TWI707498B - 短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線，係提供一印刷電路板其具有一第一面及一第二面；且於該印刷電路板之該第一面設有一訊號線，於該印刷電路板之該第二面設有一接地面，該印刷電路板中設有一導通體以使該訊號線及該接地面產生電性連接，該接地面係包圍該訊號線以形成共平面波導饋入的單極天線而具有雙極天線特性，藉由上述之構成以達到創造多頻及寬頻之雙極化效能天線。以及，使用簡易架構以形成操作頻段寬廣之陣列天線。

Description

短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線

本發明係提供一種短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線，尤指一種創造多頻及寬頻之雙極化效能天線。以及，使用簡易架構以形成操作頻段寬廣之陣列天線。

按，無線通訊技術於現今社會便利生活中佔有不可或缺的一環，有了有線及無線區域網路的綜合佈設，而行動電子裝置(Mobile Device)亦必須對應設置有無線天線進行訊號之接收及發射，行動電子裝置方能透過無線區域網路進行網際網路的使用及傳送資料。

上述行動電子裝置之無線天線通常屬於單一個體或與其他不同功能天線做整合，其體積通常較大龐大而影響行動電子裝置之電路佈局。另一方面無線天線之操作頻寬要求朝向多頻及寬頻的頻段進行設計，在不佔據行動電子裝置內部太多空間的前題下，如何提供更理想多頻及寬頻天線成為從事此行業者所亟欲努力的目標。

故，發明人有鑑於上述習用之問題與缺失，乃搜集相關資料經由多方的評估及考量，並利用從事於此行業之多年研發經驗不斷的試 作與修改，始有此種短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線發明專利誕生。

本發明係為一種短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線之主要目的乃在於提供一印刷電路板其具有一第一面及一第二面；且於該印刷電路板之該第一面設有一訊號線，於該印刷電路板之該第二面設有一接地面，該印刷電路板中設有一導通體以使該訊號線及該接地面產生電性連接，該接地面係包圍該訊號線以形成共平面波導饋入的單極天線而具有雙極天線特性，藉由上述之構成以達到創造多頻及寬頻之雙極化效能天線。以及，使用簡易架構以形成操作頻段寬廣之陣列天線。

本發明之次要目的乃在於該訊號線之外觀係呈長矩形，且該訊號線頂端更係設有一延長部，該延長部形成該訊號線之一部分，成多頻雙極化輻射的效能及增加天線的諧振頻寬。

本發明之另一目的在於該接地面之外觀係接近『U』字型，而該接地面係具有一第一水平輻射部、一彎折輻射部及一第二水平輻射部，該第一水平輻射部及該第二水平輻射部係為對稱性結構或不對稱性結構，且該彎折輻射部之轉折圍成一凹溝區，該凹溝區之面積約等於該印刷電路板之該第一面的該訊號線投影至第二面之面積。

