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。
一般適于諸如筆記型計(jì)算機(jī)的無線傳輸產(chǎn)品的公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。此兩類皆能夠產(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號公開一使用于無線收發(fā)機(jī)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)的兩輻射部分與結(jié)合該輻射部分的一連接部分、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分互相連結(jié)，且因而可發(fā)現(xiàn)該天線的制造相當(dāng)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(dāng)寬廣的接地面用以達(dá)成預(yù)期的輻射效率。因?yàn)樵谝还P記型計(jì)算機(jī)里所提供用以配置一天線的空間相對上較為細(xì)長的，所以該雙偶極天線在使用上也受到限制。
再者，公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(biāo)題名稱為“用于無線數(shù)據(jù)通訊的印刷天線構(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(diǎn)，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。
本發(fā)明的主要目的提供一種雙頻雙偶極天線，能夠在用于WLAN操作的雙頻帶下使用。
本發(fā)明的次要目的提供一種雙頻雙偶極天線，具有一細(xì)長的外形特別適合于諸如筆記型計(jì)算機(jī)的通訊產(chǎn)品。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種雙頻雙偶極天線，其適于配置在一介質(zhì)基板上，且包括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介質(zhì)基板的中心線對稱地配置在一介質(zhì)基板的兩邊，其中每一輻射金屬線另具有一饋入點(diǎn)與一U形槽孔。一饋入點(diǎn)配置于相對另一饋入點(diǎn)，且該U形槽孔的開口朝向該饋入點(diǎn)。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(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，每一U形槽孔用以將對應(yīng)的大體上矩形的輻射金屬片分割為一較大的子金屬片與一較小的金屬片，其中前者用以產(chǎn)生該雙頻雙偶極天線的一第一(低頻)操作模態(tài)，且后者用以產(chǎn)生該雙頻雙偶極天線的一第二(高頻)操作模態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的又一特征，該較大的子金屬片的長度可選擇為大約該第一操作模態(tài)的中心頻率的1/4波長，且該較小的子金屬片的長度可選擇為大約該第二操作模態(tài)的中心頻率的1/4波長。
根據(jù)本發(fā)明的再一特征，該第一操作模態(tài)的中心頻率約為2.4GHz。
根據(jù)本發(fā)明的再一特征，該第一操作模態(tài)的中心頻率約為5.2GHz。
通過下文的詳細(xì)說明，并同相關(guān)的附圖，本發(fā)明其它的目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)、以及新穎的特征將可更為明顯。


圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一雙頻雙偶極天線的一上視圖。
圖2為配置在一介質(zhì)基板上的一雙頻雙偶極天線的上視圖。
圖3為圖2的天線返回?fù)p失量測結(jié)果。
圖4a與圖4b為本發(fā)明的輻射金屬片的其它實(shí)施例的上視圖。標(biāo)號說明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(diǎn)24U形槽孔 30矩形輻射金屬片32饋入點(diǎn) 34U形槽孔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64U形槽孔 70輻射金屬片74U形槽孔 80輻射金屬片84U形槽孔 90輻射金屬片94U形槽孔 242較大的子金屬片244較小的子金屬片 245第一狹縫247第二狹縫249第三狹縫342較大的子金屬片 344較小的子金屬片
345第一狹縫347第二狹縫349第三狹縫642較大的子金屬片644較小的子金屬片 649第三狹縫742較大的子金屬片 744較小的子金屬片749第三狹縫842較大的子金屬片844較小的子金屬片 849第三狹縫942較大的子金屬片 944較小的子金屬片949第三狹縫參考圖1，其顯示根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的雙頻雙偶極天線1的上視圖。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(diǎn)22，32以及在其上的U形槽孔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U形槽孔24，34另分別包括相對應(yīng)的第一狹縫245，345、第二狹縫247，347、以及第三狹縫249，349。
圖2公開在一介質(zhì)基板5上的該雙頻雙偶極天線1的上視圖。更詳細(xì)而言，該輻射金屬片20，30分別且對稱地配置在該介質(zhì)基板5的兩相對邊上，因而形成該天線1的兩臂，且通過印刷或蝕刻技術(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(qiáng)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(diǎn)22，32分別配置在該輻射金屬片20，30上用以傳遞信號。該U形槽孔24，34分別以其開口朝向該饋入點(diǎn)22，32的方式配置，以致于該輻射金屬片20，30分別被分割為在其內(nèi)的較大的子金屬片242，342與較小的子金屬片244，344。該較大的子金屬片242，342用以產(chǎn)生該天線1的一第一(低頻)操作模態(tài)，且該較小的子金屬片244，344用以產(chǎn)生該天線1的一第二(高頻)操作模態(tài)，其中該較大的子金屬片242，342的長度可選擇為大約該第一(低頻)操作模態(tài)中心頻率的波長，且該較小的子金屬片244，344的長度可選擇為大約該第二(高頻)操作模態(tài)中心頻率的波長。該中心導(dǎo)線42與外層接地導(dǎo)體44分別連接至該饋入點(diǎn)22，32。
