无线射频天线结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型有关一种无线射频天线结构，可将此类无线射频天线原本设为特定宽度及较大延伸长度的电流路径设为较小面积，使整个天线产品所占据的体积大幅缩小。
【背景技术】
[0002]现今所使用的平面天线结构及作动原理，主要包括一辐射金属板及一反射(接地)金属板，并在两金属板之间放置非导电特性的介电材料，同时，在两金属板之间设有一个以上的孔洞经由传导金属线将射频信号加以发射或进行接收。当射频信号在两金属板之间达到期望的共振频率时，设定的射频信号即可被发射或接收。
[0003]在已知的微带天线(Micro Strip Antenna, MSA)技术中，包括常见的矩形微带天线(RMSA)或圆形微带天线，其中矩形微带天线的宽度通常与频率波长相容以强化辐射能力，但在使用相同的设计条件之下，此类微带天线所能达到的天线增益(gain)较小。在Girich Kumar所著「Broadband Micro Strip Antenna」(宽频微带天线)书中，指出可透过使用圆形环状微带天线(Annual Ring MSA)来使此类天线得到增益的效果，同时能使整个天线效率及辐射效率提高。
[0004]由于此类宽频微带天线被广泛使用于各种通信产品及设备上，天线本身无法透过极短周期的瞬时脉冲波来进行发射及接收，使得其应用上受到相当程度的限制。以无线射频辨识系统(Rad1 Frequency Identificat1n Device, RFID)为例，一般此类无线射频辨识系统是以无线电波传送识别资料，一组射频辨识系统由读卡机(Reader)及无线射频(Rad1 Frequency, RF)卡片(即标签TAG)所组成，该读卡机由一段距离外发射频率给卡片，卡片上预设电路即可通电回复一编码的无线射频信号与读卡机交换讯息，并由读卡机进行后续处理，无法透过极短周期的瞬时脉冲波来进行发射及接收射频信号的结果是必须在极短的距离(几乎是在卡片与读卡机互相贴靠的情形)下进行操作，此类短距离的的RFID，并无法应用于较大电波信号的长距离的系统。
[0005]为此，中国台湾新型专利M472963「使用相位偏移器的围绕型天线」则透过辐射金属板设有一被围绕封闭的中空槽孔，使辐射金属板形成具有设定宽度的表面电流路径，并于辐射金属板表面电流路径的内部共同构成相位偏移器，来达到表面电流路径上相位同相以加大电波信号的强度，而可应用于较长距离的RFID产品。但其用以形成围绕封闭中空槽孔的表面电流路径无论是设为圆形或矩形之类几何形状，除了必须设为特定的宽度之外，整体电流路径必须配合操作频率波长而设为较大的延伸长度，面积较大，使得整个产品亦相对增大，未臻理想，而有进一步改良之必要。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在提供一种无线射频天线结构，其使此类无线射频天线的面积大幅缩小，并相对能减少广品所占据的体积。
[0007]为达到以上目的，本实用新型公开了一种无线射频天线结构，包含于一基底，并于基底的表面设有一辐射金属板，所述基底以角柱组接一接地金属板；所述辐射金属板以围绕封闭的电流路径形成一中空槽孔，并在该中空槽孔内部设有短路路径，所述短路路径设有馈入点，所述馈入点经由一预设于基底的孔洞以馈入线连接所述接地金属板；其特征在于:
[0008]所述辐射金属板的电流路径配合操作频率的波长设为连续弯折封闭线段。
[0009]其中，所述电流路径由迂回曲折的连续多数弧形弯折封闭线段构成。
[0010]其中，所述每一弧形弯折封闭构成线段的内端部以及每一弧形弯折封闭构成线段的内顶部分别设有开路残段。
[0011]其中，所述电流路径由迂回曲折的连续多数反向U型封闭线段所构成。
[0012]其中，所述反向U型封闭线段由内顶部延伸出开路残段。
[0013]其中，所述电流路径由迂回曲折的连续多数锯齿形封闭线段所构成。
[0014]其中，所述天线在外部增设接地干扰片从而以单点或多点接地来增加整个天线反射系数的频宽。
[0015]通过上述结构，本实用新型中辐射金属板的电流路径配合操作频率的波长设为连续弯折封闭线段，而可将此类无线射频天线原本设为特定宽度及较大延伸长度的电流路径改良为较小面积的迂回弯折型式。
[0016]而且，电流路径可为由迂回曲折的连续多数弧形弯折封闭线段、连续多数反向U型封闭线段或连续多数锯齿形封闭线段所构成。
[0017]其中，所述每一弧形弯折封闭构成线段的内端部以及每一弧形弯折封闭构成线段的内顶部分别设有开路残段，或由每一反向U型封闭线段由内顶部延伸出开路残段来增加整个天线的对地电容。
[0018]于可行实施例中，天线在外部增设一组或多组接地干扰片，以单点或多点接地来增加整个天线反射系数的频宽。
【附图说明】
