專利名稱：變頻天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種雙頻天線，尤指一種由共平面的矩形環(huán)及貼片所組成的雙頻天線。
背景技術(shù)：
無線區(qū)域網(wǎng)路(wireless LAN)設(shè)備，例如無線區(qū)域網(wǎng)路卡以及無線區(qū)域網(wǎng)路存取點(diǎn)(AP)，可簡(jiǎn)化網(wǎng)路硬件架構(gòu)的設(shè)定，并提供充裕的資料傳輸頻寬。目前無線區(qū)域網(wǎng)路的規(guī)格可區(qū)分咸三種，分別為IEEE 802.11a、IEEE802.11b、及IEEE 802.11g，其工作頻率分別為2.4GHz(2400-2484MHz)、5.2GHz(5150-5350MHz)、及2.4GHz，而其頻寬分別為11M、54M，及54M位元組(Byte)。因此，為了同時(shí)提供多種資料傳輸?shù)哪芰?，則無線區(qū)域網(wǎng)路設(shè)備需組設(shè)雙頻天線，以確保無線區(qū)域網(wǎng)路設(shè)備可切換于二種工作模式，并分別工作在2.4GHz以及5.2GHz的上作頻率。
此外，為了達(dá)到無線區(qū)域網(wǎng)路設(shè)備小型化的目的，較佳地采用微帶天線(mircrostrip antenna)以作為無線區(qū)域網(wǎng)路設(shè)備的天線。然而，目前并無較佳的微帶天線可作為無線區(qū)域網(wǎng)路設(shè)備所需天線的解決方案，因此，使用者對(duì)于可雙頻工作的微帶天線存在具體的需求。本發(fā)明人秉持研究創(chuàng)新的精神，設(shè)計(jì)出一種新的雙頻天線，可作為無線區(qū)域網(wǎng)路設(shè)備的天線，以滿足使用者的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙頻天線，其具有較小的電路面積并可接收雙頻訊號(hào)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的雙頻天線，包括
一矩形環(huán)，其中心為一中空；一貼片，置于該矩形環(huán)的該中空處；以及一饋入線，該饋入線可激發(fā)該矩形環(huán)以形成一矩形環(huán)狀天線，該饋入線可激發(fā)該貼片以形成一貼片天線；其中，該矩形環(huán)、該貼片、及該饋入線為共平面，該雙頻天線可作為一無線區(qū)域網(wǎng)路設(shè)備所需的天線。
其中該雙頻天線置于FR4材質(zhì)的電路板。
其中該無線區(qū)域網(wǎng)路設(shè)備至少符合IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、及IEEE 802.11g的其中之二的規(guī)范。
其中該矩形環(huán)還具有一組延伸的斜邊，該貼片還具有一組去除的斜邊。
其中該雙頻天線置于一雙層基板上。
其中該雙層基板由FR4材質(zhì)層及空氣層所組成。


圖1為本發(fā)明雙頻天線的第一實(shí)施例的示意圖。
圖2為本發(fā)明雙頻天線的第一實(shí)施例的反射損耗波形圖。
圖3為本發(fā)明雙頻天線的第二實(shí)施例的示意圖。
圖4為本發(fā)明雙頻天線的第三實(shí)施例的示意圖。
圖5為本發(fā)明雙頻天線的第三實(shí)施例的剖面圖。
圖6為本發(fā)明雙頻天線的第三實(shí)施例的低頻增益圖。
圖7為本發(fā)明雙頻天線的第三實(shí)施例的高頻增益圖。
具體實(shí)施例方式
矩形環(huán)狀(square ring)天線以及貼片(patch)天線是二種常見的天線，但目前并無任何文獻(xiàn)有報(bào)道二者予以結(jié)合的資訊，故本發(fā)明雙頻天線將矩形環(huán)狀天線以及貼片天線予以結(jié)合而使本發(fā)明雙頻天線具有較小的電路面積，并可接收雙頻(低頻及高頻)訊號(hào)，以滿足使用者對(duì)于雙頻天線的需求。此外，在其中之一下述本發(fā)明實(shí)施例的說明中將公開一種雙層基板的雙頻天線以提供較佳的增益。
