專利名稱：立體式多頻天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種多頻天線，特別是一種用于無線局域網(wǎng)絡(luò)的立體式多頻 天線。
背景技術(shù)：
天線用來發(fā)射或接收無線電波，以傳遞或交換無線電信號(hào)。 一般具無線
網(wǎng)絡(luò)(Wireless Local Area Network; WLAN )通信功能的電子產(chǎn)品，如筆記 本計(jì)算機(jī)，通常通過內(nèi)建的天線來存取無線網(wǎng)絡(luò)。隨著無線通信技術(shù)的演進(jìn)， 不同無線通信系統(tǒng)的操作頻率可能不同，如電機(jī)電子工程師協(xié)會(huì)(Institute of Electrical and Electronics Engineers; IEEE )所訂定的無線局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)正EE 802.11a的載波中心頻率約為5GHz，而IEEE 802.11b的載波中心頻率則約為 2.4GHz。因此，為了讓使用者能更方便地存取不同的無線通信網(wǎng)路，理想的 天線應(yīng)能以單一天線涵蓋不同無線通信網(wǎng)路所需的頻帶。另外，尺寸設(shè)計(jì)上 應(yīng)盡可能地減小，以配合可攜式無線通信器材體積縮小的趨勢(shì)，將天線整合 入筆記本計(jì)算機(jī)中。
在傳統(tǒng)技術(shù)中，如中國臺(tái)灣專利公開號(hào)00563274 (對(duì)應(yīng)于美國專利公開 號(hào)2004/066334 )，公開一種平面倒F式的多頻天線(Multi-frequency Planar Inverted-FAntenna),用以實(shí)現(xiàn)內(nèi)建多頻式天線。請(qǐng)參考圖1，圖1為傳統(tǒng)平 面倒F式的多頻天線10的示意圖。多頻天線10包括一連接組件12、 一平 面輻射組件14及一平面接地組件16。連接組件12的形狀類似于"h",其 上一端點(diǎn)20耦接于一饋入線18，用以將信號(hào)饋入至平面輻射組件14。平面 輻射組件14與平面接地組件16可激發(fā)電磁波震蕩，平面輻射組件14中一 金屬片PI輻射較高頻電磁波，而一金屬片P2則輻射較低頻電磁波。
如本領(lǐng)域具通常知識(shí)者所熟知，天線的輻射體路徑需大于或約等于欲傳 輸或接收的無線電波波長(zhǎng)的四分之一。在此情形下，平面輻射組件14會(huì)占 用一定尺寸的平面面積，造成傳統(tǒng)平面式的多頻天線IO所占用的面積無法 有效縮減，難以適應(yīng)占用空間小型化的要求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種立體式多頻天線。
本發(fā)明公開一種立體式的多頻天線，包括有一饋入組件； 一第一開口狀 輻射體，耦接于該饋入組件，該第一開口狀輻射體形成一朝向該饋入組件的
第一開口； 一第二開口狀輻射體，耦接于該饋入組件，該第二開口狀輻射體
形成一朝向該第一開口的第二開口； 一接地組件，耦接于一地端；以及一連 接組件，耦接于該饋入組件與該接地組件之間。


圖1為傳統(tǒng)平面式的多頻天線的示意圖。
圖2為本發(fā)明立體式的多頻天線的示意圖。
圖3為本發(fā)明立體式的多頻天線的示意圖。
圖4為本發(fā)明立體式的多頻天線的電壓駐波比的波形圖。
圖5為圖1傳統(tǒng)平面式的多頻天線的電壓駐波比的波形圖。
圖6為本發(fā)明立體式的多頻天線的輻射效能。
圖7為圖l傳統(tǒng)平面式的多頻天線的輻射效能。
圖8為本發(fā)明立體式的多頻天線的水平面的平均增益。
圖9為圖l傳統(tǒng)平面式的多頻天線的水平面的平均增益。
圖IO為本發(fā)明立體式的多頻天線的低頻輻射能量分布圖。
圖11為本發(fā)明立體式的多頻天線的高頻輻射能量分布圖。
圖12為圖l傳統(tǒng)平面式的多頻天線的低頻輻射能量分布圖。
圖13為圖l傳統(tǒng)平面式的多頻天線的高頻輻射能量分布圖。
圖14至圖17為本發(fā)明實(shí)施例立體式的多頻天線的示意圖。
圖18為本發(fā)明第一開口輻射體及第二開口輻射體的變化結(jié)構(gòu)的上視平 面圖。
圖19為本發(fā)明第一開口輻射體及第二開口輻射體的變化結(jié)構(gòu)的上視平 面圖。
圖20為本發(fā)明一實(shí)施例的立體式的多頻天線的示意圖。
主要組件符號(hào)說明
10 平面式多頻天線 12 內(nèi)部連4妄組件14平面輻射組件16平面接地組件
20立體式多頻天線22饋入組件
24第一開口狀輻射體26第二開口狀輻射體
28接地組件242第一開口
262第二開口282、 20饋入點(diǎn)
284、18饋入線29連接組件
30導(dǎo)體貼布VSWR電壓馬主波比
P2、Ml、 M2、 M3、 M4、 M5、M6、 M7金屬片
