，因此不會佔據很大的空間，也能降低了天線的成本。

(5)本發明之一實施例中，天線之輻射主體可為非對稱扇形，因此天線之操作頻率及頻寬易於調整，且具備獨立的阻抗匹配調整區及特殊的凹槽結構以供調整天線的阻抗匹配，因此天線容易達到最佳化，使用上更具彈性。

1‧‧‧天線

11‧‧‧輻射主體

111‧‧‧底邊

112‧‧‧側邊

113‧‧‧第一斜邊

114‧‧‧第二斜邊

12‧‧‧訊號饋入端

13‧‧‧連接區

14‧‧‧接地區

141‧‧‧彎折部

15‧‧‧阻抗匹配調整區

P‧‧‧電路板

第1圖 係為本發明之天線之第一實施例之示意圖。

第2圖 係為本發明之天線之第一實施例之反射損耗圖。

第3圖 係為本發明之天線之第一實施例之輻射效率圖。

第4圖 係為本發明之天線之第二實施例之示意圖。

第5圖 係為本發明之天線之第三實施例之示意圖。

第6圖 係為本發明之構天線之第四實施例之示意圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之天線之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請參閱第1圖，其係為本發明之天線之第一實施例之示意圖。如圖所示，天線1可包含輻射主體11、訊號饋入端12、連接區13、接地區14及阻抗匹配調整區15。

輻射主體11可包含底邊111、側邊112、第一斜邊113及第二斜邊114。第一斜邊113與側邊112之夾角可為鈍角，第一斜邊113與第二斜邊114之夾角可為鈍角，而第二斜邊114與底邊111之夾角可為銳角，而側邊112與底邊111之夾角可為直角，且底邊111可與水平面平行。本實施例上述的結構使輻射主體11形成非對稱扇形的形狀，其中，輻射主體11之長度可與天線1之操作頻率有關，而輻射主體11之寬度可與天線1之頻寬有關，故可藉由調整輻射主體11之長度及寬度來分別調整天線1之操作頻率及頻寬。

訊號饋入端12可與輻射主體11連結；在本實施例中，訊號饋入端12與連接區14之夾角可為直角。

連接區13之一端可與輻射主體11連結，而連接區13之另一端可與接地區14連結；在本實施例中，底邊111可在水平方向與連接區13之底部重合。

阻抗匹配調整區15可與接地區14連結，阻抗匹配調整區15之尺寸可與天線1之阻抗匹配有關；在本實施例中，阻抗匹配調整區15可呈矩形。

接地區14可與連接區13連結，而接地區14可包含彎折部(未繪於圖中)，使天線1可以穩固地固定在電路板上，故天線不易傾倒，大幅降低了天線的故障率。

本實施例上述的結構使天線1之輻射主體11、訊號饋入端12、連接區13、接地區14及阻抗匹配調整區15均可位於同一個平面，因此可以大幅地簡化天線1的結構，使其不易變形，此外，由圖中可以看出，輻射主體11、連接區13、接地區14及阻抗匹配調整區15之間可形成凹槽16，此特殊的凹槽16結構可與天線1之阻抗匹配有關，調整凹槽16的尺寸可調整天線1之阻抗匹配；在本實施例中，凹槽16可在垂直方向與接地區14及連接區13重合，並可在垂直方向接觸訊號饋入端12。

由上述可知，天線1具有特殊的結構設計，使天線的各部份均可位於同一個平面，大幅簡化了天線的結構，有效地降低了天線的故障率；此外，更可使降低天線的高度，使其應用範圍更為廣泛；再者，天線之輻射主體具特殊的幾何形狀，因此天線之操作頻率及頻寬易於調整，且具備獨立的阻抗匹配調整區及特殊的凹槽結構以供調整天線的阻抗匹配，因此天線容易達到最佳化，使用上更具彈性。

當然，上述僅為舉例，天線1的結構可依實際應用需求調整，本發明並不以此為限。

請參閱第2圖及第3圖，其係為本發明之天線之第一實施例之反射損耗圖及輻射效率圖。本實施例舉例說明了天線1應用於操作頻率在5150MHz~5850MHz之無線傳輸裝置。

天線1具有特殊的結構設計，故很適合應用於各種手持式電子裝置(如智慧型手機、筆記型電腦等等)或無線傳輸裝置(例如無線接取器等等)，並 可達到極佳的效能。第2圖為天線1應用於操作頻率在5150MHz~5850MHz之無線傳輸裝置反射損耗圖；而第3圖為天線1應用於操作頻率在5150MHz~5850MHz之無線傳輸裝置的輻射效率圖。由上述可知，天線1在反射損耗及輻射效率上均可達到極佳的效能。

請參閱第4圖，其係為本發明之天線之第二實施例之示意圖。如圖所示，天線1可包含輻射主體11、訊號饋入端12、連接區13、接地區14及阻抗匹配調整區15。

由於天線1的詳細構造與前述實施例大致相同，故不在此多加贅述。

而與前述實施例不同的是，在本實施例中，天線1之凹槽16可在垂直方向與接地區14及連接區13重合，但在垂直方向未接觸訊號饋入端12，如此可調整天線1的阻抗匹配，但不增加天線1的高度。

