CN102842747B - 具调整槽道的单极槽孔天线结构 - Google Patents

Abstract

本发明是一种具调整槽道的单极槽孔天线结构，包括一介质基板、一天线元件及一馈入元件，其中该天线元件布设在该介质基板的一侧面上，其上设有一槽孔，该槽孔包括一第一槽道、一调整槽道及一第二槽道，该第一槽道及该第二槽道分别与该调整槽道相连通，另，该馈入元件位于对应于该第二槽道的位置上，以激发该单极槽孔天线产生一第一操作频带与一第二操作频带，在该调整槽道的宽度增加的状态下，对应的操作频带的频率亦会随之变化。如此，业者便能透过更改该调整槽道的宽度，调整对应的操作频带的频率。

Description

具调整槽道的单极槽孔天线结构

技术领域

本发明关于单极槽孔天线结构，尤指一种设有调整槽道，以方便调整适用频率，且能在双频环境下工作的单极槽孔天线结构。

背景技术

按，随着互联网的蓬勃发展，网络的沟通平台(如：留言版、讨论区、社群网站、论坛…等)或数据交换平台(如：网络相本、官方下载空间、网络空间…等)或个人服务平台(如：电子信箱、部落格、网络游戏…等)等各种网络平台服务，均已深入至每个人的生活中，方便人们仅需在家中或工作场所中，便能取得所需的数据，尤其是，无线通信的盛行，更是解决了人们受制于实体线路长度，而只能在固定区域上网的问题，因此，具备无线通信功能的移动电话、个人数位助理器(PDA)或平板电脑…等通信装置，已逐渐成为人们的生活必须品。

承上所述，目前的通信装置中，“Wi-Fi”是较常被使用的无线通信协定，其是属于IEEE 802.11的标准，主要作用于2.4GHz(802.11b/g/n)与5GHz(802.11a/n)等两个频率区段。由于人们对通信装置的外观设计，普遍以“轻、薄、短、小”等要求为主，因此，为能满足前述的设计要求，业者在设计能适用于“Wi-Fi”的通信装置时，通常会将电子元件的简单化，或内建天线长度的极短化，作为首要考量。一般言，目前业者大多采用单极天线(Monopole antenna)，作为通信装置的内建天线，主要是因单极天线的结构简单，且其共振频率系为四分之一波长，因此，天线的长度会较短，但，由于天线必须具有电位差(potentialdifference)，才能使电流形成回路，以正常工作，因此，单极天线通常会将电路板的接地点或电子装置壳体作为接地参考面，但若有电子元件或导体较接近该单极天线时，则单极天线会容易受到邻近的电子元件或导体的影响，而在彼此间自动形成回路，造成收讯品质不佳，故为能维持良好的天线特性，业者势必需在该单极天线的周围，规划出较大的净空区，此举，显然会大幅增加通信装置的整体体积。

为解决单极天线过于敏感的问题(容易受周遭物体的影响)，有业者使用槽孔天线(slot antenna)作为双频操作模式的通信装置的天线，主要因槽孔天线较不易受到邻近的电子元件或导体的影响，使得业者不需额外规划较大的净空区，但由于槽孔天线的共振频率为二分之一波长，因此，其所需的天线长度会远大于单极天线(如：相同工作频率下，槽孔天线的长度为单极天线的长度的两倍)，使得通信装置的整体体积仍无法大幅缩小。此外，槽孔天线通常是长矩形金属框板，其中央位置会开设一延伸方向与该长矩形金属框板相同的长矩形槽孔，业者能藉由调整长矩形金属框板与长矩形槽孔间的板宽，达到调整高、低频率的效果，但，前述的调整方式中，长矩形金属框板对应于长矩形槽孔的短边的位置，具有两个调整宽度，而其对应于长矩形槽孔的长边的位置，则具有四个调整宽度，由于这些调整宽度均会相互影响到高、低频特性，因此，业者需耗费较长的工作时间，才能将该槽孔天线调整至预期的工作频率，严重降低业者的工作效率。

综上所述可知，无论是单极天线或是槽孔天线，均受限于自身的天线特性，而无法妥善地被设计至小体积的通信装置上，且槽孔天线在调整频率上的复杂程序，亦会拖缓业者的设计进度，故，如何针对前述缺失，设计出一种天线长度较短，且易于调整工作频率的天线，即成为相关天线设计业者的重要课题。

发明内容

有鉴于目前通信装置的天线结构，不尽理想，造成业者的市场利益受损，故，发明人经过长久努力研究与实验，终于开发设计出本发明的一种具调整槽道的单极槽孔天线结构，以期藉由本发明而能提供业者一种更方便调整工作频率，且体积更小的天线结构，以使业者能在现有的天线相关产业市场中，占有一席之地。

