專利名稱：寬帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種寬帶天線，特別指一種具有串行導(dǎo)體的天線設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
隨著無線通訊設(shè)備與消費(fèi)性電子產(chǎn)品的功能多元化，針對天線設(shè) 計(jì)的要求也愈加嚴(yán)苛， 一方面必須配合產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)并兼顧良好接收 效果， 一方面則要滿足各種無線通訊技術(shù)的電磁波特性，讓天線技術(shù) 不斷朝寬帶化與微型化方向邁進(jìn)。為追求終端產(chǎn)品造形的美觀，開發(fā) 出更小尺寸的天線己成為廠商產(chǎn)品開發(fā)的重要課題。單極天線就是在 這一市場趨勢下產(chǎn)生，其將偶極天線的負(fù)輻射體移除，改置金屬接地 面。如此一來，天線的長度僅為偶極天線的一半，可達(dá)成更好的輻射
效果，而后業(yè)界進(jìn)一步開發(fā)出縮小天線體積的折迭式單極天線(Folded Monopole)設(shè)計(jì)，將金屬線進(jìn)行彎折，除縮小天線配置體積之外，彎 折處更可改善天線輻射盲區(qū)的問題。
圖1是美國專利公開US6081242號"天線匹配電路"的立體示意圖， 包含印刷電路基板IO、天線墊105、第一電感102、第二電感104 及接地面106;其天線墊105位于印刷電路基板10表面101，并耦合 于該第一電感102，其第一電感102末端與第二電感104 —端部形成 電容103，第二電感104另一端部則連接于接地面106。前述天線設(shè) 計(jì)是以蜿蜒形式的電感增加天線模塊電耦合效率，且可縮短天線輻射 體配置長度，但是由于其天線系統(tǒng)無多階共振電路設(shè)計(jì)，因此阻抗帶 寬受限，同時無法微調(diào)輸入阻抗，進(jìn)而提高天線阻抗匹配。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種寬帶天線，通過耦合部及接地導(dǎo)體微調(diào) 輸入阻抗，使其天線系統(tǒng)具有較平緩的阻抗變化，提高阻抗匹配與系統(tǒng)的操作帶寬。
本發(fā)明的另一目的是提供一種寬帶天線，利用串行導(dǎo)體形成多階 共振等效電路，增加天線系統(tǒng)阻抗帶寬。
本發(fā)明的又一目的是提供一種寬帶天線，透過接地導(dǎo)體蜿蜓路徑 增加天線系統(tǒng)有效共振長度，降低天線系統(tǒng)共振頻率，節(jié)省各部構(gòu)件 配置空間，使其天線結(jié)構(gòu)能廣泛應(yīng)用于各種不同尺寸的電子裝置內(nèi) 部。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明是為一種寬帶天線，包含基板、耦合 部、串行導(dǎo)體、接地導(dǎo)體及接地面；其基板包括表面及底面；該耦合 部包括第一耦合部及第二耦合部，且兩者之間具有間隙。其中該第一 耦合部及第二耦合部可均位于該基板的表面或該第一耦合部位于該 基板的底面。該串行導(dǎo)體及該接地導(dǎo)體連接于該第二耦合部的端部， 且該串行導(dǎo)體沿遠(yuǎn)離耦合部的方向延伸；該接地面連接于該接地導(dǎo)體 另一端部，且兩者略呈直線排列。在實(shí)際操作上，通過饋入線饋入電 氣信號并連接于該第一耦合部，并以電容耦合方式將該信號耦合至該 第二耦合部，經(jīng)由該第二耦合部將信號傳導(dǎo)至另一端的串行導(dǎo)體及接 地導(dǎo)體，通過該串行導(dǎo)體產(chǎn)生多階共振等效電路，并以接地導(dǎo)體產(chǎn)生 電感效應(yīng)，從而將信號傳導(dǎo)至接地面。
