TWM576344U - 天線結構 - Google Patents
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Abstract
一種天線結構，包含一主天線單元、一副天線單元，及二連接單元。該主天線單元適用於設置於一第一介質基板，包括二以該第一介質基板之一第一軸線實質上呈鏡像對稱的主輻射模組，每一主輻射模組具有一主饋入點、一主輻射部，及一延伸部。該副天線單元適用於設置於一第二介質基板，以該第二介質基板之一第二軸線實質上呈鏡像對稱，包括二副饋入點、二副輻射部，及一連接部。該等連接單元分別可拆組地電連接於該主天線單元與該副天線單元間。藉此，可以提供使用者組合使用、單獨使用該主天線單元，與單獨使用該副天線單元三種選項，因此，具有極佳的應用靈活度，並兼具良好之天線增益表現。
Description
本新型是有關於一種天線結構，特別是指一種應用於數位電視頻段的天線結構。
近年來，許多國家積極地推動電視數位化，以減少頻道資源浪費，並提升影音訊號的傳輸品質。其中，用來接收由無線電視台所發出之數位電波的天線裝置是作為影音裝置與傳播環境的重要中介元件，該天線裝置不僅要進行電信號與電磁場信號的轉換，還必須利用其本體結構來降低特定頻寬的電磁波的衰減損失率，以提高接收信號的信號雜訊比(Signal-to Noise Ratio，縮寫為SNR)。
習知一種運用於接收數位電視訊號的天線結構如圖1所示，是包括二鏡像對稱的等腰三角形11及一位於中間的信號饋入區12，其在目前常用的數位電視頻段470MHz~700MHz間之信號表現如圖4之深色曲線81所示，仍然具有可改善之空間。
因此，本新型之目的，即在提供一種具有極佳的應用靈活度且兼具良好天線增益表現的天線結構。
於是，本新型天線結構，適用於設置於一具有一第一軸線的第一介質基板及一具有一第二軸線的第二介質基板，該天線結構包含一主天線單元、一副天線單元，及二連接單元。
該主天線單元適用於設置於該第一介質基板，包括二以該第一軸線實質上呈鏡像對稱的主輻射模組，每一主輻射模組具有一鄰近該第一軸線的主饋入點、一由該主饋入點朝遠離該第一軸線方向擴大延伸的主輻射部，及一由該主輻射部遠離該第一軸線之一端朝該第一軸線方向延伸且不接觸該第一軸線的延伸部。
該副天線單元適用於設置於該第二介質基板，以該第二軸線實質上呈鏡像對稱，包括二分別位於該第二軸線兩側且鄰近該第二軸線的副饋入點、二分別由該副饋入點朝遠離該第二軸線方向擴大延伸的副輻射部，及一兩端分別連接該等副輻射部遠離該第二軸線之一端的連接部。
該等連接單元分別可拆組地電連接於該主天線單元與該副天線單元間，該等連接單元其中一端分別電連接該等主輻射部遠離對應之主饋入點與對應之延伸部之一端，該等連接單元另一端分別連接該等副輻射部遠離對應之副饋入點與該連接部之一端。
本新型之功效在於：藉由設置該主天線單元及該副天線單元，並藉由設置該連接單元可拆組地電連接該主天線單元與該副天線單元，可以提供使用者組合使用、單獨使用該主天線單元，與單獨使用該副天線單元三種選項，當組合使用時，可以得到極佳的訊號接收表現，而當拆開分別使用時，也可以維持良好的訊號接收效果，因此，具有極佳的應用靈活度，並兼具良好之天線增益表現。
在本新型被詳細描述之前，應當注意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2及圖3，本新型天線結構之一第一實施例，適用於設置於一具有一第一軸線L1的第一介質基板91及一具有一第二軸線L2的第二介質基板92，該天線結構包含一主天線單元2、一副天線單元3，及二連接單元4。
其中，該主天線單元2與該副天線單元3較佳是使用導電銀漆製作，並將該天線結構製作為薄膜式天線架構。
該主天線單元2適用於設置於該第一介質基板91，包括二以該第一軸線L1實質上呈鏡像對稱的主輻射模組21。
每一主輻射模組21具有一鄰近該第一軸線L1的主饋入點211、一由該主饋入點211朝遠離該第一軸線L1方向擴大延伸的主輻射部212，及一由該主輻射部212遠離該第一軸線L1之一端朝該第一軸線L1方向延伸且不接觸該第一軸線L1的延伸部213。
每一主輻射部212具有相配合界定其邊緣的第一主邊221、第二主邊222，及第三主邊223，該第一主邊221由鄰近該主饋入點211處朝遠離該第一軸線L1方向斜向延伸，該第二主邊222由鄰近該主饋入點211處沿垂直該第一軸線L1之方向遠離該第一軸線L1延伸，該第三主邊223位於該第二主邊222相反於該第一軸線L1之一側且沿平行該第一軸線L1之方向延伸。
該第一主邊221於鄰近該主饋入點211處較佳呈階梯狀。
