專利名稱：平面式雙頻單極天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于天線，特別是一種平面式雙頻單極天線。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)使用用一般電視機(jī)上平行排列的天線稱之謂勒謝爾(Lecher)線。如圖1所示，這種天線在其上平行排列的輻射金屬管14，如銅管極為靠近時，將感應(yīng)出彼此呈逆向流動的電流，造成輻射出方向相反的電磁場，因相互抵消而不產(chǎn)生輻射。
因此，為了令天線在狹小空間中仍能有效地輻射電波，如圖2所示，傳統(tǒng)上系將勒謝爾(Lecher)線的前端分別朝相反方向彎折90°，以令其上電流朝同一方向流動，從而形成現(xiàn)今所謂的偶極(dipole)天線。偶極天線系利用平衡式(Balanced)架構(gòu)的傳輸線作為饋入線24，平衡式架構(gòu)傳輸線的兩訊號線終端242分別向相反方向延伸相同長度，各訊號線終端242的長度約為共振波長(λ)的四分之一，故其總長度約為共振波長的二分之一。如此，偶極天線即可利用兩段分別為四分之一波長的訊號線終端242作為輻射體，故此種天線又可稱為半波長偶極天線，其一般均為單頻設(shè)計。
傳統(tǒng)上為令此種天線更輕薄短小，已有業(yè)者將此種偶極天線制作于印刷電路板上，以制成微帶式單極天線。
如圖3、圖4所示，微帶式單極天線包括介電質(zhì)基板37、印制于介電質(zhì)基板37一側(cè)面以一端作為訊號饋入端341的微帶線34及印制于介電質(zhì)基板37另一側(cè)面對應(yīng)于微帶線34位置的接地金屬面38。微帶線34的另一端系向?qū)?yīng)于接地金屬面38以外位置延伸出呈倒L狀的輻射體342，形成所謂的單極天線(mono pole)。單極天線系利用接地金屬面38所產(chǎn)生的映射原理(Imagetheory)，映射此一非平衡(Unbalanced)式架構(gòu)的微帶線34及倒L狀輻射體342，以形成等效于雙極天線的輻射體架構(gòu)，此種單極天線一般亦為單頻設(shè)計。
近年來，由于移動通訊產(chǎn)品的市場需求大增，使得無線通訊的發(fā)展更為快速，在眾多無線通訊標(biāo)準(zhǔn)中，最引人注目的為美國電子電機(jī)工程師協(xié)會(以下簡稱IEEE)802.11無線區(qū)域網(wǎng)路(Wireless Local Area Network)協(xié)定，IEEE 802.11協(xié)定系制定于1997年間，該協(xié)定不僅提供了無線通訊上許多前所未有的功能，還提供了可令各種不同廠牌無線產(chǎn)品得以相互溝通的解決方案。該協(xié)定的制定無疑為無線通訊的發(fā)展開啟了一個新里程碑。
然而，在2000年8月間，IEEE為令802.11協(xié)定能成為美國電子電機(jī)工程師協(xié)會(IEEE)/美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ANSI)及國際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)/國際電子技術(shù)公會(IEC)間的聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)，乃對其作了更進(jìn)一步修訂，其修訂內(nèi)容中增加了兩項(xiàng)重要的內(nèi)容，即IEEE 802.11a協(xié)定及IEEE 802.11b協(xié)定，根據(jù)該兩項(xiàng)協(xié)定的規(guī)定，在擴(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)體層中，其工作頻帶必須分別設(shè)置在50億赫茲(5GHz)及24億赫茲(24GHz)，故當(dāng)無線通訊產(chǎn)品欲同時使用該兩種無線通訊協(xié)定時，前述傳統(tǒng)天線即無法滿足此一需求，而必須根據(jù)頻帶上的要求，安裝多個天線。然而，此舉不僅增加了零件成本、安裝程序，更需在無線通訊產(chǎn)品上騰出較多的空間以安裝天線，致使無線通訊產(chǎn)品的體積始終無法輕易縮小以符合輕薄短小設(shè)計的趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可接收不同頻段訊號、長度短、體積小的平面式雙頻單極天線。
本發(fā)明包括介電質(zhì)基板、印制于介電質(zhì)基板一側(cè)面以一端作為訊號饋入端的微帶線及印制于介電質(zhì)基板另一側(cè)面對應(yīng)于微帶線的接地金屬面；微帶線的另一端向?qū)?yīng)于接地金屬面以外位置方向延伸，并在延伸預(yù)定長度后由其縱向軸向一側(cè)延設(shè)低頻輻射體，低頻輻射體在延伸預(yù)定長度后，向?qū)?yīng)于接地金屬面方向繼續(xù)延伸至對應(yīng)于鄰近接地金屬面的位置；微帶線延伸預(yù)定長度后由縱向軸向一側(cè)延設(shè)為平面與高頻輻射體。
