專利名稱：低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種端射天線，特別是一種可操作于雙頻環(huán)境的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線。
背景技術(shù)：
無(wú)線傳輸?shù)呐畈l(fā)展帶來(lái)各種不同應(yīng)用于多頻傳輸?shù)漠a(chǎn)品與技術(shù)，以致于許多新產(chǎn)品具有無(wú)線傳輸?shù)男阅?，以便滿足消費(fèi)者的需求。而天線，是在無(wú)線傳輸系統(tǒng)中用來(lái)發(fā)射與接收電磁波能量的重要元件，若是沒(méi)有了天線，則無(wú)線傳輸系統(tǒng)將會(huì)無(wú)法發(fā)射與接收資料。因此，天線的角色在無(wú)線傳輸來(lái)說(shuō)，是不可或缺的一環(huán)。選用適當(dāng)?shù)奶炀€除了有助于結(jié)合產(chǎn)品的外型以及提升傳輸特性外，還可以更進(jìn)一步降低產(chǎn)品成本。由于目前在各種不同的應(yīng)用產(chǎn)品中，所使用的天線設(shè)計(jì)方法與制作材質(zhì)也不盡相同，另外，針對(duì)每一個(gè)國(guó)家對(duì)所需的使用頻帶不同，在設(shè)計(jì)天線時(shí)亦要相當(dāng)?shù)目剂?，目前較通用的對(duì)于頻帶的規(guī)范有IEEE 802.11、以及目前最熱門(mén)的藍(lán)牙通訊(802.15.1)等等，其中藍(lán)牙工作于2.4GHz頻帶，802.11又分為802.11a以及802.11b分別是針對(duì)5GHz頻帶以及2.4GHz頻帶作定義。
一般的天線可分為指向性天線(又稱為行進(jìn)波天線)以及全向性天線(又稱為共振波天線)。而指向性天線又有多種變化，例如貼片天線或端射天線等等。
現(xiàn)有的一種指向性天線，請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，將一貼片天線10設(shè)置于一介電基板15上，且在相對(duì)的表面上分別形成一接地平面16及一貼片平面17，且接地平面16與貼片平面17由復(fù)數(shù)個(gè)具有毫米厚度的金屬薄片所形成。貼片平面17的側(cè)邊長(zhǎng)度為λ/2(λ為無(wú)線電波的波長(zhǎng))。于介電基板15的中間部分形成一洞孔，而同軸電纜19的蕊心導(dǎo)體20穿過(guò)洞孔且與貼片平面17焊接。再于一支撐基板22上形成一洞孔23，而同軸電纜19則穿過(guò)洞孔23而設(shè)置，另外，同軸電纜19的外側(cè)導(dǎo)體則連接至接地平面16。支撐基板22是一絕緣體，且介電組件27經(jīng)由被設(shè)置于支撐基板22角落的分隔物26而被固定在支撐基板22上。
上述的指向性天線僅能于單一頻段中操作，對(duì)于現(xiàn)代科技趨向于多頻的設(shè)計(jì)實(shí)不符實(shí)用性。另外，天線的設(shè)計(jì)是屬于精密性的，但現(xiàn)有作法的元件較為復(fù)雜，任何尺寸或?qū)ξ唤M裝的誤差都將可能會(huì)造成天線操作頻段的改變，而不容易匹配，且元件復(fù)雜亦會(huì)增加組裝成本。
因此如何使指向性天線具有雙頻的功能，又能增加操作頻寬且可降低組裝成本，以符合現(xiàn)代科技與消費(fèi)者的要求，實(shí)屬當(dāng)前課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提供一種能增加操作頻帶寬度且可同時(shí)應(yīng)用于兩個(gè)不同頻帶的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線，包括一基板，具有一側(cè)面、一第一表面及與該第一表面相對(duì)的一第二表面；一第一輻射體，設(shè)置于該基板的該第一表面，該第一輻射體具有一第一斜部、一第一凹部及一第一電性連接部，其中該第一斜部與該第一凹部相對(duì)而設(shè)；一第二輻射體，設(shè)置于該基板的該第二表面，該第二輻射體具有一第二斜部、一第二凹部及一第二電性連接部，其中該第二斜部與該第二凹部相對(duì)而設(shè)，該第二斜部與該第一斜部相對(duì)而設(shè)以形成一夾角；一折射部，其設(shè)置于該基板的該側(cè)面；以及一導(dǎo)電元件，其具有一導(dǎo)電體及一接地導(dǎo)體，該導(dǎo)電體及該接地導(dǎo)體分別與該第一電性連接部及該第二電性連接部電連接。
