專利名稱：雙頻雙偶極天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種天線，更特別有關(guān)一種用于無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)系統(tǒng)的雙頻雙偶極天線。
一般適于諸如筆記本電腦的無線傳輸產(chǎn)品的常用天線大體上分為兩種，其中一類為倒F形平板天線(PIFA)，而另一類為雙頻雙偶極天線。此兩類都能夠產(chǎn)生1/4波長共振的操作模態(tài)。舉例而言，1999年7月20日頒于Korisch的美國專利第5,926,139號揭示一使用于無線收發(fā)機裝置的平板天線，其具有第一與第二表面、一第一層，位于該第一表面上、一單位的(unitary)第二層，位于該第二表面上，具有作為倒F形平板天線(PIFA)的兩輻射部份與結(jié)合該輻射部份的一連接部份、一接地針、以及一饋入針。然而，該接地針必須延伸穿過該基板并于結(jié)構(gòu)上使該第一層與該第二層的該連接部份互相連結(jié)，且因而可發(fā)現(xiàn)該天線的制造相當困難與復(fù)雜的。此外，此類倒F形平板天線典型上具有一窄的頻寬，以致于其使用上受到不利地限制。雖然雙偶極天線具有相對上較大的頻寬，然而卻需要一相當寬廣的接地面用以達成預(yù)期的輻射效率。因為在一筆記本電腦里所提供用以配置一天線的空間相對上是較為細長的，所以該雙偶極天線在使用上也受到限制。
再者，常用天線最多僅能夠在一單頻帶下操作，諸如1999年12月28日頒予Wu的美國專利第6,008,774號標題名稱為“用于無線數(shù)據(jù)通訊之印刷天線構(gòu)造(Printed antenna structure for wireless datacommunications)”，其揭示一種印刷天線，包含一印刷電路板、一鉤狀輻射金屬線，印制于該印刷電路板的上表面、一饋入點，連接于該鉤狀輻射金屬線上、以及一接地面，印制于該印刷電路板的下表面。然而，此天線僅可在用于WLAN操作的2.4GHz頻帶下使用。因此，可以預(yù)期的是，隨著市場的成長，僅能在單一頻帶下操作的天線的性能與市場競爭力將是不夠的。所以，發(fā)展適用于雙頻帶的天線將是相關(guān)電子產(chǎn)品的主流趨勢。
因此，有必要提供一雙頻雙偶極天線，能夠在雙頻帶(諸如2.4與5.2GHz頻帶)下操作，且具有一細長的外形，其適于諸如筆記本電腦的通訊產(chǎn)品以便達成隱藏該天線與維持該產(chǎn)品外形美觀的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一雙頻雙偶極天線，能夠在用于WLAN操作的雙頻帶下使用。
本發(fā)明的次要目的在于提供一雙頻雙偶極天線，其具有一細長的外形，特別適合于諸如筆記本電腦的通訊產(chǎn)品。
為達到上述目的，本發(fā)明提供一雙頻雙偶極天線，其適于配置在一介質(zhì)基板上，且包含兩大體上矩形的輻射金屬片與一同軸傳輸線。該大體上矩形的輻射金屬片相對于該介質(zhì)基板的中心線對稱地配置于該介質(zhì)基板兩邊，其中每一輻射金屬線另具有一饋入點與一狹縫。一饋入點配置相對于另一饋入點，且該狹縫從該大體上矩形的輻射金屬片的一邊緣朝該饋入點的方向延伸至其內(nèi)部，以致于在該大體上矩形的輻射金屬片上形成一較長路徑與一較短路徑。該同軸傳輸線具有一中心導(dǎo)線與一外層接地導(dǎo)體，其分別相連于該饋入點。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，該較長路徑是用以產(chǎn)生該雙頻雙偶極天線的一第一(低頻)操作模態(tài)，且該較短路徑用以產(chǎn)生其一第二(高頻)操作模態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的再一特征，該較長路徑的長度可選擇為接近該第一操作模態(tài)的中心頻率的1/4波長，且該較短路徑的長度可選擇為接近該第二操作模態(tài)的中心頻率的1/4波長。
根據(jù)本發(fā)明的又一特征，該第一操作模態(tài)的中心頻率約為2.4GHz。
根據(jù)本發(fā)明的又一特征，該第二操作模態(tài)的中心頻率約為5.2GHz。