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參考圖2及圖3,圖2及圖3為本發(fā)明立體式的多頻天線20的示意圖。 多頻天線20包括有一饋入組件22、 一第一開口狀輻射體24、 一第二開口狀 輻射體26、 一接地組件28及一連接組件29。饋入組件22可為一蝶形領(lǐng)結(jié) (BowTie)結(jié)構(gòu)。第一開口狀輻射體24耦接于饋入組件22，并形成一朝向 饋入組件22的第一開口 242。第二開口狀輻射體26耦接于饋入組件22,并 形成一朝向第一開口 242的第二開口 262。接地組件28通過一饋入線284 耦接于與饋入組件22的一饋入點(diǎn)282，用以將信號(hào)饋入至第一開口狀輻射體 24及第二開口狀輻射體26。本發(fā)明實(shí)施例另可包括一導(dǎo)體貼布30,平貼于 接地組件28的底部。
在圖2中，第一開口狀輻射體24可由彎折一長(zhǎng)條金屬片或接合多片金 屬片而形成，其可^L為金屬片Ml、 M2及M3的組合。金屬片Ml與M2、 金屬片M2與M3各形成90度夾角，即金屬片M2與金屬片Ml垂直，且金 屬片M3與金屬片Ml平行。同樣地，第二開口狀輻射體26亦可視為金屬片 M4、 M5及M6的組合。M4與M5、 M5與M6各形成90度夾角，使金屬片 M5與金屬片M4垂直，且金屬片M6與金屬片M4平行。因此，由圖2可 知，第一開口 242與第二開口 262面對(duì)面地朝向?qū)Ψ?。?dāng)多頻天線20同時(shí) 運(yùn)用于無線局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)正EE 802.1 la及正EE 802.1 lb時(shí)，第一開口狀輻射 體24用以傳輸符合正EE 802.11b (載波中心頻率約為2.4GHz)的規(guī)范的信 號(hào)，而第二開口狀輻射體26則用以傳輸符合IEEE 802.11a (載波中心頻率 約為5GHz)的規(guī)范的信號(hào)。
圖4至圖13為本發(fā)明立體式的多頻天線20與傳統(tǒng)平面式的多頻天線10的四種實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較圖表。在這些實(shí)驗(yàn)中，多頻天線20的第一開口狀輻射 體24的金屬片M1 M3的長(zhǎng)度分別大致為16mm、 2.5mm及10mm，第二 開口狀輻射體24的金屬片M4 ~ M6的長(zhǎng)度分別大致為4mm、 2.5mm及5mm, 而金屬片Ml ~M6的寬度約為2mm。請(qǐng)參考圖4及圖5分別為本發(fā)明立體 式的多頻天線20與傳統(tǒng)平面式的多頻天線10的電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio; VSWR)的波形圖。由圖4及圖5可知，在2.4GHz頻 帶，且電壓駐波比為2:1的條件下，多頻天線20的低頻頻寬約為380MHz， 而多頻天線10的低頻頻寬約為250MHz;在5GHz頻帶，且電壓駐波比為 2.5:1的條件下，多頻天線20的高頻頻寬約為1500MHz，而多頻天線10的 高頻頻寬約為1160MHz。明顯地，不論是2.4GHz頻帶或5GHz頻帶，本發(fā) 明多頻天線20的頻寬均大于傳統(tǒng)平面式的多頻天線10的頻寬。
請(qǐng)參考圖6及圖7分別為本發(fā)明立體式的多頻天線20與傳統(tǒng)平面式的 多頻天線10的輻射效能(Efficiency)比較。在低頻帶2.4GHz ~ 2.5GHz之 間，多頻天線20的輻射效能約為51%~55%,而多頻天線10的輻射效能約 為40%~44%;在高頻帶4.9GHz- 5.875GHz之間，多頻天線20的輻射效 能約為44%~50%,而多頻天線10的輻射效能約為40%~49%。因此，本 發(fā)明多頻天線20比傳統(tǒng)平面式的多頻天線10表現(xiàn)出較優(yōu)異的輻射效能。
請(qǐng)參考圖8及圖9分別為本發(fā)明立體式的多頻天線20與傳統(tǒng)平面式的 多頻天線10的水平面(或6 =90° )的平均增益(Average Gain)測(cè)量結(jié)果。 由此兩列表可知，在相同的頻率下，多頻天線20的平均增益大約比多頻天 線10高出約1-2dB。接著，請(qǐng)參考圖10至圖13，圖10及圖11分別為本 發(fā)明多頻天線20的低頻及高頻的輻射能量分布圖，而圖12及圖13分別為 傳統(tǒng)平面式的多頻天線10的低頻及高頻的輻射能量分布圖。在圖10至圖13 中，乂軸表示經(jīng)度范圍0=0。 -360° ，Y軸表示緯度范圍6=0° -180° (6 =90。表示水平面)，而顏色的深淺則代表能量的強(qiáng)弱。因此，由圖可知，不 論在頻率2.4GHz或5GHz附近，本發(fā)明多頻天線20在水平面上的能量比傳 統(tǒng)平面式的多頻天線10來得較強(qiáng)，故能提升通信產(chǎn)品的信號(hào)傳輸效能。
