TWM450150U - 小型天線 - Google Patents

Description

小型天線

本新型是有關於一種小型天線，特別是指一種小型化的倒F型天線(Inverted F antenna)。

由於通訊科技的蓬勃發展，用於收發無線訊號的天線於電子產品中佔了重要的角色。然而隨著電子產品的小型化，可供天線設置的空間也愈來愈小，現有的天線結構愈來愈難達到產品的規格。因此，如何發展出一種新的天線，其能達成尺寸小型化，又能維持良好的效能，遂成為本案進一步要探討的主題。

因此，本新型之目的，即在提供一種效能良好的小型天線。

於是，本新型一種小型天線，包含一饋入導體、一接地導體、一短路導體及一第一輻射導體。該饋入導體包括一饋入端部及一電連接於該饋入端部的延伸部，該饋入端部具有一供饋入一射頻訊號的饋入點。該接地導體與該饋入導體間隔設置且鄰近該饋入點。該短路導體由該延伸部延伸至該接地導體且環繞該饋入端部。該第一輻射導體由該延伸部向外延伸且環繞該饋入端部及該短路導體。

該短路導體概呈圓弧形。該短路導體的延伸路徑概為一270度之圓弧。該第一輻射導體包括一概呈圓弧形的第一輻射段、一連接段，及一概呈圓弧形的第二輻射段。該 第一輻射段由該延伸部向外延伸且環繞該饋入端部及該短路導體。該連接段連接於該第一輻射段。該第二輻射段由該連接段向外延伸且環繞該饋入端部、該短路導體及該第一輻射段。該第二輻射段與該第一輻射段的其中一者係沿順時針方向延伸，該第二輻射段與該第一輻射段的其中另一者係沿逆時針方向延伸。該第一輻射段的延伸路徑概為一270度之圓弧。該第二輻射段的延伸路徑概為一180度之圓弧。該接地導體具有一側緣，該延伸部鄰近該接地導體的側緣且概與該接地導體的側緣間隔平行。

該小型天線還包含一由該延伸部向外延伸的一第二輻射導體。該第一輻射導體及該第二輻射導體分別共振於一第一頻段及一第二頻段。該第一頻段概為2.4GHz~2.5GHz。該第二頻段概為5.1GHz~5.8GHz。該短路導體及該第一輻射導體的長度總和概為該第一頻段對應之波長的四分之一。該第二輻射導體包括一由該延伸部向外延伸的第三輻射段，及一電連接於該第三輻射段且概與該第三輻射段垂直的第四輻射段。

該小型天線還包含一基板及一超小型連接器。該基板具有一第一表面及一第二表面。該饋入導體、該接地導體、該短路導體、該第一輻射導體及該第二輻射導體設置於該第一表面。該超小型連接器具有一導電管體、一設置於該導電管體一端的導電框體、複數個由該導電框體朝該基板延伸的導電柱體、一與該導電管體間隔且設置於該導電管體內的導電芯體，及一設置於該導電芯體與該導電管體 之間的介電體。該等導電柱體遠離該導電框體的一端部設置於該基板。該等導電柱體的其中一導電柱體穿設於該基板且電連接於該接地導體。該導電芯體的一端部穿設於該基板且電連接於該饋入點，該導電芯體用以將該射頻訊號傳送給該饋入點。該基板與該導電框體之間的距離概為3mm。

本新型之功效在於藉由該短路導體由該延伸部延伸至該接地導體且環繞該饋入端部，並該第一輻射導體由該延伸部向外延伸且環繞該饋入端部及該短路導體，使得該小型天線能達成尺寸小型化，同時能維持良好的效能。

有關本新型之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之二個實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本新型被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1至圖3，本新型小型天線之第一實施例包含一饋入導體1、一接地導體2、一短路導體3、一第一輻射導體4、一基板6，及一超小型連接器7。

饋入導體1包括一饋入端部11，及一電連接於饋入端部11的延伸部12。饋入端部11的輪廓呈圓形，並具有一供饋入一射頻訊號的饋入點111。延伸部12由饋入端部11向外延伸並呈長直狀。接地導體2概呈矩形，且與饋入導體1間隔設置。接地導體2的其中一端角鄰近饋入導體1 的饋入點111。接地導體2具有一側緣21，側緣21鄰近饋入導體1的延伸部12且概與延伸部12間隔平行。

短路導體3概呈圓弧形，其由延伸部12遠離接地導體2的側緣沿順時針的方向延伸至接地導體2鄰近饋入點111的端角，且短路導體3環繞饋入端部11。在本實施例中，短路導體3的延伸路徑概為一270度之圓弧。

