單極天線的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種單極天線，包括：一天線本體，該天線本體包括一第一輻射部與一第二輻射部，該第二輻射部具有一饋入信號端，該第一輻射部分別向一第一方向與一第二方向延伸具有一第一長度與一第一寬度，該第一方向與該第二方向呈垂直，該第一輻射部與該第二輻射部沿該第一方向鄰接；一介質部，鄰接于該天線本體；以及一接地部，鄰接于該介質部，該介質部隔離該天線本體與該接地部；其中，分別調整該第一輻射部的該第一長度與該第一寬度，以調整該天線本體的操作頻率與頻寬，而調整該第二輻射部的形狀大小，以調整該天線本體的阻抗匹配。
【專利說明】單極天線
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種單極天線，尤其涉及一種利用印刷技術所制作的一單頻單極天線。
【背景技術】
[0002]現今，無線傳輸的產品(例如移動電話、筆記型計算機、無線網卡等)都需要配置天線以進行傳輸與接收的工作。在一般無線傳輸裝置的天線使用上，往往需視其空間的大小、特性以及成本而決定。目前所使用的無線傳輸裝置所使用的天線依照頻率的不同可以分為單頻、雙頻、多頻以及寬頻天線等種類。另外依照構造的不同則可以分為兩大類，一是芯片天線，另一為印刷天線；其中芯片天線具有所需面積小、成本高以及頻寬較窄等特點。而印刷天線依結構來分又分為單極天線、雙偶極天線、平面倒F型天線以及環形天線等，其特征為所需面積大、成本低以及頻寬較寬，正好與芯片天線相反。例如，結構輕巧、傳輸效能良好且可輕易被設置手持式電子裝置內壁的平面倒F型天線(planar inverse-F antenna,以下簡稱PIFA)或單極天線(monopole antenna)已存在,且被廣泛地應用在多種手持式電子裝置的無線傳輸、筆記型計算機或無線通訊裝置中。
[0003]在傳統技術中，多半將同軸纜線(coaxial cable)的內層導體層與外圍導體層分別焊接于PIFA的信號饋入點與信號接地點，以將欲傳輸的信號經由PIFA輸出。但是，PIFA的天線頻寬較窄，需針對不同的環境作頻段微調。而單極天線是最傳統且最古典的天線設計之一，如圖1所示。圖1所示的傳統單極天線I必需要有支撐部11與基板12相接合，用以支撐與固定單極天線1，且單極天線I容易造成往上、下、左、右傾倒，不易固定，且生產困難,增加生產成本。
[0004]因此，鑒于前述的問題，故亟需提出一新穎的單極天線可輕易調整以達到產器的需求，以節省成本。
【發明內容】
[0005]本發明的目的之一在于提供一種單極天線，其可根據不同的環境作調整，以達到多系統共同，并可有效節省成本支出。
[0006]本發明的另一目的在于提供一種單極天線，其可印刷于電路板上，以減少立體式天線的模具成本與生產組裝成本。
[0007]本發明提供的一種單極天線，包括:一天線本體，且該天線本體包括一第一輻射部與一第二福射部，該第二福射部具有一饋入信號端，且該第一福射部向一第一方向延伸具有一第一長度，該第一福射部向一第二方向延伸具有一第一寬度，該第一方向與該第二方向呈垂直，且該第一輻射部與該第二輻射部沿該第一方向鄰接；一介質部，鄰接于該天線本體；以及一接地部，鄰接于該介質部，且該介質部隔離該天線本體與該接地部；其中，調整該第一輻射部的該第一長度進而調整該天線本體的操作頻率，調整該第一輻射部的該第一寬度進而調整該天線本體的操作頻寬，調整該第二輻射部的形狀大小進而調整該天線本體的阻抗匹配。
[0008]較佳地，該第一輻射部為一矩形輻射部，該第一輻射部的長度約略等于所欲操作的頻段中使用頻率共振波長的四分之一。
[0009]較佳者，該天線本體包含四個邊長，其中三個邊長與該介質部鄰接，該接地部以相對應上述三個邊長的設置方式與該介質部鄰接。
[0010]較佳地，該第二輻射部向該第一方向延伸具有一第二長度，該第二輻射部向該第二方向延伸具有一第二寬度，該第一長度大于該第二長度，該第一寬度大于該第二寬度。
[0011]較佳地，通過調整該第二長度及/或該第二寬度，進而調整該天線本體的阻抗匹配。
[0012]較佳地，通過調整沿第一方向的該第一輻射部與該接地部間的一第一距離，進而調整該天線本體的阻抗匹配。
[0013]較佳地，通過調整沿第一方向的該第二輻射部與該接地部間的一第二距離，進而調整該天線本體的阻抗匹配。
[0014]較佳地，該第二距離大于該第一距離。
[0015]較佳地，該第二輻射部為一倒F型輻射部，且調整該倒F型輻射部的形狀大小，進而調整該天線本體的阻抗匹配。
[0016]較佳地，該第二輻射部為一倒F型輻射部，還包括沿第二方向往接地部延伸的一第一延伸部與一第二延伸部，其中該第一延伸部位于該第二輻射部的未端，該第二延伸部位于該第一延伸部與該第一輻射部之間，利用調整該第一延伸部及/或該第二延伸部的大小，進而調整該天線本體的阻抗匹配。
