并聯(lián)式天線的制作方法
【專利摘要】一種并聯(lián)式天線，包括第一天線、第二天線、以及饋入點(diǎn)。第一天線及第二天線共同連接至饋入點(diǎn)。第一天線具有第一諧振頻率范圍，第二天線具有第二諧振頻率范圍，第一諧振頻率范圍與第二諧振頻率范圍至少部分重疊。本實(shí)用新型只要是以諧振頻率范圍至少部分重疊的兩個(gè)天線的并聯(lián)結(jié)構(gòu)即可，用以并聯(lián)的兩個(gè)天線的結(jié)構(gòu)可以相同也可以不相同，以使得并聯(lián)后的天線有較佳的輻射場(chǎng)型，改善原本單獨(dú)使用天線的輻射場(chǎng)型缺陷。
【專利說明】并聯(lián)式天線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種天線，且特別涉及一種并聯(lián)式天線。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技發(fā)展，無線通訊已于生活中廣泛使用，而天線在一般無線通訊產(chǎn)品中扮演重要角色，因?yàn)樘炀€能夠輻射特定頻率的信號(hào)，以進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸。而天線的輻射場(chǎng)型會(huì)影響無線通訊產(chǎn)品收發(fā)信號(hào)的能力。如何讓天線具有較佳的輻射場(chǎng)型，使得天線在多個(gè)方向皆具備良好的信號(hào)強(qiáng)度，乃目前業(yè)界所致力的課題之一。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種并聯(lián)式天線，可以使天線具有較佳的輻射場(chǎng)型，以及使得天線在多個(gè)方向皆具備良好的信號(hào)強(qiáng)度。
[0004]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供一種并聯(lián)式天線，其包括:
[0005]一第一天線，具有一第一諧振頻率范圍；
[0006]一第二天線，具有一第二諧振頻率范圍；以及
[0007]—饋入點(diǎn),該第一天線及該第二天線共同連接至該饋入點(diǎn)；
[0008]其中該第一諧振頻率范圍與該第二諧振頻率范圍至少部分重疊。
[0009]上述的并聯(lián)式天線，其中該第一天線與第二天線的結(jié)構(gòu)不相同。
[0010]上述的并聯(lián)式天線，其中該并聯(lián)式天線是配置于一印刷電路板上，該印刷電路板包括一接地層，該第一天線是一平面倒F天線，該平面倒F天線包括一接地點(diǎn)，該接地點(diǎn)連接至該印刷電路板的該接地層。
[0011]上述的并聯(lián)式天線，其中該平面倒F天線的配置方向垂直于該印刷電路板。
[0012]上述的并聯(lián)式天線，其中該第二天線是一單極天線，該印刷電路板更包括一凈空區(qū)，該單極天線配置于該印刷電路板的該凈空區(qū)內(nèi)。
[0013]上述的并聯(lián)式天線,其中該單極天線是一寬帶線單極天線。
[0014]上述的并聯(lián)式天線，其中該單極天線的一末端具有一彎折結(jié)構(gòu)。
[0015]上述的并聯(lián)式天線，其中該第二天線是一偶極天線。
[0016]上述的并聯(lián)式天線，其中該第二天線是一回圈天線。
[0017]上述的并聯(lián)式天線，其中該第一天線是一偶極天線，該第二天線是一回圈天線。
[0018]本實(shí)用新型的功效在于，本實(shí)用新型只要是以諧振頻率范圍至少部分重疊的兩個(gè)天線的并聯(lián)結(jié)構(gòu)即可，用以并聯(lián)的兩個(gè)天線的結(jié)構(gòu)可以相同也可以不相同，以使得并聯(lián)后的天線有較佳的輻射場(chǎng)型，改善原本單獨(dú)使用天線的輻射場(chǎng)型缺陷。
[0019]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1繪示平面倒F天線的示意圖；
[0021]圖2A繪示天線結(jié)構(gòu)I的反射損失；
[0022]圖2B繪示天線結(jié)構(gòu)I在YZ平面的輻射場(chǎng)型；
[0023]圖3A繪示依據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的并聯(lián)式天線的一立體圖；
[0024]圖3B繪示依據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的并聯(lián)式天線的另一立體圖；
[0025]圖4A繪示并聯(lián)式天線3的反射損失；
[0026]圖4B繪示并聯(lián)式天線3在YZ平面的輻射場(chǎng)型；
[0027]圖5繪示依據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的并聯(lián)式天線的示意圖；
[0028]圖6繪示依據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例的并聯(lián)式天線的示意圖。
