專利名稱：多頻天線及其設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種多頻天線，且特別是有關(guān)一種應(yīng)用Koch分形天 線技術(shù)所設(shè)計(jì)的一種多頻天線及其設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
由于使用電磁波傳遞訊號(hào)的無線通訊技術(shù)，在使用上有不需連接纜線 即可達(dá)到遠(yuǎn)程裝置溝通的效果，而且亦具有便于移動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，使得利用無 線通訊技術(shù)的產(chǎn)品種類日趨繁多，例如移動(dòng)電話、筆記本計(jì)算機(jī)、提供無 線通訊功能的智能家電等等，而前述這些裝備由于使用電磁波傳遞訊號(hào)之 故，因此用以感應(yīng)電磁波的天線亦成為應(yīng)用無線通訊技術(shù)的設(shè)備中的必要 裝置。請(qǐng)參照?qǐng)D1,其示出的是一種傳統(tǒng)的Koch分形(fractal)天線與單極 (monopole)天線的比較圖。如圖中所示，圖中的101是傳統(tǒng)的單極天線，為 了減小單極天線101的大小，因此從單極天線101的中間開始向外位伸， 以使原本單極天線101在中間三分之一的范圍內(nèi)，形成一等邊三角形的軌 跡，如圖1中的120所示，即為單極天線101由中間開始向外位伸后的結(jié) 果，而圖中的123即為前述所提及的等邊三角形的軌跡，此等邊三角形的 邊長(zhǎng)長(zhǎng)度恰為原本單極天線101總長(zhǎng)度的三分之一。依照此種方式，可以再將天線120的每一個(gè)邊長(zhǎng)進(jìn)行拉伸，以形成圖 中所示的天線130，其中天線130所拉伸出來的等邊三角形軌跡133的邊 長(zhǎng)，為天線120原本每一邊長(zhǎng)的三分之一。如此，重復(fù)上述的步驟方法， 即可以再獲得天線140的形狀，此即為Koch分形天線的制作方式，因此只 要重復(fù)不同次的拉伸，即可設(shè)計(jì)出不同排列方式的Koch分形天線。由此可以發(fā)現(xiàn)，原本的單極天線，在經(jīng)過不同次數(shù)的拉伸動(dòng)作后，即 可以獲得工作于不同頻段的工作波長(zhǎng)。因此，可以借由拉伸單極天線的次 數(shù)，來降低單極天線所占據(jù)的面積，而又可以達(dá)到所要求的工作頻率，如此即可以將天線小型化并安裝在不同的裝置中.不過此種Koch分形天線的設(shè)計(jì)方式只能讓天線工作于單一頻帶，無法同時(shí)收發(fā)多種頻率的訊號(hào)。請(qǐng)參照?qǐng)D2，其示出的是一種傳統(tǒng)的倒F型雙頻天線。如圖中所示， 此傳統(tǒng)的倒F型雙頻天線包括輻射組件301、 "l妄地組件303、導(dǎo)電接腳305 以及訊號(hào)線307。其中，輻射組件301是由導(dǎo)電線材所構(gòu)成的直線狀導(dǎo)線， 以用來收發(fā)兩種頻率fl與G，此輻射組件301的長(zhǎng)度是取決兩種不同頻率 而可分成一諧振于第 一頻率f 1的第 一 區(qū)段311與諧振于第二頻率f2的第二 區(qū)段309，而第一頻率fl是不同于第二頻率f2。其中，第一區(qū)段311的長(zhǎng) 度ll約等于第一頻率fl的波長(zhǎng)X1的四分之一，而第二區(qū)段309的長(zhǎng)度12 約等于第二頻率G的波長(zhǎng)的四分之一。接地組件303是間隔地位于輻射組件301的下方的一導(dǎo)電片，導(dǎo)電接 腳305是以N型結(jié)構(gòu)連接輻射組件301與接地組件303，訊號(hào)線307 —端 連接于導(dǎo)電接腳305，用以接收或發(fā)射電磁波。而雖然此種倒F型雙頻天 線可以同時(shí)應(yīng)用于收發(fā)兩種工作頻率，但是此種天線結(jié)構(gòu)中的輻射組件 301，無法再加以縮小或進(jìn)行變形，因此無法安裝在體積過于窄小的裝置中， 相當(dāng)?shù)牟环奖?。