專利名稱：?jiǎn)螛O天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種單極天線(Monopole Antenna)，特別是有關(guān)于一種具有電容加載的單極天線。
背景技術(shù)：
隨著通訊科技的精進(jìn)，通訊技術(shù)在科技產(chǎn)品的應(yīng)用上也日益增加，使得相關(guān)的通訊產(chǎn)品日趨多樣化。尤其，近年來(lái)消費(fèi)者對(duì)通訊產(chǎn)品的功能要求越來(lái)越高，所以許多具有不同設(shè)計(jì)和功能的通訊產(chǎn)品不斷的被提出，具有無(wú)線通訊的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品更是近來(lái)熱門的趨勢(shì)，再加上集成電路的技術(shù)日益成熟，使得產(chǎn)品的體積也逐漸傾向輕薄短小。
在通訊產(chǎn)品中天線的主要功能是用以傳送與接收信號(hào)，而現(xiàn)今的無(wú)線產(chǎn)品所使用的天線必須具有體積小、性能佳和成本低等特點(diǎn)，方能得到市場(chǎng)的廣泛接受與肯定。一般而言，使用者可從天線組件的操作頻率、輻射場(chǎng)型(Radiation Pattern)、返回?fù)p失(Return Loss)及天線增益(Antenna Gain)等參數(shù)來(lái)獲知天線的特性。在一般的無(wú)線裝置，例如網(wǎng)絡(luò)橋接器(AccessPoint)，通常使用形成在印刷電路板上的偶極天線，以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。由于一般的偶極天線具有較長(zhǎng)的尺寸，故占有印刷電路板上較大的空間，且此偶極天線的制作成本也相對(duì)比較高。單極天線是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的天線之一，因而相當(dāng)適用于要求小尺寸的無(wú)線裝置，例如USB無(wú)網(wǎng)絡(luò)卡中的天線的尺寸必須相當(dāng)小，以適合于USB無(wú)網(wǎng)絡(luò)卡之中。
縮小單極天線的實(shí)際尺寸會(huì)減少天線的操作幅射頻寬。為了克服天線尺寸縮小所帶來(lái)的問(wèn)題，提出了幾種現(xiàn)有單極天線，這些現(xiàn)有單極天線具有例如環(huán)繞單極幅射組件的螺旋狀幅射組件或套管(Sleeve)等。然而，這些現(xiàn)有單極天線的制作相當(dāng)難以達(dá)到公差的需求。再者，即使這些現(xiàn)有單極天線可縮小天線的實(shí)際長(zhǎng)度，其仍有不可避免地增加其直徑的反效果，事實(shí)上卻增加了天線的整體尺寸。
此外，相當(dāng)不容易制作同時(shí)具有低成本、小尺寸、高天線增益、寬頻寬和優(yōu)良輻射場(chǎng)型的現(xiàn)有單極天線，故現(xiàn)有單極天線的應(yīng)用受到相當(dāng)大的限制。
因此，需要發(fā)展一種單極天線，以充分滿足低成本、小尺寸、高天線增益、寬頻寬和優(yōu)良輻射場(chǎng)型的天線需求，來(lái)克服現(xiàn)有的單極天線的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面為提供一種單極天線，以符合低成本、小尺寸、高天線增益、寬頻寬和優(yōu)良輻射場(chǎng)型的需求。
本發(fā)明的另一方面為提供一種單極天線，借以產(chǎn)生優(yōu)良的電容與電感效應(yīng)。
因此，本發(fā)明提出一種單極天線。根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，此單極天線至少包括基板、實(shí)質(zhì)為L(zhǎng)-型的第一導(dǎo)電體、第一接地面、實(shí)質(zhì)為L(zhǎng)-型的第二導(dǎo)電體、第二接地面和饋入(Feed)帶?；寰哂械谝黄矫婕芭c第一平面相對(duì)的第二平面。實(shí)質(zhì)為L(zhǎng)-型的第一導(dǎo)電體形成在第一平面上，其中第一導(dǎo)電體是由第一主輻射帶和連接至第一主輻射帶的第一延伸輻射帶所組成，第一主輻射帶和第一延伸輻射帶間形成有第一圓角。第一接地面形成在第一平面上，其中第一主輻射帶與第一接地面大體上是相互平行且相距有一預(yù)設(shè)距離。實(shí)質(zhì)為L(zhǎng)-型的第二導(dǎo)電體是形成在第二平面上，其中第二導(dǎo)電體是由第二主輻射帶和連接至第二主輻射帶的第二延伸輻射帶所組成，第二主輻射帶和第二延伸輻射帶間形成有第二圓角。第二接地面形成在第二平面上，其中第二主輻射帶與第二接地面大體上是相互平行且相距有前述的預(yù)設(shè)距離。饋入帶電性連接至第一延伸輻射帶的開(kāi)放端。本發(fā)明的單極天線還具有穿過(guò)基板的多個(gè)貫穿孔，此些貫穿孔均勻分布在第一導(dǎo)電體和第二導(dǎo)電體上。