[0029]其中，附圖標(biāo)記
[0030]1:天線結(jié)構(gòu)
[0031]3、5、6:并聯(lián)式天線
[0032]10:印刷電路板
[0033]11:平面倒F天線
[0034]20:凈空區(qū)
[0035]21,61:單極天線
[0036]31:信號(hào)傳輸線
[0037]51:寬帶線單極天線
[0038]62:彎折結(jié)構(gòu)
[0039]110:饋入點(diǎn)
[0040]111:接地點(diǎn)

【具體實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述:
[0042]傳統(tǒng)上使用單一天線以輻射信號(hào)時(shí)，會(huì)有輻射場(chǎng)型不理想的問題，即特定方向的信號(hào)強(qiáng)度較差，造成使用者的不便，例如對(duì)于移動(dòng)中的使用者信號(hào)傳輸過程會(huì)斷斷續(xù)續(xù)，或是位于特定位置的使用者總是難以維持穩(wěn)定的傳輸速率。以下說明使用單一天線的情況。
[0043]圖1繪不平面倒F天線(Planar Inverted F Antenna, PIFA)的不意圖。天線結(jié)構(gòu)I包括印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB) 10以及配置于印刷電路板10上的平面倒F天線11。平面倒F天線11的配置方向垂直于印刷電路板10，亦即印刷電路板10是沿著XY平面方向，而平面倒F天線11是沿著XZ平面方向。印刷電路板10包括接地層以及其他電路元件，詳細(xì)而言，印刷電路板10的頂層包括多個(gè)電路元件以及信號(hào)傳輸線，頂層與接地層之間有介質(zhì)(dielectric)基板,接地層是金屬材質(zhì)。平面倒F天線11包括饋入點(diǎn)(feeding point) 110,饋入點(diǎn)110可以連接至印刷電路板10上的一信號(hào)傳輸線(未繪示于第I圖中)，信號(hào)傳輸線可連接至印刷電路板10上其他電路元件。信號(hào)傳輸線例如是印刷電路板走線(PCB trace)或是射頻電纜(RF cable)，可將印刷電路板10上的信號(hào)傳送至平面倒F天線11發(fā)射，或?qū)⒆云矫娴笷天線11接收的信號(hào)傳送至印刷電路板10的其他電路元件。平面倒F天線11更包括接地點(diǎn)(shorting point) 111,連接至印刷電路板10的接地層。
[0044]圖1所繪示為使用單一平面倒F天線11的天線結(jié)構(gòu)1，此例中的平面倒F天線11的尺寸是設(shè)計(jì)以使用于頻率范圍2.45GHz，例如使用于家用的無線路由器當(dāng)中。圖2A繪示天線結(jié)構(gòu)I的反射損失(return loss)。一般反射損失是以-1OdB為門濫值,如圖2A所示，天線結(jié)構(gòu)I在頻率2.4GHz?2.5GHz有良好的反射損失，適用于例如藍(lán)牙、W1-F1、Zigbee的通訊協(xié)定，頻寬約為100MHz。
[0045]圖2B繪示天線結(jié)構(gòu)I在YZ平面的福射場(chǎng)型(radiat1n pattern),操作于頻率
2.45GHz。例如印刷電路板10于無線通訊產(chǎn)品內(nèi)是直立擺放，則YZ平面代表此無線通訊產(chǎn)品水平方向的前后左右四周圍。如圖2B所示，天線結(jié)構(gòu)I在YZ平面的角度0°處增益值為-1.7dB，在角度180°處增益值僅為-6.5dB。根據(jù)此輻射場(chǎng)型，可以看出使用單一平面倒F天線11的天線結(jié)構(gòu)1，在無線通訊產(chǎn)品前后兩側(cè)的信號(hào)強(qiáng)度并不理想，而在一些其他角度(例如60°及-60° )的信號(hào)強(qiáng)度則可以不需要那么強(qiáng)。
[0046]因此，為了改善這樣的輻射場(chǎng)型，本實(shí)用新型提出一種并聯(lián)式天線。亦即使用另一天線與原本的單一天線并聯(lián)，利用兩個(gè)天線不同的輻射場(chǎng)型的特性互相疊加，以產(chǎn)生較佳的或甚至接近全向性(omnidirect1nal)天線的福射場(chǎng)型。舉例而言，其中一個(gè)天線信號(hào)強(qiáng)度較弱的方位，通過另一個(gè)天線在這個(gè)方位較強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度補(bǔ)足；相反的，原本一個(gè)天線信號(hào)強(qiáng)度不需要那么強(qiáng)的方位，也可以被另一個(gè)天線在這個(gè)方位較弱的信號(hào)強(qiáng)度適當(dāng)?shù)叵蛳滦拚?。如此能夠使得在產(chǎn)品的多個(gè)方向，皆有良好的信號(hào)強(qiáng)度。以下詳細(xì)說明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0047]圖3A繪示依據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的并聯(lián)式天線的一立體圖，以朝向Y軸的正Y方向觀看并聯(lián)式天線。