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是在提供一種多頻天線，其可以應(yīng)用Koch分形天線 的排列方式，降低設(shè)計(jì)天線時(shí)所需要的面積，同時(shí)利用Koch分形天線的 排列方式，亦可以達(dá)到設(shè)計(jì)多頻天線的目的。本發(fā)明的再一目的是提供一種多頻天線的設(shè)計(jì)方法，其利用Koch分形 天線的結(jié)構(gòu)，以三角形的排列方式，設(shè)計(jì)出面積更小于一般天線結(jié)構(gòu)的多 頻天線。本發(fā)明的另一目的是提供一種多頻天線，其利用Koch分形天線的排列 結(jié)構(gòu)，可以將傳統(tǒng)的倒F型雙頻天線設(shè)計(jì)的更小，以降低其所需占有的面 積。本發(fā)明提出一種多頻天線，包括介質(zhì)板、接地金屬面、天線以及訊號(hào)饋入線。其中，介質(zhì)板具有第一面與第二面，而接地金屬平面位于介質(zhì)板 的第二面。上述的天線則具有M組分形輻射組件，這些分形輻射組件位于 介質(zhì)板的第一面，每一組分形輻射組件具有一輸入端并輻射工作于不同頻率的訊號(hào)，其中M為實(shí)數(shù)。上述的M組分形輻射組件是以幾何軌跡朝一向內(nèi)方向逐漸縮小環(huán)繞多 數(shù)圈所形成的基本型進(jìn)行分形演化而成，而這些分形輻射組件所環(huán)繞的幾 何軌跡具有相同的重心且皆不會(huì)重迭。上述的訊號(hào)饋入組則具有M組訊號(hào)在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，前述的幾何軌跡是一正三角形軌跡。而前 述的分形演化則包括進(jìn)行N階段拉伸，其中每一 階段拉伸是在每一組分形 輻射組件中的每一直線段上，于每隔一預(yù)定長(zhǎng)度的該預(yù)定長(zhǎng)度的線段內(nèi)的 中央位置上，將此預(yù)定長(zhǎng)度范圍內(nèi)的直線段朝此直線段的垂直方向拉伸， 以使前述的預(yù)定長(zhǎng)度形成一突出的尖形軌跡，其中N為正整數(shù)。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，上述所提及的突出的尖形軌跡是等邊三角 形的軌跡。而上述所提及的預(yù)定長(zhǎng)度是指在對(duì)應(yīng)當(dāng)次階段拉伸中，每一組 分形輻射組件上所對(duì)應(yīng)的直線段的長(zhǎng)度。在本發(fā)明 一較佳實(shí)施例中，上述的分形輻射組件是一微帶線組件。本發(fā)明另提供一種多頻天線的設(shè)計(jì)方法，此多頻天線包括介質(zhì)板、接 地金屬平面、天線以及訊號(hào)饋入組。其中，介質(zhì)板具有第一面與第二面， 而接地金屬平面位于介質(zhì)板的該第二面。前述的天線則具有M組分形輻射 組件并位于介質(zhì)板的第一面，每一組分形輻射組件具有一輸入端并輻射工 作于不同頻率的訊號(hào)，其中M為實(shí)數(shù)。每一組分形輻射組件是以幾何軌跡朝一向內(nèi)方向逐漸縮小環(huán)繞多數(shù)圏 所形成的一基本型進(jìn)行分形演化而成，其中，每一組分形輻射組件所環(huán)繞 的幾何軌跡具有相同的重心且皆不會(huì)重迭，而訊號(hào)饋入組具有M組訊號(hào)饋 入線，每一組訊號(hào)饋入線耦接并傳送訊號(hào)至相對(duì)應(yīng)的分形輻射組件中。此 多頻天線的設(shè)計(jì)方法包括步驟a.在每一組分形輻射組件中的每一直線段 上，于每隔一預(yù)定長(zhǎng)度的該預(yù)定長(zhǎng)度的線段內(nèi)的中央位置上，將此預(yù)定長(zhǎng) 度范圍內(nèi)的直線段朝直線段的垂直方向拉伸，以使在此預(yù)定長(zhǎng)度范圍內(nèi)的 直線形成一突出的尖形軌跡；以及步驟b.重復(fù)N次步驟a,其中N為正整 數(shù)。在本發(fā)明 一較佳實(shí)例中，上述所提及的幾何軌跡是一正三角形軌跡， 而突出的尖形軌跡是等邊三角形的軌跡。此外，上述的所提及的預(yù)定長(zhǎng)度 是在指對(duì)應(yīng)當(dāng)次拉伸中每一組分形輻射組件上對(duì)應(yīng)的該直線段的長(zhǎng)度。