TWM367434U - Compound type multi-band antenna structure - Google Patents

Description

M367434 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作提供-種複合式多頻天線結構，尤指—種環狀天線 (Loop Ant_)結合一單極天線(M〇n〇p〇ie 麵)所形成的複合式 天線。 【先前技術】 近年來’縣無線通訊蓬勃的發展，關於無線通訊產品的通訊品 質里測以及電磁干擾的研究，都是極為熱門及極需探討的主題，因為 通訊網路已㈣去有線式漸漸的被鱗式取代，諸如：無線電話、手 機王球衛星疋位系統(GPS)等等，快速地進入我們日常生活的每一個 層面，同時藍芽（Bluet〇〇th)與無線區域網路(乳你）及無線廣域網路 (WWAN)的通訊方式也隨之普遍，這些發展触㈣顯的可以看出無線 通訊是現今以及未來的通訊界主流，而且這個領域仍有很大的發展空 間。 由於近年來不論是筆記型電腦或手機等無線通訊產品外觀的趨勢 是輕巧、小型化、多功能、高效率，因此如何改善天線的大小，使其 在系統上較不佔用空間，也是非常重要的一環，如何設計出一支可以 涵蓋多頻段的天線，也是值得研究的。現今的行動通訊產品所要求的 是體積小、重量輕、攜帶方便，因此整個系統也就要跟著變得輕巧化， 但是又不能失去其高效能，通訊系統中每一個環結都是牽扯著產品所 製造出來的體積，如何讓天線的體積變得更小，並且不會失去其的效 能，這將是值得研究的課題。一般來講，現今被廣泛運用在筆記型電 3 M367434 腦無線網路的天線架構常見的有倒F型式天線(Printed Inverted-F Antenna)，也就是所謂的PIFA架構，其優點為體積小，並且有高效率 而且工作頻率穩定，但是其缺點就是可用頻寬太窄，比較難達到寬頻 效果，實有待改善。 【新型内容】 緣此，本創作嘗試使用環狀天線(Loop Antenna)結合單極天線 (Monopole Antenna)，組合成一支可以工作於低頻（2· 3GHz-2.7GHz)以 及咼頻（4. 9GHz-5. 85GHz)的複合式多頻天線結構（Loop Antenna &

Monopole Antenna, LMA) ° 本創作提出一種可以運用於筆記型電腦上的微型化天線，操作頻 段為 WiMAX (2_3GHz-2.7GHz)以及 WLAN(2.4GHz-2.5GHz 和 4. 9GHz-5· 85GHz)。 本創作的天線架構是利用一環狀天線(L〇〇p Antenna)結合一單極 天線（Monopole Antenna)所形成的複合式天線（Loop Antenna & Monopole Antenna，LMA)，經由實驗結果顯示，此天線在Return L〇ss 小於-10dB以下的條件下，低頻的操作頻段(2. 3GHz 2. 7GHz)可以達到 16%的頻寬彻率，在高頻轉侧段(4· 78GHz 5 85GHz)可以達到· 的頻寬利神’並且具有全向,_輻射場型。 本創作所提供的複合式料天線結構，其結構包括： -第-水平帶’形成_左端及一右端； 第垂直帶，形成一上端及一下端，該上端連接於該第一水平 4 M367434 • 帶之右端； -第二水平帶，形成—左端及—右端，該右端連接於該第—垂直 帶下端，且在該第二水平帶上形成一饋入點； -第二垂直帶’形成-上端及—下端，該上端連接於該第二水平 帶之右端；及 . 一擴大接地面，左側連接該第二垂直帶之下端； ' 該_魏之@線導電性連接於該饋人點，且地線導電性連接於 • 擴大接地面；以該第一水平帶、第—垂直帶至該第二水平帶之饋入點 右側形成-單極天線擴大接地面、第二垂直帶至該第二水平帶 之饋入點右側形成一迴路天線。 以下，將依據圖面所示之實施轉加說明本解之結構特點及使 用功效。 【實施方式】

