專利名稱：偶極天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系有關(guān)于一種偶極天線，尤指一種形成于一基板上并用來發(fā)射一信號的偶極天線。
背景技術(shù)：
一般偶極天線在使用時，系根據(jù)其有效頻寬的影響來決定其用途。而其中使用范圍最廣的用途系有關(guān)于使用在數(shù)字家電上的整合型數(shù)字電視寬頻天線，且此類整合型數(shù)字電視寬頻天線的需求頻寬系約為460至860百萬赫(MHz)。但是由于受到結(jié)構(gòu)上的限制，一般的偶極天線鮮少能完全涵蓋該需求頻寬，且一般的偶極天線所涵蓋的有效頻寬經(jīng)由調(diào)整后皆約略只能涵蓋約該需求頻寬所包含的百分之二十的范圍左右，此種現(xiàn)象對于想要擴(kuò)展整合型數(shù)字電視寬頻天線的有效頻寬以擴(kuò)大數(shù)字家電的使用范圍的用途來說系為不小的限制。
請參閱圖1，其為一種先前技術(shù)所提供的偶極天線100的示意圖，偶極天線100系形成于一基板102上以用來發(fā)射一第一信號。如圖1所示，偶極天線100系包含一第一發(fā)射體104，一饋入線106，耦合于第一發(fā)射體104之一端，一信號源108，耦合于饋入線106并用來提供該第一信號，一地線110，耦合于信號源108，以及一第二發(fā)射體112，耦合于地線110之一端。偶極天線100的運作方式系利用第一發(fā)射體104與第二發(fā)射體112的共振特性來傳送與接收信號，意即第一發(fā)射體104與第二發(fā)射體112為一對共振的發(fā)射體。第一發(fā)射體104與第二發(fā)射體112的長度可以影響傳送與接收信號的頻率范圍，因此將第一發(fā)射體104與第二發(fā)射體112的長度設(shè)計為該第一信號的四分之一波長以使得偶極天線100可以一有效功率發(fā)射該第一信號，并使得偶極天線100可在一特定的有效頻寬內(nèi)發(fā)射該第一信號。該有效頻寬系如同以上所述，只能涵蓋約該需求頻寬所包含的百分之二十的范圍左右。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種偶極天線，形成于一基板上并用來發(fā)射信號，該偶極天線包含一第一發(fā)射體，一第二發(fā)射體，用來與該第一發(fā)射體共振以發(fā)射信號，及一開口狀結(jié)構(gòu)，其底部連接于該第二發(fā)射體。其中該第一發(fā)射體系形成于該開口狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部，且該第一發(fā)射體與該開口狀結(jié)構(gòu)分離。

圖1為一種先前技術(shù)的偶極天線形成于一基板上的示意圖。
圖2為本發(fā)明偶極天線形成于一基板上的示意圖。
圖3為圖2的偶極天線以一微帶線結(jié)構(gòu)饋入信號的示意圖。
圖4為本發(fā)明所提供的另一種偶極天線形成于一基板上的示意圖。
圖5為本發(fā)明圖2及圖4所提供的偶極天線與先前技術(shù)圖1所提供的偶極天線的信號量測實驗比較圖。
圖6為圖4的偶極天線以一微帶線饋入信號的示意圖。
具體實施方式請參閱圖2，其為本發(fā)明所提供的偶極天線200的示意圖，偶極天線200系形成于一基板202上以用來發(fā)射一第二信號。偶極天線200系包含一第一發(fā)射體204，其長度系約為該第二信號的四分之一波長，一饋入線206，耦合于第一發(fā)射體204，一信號源208，耦合于饋入線206并用來提供該第二信號，一地線210，耦合于信號源208，一第二發(fā)射體212，接合于地線210，且第二發(fā)射體212的長度系約為該第二信號的四分之一波長，以及一開口狀結(jié)構(gòu)214，與第二發(fā)射體212接合于第二發(fā)射體212與地線210耦合的處，且開口狀結(jié)構(gòu)214路徑的長度系約為該第二信號的四分之一波長。開口狀結(jié)構(gòu)214亦可稱為一袖口端(sleeve)，且第一發(fā)射體208與第二發(fā)射體212系為一對共振的發(fā)射體。