本發(fā)明再提供一種多頻天線，此多頻天線包括輻射組件、接地組件、 導(dǎo)電接腳以及訊號(hào)線。其中，接地組件是間隔地位于輻射組件的一側(cè)。而 導(dǎo)電接腳包括第一支臂、第二支臂以及第三支臂，其中第一支臂的第一端 耦接輻射組件，第二支臂與第一支臂相間隔，第二支臂的第二端耦接接地 組件，第三支臂的第一端耦接第一支臂的第二端，第三支臂的第二端耦接 第二支臂的第一端。訊號(hào)線耦接至導(dǎo)電接腳，用以接收與發(fā)射訊號(hào)。其中， 前述的輻射組件是等分成多數(shù)組等長(zhǎng)的預(yù)設(shè)長(zhǎng)度，并于每一段預(yù)設(shè)長(zhǎng)度范 圍內(nèi)進(jìn)行一分形演化。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，上述所提及的分形演化包括進(jìn)行N階段拉伸，其中每一階段拉伸是在此分形輻射組件中的每一直線段上，于每隔一 預(yù)定長(zhǎng)度范圍內(nèi)的直線段中朝直線段的垂直方向拉伸，以使在此預(yù)定長(zhǎng)度范圍內(nèi)形成一突出的尖形軌跡，其中N為正整數(shù)。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，上述所提及的突出的尖形軌跡是等邊三角 形的軌跡，而預(yù)定長(zhǎng)度是指在對(duì)應(yīng)當(dāng)次階段拉伸中分形輻射組件上對(duì)應(yīng)的 直線段的長(zhǎng)度。另外，此分形輻射組件是可以是微帶線組件。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，導(dǎo)電接腳的第三支臂是垂直第 一支臂與第 二支臂，而第一支臂是平行該第二支臂。此外，輻射組件平行于接地組件。綜上所述，依據(jù)本發(fā)明所提出的多頻天線，其可以應(yīng)用Koch分形天 線的設(shè)計(jì)方法，以三角形的排方式來設(shè)計(jì)天線，以達(dá)到降低天線所需占有 面積，而又可以同時(shí)收發(fā)多種頻率的功效，而且，若將此種利用三角形排 列方式的Koch分形天線結(jié)構(gòu)應(yīng)用在倒F型雙頻天線的結(jié)構(gòu)上，同樣可以 降低天線本身所需占有的面積，以增加倒F型雙頻天線的利用性。為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉 較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1示出的是一種傳統(tǒng)的Koch分形天線與單極天線的比較圖。圖2示出的是一種傳統(tǒng)的倒F型雙頻天線。 圖3示出的是依照本發(fā)明所提出的 一種多頻天線的結(jié)構(gòu)圖。 圖4示出的是依照本發(fā)明所提出的 一種多頻天線的細(xì)部的結(jié)構(gòu)圖。 圖5示出的是依照本發(fā)明所提出的 一種多頻天線的完整結(jié)構(gòu)圖。 圖6示出的是依照本發(fā)明所提出的另 一種多頻天線的結(jié)構(gòu)圖。 圖7示出的是依照?qǐng)D6所提出的一種多頻天線的完整結(jié)構(gòu)圖。 圖8示出的是依照本發(fā)明所是出的再一種多頻天線的結(jié)構(gòu)圖。 圖9其示出的是依照?qǐng)D8所提出的一種多頻天線在進(jìn)行一次拉伸后的 結(jié)構(gòu)圖。圖IO其示出的是依照?qǐng)D8所提出的一種多頻天線在進(jìn)行多次拉伸后的 結(jié)構(gòu)圖。圖11示出的是依照?qǐng)D8所提出的多頻天線的完整的構(gòu)架圖。圖12示出的是依照本發(fā)明所提出的一種多頻天線的設(shè)計(jì)方法的流程圖。圖13示出的是依照本發(fā)明所提出的 一種多頻天線應(yīng)用于倒F型雙頻天 線的結(jié)構(gòu)圖?！﹖ d 付，-說明101單極天線120、 130、 140:天線123、133:等邊.