’具有一第一水平帶 —第二垂直帶14及 請參見第-圖’係為本創作之天線基本架構 11、一第一垂直帶12、一第二水平帶丄3、 一擴大接地面15。 第欠平帶11形成-左端及一右端，且右端連接第一垂直帶1 2之上端；第-垂直帶12下端連接第二水平帶13之右端，且在該 第3上形成一饋入點16;第二水平帶13的左端連接第 二垂直W 4上端’且其下猶接擴大接軸1 5上緣左側。 5 M367434 同軸電則之魏2 2 # 電性連接_π =連接於饋人點1 6，且地線2 1導 擴大接地面15。藉由此結構，以第一水平帶"楚 垂直帶12至第二水平帶謂水hi 1、第- 以擴大接地面i 5、第二舌吉 16右側形成一單極天線；而 6右 —$直帶14至該第二水平帶13之饋入點1 b右側形成—迴路天線。 ^創作之天線是由1厚度為—_製成，在空氣的介電 為i的環境下，利用自由空間之波長公式，計算出波長，低頻結 冓:使料極讀於四分之—波長的天驗構，經由町式⑴與式⑵ =算#作缸伽率為2. 7GHz的單極天線，紐大約為·，而 s、天'摘尺寸可以經由式⑶得知，為符合筆記型電腦的空間環境， 我們作了修正喊輕形雜天線，計算方式修改成式⑷，因 此’工作頻料5.85GHz的矩轉狀天線周長(L)約略為51m]n。低頻 路私的單極天線將成為環狀天線的開路截_卿8她），可以有效的 達到阻抗匹配的效果。 (1) (2) 又=c/f 又 / 4/~ C = πά Λ (3) (4) L = λ / 2 參見第二圖，係為依據本創作設計之天線實物外觀，其中天線1 被設置於一電路板3上，並以同軸電纜2連接天線1，且在天線1底 部連接一層地面4。 電路板3為單層（one layer)之FR4，其長為40 mm，寬為10 mm， M367434 厚為.8 mm地面4為一層錄箱（f〇il M㈣），其長為％麵，寬為 30 _ ’厚為 0.07 mm。 在第三圖顯示了天線1的平面形狀，其中第-水平帶1 1長L1為 17.8 mm，寬Wl^5mm;第一垂直帶丄2長[2為6麵；擴大接 地面1 5長L5為35 mm，寬W5為2 mm。 第四圖顯示了第二圖所示本創作實施例裝置於筆記型電腦螢幕5 上進行測試，可得第五圖之返迴損失圖及第六圖之電壓註波比圖，且 其天線效率如表_。 由測試結果可知本創作所提供的複合衫頻天線輯，其工作頻 率頻寬範圍在 WLAN(2· 4GHz-2. 5GHz& 4.9GHz-5.875GHz)及

WiMAXa^zUGIiz)，肖在 Ret_ Loss -腦町，且可知在 2-3GHZ—2.7GHz有一個共振頻率產生，且在4.78GHz-5.85GHz也有一 個共振頻率產生。 綜上所陳’ 一般運用在筆記型電腦上之PIFA架構，經由改變其饋 入方式’將微錢aQQpAntenna)加上單極天線(M_pQleAnte聰） 組合而成LMA(L〇〇p Anterma & Monop〇ie㈣腿），不只可以明顯的 分別出低頻電流職與高難流雜，並且可以有朗增純頻不足 且難以達成之頻寬，而在天線的效率(Effide卿)上也大大的提升。 本創作也印證了多頻天線可以由多重路徑來達成的理論，並以天 線實體參_卿麵低職頻相的干频題，翁丨寬_效應。 【圖式簡單說明】 7 M367434 第一圖代表本創作之平面視圖， 第二圖代表本創作應用於天線結構實施例之立體視圖， 第三圖代表第二圖中天線之平面視圖， 第四圖代表第二圖實施例裝置於筆記型電腦螢幕之示意圖， 第五圖代表第二圖實施例之返迴損失測試結果， 第六圖代表第二圖實施例之電壓註波比測試結果。 【主要元件符號說明】 第一水平帶11 第一垂直帶1 2 第二水平帶13 第二垂直帶1 4 擴大接地面1 5 饋入點1 6 天線1 同轴電纜2 地線2 1 芯線2 2 電路板3 地面4 電腦螢幕5 【附件】 附件一:表一 8

Claims (1)

1. M367434 六、申請專利範圍： 1 · -種複合式多頻天線結構，連接—同_線以作無線訊號之傳輸； 其係包括： 一第一水平帶，形成一左端及一右端 ，該上端連接於該第一水平帶 ’該右端連接於該第一垂直帶 * ，該上端連接於該第二水平帶 一第一垂直帶，形成一上端及一下端 之右端； 一第二水平帶，形成一左端及一右端 下端，且在該第二水平帶上形成一饋入點 一第二垂直帶，形成一上端及一下端 之右端；及 -擴大接地面’其上緣左懈接該第二垂絲之下端； 該同減線之芯線導電性連接於該饋入點，且地線導電性連接於擴 大接地面；_第—斜帶、第—垂錢至該第二水平帶讀入點右側 形成-單極天線；以該擴大接地面、第二垂直帶至該第二水平帶之饋入 點右側形成一迴路天線。

   2 .依射請專利範圍第1項所述之複合式多頻天線結構 置於一電路板上。 進一步被設 其中該電路 ^ .依據帽專利範_2項所述之複合式多頻天線結構 板長為4〇麵，寬為1〇晒，厚為〇·8_。 4·依據申請專利範 平帶長為17.8 mm， 圍第2項所述之複合式多頻天線結構， 寬為h5顧；第—垂直帶長為6 mm ; 其令弟一水 擴大接地面 9 M367434 長為35 mm，寬為2 mm。 5 ·依據申請專利範圍第4項所述之複合式多頻天線結構，其中擴大接 地面進一步連接一地面。 6 ·依據申請專利範圍第5項所述之複合式多頻天線結構，其中地面為 一層錫ίΙ，其長為35 mm，寬為30 mm，厚為0.07 mm。

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