第一輻射導體4包括一概呈圓弧形的第一輻射段41、一連接段42，及一概呈圓弧形的第二輻射段43。第一輻射段41由饋入導體1的延伸部12遠離接地導體2的側緣沿順時針方向向外延伸至鄰近接地導體2處，且環繞饋入端部11及短路導體3。在本實施例中，第一輻射段41的延伸路徑概為一270度之圓弧。連接段42連接於第一輻射段41鄰近接地導體2的一端。第二輻射段43由連接段42遠離第一輻射段41的一端沿逆時針方向向外延伸，且環繞饋入端部11、短路導體3及第一輻射段41。在本實施例中，第二輻射段43的延伸路徑概為一180度之圓弧。第一輻射導體4共振於一第一頻段，短路導體3及第一輻射導體4的長度總和概為第一頻段對應之波長的四分之一。本實施例中的第一頻段為2.4GHz~2.5GHz，符合WiFi 802.11b.g.n之通訊協定。

基板6具有一第一表面61及一第二表面62。饋入導體1、接地導體2、短路導體3及第一輻射導體4係設置於第一表面61。更明確的說，基板6呈矩形，饋入端部11設置於第一表面61的中心處，接地導體2設置於第一表面61 的其中一角落。超小型連接器7具有一導電管體71、一設置於導電管體71一端的導電框體72、複數個由導電框體72朝基板6延伸的導電柱體73、一與導電管體71間隔且設置於導電管體71內的導電芯體74，及一設置於導電芯體74與導電管體71之間的介電體75。該等導電柱體73遠離導電框體72的一端部設置於基板6，使超小型連接器7連接於基板6。該等導電柱體73的其中一導電柱體73穿設於基板6且電連接於接地導體2，使接地導體2導通於導電框體72及導電管體71以接收接地訊號。導電芯體74朝基板6延伸，且其一端部穿設於基板6並電連接於饋入點111，藉此，射頻訊號經由導電芯體74傳送至饋入點111。在本實施例中，基板6與導電框體72之間的距離概為3mm。超小型連接器7為一超小型A型連接器(SubMiniature version A connector；SMA connector)，其具有50歐姆的電阻值，但超小型連接器7不以此型為限。此外，導電柱體73在本實施例中的數目為二，即其中一導電柱體73用於導通於接地導體2，其中另一導電柱體73用於加強連接之結構強度，使超小型連接器7穩固地連接於基板6。值得一提的是，本實施例僅使用兩根導電柱體73而不使用更多導電柱體73，能減少輻射訊號的干涉現象。

圖4及圖5分別為第一實施例在測試頻段下之增益及輻射效率。圖4及圖5顯示第一實施例在2.4GHz~2.5GHz的頻段內具有良好的增益及輻射效率。圖6及下方表一是第一實施例的電壓駐波比(VSWR)，如圖6及表一所示， 2.4GHz~2.5GHz的頻段內之電壓駐波比均小於3.3：1。

參閱圖7，是本新型小型天線之第二實施例。第二實施例與第一實施例相近，主要的差別在於第二實施例之小型天線還包含一由延伸部12向外延伸的一第二輻射導體5。第二輻射導體5包括一由延伸部12遠離接地導體2的側緣向外延伸的第三輻射段51，及一電連接於第三輻射段51遠離延伸部12的一端且概與第三輻射段51垂直的第四輻射段52。第二輻射導體5共振於一第二頻段。在本實施例中，第二頻段概為5.1GHz~5.8GHz，符合WiFi 802.11a之通訊協定。

圖8及圖9分別為第二實施例在測試頻段下之功率增益及平均功率增益。圖8及圖9顯示第二實施例在2.4GHz~2.5GHz及5.1GHz~5.8GHz的頻段內具有良好的功率增益及平均功率增益。圖10及下方表二是第二實施例的電壓駐波比(VSWR)，如圖10及表二所示，5.1GHz~5.8GHz的頻段內之電壓駐波比均小於4.2：1，2.4GHz~2.5GHz的頻段內之電壓駐波比均小於3.3：1。

值得一提的是，與一般工作於WiFi頻段的倒F型天線相比，本新型的小型天線之尺寸能由3cm減少至6mm，即天線尺寸減少了80%，故確實能達到天線小型化之功效。

綜上所述，本新型小型天線透過短路導體3由延伸部12延伸至接地導體2且環繞饋入端部11，並第一輻射導體4由延伸部12向外延伸且環繞饋入端部11及短路導體3，使得小型天線能達成尺寸小型化，同時能維持良好的效能，故確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及新型說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧饋入導體

