专利名称：一体式天线的制作方法
技术领域：
本发明为一体式天线，可以成形为数组式循环天线或是数组式偶极天线， 除具简易制程及高增益的辐射特性外，更具有稳固的结构强度。
背景技术：
如美国专利号6, 741， 219的高增益天线发明专利，其专利特征在于使用两 片背对背呈上下排列的偶极天线(dipole antenna)，其分别贴合于一介质的 两面。而图1即为两片偶极天线贴合后将该介质隐藏所显示的高增益天线。前述习知技术系由天线的正下方(即图l的下方)透过馈入线(10、 12) 传输到馈入点(24、 34)后，再分别经由四组阻抗相同、长度相同的传输线(26、 28、 30、 32与36、 38、 40、 42)连接至上下两片共四组的偶极天线(2a、 4a、 6a、 8a与2b、 4b、 6b、 8b)。由于电讯号系由下方馈入，因此结构上较为复杂且不对称，而且上下两片 偶极天线贴合于介质上，不仅增加组件、成本提高而且制程繁复，还需要透过 化学制程将天线贴合于介质上，也增加了环保上的问题。同时，该介质也将造 成天线效能的损耗，甚至无法达到所宣称的高增益等问题。翻崎本发明的主要目的在于提供一种一体式天线，藉由接地装置来提供稳固的 天线结构，并可定位各天线组件。本发明的次一目的在于提供一种一体式天线，无需使用其它介质来支撑该 天线，从而使得该一体式天线的整体增益得以维持高增益的效果。本发明的再一目的在于提供一种一体式天线，将天线的组件采一体成形， 简化制程及降低制造成本，也不会造成环境上的污染问题。本发明的一体式天线，可以成形为数组式循环天线或是数组式偶极天线， 至少包括有接地面、馈入线及复数个天线辐射体；该接地面呈平板状且略呈矩 形；该馈入线位于该接地面的上面且两者略呈平行，而且该馈入线的一端与该 接地面电性连接，如此可增加天线结构精确度及稳定度，而其连接点距离该馈 入线与该天线辐射体第一端电性连接处的线性距离约为本一体式天线的操作 波长的1/4。由于在传输线中，电讯号相位经过l/4后，短路特性会形成开路特性，所以该段传输线对本身馈入线特性不会影响，且由于增加了该段传输线可改善原本馈入线与天线辐射体连接处电流不连续的情况， 反而有助于天线特性提升；同时经由调整该馈入线的各段长度及宽度，可达成 天线阻抗匹配及功率平均分配至四个天线辐射体的功能；该天线辐射体与该馈 入线电性连接，并与该馈入线约位于相同水平高度，该天线辐射体为循环天线 时，其总路径长度接近中心频率的全波长，而当天线辐射体为偶极天线时，其 路径长度接近中心频率的二分的一波长。于数组式循环天线中，更加上复数个 接地装置，该接地装置的一端与该天线辐射体电性连接，另一端则与该接地面 电性连接，除可加强天线的结构强度外，亦可提高天线本身的辐射特性。为使审查人员能更加了解本发明的精神与技术特征，兹举实施例详述于后。
图1是习知高增益天线的结构图。 图2是本发明第一实施例的结构图。 图3是本发明第一实施例的结构立体图。图4A为本发明第一实施例的返回损失(Return loss)量测数据示意图。图4B为本发明第一实施例的E平面量测数据示意图。图5是本发明第一实施例的图3的I部分结构放大图。图6是本发明第二实施例的结构图。图7是本发明第二实施例的结构立体图。图8是本发明一体式天线图3的A-A剖面视图并搭配一同轴传输线。
具体实施方式
请参阅图2、 3所示，为本发明第一实施例的一体式天线的结构图，其为 一种数组式循环天线，包括有接地面50，该接地面50呈平板状且略呈矩形； 馈入线51，位于该接地面50的上方且两者略呈平行，而且该馈入线51的一端 与该接地面50电性连接；复数个天线辐射体，于第一实施例中系具有四个天 线辐射体53a、 53b、 53c、 53d，该天线辐射体53a、 53b、 53c、 53d为金属线 所围成的近似矩形且非封闭的结构，并均具有第一端531与第二端533，且该 天线辐射体53a、 53b、 53c、 53d以该馈入线51为中心线两两对称，而其第一 端531与该馈入线51电性连接，并与该馈入线51约位于相同水平高度；及复 数个接地装置，于第一实施例中系具有四个接地装置55a、 55b、 55c、 55d，该 接地装置55a、 55b、 55c、 55d的一端分别与该天线辐射体53a、 53b、 53c、 53d 的第二端533电性连接，而该接地装置55a、 55b、 55c、 55d的另一端则与该 接地面50电性连接，且该接地装置55a、 55b、 55c、 55d与该天线辐射体53a、 53b、 53c、 53d及与该接地面50均近乎垂直连接。