天線結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種天線結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種自調(diào)整匹配阻抗且薄型化的天線結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著數(shù)字化生活的到來(lái)，許多國(guó)家已全面地將電視信號(hào)數(shù)字化，不僅能更有效地利用通信頻道資源，而且有助于提升收視畫(huà)面的質(zhì)量。其中，用來(lái)接收一由無(wú)線電視臺(tái)所發(fā)出一數(shù)字電波的天線裝置是作為影音裝置與傳播環(huán)境的重要中介組件，不但肩負(fù)著電信號(hào)與電磁場(chǎng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換，還必須利用自身的天線結(jié)構(gòu)來(lái)產(chǎn)生合適的輻射場(chǎng)型，以降低特定帶寬的電磁波的衰減損失率，從而提高接收信號(hào)的信號(hào)噪聲比(Signal-to-Noise Rat1，SNR) ο
[0003]圖1是一種現(xiàn)有用于接收數(shù)字電視信號(hào)的天線結(jié)構(gòu)710，是覆設(shè)于一塊略呈矩形且具有一條軸線L的介質(zhì)基板720上，并包括兩個(gè)分別鏡像地對(duì)稱于該軸線L的耦合輻射部711，及一個(gè)由所述耦合輻射部711圍繞形成，且略呈三角形的透空部712。該天線結(jié)構(gòu)710雖然可以通過(guò)所述耦合輻射部711所產(chǎn)生的等效電容及電感，以形成慢波效果，而讓整體結(jié)構(gòu)得以小型化，且得以免除巴倫(Balun)電路的設(shè)置。但是，所述耦合輻射部711所占該天線結(jié)構(gòu)710的面積比明顯地過(guò)大，因而需要較多的金屬材料，使得制造成本提高；同時(shí)根據(jù)圖5中的虛線所表示出該天線結(jié)構(gòu)710的信號(hào)衰減率，在目前所常用的數(shù)字電視頻段一470MHz至700MHz—內(nèi)的信號(hào)表現(xiàn)還有待進(jìn)一步提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能有效降低制造成本，同時(shí)提升數(shù)字電視信號(hào)接收效能的天線結(jié)構(gòu)。
[0005]本實(shí)用新型天線結(jié)構(gòu)，覆設(shè)于一塊具有一條軸線的介質(zhì)基板上，且包含一個(gè)第一輻射體，及一個(gè)與該第一輻射體鏡像地對(duì)稱于該軸線的第二輻射體。
[0006]該第一輻射體是位于該軸線一側(cè)，并由至少五個(gè)呈凸四邊形的金屬片相鄰接，以形成一個(gè)具有一個(gè)缺口的環(huán)狀外形，且包括一個(gè)高頻輻射部、一個(gè)低頻輻射部，及一個(gè)介于該高、低頻輻射部之間的饋入部。
[0007]較佳地，每一個(gè)金屬片具有一個(gè)內(nèi)繞邊、一個(gè)外繞邊，及連接該內(nèi)、外繞邊的兩個(gè)連接邊;所述內(nèi)繞邊與該缺口共同圍繞出一個(gè)透空部;相鄰的兩個(gè)金屬片彼此鄰接的連接邊長(zhǎng)度相等，而能相互拼接，且所述金屬片的內(nèi)繞邊所夾的角度為鈍角。
[0008]較佳地，該饋入部是形成于其中一個(gè)金屬片，且該金屬片的外繞邊平行于該軸線。
[0009]較佳地，該饋入部具有一個(gè)饋入點(diǎn)。
[0010]較佳地，該高頻輻射部具有一個(gè)高頻末端，該低頻輻射部具有一個(gè)低頻末端;該高頻末端與該低頻末端皆平行于該軸線，且彼此間隔該缺口。
[0011]較佳地，該第一、二輻射體的高頻輻射部相配合，而能用于接收一個(gè)高頻操作頻帶;每一個(gè)福射體中，該高頻末端至該饋入點(diǎn)的有效電流路徑接近該高頻操作頻帶的中心頻率的四分之一個(gè)波長(zhǎng)。
[0012]較佳地，該高頻操作頻帶涵蓋400MHz至800MHz的頻域。
[0013]較佳地，該第一、二輻射體的低頻輻射部相配合，而能用于接收一個(gè)低頻操作頻帶;每一個(gè)福射體中，該低頻末端至該饋入點(diǎn)的有效電流路徑接近該低頻操作頻帶的中心頻率的四分之一個(gè)波長(zhǎng)。