三角形軌跡301輻射組件303接地組件305導(dǎo)電接腳307訊號(hào)線309第二區(qū)段311第一區(qū)段401 405、 701、 703:輻射組件 407 411、 705、 707:輸入端 501 543:尖形4九跡 601:介質(zhì)板 603:金屬4妻地面605:訊號(hào)饋入線 801:第一支臂 802:第二支臂 803:第三支臂851 859、 901 909:匸字型結(jié)構(gòu)913 917: Hilbert Curve天線921:分隔線H、 Hl、 H2:天線長(zhǎng)度Ll、 L2:預(yù)設(shè)長(zhǎng)度S70h在分形輻射組件中的每一直線段上，于每隔一預(yù)定長(zhǎng)度的該預(yù) 定長(zhǎng)度的線段內(nèi)的中央位置上，將預(yù)定長(zhǎng)度范圍內(nèi)的直線段朝此直線段的 垂直方向拉伸，以使在此預(yù)定長(zhǎng)度范圍內(nèi)形成一突出的尖形軌跡。S703:重復(fù)N次步驟S701。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明所提出的多頻天線，其最大的特征處在于此天線是利用Koch 分形天線的結(jié)構(gòu)，以環(huán)繞多圈三角形的方式設(shè)計(jì)天線，如此可以有效的降 低天線所必需占有的面積范圍，同時(shí)又可以達(dá)到多頻工作的效果。請(qǐng)參照?qǐng)D3,其示出的是依照本發(fā)明所^R出的多頻天線的結(jié)構(gòu)圖。如 圖中所示，此多頻天線是由三組輻射組件401、 403以及405所組成，其中， 這三組輻射組件都是以相同的幾何軌跡環(huán)繞多圈設(shè)計(jì)而成，在此實(shí)施例中， 此幾何軌跡是一正三角形軌跡。而每一組輻射組件皆具有一輸入端407、 409以及411,用以4妻收或發(fā)射不同頻率的訊號(hào)。上述中的每一組輻射組件所環(huán)繞的正三角形軌跡，具有相同的重心但 中垂線皆不相同，其中，每一組輻射組件所環(huán)繞的正三角形的軌跡中，外 圈的正三角形軌跡的中垂線長(zhǎng)度一定大于內(nèi)圈的正三角形軌跡的中垂線。 而外圈的輻射組件所環(huán)繞的所有正三角形軌跡的中垂線一定大于內(nèi)圈的輻 射組件所環(huán)繞的所有正三角形軌跡的中垂線。若以圖中為例進(jìn)行說明，輻射組件401所環(huán)繞的所有正三角形軌跡的 中垂線一定會(huì)大于輻射組件403所環(huán)繞的所有正三角形軌跡的中垂線。如 此，可以確保此天線中所有的輻射組件其所環(huán)繞的正三角形軌跡皆不會(huì)重迭。此外，本實(shí)施例中，輻射組件401、 403以及405是一微帶線組件。另 外，在上述的實(shí)施例是以一正三角形作為解說例，但只要依據(jù)前述的方法， 此輻射組件的幾何圖形可以為其它形式的三角形軌跡。請(qǐng)參照?qǐng)D4，其示出的是依照本發(fā)明所提出的多頻天線的細(xì)部結(jié)構(gòu)圖。 如圖中所示，此圖是以圖3中的輻射組件401來進(jìn)行說明，以更加清楚的 敘述如何將Koch分形天線的設(shè)計(jì)原則，應(yīng)用于本實(shí)施例中。在圖4中的正三角形軌跡，是輻射組件401所環(huán)繞第N圈的正三角形 軌跡，為了要調(diào)整輻射組件401的工作頻率，可以在此正三角形軌跡每一 段邊長(zhǎng)中，每隔一預(yù)設(shè)長(zhǎng)度開始向外拉伸，在本實(shí)施例中，是將此預(yù)設(shè)長(zhǎng) 度范圍設(shè)定為正三角形邊長(zhǎng)的三分之一，因此，在圖4中的三角形的邊長(zhǎng)， 會(huì)由中間部位開始向外拉伸，以使此正三角形軌跡每一段邊長(zhǎng)的中間三分 之一長(zhǎng)度范圍內(nèi)，形成一第一向外突出的尖形軌跡501、 503以及505。其 中，此第一向外突出的尖形軌跡是一第一等邊三角形軌跡，而此第一等邊 三角形軌跡的邊長(zhǎng)長(zhǎng)度恰等于此正三角形軌跡邊長(zhǎng)長(zhǎng)度的三分之一。因此，原本正三角形的每一個(gè)邊長(zhǎng)，在經(jīng)過上述的拉伸處理后，會(huì)轉(zhuǎn) 而變成由4段不連續(xù)變化的邊長(zhǎng)所組成。