为能简化制程及降低制造成本，第一实施例即可将该馈入线51、天线辐射体53a、 53b、 53c、 53d与接地装置55a、 55b、 55c、 55d由同一金属导体透过 冲压或裁切等加工方法完成后，再以治具将该馈入线51及该接地装置55a、55b、 55c、 55d朝同一方向弯折后再与另一金属导体所加工完成的接地面50以焊接 等方式将馈入线51、接地装置55a、 55b、 55c、 55d与接地面50产生电性连接。 同理，亦可将该接地面50、馈入线51、天线辐射体53a、 53b、 53c、 53d与接 地装置55a、 55b、 55c、 55d由同一金属导体透过冲压或裁切等加工方法完成 后，先以治具将该馈入线51及该接地装置55a、 55b、 55c、 55d朝同一方向弯 折后再行弯折接地面50，使的该馈入线51位于该接地面50的上方且两者略呈 平行，再以焊接等方式将接地装置55a、 55b、 55c、 55d与接地面50产生电性 连接。如图4A、 4B所示，为此第一实施例的返回损失(Return loss)量测数据示 意图及E平面量测数据示意图。于图4A中，其频宽包含3.3 GHz 3.8 GHz 的范围，故可轻易涵盖Wimax 3. 5GHz系统频带。于图4B中，该E平面系量 测与该馈入线51相同的延伸方向所得的数据，其最大值可达5.5dBi，故可达 到高增益的目的。为达此量测目的，该接地面50约为一长120,、宽8mra的矩 形平面；天线辐射体53a、 53b、 53c、 53d均由金属线宽约1. 5mra所围成的近 似矩形且非封闭的结构；以天线辐射体53a为例，其所围成的近似矩形的外框 长约为36画，宽约为5mm，其第一端531与该馈入线51连接的长度约为4腿 且与第二端533间隔约小于2mm;而与第二端533相连接的接地装置55a的长 度也约为4mm，从而总长约为88mm，而与Wimax 3. 5 GHz操作系统的一个波长 86mm相当。该馈入线51总长约121mm，宽约为2. 6mm，且水平距离该接地面 50约lmm;而距离该馈入线51两末端为1/4操作波长即约21. 5mm处为该馈入 线51与天线辐射体53a、 53b、 53c、 53d相接处，为能调配本第一实施例的阻 抗，于天线辐射体53a、 53b、 53c、 53d所包夹的馈入线51部分线宽增为约5mm。如图5所示，为了节省该一体式天线的整体空间，可将该天线辐射体53a、 53b、 53c、 53d略为弯折而使其形状略呈倒L型，但其第一端531与第二端533 与该馈入线51位于相同水平高度。于前述的第一实施例中，该馈入线51的两端均可与该接地面50电性连接， 从而使得该第一实施例具有六个支撑点。此外，电讯号于馈入线51中传输的 特性在其电讯号相位经过其操作波长的1/4时，将使原本短路特性转变成开路 特性，亦即会形成电讯号断路。因此，从该馈入线51与该天线辐射体53a、 53b、 53c、 53d第一端531电性连接处离该馈入线51与接地面50最近的电性连接处 的线性距离为其天线操作波长的1/4，该馈入线51与该接地面50的电性连接 对于该一体式天线的馈入网络特性并不会产生不良影响，而且也可以改善馈入线51两端原本电流不连续的情状，更有助于该一体式天线的辐射特性提升。请参阅图6、 7所示，为本发明第二实施例的一体式天线的结构图，其为 一种数组式偶极天线，包括有接地面60，该接地面呈平板状且略呈矩形；馈入 线61，位于该接地面60的上方且两者略呈平行，而且该馈入线61的一端与该 接地面60电性连接；复数组天线辐射体，于第二实施例中系具有四组天线辐 射体，该天线辐射体包括有四个第一辐射单元63a、 63b、 63c、 63d与四个第 二辐射单元65a、 65b、 65c、 65d，每一辐射单元的形状略呈L型，并具有第一 端62、 66与第二端64、 68，且该天线辐射体以该馈入线61为中心线两两对称， 而该第一辐射单元63a、 63b、 63c、 63d的第一端62与该馈入线61电性连接 并与该馈入线61约位于相同水平高度，该第二辐射单元65a、 65b、 65c、 65d 的第一端66与该接地面60电性连接并与该接地面60约位于相同水平高度， 且每组天线辐射体的两个第二端64、 68朝相反方向。