CN102117956A - 双频天线 - Google Patents

Abstract

一种双频天线包括一接地部、一连结部、一辐射部、一辐射槽及一馈电部。连结部具有相对设置的一顶边与一底边，以及一第一侧边及一第二侧边与顶边及底边的两端连接，连结部的底边与接地部连接。辐射部突设于连结部的第一侧边且邻近连结部的顶边。辐射槽设置在连结部内部且邻近连结部的第二侧边与底边，其位在连结部的第一侧边并具有一开口。馈电部形成在连结部邻近辐射槽的开口的位置。其中辐射部操作在一第一频段，辐射槽操作在一第二频段，使本发明的双频天线可以工作在两种不同频段。

Description

双频天线

技术领域

本发明系关于一种天线，特别关于一种双频天线。

背景技术

天线是在无线通讯系统中用来发射与接收电磁波能量的重要组件，若少了天线，则无线通讯系统将无法有效运作。目前较常用对于波段的规范有IEEE 802.11、DECT以及目前最热门的802.15.1(蓝牙通讯)等等，其中802.11此外分为802.11a以及802.11b分别是针对5GHz以及2.4GHz作定义。

请参照图1所示，公知的天线1示意图。天线1包括一辐射部11、一短路部12、一馈入部13以及一接地部14。短路部12设置在辐射部11的一侧边，并与接地部14电性连结，而辐射部11上的馈入点与馈入部13连接，以馈入接地部14形成一天线1。

因此，透过馈入部13通过一电流使其在辐射部11产生谐振，利用谐振产生的波段，使其接收或是发射特定频段的讯号。另外，也可在辐射部11再增设一辐射金属片(图中未显示)，经设计后可使天线1应用在双频天线。

然而，天线1的频段只能涵盖某一部份的范围，因此在不同频段的需求下会有所限制，但若再增设一辐射金属片以作为双频天线，则会使得天线1的尺寸大小无法有效地缩小，来应用在目前体积越来越小化的电子产品中。

因此，如何提供一种能缩小尺寸并能增加操作频段的天线，已逐渐成为重要课题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种能缩小尺寸并能增加操作频段的双频天线。

本发明可采用以下技术方案来实现的。

本发明的一种双频天线包括一接地部、一连结部、一辐射部、一辐射槽及一馈电部。连结部具有相对设置的一顶边与一底边，以及一第一侧边及一第二侧边与所述顶边及所述底边的两端连接，所述连结部的所述底边与所述接地部连接，连结部的底边与接地部连接。辐射部突设在连结部的第一侧边且邻近连结部的顶边。辐射槽设置在连结部内部且邻近连结部的第二侧边与底边，其位在连结部的第一侧边并具有一开口。馈电部形成在连结部邻近辐射槽的开口的位置。其中辐射部操作在一第一频段，辐射槽操作在一第二频段，使本发明的双频天线可以工作在两种不同频段。

在本发明一实施例中，上述馈电部与一信号源连接。

在本发明一实施例中，上述连结部还具有一定位槽，邻设在辐射槽与连结部的第一侧边，使得馈电部的位置被限定在定位槽两侧的区域。

在本发明较佳者，上述定位槽邻近辐射槽的方向并具有一开口。

在本发明一实施例中，上述接地部与连结部之间还具有一夹角。

在本发明一实施例中，上述连结部还具有一固定部，固定部突设自馈电部且穿过辐射槽向接地部方向延伸，而接地部则具有一凹部对应在固定部，使得双频天线通过固定部与一信号源连接并固定在其所应用的无线通讯中。

在本发明一实施例中，上述接地部与另一较大面积的接地面电性连结。

在本发明较佳者，上述连结部的顶边与底边近似平行设置。

在本发明较佳者，上述连结部的底边与第一侧边近似垂直设置。

在本发明较佳者，上述连结部的底边与第二侧边近似垂直设置。

在本发明较佳者，上述辐射部与接地部近似平行设置。

在本发明较佳者，上述辐射槽的开口邻近连结部的底边。

在本发明一实施例中，上述辐射槽具有至少一个转折，并可实质呈L型。

在本发明较佳者，上述辐射槽呈L型且由一第一槽孔、一第二槽孔与转折构成，第一槽孔的一端与转折连接，第一槽孔的另一端是一封闭结构，第二槽孔的一端与转折连接，第二槽孔的另一端具有开口，其中第一槽孔与连结部的第二侧边近似平行设置，第二槽孔与连结部的底边近似平行设置。