其中，每一段邊長(zhǎng)的長(zhǎng)度又恰等 于原本正三角形軌跡邊長(zhǎng)長(zhǎng)度的三分之一。而再依據(jù)Koch分形天線的設(shè) 計(jì)原則，將此正三角形軌跡中，每一邊所包含的4段不連續(xù)變化的邊長(zhǎng)， 再由中間的位置開始向外拉伸，以使正三角形的每一邊中所包含的4段不 連續(xù)變化的邊長(zhǎng)，在中間三分之一長(zhǎng)度的范圍內(nèi)，形成一第二向外突出的 尖形4九跡521~543。其中，此第二向外突出的尖形軌跡是一第二等邊三角形軌跡，而此第二等邊三角形軌跡的邊長(zhǎng)長(zhǎng)度恰等于前述的第一等邊三角形軌跡的邊長(zhǎng)長(zhǎng) 度的三分之一。而原本正三角形的每一個(gè)邊長(zhǎng)，在經(jīng)過上述二次的拉伸處 理后，會(huì)轉(zhuǎn)而變成由16段不連續(xù)變化的邊長(zhǎng)所組成，其中，這每一段的邊 長(zhǎng)長(zhǎng)度又恰等于原本正三角形軌跡邊長(zhǎng)長(zhǎng)度的九分之一 。依照前述的方法，此輻射組件401可以再進(jìn)行多次的拉伸處理，以求 得不同工作頻率的輻射組件，而由于此種多頻天線，其輻射組件間的干擾 會(huì)相當(dāng)嚴(yán)重，因此必需借由調(diào)整每一組輻射組件的環(huán)繞圈數(shù)以及拉伸次數(shù)， 以設(shè)計(jì)出較佳工作效能的天線。而在上述的說明中，是以一三頻天線作為 解說，然而業(yè)內(nèi)人士，可以根據(jù)此方法設(shè)計(jì)出應(yīng)用于更多頻帶的天線。請(qǐng)參照?qǐng)D5，其示出的是依照本發(fā)明所提出的多頻天線的完整結(jié)構(gòu)圖。如圖中所示，此多頻天線具有一介質(zhì)板601,此介質(zhì)板601具有第一面以 及第二面，其中，金屬接地面603位于介質(zhì)板601的第二面，而輻射組件 401則位于介質(zhì)板601的第一面，而訊號(hào)饋入線605則是耦接至輸入端407， 以進(jìn)行訊號(hào)的傳送與接收。而在本圖標(biāo)中，輻射組件401是以環(huán)繞二圈并 4立伸4次i殳計(jì)而成。請(qǐng)參照?qǐng)D6，其示出的是依照本發(fā)明所提出的另一種多頻天線的結(jié)構(gòu) 圖。如圖中所示，此多頻天線是由二組輻射組件701以及703所組成，其 中，這二組輻射組件同樣是以相同的幾何軌跡環(huán)繞多圈設(shè)計(jì)而成，而本實(shí) 施例中所示出的的幾何軌跡為一正方形軌跡，在每一組輻射組件所環(huán)繞的 正方形軌跡中，外圏的正方形軌跡的邊長(zhǎng)長(zhǎng)度一定大于內(nèi)圏的正方形軌跡 的邊長(zhǎng)長(zhǎng)度。而外圈的輻射組件所環(huán)繞的所有正方形軌跡的邊長(zhǎng)長(zhǎng)度也一 定會(huì)大于內(nèi)圈的輻射組件所環(huán)繞的所有正方形軌跡的邊長(zhǎng)長(zhǎng)度。若以圖中為例進(jìn)行說明，輻射組件701所環(huán)繞的所有正方形軌跡的邊 長(zhǎng)長(zhǎng)度一定會(huì)大于輻射組件703所環(huán)繞的所有正方形軌跡的邊長(zhǎng)長(zhǎng)度。如 此，可以確保此天線中所有的輻射組件其所環(huán)繞的正方形軌跡皆不會(huì)重迭。 雖然，在上述的實(shí)施例是以一正方形軌跡作為解說例，但只要依據(jù)前述的 方法，此輻射組件的幾何圖形可以為其它形式的多邊形軌跡。而為了要調(diào)整輻射組件701以及703的工作頻率，可以在輻射組件701 以及703的每一段邊長(zhǎng)上，進(jìn)行和圖4中同樣的拉伸動(dòng)作，依照前述的方 法，此輻射組件701以及703可以再同一邊長(zhǎng)上進(jìn)行多次的拉伸處理，以 求得不同工作頻率的輻射組件。同樣地，由于其輻射組件間的干擾會(huì)相當(dāng) 嚴(yán)重，因此必需借由調(diào)整每一組輻射組件的環(huán)繞圈數(shù)以及拉伸次數(shù)，以設(shè) 計(jì)出較佳工作效能的天線。請(qǐng)參照?qǐng)D7,其示出的是依照?qǐng)D6中所^R出的多頻天線的完整結(jié)構(gòu)圖。 