本发明的一个目的在于提供一种具调整槽道的单极槽孔天线结构，主要是该单极槽孔天线的共振频率为四分之一波长，且仅需透过改变调整槽道的宽度，便能调整单极槽孔天线的适用频率，以达到简单化的调整工作程序，该单极槽孔天线包括一介质基板、一天线元件及一馈入元件，其中该天线元件布设在该介质基板的一侧面上，其上设有一槽孔，以使该天线元件成为一单极槽孔天线，又，该槽孔包括一第一槽道、一调整槽道及一第二槽道，该第一槽道的一端位于该天线元件的一侧边，其另一端则朝该天线元件内侧延伸，并与该调整槽道相连通，该第二槽道一端与该调整槽道相连通，其另一端则朝远离该第一槽道的方向延伸，且该第一槽道的长度小于或等于该第二槽道的长度，另，该馈入元件布设在该介质基板的另一侧面且对应于该第二槽道的位置上，或布设在该天线元件对应于该第二槽道的位置上，以激发该单极槽孔天线产生一第一操作频带与一第二操作频带，在该调整槽道的宽度(对应于该第一槽道或第二槽道的延伸方向)增加的状态下，对应的该第二操作频带的频率亦会随之降低。如此，业者便能透过更改该调整槽道的宽度，对该第二操作频带的频率进行调整，使得设有本发明的单极槽孔天线结构的通信装置，能在预期的双频环境下工作。

为便于对本发明目的、技术特征及其功效，做更进一步的认识与了解，兹举实施例配合附图，详细说明如下：

附图说明

图1是本发明的单极槽孔天线结构的立体示意图；

图2是本发明的单极槽孔天线结构的平面示意图；

图3是本发明的反射系数S11测量结果；

图4是本发明的宽度W1变化的反射系数S11测量结果比较图；及

图5是本发明的其它实施例的平面示意图。

主要元件符号说明

单极槽孔天线结构……1

介质基板……11

天线元件……13

槽孔……130

第一槽道……132

调整槽道……134、134A

第二槽道……136、136A

馈入元件……15

夹角角度……θ

宽度……W1、W2

弯折部……A

具体实施方式

由于“单极槽孔天线(Monopole slot antenna)”的共振频率为四分之一波长，相较于槽孔天线而言，其能大幅缩短天线长度，但敏感度又低于单极天线，因此，发明人乃特别利用前述的单极槽孔天线的特性，设计出一种崭新又易于调整所需频率的天线结构，合先陈明。

本发明系一种具调整槽道的单极槽孔天线结构，且应用于具有双频功能的无线通信装置上，在本发明的一较佳实施例中，请参阅图1所示，该单极槽孔天线1包括一介质基板11、一天线元件13及一馈入元件15，其中该介质基板11能为无线通信装置的系统电路板，其一侧面布设有该天线元件13，该天线元件13上设有一槽孔130，该槽孔130包括一第一槽道132、一调整槽道134及一第二槽道136，该第一槽道132的一端位于该天线元件13的一侧边，其另一端则朝该天线元件13内侧延伸，并与该调整槽道134相连通，该第二槽道136的一端与该调整槽道134相连通，其另一端则朝远离该第一槽道132的方向延伸，且该第二槽道136的延伸方向与该第一槽道132的延伸方向保持一夹角角度θ(如图2所示)，以形成一单极槽孔天线，同时，该第一槽道132的长度L1小于或等于该第二槽道136的长度L2，以能在双频环境下工作。在该实施例中，该夹角角度θ为90度，使该槽孔130呈L形，但在本发明的其它实施例中，业者能依不同产品的设计需求，而对该夹角角度θ进行更改，合先陈明。

承上所述，复请参阅图1所示，该馈入元件15(如：微带线)布设在该介质基板11的另一侧面上，且位在该调整槽道134与该第二槽道136的另一端之间，意即，位于对应于该第二槽道136的位置上，以激发该单极槽孔天线能因第一槽道132及第二槽道136的设计，而产生一第一操作频带(较低的频率)与一第二操作频带(较高的频率)，但，在本发明的其它实施例中，若馈入元件15为铜轴电缆，则能够直接布设在该天线元件13上，且对应该第二槽道136的位置，故，只要该馈入元件15能激发该单极槽孔天线产生两个操作频带，便为本发明所述的馈入元件15，合先叙明。又，复请参阅图2所示，宽度W1乃是指调整槽道134对应于该第二槽道136的延伸方向的距离，宽度W2乃是指调整槽道134对应于该第一槽道132的延伸方向的距离，在该调整槽道134的宽度W1、W2增加的状态下，该第二操作频带的频率亦会随之降低，如此，业者便能够依电路规划上的空间需求与便利性，而仅对调整槽道134的其中一宽度W1或W2进行调整，或者，业者亦能够同时增加调整槽道134的两宽度W1、W2，令业者能愈加容易掌控电路设计上的空间规划。