[0014]較佳地，該低頻操作頻帶涵蓋150MHz至250MHz的頻域。
[0015]較佳地，該高頻末端與該低頻末端的長(zhǎng)度介于30公厘至55公厘之間。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果在于:借由所述獨(dú)具設(shè)計(jì)巧思的金屬片進(jìn)行阻抗匹配，不僅能屏除巴倫電路的設(shè)置，而且有效地減少接收輻射部的覆設(shè)面積，以降低制造成本，同時(shí)還能提升數(shù)字電視信號(hào)的接收效能。
【附圖說(shuō)明】

[0017]本實(shí)用新型的其他特征及功效，將于參照?qǐng)D式的實(shí)施方式中清楚地呈現(xiàn)，其中:
[0018]圖1是一個(gè)示意圖，說(shuō)明一個(gè)覆設(shè)于一塊介質(zhì)基板的現(xiàn)有天線結(jié)構(gòu)；
[0019]圖2是一個(gè)示意圖，說(shuō)明本實(shí)用新型天線結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例，且該實(shí)施例覆設(shè)于一塊介質(zhì)基板；
[0020]圖3是一個(gè)局部示意圖，說(shuō)明該實(shí)施例中的一個(gè)第二輻射體是由多個(gè)金屬片鄰接構(gòu)成；
[0021]圖4是一個(gè)示意圖，說(shuō)明調(diào)整該實(shí)施例中的所述金屬片的各邊長(zhǎng)度，以得到另外一種天線結(jié)構(gòu)的實(shí)施態(tài)樣；
[0022]圖5是一個(gè)天線增益比較圖，比較該現(xiàn)有天線與該實(shí)施例在47MHz至700MHz之間頻段的信號(hào)衰減率。
【具體實(shí)施方式】
[0023]參閱圖2，本實(shí)用新型天線結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例是覆設(shè)于一塊具有一條軸線L的介質(zhì)基板600上。其中，該介質(zhì)基板600能采用塑料，或是玻璃纖維等絕緣材料制成，而能在其上涂布如銀、銅等金屬導(dǎo)體。同時(shí)，該介質(zhì)基板600能依照使用者需求，增添?yè)锨匦曰蛏?，以增加整體運(yùn)用彈性。
[0024]參閱圖2，該實(shí)施例包含一個(gè)位于該軸線L 一側(cè)的第一輻射體100，及一個(gè)與該第一輻射體100鏡像地對(duì)稱于該軸線L的第二輻射體200。因此，該第二輻射體200所具有的組件均與該第一輻射體100相同，所以對(duì)于后續(xù)的說(shuō)明內(nèi)容及圖式，該第一、二輻射體100、200中相同的組件是采用相同編號(hào)進(jìn)行描述。
[0025]參閱圖2，該第一輻射體100包括一個(gè)高頻輻射部110、一個(gè)低頻輻射部120，及一個(gè)介于該高、低頻輻射部110、120之間的饋入部130。其中，該高頻輻射部110具有一個(gè)高頻末端111;該低頻輻射部120具有一個(gè)低頻末端121;該饋入部130具有一個(gè)饋入點(diǎn)131。而且，該高頻末端111與該低頻末端121皆平行于該軸線L，且彼此間隔一個(gè)缺口 400，使得該第一輻射體100略呈C字形。
[0026]由于本實(shí)用新型天線結(jié)構(gòu)可以視為由多個(gè)呈凸四邊形的金屬片相鄰接而成，并且為了要能屏除一般偶極天線(Dipole Antenna)所必須安裝的巴倫(Balun)電路，就必須根據(jù)每一個(gè)金屬片的阻抗進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得該天線結(jié)構(gòu)在接收信號(hào)而產(chǎn)生的高頻電流，流向連接于所述饋入點(diǎn)131的一個(gè)同軸電纜屏蔽層(圖未示)時(shí)，能夠受到所述金屬片的阻抗抑制，以避免該高頻電流影響到天線的輻射場(chǎng)型。因此，整體天線結(jié)構(gòu)布局必須要注意的細(xì)節(jié)，例如所述金屬片的材料、幾何尺寸，以及各金屬片之間的配置等，就顯得格外重要。
[0027]因此，將更進(jìn)一步說(shuō)明該實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)。