在本发明一实施例中，上述双频天线还包括一阻抗匹配部连接在接地部，阻抗匹配部并与接地部之间具有一夹角。通过阻抗匹配部调整双频天线的阻抗匹配。

在本发明较佳者，上述阻抗匹配部邻近辐射部与连结部的第一侧边。

在本发明一实施例中，上述第二频段的操作频率高于第一频段的操作频率。

在本发明一实施例中，上述双频天线是一体成型。

在本发明一实施例中，上述双频天线还可包括多个固定件，突设自接地部。通过固定件可使得双频天线固定在其所应用的无线通讯中。

借由上述技术方案，本发明的双频天线至少具有下列优点。

承上所述，依据本发明的双频天线具有一辐射部及一辐射槽，因此利用辐射部可输出及接收某一频段(例如2.4GHz～2.5GHz)的讯号，而辐射槽则可用以输出及接收另一频段(例如5.15GHz～5.85GHz)的讯号。借此，本发明的双频天线不仅可同时具有两个不同的操作频段，且其中之一操作频段通过辐射槽来达成，而辐射槽的设置可有效地减少双频天线的体积，进一步地缩小双频天线的尺寸。

附图说明

图1是公知的天线示意图；

图2A是本发明优选实施例的双频天线的示意图，图2B是形成如图2A的双频天线的板材的俯视图；

图3是本发明优选实施例的双频天线的频率与电压驻波比的关系量测图；

图4A至图4E是本发明优选实施例的双频天线操作在不同频段时XY-Plane的辐射场型量测结果图；以及

图5A是本发明优选实施例的双频天线另一态样的示意图，图5B是形成如图5A的双频天线的板材的俯视图。

主要元件符号说明：

1：天线

11、23：辐射部

12：短路部

13：馈入部

14、21、21a：接地部

2、2a：双频天线

211：凹部

22、22a：连结部

221：顶边

222：底边

223：第一侧边

224：第二侧边

225：定位槽

226：固定部

24：辐射槽

241：开口

242：转折

243：第一槽孔

244：第二槽孔

25：馈电部

26：阻抗匹配部

27：固定件

θ：夹角

P1、P2：板材

P1～P15：曲线

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明优选实施例的一种双频天线，其中相同的组件将以相同的符号加以说明。

请参照图2A所示，本发明优选实施例的双频天线2的示意图。双频天线2包括一接地部21、一连结部22、一辐射部23、一辐射槽24及一馈电部25。其中，双频天线2例如可以是金属材质，或者其它导电性材质。

接地部21的形状非限制性，在此以矩形为例，当然，依不同的要求或设计，接地部21也可以是正方形或其它多边形。需注意的是，接地部21的面积非限制性，实际应用时，接地部21的面积约以35mm×22.6mm较佳，其仅为举例性，非用以限制本发明。

连结部22具有相对设置的一顶边221与一底边222，以及一第一侧边223及一第二侧边224与顶边221及底边222的两端连接，连结部22的底边222与接地部21连接。其中，接地部21与连结部22之间可具有一夹角θ，而夹角θ的大小非限制性。在本实施例中，以连结部22立设在接地部21的一侧边作说明。换言之，连结部22垂直设置(即夹角θ是90度)在接地部21的侧边。此外，连结部22的高度非限制性，实际应用时，连结部22的高度约以12mm较佳，其仅是举例性，非用以限制本发明。

辐射部23突设在连结部22的第一侧边223且邻近连结部22的顶边221。辐射部23的长度非限制性，以能确实输出及接收预设频段(例如2.4GHz～2.5GHz)的讯号为考虑。

辐射槽24形成在连结部22内部且邻近连结部22的第二侧边224与底边222，辐射槽24在连结部22的第一侧边223具有一开口241。其中，辐射槽24可具有至少一个转折242，在本实施例中，以辐射槽24由一第一槽孔243、一第二槽孔244与一转折242构成，且实质呈L型作说明，其非限制性。第一槽孔243的一端与转折242连接，第一槽孔243的另一端是一封闭结构，第二槽孔244的一端与转折242连接，第二槽孔244的另一端是开口241。再者，第一槽孔243与连结部22的第二侧边244近似平行设置，第二槽孔244与连结部22的底边222近似平行设置。

当然，辐射槽24也可具有多个转折，端以能使辐射槽24确实输出及接收预设频段(例如5.15GHz～5.85GHz)的讯号为考虑。

馈电部25例如可与一同轴传输线连接，以由同轴传输线输出或接收不同频段的讯号。再者，连结部22还可具有一定位槽225，邻设在辐射槽24与连结部22的第一侧边223，通过定位槽225的设置，即可准确地定位馈电部25的位置。