为明确揭示出本发明的单极槽孔天线结构1的特性，及调整槽道134的宽度W1、W2的变化，确实能影响对应的操作频带，后叙实施例以调整槽道134的宽度W1为例，复请参阅图1及2所示，在该实施例中，该第一槽道132的长度L1为4.5毫米(mm)，该第二槽道136的长度L2为12.5毫米(mm)，使得该槽孔130的总长度L为17毫米(mm)，请参阅图3的反射系数S11测量结果可知，该单极槽孔天线确实具有两个操作频带，其中第一操作频带约为2.4GHz，第二操作频带则为5.6GHz，业者能依设计需求，而增加该调整槽道134对应于该第二槽道136的延伸方向的距离(即W1)，例如：该宽度W1为1毫米、2毫米或3毫米，请参阅图4所示，藉由图4的反射系数S11测量结果比较图可知，当该调整槽道134的宽度W1增加的情况下，该第二操作频带的频率会随之降低，即逐渐朝5GHz接近，故，业者便能够适当地改变该调整槽道134的宽度W1，使得单极槽孔天线结构1的第二操作频带能作用于业者预期的工作频率。

复请参阅图1及2所示，同理，当该调整槽道134对应于该第一槽道132的延伸方向的宽度W2增加时，该第二操作频带的频率会随之降低，如此一来，业者仅需更改该调整槽道134的宽度W1、W2，便能够对该第二操作频带的频率进行调整，以使该单极槽孔天线结构1能够在业者预期的双频环境下工作，另，由于本发明的单极槽孔天线结构1仅需对调整槽道134的两个宽度W1、W2进行调整，而非如已知的槽孔天线般，具有六个调整的部份，故在设计上，本发明的单极槽孔天线结构1不仅远较已知的槽孔天线方便，且在整体长度上，更是远小于已知的槽孔天线，有效提高业者的市场竞争力。

在此特别一提者，虽然前述实施例中，是以槽孔呈L状为例，进行说明，但在本发明的其它实施例中，业者亦能够依实际电路需求或频率需求，而针对第二槽道的样式作出变化，举例而言，请参阅图5所示，第二槽道136A的另一端尚能够被弯折，而形成一弯折部A(如：图5的虚圈)，使得对应该第二槽道136A的第二操作频带的频率发生改变，令本发明的单极槽孔天线结构能适应不同需求的双频环境，以具备较高的产业利用性。此外，本发明的调整槽道的形状，亦非仅限定于前述图式中的矩形，在本发明的其它实施例中，业者能够将调整槽道更改为圆弧形(如：图5所示的调整槽道134A)或其它形状，大幅提高业者在设计电路上的便利性，合先陈明。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，但，本发明所主张的权利范围，并不局限于此，凡熟悉本技术领域者，依据本发明所揭示的技术内容，可轻易思及之等效变化，均应属不脱离本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种具调整槽道的单极槽孔天线结构，包括：

一介质基板；

一天线元件，布设在该介质基板的一侧面上，其上设有一槽孔，以使该天线元件成为一单极槽孔天线，该槽孔包括一第一槽道、一调整槽道及一第二槽道，该第一槽道的一端位于该天线元件的一侧边，其另一端则朝该天线元件内侧延伸，并与该调整槽道相连通，该第二槽道的一端与该调整槽道相连通，其另一端则朝远离该第一槽道的方向延伸；及

一馈入元件，位于对应于该第二槽道的位置上，以激发该单极槽孔天线产生一第一操作频带与一第二操作频带，通过更改该调整槽道的宽度，对该第二操作频带的频率进行调整。

2.如权利要求1所述的单极槽孔天线结构，其特征在于，在该调整槽道对应于该第二槽道的延伸方向的宽度增加的状态下，该第二操作频带的频率亦会随之降低。

3.如权利要求1或2所述的单极槽孔天线结构，其特征在于，在该调整槽道对应于该第一槽道的延伸方向的宽度增加的状态下，该第二操作频带的频率亦会随之降低。

4.如权利要求3所述的单极槽孔天线结构，其特征在于，该第一槽道的长度小于或等于该第二槽道的长度。

5.如权利要求4所述的单极槽孔天线结构，其特征在于，该第二槽道的另一端尚设有一弯折部。

6.如权利要求5所述的单极槽孔天线结构，其特征在于，该馈入元件布设在该介质基板的另一侧面，且对应于该第二槽道的位置。

7.如权利要求5所述的单极槽孔天线结构，其特征在于，该馈入元件布设在该天线元件上，且对应于该第二槽道的位置。

8.如权利要求6所述的单极槽孔天线结构，其特征在于，该调整槽道为矩形。

9.如权利要求6所述的单极槽孔天线结构，其特征在于，该调整槽道为圆弧形。

10.如权利要求7所述的单极槽孔天线结构，其特征在于，该调整槽道为圆弧形。