CN101345338B - 电子装置及其短路偶极天线 - Google Patents

Abstract

一种电子装置及其短路偶极天线。短路偶极天线包括第一辐射单元、第二辐射单元与短路单元，且短路单元包括第一端及第二端。短路单元的第一端耦接至第一辐射单元，而短路单元第二端耦接至第二辐射单元。

Description

电子装置及其短路偶极天线

技术领域

本发明是关于一种电子装置及其偶极天线，且特别是关于一种具有短路单元的电子装置及其短路偶极天线。

背景技术

随着无线技术的蓬勃发展，越来越多的电子装置慢慢地走向无线化，而具有无线传输的功能。举例来说，无线打印机在外接一天线装置后，使用者可以随时随地打印其所需的文件，而不需将文件传输至有连接打印机的电脑上。如此一来，将能提高使用者操作上的便利性。

然而，外接天线装置将破坏无线打印机的整体外观美感，因此，如何在维持整体外观美感的前提下，又能维持天线的良好传输效率，即成为目前所急需解决的课题之一。

发明内容

本发明关于一种电子装置及其短路偶极天线，由于短路偶极天线内的短路单元耦接于第一辐射单元及第二辐射单元之间，因此，将使得短路偶极天线至少具有如下优点：

一、短路偶极天线的结构较先前技术简单；

二、短路偶极天线的制作较先前技术容易；

三、短路偶极天线的制作成本较先前技术低廉；

四、辐射单元的面积较小；及

五、短路偶极天线可配置于电子装置内部角落处，以避免破坏电子装置的整体外观美感。

根据本发明的第一方面，提出一种短路偶极天线。短路偶极天线包括第一辐射单元、第二辐射单元与短路单元，且短路单元包括第一端及第二端。短路单元的第一端耦接至第一辐射单元，而短路单元第二端耦接至第二辐射单元。

根据本发明的第二方面，提出一种电子装置。电子装置包括短路偶极天线及电路板。短路偶极天线包括第一辐射单元、第二辐射单元与短路单元，且短路单元包括第一端及第二端。短路单元的第一端耦接至第一辐射单元，而短路单元第二端耦接至第二辐射单元。电路板用以经短路偶极天线收发无线信号。

本发明所公开的电子装置及其短路偶极天线，由于短路单元耦接于第一辐射单元及第二辐射单元之间，因此，将使得本发明至少具有如下优点：

一、短路偶极天线的结构较先前技术简单；

二、短路偶极天线的制作较先前技术容易；

三、短路偶极天线的制作成本较先前技术低廉；

四、辐射单元的面积较小；及

五、短路偶极天线可配置于电子装置内部角落处，以避免破坏电子装置的整体外观美感。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1所示为电子装置的方块图。

图2所示为依照本发明一第一实施例的短路偶极天线的示意图。

图3所示为返回损失的测量波形图。

图4所示为天线增益与辐射效率的测量波形图。

图5所示为短路偶极天线40配置在x-y平面的示意图。

图6所示为短路偶极天线40在操作频率等于2400MHz时的辐射场型图。

图7所示为短路偶极天线40在操作频率等于2442MHz时的辐射场型图。

图8所示为短路偶极天线40在操作频率等于2484MHz时的辐射场型图。

图9所示为依照本发明一第二实施例的短路偶极天线的示意图。

图10所示为依照本发明一第三实施例的短路偶极天线的示意图。

图11所示为依照本发明一第四实施例的短路偶极天线的示意图。

主要元件符号说明

10：电子装置

20：电路板

30：短路偶极天线

40：依照本发明一第一实施例的短路偶极天线

50：依照本发明一第二实施例的短路偶极天线

60：依照本发明一第三实施例的短路偶极天线

61、62：曲线

70：依照本发明一第四实施例的短路偶极天线

90：同轴传输线

92：中心导体

94：外层接地导体

410、420、510、520、610、620、710、720：辐射单元

411、412、413、414、421、422、423、424、511、512、513、514、515、516、521、522、523、524、525、526、611、612、613、621、622、623、711、712、721、722：侧边