1‧‧‧短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線

11‧‧‧印刷電路板

12‧‧‧訊號線

121‧‧‧延長部

122‧‧‧訊號饋入點

13‧‧‧接地面

130‧‧‧凹溝區

131‧‧‧第一水平輻射部

132‧‧‧彎折輻射部

133‧‧‧第二水平輻射部

14‧‧‧導通體

21‧‧‧單一訊號線

22‧‧‧單一接地面

31‧‧‧偶數陣列之訊號線

32‧‧‧偶數陣列之接地區

4‧‧‧金屬板

L1‧‧‧訊號線長度

L2‧‧‧接地面長度

W2:接地面寬度

第一圖 係為本發明天線之印刷電路板第一面設有訊號線之構造圖。

第二圖 係為本發明天線之印刷電路板第二面設有接地面之構造圖。

第三圖 係為本發明天線之阻抗匹配圖。

第四圖 係為本發明天線之印刷電路板的訊號線之電流分佈與輻射場型 圖。

第五圖 係為本發明天線之印刷電路板的接地面之電流分佈與輻射場型圖。

第六A圖 係為本發明天線之印刷電路板第一面設有單一訊號線之構造圖。

第六B圖 係為本發明天線之印刷電路板第二面設有單一接地面之構造圖。

第六C圖 係為第六A、B圖之阻抗匹配圖。

第七A圖 係為本發明天線之印刷電路板第一面設有偶數陣列之訊號線的構造圖。

第七B圖 係為本發明天線之印刷電路板第二面設有偶數陣列之接地面的構造圖。

第七C圖 係為第七A、B圖之阻抗匹配圖。

第八圖 係為本發明天線之印刷電路板第二面設置一金屬板的構造圖。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及其構造，茲繪圖就本發明之較佳實施例詳加說明其構造與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第一、二、三圖所示，係為本發明天線之印刷電路板第一面設有訊號線之構造圖、第二面設有接地面之構造圖及阻抗匹配圖，由圖中可清楚看出，本發明之短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線1係包括有一印刷電路板11、一訊號線12、一接地面13及一導通體14 ，各構件之較為詳細解說如下：該印刷電路板11具有一第一面及一第二面。

該訊號線12及該接地面13，於該印刷電路板11之該第一面設有該訊號線12，於該印刷電路板11之該第二面設有該接地面13，該印刷電路板11中設有一導通體14以使該訊號線12及該接地面13產生電性連接，該接地面13係包圍該訊號線12以形成共平面波導饋入的單極天線而具有雙極天線特性。該短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線之低頻操作頻段為2450MHz~2500MHz，而其高頻操作頻段為5150MHz~5800MHz。該印刷電路板11中之該導通體14係為一導通孔或一金屬桿所構成。

而本發明之短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線1之3D輻射效率表如下所示：

該訊號線12之外觀係呈長矩形，且該訊號線12頂端更係設有一延長部121，而該訊號線12底端具有一訊號饋入點122，而該延長部121形成該訊號線12之一部分，以形成多頻雙極化輻射的效能及增加天線的諧振頻寬。訊號線長度L1為中心頻率(或低頻操作頻段)之四分之一波長。

該接地面13之外觀係接近『U』字型，而該接地面13係具有一第一水平輻射部131、一彎折輻射部132及一第二水平輻射部133，該第一水平輻射部131及該第二水平輻射部133係為對稱性結構或不對稱性結構，且該彎折輻射部132之轉折圍成一凹溝區130，該凹溝區130之面積約等於該印刷電路板11之該第一面的該訊號線投影至第二面之面積。接地面長度L2與接地面寬度W2為中心頻率(或低頻操作頻段)之四分之一波長。

請參閱第四、五圖所示，係為本發明天線之印刷電路板的訊號線之電流分佈與輻射場型圖及接地面之電流分佈與輻射場型圖，其中第四圖揭露印刷電路板11上之訊號線12形成一單極天線之電流分佈與 輻射場型。同時藉由該印刷電路板11中之導通體14以使該訊號線12及該接地面13產生電性連接，而第五圖即揭露該接地面13形成天線輻射體之一部分，其具有雙極天線之電流分佈與輻射場型，如此便可形成多頻雙極化輻射之效能及增加天線的諧振頻寬。

請參閱第六A~C圖所示，係為本發明天線之印刷電路板第一面設有單一訊號線之構造圖、第二面設有單一接地面之構造圖及阻抗匹配圖，其中圖六A揭露短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線1之印刷電路板11第一面設有單一訊號線21；另外，圖六B揭露印刷電路板11第二面設有單一接地面22，同時由此圖揭露可瞭解本實施例之單一接地面22之左側水平輻射部面積大於右側水平輻射部，藉此以調整天線操作頻段及諧振頻段的阻抗匹配，當然熟習本項技藝人仕亦可將左側水平輻射部面積設計成小於或等於右側水平輻射部，亦可達到相同功能及目的，理應在本發明的保護範圍中，而該單一訊號線21及單一接地面22所構成天線阻抗圖即如圖六C所示，此即為本發明之第一種實施結構。

請參閱第七A~C圖所示，係為本發明天線之印刷電路板第一面設有偶數陣列之訊號線的構造圖、第二面設有偶數陣列之接地面的構造圖及阻抗匹配圖，其中圖七A揭露短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線1之印刷電路板11第一面設有偶數陣列之訊號線31；另外，圖七B揭露印刷電路板11第二面設有偶數陣列之接地面32，以使該短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線1形成一陣列天線。而該偶數陣列之訊號線31及偶數陣列之接地面32所構成天線阻抗圖即如圖七C所示，此即為本發明之第二種實施結構。