值得一提的是，双频天线2可以是一体成型或由不同板材接合形成，在本实施例中，以双频天线2以是一体成型作说明。如图2B所示，形成双频天线2的板材P1的俯视图。将板材P1裁切成如图2B的形状后，再沿图2B中的虚线弯折即可形成双频天线2。如图2A所示，因此，双频天线2即可通过馈电部25通过一电流使其在辐射部23及辐射槽24产生谐振，并利用谐振产生的波段，使辐射部23及辐射槽24分别可输出及接收预设频段(例如辐射部23是2.4GHz～2.5GHz，辐射槽24是5.15GHz～5.85GHz)的讯号。借此，双频天线2不仅可同时具有两个不同的操作频段，且其中之一操作频段通过辐射槽24来达成，而辐射槽24的设置可有效地减少双频天线2的体积，进一步地缩小双频天线2的尺寸。

请参照图3所示，本实施例的双频天线2的频率与电压驻波比的关系量测图，其中，纵轴表示电压静态驻波比(VSWR)，横轴代表频率(Frequency)。一般业界可接受的电压静态驻波比约是2，而在小于2的定义下，本实施例中，双频天线2可操作在2.4GHz～2.5GHz及515GHz～585GHz。

请参照图4A所示，本实施例的双频天线2操作在2.45GHz时XY-Plane的辐射场型量测结果图。其中曲线P1是，双频天线2操作在2.45GHz时，在角度是252度下，具有峰值增益约是-0.34dBi，在角度是210度下，具有平均增益约是-3.14dBi。曲线P2是，双频天线2操作在2.45GHz时，在角度是297度下，具有峰值增益约是-2.35dBi，在角度是204度下，具有平均增益约是-7.06dBi。曲线P3是，双频天线2操作在2.45GHz时，在角度是261度下，具有峰值增益约是0.41dBi，在角度是208度下，具有平均增益约是-1.66dBi。

请参照图4B所示，本实施例的双频天线2操作在5.15GHz时XY-Plane的辐射场型量测结果图。其中曲线P3是，双频天线2操作在5.15GHz时，在角度是210度下，具有峰值增益约是-0.74dBi，在角度是243度下，具有平均增益约是-3.39dBi。曲线P4是，双频天线2操作在5.15GHz时，在角度是228度下，具有峰值增益约是-0.76dBi，在角度是162度下，具有平均增益约是-5.11dBi。曲线P6是，双频天线2操作在5.15GHz时，在角度是219度下，具有峰值增益约是1.51dBi，在角度是300度下，具有平均增益约是-1.15dBi。

请参照图4C所示，本实施例的双频天线2操作在5.35GHz时XY-Plane的辐射场型量测结果图。其中曲线P7是，双频天线2操作在5.35GHz时，在角度是15度下，具有峰值增益约是0.59dBi，在角度是282度下，具有平均增益约是-2.1dBi。曲线P8是，双频天线2操作在5.35GHz时，在角度是222度下，具有峰值增益约是0.18dBi，在角度是162度下，具有平均增益约是-4.65dBi。曲线P9是，双频天线2操作在5.35GHz时，在角度是216度下，具有峰值增益约是2.77dBi，在角度是288度下，具有平均增益约是-0.18dBi。

请参照图4D所示，本实施例的双频天线2操作在5.47GHz时XY-Plane的辐射场型量测结果图。其中曲线P10是，双频天线2操作在5.47GHz时，在角度是207度下，具有峰值增益约是1.51dBi，在角度是282度下，具有平均增益约是-1.35dBi。曲线P11是，双频天线2操作在5.47GHz时，在角度是219度下，具有峰值增益约是1.49dBi，在角度是162度下，具有平均增益约是-3.6dBi。曲线P12是，双频天线2操作在5.47GHz时，在角度是213度下，具有峰值增益约是4.1dBi，在角度是290度下，具有平均增益约是0.68dBi。

请参照图4E所示，本实施例的双频天线2操作在5.85GHz时XY-Plane的辐射场型量测结果图。其中曲线P13是，双频天线2操作在5.85GHz时，在角度是195度下，具有峰值增益约是3.27dBi，在角度是93度下，具有平均增益约是0.02dBi。曲线P14是，双频天线2操作在5.85GHz时，在角度是213度下，具有峰值增益约是1.55dBi，在角度是36度下，具有平均增益约是-2.73dBi。曲线P15是，双频天线2操作在5.85GHz时，在角度是207度下，具有峰值增益约是5.08dBi，在角度是99度下，具有平均增益约是1.87dBi。

请参照图5A及图5B所示，其中图5A是本发明优选实施例的双频天线2a另一态样的示意图，图5B是形成双频天线2a的板材P2的俯视图。需注意的是，双频天线2a同样可以是一体成型或由不同板材接合形成，在此以双频天线2a是一体成型作说明。如图5B所示，将板材P2裁切成如图5B的形状后，再沿图5B中的虚线弯折即可形成双频天线2a。