如圖2所示，開口狀結(jié)構(gòu)214系以形成一開口的方式接合于第二發(fā)射體212，且第一發(fā)射體204系形成于該開口內(nèi)而未接合于開口狀結(jié)構(gòu)214。根據(jù)信號源208的設(shè)置方式可知，流經(jīng)第一發(fā)射體204的電流方向必與流經(jīng)第二發(fā)射體212的電流方向相反，且流經(jīng)第一發(fā)射體204的電流方向必與流經(jīng)開口狀結(jié)構(gòu)214的電流方向相反，因此開口狀結(jié)構(gòu)214與第一發(fā)射體204之間將因該開口的形成與相反的電流方向而造成一電容效應(yīng)。本發(fā)明所使用的基板202系為一印刷電路板，以用來提升該電容效應(yīng)的強(qiáng)度，并藉此大幅提升偶極天線200的有效頻寬以使得偶極天線200的有效頻寬可涵蓋先前技術(shù)所提及的需求頻寬約百分之七十以上，亦即460至860百萬赫茲頻寬約百分之七十以上。
請參閱圖3，其為本發(fā)明提供的偶極天線220以一微帶線(microstrip)結(jié)構(gòu)饋入信號的示意圖，且偶極天線220系由圖2的偶極天線200設(shè)置該微帶線結(jié)構(gòu)所得到。如圖3所示，一導(dǎo)體線216接合于第一發(fā)射體204之一端與饋入線206之間。一連接部218延伸自開口狀結(jié)構(gòu)214并接合于地線210。導(dǎo)體線216系用來經(jīng)由饋入線206饋入信號源208之一信號至第一發(fā)射體204。連接部218系用來經(jīng)由地線210饋入該信號至連接部218。導(dǎo)體線216和連接部218系與基板202所包含之一部分形成一微帶線結(jié)構(gòu)，且與導(dǎo)體線216和連接部218形成該微帶線結(jié)構(gòu)的基板202的部分區(qū)域即為圖3所示的虛線S包圍的區(qū)域。因此使用導(dǎo)體線216之后，偶極天線220可形成于一厚度較小的基板202，并連帶縮小偶極天線220的體積，因此會提升偶極天線220于數(shù)字電視寬頻天線的實用性。
請參閱圖4，其為本發(fā)明所提供的另一種偶極天線300的示意圖，偶極天線300系形成于一基板302上以發(fā)射一第三信號。偶極天線300系包含一第一發(fā)射體304，其長度系約為該第三信號的四分的一波長，一第一分支部306，其一端系耦合于第一發(fā)射體304的第二端并朝向第一發(fā)射體304的第一端彎折，且第一發(fā)射體304與第一分支部306長度的和系約為該第三信號的四分之一波長，一第二分支部308，其一端系耦合于第一發(fā)射體304的第二端并朝向第一發(fā)射體304的第一端彎折，且第一發(fā)射體304與第二分支部308長度的和系約為該第三信號的四分之一波長，一饋入線310，耦合于第一發(fā)射體304的第二端，一信號源312，耦合于饋入線310，一地線314，耦合于信號源312，一第二發(fā)射體316，其第一端系耦合于地線314，一底部360，連接于第二發(fā)射體316，一第一梁352，連接于第二發(fā)射體316，一第二梁322，連接于第二發(fā)射體316，底部360、第一梁352、與第二梁322形成一長度和約為該第三信號的四分之一波長的第一開口狀結(jié)構(gòu)，且第一發(fā)射體304系形成于該第一開口狀結(jié)構(gòu)內(nèi)而未接合于該第一開口狀結(jié)構(gòu)，一第三分支部318，其一端系耦合于第二發(fā)射體316的第二端并朝向第二發(fā)射體316的第一端彎折，且第二發(fā)射體316與第三分支部318長度的和系約為該第三信號的四分之一波長，一第四分支部320，其一端系耦合于第二發(fā)射體316的第二端并朝向第二發(fā)射體的第一端彎折，且第二發(fā)射體316與第四分支部320長度的和系約為該第三信號的四分之一波長，一第三梁326，延伸自底部360，一第四梁324，延伸自底部360，底部360、第三梁326、與第四梁324形成一長度約為該第三信號的四分之一波長的第二開口狀結(jié)構(gòu)，且第二發(fā)射體316系形成于該第二開口狀結(jié)構(gòu)內(nèi)而未接合于該第二開口狀結(jié)構(gòu)。第一發(fā)射體304與第二發(fā)射體316系為一對共振的發(fā)射體。