因此，應(yīng)用本發(fā)明，可符合低成本、小尺寸、高天線增益、寬頻寬和優(yōu)良輻射場(chǎng)型的需求，并產(chǎn)生優(yōu)良的電容與電感效應(yīng)。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，附圖的詳細(xì)說(shuō)明如下
圖1A為繪示根據(jù)本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的單極天線的俯視示意圖。
圖1B為繪示根據(jù)本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的單極天線的仰視示意圖。
圖2A為繪示根據(jù)本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的單極天線的俯視示意圖。
圖2B為繪示根據(jù)本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的單極天線的仰視示意圖。
圖3為繪示根據(jù)本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的單極天線的關(guān)于駐波比對(duì)頻率的仿真曲線圖。
圖4A為繪示本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的單極天線操作于2.4Hz時(shí)的E-Plane輻射場(chǎng)型的數(shù)據(jù)圖。
圖4B為繪示本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的單極天線操作于2.45Hz時(shí)的E-Plane輻射場(chǎng)型的數(shù)據(jù)圖。
圖4C為繪示本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的單極天線操作于2.5Hz時(shí)的E-Plane輻射場(chǎng)型的數(shù)據(jù)圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明10 基板100第一平面110第一接地面 120第一主輻射帶122開(kāi)放端 130第一延伸輻射帶132開(kāi)放端 140第一圓角150饋入帶200第二平面210第二接地面 220第二主輻射帶222開(kāi)放端 230第二延伸輻射帶232開(kāi)放端 240第二圓角300貫穿孔A、B、C操作點(diǎn)D1 預(yù)設(shè)距離L 長(zhǎng)度W 寬度
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參照?qǐng)D1A和圖1B，其分別繪示根據(jù)本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的單極天線的俯視和仰視示意圖。本發(fā)明的單極天線基本上是由兩個(gè)實(shí)質(zhì)為L(zhǎng)-型的導(dǎo)電體(即第一導(dǎo)電體和第二導(dǎo)電體；未標(biāo)示)所組成，第一導(dǎo)電體和第二導(dǎo)電體分別形成在基板10的二相對(duì)表面(第一平面100和第二平面200)，其中基板10可由例如雙馬來(lái)醯亞胺-三氮六環(huán)(Bismaleimide-Triazine；BT)樹脂或FR4玻纖強(qiáng)化環(huán)氧樹脂所制成，實(shí)質(zhì)為L(zhǎng)-型的第一導(dǎo)電體和第二導(dǎo)電體互為鏡射。