每一延伸部213由對應之主輻射部212的第一主邊221鄰近該第三主邊223處朝該第一軸線L1延伸，該等延伸部213相向延伸且不接觸。每一延伸部213沿垂直該第一軸線L1之方向延伸。
該副天線單元3適用於設置於該第二介質基板92，以該第二軸線L2實質上呈鏡像對稱，包括二分別位於該第二軸線L2兩側且鄰近該第二軸線L2的副饋入點31、二分別由該副饋入點31朝遠離該第二軸線L2方向擴大延伸的副輻射部32，及一兩端分別連接該等副輻射部32遠離該第二軸線L2之一端的連接部33。
每一副輻射部32具有相配合界定其邊緣的第一副邊321、第二副邊322，及第三副邊323，該第一副邊321由鄰近該副饋入點31處朝遠離該第二軸線L2方向斜向延伸，該第二副邊322由鄰近該副饋入點31處沿垂直該第二軸線L2之方向遠離該第二軸線L2延伸，該第三副邊323位於該第二副邊322相反於該第二軸線L2之一側且沿平行該第二軸線L2之方向延伸。
該第一副邊321於鄰近該副饋入點31處較佳呈階梯狀。
該連接部33連接該等副輻射部32之第一副邊321鄰近該第三副邊323處。該連接部33沿垂直該第二軸線L2之方向延伸。
該等連接單元4分別可拆組地電連接於該主天線單元2與該副天線單元3間，該等連接單元4其中一端分別電連接該等主輻射部212遠離對應之主饋入點211與對應之延伸部213之一端，該等連接單元4另一端分別連接該等副輻射部32遠離對應之副饋入點31與該連接部33之一端。
每一連接單元4包括一電感件41及一電導件42。
該電感件41具有一電感411及一供該電感411設置的印刷電路板412(Printed circuit board，縮寫為PCB)，該印刷電路板412設置於該第一介質基板91，且該電感411其中一端經該印刷電路板412電連接對應之主輻射部212，另一端經該印刷電路板412電連接該電導件42。
每一電導件42具有二鐵片421、一螺絲422及一螺帽423，該等鐵片421分別設置於該第一介質基板91與該第二介質基板92，且分別電連接對應之電感411與對應之副輻射部32，其相反於該第一介質基板91與該第二介質基板92之一端可供該螺絲422及該螺帽423可拆組地穿設螺鎖，於該螺絲422及該螺帽423穿設螺鎖該等鐵片421時，該等鐵片421電連接，以使對應之主輻射部212經對應之電感411電連接對應之副輻射部32，於該螺絲422及該螺帽423被拆除，而該等鐵片421分離而不電連接時，對應之主輻射部212與對應之副輻射部32不電連接。
於本實施例中，該電感件41是設置於該第一介質基板91上，且電連接於該主輻射部212與對應之鐵片421間，但該電感件41也可以是設置於該第二介質基板92上，且電連接於該副輻射部32與對應之鐵片421間。
值得一提的是，該電感件41也可以是使用印刷電路板電路布局(PCB layout)製作曲折電感(meander inductor)，以取代於該印刷電路板412上另外設置實體的該電感411。
圖2中所標示之數值為該天線結構之第一實施例的較佳尺寸值，其中，該主天線單元2與該副天線單元3之距離於圖2中標示為62.6公釐(mm)，其距離之合適區間為2mm~62.6mm，該天線結構之其餘數值的合適區間為圖2所示數值增減40%內，較佳區間為圖2所示數值增減30%內。
參閱圖2、圖3及圖4，實際應用時，可藉由拆組該螺絲422及該螺帽423而將該主天線單元2與該副天線單元3拆開或組合使用，當該主天線單元2與該副天線單元3組合使用時，使用該等主饋入點211作為信號饋入點，該等副饋入點31則空接，如此，藉由該等連接單元4電連接該主天線單元2與該副天線單元3，可使電磁波具有較佳的信號途徑，而達到較佳的增益(gain)表現，如圖4所示，明顯可見淺色曲線82所示之整體天線結構的增益表現，無論是在圖4中左側的甚高頻（Very high frequency，縮寫為VHF），或是圖4中右側的特高頻（Ultra High Frequency，縮寫為UHF），其表現皆優於深色曲線81所示之習知天線架構的增益曲線，再請參閱下表1，使用整體天線結構之平均增益值，同樣無論是在甚高頻(VHF)、特高頻(UHF)或甚高頻合併特高頻(VHF+UHF)之頻段表現皆明顯優於習知天線架構。
其中，於本案之測試圖中，左側之甚高頻測試頻段為174MHz~216MHz，右側之特高頻測試頻段為470MHz~698MHz。