特別注意的是，圖2中第一開口輻射體24與第二開口輻射體26僅為本 發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域具通常知識(shí)者當(dāng)可作適當(dāng)?shù)淖兓灰谝婚_口 242 與第二開口 262朝向?qū)Ψ交蚱叫绣e(cuò)開即可。舉例來說，請(qǐng)參考圖14至圖17, 圖14至圖17為本發(fā)明中第一開口輻射體24的變化結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖14中，第一開口狀輻射體24的金屬片Ml與M2、金屬片M2與M3各形成一 180度夾角，使金屬片M2與金屬片Ml平行，且金屬片M3與金屬片Ml 平行。在圖15中，第一開口狀輻射體24的金屬片Ml與M2、金屬片M2 與M3各形成90及180度夾角，使金屬片M2與金屬片Ml垂直，且金屬片 M3與金屬片M1平行。在圖16中，第一開口狀輻射體24的金屬片Ml與 M2、金屬片M2與M3各形成180及90度夾角，使金屬片M2與金屬片Ml 平行，且金屬片M3與金屬片Ml垂直。在圖17中，第一開口狀輻射體24 還包括金屬片M7,耦接于金屬片M3,使金屬片M3與M7形成一倒"n" 狀。特別注意的是，以上的實(shí)施利亦適用于第二開口輻射體26。
請(qǐng)參考圖18及圖19，圖18及圖19為本發(fā)明第一開口輻射體24及第二 開口輻射體26的變化結(jié)構(gòu)的上視平面圖。在視金屬片Ml及M4形成一邊界 的情形下，在圖18中，第一開口狀輻射體24的金屬片M2、 M3以及第二開 口狀輻射體26的金屬片M5、 M6皆于該邊界同一側(cè)形成缺口。以第一開口 狀輻射體24來說，金屬片M2與M3形成135度的夾角，金屬片M2與Ml 形成45度的夾角，使金屬片M3與金屬片Ml平行；相對(duì)地，以第二開口狀 輻射體26來說，金屬片M5與M6形成45度的夾角，金屬片M5與M4形 成135度的夾角，使金屬片M6與金屬片M4平行。在圖19中，不同于圖 18,金屬片M2、 M3以及金屬片M5、 M6在該邊界的兩側(cè)形成缺口 。圖19 的第一開口狀輻射體24與圖18相同，但圖19的第二開口狀輻射體26則由 金屬片M5與M6形成135度的夾角，金屬片M5與M4形成45度的夾角。 由圖19可知，本發(fā)明第一開口狀輻射體24及第二開口狀輻射體26的缺口 可相互錯(cuò)開，或平行相對(duì)。
請(qǐng)參考圖20，圖20為本發(fā)明一實(shí)施例的立體式的多頻天線200的示意 圖。多頻天線200與圖2的多頻天線20類似，因此相同組件以相同符號(hào)表 示。不同之處在于，多頻天線200的第一開口狀輻射體24采用圖14的架構(gòu)， 使得第一開口 242位于金屬片Ml上方，而第二開口 262位于金屬片M4的 一側(cè)。由圖20可知，多頻天線200的第一開口 242與第二開口 262平行相 對(duì)且位于不用平面上。因此，本發(fā)明立體式的多頻天線的兩輻射體的開口不 僅限于面對(duì)面朝向?qū)Ψ?，亦可平行相?duì)，故本領(lǐng)域具通常知識(shí)者當(dāng)可視其需 要作適當(dāng)?shù)淖兓?br> 綜上所述，本發(fā)明多頻天線采用立體式架構(gòu)，使得輻射體及接地組件可達(dá)到縮小天線尺寸的目的，以符合縮小機(jī)構(gòu)空間的需求。另外，本發(fā)明立體 式的多頻天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外型輕巧、制作容易、且適用于無線局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)正EE 802.11a及IEEE 802.11b等無線局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，因此本發(fā)明天線具高度 產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明所做的均等變化與修飾，均應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種立體式的多頻天線，包括一饋入組件；一第一開口狀輻射體，耦接于該饋入組件，該第一開口狀輻射體形成一朝向該饋入組件的第一開口；一第二開口狀輻射體，耦接于該饋入組件，該第二開口狀輻射體形成一朝向該第一開口的第二開口；一接地組件，耦接于一地端；以及一連接組件，耦接于該饋入組件與該接地組件之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線，其中該第一開口狀輻射體是經(jīng)由彎 折一長(zhǎng)條金屬片而形成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多頻天線，其中該第一開口狀輻射體包括有 一第一金屬片，耦接于該饋入組件，形成在一第一平面上； 一第二金屬片，耦接于該第一金屬片，形成在一第二平面上；以及 一第三金屬片，耦接于該第二金屬片，