本發(fā)明利用耦合部耦合電氣信號，該接地導(dǎo)體傳導(dǎo)該信號，從而 調(diào)整天線系統(tǒng)的輸入阻抗，使其天線系統(tǒng)具有較平緩的阻抗變化，提 高阻抗匹配與天線系統(tǒng)的操作帶寬。同時本發(fā)明其它實(shí)施例中亦可在 該第一耦合部及第二耦合部的間隙中焊接電容元件，用來改變其耦合 部的電容值，從而產(chǎn)生較大的電容耦合量，有效降低天線系統(tǒng)的共振 頻率，進(jìn)而縮短天線尺寸，減少天線系統(tǒng)在電子裝置內(nèi)部的配置空間。 且該接地導(dǎo)體配置為緊密的蜿蜒路徑，形成電感性傳導(dǎo)元件，經(jīng)由調(diào) 整該蜿蜓路徑的間隙、寬度及總長度，從而改變該接地導(dǎo)體電感量， 達(dá)成調(diào)整天線系統(tǒng)阻抗匹配的目的，搭配前述耦合部產(chǎn)生的電容性耦 合，從而使天線系統(tǒng)具有良好阻抗匹配。
為使審査人員進(jìn)一步了解本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容，茲列舉下列優(yōu)選實(shí) 施例說明如后。


圖1為美國專利公開US6081242號"天線匹配電路"的立體示意圖； 圖2a為本發(fā)明第一實(shí)施例的立體示意圖，其中該串行導(dǎo)體為圓
形；
圖2b為本發(fā)明第一實(shí)施例的立體示意圖，其中該串行導(dǎo)體為矩
形；
圖2c為本發(fā)明第一實(shí)施例的立體示意圖，其中該串行導(dǎo)體為圓形 與矩形的排列組合；
圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的電路示意圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例的回波損耗測量數(shù)據(jù)示意圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例的立體示意圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例的立體示意圖7為本發(fā)明第三實(shí)施例應(yīng)用于電子裝置的立體示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖2a至2c為本發(fā)明第一實(shí)施例的立體示意圖，可有三種近似狀 態(tài)，包含基板21、耦合部23、串行導(dǎo)體24、接地導(dǎo)體25及接地 面26;其中該基板21包括表面211及底面212;該耦合部23包括第 一耦合部231及第二耦合部232，且該第一耦合部231及該第二耦合 部232距離一間隙。
在本實(shí)施例中，該第一耦合部231位于該基板21的底面212，而 該第二耦合部232則位于該基板21的表面211。由于該第一耦合部 231及該第二耦合部232距離一間隙，從而該間隙即為該基板21的 厚度。該基板21的長度約為109mm，寬度約為10mm，厚度約為 0.5mm。該第一耦合部231長度約為19mm，寬度約為lmm，該第二 耦合部232的長度約為17mm，寬度約為lmm。該串行導(dǎo)體24及該 接地導(dǎo)體25連接于該第二耦合部232端部，其中該串行導(dǎo)體24并沿 遠(yuǎn)離該第二耦合部232的方向延伸；該串行導(dǎo)體24的總長度約為 89mm，寬度約為9.5mm，其導(dǎo)體形狀配置可為圓形、矩形或是圓形與矩形的排列組合。每一個圓形導(dǎo)體的直徑約為9.5mm;每一個矩形 導(dǎo)體的長度約為9.5mm，寬度約為8mm。該接地導(dǎo)體25與該串行導(dǎo) 體24略呈直線排列并配置為蜿蜒形式，其外觀的長度約為18mm， 寬度約為7.5mm，而蜿蜒路徑總長度約為45mm;該接地導(dǎo)體25的 另一端部連接該接地面26，該接地面26的長度約為2mm，寬度約為 7.5mm。
圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的電路示意圖，其電路系統(tǒng)具有信號源 31，通過信號源31傳導(dǎo)天線高頻信號，經(jīng)由第一電容單元C1以電氣 耦合方式將信號耦合至該串行導(dǎo)體24的多階共振電路及該接地導(dǎo)體 25的第一電感單元Ll ，其中該串行導(dǎo)體24的每一圓形或矩形導(dǎo)體可 視為單一電容單元及單一電感單元所組成，因此在本實(shí)施例當(dāng)中，第 一階共振32為第二電容單元C2及第二電感單元L2組成，第二階共 振33為第三電容單元C3及第三電感單元L3組成，第三階共振34 為第四電容單元C4及第四電感單元L4組成，第四階共振35為第五 電容單元C5及第五電感單元L5組成，經(jīng)此配置形成多階共振等效 電路，用來提高天線系統(tǒng)阻抗帶寬，最后接地導(dǎo)體25將信號利用第 一電感單元L1以電氣傳導(dǎo)方式傳導(dǎo)至接地面26，其中該第一電容單 元Cl及第一電感單元Ll是用來調(diào)整天線的阻抗匹配，使天線具較 佳的操作帶寬。
圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例的回波損耗測量數(shù)據(jù)示意圖，其天線操 作頻率在回波損耗為10dB的情況時，帶寬Sl約為420MHz(操作頻 率范圍為450MHz至870MHz)，此帶寬應(yīng)用范圍將可涵蓋數(shù)字電視 (UHF)等系統(tǒng)帶寬，經(jīng)設(shè)置串行導(dǎo)體24產(chǎn)生多階共振等效電路后，系 統(tǒng)頻帶帶寬范圍Sl已明顯擴(kuò)大，同時搭配電容性元件及電感性元件 微調(diào)輸入阻抗，使本發(fā)明具有較佳阻抗匹配及操作帶寬。
圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例的立體示意圖，本實(shí)施例與上述第一實(shí) 施例大致相同，其差異處在于第一耦合部231及第二耦合部232皆位 于該基板21的表面211，且第二耦合部232位于第一耦合部231相 對側(cè)的位置并距離一間隙，經(jīng)此配置形式增加耦合部23的間隙面積， 進(jìn)而增加電容耦合效應(yīng)耦合面積，提高電容耦合量，使天線系統(tǒng)具良好的阻抗變化，同時增進(jìn)天線各部件配置彈性。
圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例的立體示意圖，本實(shí)施例與上述第二實(shí) 施例大致相同，其差異處在于該第一耦合部231及該第二耦合部232 間的間隙配置電容元件233，利用焊接方式將該電容元件233焊接于 該第一耦合部231及該第二耦合部232之間。從而使得經(jīng)饋入線22 傳導(dǎo)至該第一耦合部231的電氣信號經(jīng)該電容元件233耦合至該第二 耦合部232，并經(jīng)此方式調(diào)整耦合部的電容值，進(jìn)而產(chǎn)生較大的電容 耦合量，有效降低天線共振頻率。
圖7為本發(fā)明第三實(shí)施例應(yīng)用于電子裝置4的立體示意圖，首先 ^!各該基板21設(shè)置于該電子裝置4的頂面41，該頂面41包括接地端 43，并使得該接地面26與該電子裝置4的接地端43相連結(jié)從而使得 該串行導(dǎo)體24遠(yuǎn)離該電子裝置4。饋入線22包括正信號導(dǎo)線221與 負(fù)信號導(dǎo)線222，而該正信號導(dǎo)線221與該第一耦合部231電連接， 而該負(fù)信號導(dǎo)線222與該電子裝置4的接地端43相連接，經(jīng)此方式 將天線傳導(dǎo)信號加以導(dǎo)通。其中，該電子裝置4可為筆記型計(jì)算機(jī)、 汽車導(dǎo)航系統(tǒng)等相關(guān)數(shù)字電子產(chǎn)品。