如圖中所示，此多頻天線同樣具有一介質(zhì)板601，此介質(zhì)板601具有第一 面以及第二面，其中，金屬接地面603位于介質(zhì)板601的第二面，而輻射 組件701以及703則位于介質(zhì)板601的第一面，訊號(hào)饋入線則是分別.耦接 至輸入端705以及707,以進(jìn)行訊號(hào)的傳送與接收。請(qǐng)參照?qǐng)D8，其示出的是依照本發(fā)明所提出的再一種多頻天線的結(jié)構(gòu) 圖。如圖中所示，此一多頻天線913是以一 Hilbert Curve天線結(jié)構(gòu)進(jìn)行變形，若從圖中位于中間位置的分隔線921來觀察，此實(shí)施例是以一上下對(duì)稱、開口朝左的匸字型結(jié)構(gòu)組成，在此實(shí)施例中包含五個(gè)匸字型結(jié)構(gòu)90卜909。請(qǐng)參照?qǐng)D9,其示出的是依照?qǐng)D8所提出的一種多頻天線在進(jìn)行一次 拉伸后的結(jié)構(gòu)圖。如圖中所示，先以匸字型結(jié)構(gòu)901說明拉伸動(dòng)作，當(dāng)匸 字型結(jié)構(gòu)901的每一邊長(zhǎng)在完成拉伸動(dòng)作之后，匸字型結(jié)構(gòu)901會(huì)再變成 由另五組匸字型結(jié)構(gòu)851-859所組成，當(dāng)然，另四組匸字型結(jié)構(gòu)903 909 若依照上述的動(dòng)作進(jìn)行拉伸，同樣會(huì)變形成由五組更小的匸字型結(jié)構(gòu)組成。請(qǐng)參照?qǐng)D10，其示出的是依照?qǐng)D8所提出的一種多頻天線在進(jìn)行多次 拉伸后的結(jié)構(gòu)圖。在此實(shí)例中，當(dāng)此多頻天線即依照上述的方式進(jìn)行多次 的拉伸動(dòng)作，其最后的結(jié)構(gòu)可能會(huì)如圖中所示。依照上述的方式，設(shè)計(jì)者 即可對(duì)此Hilbert Curve天線913進(jìn)行多次不同次數(shù)的拉伸，以調(diào)整天線可 以達(dá)到原先預(yù)定的頻段，而又不會(huì)占據(jù)太大的面積。請(qǐng)參照?qǐng)Dll，其示出的是依照?qǐng)D8所提出的多頻天線的完整的構(gòu)架圖。 如圖中所示，此多頻天線是由三組Hilbert Curve天線913、 915、 917所構(gòu) 成，此天線由訊號(hào)線307穿過接地組件303將訊號(hào)傳送至Hilbert Curve天 線913、 915、 917，而此三組Hilbert Curve天線913、 915、 917可以經(jīng)由 上述的拉伸方式，各自進(jìn)行不同次數(shù)的拉伸動(dòng)作，以使三組天線可以工作 于不同的頻段，以達(dá)到多頻工作的效果。雖然在此實(shí)施例中是以一三頻天 線作為說明例，但是熟悉此技藝者，可利用此技術(shù)設(shè)計(jì)其它類型的多頻天 線。請(qǐng)參照?qǐng)D12，其示出的是依照本發(fā)明所提出的多頻天線的設(shè)計(jì)方法的 流程圖。此多頻天線包括介質(zhì)板、接地金屬平面、天線以及訊號(hào)饋入組。 其中介質(zhì)板具有第一面與第二面，接地金屬平面位于介質(zhì)板的第二面，而 天線則具有M組分形輻射組件并位于介質(zhì)板的第一面，每一組分形輻射組 件具有 一輸入端并輻射工作于不同頻率的訊號(hào)。其中，每一組分形輻射組件是以一幾何軌跡朝一向內(nèi)方向逐漸縮小環(huán) 繞N圏而成，而在本實(shí)施例中，前述的幾何4九跡是一正方形軌跡。其中， 這些分形輻射組件所環(huán)繞的正三角形軌跡具有相同的重心且皆不會(huì)重迭， 而訊號(hào)々貴入組具有M組訊號(hào)饋入線，每一組訊號(hào)饋入線耦接并傳送訊號(hào)至 相對(duì)應(yīng)的分形輻射組件。首先，在步驟S701中，在每一組分形輻射組件中的每一直線段上，于 每隔一預(yù)定長(zhǎng)度的該預(yù)定長(zhǎng)度的線段內(nèi)的中央位置上，將預(yù)定長(zhǎng)度范圍內(nèi) 的直線段朝此直線段的垂直方向拉伸，以使在此預(yù)定長(zhǎng)度范圍內(nèi)形成一突 出的尖形軌跡；在步驟S703中，則是重復(fù)步驟S701N次，其中N為正整數(shù)。