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多頻天線， 直，且該第三平面與該第一平面平行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多頻天線，其中該第二平面與該第一平面平 行，且該第三平面與該第一平面平行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多頻天線，其中該第二平面與該第一平面垂 直，且該第三平面與該第一平面垂直。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多頻天線，其中該第二平面與該第一平面平 行，且該第三平面與該第一平面垂直。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多頻天線，其中該第三平面與該第一平面平形成在一第三平面上。 其中該第二平面與該第一平面垂行'直.
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多頻天線，其中該第三平面與該第一平面垂
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多頻天線，其還包括一第四金屬片，耦接于 該第三金屬片。
11. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多頻天線，其中該第一金屬片、該第二金屬 片及該第三金屬片以同 一金屬片形成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線，其中該第二開口狀輻射體包括有 一第一金屬片，耦接于該饋入組件，形成在一第一平面上； 一第二金屬片，耦接于該第一金屬片，形成在一第二平面上；以及 一第三金屬片，耦接于該第二金屬片，形成在一第三平面上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的多頻天線，其中該第二平面與該第一平面垂 直，且該第三平面與該第一平面平行。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的多頻天線，其中該第二平面與該第一平面平 行，且該第三平面與該第一平面平行。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的多頻天線，其中該第二平面與該第一平面垂 直，且該第三平面與該第一平面垂直。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的多頻天線，其中該第二平面與該第一平面平 行，且該第三平面與該第一平面垂直。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的多頻天線，其中該第三平面與該第一平面平行。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的多頻天線，其中該第三平面與該第一平面垂直。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的多頻天線，其還包括一第四金屬片，耦接于 該第三金屬片。
20. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的多頻天線，其中該第一金屬片、該第二金屬 片及該第三金屬片以同 一金屬片形成。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線，其中該第一開口狀輻射體用來傳 專俞符合電才幾電子工禾呈師十辦會(huì)(Institute of Electrical and Electronics Engineers; IEEE )所訂定的無線局域網(wǎng)絡(luò)規(guī)范正EE 802.11b的信號(hào)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線，其中該第二開口狀輻射體是用來 傳輸符合電機(jī)電子工程師協(xié)會(huì)所訂定的無線局域網(wǎng)絡(luò)規(guī)范正EE 802.11a的 信號(hào)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線，其中該饋入組件為一蝶形領(lǐng)結(jié) (BowTie)結(jié)構(gòu)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線，其還包括一饋入線，耦接于該接 地組件與該々責(zé)入組件之間。25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻天線，其還包括一導(dǎo)體貼布，耦接于該 接地組件。
全文摘要
一種立體式的多頻天線，包括有一饋入組件；一第一開口狀輻射體，耦接于該饋入組件，該第一開口狀輻射體形成一朝向該饋入組件的第一開口；一第二開口狀輻射體，耦接于該饋入組件，該第二開口狀輻射體形成一朝向該第一開口的第二開口；一接地組件，耦接于一地端；以及一連接組件，耦接于該饋入組件與該接地組件之間。
文檔編號(hào)H01Q9/04GK101202376SQ200610166998
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2006年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月13日
發(fā)明者魏乘彬 申請(qǐng)人:啟碁科技股份有限公司