為更清楚繪示第一實(shí)施例的并聯(lián)式天線，圖3B繪示依據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的并聯(lián)式天線的另一立體圖，是以朝向Y軸的負(fù)Y方向觀看并聯(lián)式天線。請(qǐng)同時(shí)參考圖3A及圖3B，并聯(lián)式天線3包括平面倒F天線11、單極天線21、以及饋入點(diǎn)110，平面倒F天線11及單極天線21共同連接至饋入點(diǎn)110。因此，從印刷電路板10的其他電路元件，可以經(jīng)由信號(hào)傳輸線31傳送信號(hào)，將信號(hào)從饋入點(diǎn)110經(jīng)由并聯(lián)結(jié)構(gòu)而饋入至平面倒F天線11以及單極天線21，以產(chǎn)生輻射信號(hào)。需注意的是，平面倒F天線11本身的諧振頻率范圍與單極天線21本身的諧振頻率范圍必須至少部分重疊，例如兩個(gè)天線本身各自的諧振頻率范圍都包括2.45GHz,以使得并聯(lián)式天線3的諧振頻率范圍也能包括2.45GHz。
[0048]平面倒F天線11包括接地點(diǎn)111,連接至印刷電路板10的接地層，平面倒F天線11的配置方向垂直于印刷電路板10，亦即印刷電路板10是沿著XY平面方向，而平面倒F天線11是沿著XZ平面方向。印刷電路板10包括凈空區(qū)20，凈空區(qū)20例如是以蝕刻的方式去除金屬，避免天線受到印刷電路板10其他元件干擾而影響天線的相關(guān)輻射性質(zhì)，單極天線21配置于印刷電路板10的凈空區(qū)20內(nèi)。
[0049]圖4A繪示并聯(lián)式天線3的反射損失。由于平面倒F天線11以及單極天線21的諧振頻率范圍至少部分重疊，從圖4A可以看出并聯(lián)式天線3在頻率2.45GHz有良好的反射損失。而以-1OdB作為反射損失的門檻值，并聯(lián)式天線3操作頻帶的頻寬約為250MHz，與使用單一平面倒F天線11相比(可參考圖2A)，并聯(lián)式天線3能達(dá)到較寬的操作頻寬。
[0050]圖4B繪示并聯(lián)式天線3在YZ平面的輻射場(chǎng)型，操作于頻率2.45GHz。如圖4B所示，天線結(jié)構(gòu)I在角度0°的增益值為0.7dB，在角度90°的增益值為-0.5dB，在角度180°的增益值為-0.ldB，在角度-90°的增益值為-0.9dB。根據(jù)此輻射場(chǎng)型，可以看出并聯(lián)式天線3在前后左右各方向有大致相同的信號(hào)強(qiáng)度，與使用單一平面倒F天線11相比(可參考圖2B)，并聯(lián)式天線3能有較佳的輻射場(chǎng)型，因此于實(shí)際應(yīng)用時(shí)，能夠有更穩(wěn)定的信號(hào)傳輸品質(zhì)。
[0051]由于平面倒F天線11及單極天線21是以并聯(lián)方式在饋入點(diǎn)110連接，并聯(lián)后的阻抗會(huì)小于兩個(gè)天線原本各自的阻抗。因此，為達(dá)到良好的阻抗匹配，平面倒F天線11以及單極天線21各自的阻抗(例如70 Ω)，會(huì)略大于信號(hào)傳輸線31的阻抗(例如50 Ω)，使得兩個(gè)天線并聯(lián)后的并聯(lián)式天線3仍能夠與印刷電路板10上的信號(hào)傳輸線31有著良好的阻抗匹配。
[0052]上述第一實(shí)施例中，是以并聯(lián)平面倒F天線11以及單極天線21作為說明。實(shí)際應(yīng)用中，可以依實(shí)際需求，例如根據(jù)所需的阻抗匹配以及輻射場(chǎng)型的最佳化，改變單極天線的設(shè)計(jì)。
[0053]圖5繪示依據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的并聯(lián)式天線的示意圖，與第一實(shí)施例的差別在于，并聯(lián)式天線5于印刷電路板10的凈空區(qū)20內(nèi)，配置寬帶線(wide strip)單極天線51，即使用更寬的微帶線，改變天線的輻射特性。圖6繪示依據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例的并聯(lián)式天線的示意圖，與第一實(shí)施例的差別在于，并聯(lián)式天線6于印刷電路板10的凈空區(qū)20內(nèi)配置的單極天線61，其末端具有一彎折結(jié)構(gòu)62，即第一實(shí)施例中的單極天線21類似于直線，而第三實(shí)施例中的單極天線61類似于L字形，以改變天線的相關(guān)輻射特性。在這些實(shí)施例中，對(duì)于單極天線的實(shí)作方式進(jìn)行改變，以達(dá)到設(shè)計(jì)所需的阻抗匹配以及輻射場(chǎng)型，并且保有并聯(lián)式天線的好處，即是使得并聯(lián)后的天線能有較佳的輻射場(chǎng)型。