[0028]參閱圖3，為該實(shí)施例中的第二輻射體200，并且根據(jù)其形狀上的轉(zhuǎn)折角點(diǎn)，將其劃分成六個(gè)呈凸四邊形的金屬片，而分別給予310、320、…至360的組件編號(hào)。同時(shí)，對(duì)應(yīng)于圖2中該第一輻射體100的組件編號(hào)，所述金屬片310、320是構(gòu)成該高頻輻射部110;該金屬片330單一個(gè)構(gòu)成該饋入部130，并且該饋入點(diǎn)131是設(shè)置于其上;所述金屬片340、350、360則是構(gòu)成該低頻輻射部120。要說(shuō)明的是，該實(shí)施例雖然是以六個(gè)金屬片為實(shí)施態(tài)樣，但不應(yīng)以此為限，也能為六個(gè)以上或是五個(gè)金屬片進(jìn)行連接組合。只是愈多個(gè)金屬片，表示需要考慮的長(zhǎng)度及外形參數(shù)也愈多，造成天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的復(fù)雜度提高。此外，雖然可以將形成該低頻輻射部120的三個(gè)金屬片340、350、360簡(jiǎn)化為兩個(gè)，而僅共需五個(gè)金屬片，但是由實(shí)驗(yàn)得知，如此的配置會(huì)對(duì)低頻信號(hào)的接收造成不利的影響。因此，以六個(gè)金屬片來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并組合成每一個(gè)輻射體是較佳的做法。
[0029]另外，如圖2與圖3所示，定義每一個(gè)金屬片310?360的四個(gè)邊，以該金屬片310為例，該金屬片310具有一個(gè)內(nèi)繞邊311、一個(gè)外繞邊312，及連接該內(nèi)、外繞邊311、312的兩個(gè)連接邊313;其余金屬片320?360均以此類(lèi)推。如此一來(lái)，所述內(nèi)繞邊311?361與該缺口 400共同圍繞出一個(gè)透空部500 ；并且，在該實(shí)施例中，相鄰的兩個(gè)內(nèi)繞邊所夾的角度均為鈍角，使得該透空部500略呈橢圓形，這不僅能讓該第一、二輻射體100、200有更大的展開(kāi)輻長(zhǎng)，而且能減少電荷累積于相鄰兩個(gè)內(nèi)繞邊的轉(zhuǎn)折處。此外，該饋入部130是形成于該金屬片330，且該金屬片330的外繞邊332平行于該軸線L。
[0030]要說(shuō)明的是，所述金屬片310?360的邊長(zhǎng)、外形都與其材質(zhì)及所設(shè)定的阻抗大小相關(guān)，因此都有一個(gè)定的范圍界定。并且，相鄰的兩個(gè)金屬片彼此鄰接的連接邊313?363長(zhǎng)度相等，才能相互拼接。另外，未與其它連接邊相連接的其中一個(gè)連接邊313為該高頻末端111;而同樣未與其它連接邊相連接的其中一個(gè)連接邊363為該低頻末端121。值得一提的是，經(jīng)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果能歸納出，該高、低頻末端111、121的長(zhǎng)度會(huì)大大地影響著接收信號(hào)質(zhì)量，尤其是對(duì)于甚高頻(Very High Frequency，VHF)頻段的接收效能更為顯著。并且，其長(zhǎng)度與接收效能有著正相關(guān)性，因此不宜過(guò)短，應(yīng)至少有30公厘;而最大長(zhǎng)度則相關(guān)于整體天線尺寸，就該實(shí)施例而言，該高、低頻末端111、121的長(zhǎng)度最多為55公厘。
[0031]其它邊長(zhǎng)尺寸范圍如下:
[0032]該內(nèi)繞邊311介于80公厘至120公厘之間；該外繞邊312介于70公厘至110公厘之間；該金屬片310與該金屬片320相連接的連接邊313(323)介于20公厘至30公厘之間；該內(nèi)繞邊321介于60公厘至90公厘之間；該外繞邊322介于75公厘至115公厘之間；該金屬片320與該金屬片330相連接的連接邊323(333)介于15公厘至25公厘之間；該內(nèi)繞邊331介于50公厘至80公厘之間；該外繞邊332介于70公厘至120公厘之間；該金屬片330與該金屬片340相連接的連接邊333(343)介于15公厘至25公厘之間；該內(nèi)繞邊341介于45公厘至75公厘之間；該外繞邊342介于50公厘至80公厘之間；該金屬片340與該金屬片350相連接的連接邊343(353)介于10公厘至15公厘之間；該內(nèi)繞邊351介于50公厘至75公厘之間；該外繞邊352介于60公厘至90公厘之間；該金屬片350與該金屬片360相連接的連接邊353(363)介于15公厘至25公厘之間；該內(nèi)繞邊361介于50公厘至75公厘之間；該外繞邊362介于30公厘至60公厘之間。