參閱圖2、圖3及圖5，而當拆除該螺絲422及螺帽423後，使用者即可將該天線結構拆分為該主天線單元2與該副天線單元3使用，此時，該第一介質基板91及該第二介質基板92可分開作為兩個獨立天線使用，並分別使用該等主饋入點211與該等副饋入點31作為各自的信號饋入點，如表1及圖5所示，明顯可見淺色曲線83所示之僅使用主天線單元2的平均增益值，無論是在甚高頻、特高頻或甚高頻合併特高頻之頻段之表現皆優於深色曲線81所示之習知天線架構，而如表1及圖6所示，淺色曲線84所示之僅使用副天線單元3之平均增益值，在特高頻頻段之平均增益亦優於深色曲線81所示之習知天線架構。
值得一提的是，該連接單元4中之電感件41為選擇性元件，其作用在於調整匹配阻值，其值較佳為56nH，未使用該電感件41之增益表現如表1及圖7淺色曲線85所示，其在甚高頻、特高頻或甚高頻合併特高頻各頻段的平均增益值仍然明顯優於深色曲線81所示之習知技術。
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td></td><td><b>習知技術</b></td><td><b>天線結構</b></td><td><b>主天線單元</b></td><td><b>副天線單元</b></td><td><b>天線結構 (無電感)</b></td></tr><tr><td><b>VHF</b><b>平均增益</b></td><td> -6.31 </td><td> -2.96 </td><td> -5.40 </td><td> -11.27 </td><td> -3.69 </td></tr><tr><td><b>UHF</b><b>平均增益</b></td><td> -1.76 </td><td> 2.25 </td><td> 0.72 </td><td> -0.40 </td><td> -1.43 </td></tr><tr><td><b>VHF+UHF</b><b>平均增益</b></td><td> -8.08 </td><td> -0.72 </td><td> -4.68 </td><td> -11.67 </td><td> -5.12 </td></tr></TBODY></TABLE>表1
經由以上的說明，可將本實施例的優點歸納如下：
藉由設置該主天線單元2及該副天線單元3，並藉由設置該連接單元4可拆組地電連接該主天線單元2與該副天線單元3，可以提供使用者組合使用、單獨使用該主天線單元2，與單獨使用該副天線單元3三種選項，當組合使用時，可以得到極佳的訊號接收表現，而當拆開分別使用時，也可以維持良好的訊號接收表現，因此，可供使用者依據使用需求而自由拆組該天線結構進行裝配，具有極佳的應用靈活度，並兼具良好之天線增益表現。
參閱圖3及圖8，為本新型天線結構的一第二實施例，該第二實施例是類似於該第一實施例，該第二實施例與該第一實施例的差異在於：
每一主輻射部212之第一主邊221呈直線狀，且每一副輻射部32之第一副邊321呈直線狀。
圖8中所標示之數值為該天線結構之第二實施例的較佳尺寸值，其中，該主天線單元2與該副天線單元3之距離於圖8中標示為62.6公釐(mm)，其距離之合適區間為2mm~62.6mm，該天線結構之其餘數值的合適區間為圖8所示數值增減40%內，較佳區間為圖8所示數值增減30%內。
參閱圖3、圖8及圖9~12，圖9~12中之淺色曲線86~89分別為該第二實施例中，使用該天線結構、單獨使用該主天線單元2、單獨使用該副天線單元3，與使用無電感件41之該天線結構的測試增益表現，由表2及圖9~12可見，該天線結構與單獨使用該主天線單元2之表現仍然明顯優於習知技術，而使用無電感件41之該天線結構於甚高頻及甚高頻合併特高頻之頻段表現亦優於習知天線架構。
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> </td><td><b>習知技術</b></td><td><b>天線結構</b></td><td><b>主天線單元</b></td><td><b>副天線單元</b></td><td><b>天線結構 (無電感)</b></td></tr><tr><td><b>VHF</b><b>平均增益</b></td><td> -6.31 </td><td> -3.77 </td><td> -5.26 </td><td> -18.21 </td><td> -4.27 </td></tr><tr><td><b>UHF</b><b>平均增益</b></td><td> -1.76 </td><td> 1.57 </td><td> -0.38 </td><td> -4.70 </td><td> -1.77 </td></tr><tr><td><b>VHF+UHF</b><b>平均增益</b></td><td> -8.08 </td><td> -2.20 </td><td> -5.64 </td><td> -22.91 </td><td> -6.04 </td></tr></TBODY></TABLE>表2