11‧‧‧饋入端部

111‧‧‧饋入點

12‧‧‧延伸部

2‧‧‧接地導體

21‧‧‧側緣

3‧‧‧短路導體

4‧‧‧第一輻射導體

41‧‧‧第一輻射段

42‧‧‧連接段

43‧‧‧第二輻射段

5‧‧‧第二輻射導體

51‧‧‧第三輻射段

52‧‧‧第四輻射段

6‧‧‧基板

61‧‧‧第一表面

62‧‧‧第二表面

7‧‧‧超小型連接器

71‧‧‧導電管體

72‧‧‧導電框體

73‧‧‧導電柱體

74‧‧‧導電芯體

75‧‧‧介電體

圖1是本新型小型天線之第一實施例的一構造示意圖；圖2是該第一實施例的一立體分解圖；圖3是該第一實施例的一立體圖；圖4是該第一實施例的一增益圖； 圖5是該第一實施例的一輻射效率圖；圖6是該第一實施例的電壓駐波比圖；圖7是本新型小型天線之第二實施例的一構造示意圖；圖8是該第二實施例的一功率增益圖；圖9是該第二實施例的一平均功率增益圖；及圖10是該第二實施例的電壓駐波比圖。

1‧‧‧饋入導體

11‧‧‧饋入端部

111‧‧‧饋入點

12‧‧‧延伸部

2‧‧‧接地導體

21‧‧‧側緣

3‧‧‧短路導體

4‧‧‧第一輻射導體

41‧‧‧第一輻射段

42‧‧‧連接段

43‧‧‧第二輻射段

5‧‧‧第二輻射導體

51‧‧‧第三輻射段

52‧‧‧第四輻射段

6‧‧‧基板

61‧‧‧第一表面

Claims (14)

1. 一種小型天線，包含：一饋入導體，包括一饋入端部及一電連接於該饋入端部的延伸部，該饋入端部具有一供饋入一射頻訊號的饋入點；一接地導體，與該饋入導體間隔設置且鄰近該饋入點；一短路導體，由該延伸部延伸至該接地導體且環繞該饋入端部；及一第一輻射導體，由該延伸部向外延伸且環繞該饋入端部及該短路導體。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之小型天線，其中，該短路導體概呈圓弧形。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之小型天線，其中，該短路導體的延伸路徑概為一270度之圓弧。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之小型天線，其中，該第一輻射導體包括一概呈圓弧形的第一輻射段、一連接段，及一概呈圓弧形的第二輻射段，該第一輻射段由該延伸部向外延伸且環繞該饋入端部及該短路導體，該連接段連接於該第一輻射段，該第二輻射段由該連接段向外延伸且環繞該饋入端部、該短路導體及該第一輻射段，且該第二輻射段與該第一輻射段的其中一者係沿順時針方向延伸，該第二輻射段與該第一輻射段的其中另一者係沿逆時針方向延伸。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之小型天線，其中，該第一輻射段的延伸路徑概為一270度之圓弧。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之小型天線，其中，該第二輻射段的延伸路徑概為一180度之圓弧。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之小型天線，其中，該接地導體具有一側緣，該延伸部鄰近該接地導體的側緣且概與該接地導體的側緣間隔平行。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之小型天線，還包含一由該延伸部向外延伸的一第二輻射導體，該第一輻射導體及該第二輻射導體分別共振於一第一頻段及一第二頻段。
9. 依據申請專利範圍第8項所述之小型天線，其中，該短路導體及該第一輻射導體的長度總和概為該第一頻段對應之波長的四分之一。
10. 依據申請專利範圍第9項所述之小型天線，其中，該第二輻射導體包括一由該延伸部向外延伸的第三輻射段，及一電連接於該第三輻射段且概與該第三輻射段垂直的第四輻射段。
11. 依據申請專利範圍第10項所述之小型天線，還包含一基板及一超小型連接器，該基板具有一第一表面及一第二表面，該饋入導體、該接地導體、該短路導體、該第一輻射導體及該第二輻射導體設置於該第一表面，該超小型連接器具有一導電管體、一設置於該導電管體一端的導電框體、複數個由該導電框體朝該基板延伸的導電柱 體、一與該導電管體間隔且設置於該導電管體內的導電芯體，及一設置於該導電芯體與該導電管體之間的介電體，該等導電柱體遠離該導電框體的一端部設置於該基板，該等導電柱體的其中一導電柱體穿設於該基板且電連接於該接地導體，該導電芯體的一端部穿設於該基板且電連接於該饋入點，該導電芯體用以將該射頻訊號傳送給該饋入點。
12. 依據申請專利範圍第11項所述之小型天線，其中，該基板與該導電框體之間的距離概為3mm。
13. 依據申請專利範圍第12項所述之小型天線，其中，該第一頻段概為2.4GHz~2.5GHz。
14. 依據申請專利範圍第13項所述之小型天線，其中，該第二頻段概為5.1GHz~5.8GHz。