該饋入線22經(jīng)由該正信號導(dǎo)線221將電氣信號傳輸?shù)皆摰谝获詈?部231，并經(jīng)由耦合作用將電氣信號耦合至該第二耦合部232，伺后 將該電氣信號傳導(dǎo)至另一端的串行導(dǎo)體24及該接地導(dǎo)體25，通過該 串行導(dǎo)體24產(chǎn)生多階共振等效電路，并利用接地導(dǎo)體25產(chǎn)生電感效 應(yīng)，從而將信號傳導(dǎo)至接地面26。
上述實(shí)施例利用耦合部23耦合電氣信號，接地導(dǎo)體25傳導(dǎo)電氣 信號，從而微調(diào)天線的輸入阻抗，使其具有較佳的阻抗匹配，用來提 高系統(tǒng)的操作帶寬，同時透過串行導(dǎo)體24形成多階共振等效電路， 增加天線系統(tǒng)阻抗帶寬，且其接地導(dǎo)體25配置為蜿蜒形式電感性元 4牛，經(jīng)由調(diào)整電感元件路徑間隙、寬度及總長度的方式，即可改變電 感元件的電感量，亦可用來調(diào)整天線阻抗匹配，搭配耦合部23產(chǎn)生 的電容耦合效應(yīng)，使整體天線系統(tǒng)具有良好阻抗匹配。
本發(fā)明已符合專利要件，實(shí)際具有新穎性、進(jìn)步性與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價 值的特點(diǎn)，然其實(shí)施例并非用來局限本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員者所作的各種更動與潤飾，在不脫離本發(fā)明的精神和定義下，均 在本發(fā)明權(quán)利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種寬帶天線，包含基板，包括表面及底面；耦合部，包括第一耦合部及第二耦合部，所述第二耦合部位于所述第一耦合部的對側(cè)并具有間隙；串行導(dǎo)體，連接于所述第二耦合部的端部并沿遠(yuǎn)離第二耦合部的方向延伸；接地導(dǎo)體，其一端連接于所述第二耦合部與所述串行導(dǎo)體連接的端部；以及接地面，連接于所述接地導(dǎo)體另一端部。
2、 如權(quán)利要求1所述的寬帶天線，其中所述耦合部為電容性元件。
3、 如權(quán)利要求1所述的寬帶天線，其中所述第一耦合部位于所 述基板的表面。
4、 如權(quán)利要求1所述的寬帶天線，其中所述第一耦合部位于所 述基板的底面。
5、 如權(quán)利要求1所述的寬帶天線，其中所述串行導(dǎo)體的導(dǎo)體形 狀為圓形或矩形或由圓形與矩形的排列組合所構(gòu)成。
6、 如權(quán)利要求1所述的寬帶天線，其中所述接地導(dǎo)體為電感性 元件。
7、 如權(quán)利要求1所述的寬帶天線，其中還具有饋入線，所述饋 入線包括正信號導(dǎo)線與負(fù)信號導(dǎo)線，而所述正信號導(dǎo)線與所述第一 耦合部電連接。
8、如權(quán)利要求1所述的寬帶天線，其中所述接地導(dǎo)體是蜿蜒形 式向遠(yuǎn)離所述串行導(dǎo)體延伸。
全文摘要
本發(fā)明是一種寬帶天線，包含基板、耦合部、串行導(dǎo)體、接地導(dǎo)體及接地面；該耦合部包括有第一耦合部與第二耦合部，該串行導(dǎo)體及該接地導(dǎo)體連接于該第二耦合部的端部，其中該串行導(dǎo)體并沿遠(yuǎn)離第二耦合部的方向延伸；該接地面連接于該接地導(dǎo)體的另一端部。本發(fā)明利用該耦合部及該接地導(dǎo)體微調(diào)輸入阻抗，達(dá)成阻抗匹配的目的，并透過串行導(dǎo)體的多階共振電路，用來提高阻抗帶寬。
文檔編號H01Q1/38GK101420062SQ20071016689
公開日2009年4月29日 申請日期2007年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者張耀元, 蕭富仁, 蕭智仁, 邱宗文, 陳文祥 申請人:連展科技電子(昆山)有限公司