如此，該第二實施例亦可達到與上述第一實施例相同的目的與功效，且還可減少佈線及製程的複雜度，以降低製作成本。
綜上所述，本新型天線結構，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，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書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。
2‧‧‧主天線單元
21‧‧‧主輻射模組
211‧‧‧主饋入點
212‧‧‧主輻射部
213‧‧‧延伸部
221‧‧‧第一主邊
222‧‧‧第二主邊
223‧‧‧第三主邊
3‧‧‧副天線單元
31‧‧‧副饋入點
32‧‧‧副輻射部
321‧‧‧第一副邊
322‧‧‧第二副邊
323‧‧‧第三副邊
33‧‧‧連接部
4‧‧‧連接單元
41‧‧‧電感件
411‧‧‧電感
412‧‧‧印刷電路板
42‧‧‧電導件
421‧‧‧鐵片
422‧‧‧螺絲
423‧‧‧螺帽
81~89‧‧‧增益曲線
91‧‧‧第一介質基板
92‧‧‧第二介質基板
L1‧‧‧第一軸線
L2‧‧‧第二軸線
本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是習知一種天線結構的示意圖； 圖2是本新型天線結構的一個第一實施例的示意圖； 圖3是該第一實施例的一局部立體分解圖； 圖4~7是習知該天線結構與該第一實施例之不同使用樣態的天線增益測試圖； 圖8是本新型天線結構的一個第二實施例的示意圖；及 圖9~12是習知該天線結構與該第二實施例之不同使用樣態的天線增益測試圖。
Claims (10)
- 一種天線結構，適用於設置於一具有一第一軸線的第一介質基板及一具有一第二軸線的第二介質基板，該天線結構包含： 一主天線單元，適用於設置於該第一介質基板，包括二以該第一軸線實質上呈鏡像對稱的主輻射模組，每一主輻射模組具有一鄰近該第一軸線的主饋入點、一由該主饋入點朝遠離該第一軸線方向擴大延伸的主輻射部，及一由該主輻射部遠離該第一軸線之一端朝該第一軸線方向延伸且不接觸該第一軸線的延伸部； 一副天線單元，適用於設置於該第二介質基板，以該第二軸線實質上呈鏡像對稱，包括二分別位於該第二軸線兩側且鄰近該第二軸線的副饋入點、二分別由該副饋入點朝遠離該第二軸線方向擴大延伸的副輻射部，及一兩端分別連接該等副輻射部遠離該第二軸線之一端的連接部；及 二連接單元，分別可拆組地電連接於該主天線單元與該副天線單元間，該等連接單元其中一端分別電連接該等主輻射部遠離對應之主饋入點與對應之延伸部之一端，該等連接單元另一端分別連接該等副輻射部遠離對應之副饋入點與該連接部之一端。
- 如請求項1所述的天線結構，其中，每一主輻射部具有相配合界定其邊緣的第一主邊、第二主邊，及第三主邊，該第一主邊由鄰近該主饋入點處朝遠離該第一軸線方向斜向延伸，該第二主邊由鄰近該主饋入點處沿垂直該第一軸線之方向遠離該第一軸線延伸，該第三主邊位於該第二主邊相反於該第一軸線之一側且沿平行該第一軸線之方向延伸。
- 如請求項2所述的天線結構，其中，每一延伸部由對應之主輻射部的第一主邊鄰近該第三主邊處朝該第一軸線延伸，且該等延伸部相向延伸且不接觸。
- 如請求項3所述的天線結構，其中，每一延伸部沿垂直該第一軸線之方向延伸。
- 如請求項2所述的天線結構，其中，該第一主邊於鄰近該主饋入點處呈階梯狀。
- 如請求項1所述的天線結構，其中，每一副輻射部具有相配合界定其邊緣的第一副邊、第二副邊，及第三副邊，該第一副邊由鄰近該副饋入點處朝遠離該第二軸線方向斜向延伸，該第二副邊由鄰近該副饋入點處沿垂直該第二軸線之方向遠離該第二軸線延伸，該第三副邊位於該第二副邊相反於該第二軸線之一側且沿平行該第二軸線之方向延伸。
- 如請求項6所述的天線結構，其中，該連接部連接該等副輻射部之第一副邊鄰近該第三副邊處。
- 如請求項7所述的天線結構，其中，該連接部沿垂直該第二軸線之方向延伸。
- 如請求項6所述的天線結構，其中，該第一副邊於鄰近該副饋入點處呈階梯狀。
- 如請求項1所述的天線結構，其中，每一連接單元包括一電感件及一電導件，該電感件其中一端電連接對應之主輻射部與副輻射部其中之一，該電導件可拆組地電連接於該電感件另一端及對應之主輻射部與副輻射部其中另一間。
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