专利名称:同平面的超宽频平面天线的制作方法
技术领域:
本发明涉及一种天线,特别是涉及一种同平面的超宽频平面天线。
背景技术:
以往应用于无线超宽频技术(3.1GHz~10.6GHz)的天线例如于2005年5月5日获准的美国第6,914,573号专利,其揭露一共平面的超宽频天线,以下简称天线100(见图1)。如图2所示,其中横坐标代表频率,单位为GHz,纵坐标代表电压驻波比值,由实验量测数据得知此天线100操作于超宽频频带时,其部分频带电压驻波比值大于3而无法完全涵盖超宽频的频宽。因此,如何改善上述缺点,进而发展出小型超宽频天线,以适用于通讯产品中,一直是业者、学界不断努力的目标。
发明内容因此,本发明的目的,即在提供一种能涵盖超宽频频宽的同平面的超宽频平面天线。
于是,本发明提供一种同平面的超宽频平面天线,其特征在于包含一绝缘基板,具有一表面;一馈入线,设于该表面上,用以馈入讯号;一频宽调整部,设于该表面上,其具有一第一侧及一相反的第二侧,且该第一侧连接该馈入线的一端;一辐射元件,设于该表面上且一端连接该频宽调整部的第二侧;及一接地部,设于该表面,位于该馈入线的两侧且未与该馈入线及该频宽调整部接触。
借由本发明,在该绝缘基板上的同一表面上形成该辐射元件及该接地面,使该辐射元件与该接地面位于同一平面(coplane),因此仅需在绝缘基板的一面形成铜箔即可,可降低制造成本。较以往的天线而言,本发明的天线操作在超宽频的频宽范围内其电压驻波比值皆符合符合业界的规范,较以往的同平面天线具较佳的辐射效能。
下面通过最佳实施例及附图对本发明同平面的超宽频平面天线进行详细说明,附图中图1是一平面示意图,说明以往的超宽频平面天线。
图2是一实验量测数据图,说明以往一超宽频平面天线的电压驻波比值。
图3是一平面示意图,说明本发明超宽频平面天线的一第一较佳实施例。
图4是一模拟实验数据图,说明该第一较佳实施例的电压驻波比值。
图5是一辐射场形图,说明第一较佳实施例的天线操作于5GHz时,在H平面的辐射场形模拟结果。
图6是一辐射场形图,说明第一较佳实施例的天线操作于5GHz时,在E平面的辐射场形模拟结果。
图7是一平面示意图,说明本发明超宽频平面天线的一第二较佳实施例。
图8是一模拟实验数据图,说明第二较佳实施例的电压驻波比值。
图9是一平面示意图,说明本发明超宽频平面天线的一第三较佳实施例。
图10是一模拟实验数据图,说明第三较佳实施例的电压驻波比值。
图11是一平面示意图,说明本发明超宽频平面天线的一第四较佳实施例。
图12是一模拟实验数据图,说明第四较佳实施例的电压驻波比值。
具体实施方式有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效,在以下配合参考图式的四较佳实施例的详细说明中,将可清楚的呈现。
在详细描述本发明之前,要注意的是,在以下的说明内容中,类似的元件是以相同的编号来表示。
第一较佳实施例参阅图3,本发明同平面的超宽频平面天线其第一较佳实施例,以下简称天线1,包括一绝缘基板2、一馈入线30、一频宽调整部31、一辐射元件32(radiation element)及一接地部40。
该绝缘基板2例如为由Rogers Corp所提供的RO4003C基板,其适用于超宽频的频宽下操作,或是FR4的印刷电路板中的绝缘基板。绝缘基板2具有一表面20。
该馈入线30、频宽调整部31、辐射元件32(radiationelement)及接地元件40皆例如可为一金属铜箔面,其是以以往的光罩及光刻技术蚀刻绝缘基板2表面20上的铜箔形成。
馈入线30是设于绝缘基板2的表面20上。该频宽调整部31在本较佳实施例中是为一矩形图案,其具有两平行长边310、311及连接该两长边310的短边,其中长边310侧(第一侧)连接该馈入线30的一端,以传递经馈入线30传入的讯号。频宽调整部31的功能为调整天线操作频宽。
辐射元件32则形成于该频宽调整部31的上方,在本较佳实施例是为一梯形图案,其具有一长边320及一平行该长边320的短边321,其中短边321侧是与该频宽调整部31的另一长边311(第二侧)一侧连接且该短边321的宽度大于频宽调整部31的长边311宽度,用以发射讯号。
接地部40在本较佳实施例具有两接地元件400,每一接地元件400是为一矩形图案,其是对称地设于该馈入线30的两侧。每一接地元件40不与该馈入线30及该频宽调整部31接触并与该馈入线30及该频宽调整部31间具有一等宽的间隙(gap)。