419、429：馈入点

430：短路单元

432：第一端

434：第二端

713、723：弧边

θ：夹角

d：最短距离

具体实施方式

请参照图1，其所示为电子装置的方块图。电子装置10包括电路板20及短路偶极天线30，且电路板20用以经短路偶极天线30收发无线信号。电子装置10例如为无线区域网路装置，且无线区域网路装置例如为无线打印机或笔记本电脑。

短路偶极天线30包括第一辐射单元、第二辐射单元与短路单元，而关于第一辐射单元、第二辐射单元与短路单元的结构将分别在下述第一实施例至第四实施例进一步介绍。

短路偶极天线30的第一辐射单元及第二辐射单元用以共振出一基频(半波)模态，以涵盖无线区域网路所需的频宽。其中，无线区域网路所需的频宽例如为2400MHz至2484MHz。而短路单元包括第一端及第二端，用以分别耦接至第一辐射单元及第二辐射单元。

第一实施例

请参照图2，其所示为依照本发明一第一实施例的短路偶极天线的示意图。短路偶极天线30例如为图2所所示的短路偶极天线40，且短路偶极天线40包括辐射单元410、辐射单元420与短路单元430。辐射单元410、辐射单元420与短路单元430例如为一体成型，且辐射单元410、辐射单元420与短路单元430例如以印刷技术或蚀刻技术形成于一介质基板上。此外，辐射单元410、辐射单元420与短路单元430亦可由金属片切割制作形成。

短路偶极天线40的结构不仅较先前技术简单，且当辐射单元410、辐射单元420与短路单元430为一体成型时，更可降低制作成本。此外，由于辐射单元410、辐射单元420与短路单元430可为一体成型，因此，不需额外的治具对辐射单元410及辐射单元420进行固定工作，所以，短路偶极天线40的制作较先前技术容易。再者，短路偶极天线40可配置于电子装置20内部角落处，所以，能避免破坏电子装置20的整体外观美感。

辐射单元410与辐射单元420的最短距离d例如介于0至2mm，且辐射单元410及辐射单元420分别具有馈入点419及429，用以分别耦接至同轴传输线90的中心导体92与外层接地导体94。

进一步来说，辐射单元410包括侧边411、侧边412、侧边413及侧边414，且辐射单元410的侧边411及侧边412实质上分别与侧边413及侧边414互相平行，而侧边411及侧边413实质上分别与侧边412及侧边414互相垂直，以形成一矩型。

同样地，辐射单元420包括侧边421、侧边422、侧边423及侧边424，且辐射单元420的侧边421及侧边422实质上分别与侧边423及侧边424互相平行，而侧边421及侧边423实质上分别与侧边422及侧边424互相垂直，以形成另一矩型。

侧边411、侧边413、侧边421及侧边423的长度例如为实质上相等，且侧边412、侧边414、侧边422及侧边424的长度例如为实质上相等，而侧边412、侧边414、侧边422及侧边424的长度例如分别大于侧边411、侧边413、侧边421及侧边423。此外，侧边412及侧边422的延伸方向形成一夹角θ，而夹角θ例如介于90度至180度。

短路单元430例如为带状(Strip)结构，且短路单元430具有第一端432及第二端434。第一端432耦接至侧边411，而第二端434耦接至侧边421。由于短路单元430耦接于辐射单元410与辐射单元420之间，因此，可使得短路偶极天线40的中心频率下降，进而减少辐射单元410与辐射单元420的面积。

举例来说，侧边411、侧边413、侧边421及侧边423的长度可为6mm，而侧边412、侧边414、侧边422及侧边424的长度可为23.5mm，而短路单元430的宽度可为1mm，然上述仅为一实施例，本发明天线的设计并不局限于上述的结构。

请同时参照图3及图4，图3所示为返回损失的测量波形图。图4所示为天线增益与辐射效率的测量波形图。其中，图4的曲线61用以表示短路偶极天线40在2380MHz至2500MHz的天线增益，图4的曲线62用以表示短路偶极天线40在2380MHz至2500MHz的辐射效率。由图3及图4的测量结果可得知，虽然辐射单元410与辐射单元420的面积比先前技术的辐射单元小，但短路偶极天线40的返回损失(Return Loss)、天线增益及辐射效率仍可达到预期的目标。

