CN103855465B

CN103855465B - 单极天线

Info

Publication number: CN103855465B
Application number: CN201210510320.2A
Authority: CN
Inventors: 黄智勇; 罗国彰
Original assignee: Arcadyan Technology Corp
Current assignee: Arcadyan Technology Corp
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2032-12-04
Also published as: CN103855465A

Abstract

本发明公开一种单极天线，包括：一天线本体，该天线本体包括一第一辐射部与一第二辐射部，该第二辐射部具有一馈入信号端，该第一辐射部分别向一第一方向与一第二方向延伸具有一第一长度与一第一宽度，该第一方向与该第二方向呈垂直，该第一辐射部与该第二辐射部沿该第一方向邻接；一介质部，邻接于该天线本体；以及一接地部，邻接于该介质部，该介质部隔离该天线本体与该接地部；其中，分别调整该第一辐射部的该第一长度与该第一宽度，以调整该天线本体的操作频率与频宽，而调整该第二辐射部的形状大小，以调整该天线本体的阻抗匹配。

Description

单极天线

技术领域

本发明涉及一种单极天线，尤其涉及一种利用印刷技术所制作的一单频单极天线。

背景技术

现今，无线传输的产品(例如移动电话、笔记型计算机、无线网卡等)都需要配置天线以进行传输与接收的工作。在一般无线传输装置的天线使用上，往往需视其空间的大小、特性以及成本而决定。目前所使用的无线传输装置所使用的天线依照频率的不同可以分为单频、双频、多频以及宽频天线等种类。另外依照构造的不同则可以分为两大类，一是芯片天线，另一为印刷天线；其中芯片天线具有所需面积小、成本高以及频宽较窄等特点。而印刷天线依结构来分又分为单极天线、双偶极天线、平面倒F型天线以及环形天线等，其特征为所需面积大、成本低以及频宽较宽，正好与芯片天线相反。例如，结构轻巧、传输效能良好且可轻易被设置手持式电子装置内壁的平面倒F型天线(planarinverse-Fantenna，以下简称PIFA)或单极天线(monopoleantenna)已存在，且被广泛地应用在多种手持式电子装置的无线传输、笔记型计算机或无线通讯装置中。

在传统技术中，多半将同轴缆线(coaxialcable)的内层导体层与外围导体层分别焊接于PIFA的信号馈入点与信号接地点，以将欲传输的信号经由PIFA输出。但是，PIFA的天线频宽较窄，需针对不同的环境作频段微调。而单极天线是最传统且最古典的天线设计之一，如图1所示。图1所示的传统单极天线1必需要有支撑部11与基板12相接合，用以支撑与固定单极天线1，且单极天线1容易造成往上、下、左、右倾倒，不易固定，且生产困难，增加生产成本。

因此，鉴于前述的问题，故亟需提出一新颖的单极天线可轻易调整以达到产器的需求，以节省成本。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种单极天线，其可根据不同的环境作调整，以达到多系统共同，并可有效节省成本支出。

本发明的另一目的在于提供一种单极天线，其可印刷于电路板上，以减少立体式天线的模具成本与生产组装成本。

本发明提供的一种单极天线，包括：一天线本体，且该天线本体包括一第一辐射部与一第二辐射部，该第二辐射部具有一馈入信号端，且该第一辐射部向一第一方向延伸具有一第一长度，该第一辐射部向一第二方向延伸具有一第一宽度，该第一方向与该第二方向呈垂直，且该第一辐射部与该第二辐射部沿该第一方向邻接；一介质部，邻接于该天线本体；以及一接地部，邻接于该介质部，且该介质部隔离该天线本体与该接地部；其中，调整该第一辐射部的该第一长度进而调整该天线本体的操作频率，调整该第一辐射部的该第一宽度进而调整该天线本体的操作频宽，调整该第二辐射部的形状大小进而调整该天线本体的阻抗匹配。

较佳地，该第一辐射部为一矩形辐射部，该第一辐射部的长度约略等于所欲操作的频段中使用频率共振波长的四分之一。

较佳者，该天线本体包含四个边长，其中三个边长与该介质部邻接，该接地部以相对应上述三个边长的设置方式与该介质部邻接。

较佳地，该第二辐射部向该第一方向延伸具有一第二长度，该第二辐射部向该第二方向延伸具有一第二宽度，该第一长度大于该第二长度，该第一宽度大于该第二宽度。

较佳地，通过调整该第二长度及/或该第二宽度，进而调整该天线本体的阻抗匹配。

较佳地，通过调整沿第一方向的该第一辐射部与该接地部间的一第一距离，进而调整该天线本体的阻抗匹配。

较佳地，通过调整沿第一方向的该第二辐射部与该接地部间的一第二距离，进而调整该天线本体的阻抗匹配。

较佳地，该第二距离大于该第一距离。

较佳地，该第二辐射部为一倒F型辐射部，且调整该倒F型辐射部的形状大小，进而调整该天线本体的阻抗匹配。

较佳地，该第二辐射部为一倒F型辐射部，还包括沿第二方向往接地部延伸的一第一延伸部与一第二延伸部，其中该第一延伸部位于该第二辐射部的未端，该第二延伸部位于该第一延伸部与该第一辐射部之间，利用调整该第一延伸部及/或该第二延伸部的大小，进而调整该天线本体的阻抗匹配。