其中，在上述步驟S701中所提及的突出的尖形軌跡是一等邊三角形的 軌跡，而預(yù)定長(zhǎng)度是指在對(duì)應(yīng)當(dāng)次拉伸中每一組分形輻射組件上所對(duì)應(yīng)的 該直線段的長(zhǎng)度。依據(jù)前述的說明，利用Koch分形天線的設(shè)計(jì)方式，使用規(guī)則性的拉 伸動(dòng)作，即可以改變?cè)刑炀€的長(zhǎng)度以及工作頻率，讓天線可以作更有彈 性的應(yīng)用，以下即說明如何將Koch分形天線的設(shè)計(jì)方式應(yīng)用至傳統(tǒng)的倒F 型雙頻天線中。請(qǐng)參照?qǐng)D13,其示出的是依照本發(fā)明所提出的多頻天線應(yīng) 用于倒F型雙頻天線的結(jié)構(gòu)圖。如圖中所示，此倒F型雙頻天線包括輻射組件301、接地組件303、導(dǎo) 電接腳305以及訊號(hào)線307。其中，輻射組件301是由微帶線組件所構(gòu)成， 以用來收發(fā)兩種頻率fl與f2,此輻射組件301的長(zhǎng)度是取決兩種不同頻率 而可分成一諧振于第一頻率fl的第 一區(qū)段311與諧振于第二頻率G的第二 區(qū)段309,而第一頻率fl是不同于第二頻率G。其中，第一區(qū)段311的長(zhǎng) 度ll約等于第一頻率fl的波長(zhǎng)人l的四分之一，而第二區(qū)段309的長(zhǎng)度12 約等于第二頻率f2的波長(zhǎng)X2的四分之一。接地組件303是間隔地位于輻射組件301的下方的一導(dǎo)電片，導(dǎo)電接 腳305是以N型結(jié)構(gòu)連^t妻輻射組件301與接地組件303,訊號(hào)線307 —端 連接于導(dǎo)電接腳305，用以接收或發(fā)射電磁波。其中，導(dǎo)電接腳305更包括第一支臂801、第二支臂802以及第三支 臂803,其中，第一支臂801的第一端耦接輻射組件301,第二支臂802與 第一支臂801平行間隔。第二支臂802的第二端耦接該接地組件303。第 三支臂的803第一端耦接第一支臂801的第二端，第三支臂803的第二端 耦接第二支臂802的第一端。其中，第三支臂803是垂直第一支臂801與 第二支臂802,而輻射組件301則平行于接地組件303。訊號(hào)線307則耦接 至導(dǎo)電接腳305,用以接收與發(fā)射訊號(hào)。其中，輻射組件301被等分成5組等長(zhǎng)的預(yù)設(shè)長(zhǎng)度L1，而相鄰的兩段預(yù)設(shè)長(zhǎng)度L1中，其中一組被向外拉伸，以使輻射組件在此預(yù)設(shè)長(zhǎng)度范圍內(nèi) 形成向外突出的尖形軌跡，其中此尖形軌跡是一第一等邊三角形軌跡，此 第一等邊三角形軌跡的邊長(zhǎng)長(zhǎng)度等于前述的預(yù)設(shè)長(zhǎng)度。依據(jù)Koch分形天線的設(shè)計(jì)方式，再將輻射組件301中的每一段預(yù)設(shè) 長(zhǎng)度L1，由中間位置向外拉伸，以使每一段預(yù)長(zhǎng)度L1在中間三分之一范 圍內(nèi)，形成一第二等邊三角形軌跡，其中，此第二等邊三角形軌跡的邊長(zhǎng) 長(zhǎng)度等于預(yù)設(shè)長(zhǎng)度L1的三分之一。而后可以依此法再將此第二等邊三角形 進(jìn)行多次的拉伸動(dòng)作。此外，導(dǎo)電接腳305中的每一組支臂，亦被等分成3組等長(zhǎng)的預(yù)設(shè)長(zhǎng) 度L2，而相鄰的兩段預(yù)設(shè)長(zhǎng)度L2中，其中一段被向外拉伸，以使此支臂 在此段預(yù)設(shè)長(zhǎng)度L2度范圍內(nèi)，形成向外突出的一第二尖形軌跡，此第二尖 形軌跡是一第二等邊三角形軌跡，此第二等邊三角形軌跡的邊長(zhǎng)長(zhǎng)度等于 預(yù)設(shè)長(zhǎng)度L2。