其中低頻輻射體與高頻輻射體由延伸于接地金屬面以位置微帶線縱向軸向兩側(cè)延設(shè)。
低頻輻射體與高頻輻射體由延伸于接地金屬面以位置微帶線縱向軸向同一側(cè)延設(shè)；高頻輻射體與低頻輻射體保持一定間隔。
延伸在對應(yīng)于接地金屬面以外的微帶線至低、高頻輻射體自由端的長度分別等于所欲設(shè)計的雙頻段中各頻段波長的四分之一長度。
由于本發(fā)明包括介電質(zhì)基板、印制于介電質(zhì)基板一側(cè)面以一端作為訊號饋入端的微帶線及印制于介電質(zhì)基板另一側(cè)面對應(yīng)于微帶線的接地金屬面；微帶線的另一端向?qū)?yīng)于接地金屬面以外位置方向延伸，并在延伸預(yù)定長度后由其縱向軸向一側(cè)延設(shè)低頻輻射體，低頻輻射體在延伸預(yù)定長度后，向?qū)?yīng)于接地金屬面方向繼續(xù)延伸至對應(yīng)于鄰近接地金屬面的位置；微帶線延伸預(yù)定長度后由縱向軸向一側(cè)延設(shè)為平面與高頻輻射體。本發(fā)明操作于IEEE 802.11a協(xié)定及IEEE 802.11b協(xié)定所規(guī)定兩頻段時，由接地金屬面以外的微帶線由縱向軸向一側(cè)延低、高頻輻射體，以分別用以接收美國電子電機(jī)工程師協(xié)會IEEE802.11a協(xié)定及IEEE 802.11b協(xié)定所規(guī)定的雙頻帶訊號，其量測結(jié)果顯示，確可分別用以接收雙頻帶訊號。不僅可接收不同頻段訊號，而且長度短、體積小，從而達(dá)到本發(fā)明的目的。


圖1、為傳統(tǒng)勒謝爾線結(jié)構(gòu)示意正視圖。
圖2、為傳統(tǒng)偶極天線結(jié)構(gòu)示意正視圖。
圖3、為傳統(tǒng)微帶式單極天線結(jié)構(gòu)示意立體圖。
圖4、為傳統(tǒng)微帶式單極天線結(jié)構(gòu)示意剖視圖。
圖5、為本發(fā)明實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意立體圖。
圖6、為本發(fā)明實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意立體圖。
圖7、為本發(fā)明實(shí)施例一量測結(jié)果示意圖。
圖8、為本發(fā)明實(shí)施例二量測結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一如圖5所示，本發(fā)明包括介電質(zhì)基板57、印制于介電質(zhì)基板57一側(cè)面以一端作為訊號饋入端541的微帶線54及印制于介電質(zhì)基板57另一側(cè)面對應(yīng)于微帶線54的接地金屬面58。
微帶線54的另一端向?qū)?yīng)于接地金屬面58以外位置方向延伸，并在延伸預(yù)定長度后，由其縱向軸向兩側(cè)分別延設(shè)低頻輻射體542及為平面的高頻輻射體543。
低頻輻射體542在延伸預(yù)定長度后，向?qū)?yīng)于接地金屬面58方向繼續(xù)延伸至對應(yīng)于鄰近接地金屬面58的位置。
為平面的高頻輻射體543可增加高頻共振頻寬。
如此，低、高頻輻射體542、543分別用以接收不同頻段的訊號。
實(shí)施例二如圖6所示，本發(fā)明包括介電質(zhì)基板67、印制于介電質(zhì)基板67一側(cè)面以一端作為訊號饋入端641輸入阻抗固定為50歐姆(Ω)的微帶線64及印制于介電質(zhì)基板67另一側(cè)面對應(yīng)于微帶線64的接地金屬面68。
微帶線64的另一端向?qū)?yīng)于接地金屬面68以外位置方向延伸，并在延伸預(yù)定長度后，由其縱向軸向同側(cè)分別延設(shè)低頻輻射體642及為平面的高頻輻射體643。
低頻輻射體642在延伸預(yù)定長度后，向?qū)?yīng)于接地金屬面68方向繼續(xù)延伸至對應(yīng)于鄰近接地金屬面68的位置并保持一定間隔。
為平面的高頻輻射體643可增加高頻共振頻寬，其與低頻輻射體642保持一定間隔。
如此，低、高頻輻射體642、643分別用以接收不同頻段的訊號。
本發(fā)明實(shí)施例一(二)中，由于低、高頻輻射體542、543(或642、643)系分別用以接收不同頻段的訊號，故由對應(yīng)于接地金屬面58(或68)以外的微帶線54(或64)延伸至低、高頻輻射體542、543(或642、643)自由端的長度應(yīng)分別與天線所欲設(shè)計的不同共振頻率間具有一定的比例關(guān)系。
本發(fā)明由接地金屬面58(或68)以外的微帶線54(或64)延伸至低、高頻輻射體542、543(或642、643)自由端的長度以約分別等于所欲設(shè)計的雙頻段中各頻段波長的四分之一長度為最佳，以不同長度的低、高頻輻射體分別用以接收美國電子電機(jī)工程師協(xié)會IEEE 802.11a協(xié)定及IEEE 802.11b協(xié)定所規(guī)定的雙頻帶訊號。