圖3公開圖2中該天線1的返回?fù)p失量測結(jié)果。該量測結(jié)果在該條件下獲得的該介質(zhì)基板5為一為玻璃纖維基板具有50mm的長度、5mm的寬度、以及0.4mm的厚度；該兩輻射金屬片20，30長度大約23mm以及寬度約為4mm，并且印制在該玻璃纖維基板5上；該U形槽孔24，34寬度約為0.5mm；以及從該U形槽孔24，34的開口至該對應(yīng)的饋入點(diǎn)22，32的距離，其以標(biāo)號“A”標(biāo)示，約為5mm。因此，該第一(低頻)操作模態(tài)1 2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2.4GHz(2.4-2.484GHz)與5.2GHz(5.15-5.35GHz)的頻帶。此外，此實(shí)施例的天線1寬度僅為5mm，且因此非常適合于僅具有細(xì)長空間用以容納一天線的筆記型計(jì)算機(jī)。
圖4a與圖4b顯示本發(fā)明的輻射金屬片60，70，80，90的其它實(shí)施例的上視圖。這些輻射金屬片60，70，80，90相似于圖2所示的該輻射金屬片20，30，且相似或?qū)?yīng)的器件以同一圖號標(biāo)示。該U形槽孔64，74，84，94分別將該輻射金屬片60，70，80，90分割為較大的子金屬片642，742，842，942與較小的子金屬片644，744，844，944，其中前者用以產(chǎn)生該天線1的一第一(低頻)操作模態(tài)，且后者用以產(chǎn)生該天線1的一第二(高頻)操作模態(tài)。如圖4a所示，該第三狹縫649，749具有一圓弧的折彎，且此配置將產(chǎn)生與圖2大體上相同的功效。此外，圖4b中的該第三狹縫849，949的寬度能夠選擇性調(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，該第三狹縫849，949的寬度可分別朝該饋入點(diǎn)22，32的方向增加以減少該較小的子金屬片844，944的長度，以便于降低該第二(高頻)操作模態(tài)的中心頻率。相似地，圖2所示U形槽孔24，34配置的位置可相對該輻射金屬片20，30縱向移動，以便于同時(shí)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U形槽孔24，34向外延伸，以便于減低該第一(低頻)操作模態(tài)的中心頻率。
因此，為獲得該第一(低頻)操作模態(tài)中心頻率與該第二(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U形槽孔24，34或輻射金屬片20，30的器件，借此可設(shè)計(jì)一適于2.4/5.2GHz雙頻WLAN操作的雙頻雙偶極天線。此外，該兩共振頻率(該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。
雖然前述的描述及圖標(biāo)以公開本發(fā)明較佳實(shí)施例，必須了解到各種增添、修改和取代可能使用于本發(fā)明較佳實(shí)施例，而不會脫離如所附權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明原理的精神及范圍。一熟悉該技術(shù)者將可體會本發(fā)明可能使用于很多形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例、材料、器件和器件的修改。此外，實(shí)際使用本發(fā)明特別適用于特殊的環(huán)境和操作上的需要而不脫離本發(fā)明的主要原則。因此，本文于此所公開的實(shí)施例于所有觀點(diǎn)，應(yīng)被視為用以說明本發(fā)明，而非用以限制本發(fā)明。本發(fā)明的范圍應(yīng)由權(quán)利要求書所界定，并其合法均等物，并不限于先前的描述。
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，因而形成該雙頻雙偶極天線的兩臂，其中每一大體上矩形的輻射金屬片另具有一饋入點(diǎn)，配置于相對另一饋入點(diǎn)用以傳遞信號；一U形槽孔，其開口面向該饋入點(diǎn)的方向用以將該大體上矩形的輻射金屬片分割為一較大的子金屬片與一較小的子金屬片，其中前者用以產(chǎn)生該雙頻雙偶極天線的一第一(低頻)操作模態(tài)，且后者用以產(chǎn)生該雙頻雙偶極天線的一第二(高頻)操作模態(tài)；一同軸傳輸線，具有一中心導(dǎo)線與一外層接地導(dǎo)體，分別連接至該饋入點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的雙頻雙偶極天線，其特征在于其中每一較大的子金屬片長度可選擇為大約該第一操作模態(tài)的一中心頻率的1/4波長，且每一較小的子金屬片長度可選擇為大約該第二操作模態(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，其特征在于其中該第一操作模態(tài)的中心頻率約為2.4GHz。
4.如權(quán)利要求1所述的雙頻雙偶極天線，其特征在于其中該第一操作模態(tài)的中心頻率約為5.2GHz。。
5.如權(quán)利要求1所述的雙頻雙偶極天線，其特征在于其中該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，其特征在于其中該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，其特征在于其中每一U形槽孔包括一第一狹縫；一第二狹縫，維持在一與該第一狹縫分離地相隔的關(guān)系；一第三狹縫，其一端連接至該第一狹縫的一端且另一端連接至該第二狹縫的一端，且該第一與第二狹縫的另一端置于該第三狹縫的相同側(cè)邊。
8.如權(quán)利要求7所述的雙頻雙偶極天線，其特征在于其中每個(gè)第三狹縫大體上垂直于該第一與第二狹縫。
9.如權(quán)利要求7所述的雙頻雙偶極天線，其特征在于其中每個(gè)第三狹縫具有一圓弧彎折的外形。
10.如權(quán)利要求1所述的雙頻雙偶極天線，其特征在于其中每一U形槽孔配置的位置可相對該大體上矩形的輻射金屬片縱向移動。
全文摘要
一種雙頻雙偶極天線，適于配置在一介質(zhì)基板上，包括兩大體上矩形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介質(zhì)基板的中心線對稱地配置在該介質(zhì)基板的兩邊，其中每一輻射金屬片另具有一饋入點(diǎn)與一U形槽孔。一饋入點(diǎn)配置相對于另一饋入點(diǎn)，且該U形槽孔的開口面向該饋入點(diǎn)的方向用以將該大體上矩形的輻射金屬片分割為一較大的子金屬片與一較小的金屬片，其中前者用以產(chǎn)生該雙頻雙偶極天線的一第一(低頻)操作模態(tài)，且后者用以產(chǎn)生該雙頻雙偶極天線的一第二(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(diǎn)。
文檔編號H01Q1/27GK1479409SQ02141878
公開日2004年3月3日 申請日期2002年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月27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