承上所述，因依本發(fā)明的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線是利用相對(duì)而設(shè)以形成夾角的第一斜部與第二斜部，以引發(fā)各頻率行進(jìn)波輻射于特定的方向，再結(jié)合第一凹部與第二凹部的設(shè)置使得端射天線可以操作于雙頻模式中，再加上折射部，將端射天線所發(fā)射出的旁波瓣折射，可提高主波瓣的功率密度而造成高增益的效果。


圖1為顯示現(xiàn)有貼片天線的一示意圖；圖2A及圖2B為顯示依本發(fā)明較佳實(shí)施例的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線的示意圖；圖3為顯示依本發(fā)明較佳實(shí)施例的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線的一場(chǎng)型輻射量測(cè)圖；圖4為顯示依本發(fā)明較佳實(shí)施例的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線的使用范圍的一部分示意圖；圖5為顯示依本發(fā)明較佳實(shí)施例的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線的使用范圍的一量測(cè)圖。
圖中符號(hào)說(shuō)明10 貼片天線15 介電基板16 接地平面17 貼片平面19 同軸電纜22 支撐基板23 洞孔
26 分隔物27 介電組件3 低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線31 基板311第一表面312第二表面313側(cè)面313’ 另一側(cè)面32 第一輻射體321第一斜部322第一凹部323第一電性連接部33 第二輻射體331第二斜部332第二凹部333第二電性連接部34 折射部34’ 另一折射部35 導(dǎo)電元件351導(dǎo)電體352接地導(dǎo)體41 第一饋入點(diǎn)42 第二饋入點(diǎn)W1 第一寬度W2 第二寬度D1、D2 半徑θ1夾角R1 第一輻射場(chǎng)型圖R2 第二輻射場(chǎng)型圖
具體實(shí)施例方式
以下將參照相關(guān)附圖，說(shuō)明依本發(fā)明較佳實(shí)施例的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線，其中相同的元件將以相同的參照符號(hào)加以說(shuō)明。
請(qǐng)參照?qǐng)D2A所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線3，其包括一基板31、一第一輻射體32、一第二輻射體33、一折射部34及一導(dǎo)電元件35。
基板31具有一第一表面311、與第一表面311相對(duì)的一第二表面312及一側(cè)面313。基板31的材質(zhì)可為BT(Bismaleimide-triazine)樹(shù)脂或FR-4(玻璃纖維強(qiáng)化環(huán)氧樹(shù)脂；Fiberglass reinforced epoxyresin)制成的印刷電路板，亦可為以聚酰亞胺(Polyimide)制成的可撓性薄片基板(Flexible film substrate)，本實(shí)施例中，基板31的材質(zhì)為玻璃纖維強(qiáng)化環(huán)氧樹(shù)脂(FR-4)。
第一輻射體32設(shè)置于基板31的第一表面311，而第一輻射體32具有一第一斜部321、與第一斜部321相對(duì)而設(shè)的一第一凹部322及一第一電性連接部323。
第二輻射體33設(shè)置于基板31的第二表面312，而第二輻射體33具有一第二斜部331、與第二斜部331相對(duì)而設(shè)的一第二凹部332及一第二電性連接部333。第二斜部331與第一斜部321相對(duì)而設(shè)以形成一夾角θ1，本實(shí)施例中，夾角θ1介于20度至30度之間。再者，第一輻射體32與第二輻射體33的材質(zhì)可為金屬，本實(shí)施例中，第一輻射體32與第二輻射體33的材質(zhì)為銅。
折射部34設(shè)置于基板31的側(cè)面313上，其可設(shè)置相對(duì)于第一凹部322的基板31的側(cè)面313上(如圖2A所示)，再請(qǐng)結(jié)合圖2B所示，本實(shí)施例中，更包含另一折射部34’，其設(shè)置于相對(duì)于第二凹部332的基板31的另一側(cè)面313’上。另外，折射部34的材質(zhì)可為金屬，本實(shí)施例中，折射部34的材質(zhì)與第一輻射體31及第二輻射體32的材質(zhì)相同為銅。