如圖5所示，實(shí)施例一中微帶線54、低頻輻射體542、高頻輻射體543及接地金屬面58印制至厚度約為0.8mm且介電系數(shù)約為4.3～4.7的平板狀介電質(zhì)基板57上，微帶線54及低頻輻射體542的寬度約為1mm；低頻輻射體542的長度約為18mm。高頻輻射體543的面積約為80mm2。
如圖7所示，本發(fā)明實(shí)施例一操作于IEEE 802.11a協(xié)定及IEEE 802.11b協(xié)定所規(guī)定24～25億赫茲(2.4～2.5GHz)及51.5～58.5億赫茲(5.15～5.85GHz)兩頻段時，實(shí)測其回返損失(Return Loss)的量測結(jié)果為Δ124億赫茲(2.4GHz)；-14.2750分貝(dB)；Δ225億赫茲(2.5GHz)；-15.601分貝(dB)；Δ351.5億赫茲(5.15GHz)；-11.887分貝(dB)；Δ453.5億赫茲(5.35GHz)；-20.362分貝(dB)；Δ558.5億赫茲(5.85GHz)；-12.599分貝(dB)；即都優(yōu)于11分貝(dB)。因此，由該等量測結(jié)果顯示，本發(fā)明平面式雙頻單極天線，確可分別用以接收雙頻帶訊號。
如圖6所示，實(shí)施例二中微帶線64、低頻輻射體642、高頻輻射體643及接地金屬面68印制至厚度約為0.8mm且介電系數(shù)約為4.3～4.7的平板狀介電質(zhì)基板67上，微帶線64及低頻輻射體642的寬度約為1mm；低頻輻射體642的長度約為17mm；高頻輻射體643的面積約為77mm2。
如圖8所示，本發(fā)明實(shí)施例二操作于IEEE 802.11a協(xié)定及IEEE 802.11b協(xié)定所規(guī)定2.32億赫茲(0.232GHz)、24～25億赫茲(2.4～2.5GHz)及51.5～58.5億赫茲(5.15～5.85GHz)兩頻段時，實(shí)測其回返損失(Return Loss)的量測結(jié)果為Δ124億赫茲(2.4GHz)；-11.841分貝(dB)；Δ225億赫茲(2.5GHz)；-16.220分貝(dB)；Δ351.5億赫茲(5.15GHz)；-25.878分貝(dB)；Δ458.5億赫茲(5.85GHz)；-17.554分貝(dB)；Δ52.32億赫茲(0.232GHz)；-0.16870分貝(dB)；即都優(yōu)于11分貝(dB)。因此，由該等量測結(jié)果顯示，本發(fā)明平面式雙頻單極天線，確可分別用以接收雙頻帶訊號。
權(quán)利要求
1.一種平面式雙頻單極天線，它包括介電質(zhì)基板、印制于介電質(zhì)基板一側(cè)面以一端作為訊號饋入端的微帶線及印制于介電質(zhì)基板另一側(cè)面對應(yīng)于微帶線的接地金屬面；微帶線的另一端向?qū)?yīng)于接地金屬面以外位置方向延伸，并在延伸預(yù)定長度后由其縱向軸向一側(cè)延設(shè)低頻輻射體；其特征在于所述的低頻輻射體在延伸預(yù)定長度后，向?qū)?yīng)于接地金屬面方向繼續(xù)延伸至對應(yīng)于鄰近接地金屬面的位置；微帶線延伸預(yù)定長度后由縱向軸向一側(cè)延設(shè)為平面與高頻輻射體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面式雙頻單極天線，其特征在于所述的低頻輻射體與高頻輻射體由延伸于接地金屬面以位置微帶線縱向軸向兩側(cè)延設(shè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面式雙頻單極天線，其特征在于所述的低頻輻射體與高頻輻射體由延伸于接地金屬面以位置微帶線縱向軸向同一側(cè)延設(shè)；高頻輻射體與低頻輻射體保持一定間隔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的平面式雙頻單極天線，其特征在于所述的延伸在對應(yīng)于接地金屬面以外的微帶線至低、高頻輻射體自由端的長度分別等于所欲設(shè)計的雙頻段中各頻段波長的四分之一長度。
全文摘要
一種平面式雙頻單極天線。為提供一種可接收不同頻段訊號、長度短、體積小的天線，提出本發(fā)明，它包括介電質(zhì)基板、印制于介電質(zhì)基板一側(cè)面以一端作為訊號饋入端的微帶線及印制于介電質(zhì)基板另一側(cè)面對應(yīng)于微帶線的接地金屬面；微帶線的另一端向?qū)?yīng)于接地金屬面以外位置方向延伸，并在延伸預(yù)定長度后由其縱向軸向一側(cè)延設(shè)低頻輻射體，低頻輻射體在延伸預(yù)定長度后，向?qū)?yīng)于接地金屬面方向繼續(xù)延伸至對應(yīng)于鄰近接地金屬面的位置；微帶線延伸預(yù)定長度后由縱向軸向一側(cè)延設(shè)為平面與高頻輻射體。
文檔編號H01Q5/00GK1525595SQ0310490
公開日2004年9月1日 申請日期2003年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月28日
發(fā)明者葉明豪 申請人:友訊科技股份有限公司