[0017]較佳地，該第一延伸部與第二延伸部間形成一第一槽孔，該第二延伸部與該第一輻射部間形成一第二槽孔，利用調整該第一槽孔及/或該第二槽孔的大小，進而調整該天線本體的阻抗匹配。
[0018]較佳地，第二延伸部還包含該饋入信號端，其用以接收該單極天線的饋入信號。
[0019]較佳地，還包括一印刷電路板，其包括相對應的一第一表面與一第二表面，該天線本體、該介質部以及該接地部共設于該第一表面，該天線本體投影于該第二表面的區域不設置任何電路或元件。
[0020]較佳地，該天線本體設置于鄰接該印刷電路板的任一邊緣。
[0021]以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1顯示傳統的單極天線；
[0023]圖2顯示顯示根據本發明的一實施例的一單極天線。
[0024]其中，附圖標記
[0025]I單極天線
[0026]11支撐部
[0027]12 基板
[0028]2印刷電路板
[0029]2a第一表面[0030]2b第二表面
[0031]21天線本體
[0032]22介質部
[0033]23接地部
[0034]211第一輻射部
[0035]212第二輻射部
[0036]212a第一延伸部
[0037]21北第二延伸部
[0038]L1、L2 長度
[0039]D1、D2 距離
[0040]W1、W2 寬度
[0041]H1、H2 槽孔
[0042]Fl饋入信號端
【具體實施方式】
[0043]下面結合附圖對本發明的結構原理和工作原理作具體的描述:
[0044]為對本發明的特征、目的及功能有更進一步的認知與了解，下文特將本發明的裝置的相關細部結構以及設計的理念原由進行說明，以使本發明的特點，詳細說明陳述如下:
[0045]圖2顯示根據本發明的一實施例的一單極天線，且該單極天線設于一印刷電路板
2,該印刷電路板2有相對應相對應的一第一表面2a與一第二表面2b。該單極天線包括:一天線本體21、一介質部22與一接地部23，且該天線本體21、該介質部22與該接地部23共同設于該印刷電路板2的一第一表面2a，且該天線本體投影于該第二表面2b的區域不設置任何電路或元件。該天線本體21可設置于鄰近該印刷電路板2的任一邊緣。
[0046]天線本體21包括一第一輻射部211與一第二輻射部212，該第二輻射部212具有一饋入信號端Fl,且該第一福射部211向一第一方向延伸,具有一第一長度LI,該第一福射部211向一第二方向延伸,具有一第一寬度Wl,該第一方向與該第二方向約略呈垂直,且該第一輻射部211與該第二輻射部212是沿該第一方向鄰接。其中，可調整該第一輻射部211的該第一長度LI進而調整該天線本體21的操作頻率，調整該第一輻射部211的該第一寬度Wl進而調整該天線本體21的操作頻寬，調整該第二輻射部212的形狀大小，進而調整該天線本體21的阻抗匹配。更進一步而言，該第二輻射部212向該第一方向延伸具有一第二長度L2，該第二輻射部212向該第二方向延伸具有一第二寬度W2，因此，調整該第二長度L2或第二寬度W2可調整該天線本體21的阻抗匹配。另外，于本實施例中，該第一長度LI大于該第二長度L2，該第一寬度Wl大于該第二寬度W2。此外，該第二輻射部212可為一倒F型輻射部，且調整該倒F型輻射部的形狀大小，進而調整該天線本體21的阻抗匹配。
[0047]該介質部22，鄰接于該天線本體21，而該接地部23，鄰接于該介質部22，且該介質部22隔離該天線本體21與該接地部23。該第一輻射部211為一近似矩形結構，且調整沿該第一方向的該第一輻射部211與該接地部23間的一第一距離Dl，及/或調整沿該第一方向的該第二輻射部212與該接地部23間的一第二距離D2，進而調整該天線本體的阻抗匹配，且該第二距離D2大于該第一距離Dl。
[0048]該第二輻射部212還包括沿該第二方向往該接地部23延伸的一第一延伸部212a與一第二延伸部212b，且該第一延伸部212a位于于該第二輻射部212的末端，第二延伸部位212b于該第一延伸部212a與該第一輻射部211之間，利用調整該第一延伸部212a及/或該第二延伸部212b的大小，進而調整該天線本體的阻抗匹配。且本實施例中該第二延伸部212b比該第一延伸部212a較長，且其寬度也比該第一延伸部212a寬。該第二延伸部212b還包括該饋入信號端Fl，用于對應一饋入信號點或耦接一傳輸線(未圖示)，且該饋入信號端Fl可用以接收該單極天線的饋入信號。
[0049]該第一延伸部212a與第二延伸部212b間形成一第一槽孔Hl，該第二延伸部212b與該第一輻射部211間形成一第二槽孔H2，利用調整該第一槽孔Hl及/或該第二槽孔H2的大小，進而調整該天線本體21的阻抗匹配。