[0033]此外，根據(jù)偶極天線的設(shè)計(jì)概念，當(dāng)兩個(gè)單極天線所展開(kāi)的角度愈大，其相對(duì)低頻一如VHF—的信號(hào)接收率愈好;但對(duì)于相對(duì)高頻一如11冊(cè)(1111:作High Frequency，特高頻)一的信號(hào)接收率愈差，而夾角約在90度附近對(duì)于兩頻段而言是為較佳的平衡點(diǎn)。因此，該第一、二輻射體100、200的外繞邊342彼此所夾的角度介于80度至120度之間，以獲得較佳的低頻接收效能;該第一、二輻射體100、200的外繞邊322彼此所夾的角度介于50度至100度之間，以獲得較佳的高頻接收效能。另外，該第一、二輻射體100、200的外繞邊332彼此間隔5公厘至15公厘之間。
[0034]要說(shuō)明的是，隨著所述金屬片310?360的材料電導(dǎo)率(Electric Conductivity)提高，雖然單位成本較高，但是能產(chǎn)生較低的阻抗，而讓所述金屬片310?360的面積縮小，減少制造材料的使用量。因此，若是要考慮到制造成本的降低，就必須全面地衡量成本及效益。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)圖2的實(shí)施例而言，是以電導(dǎo)率(Electric Conductivity)最高的銀進(jìn)行制程，不過(guò)不應(yīng)以此為限，也能混雜其它金屬，以降低單位成本。但是，對(duì)應(yīng)其所產(chǎn)生的阻抗進(jìn)行匹配，可能會(huì)設(shè)計(jì)出如圖4所示的另一種實(shí)施態(tài)樣。
[0035]借此，該第一、二輻射體100、200的高頻輻射部110相配合，且由每一個(gè)高頻末端111至與其電導(dǎo)通的該饋入點(diǎn)131的有效電流路徑接近125公厘。因此，根據(jù)天線設(shè)計(jì)原理，所述高頻輻射部110足以接收一個(gè)涵蓋400MHz至800MHz頻域的高頻操作頻帶。另外，該第一、二福射體100、200的低頻福射部120相配合，且由每一個(gè)低頻末端121至與其電導(dǎo)通的該饋入點(diǎn)131的有效電流路徑接近375公厘。因此，所述低頻輻射部120足以接收一個(gè)涵蓋150MHz至250MHz頻域的低頻操作頻帶。
[0036]經(jīng)由實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本實(shí)用新型天線結(jié)構(gòu)在接收47MHz至700MHz之間頻段的信號(hào)衰減率如圖5的實(shí)線所示，并與該現(xiàn)有天線一以虛線表示一進(jìn)行比較。其中，在470MHz至600MHz的常用數(shù)字電視頻段中，本實(shí)用新型的信號(hào)衰減率表現(xiàn)的確有所提升，意即可獲得更佳的收訊質(zhì)量。并且，本實(shí)用新型在174MHz至230MHz之間屬于甚高頻頻段的信號(hào)衰減率同樣有所改善，因此也適于接收如廣播電臺(tái)或無(wú)線電頻道等短途傳送媒體的信號(hào)。
[0037]綜上所述，本實(shí)用新型天線結(jié)構(gòu)借由獨(dú)具設(shè)計(jì)巧思的金屬片310?360進(jìn)行阻抗匹配，不僅能免去巴倫電路的設(shè)置，同時(shí)還能有效地縮減接收輻射部的覆設(shè)面積，以降低制造成本。另外，根據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該天線結(jié)構(gòu)不僅能提升數(shù)字電視信號(hào)的接收效能，同時(shí)也適于接收如廣播電臺(tái)或無(wú)線電頻道等短途傳送媒體的信號(hào)，所以確實(shí)能達(dá)成本實(shí)用新型的目的。