請參閱第八圖所示，係為本發明天線之印刷電路板第二面設置一金屬板的構造圖，以第七A、B圖所揭露天線構造為例，其中該印刷電路板11之第一面之偶數陣列之訊號線31朝上，而該印刷電路板11之第二面係取一預設距離設有一金屬板4，並使該金屬板4係與偶數陣列之接地面32之預設位置做一電性連接，以使該短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線1形成一方向性天線。

藉由上述第一圖至第八圖之揭露，即可瞭解本發明為一種短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線，其主要提供一印刷電路板其具有一第一面及一第二面；且於該印刷電路板之該第一面設有一訊號線，於該印刷電路板之該第二面設有一接地面，該印刷電路板中設有一導通體以使該訊號線及該接地面產生電性連接，該接地面係包圍該訊號線以形成共平面波導饋入的單極天線而具有雙極天線特性，藉由上述之構成以達到創造多頻及寬頻之雙極化效能天線。以及，使用簡易架構以形成操作頻段寬廣之陣列天線。本發明於移動電子產品之天線結構上具有一定的改良，而具有商業市場上的競爭力，故提出專利申請以尋求專利權之保護。

上述詳細說明為針對本發明一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍，凡其他未脫離本發明所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本發明所涵蓋之專利範圍中。

綜上所述，本發明上述之短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線於使用時為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，實符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准 本案，以保障發明人之辛苦發明，倘若 鈞局有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。

1‧‧‧短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線

11‧‧‧印刷電路板

12‧‧‧訊號線

121‧‧‧延長部

122‧‧‧訊號饋入點

14‧‧‧導通體

L1‧‧‧訊號線長度

Claims (8)

1. 一種短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線，係包括：一印刷電路板，具有一第一面及一第二面；以及一訊號線及一接地面，於該印刷電路板之該第一面設有該訊號線，於該印刷電路板之該第二面設有該接地面，該印刷電路板中設有一導通體以使該訊號線及該接地面產生電性連接，該接地面係包圍該訊號線以形成共平面波導饋入的單極天線而具有雙極天線特性，該訊號線之外觀係呈長矩形，且該訊號線頂端更係設有一延長部，而該訊號線底端具有一訊號饋入點，而該延長部形成該訊號線之一部分，成多頻雙極化輻射的效能及增加天線的諧振頻寬。
2. 如申請專利範圍第1項所述之短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線，其中該接地面之外觀係接近『U』字型，而該接地面係具有一第一水平輻射部、一彎折輻射部及一第二水平輻射部，該第一水平輻射部及該第二水平輻射部係為對稱性結構或不對稱性結構，且該彎折輻射部之轉折圍成一凹溝區，該凹溝區之面積約等於該印刷電路板之該第一面的該訊號線投影至第二面之面積。
3. 如申請專利範圍第1項所述之短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線，其中該訊號線長度為中心頻率之四分之一波長。
4. 如申請專利範圍第1項所述之短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線，其中該接地面之長度與寬度為中心頻率之四分之一波長。
5. 如申請專利範圍第1項所述之短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線，其中該訊號線係為偶數陣列之訊號線，且該接地面係對應該偶數陣列 之訊號線亦設置為偶數陣列之接地面，以使該短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線形成一陣列天線。
6. 如申請專利範圍第1項所述之短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線，其中該印刷電路板之第二面係取一預設距離設有一金屬板，該金屬板係與該接地面之預設位置做一電性連接，以使該短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線形成一方向性天線。
7. 如申請專利範圍第1項所述之短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線，其中該短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線之低頻操作頻段為2450MHz~2500MHz，而其高頻操作頻段為5150MHz~5800MHz。
8. 如申請專利範圍第1項所述之短路共平面波導饋入雙極化寬頻天線，其中該印刷電路板中之該導通體係為一導通孔或一金屬桿所構成。

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