根據(jù)信號源312的設(shè)置方式可知，流經(jīng)第一發(fā)射體304的電流方向必與流經(jīng)第一梁352和第二梁322的電流方向相反，因此第一發(fā)射體304與第一梁352和第二梁322之間將因該第一開口狀結(jié)構(gòu)的形成與相反的電流方向而造成一電容效應(yīng)。本發(fā)明所使用的基板302系為一印刷電路板，以用來提升該電容效應(yīng)的強(qiáng)度，并藉此大幅提升偶極天線200的有效頻寬以使得偶極天線200的有效頻寬可涵蓋先前技術(shù)所提及的需求頻寬約百分之七十以上，亦即460至860百萬赫茲頻寬約百分之七十以上。
圖4中，第一發(fā)射體304與第一分支部306長度的和系約為該第三信號的四分之一波長的設(shè)置方式系為了縮小偶極天線300于基板302實作上的大小，進(jìn)而提高偶極天線300應(yīng)用于一般數(shù)字電視寬頻天線的實用性，第一發(fā)射體304與第二分支部308長度的和系約為該第三信號的四分之一波長的設(shè)置方式系基于同樣的理由而設(shè)計，且第一分支部306與第二分支部308需同時接合于第一發(fā)射體304的第一端以使偶極天線300可于單一方向集中發(fā)射該第三信號。同理，第二發(fā)射體316與第三分支部318長度的和系約為該第三信號的四分之一波長，第二發(fā)射體316與第四分支部320長度的和系約為該第三信號的四分之一波長的設(shè)置方式系同樣地用來縮小偶極天線300于基板302實作上的大小，進(jìn)而提高偶極天線300應(yīng)用于一般數(shù)字電視寬頻天線的實用性。且第三分支部318與第四分支部320需同時接合于第二發(fā)射體316的第一端以使得偶極天線300可于單一方向集中發(fā)射該第三信號。再者，于第一發(fā)射體304的第一端與第二發(fā)射體316的第二端同時實施此種縮小偶極天線300于基板302實作上的大小的方法系為必要的方式，以使得偶極天線300可維持與先前技術(shù)的偶極天線100同樣的基本架構(gòu)，亦即維持相對于信號源312的兩端的發(fā)射體長度相同的基本架構(gòu)，且該基本架構(gòu)于偶極天線200亦然。
圖4中，第三梁326與第四梁324的設(shè)置雖然并非為必要的設(shè)置，但該設(shè)置仍需滿足第四梁324、第三梁326與底部360形成一第二開口狀結(jié)構(gòu)，且該第二開口狀結(jié)構(gòu)的長度系約為該第三信號的四分之一波長，以及第二發(fā)射體316系形成于該第二開口狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的條件。反之，亦可不設(shè)置第四梁324與第三梁326，且并不會影響到偶極天線300達(dá)到涵蓋需求頻寬百分之七十以上的效果。
請參閱圖5，其為本發(fā)明所提供的偶極天線200或300與先前技術(shù)所提供的偶極天線100的信號量測實驗比較圖。在圖5中，偶極天線100、200、300系在駐波比(即VSWR)為3的情況下運作。如先前技術(shù)的偶極天線100所提及，偶極天線100的有效頻寬約為所需頻寬的百分之二十左右，在圖5中，偶極天線100的波形A與駐波比為3的基準(zhǔn)線的二交點系為有效頻寬的長度，且約為所需頻寬的百分之二十五左右。偶極天線200或300的波形B與駐波比為3的基準(zhǔn)線系只有一交點，因此其有效頻寬的長度系由該交點至約900百萬赫茲長度，且該長度系約占所需頻寬百分之八十以上。
請參閱圖6，其為本發(fā)明所提供的偶極天線350以一微帶線結(jié)構(gòu)(microstrip)作為導(dǎo)體線饋入信號的示意圖。導(dǎo)體線328的第一端系接合于第一發(fā)射體304的第二端，導(dǎo)體線328的第二端系耦合于饋入線310以饋入一信號，且一連接部330系延伸自第二梁322。導(dǎo)體線328和連接部330系與基板302所包含之一部分形成一微帶線結(jié)構(gòu)，且與導(dǎo)體線328和連接部330形成該微帶線結(jié)構(gòu)的基板302的部分區(qū)域即為圖6所示的虛線T包圍的區(qū)域。因此使用導(dǎo)體線328之后，偶極天線300可形成于一厚度較小的基板302，并連帶縮小偶極天線300的體積，因此會提升偶極天線300于數(shù)字電視寬頻天線的實用性。再者，使用微帶線以饋入一信號的饋入方式同樣的可用于偶極天線200，在此不予贅述。