第一導(dǎo)電體形成在第一平面100上，且由第一主輻射帶120和第一延伸輻射帶130所組成，第一延伸輻射帶130是以第一圓角140大約垂直地連接至第一主輻射帶120。第一接地面110形成在第一平面100上，其中第一主輻射帶120大體上是平行于第一接地面110，并與第一接地面110相距有預(yù)設(shè)距離D1。實(shí)質(zhì)為L(zhǎng)-型的第二導(dǎo)電體形成在第二平面200上，其中第二導(dǎo)電體由第二主輻射帶220和第二延伸輻射帶230所組成，第二延伸輻射帶230是以第二圓角240大約垂直地連接至第二主輻射帶220。第二接地面210形成在第二平面200上，其中第二主輻射帶200大體上是平行于第二接地面210，并與第二接地面210相距有預(yù)設(shè)距離D1。第一主輻射帶120和第二主輻射帶220能各自產(chǎn)生電感效應(yīng)，而第一主輻射帶120與第一接地面110間，及第二主輻射帶220與第二接地面210間均能產(chǎn)生電容效應(yīng)，故本發(fā)明的單極天線為電容加載的單極天線。
饋入帶150(如50歐姆同軸電纜)電性連接至第一延伸輻射帶130的開(kāi)放端132。基于阻抗匹配的考慮，第一延伸輻射帶130的開(kāi)放端132的形狀為V型，第二延伸輻射帶230的開(kāi)放端(未標(biāo)示)的形狀也可為V型。又，第一主輻射帶120的開(kāi)放端122和第二主輻射帶220的開(kāi)放端222可為圓弧化。
請(qǐng)參照?qǐng)D2A和圖2B，其分別繪示根據(jù)本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的單極天線的俯視和仰視示意圖。為了增加天線增益，本第二較佳實(shí)施例形成第一導(dǎo)電體穿過(guò)基板10至第二導(dǎo)電體的多個(gè)貫穿孔300，此些貫穿孔300均勻分布在輻射帶上。
本發(fā)明的單極天線的設(shè)計(jì)是基于1/4波長(zhǎng)(λ)天線的設(shè)計(jì)原則。為了要操作在2.45-2.5GHz的頻率，實(shí)施單極天線的區(qū)域的長(zhǎng)度L為約860mil，寬度W為約280mil，即860mil×280mil；實(shí)質(zhì)為L(zhǎng)-型的第一(第二)導(dǎo)電體的總長(zhǎng)度為約782mil，其中第一(第二)延伸輻射帶130(230)視基板10的大小而定，可為例如第一(第二)主輻射帶120(220)的長(zhǎng)度的約1/4-1/2；實(shí)質(zhì)為L(zhǎng)-型的第一(第二)導(dǎo)電體的寬度為約80mil；預(yù)設(shè)距離D1用以調(diào)整電容效應(yīng)，可為例如約155mil。至于第一接地面和第二接地面，其可屬于基板10中的同一導(dǎo)電板。因此，本發(fā)明的單極天線的尺寸相當(dāng)小，可滿足短小輕薄的需求。
值得注意的是，本發(fā)明可適當(dāng)?shù)卣{(diào)整和設(shè)置預(yù)設(shè)距離D1與貫穿孔300，來(lái)增加單極天線的的頻寬，以適用于IEEE802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)。以上所述的第一較佳實(shí)施例和第二較佳實(shí)施例的各構(gòu)件的位置、尺寸和材質(zhì)僅為舉例說(shuō)明，故本發(fā)明并不在此做限制。
由測(cè)試結(jié)果可證實(shí)本發(fā)明的單極天線具有相當(dāng)優(yōu)良的天線特性，且可涵蓋操作于頻率約2.4-2.5GHz時(shí)IEEE802.11b/g或藍(lán)牙(Bluetooth)標(biāo)準(zhǔn)所要求的頻寬。
請(qǐng)參照?qǐng)D3，其繪示根據(jù)本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的單極天線的關(guān)于駐波比(VSWR)對(duì)頻率的仿真曲線圖。如圖3所示，當(dāng)天線操作于頻率為約2.4GHz(操作點(diǎn)A)時(shí)，駐波比約為1∶1.6；當(dāng)天線操作于頻率約2.45GHz(操作點(diǎn)B)時(shí)，駐波比約為1∶1.71；當(dāng)天線操作于頻率約2.5GHz(操作點(diǎn)C)時(shí)，駐波比約為1∶1.28。由于當(dāng)天線操作于頻率為2.4GHz、2.45GHz和2.5GHz時(shí)的駐波比均相當(dāng)?shù)?，故本發(fā)明的單極天線操作于2.45GHz的中心頻率時(shí)的頻寬可超過(guò)100MHz。