1雙頻雙偶極天線5介質(zhì)基板12第一(低頻)操作模態(tài) 14第二(高頻)操作模態(tài)20矩形輻射金屬片 22饋入點24倒L形狹縫 30矩形輻射金屬片32饋入點 34倒L形狹縫40同軸傳輸線 42中心導(dǎo)線44外層接地導(dǎo)體60輻射金屬片64狹縫70輻射金屬片74狹縫80輻射金屬片
84狹縫 90輻射金屬片94狹縫 242較長路徑244較短路徑245第一部份247第二部份342較長路徑344較短路徑345第一部份347第二部份642較長路徑644較短路徑645第一部份742較長路徑744較短路徑745第一部份842較長路徑844較短路徑942較長路徑944較短路徑參考

圖1，其顯示根據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的一雙頻雙偶極天線1的俯視圖。該雙頻雙偶極天線1包括兩大體上矩形的輻射金屬片20，30與一同軸傳輸線40。該矩形輻射金屬片20，30具有在其上的相對應(yīng)的饋入點22，32與倒L形狹縫24，34。該同軸傳輸線40具有一中心導(dǎo)線42與一外層接地導(dǎo)體44。該倒L形狹縫24，34另包括相對應(yīng)的第一部份245，345與第二部份247，347。圖2為配置在一介質(zhì)基板5上的該雙頻雙偶極天線1的俯視圖。更詳細而言，該輻射金屬片20，30分別并對稱地置于該介質(zhì)基板5的兩相對邊上，借此形成該天線1的兩臂，且通過印刷或蝕刻的技術(shù)配置于其上。根據(jù)本發(fā)明，該介質(zhì)基板5以BT(bismaleimide-triazine)樹脂或FR4(玻璃纖維強化環(huán)氧樹脂；fiberglass reinforced epoxy resin)制成的印刷電路板，也可以聚醯亞胺(polyimide)制成的可撓性薄片基板(flexible film substrate)。
該饋入點22，32是分別配置于該輻射金屬片20，30上用以傳遞信號。該倒L形狹縫24，34分別從輻射金屬片20，30的一邊緣朝該饋入點22，32的方向延伸至其內(nèi)部，以致于分別在該輻射金屬片20，30上形成較長路徑242，342與較短路徑244，344。該較長路徑242，342用以產(chǎn)生該天線1的一第一(低頻)操作模態(tài)，且較短路徑244，344用以產(chǎn)生該天線1的一第二(高頻)操作模態(tài)，其中該較長路徑242，342的長度選擇為接近該第一(低頻)操作模態(tài)的中心頻率的1/4波長，且較短路徑244，344的長度選擇為接近該第二(高頻)操作模態(tài)的中心頻率的1/4波長。該中心導(dǎo)線42與外層接地導(dǎo)體44分別連接于該饋入點22，32。
圖3為圖2中該天線1的返回損失量測結(jié)果。該量測結(jié)果在該條件下獲得的介質(zhì)基板5為一玻璃纖維基板具有46mm的長度、5mm的寬度、以及0.4mm的厚度；該兩輻射金屬片20，30長度約為21mm以及寬度約為3mm，且印制在該玻璃纖維基板5上；該倒L形狹縫24，34從該輻射金屬片20，30的一邊緣，也就是在距該饋入點22，32大約10mm的點，朝該饋入點22，32延伸至其內(nèi)部。因此，該第一(低頻)操作模態(tài)12的中心頻率約為2.45GHz，且該第二(高頻)操作模態(tài)14的中心頻率約為5.25GHz。再者，在電壓駐波比(VSWR)小于2的定義下，該第一(低頻)操作模態(tài)12與第二(高頻)操作模態(tài)14的頻寬可含蓋用于WLAN操作的該2.4GHz(2.4-2.484GHz)與5.2GHz(5.15-5.35GHz)頻帶的頻寬。此外，此實施例的天線1寬度僅有5mm，且因此非常適合于僅具有細長的空間以容納一天線的筆記本電腦。
圖4為在2.4GHz頻帶(第一操作模態(tài))下該天線1的天線增益量測結(jié)果。在此結(jié)果下，該第一操作模態(tài)的天線增益大約在2.3dBi至2.5dBi之間，適合用于在2.4GHz的WLAN頻帶的應(yīng)用。
圖5為在5.2GHz頻帶(第二操作模態(tài))下該天線1的天線增益量測結(jié)果。在此結(jié)果下，該第二操作模態(tài)的天線增益大約在2.7dBi至3.2dBi之間，亦適合用于在5.2GHz的WLAN頻帶的應(yīng)用。