[0038]以上所述者，僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，即凡依本實(shí)用新型權(quán)利要求書(shū)及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆仍屬本實(shí)用新型的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種天線結(jié)構(gòu)，覆設(shè)于一塊具有一條軸線的介質(zhì)基板上，并包含一個(gè)第一輻射體，及一個(gè)與該第一輻射體鏡像地對(duì)稱于該軸線的第二輻射體;其特征在于: 該第一輻射體是位于該軸線一側(cè)，并由至少五個(gè)呈凸四邊形的金屬片相鄰接，以形成一個(gè)具有一個(gè)缺口的環(huán)狀外形，且包括一個(gè)高頻輻射部、一個(gè)低頻輻射部，及一個(gè)介于該高、低頻輻射部之間的饋入部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于:每一個(gè)金屬片具有一個(gè)內(nèi)繞邊、一個(gè)外繞邊，及連接該內(nèi)、外繞邊的兩個(gè)連接邊;所述內(nèi)繞邊與該缺口共同圍繞出一個(gè)透空部；相鄰的兩個(gè)金屬片彼此鄰接的連接邊長(zhǎng)度相等，而能相互拼接，且所述金屬片的內(nèi)繞邊所夾的角度為鈍角。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于:該饋入部是形成于其中一個(gè)金屬片，且該金屬片的外繞邊平行于該軸線。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于:該饋入部具有一個(gè)饋入點(diǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于:該高頻輻射部具有一個(gè)高頻末端，該低頻輻射部具有一個(gè)低頻末端;該高頻末端與該低頻末端皆平行于該軸線，且彼此間隔該缺口。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于:該第一、二輻射體的高頻輻射部相配合，而能用于接收一個(gè)高頻操作頻帶;每一個(gè)福射體中，該高頻末端至該饋入點(diǎn)的有效電流路徑接近該高頻操作頻帶的中心頻率的四分之一個(gè)波長(zhǎng)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于:該高頻操作頻帶涵蓋400MHz至800MHz的頻域。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于:該第一、二輻射體的低頻輻射部相配合，而能用于接收一個(gè)低頻操作頻帶;每一個(gè)輻射體中，該低頻末端至該饋入點(diǎn)的有效電流路徑接近該低頻操作頻帶的中心頻率的四分之一個(gè)波長(zhǎng)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于:該低頻操作頻帶涵蓋150MHz至250MHz的頻域。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于:該高頻末端與該低頻末端的長(zhǎng)度介于30公厘至55公厘之間。
【專(zhuān)利摘要】一種天線結(jié)構(gòu)，覆設(shè)于一塊具有一條軸線的介質(zhì)基板上，且包含一個(gè)位于該軸線一側(cè)的第一輻射體，及一個(gè)與該第一輻射體鏡像地對(duì)稱于該軸線的第二輻射體。該第一輻射體是由至少五個(gè)呈凸四邊形的金屬片相鄰接，以形成一個(gè)具有一個(gè)缺口的環(huán)狀外形，且包括一個(gè)高頻輻射部、一個(gè)低頻輻射部，及一個(gè)介于該高、低頻輻射部之間的饋入部。借由所述獨(dú)具設(shè)計(jì)巧思的金屬片進(jìn)行阻抗匹配，不僅能屏除巴倫電路的設(shè)置，而且有效地減少接收輻射部的覆設(shè)面積，以降低制造成本。此外，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，還能提升數(shù)字電視信號(hào)的接收效能。
【IPC分類(lèi)】H01Q1/36, H01Q1/38
【公開(kāi)號(hào)】CN205385106
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620107814
【發(fā)明人】蔡坤成
【申請(qǐng)人】大通電子股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年7月13日
【申請(qǐng)日】2016年2月3日