請(qǐng)參照?qǐng)D4A至圖4C，其分別繪示本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的單極天線操作于2.4Hz、2.45GHz和2.5GHz時(shí)的E-Plane輻射場(chǎng)型的數(shù)據(jù)圖。從圖4A至圖4C可得知，本第二較佳實(shí)施例的單極天線操作于2.4Hz、2.45GHz和2.5GHz時(shí)，呈現(xiàn)相當(dāng)優(yōu)良的輻射場(chǎng)型，足以滿足使用者的需求。
由上述本發(fā)明較佳實(shí)施例可知，本發(fā)明的單極天線具有低成本、小尺寸、高天線增益、寬頻寬和優(yōu)良輻射場(chǎng)型的優(yōu)點(diǎn)。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的改動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以的權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種單極天線，至少包括一基板，具有一第一平面及與該第一平面相對(duì)的一第二平面；一實(shí)質(zhì)為L(zhǎng)-型的第一導(dǎo)電體，形成在第一平面上，其中所述第一導(dǎo)電體是由一第一主輻射帶和連接至所述第一主輻射帶的一第一延伸輻射帶所組成；一第一接地面，形成在第一平面上，其中所述第一主輻射帶與所述第一接地面大體上是相互平行且相距有一預(yù)設(shè)距離；一實(shí)質(zhì)為L(zhǎng)-型的第二導(dǎo)電體，形成在第二平面上，其中所述第二導(dǎo)電體是由一第二主輻射帶和連接至所述第二主輻射帶的一第二延伸輻射帶所組成；以及一第二接地面，形成在第二平面上，其中所述第二主輻射帶與所述第二接地面大體上是相互平行且相距有所述預(yù)設(shè)距離。
2.如權(quán)利要求1所述的單極天線，其特征在于，所述的第一導(dǎo)電體與所述第二導(dǎo)電體互為鏡射。
3.如權(quán)利要求1所述的單極天線，具有多個(gè)貫穿孔，自所述第一導(dǎo)電體穿過(guò)所述基板至所述第二導(dǎo)電體，其中這些貫穿孔均勻地分布在所述第一導(dǎo)電體和所述第二導(dǎo)電體上。
4.如權(quán)利要求1所述的單極天線，其特征在于，所述的第一主輻射帶和所述第一延伸輻射帶間形成有一第一圓角，所述第二主輻射帶和所述第二延伸輻射帶間形成有一第二圓角。
5.如權(quán)利要求1所述的單極天線，還至少包括一饋入帶，電性連接至所述第一延伸輻射帶的開(kāi)放端。
6.如權(quán)利要求1所述的單極天線，其特征在于，所述的第一延伸輻射帶的開(kāi)放端的形狀為一V型。
7.如權(quán)利要求1所述的單極天線，其特征在于，所述的第一主輻射帶的開(kāi)放端圓弧化。
8.如權(quán)利要求1所述的單極天線，其特征在于，所述的第一延伸輻射帶的長(zhǎng)度實(shí)質(zhì)為所述第一主輻射帶長(zhǎng)度的1/4至1/2。
9.如權(quán)利要求1所述的單極天線，其特征在于，所述的第二延伸輻射帶的長(zhǎng)度實(shí)質(zhì)為所述第二主輻射帶長(zhǎng)度的1/4至1/2。
10.如權(quán)利要求1所述的單極天線，其特征在于，所述的第一接地面和所述第二接地面屬于所述基板中的同一導(dǎo)電板。
全文摘要
一種單極天線(Monopole Antenna)。此單極天線至少包括基板、實(shí)質(zhì)為L(zhǎng)－型的第一導(dǎo)電體、第一接地面、實(shí)質(zhì)為L(zhǎng)－型的第二導(dǎo)電體、第二接地面和饋入(Feed)帶，其中此單極天線具有均勻分布的多個(gè)貫穿孔，此些貫穿孔自第一導(dǎo)電體穿過(guò)基板至第二導(dǎo)電體。當(dāng)此單極天線操作于約2.45－2.5GHz時(shí)，可提供良好的輻射場(chǎng)型和天線增益，以適用于IEEE802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK1925221SQ20051012481
公開(kāi)日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者趙文信 申請(qǐng)人:智易科技股份有限公司