请同时参照图5、图6、图7及图8。图5所示为短路偶极天线40配置于x-y平面的示意图。图6所示为短路偶极天线40在操作频率等于2400MHz时的辐射场型图。图7所示为短路偶极天线40在操作频率等于2442MHz时的辐射场型图。图8所示为短路偶极天线40在操作频率等于2484MHz时的辐射场型图。当短路偶极天线40配置在x-y平面且操作频率分别等于2400MHz、2442MHz及2484MHz时，其辐射场型图分别如图6至图8所示。而由图6至图8可知，虽然辐射单元410与辐射单元420的面积比先前技术的辐射单元小，但短路偶极天线40的辐射场型仍可达到预期的目标。

第二实施例

请参照图9，其所示为依照本发明一第二实施例的短路偶极天线的示意图。第二实施例与第一实施例不同之处在于：第二实施例的辐射单元510及辐射单元520的形状不同于第一实施例辐射单元410及辐射单元420。

辐射单元510包括侧边511、侧边512、侧边513、侧边514、侧边515及侧边516。其中，侧边513例如大于侧边511，而侧边511例如大于侧边515。辐射单元510的侧边511及例边513实质上与侧边515互相平行，而辐射单元510的侧边512及侧边514实质上与侧边516互相平行。侧边511、侧边513及侧边515实质上分别与侧边512、侧边514及侧边516互相垂直，以形成一L型。

同样地，辐射单元520包括侧边521、侧边522、侧边523、侧边524、侧边525及侧边526。其中，侧边523例如大于侧边521，而侧边521例如大于侧边525。辐射单元520的侧边521及侧边523实质上与侧边525互相平行，而辐射单元520的侧边522及侧边524实质上与侧边526互相平行。侧边521、侧边523及侧边525实质上分别与侧边522、侧边524及侧边526互相垂直，以形成另一L型。

第三实施例

请参照图10，其所示为依照本发明一第三实施例的短路偶极天线的示意图。第三实施例与第一实施例不同之处在于：第二实施例的辐射单元610及辐射单元620的形状不同于第一实施例辐射单元410及辐射单元420。

辐射单元610包括侧边611、侧边612及侧边613。其中，侧边613例如大于侧边612，而侧边612例如大于侧边611。侧边611与侧边612实质上相互垂直，且侧边611、侧边612及侧边613形成一直角三角形。

同样地，辐射单元620包括侧边621、侧边622及侧边623。其中，侧边623例如大于侧边622，而侧边622例如大于侧边621。侧边621与侧边622实质上相互垂直，且侧边621、侧边622及侧边623形成另一直角三角形。

第四实施例

请参照图11，其所示为依照本发明一第四实施例的短路偶极天线的示意图。第四实施例与第一实施例不同之处在于：第二实施例的辐射单元710及辐射单元720的形状不同于第一实施例辐射单元410及辐射单元420。

辐射单元710包括侧边711、侧边712及弧边713。其中，侧边712例如大于侧边711，且侧边711、侧边712及弧边713形成一刀刃形。

同样地，辐射单元720包括侧边721、侧边722及弧边723。其中，侧边722例如大于侧边721，且侧边721、侧边722及弧边723形成另一刀刃形。

由于短路单元耦接于第一辐射单元及第二辐射单元之间，因此，将使得下述实施例至少具有如下优点：

一、短路偶极天线的结构较先前技术简单；

二、短路偶极天线的制作较先前技术容易；

三、短路偶极天线的制作成本较先前技术低廉；

四、辐射单元的面积较小；及

五、短路偶极天线可配置于电子装置内部角落处，以避免破坏电子装置的整体外观美感。

为了详述本发明内容，以第一实施例至第四实施例为例说明，然本发明并不局限于此，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。

Claims (16)