依據(jù)Koch分形天線的設(shè)計(jì)方式，每一組支臂中的每一段預(yù)設(shè)長(zhǎng)度L2 ， 可以再由中間位置向外拉伸，以使每一段預(yù)設(shè)長(zhǎng)度L2在中間三分之一 范圍 內(nèi)，形成一第三等邊三角形軌跡，其中第三等邊三角形軌跡的邊長(zhǎng)長(zhǎng)度等 于預(yù)設(shè)長(zhǎng)度L2的三分之一。而依照此方法，可以再將第三等邊三角形的邊 長(zhǎng)進(jìn)行多次的拉伸動(dòng)作，同時(shí)配合輻射組件301的拉伸，可以調(diào)整此倒F 型雙頻天線的工作頻率，同時(shí)亦可有效的減少此種天線所占有的面積。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明所提出的多頻天線，其可以應(yīng)用Koch分形天 線的排列方式，以環(huán)繞多圈三角形軌跡的排列方式，設(shè)計(jì)出面積更小于一 般天線結(jié)構(gòu)的多頻天線。同時(shí)利用此Koch分形天線的排列結(jié)構(gòu)，亦可以將 傳統(tǒng)的倒F型雙頻天線設(shè)計(jì)的更小，以降低其所需占有的面積，以獲得更 多的利用性。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任 何業(yè)內(nèi)人士，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種多頻天線，包括一輻射組件；一接地組件，間隔地位于該輻射組件的一側(cè)；一導(dǎo)電接腳，包括一第一支臂，該第一支臂的第一端耦接該輻射組件；一第二支臂，該第二支臂與該第一支臂相間隔，該第二支臂的第二端耦接該接地組件；以及一第三支臂，該第三支臂的第一端耦接該第一支臂的第二端，該第三支臂的第二端耦接該第二支臂的第一端；以及一訊號(hào)線，該訊號(hào)線耦接至該導(dǎo)電接腳，用以接收與發(fā)射訊號(hào)；其中，該輻射組件是等分成多數(shù)組等長(zhǎng)的一預(yù)設(shè)長(zhǎng)度，并于每一所述預(yù)設(shè)長(zhǎng)度范圍內(nèi)進(jìn)行一分形演化。
2. 如權(quán)利要求1所述的多頻天線，其中該分形演化包括進(jìn)行N階段拉 伸，其中每一階段拉伸是在該分形輻射組件中的每一直線段上，于每隔該 預(yù)定長(zhǎng)度范圍內(nèi)的該直線段中朝該直線段的垂直方向拉伸，以使在該預(yù)定 長(zhǎng)度范圍內(nèi)形成一突出的尖形軌跡，其中N為正整數(shù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的多頻天線，其中所述突出的尖形軌跡是等邊三 角形的軌跡。
4. 如權(quán)利要求2所述的多頻天線，其中該預(yù)定長(zhǎng)度是在對(duì)應(yīng)該次階段 拉伸中該分形輻射組件上對(duì)應(yīng)的該直線段的長(zhǎng)度。
5. 如權(quán)利要求1所述的多頻天線，其中該分形輻射組件是一微帶線組件。
6. 如權(quán)利要求1所述的多頻天線，其中該導(dǎo)電接腳的該第三支臂是垂 直該第一支臂。
7. 如權(quán)利要求1所述的多頻天線，其中該導(dǎo)電接腳的該第三支臂是垂 直該第二支臂。
8. 如權(quán)利要求1所述的多頻天線，其中該輻射組件平行于該接地組件。
9. 如權(quán)利要求1所述的多頻天線，其中該導(dǎo)電接腳的該第一支臂是平行該第二支臂。
全文摘要
一種多頻天線，其可以應(yīng)用Koch分形天線的排列方式，以環(huán)繞多圈三角形軌跡的排列方式，設(shè)計(jì)出面積更小于一般天線結(jié)構(gòu)的多頻天線。同時(shí)，利用此Koch分形天線的排列結(jié)構(gòu)，亦可以有效的減少倒F型雙頻天線所必需占有的面積，以獲得更多的利用性。
文檔編號(hào)H01Q13/08GK101335378SQ20081010875
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2005年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月2日
發(fā)明者張弘岳, 方建興, 鄭維禮, 陳志龍 申請(qǐng)人:啟碁科技股份有限公司