當然，上述僅為舉例，天線1的結構可依實際應用需求調整，本發明並不以此為限。

請參閱第5圖，其係為本發明之天線之第三實施例之示意圖。如圖所示，天線1可包含輻射主體11、訊號饋入端12、連接區13、接地區14及阻抗匹配調整區15。

由於天線1的詳細構造與前述實施例大致相同，故不在此多加贅述。

而與前述實施例不同的是，在本實施例中，天線1之阻抗匹配調整區15可往水平方向延伸，如此可調整天線1的阻抗匹配，但不增加天線1的高度。

當然，上述僅為舉例，天線1的結構可依實際應用需求調整，本發明並不以此為限。

由上述可知，天線1之操作頻率、頻寬、阻抗匹配均可在不增加天線1的高度的情況下進行調整，因此天線1不會佔據很大的空間，使其應用範 圍更為廣泛。

值得一提的是，部份習知技藝之倒F型天線由於設計上的缺失，導致其結構過於複雜，因此天線容易產生變形，進一步增加了天線的故障率。相反的，本發明之一實施例中，天線之輻射主體、訊號饋入端、連接區、接地區及阻抗匹配調整區均可位於同一個平面，故結構極為簡單，因此天線不容易變形，進一步降低了天線的故障率。

又，部份習知技藝之倒F型天線雖然體積小，但由於設計不良，使其高度較高，因此會佔據較大的空間，如此則限制了其應用範圍。相反的，本發明之一實施例中，天線具備較佳的結構設計，因此高度較低，因此不會佔據很大的空間，使其應用範圍更為廣泛。

此外，部份習知技藝之倒F型天線需要以傳輸線方式饋入，而無法以微帶線方式饋入，因此會佔據較大的空間，且提高了其成本。相反的，本發明之一實施例中，天線能以微帶線方式饋入，而不需要以傳輸線方式饋入，因此不會佔據很大的空間，也能降低了天線的成本。

再者，本發明之一實施例中，天線之輻射主體可為非對稱扇形，因此天線之操作頻率及頻寬易於調整，且具備獨立的阻抗匹配調整區及特殊的凹槽結構以供調整天線的阻抗匹配，因此天線容易達到最佳化，使用上更具彈性。由上述可知，本發明實具進步性之專利要件。

請參閱第6圖，其係為本發明之天線之第四實施例之示意圖。

天線1之而接地區14更可包含彎折部141，使天線1可以穩固地固定在電路板P上，故天線不易傾倒，因此大幅降低了天線的故障率。

值得一提的是，部份習知技藝之倒F型天線與電路板的連接處面積過小，故天線容易傾倒，因而提高了天線的故障率。相反的，本發明之一實施例中，天線之接地區可包含彎折部，使天線可以穩固地固定在電路板上， 故天線不易傾倒，大幅降低了天線的故障率。

綜上所述，本發明之一實施例中，天線之接地區可包含彎折部，使天線可以穩固地固定在電路板上，故天線不易傾倒，大幅降低了天線的故障率。

本發明之一實施例中，天線之輻射主體、訊號饋入端、連接區、接地區及阻抗匹配調整區均可位於同一個平面，故結構極為簡單，因此天線不容易變形，進一步降低了天線的故障率。

又，本發明之一實施例中，天線具備較佳的結構設計，因此高度較低，因此不會佔據很大的空間，使其應用範圍更為廣泛。

此外，本發明之一實施例中，天線能以微帶線方式饋入，而不需要以傳輸線方式饋入，因此不會佔據很大的空間，也能降低了天線的成本。

再者，本發明之一實施例中，天線之輻射主體可為非對稱扇形，因此天線之操作頻率及頻寬易於調整，且具備獨立的阻抗匹配調整區及特殊的凹槽結構以供調整天線的阻抗匹配，因此天線容易達到最佳化，使用上更具彈性。

可見本發明在突破先前之技術下，確實已達到所欲增進之功效，且也非熟悉該項技藝者所易於思及，其所具之進步性、實用性，顯已符合專利之申請要件，爰依法提出專利申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵創作，至感德便。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。其它任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應該包含於後附之申請專利範圍中。

Claims (16)

1. 一種天線，係包含：一輻射主體，係包含一底邊、一側邊、一第一斜邊及一第二斜邊，該第一斜邊與該側邊之夾角為鈍角，該第一斜邊與該第二斜邊之夾角為鈍角，而該第二斜邊與該底邊之夾角為銳角，且該第一斜邊與該側邊連接；一訊號饋入端，係與該輻射主體連結；一連接區，係與該輻射主體連結；一接地區，係與該連接區連結；以及一阻抗匹配調整區，係與該接地區連結。
2. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該輻射主體係為一非對稱扇形。
3. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該輻射主體之長度係與該天線之一操作頻率有關。
4. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該訊號饋入端與該連接區之夾角係為直角。
5. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該側邊與該底邊之夾角係為直角。
6. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該阻抗匹配調整區之尺寸係與該天線之一阻抗匹配有關。
7. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該阻抗匹配調整區係呈矩形。
8. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該連接區之一端與該輻射主體連結，而該連接區之另一端與該接地區連結。
9. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該訊號饋入端、該輻射主體、 該連接區、該接地區及該阻抗匹配調整區係位於同一平面。
10. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該輻射主體、該連接區、該接地區及該阻抗匹配調整區之間係形成一凹槽。
11. 如申請專利範圍第3項所述之天線，其中該輻射主體之寬度係與該天線之一頻寬有關。
12. 如申請專利範圍第5項所述之天線，其中該底邊係與水平面平行。
13. 如申請專利範圍第10項所述之天線，其中該凹槽係在垂直方向與該接地區及該連接區重合。
14. 如申請專利範圍第10項所述之天線，其中該凹槽之尺寸係與該天線之一阻抗匹配有關。
15. 如申請專利範圍第12項所述之天線，其中該底邊係在水平方向與該連接區之底部重合。
16. 如申請專利範圍第13項所述之天線，其中該凹槽係朝水平方向延伸，並於垂直方向接觸該訊號饋入端。