圖6a與圖6b顯示根據(jù)本發(fā)明的輻射金屬片60，70，80，90的其它實施例的俯視圖。這些輻射金屬片60，70，80，90相似于圖2所示的輻射金屬片20，30，且相似或?qū)?yīng)的組件以同一圖號標示。如圖6a所示，第一部份645，745的寬度可選擇性地調(diào)整，以致于可得到用于各種不同應(yīng)用的第一(低頻)與第二(高頻)操作模態(tài)的預(yù)期中心頻率。舉例而言，該第一部份645，745的寬度可分別朝向該饋入點22，32的方向增加以減低該較短路徑644，744的長度，以便于分別降低該第二(高頻)操作模態(tài)的中心頻率。此外，圖6b所示的該I形狹縫84，94可代替圖2中前述的倒L形狹縫24，34，且該配置將產(chǎn)生與圖2大體上相同的效能。該較長路徑642，742，842，942以及該較短路徑644，744，844，944分別通過該狹縫64，74，84，94形成在該輻射金屬片60，70，80，90上，其中前者用以產(chǎn)生該天線1的第一(低頻)操作模態(tài)且后者用以產(chǎn)生該天線1的第二(高頻)操作模態(tài)。相似地，圖2中該倒L形狹縫24，34配置的位置可相對該輻射金屬片20，30縱向移動以便于可同時改變該第一(低頻)與第二(高頻)操作模態(tài)的兩中心頻率。再者，該輻射金屬片20，30的長度可相對該倒L形狹縫24，34向外延伸以便于降低該第一(低頻)的中心頻率。
因此，為獲得第一(低頻)操作模態(tài)中心頻率與第二(高頻)操作模態(tài)中心頻率的不同比例的雙頻操作，可修改諸如圖2所示的該倒L形狹縫24，34或輻射金屬片20，30的組件，借此可設(shè)計適于2.4/5.2GHz雙頻WLAN操作的雙頻天線。此外，該兩共振頻率(第一與第二操作模態(tài)的中心頻率)不需要以額外的匹配電路加裝于該天線1便可獲得良好的阻抗匹配。
權(quán)利要求
1.一種雙頻雙偶極天線，適于配置在一介質(zhì)基板上，其特征在于，該天線包括兩大體上矩形的輻射金屬片，相對該介質(zhì)基板的中心線對稱地配置在該介質(zhì)基板的兩邊上，借此形成該雙頻雙偶及天線的兩臂，其中每一大體上矩形的輻射金屬片另具有一饋入點，配置于相對另一饋入點用以傳送信號；以及一狹縫，從該大體上矩形的輻射金屬片的一邊緣朝該饋入點方向延伸至其內(nèi)部，以致于在該大體上矩形的輻射金屬片上形成一較長路徑與一較短路徑，其中該較長路徑用以產(chǎn)生該雙頻雙偶極天線的一第一(低頻)操作模態(tài)，且該較短路徑用以產(chǎn)生該雙頻雙偶極天線的一第二(高頻)操作模態(tài)；以及一同軸傳輸線，具有一中心導(dǎo)線與一外層接地導(dǎo)體，分別連接于該饋入點。
2.如權(quán)利要求1所述的雙頻雙偶極天線，其特征在于，每一較長路徑的長度可選擇為該第一操作模態(tài)的一中心頻率的1/4波長，且每一較短路徑的長度可選擇為該第二操作模態(tài)的一中心頻率的1/4波長。
3.如權(quán)利要求1所述的雙頻雙偶極天線，其特征在于，該第一操作模態(tài)的中心頻率為2.4GHz。
4.如權(quán)利要求1所述的雙頻雙偶極天線，其特征在于，該第二操作模態(tài)的中心頻率為5.2GHz。
5.如權(quán)利要求1所述的雙頻雙偶極天線，其特征在于，該大體上矩形的輻射金屬片印制在該介質(zhì)基板上。
6.如權(quán)利要求1所述的雙頻雙偶極天線，其特征在于，該大體上矩形的輻射金屬片蝕刻在該介質(zhì)基板上。
7.如權(quán)利要求1所述的雙頻雙偶極天線，其特征在于，該狹縫具有接近倒L的形狀。
8.如權(quán)利要求1所述的雙頻雙偶極天線，其特征在于，該狹縫具有接近一“1”字母的形狀。
全文摘要
一種雙頻雙偶極天線，其適于配置在一介質(zhì)基板上，包含兩大體上矩形的輻射金屬片與一同軸傳輸線。該大體上矩形的輻射金屬片相對該基板的中心線對稱地配置于該基板的兩邊，其中每一輻射金屬片另具有一饋入點與一狹縫。一饋入點配置相對于另一饋入點，且該狹縫從該大體上矩形的輻射金屬片的一邊緣朝該饋入點的方向延伸至其內(nèi)部，以致于在該大體上矩形的輻射金屬片上形成一較長路徑與一較短路徑，其中該較長路徑用以產(chǎn)生該雙頻雙偶極天線的一第一(低頻)操作模態(tài)，且該較短路徑用以產(chǎn)生其一第二(高頻)操作模態(tài)。該同軸傳輸線具有一中心導(dǎo)線與一外層接地導(dǎo)體，其分別連接至該饋入點。
文檔編號H01Q1/27GK1479410SQ0214227
公開日2004年3月3日 申請日期2002年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者方啟印, 蘇志銘, 邱宗文, 翁金輅 申請人:智邦科技股份有限公司