[0019]图1:显示本实用新型第一实施例立体图。
[0020]图2:显示图1的立体元件分解图。
[0021]图3:显示图1辐射金属板的另一种强化结构实施例。
[0022]图4:显示本实用新型辐射金属板的第二实施例平面图。
[0023]图5:显示图4辐射金属板的另一种强化结构实施例。
[0024]图6:显示本实用新型辐射金属板的第三实施例平面图。
【具体实施方式】
[0025]本实用新型新颖性及其他特点，将于配合以下附图实施例的详细说明而趋于明了。
[0026]如图1及图2所示，于图示环形无线射频天线实施例中，本实用新型于一基底10的表面以蚀刻之类制造程序制出一所需的辐射金属板20，并所述基底10通过设定长度的角柱30组接一接地金属板40 ;所述辐射金属板20以围绕封闭的电流路径21形成一中空槽孔22，并在该中空槽孔22内部设有短路路径(short stub) 23，并在所述短路路径23设有一馈入点24，该馈入点24经由一预设于基底10的孔洞11以一馈入线12连接所述接地金属板40。本实用新型主要特点在于所述辐射金属板20的电流路径21配合操作频率的波长设为连续弯折封闭线段，于此第一实施例中，所述电流路径21设为由迂回曲折的连续多数弧形弯折封闭线段所构成。
[0027]于图3所示的另一实施例中，于所述每一弧形弯折封闭构成线段的内端部以及每一弧形弯折封闭构成线段的内顶部分别设有开路残段(open stub)25、26，经由此类开路残段25、26的特性来增加整个天线的对地电容。同时，在一更理想的实施例中，可在外部增设一组或多组接地干扰片50，以单点或多点接地的方式，来增加整个天线反射系数的频宽。
[0028]于图4所示的本实用新型第二实施例中，所述电流路径210为一矩形或方形无线射频天线型式，该电流路径210设为由迂回曲折的连续多数反向U型封闭线段所构成，同时，其由矩形或方形的其中一构成边延伸至另一构成边时，以90°弯折来减少整个天线的面积；于图5所示的另一实施例中，每一反向U型封闭线段由内顶部延伸出开路残段250、260来增加整个天线的对地电容。
[0029]于图6所示的本实用新型第三实施例中，所述电流路径211设为由迂回曲折的连续多数锯齿形封闭线段所构成。
[0030]本实用新型由于将此类无线射频天线设为特定宽度及较大延伸长度的电流路径改良为迂回弯折型式，而可将原本较大的面积(如19公分X 19公分)大幅缩小面积(如10公分XlO公分)，用于超高频(UHF)RFID距离实测时，仍可读取10公尺外的无线射频(Rad1 Frequency, RF)卡片(即标签 TAG)。
[0031]以上实施例仅用为方便举例说明本实用新型，并非加以限制，对于熟习此一技艺人士依该实施例所可作的各种简易变形与修饰，均仍应含括于以下申请专利范围中。
【主权项】
1.一种无线射频天线结构，包含于一基底，并于基底的表面设有一辐射金属板，所述基底以角柱组接一接地金属板；所述辐射金属板以围绕封闭的电流路径形成一中空槽孔，并在该中空槽孔内部设有短路路径，所述短路路径设有馈入点，所述馈入点经由一预设于基底的孔洞以馈入线连接所述接地金属板；其特征在于: 所述辐射金属板的电流路径配合操作频率的波长设为连续弯折封闭线段。2.如权利要求1所述无线射频天线结构，其特征在于，所述电流路径由迂回曲折的连续多数弧形弯折封闭线段构成。3.如权利要求2所述无线射频天线结构，其特征在于，所述每一弧形弯折封闭构成线段的内端部以及每一弧形弯折封闭构成线段的内顶部分别设有开路残段。4.如权利要求1所述无线射频天线结构，其特征在于，所述电流路径由迂回曲折的连续多数反向U型封闭线段所构成。5.如权利要求1所述无线射频天线结构，其特征在于，所述反向U型封闭线段由内顶部延伸出开路残段。6.如权利要求1所述无线射频天线结构，其特征在于，所述电流路径由迂回曲折的连续多数锯齿形封闭线段所构成。7.如权利要求1至6任一项所述无线射频天线结构，其特征在于，所述天线在外部增设接地干扰片从而以单点或多点接地来增加整个天线反射系数的频宽。
【专利摘要】一种无线射频天线结构，包含于一基底表面设有一辐射金属板，并在基底组接一接地金属板；辐射金属板以围绕封闭的电流路径形成一中空槽孔，并在中空槽孔内部设有短路路径，所述短路路径设有馈入点，馈入点经由一预设于基底的孔洞以馈入线连接所述接地金属板；所述辐射金属板的电流路径配合操作频率的波长设为连续弯折封闭线段，从而可将原本设为特定宽度及较大延伸长度的电流路径设为较小面积。
【IPC分类】H01Q1/38, H01Q1/36, H01Q1/50
【公开号】CN204905426
【申请号】CN201520573191
【发明人】黄咏胜
【申请人】富华国际实业有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月3日