参阅图4,在图4中,横坐标代表频率,单位为GHz,纵坐标代表电压驻波比值,当天线1操作于超宽频无线通讯技术频段,即3.1 GHz至10.6GHz之间时,其电压驻波比值(voltage standing wave ratio,VSWR)皆在2.004之下,符合业界的规范。另外,图5及图6分别揭示本实施例天线1操作在5GHz时,在H-平面(即X-Y平面)及E-平面(即X-Z平面)的辐射场形,皆具有良好的辐射效能,尤其在X-Y平面更达到全向性的辐射。
第二较佳实施例如图7所示,本发明第二较佳实施例,以下简称天线5,其大部分元件与第一较佳实施例相同在此不在赘述,主要不同处在于该辐射元件32中更具有一长槽50及该频宽调整部31具有一开槽51,其中该长槽50是直立且左右对称于该长边320地形成于辐射元件32中。开槽51呈矩形且形成于长槽50的下方,其是形成于频宽调整部31的中央且一侧边切齐频宽调整部31的长边311。
如图8所示,其中横坐标代表频率,单位为GHz,纵坐标代表电压驻波比值,借由本较佳实施例的天线5,其在3.0935GHz~10.627GHz的操作范围中,其电压驻波比值皆在2.009之下,符合业界的规范。
第三较佳实施例如图9所示,本发明第三较佳实施例,以下简称天线6,主要不同处在于该辐射元件60是呈椭圆形或类椭圆形的图案,其余元件与第一较佳实施例相同在此不再赘述。
如图10所示,其中横坐标代表频率,单位为GHz,纵坐标代表电压驻波比值,借由本较佳实施例的天线6,其在3.0935GHz~10.627GHz的操作范围中,其电压驻波比值皆在1.998之下,符合业界的规范。
值得一提的是,上述频宽调整部31除矩形外,亦可为如图11所示为一梯形图案的频宽调整部31’,且其在3.0935GHz~10.627GHz的操作范围中,电压驻波比值亦皆在1.998之下(如图12,其中横坐标代表频率,单位为GHz,纵坐标代表电压驻波比值),符合业界的规范。
归纳上述,本发明借由在该绝缘基板2上的同一表面20上形成该辐射元件32及该接地面40,使该辐射元件32与该接地面34位于同一平面(coplane),因此仅需在绝缘基板2的一面形成铜箔即可,可降低制造成本,且较以往的天线而言,本发明的天线4、5、6操作在超宽频的频宽范围内其电压驻波比值皆符合符合业界的规范,较以往的同平面天线具较佳的辐射效能。
权利要求
1.一种同平面的超宽频平面天线,其特征在于包含一绝缘基板,具有一表面;一馈入线,设于该表面上,用以馈入讯号;一频宽调整部,设于该表面上,其具有一第一侧及一相反的第二侧,且该第一侧连接该馈入线的一端;一辐射元件,设于该表面上且一端连接该频宽调整部的第二侧;及一接地部,设于该表面,位于该馈入线的两侧且未与该馈入线及该频宽调整部接触。
2.如权利要求1所述的同平面的超宽频平面天线,其特征在于该频宽调整部是呈矩形,该频宽调整部具有两条平行长边及连接该两条长边的短边,其中该频宽调整部的第一侧为其中一长边,及该频宽调整部第二侧为另一长边。
3.如权利要求2所述的同平面的超宽频平面天线,其特征在于该辐射元件为一梯形铜箔面,该辐射元件具有一长边及一平行该长边的短边,且该短边是与该频宽调整部的第二侧连接。
4.如权利要求3所述的同平面的超宽频平而天线,其特征在于该辐射元件更具一长槽,该长槽是直立且左右对称于该长边而形成于该辐射元件中。
5.如权利要求4所述的同平面的超宽频平面天线,其特征在于该频宽调整部更具有一开槽,该开槽是呈矩形且形成于该辐射元件的长槽的下方,位于该频宽调整部的中央且一侧边切齐该频宽调整部的长边。
6.如权利要求1所述的同平面的超宽频平面天线,其特征在于该接地部具有两个对称设于该馈入线两侧的接地元件,且各该接地元件与该馈入线及该频宽调整部间具有一间隙。
7.如权利要求1所述的同平面的超宽频平面天线,其特征在于该辐射元件为一椭圆形的金属铜箔面。
8.如权利要求1所述的同平面的超宽频平面天线,其特征在于该频宽调整部是呈矩形。
9.如权利要求1所述的同平面的超宽频平面天线,其特征在于该频宽调整部是呈梯形。
全文摘要
一种同平面的超宽频平面天线,其主要特征是在于包含一绝缘基板、一馈入线、一频宽调整部、一辐射元件及两接地元件。其中馈入线,设于绝缘基板的表面上,用以馈入电磁讯号,频宽调整部其一侧连接至该馈入线。辐射元件是设于该表面上且连接该频宽调整部的另一侧,及两接地元件,分别地设于该表面上,位于该馈入线的两侧且未接触该馈入线,该频宽调整部及该辐射元件。借此,将馈入线、辐射元件及接地元件设于同一平面,可降低成本、及使天线轻薄化。
文档编号H01Q13/10GK1983716SQ20051012958
公开日2007年6月20日 申请日期2005年12月14日 优先权日2005年12月14日
发明者曾国华 申请人:环隆电气股份有限公司