[0050]另外，該天線本體21包含四個邊長，其中三個邊長與該介質部22鄰接，該接地部23以相對應上述三個邊長的設置方式與該介質部22鄰接。前述的接地部23的材質包括金屬。該單極天線為一單頻單極天線，且該單頻單極天線用于一無線通訊領域，例如IEEE802.lla/b/c/g 或單頻 5.15?5.85GHz 之間。
[0051]于本實施例，該印刷電路板2可為一介電質基板,該介電質基板的一表面用于設置該單極天線，且該表面也設有接地金屬面(三層板)或完全無金屬(雙層板)，而該介電極基板的另一表面對應于微帶線的位置，且不印制接地金屬面。本發明的天線本體21的該第二延伸部212b可作為信號饋入端，而該第一延伸部212a則對應該接地部23作延伸。而該天線本體21的該第一輻射部211的該第一長度LI可約略等于所欲設計的頻段中使用頻率共振波長的四分之一長度，故該第一輻射部211可作為該單極天線的輻射頻帶信號。而該第二輻射部212的該第二長度L2可被調整，進而調整該單極天線的阻抗匹配，使得天線的電壓駐波比(VSWR)可以達到業界的規范與要求。另外，本發明的單極天線不用有如PIFA天線另外的下地端，所以尺寸可以比PIFA天線為小，且本發明的單極天線信號饋入方式可直接在電路板上以50Ω的傳輸線方式饋入，免除使用纜線的饋入成本，以及免除立體天線所需負擔的模具費用與組裝成本。
[0052]本發明的內建式單極天線適用于任何無線通訊產品，并可輕易的調整與修正，以達到產品的需求，且本發明也可應用于操作頻段在WiFi 802.lla(5.15?5.85GHz)的系統，例如筆記型計算機、移動電話或包含WiFi的TV或DVD等。本發明的印刷式單極天線，除了可多系統共用外，也可直接在電路板上印刷，如此可減少立體式天線的模具成本支出及生產組裝的成本。
[0053]當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種單極天線，其特征在于，包括: 一天線本體，且該天線本體包括一第一輻射部與一第二輻射部，該第二輻射部具有一饋入信號端，且該第一福射部向一第一方向延伸具有一第一長度，該第一福射部向一第二方向延伸具有一第一寬度，該第一方向與該第二方向呈垂直，且該第一福射部與該第二福射部沿該第一方向鄰接； 一介質部，鄰接于該天線本體；以及 一接地部，鄰接于該介質部，且該介質部隔離該天線本體與該接地部； 其中，調整該第一輻射部的該第一長度進而調整該天線本體的操作頻率，調整該第一輻射部的該第一寬度進而調整該天線本體的操作頻寬，調整該第二輻射部的形狀大小進而調整該天線本體的阻抗匹配。
2.根據權利要求1所述的單極天線，其特征在于，該第一輻射部為一近似矩形結構，且調整沿該第一方向的該第一輻射部與該接地部間的一第一距離，及/或調整沿第一方向的該第二輻射部與該接地部間的一第二距離，進而調整該天線本體的阻抗匹配，且該第二距離大于該第一距離。
3.根據權利要求1所述的單極天線，其特征在于，該第二輻射部為一倒F型輻射部，且調整該倒F型輻射部的形狀大小，進而調整該天線本體的阻抗匹配。
4.根據權利要求1所述的單極天線，其特征在于，該第二輻射部向該第一方向延伸具有一第二長度，該第二福射部向該第二方向延伸具有一第二寬度，且該第一長度大于該第二長度，該第一寬度大于該第二寬度。
5.根據權利要求1所述的單極天線，其特征在于，該第二輻射部還包括沿第二方向往接地部延伸的一第一延伸部與一第二延伸部，且該第一延伸部位于該第二輻射部的一末端，第二延伸部位于該第一延伸部與該第一輻射部之間，利用調整該第一延伸部及/或該第二延伸部的大小，進而調整該天線本體的阻抗匹配。
6.根據權利要求5所述的單極天線，其特征在于，該第二延伸部還包括該饋入信號端，其用以接收該單極天線的饋入信號。
7.根據權利要求5所述的單極天線，其特征在于，該第一延伸部與第二延伸部間形成一第一槽孔，該第二延伸部與該第一輻射部間形成一第二槽孔，利用調整該第一槽孔及/或該第二槽孔的大小，進而調整該天線本體的阻抗匹配。
8.根據權利要求1所述的單極天線，其特征在于，還包括一印刷電路板及其相對應的一第一表面與一第二表面，其中該天線本體、該介質部與該接地部共同設于該印刷電路板的該第一表面。
9.根據權利要求8所述的單極天線，其特征在于，該天線本體投影于該第二表面的區域不設置任何電路或元件。
10.根據權利要求8所述的單極天線，該天線本體設置于鄰近該印刷電路板的任一邊緣。
11.根據權利要求1所述的單極天線，其特征在于，該單極天線為一單頻單極天線，且該單頻單極天線用于一無線通訊領域。
【文檔編號】H01Q1/38GK103855465SQ201210510320
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月4日 優先權日:2012年12月4日
【發明者】黃智勇, 羅國彰 申請人:智易科技股份有限公司