本發(fā)明所提供的偶極天線，以增加額外的發(fā)射體而與其中一個共振發(fā)射體形成開口的方式來引發(fā)一電容效應(yīng)，并配合該偶極天線形成于一印刷電路板上的方式使得原本共振的二發(fā)射體所發(fā)射信號的有效頻寬可以由先前技術(shù)中約百分之二十的程度提高到百分之七十以上。如此一來，當(dāng)本發(fā)明的偶極天線應(yīng)用于一般的數(shù)字電視寬頻天線時，可增加該數(shù)字電視寬頻天線所能夠收到的頻道數(shù)目并同時增加該數(shù)字電視寬頻天線的用途。除此以外，本發(fā)明所提供的偶極天線也可將原本共振的二共振發(fā)射體以共振長度不變但縮小體積的方式來實施，因此可縮小偶極天線整體的體積而提高運用于數(shù)字電視寬頻天線時的實用性。本發(fā)明所提供的偶極天線可另以一微帶線將欲發(fā)射的信號饋入至該偶極天線，并配合印刷電路板的體積以縮小偶極天線整體的體積，并藉此提高該偶極天線運用于數(shù)字電視寬頻天線時的實用性。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種偶極天線(dipole antenna)，形成于一基板上并用來發(fā)射信號，該偶極天線包含一第一發(fā)射體；一第二發(fā)射體，用來與該第一發(fā)射體共振以發(fā)射信號；及一開口狀結(jié)構(gòu)，其底部連接于該第二發(fā)射體；其中該第一發(fā)射體系形成于該開口狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部，且該第一發(fā)射體與該開口狀結(jié)構(gòu)分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偶極天線，其特征在于，其系形成于一印刷電路板(printed circuit Board，PCB)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偶極天線，其特征在于，該第一發(fā)射體的長度系約為饋入該第一發(fā)射體的信號的四分之一波長。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偶極天線，其特征在于，該第二發(fā)射體的長度系約為饋入該第二發(fā)射體的信號的四分之一波長。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偶極天線，其特征在于，該開口狀結(jié)構(gòu)的路徑長度系約為饋入該第二發(fā)射體的信號的四分之一波長。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偶極天線，其特征在于，更包含一連接部，延伸自該開口狀結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的偶極天線，其特征在于，另包含一導(dǎo)體線，接合于該第一發(fā)射體之一端與該連接部之一端，用來饋入信號至該第一發(fā)射體與該第二發(fā)射體。
8.一種偶極天線，其形成于一基板上并用來發(fā)射信號，該偶極天線系包含一第一發(fā)射體，具有一第一端以及一第二端，且該第一發(fā)射體的該第二端具有一第一分支部以及一第二分支部；一第二發(fā)射體，具有一第一端以及一第二端，且該第二發(fā)射體的該第二端具有一第三分支部以及一第四分支部；及一底部，連接一第一梁以及一第二梁，形成一第一開口狀結(jié)構(gòu)；其中，該底部接合于該第二發(fā)射體的該第一端，且該第一發(fā)射體系形成于該第一梁、該底部以及該第二梁所形成的該第一開口狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部，且未接合于該第一開口狀結(jié)構(gòu)的該底部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偶極天線，其特征在于，該第一發(fā)射體與該第一分支部長度的和系約為饋入該第一發(fā)射體的信號的四分之一波長。