[0054]如圖6所示，并聯(lián)式天線6的平面倒F天線11配置方向是沿著YZ平面方向，而圖5中，并聯(lián)式天線5的平面倒F天線11配置方向是沿著XZ平面方向。并聯(lián)式天線6及并聯(lián)式天線5可以共同存在于印刷電路板10上，即當(dāng)印刷電路板10上有多個(gè)并聯(lián)式天線時(shí)，每個(gè)并聯(lián)式天線當(dāng)中的平面倒F天線的配置方向可以不相同，視各個(gè)并聯(lián)式天線所需達(dá)到的輻射特性而個(gè)別決定。
[0055]值得注意的是，上述雖以平面倒F天線與單極天線的并聯(lián)作為例示性說明，然而，本實(shí)用新型并不限于此，只要是以諧振頻率范圍至少部分重疊的兩個(gè)天線的并聯(lián)結(jié)構(gòu)即可。用以并聯(lián)的兩個(gè)天線的結(jié)構(gòu)可以相同也可以不相同。舉例而言，本實(shí)施新型更包括以下實(shí)施例:單極天線與單極天線的并聯(lián)、偶極天線與平面倒F天線的并聯(lián)、回圈天線與平面倒F天線的并聯(lián)、回圈天線與偶極天線的并聯(lián)，皆能夠使得并聯(lián)后的天線有較佳的輻射場(chǎng)型，改善原本單獨(dú)使用天線的輻射場(chǎng)型缺陷。
[0056]于本實(shí)用新型實(shí)施例上述的并聯(lián)式天線，利用兩個(gè)天線不同輻射場(chǎng)型的特性，例如在其中一個(gè)天線信號(hào)較弱的方向，可以通過另一個(gè)天線補(bǔ)足，使得并聯(lián)后的天線結(jié)構(gòu)能夠有較佳的輻射場(chǎng)型，對(duì)于各個(gè)方向皆能有大致相同的信號(hào)強(qiáng)度，以獲得穩(wěn)定的信號(hào)傳輸品質(zhì)。
[0057]由于并聯(lián)的兩個(gè)天線的諧振頻率范圍至少部分重疊，因此并聯(lián)后仍能諧振，能夠使用于原本設(shè)計(jì)的操作頻率范圍。另外，并聯(lián)的兩個(gè)天線可以使用各種工藝，并不限于特定的工藝，例如可以是金屬天線、陶瓷天線、微帶天線等等，只要能使得并聯(lián)后的輻射場(chǎng)型變好即可，因此于使用上對(duì)于天線的選擇具有高度的彈性。本案天線設(shè)計(jì)僅以2.45GHz為操作頻帶當(dāng)作范例加以論述，但本案可適合用于任何頻率的設(shè)計(jì)，例如以5GHz為操作頻帶的設(shè)計(jì)。
[0058]當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種并聯(lián)式天線，其特征在于，包括: 一第一天線，具有一第一諧振頻率范圍； 一第二天線，具有一第二諧振頻率范圍；以及 一饋入點(diǎn)，該第一天線及該第二天線共同連接至該饋入點(diǎn)； 其中該第一諧振頻率范圍與該第二諧振頻率范圍至少部分重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)式天線，其特征在于，該第一天線與第二天線的結(jié)構(gòu)不相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的并聯(lián)式天線，其特征在于，該并聯(lián)式天線是配置于一印刷電路板上，該印刷電路板包括一接地層，該第一天線是一平面倒F天線，該平面倒F天線包括一接地點(diǎn)，該接地點(diǎn)連接至該印刷電路板的該接地層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的并聯(lián)式天線，其特征在于，該平面倒F天線的配置方向垂直于該印刷電路板。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的并聯(lián)式天線，其特征在于，該第二天線是一單極天線，該印刷電路板更包括一凈空區(qū)，該單極天線配置于該印刷電路板的該凈空區(qū)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的并聯(lián)式天線，其特征在于，該單極天線是一寬帶線單極天線。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的并聯(lián)式天線，其特征在于，該單極天線的一末端具有一彎折結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的并聯(lián)式天線，其特征在于，該第二天線是一偶極天線。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的并聯(lián)式天線，其特征在于，該第二天線是一回圈天線。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的并聯(lián)式天線，其特征在于，該第一天線是一偶極天線，該第二天線是一回圈天線。
【文檔編號(hào)】H01Q21/30GK203983506SQ201420438940
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】劉獻(xiàn)文 申請(qǐng)人:中怡(蘇州)科技有限公司, 中磊電子股份有限公司