折射部34將低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線3，由第一凹部322與第二凹部332所產(chǎn)生的行進(jìn)波的旁波瓣折射至主波瓣以增加主波瓣的功率密度，而造成高增益的效果。請(qǐng)結(jié)合圖3所示，第一輻射場(chǎng)型圖R1未設(shè)置折射部34前所量測(cè)的圖形，如現(xiàn)有技術(shù)，第二輻射場(chǎng)型圖R2設(shè)置折射部34后所量測(cè)的圖形，如本發(fā)明所述的技術(shù)，可以觀察到部分的旁波瓣被折射部34折射至主波瓣，而增加了主波辦的功率密度；由于從圖3中可以明顯辨識(shí)出第二輻射場(chǎng)型圖R2的旁波瓣低于第一輻射場(chǎng)型圖R1的旁波瓣，所以本發(fā)明人將本發(fā)明稱為“低旁瓣”雙頻暨寬頻平面型端射天線。
導(dǎo)電元件35具有一導(dǎo)電體351及一接地導(dǎo)體352，導(dǎo)電體351及接地導(dǎo)體352分別與第一電性連接部323及第二電性連接部333電連接，本實(shí)施例中，導(dǎo)電體351與第一電性連接部323電連接，接地導(dǎo)體352與第二電性連接部333電連接，另外，導(dǎo)電體351亦可與第二電性連接部333電連接，而接地導(dǎo)體352與第一電性連接部323電連接。于本實(shí)施例中，導(dǎo)電元件35可為一同軸傳輸線，其中，導(dǎo)電體351相當(dāng)于同軸傳輸線的中心導(dǎo)線，而接地導(dǎo)體352相當(dāng)于同軸傳輸線的接地導(dǎo)體。另外，導(dǎo)電元件35與第一輻射體32及第二輻射體33的連接方式，可依所應(yīng)用的產(chǎn)品形狀而改變，只需依據(jù)導(dǎo)電體351及接地導(dǎo)體352分別與第一電性連接部323及第二電性連接部333電連接的原則即可。
于本實(shí)施例中，第一電性連接部323更包含一第一饋入點(diǎn)41，而第二電性連接部333更包含一第二饋入點(diǎn)42，導(dǎo)電元件35的導(dǎo)電體351及接地導(dǎo)體352分別與第一饋入點(diǎn)41及第二饋入點(diǎn)42電連接。
本發(fā)明的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線3利用第一斜部321及第二斜部331所形成的由窄漸寬的輻射部來(lái)引發(fā)各頻率行進(jìn)波，進(jìn)而可操作于雙頻段，請(qǐng)參照?qǐng)D4所示，第一寬度W1用以引發(fā)高頻段的行進(jìn)波，而第二寬度W2用以引發(fā)低頻段的行進(jìn)波。另外，第一凹部322的半徑D1與第二凹部332的半徑D2大約相等，本實(shí)施例中，第一凹部322的半徑D1約為5毫米至8毫米之間。
于此類型的端射天線當(dāng)中，當(dāng)用以引發(fā)行進(jìn)波的輻射部寬度越大則越能輕易地將天線操作于低頻段，但為了尺寸上的考量，若將輻射部的寬度加大則端射天線的尺寸亦會(huì)隨之變大，因此本發(fā)明利用微調(diào)第一凹部322的半徑D1及第二凹部332的半徑D2來(lái)作為阻抗匹配，進(jìn)而使天線可同時(shí)操作于高頻段與低頻段。請(qǐng)參照?qǐng)D5所示，其中，縱軸表示電壓靜態(tài)駐波比(VSWR)，橫軸代表頻率(Frequency)。一般可接受的電壓靜態(tài)駐波比約為2，而在小于2的定義下，本實(shí)施例中，低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線可操作于約2.4GHz頻段以及約5GHz頻段，也就是可以涵蓋大多數(shù)國(guó)家所使用的頻段。
綜上所述，本發(fā)明的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線利用相對(duì)而設(shè)以形成夾角的第一斜部與第二斜部，以引發(fā)各頻率行進(jìn)波輻射于特定的方向，再結(jié)合第一凹部與第二凹部作為阻抗匹配使得端射天線可以將低頻部分(例如本實(shí)施例中的2.4GHz)涵蓋，以操作于雙頻模式中，再加上折射部，將端射天線所發(fā)射出的旁波瓣折射至主波瓣，而提高主波瓣的功率密度而造成高增益的效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明利用較簡(jiǎn)單的元件來(lái)制作指向性天線，因此組裝成本也較現(xiàn)有作法的成本為低，且亦可以較小的體積使天線操作于雙頻模式又兼具大頻寬的功效，使得可應(yīng)用的范圍較廣且亦可符合消費(fèi)者的需求。