第一實(shí)施例如圖1所示，在本實(shí)施例中，本發(fā)明的雙頻天線10包括矩形環(huán)12、貼片14、及饋入線(feed line)16，其中，矩形環(huán)12、貼片14、及饋入線16彼此不產(chǎn)生電性連結(jié)，矩形環(huán)12、貼片14、及饋入線16置于單層基板上表面，此單層基板的介電系數(shù)c較佳為4.4。饋入線16由訊號(hào)耦合的方式分別予以激發(fā)矩形環(huán)12及貼片14以形成矩形環(huán)狀天線及貼片天線，其中矩形環(huán)狀天線負(fù)責(zé)接收及傳送低頻訊號(hào)(預(yù)設(shè)為2.4GHz)，貼片天線負(fù)責(zé)接收及傳送高頻訊號(hào)(預(yù)設(shè)為5.2GHz)。
眾所皆知地，天線的工作頻率與天線本身的物理尺寸有關(guān)，因此，矩形環(huán)狀天線所需的周長(zhǎng)為低頻訊號(hào)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的1/4，故其邊長(zhǎng)遠(yuǎn)較一般天線所需1/2波長(zhǎng)的長(zhǎng)度為小，故矩形環(huán)狀天線僅占用較小的面積，并具有固定方向性(directivity)的特點(diǎn)。此外，矩形環(huán)狀天線可利用印刷電路(printed circuit)工藝而制造，并較佳采用FR4材質(zhì)的電路板以獲得較佳的電氣特性。另外，矩形環(huán)狀天線的中心處為中空，故使用者可依其所需的阻抗值的調(diào)整矩形環(huán)狀天線的環(huán)的寬度，一般而言環(huán)的寬度愈窄則矩形環(huán)狀天線的阻抗愈高。由于矩形環(huán)狀天線的預(yù)設(shè)工作頻率為2.45GHz，因此，矩形環(huán)12的內(nèi)邊長(zhǎng)較佳為15.4mm，其環(huán)的寬度較佳為2.3mm。最后，由于矩形環(huán)12的中間為中空，貼片14可置于矩形環(huán)狀天線12的中空處以達(dá)到節(jié)省電路面積的目的。
由于貼片天線的預(yù)設(shè)工作頻率為5.2GHz，因此，貼片14的邊長(zhǎng)較佳為13mm。饋入線16的長(zhǎng)度可依使用者的需求而定，較佳為9mm，其寬度較佳為1mm，且饋入線16與矩形環(huán)12及貼片14分別相目距0.2mm。
如圖2所示，本發(fā)明雙頻天線10在頻率2.45GHz、4.6GHz、及5.2GHz具有較低的折反損失(return loss)，其折反損失分別為-23、-28、及-25增益，與無線區(qū)域網(wǎng)路設(shè)備的二個(gè)工作頻率一致，故本發(fā)明雙頻天線10可作為無線區(qū)域網(wǎng)路設(shè)備所需的天線。
第二實(shí)施例由于第一實(shí)施例雙頻天線10具有方向性，僅適用于接收及傳送特定方向的極化訊號(hào)，如欲接收?qǐng)A形極化(circular polarized)訊號(hào)，則第一實(shí)施例雙頻天線10需略作調(diào)整。如圖3所示，在本實(shí)施例中，本發(fā)明雙頻天線30包括一個(gè)矩形環(huán)32、貼片34、及饋入線36，其中，矩形環(huán)32、貼片34、及饋入線36彼此不產(chǎn)生電性連結(jié)，饋入線36的特征與饋入線16相同，矩形環(huán)32的特征與矩形環(huán)12相似，不同處在于矩形環(huán)32的其中一組對(duì)角的角度非為90度，而具有延伸的斜邊，此斜邊的長(zhǎng)度較佳等于1mm。貼片34的特征與貼片14相似，不同處在于貼片34的其中一組對(duì)角的角度非為90度，而具有去除的斜邊，此斜邊的長(zhǎng)度較佳等于2.3mm。由于矩形環(huán)32、貼片34的形狀，故本發(fā)明雙頻天線30可接收及傳送圓形極化的低頻訊號(hào)(預(yù)設(shè)為2.4GHz)及高頻訊號(hào)(預(yù)設(shè)為5.2GHz)。