双频天线2a还可包括一阻抗匹配部26与接地部21a连接，并与接地部21a之间具有一夹角。其中，阻抗匹配部26设置位置邻近在辐射部23与连结部22a的第一侧边223，而阻抗匹配部26与接地部21a之间的夹角可与夹角θ相同或不相同，在此以相同为例，其非限制性。通过阻抗匹配部26即可进一步调整双频天线2a的阻抗匹配。值得一提的是，阻抗匹配部26的形状及面积大小非限制性，依不同的要求可有不同的设计方式。

另外，连结部22a还可具有一固定部226突设自馈电部25且穿过辐射槽24向接地部21方向延伸，而接地部21a则具有一凹部211对应在固定部226，辐射槽23与阻抗匹配部26可位在凹部211两侧。再者，双频天线2a还可包括多个固定件27，突设自接地部21a。借此，双频天线2a可通过固定部226及固定件27来固定在其所应用的无线通讯中。

综上所述，依据本发明的双频天线具有一辐射部及一辐射槽，因此利用辐射部可输出及接收某一频段(例如2.4GHz～2.5GHz)的讯号，而辐射槽则可用以输出及接收另一频段(例如5.15GHz～5.85GHz)的讯号。借此，本发明的双频天线不仅可同时具有两个不同的操作频段，且其中之一操作频段通过辐射槽来达成，而辐射槽的设置可有效地减少双频天线的体积，进一步地缩小双频天线的尺寸。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括在权利要求所限定的范围内。

Claims (12)

1.一种双频天线，其特征在于，包括：

一接地部；

一连结部，具有相对设置的一顶边与一底边，以及与所述顶边及所述底边的两端连接的一第一侧边及一第二侧边，所述连结部的所述底边与所述接地部连接；

一辐射部，突设在所述连结部的所述第一侧边并且邻近所述连结部的所述顶边；

一辐射槽，形成在所述连结部内部并且邻近所述连结部的所述第二侧边与所述底边，所述辐射槽在所述连结部的所述第一侧边具有一开口；以及

一馈电部，形成在所述连结部邻近所述辐射槽的所述开口的位置；

其中，所述辐射部操作在一第一频段，而所述辐射槽则操作在一第二频段，且所述接地部与所述连结部之间具有一夹角。

2.根据权利要求1所述的双频天线，其特征在于，所述连结部还具有一定位槽，该定位槽邻设在所述辐射槽与所述连结部的所述第一侧边。

3.根据权利要求1所述的双频天线，其特征在于，所述辐射槽具有至少一个转折。

4.根据权利要求1所述的双频天线，其特征在于，所述辐射槽呈L型，由一第一槽孔、一第二槽孔与一转折构成，所述第一槽孔的一端与所述转折连接，所述第一槽孔的另一端是一封闭结构，所述第二槽孔的一端与所述转折连接，所述第二槽孔的另一端是所述开口。

5.根据权利要求4所述的双频天线，其特征在于，所述第一槽孔与所述连结部的所述第二侧边近似平行设置，所述第二槽孔与所述连结部的所述底边近似平行设置。

6.根据权利要求1所述的双频天线，其特征在于，还包括：

一阻抗匹配部，与所述接地部连接，并与所述接地部之间具有一夹角。

7.根据权利要求6所述的双频天线，其特征在于，所述阻抗匹配部的设置位置邻近于所述辐射部与所述连结部的所述第一侧边。

8.根据权利要求1所述的双频天线，其特征在于，所述连结部还具有一固定部，突设于所述馈电部并且穿过所述辐射槽向所述接地部方向延伸。

9.根据权利要求8所述的双频天线，其特征在于，所述接地部具有对应于所述固定部的凹部。

10.根据权利要求1所述的双频天线，其特征在于，还包括：

多个固定件，突设于所述接地部。

11.根据权利要求1所述的双频天线，其特征在于，是一体成型。

12.一种双频天线，其特征在于，包括：

一接地部；

一连结部，具有相对设置的一顶边与一底边，以及与所述顶边和所述底边的两端连接的一第一侧边与一第二侧边，所述连结部的所述底边与所述接地部连接；

一辐射部，突设于所述连结部的所述第一侧边并且邻近所述连结部的所述顶边；

一辐射槽，形成在所述连结部内部并且邻近所述连结部的所述第二侧边与所述底边，所述辐射槽在所述连结部的所述第一侧边具有一开口；以及

一馈电部，形成在所述连结部邻近所述辐射槽的所述开口的位置；

其中，所述辐射部操作在一第一频段，而辐射槽则操作在一第二频段。

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