较佳地，该第一延伸部与第二延伸部间形成一第一槽孔，该第二延伸部与该第一辐射部间形成一第二槽孔，利用调整该第一槽孔及/或该第二槽孔的大小，进而调整该天线本体的阻抗匹配。

较佳地，第二延伸部还包含该馈入信号端，其用以接收该单极天线的馈入信号。

较佳地，还包括一印刷电路板，其包括相对应的一第一表面与一第二表面，该天线本体、该介质部以及该接地部共设于该第一表面，该天线本体投影于该第二表面的区域不设置任何电路或元件。

较佳地，该天线本体设置于邻接该印刷电路板的任一边缘。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1显示传统的单极天线；

图2显示显示根据本发明的一实施例的一单极天线。

其中，附图标记

1单极天线

11支撑部

12基板

2印刷电路板

2a第一表面

2b第二表面

21天线本体

22介质部

23接地部

211第一辐射部

212第二辐射部

212a第一延伸部

212b第二延伸部

L1、L2长度

D1、D2距离

W1、W2宽度

H1、H2槽孔

F1馈入信号端

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

为对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，下文特将本发明的装置的相关细部结构以及设计的理念原由进行说明，以使本发明的特点，详细说明陈述如下：

图2显示根据本发明的一实施例的一单极天线，且该单极天线设于一印刷电路板2，该印刷电路板2有相对应相对应的一第一表面2a与一第二表面2b。该单极天线包括：一天线本体21、一介质部22与一接地部23，且该天线本体21、该介质部22与该接地部23共同设于该印刷电路板2的一第一表面2a，且该天线本体投影于该第二表面2b的区域不设置任何电路或元件。该天线本体21可设置于邻近该印刷电路板2的任一边缘。

天线本体21包括一第一辐射部211与一第二辐射部212，该第二辐射部212具有一馈入信号端F1，且该第一辐射部211向一第一方向延伸，具有一第一长度L1，该第一辐射部211向一第二方向延伸，具有一第一宽度W1，该第一方向与该第二方向约略呈垂直，且该第一辐射部211与该第二辐射部212是沿该第一方向邻接。其中，可调整该第一辐射部211的该第一长度L1进而调整该天线本体21的操作频率，调整该第一辐射部211的该第一宽度W1进而调整该天线本体21的操作频宽，调整该第二辐射部212的形状大小，进而调整该天线本体21的阻抗匹配。更进一步而言，该第二辐射部212向该第一方向延伸具有一第二长度L2，该第二辐射部212向该第二方向延伸具有一第二宽度W2，因此，调整该第二长度L2或第二宽度W2可调整该天线本体21的阻抗匹配。另外，于本实施例中，该第一长度L1大于该第二长度L2，该第一宽度W1大于该第二宽度W2。此外，该第二辐射部212可为一倒F型辐射部，且调整该倒F型辐射部的形状大小，进而调整该天线本体21的阻抗匹配。

该介质部22，邻接于该天线本体21，而该接地部23，邻接于该介质部22，且该介质部22隔离该天线本体21与该接地部23。该第一辐射部211为一近似矩形结构，且调整沿该第一方向的该第一辐射部211与该接地部23间的一第一距离D1，及/或调整沿该第一方向的该第二辐射部212与该接地部23间的一第二距离D2，进而调整该天线本体的阻抗匹配，且该第二距离D2大于该第一距离D1。

该第二辐射部212还包括沿该第二方向往该接地部23延伸的一第一延伸部212a与一第二延伸部212b，且该第一延伸部212a位于于该第二辐射部212的末端，第二延伸部位212b于该第一延伸部212a与该第一辐射部211之间，利用调整该第一延伸部212a及/或该第二延伸部212b的大小，进而调整该天线本体的阻抗匹配。且本实施例中该第二延伸部212b比该第一延伸部212a较长，且其宽度也比该第一延伸部212a宽。该第二延伸部212b还包括该馈入信号端F1，用于对应一馈入信号点或耦接一传输线(未图示)，且该馈入信号端F1可用以接收该单极天线的馈入信号。

该第一延伸部212a与第二延伸部212b间形成一第一槽孔H1，该第二延伸部212b与该第一辐射部211间形成一第二槽孔H2，利用调整该第一槽孔H1及/或该第二槽孔H2的大小，进而调整该天线本体21的阻抗匹配。