第三實(shí)施例如圖4所示，在本實(shí)施例中，本發(fā)明的雙頻天線50包括矩形環(huán)52、貼片54、及饋入線56，而矩形環(huán)52、貼片54、及饋入線56彼此不產(chǎn)生電性連結(jié)，更特別的是，本發(fā)明的雙頻天線50采用雙層基板(two-levelsubstrate)而非第一及二實(shí)施例所采用的單層基板(single level substrate)，且矩形環(huán)52、貼片54、及饋入線56將置于雙層基板(two-level substrate)的上表面。如圖5所示，由于矩形環(huán)狀天線的預(yù)設(shè)工作頻率為2.45GHz，因此，矩形環(huán)52的外邊長(zhǎng)較佳為28mm，內(nèi)邊長(zhǎng)較佳為20mm，其環(huán)的寬度較佳為4mm。另外，貼片天線的預(yù)設(shè)工作頻率為5.2GHz，因此，貼片54的邊長(zhǎng)較佳為16mm。饋入線56的長(zhǎng)度可依使用者的需求而定，較佳為7mm，其寬度較佳為1mm，且饋入線56與矩形環(huán)52及貼片54分別相距1mm以及0.2mm。最后，雙層基板(two-level substrate)的第一層材質(zhì)的介電系數(shù)ε1較佳為4.4，厚度較佳為1.6mm，而矩形環(huán)52、貼片54、及饋入線56置于第一層材質(zhì)的上表面。第二層材質(zhì)的介電系數(shù)ε2較佳為1(即以空氣作為介質(zhì))，厚度較佳為3mm，第二層材質(zhì)的下表面較佳為接地面。本發(fā)明的雙頻天線50于低頻時(shí)的水平增益線62及垂直增益線64，以及高頻時(shí)的水平增益線72及垂直增益線74分別如圖6及7所示，顯然此天線于水平極化下，雙頻率均具高增益，且均較第一實(shí)施例的效能為佳。另外，如第二實(shí)施例一般，使用者亦可對(duì)第三實(shí)施例雙頻天線50需略作調(diào)整而使其能接收及傳送圓形極化訊號(hào)。
上述實(shí)施例僅為了方便說明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以申請(qǐng)專利范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種雙頻天線，包括一矩形環(huán)，其中心為一中空；一貼片，置于該矩形環(huán)的該中空處；以及一饋入線，該饋入線可激發(fā)該矩形環(huán)以形成一矩形環(huán)狀天線，該饋入線可激發(fā)該貼片以形成一貼片天線；其中，該矩形環(huán)、該貼片、及該饋入線為共平面，該雙頻天線可作為一無線區(qū)域網(wǎng)路設(shè)備所需的天線。
2.如權(quán)利要求1所述的雙頻天線，其特征在于，其中該雙頻天線置于FR4材質(zhì)的電路板。
3.如權(quán)利要求1所述的雙頻天線，其特征在于，其中該無線區(qū)域網(wǎng)路設(shè)備至少符合IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、及IEEE 802.11g的其中之二的規(guī)范。
4.如權(quán)利要求1所述的雙頻天線，其特征在于，其中該矩形環(huán)還具有一組延伸的斜邊，該貼片還具有一組去除的斜邊。
5.如權(quán)利要求1所述的雙頻天線，其特征在于，其中該雙頻天線置于一雙層基板上。
6.如權(quán)利要求5所述的雙頻天線，其特征在于，其中該雙層基板由FR4材質(zhì)層及空氣層所組成。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種雙頻天線，其將矩形環(huán)狀天線以及貼片天線予以結(jié)合而具有較小的電路面積，并可接收雙頻(低頻及高頻)訊號(hào)，以作為無線區(qū)域網(wǎng)路設(shè)備所需的天線。其中，無線區(qū)域網(wǎng)路設(shè)備符合IEEE 802.11a，IEEE 802.11b、或IEEE 802.11g的規(guī)范。
文檔編號(hào)H01Q7/00GK1917287SQ20051009150
公開日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2005年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月18日
發(fā)明者張知難, 孫旭賢 申請(qǐng)人:大同股份有限公司