1.一种短路偶极天线，包括：

一第一辐射单元，具有彼此连接的一第一侧边及一第二侧边，该第二侧边的长度大于该第一侧边；

一第二辐射单元，具有彼此连接的一第三侧边及一第四侧边，该第四侧边的长度大于该第三侧边；以及

一短路单元，包括：

一第一端，耦接至该第一辐射单元的第一侧边的一部分；及

一第二端，耦接至该第二辐射单元的第三侧边的一部分；

其中，该第二侧边及该第四侧边的延伸方向形成一夹角，该夹角介于90度至180度，

其中该第一侧边及该第二侧边实质上相互垂直，该第三侧边及该第四侧边实质上相互垂直。

2.根据权利要求1所述的短路偶极天线，其中该第一辐射单元与该第二辐射单元的最短距离介于0至2mm。

3.根据权利要求1所述的短路偶极天线，其中该第一辐射单元、该第二辐射单元与该短路单元为一体成型。

4.根据权利要求1所述的短路偶极天线，其中该第一幅射单元、该第二辐射单元与该短路单元以印刷技术形成于一介质基板上。

5.根据权利要求1所述的短路偶极天线，其中该第一辐射单元、该第二辐射单元与该短路单元以蚀刻技术形成于一介质基板上。

6.根据权利要求1所述的短路偶极天线，其中该第一辐射单元、该第二辐射单元与该短路单元由金属片切割制作形成。

7.根据权利要求1所述的短路偶极天线，其中该第一辐射单元及该第二辐射单元分别具有一第一馈入点及一第二馈入点，用以耦接至一同轴传输线的一中心导体与一外层接地导体。

8.根据权利要求1所述的短路偶极天线，其中该第一辐射单元还具有一第五侧边及一第六侧边，该第五侧边及该第六侧边分别与该第一侧边及该第二侧边实质上相互平行，且该第一侧边、该第二侧边、该第五侧边与该第六侧边形成一第一矩形，该第二辐射单元还具有一第七侧边及一第八侧边，该第七侧边及该第八侧边分别与该第三侧边及该第四侧边实质上相互平行，且该第三侧边、该第四侧边、该第七侧边与该第八侧边形成一第二矩形。

9.根据权利要求8所述的短路偶极天线，其中该第二侧边的长度大于该第一侧边，且该第四侧边的长度大于该第三侧边。

10.根据权利要求1所述的短路偶极天线，其中该第一辐射单元还具有一第五侧边、一第六侧边、一第七侧边及一第八侧边，该第五侧边及该第七侧边与该第一侧边实质上相互平行，该第六侧边及该第八侧边与该第二侧边实质上相互平行，该第一侧边、该第二侧边、该第五侧边、该第六侧边、该第七侧边与该第八侧边形成一第一L形，该第二辐射单元还具有一第九侧边、一第十侧边、一第十一侧边及一第十二侧边，该第九侧边及该第十一侧边与该第三侧边实质上相互平行，该第十侧边及该第十二侧边与该第四侧边实质上相互平行，该第三侧边、该第四侧边、该第九侧边、该第十侧边、该第十一侧边与该第十二侧边形成一第二L形。

11.根据权利要求10所述的短路偶极天线，其中该第七侧边大于该第一侧边，且该第十一侧边大于该第三侧边。

12.根据权利要求1所述的短路偶极天线，其中第一辐射单元还具有一第五侧边，该第一侧边、该第二侧边与该第五侧边形成一第一三角型，且该第二辐射单元还具有一第六侧边，该第三侧边、该第四侧边、该第六侧边形成一第二三角形。

13.根据权利要求12所述的短路偶极天线，其中该第五侧边大于该第二侧边，该第二侧边大于该第一侧边，且该第六侧边大于该第四侧边，该第四侧边大于该第三侧边。

14.根据权利要求1所述的短路偶极天线，其中该第一辐射单元还具有一第一弧边，该第一侧边、该第二侧边与该第一弧边形成一第一刀刃形，且该第二辐射单元还具有一第二弧边，该第三侧边、该第四侧边与该第二弧边形成一第二刀刃形。

15.根据权利要求14所述的短路偶极天线，其中该第二侧边的长度大于该第一侧边，且该第四侧边的长度大于该第三侧边。

16.根据权利要求1所述的短路偶极天线，其装设于一电子装置中。

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