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對(duì)其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含于權(quán)利要求書(shū)的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線，其特征在于，包括一基板，具有一側(cè)面、一第一表面及與該第一表面相對(duì)的一第二表面；一第一輻射體，設(shè)置于該基板的該第一表面，該第一輻射體具有一第一斜部、一第一凹部及一第一電性連接部，其中該第一斜部與該第一凹部相對(duì)而設(shè)；一第二輻射體，設(shè)置于該基板的該第二表面，該第二輻射體具有一第二斜部、一第二凹部及一第二電性連接部，其中該第二斜部與該第二凹部相對(duì)而設(shè)，該第二斜部與該第一斜部相對(duì)而設(shè)以形成一夾角；一折射部，其設(shè)置于該基板的該側(cè)面；以及一導(dǎo)電元件，其具有一導(dǎo)電體及一接地導(dǎo)體，該導(dǎo)電體及該接地導(dǎo)體分別與該第一電性連接部及該第二電性連接部電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線，其中，該折射部設(shè)置于相對(duì)于該第一凹部的該基板的該側(cè)面。
3.如權(quán)利要求2所述的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線，其中，更包括另一折射部，其設(shè)置于相對(duì)于該第二凹部的該基板的另一側(cè)面。
4.如權(quán)利要求1所述的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線，其中，該第一斜部與該第二斜部所形成的夾角介于20度至30度之間。
5.如權(quán)利要求1所述的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線，其中，該第一凹部的半徑等于該第二凹部的半徑，其中該第一凹部的半徑為5毫米至8毫米之間。
6.如權(quán)利要求1所述的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線，其可操作于2.4GHz頻段與5GHz頻段。
7.如權(quán)利要求1所述的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線，其中，該第一輻射體與該第二輻射體的材質(zhì)為金屬。
8.如權(quán)利要求1所述的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線，其中，該折射部的材質(zhì)為金屬。
9.如權(quán)利要求1所述的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線，其中，該導(dǎo)電元件為一同軸傳輸線。
10.如權(quán)利要求1所述的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線，其中，該基板的材質(zhì)為玻璃纖維強(qiáng)化環(huán)氧樹(shù)脂。
11.如權(quán)利要求1所述的低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線，其中，更包括一第一饋入點(diǎn)，設(shè)置于該第一電性連接部上，該第一饋入點(diǎn)與該導(dǎo)電元件的該導(dǎo)電體或該接地導(dǎo)體電連接；以及一第二饋入點(diǎn)，設(shè)置于該第二電性連接部上，該第二饋入點(diǎn)與該導(dǎo)電元件的該導(dǎo)電體或該接地導(dǎo)體電連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低旁瓣雙頻暨寬頻平面型端射天線，包括一基板、一第一輻射體、一第二輻射體、二折射部及一導(dǎo)電元件?；寰哂幸粋?cè)面、一第一表面及一第二表面。第一輻射體設(shè)置于基板的第一表面，第一輻射體具有一第一斜部、一第一凹部及一第一電性連接部，而第一斜部與第一凹部相對(duì)而設(shè)。第二輻射體設(shè)置于基板的第二表面，第二輻射體具有一第二斜部、一第二凹部及一第二電性連接部，而第二斜部與第二凹部相對(duì)而設(shè)，第二斜部與第一斜部相對(duì)而設(shè)以形成一夾角。二折射部設(shè)置于基板的兩側(cè)側(cè)面。導(dǎo)電元件具有一導(dǎo)電體及一接地導(dǎo)體，分別與第一電性連接部及第二電性連接部電連接。
文檔編號(hào)H01Q5/02GK1874063SQ200510074739
公開(kāi)日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者鄭世杰 申請(qǐng)人:智易科技股份有限公司