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偶極天線，其特征在于，該第一發(fā)射體與該第二分支部長度的和系約為饋入該第一發(fā)射體的信號的四分之一波長。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偶極天線，其特征在于，該第二發(fā)射體與該第三分支部長度的和系約為饋入該第二發(fā)射體的信號的四分之一波長。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偶極天線，其特征在于，該第二發(fā)射體與該第四分支部長度的和系約為饋入該第二發(fā)射體的信號的四分之一波長。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偶極天線，其特征在于，該第一梁、該底部以及該第二梁的長度和系約為饋入該第二發(fā)射體的信號的四分之一波長。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偶極天線，其特征在于，其另包含一第三梁以及一第四梁分別延伸自該底部，且該第三梁以及該第四梁與該底部形成一第二開口狀結(jié)構(gòu)，該第二發(fā)射體并形成于該第二開口狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的偶極天線，其特征在于，該第三梁、該底部以及該第四梁的長度和系約為饋入該第二發(fā)射體的信號的四分之一波長。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的偶極天線，其特征在于，更包含一連接部，延伸自該第一開口狀結(jié)構(gòu)與該第二開口狀結(jié)構(gòu)。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偶極天線，其特征在于，另包含一導(dǎo)體線，接合于該第一發(fā)射體的該第一端與該連接部之一端，用來饋入信號至該第一發(fā)射體與該第二發(fā)射體。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偶極天線，其特征在于，系形成于一印刷電路板上。
19.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偶極天線，其特征在于，該第一分支部自該第一發(fā)射體的該第二端延伸并朝向該第一發(fā)射體的該第一端彎折。
20.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偶極天線，其特征在于，該第二分支部自該第一發(fā)射體的該第二端延伸并朝向該第一發(fā)射體的該第一端彎折。
21.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偶極天線，其特征在于，該第三分支部自該第二發(fā)射體的該第二端延伸并朝向該第二發(fā)射體的該第一端彎折。
22.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偶極天線，其特征在于，該第四分支部自該第二發(fā)射體的該第二端延伸并朝向該第二發(fā)射體的該第一端彎折。
全文摘要
設(shè)置一額外的發(fā)射體于偶極天線的二共振發(fā)射體所包含之一第一共振發(fā)射體上，以使得該額外的發(fā)射體與一該偶極天線所包含之一第二共振發(fā)射體形成一開口，該額外的發(fā)射體亦可稱為一袖口端。通過該開口引發(fā)的電容效應(yīng)大幅提升該偶極天線的有效頻寬，以使得該偶極天線應(yīng)用于一般的數(shù)字電視寬頻天線時可接收到更多的頻道。
文檔編號H01Q13/08GK1964136SQ20051012501
公開日2007年5月16日 申請日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者陳志龍 申請人:啟碁科技股份有限公司