另外，该天线本体21包含四个边长，其中三个边长与该介质部22邻接，该接地部23以相对应上述三个边长的设置方式与该介质部22邻接。前述的接地部23的材质包括金属。该单极天线为一单频单极天线，且该单频单极天线用于一无线通讯领域，例如IEEE802.11a/b/c/g或单频5.15~5.85GHz之间。

于本实施例，该印刷电路板2可为一介电质基板，该介电质基板的一表面用于设置该单极天线，且该表面也设有接地金属面(三层板)或完全无金属(双层板)，而该介电极基板的另一表面对应于微带线的位置，且不印制接地金属面。本发明的天线本体21的该第二延伸部212b可作为信号馈入端，而该第一延伸部212a则对应该接地部23作延伸。而该天线本体21的该第一辐射部211的该第一长度L1可约略等于所欲设计的频段中使用频率共振波长的四分之一长度，故该第一辐射部211可作为该单极天线的辐射频带信号。而该第二辐射部212的该第二长度L2可被调整，进而调整该单极天线的阻抗匹配，使得天线的电压驻波比(VSWR)可以达到业界的规范与要求。另外，本发明的单极天线不用有如PIFA天线另外的下地端，所以尺寸可以比PIFA天线为小，且本发明的单极天线信号馈入方式可直接在电路板上以50Ω的传输线方式馈入，免除使用缆线的馈入成本，以及免除立体天线所需负担的模具费用与组装成本。

本发明的内建式单极天线适用于任何无线通讯产品，并可轻易的调整与修正，以达到产品的需求，且本发明也可应用于操作频段在WiFi802.11a(5.15~5.85GHz)的系统，例如笔记型计算机、移动电话或包含WiFi的TV或DVD等。本发明的印刷式单极天线，除了可多系统共用外，也可直接在电路板上印刷，如此可减少立体式天线的模具成本支出及生产组装的成本。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种单极天线，其特征在于，包括：

一天线本体，且该天线本体包括一第一辐射部与一第二辐射部，该第二辐射部具有一馈入信号端，且该第一辐射部向一第一方向延伸具有一第一长度，该第一辐射部向一第二方向延伸具有一第一宽度，该第一方向与该第二方向呈垂直，且该第一辐射部与该第二辐射部沿该第一方向邻接，该第二辐射部向该第一方向延伸具有一第二长度，该第二辐射部向该第二方向延伸具有一第二宽度，且该第一长度大于该第二长度，该第一宽度大于该第二宽度；

一介质部，邻接于该天线本体；以及

一接地部，邻接于该介质部，且该介质部隔离该天线本体与该接地部；

其中，调整该第一辐射部的该第一长度进而调整该天线本体的操作频率，调整该第一辐射部的该第一宽度进而调整该天线本体的操作频宽，调整该第二辐射部的形状大小进而调整该天线本体的阻抗匹配。

2.根据权利要求1所述的单极天线，其特征在于，该第一辐射部为一近似矩形结构，且调整沿该第一方向的该第一辐射部与该接地部间的一第一距离，及/或调整沿第一方向的该第二辐射部与该接地部间的一第二距离，进而调整该天线本体的阻抗匹配，且该第二距离大于该第一距离。

3.根据权利要求1所述的单极天线，其特征在于，该第二辐射部为一倒F型辐射部，且调整该倒F型辐射部的形状大小，进而调整该天线本体的阻抗匹配。

4.根据权利要求1所述的单极天线，其特征在于，该第二辐射部还包括沿第二方向往接地部延伸的一第一延伸部与一第二延伸部，且该第一延伸部位于该第二辐射部的一末端，第二延伸部位于该第一延伸部与该第一辐射部之间，利用调整该第一延伸部及/或该第二延伸部的大小，进而调整该天线本体的阻抗匹配。

5.根据权利要求4所述的单极天线，其特征在于，该第二延伸部还包括该馈入信号端，其用以接收该单极天线的馈入信号。

6.根据权利要求4所述的单极天线，其特征在于，该第一延伸部与第二延伸部间形成一第一槽孔，该第二延伸部与该第一辐射部间形成一第二槽孔，利用调整该第一槽孔及/或该第二槽孔的大小，进而调整该天线本体的阻抗匹配。

7.根据权利要求1所述的单极天线，其特征在于，还包括一印刷电路板及其相对应的一第一表面与一第二表面，其中该天线本体、该介质部与该接地部共同设于该印刷电路板的该第一表面。

8.根据权利要求7所述的单极天线，其特征在于，该天线本体投影于该第二表面的区域不设置任何电路或元件。

9.根据权利要求7所述的单极天线，该天线本体设置于邻近该印刷电路板的任一边缘。

10.根据权利要求1所述的单极天线，其特征在于，该单极天线为一单频单极天线，且该单频单极天线用于一无线通讯领域。