为能简化制程及降低制造成本，第二实施例即可将该馈入线61、第一辐射 单元63a、 63b、 63c、 63d由同一金属导体透过冲压或裁切等加工方法完成， 而该第二辐射单元65a、 65b、 65c、 65d与接地面60则由另外同一金属导体透 过冲压或裁切等加工方法完成，以治具将该馈入线61予以弯折后再以焊接等 方式将馈入线61与接地面60固定，从而使得此两片金属导体产生电性连接。 同理，该接地面60、馈入线61、第一辐射单元63a、 63b、 63c、 63d与第二辐 射单元65a、 65b、 65c、 65d由同一金属导体透过冲压或裁切等加工方法完成， 再以治具将该接地面60予以弯折，使得该馈入线61位于该接地面60的上方 且两者略呈平行。于前述的第二实施例中，该馈入线61的两端均可与该接地面60电性连接， 从而使得该第二实施例具有二个支撑点。此外，电讯号于馈入线61中传输的 特性在其电讯号相位经过其操作波长的1/4时，将使原本短路特性转变成开路 特性，亦即会形成电讯号断路。因此，从该馈入线61与该第一辐射单元63a、 63b、 63c、 63d电性连接处离该馈入线61与接地面60最近的电性连接处的线 性距离为其天线操作波长的1/4，该馈入线61与该接地面60的电性连接对于 该一体式天线的馈入网络特性并不会产生不良影响，而且也可以改善馈入线61 两端原本电流不连续的情状，更有助于该一体式天线的辐射特性提升。请参阅图8所示，是本一体式天线图3的A-A剖面视图，并搭配一同轴传 输线70。由于第一实施例与第二实施例的馈入线(51、 61)与接地面(50、 60) 结构相近，故以第一实施例为示范。该同轴传输线70包括正讯号导线701与 负讯号导线703，该正讯号导线701电性连接于馈入线51上，并位于该馈入线 51的中心位置附近；而该负讯号导线703电性连接于接地面50上。同理，第 二实施例亦可搭配一同轴传输线70，该同轴传输线70的正讯号导线701电性 连接于馈入线61上，并位于该馈入线61的中心位置附近；而该负讯号导线703 电性连接于接地面60上。本发明已具有发明专利的专利要件，实施例中揭示的结构乃是为了方便说 明本发明，并非用以限制本发明的范围，凡藉由本发明的说明书而了解此一技 艺者，在不脱离本发明的精神下所作的修改，均应视为本发明的相似结构，为 本发明的申请专利范围所涵盖。
权利要求
1. 一种一体式天线，其为一种数组式循环天线，包括有接地面，所述接地面呈平板状且略呈矩形；馈入线，位于所述接地面的上方且两者略呈平行，而且所述馈入线的一端与所述接地面电性连接；复数个天线辐射体，所述天线辐射体为金属线所围成的近似矩形且非封闭的结构，并具有第一端与第二端，且所述天线辐射体以所述馈入线为中心线两两对称，而其第一端与所述馈入线电性连接，并与所述馈入线约位于相同水平高度；及复数个接地装置，所述接地装置的一端与所述天线辐射体的第二端电性连接，而所述接地装置的另一端则与所述接地面电性连接，且所述接地装置与所述天线辐射体及与所述接地面均近乎垂直连接。
2. 如权利要求l所述的一体式天线，其特征在于，所述馈入线、天线辐射体与 接地装置系由单一金属导体裁切成形。
3. 如权利要求l所述的一体式天线，其特征在于，所述接地面、馈入线、天线 辐射体与接地装置系由单一金属导体裁切成形。
4. 如权利要求1所述的一体式天线，其特征在于，所述馈入线的两端均可与所 述接地面电性连接。
5. 如权利要求1或4所述的一体式天线，其特征在于，所述馈入线与所述天线 辐射体第一端电性连接处离所述馈入线与所述接地面最近的电性连接处的 线性距离约为本一体式天线的操作波长的1/4。
6. 如权利要求l所述的一体式天线，其特征在于，所述天线辐射体形状略呈倒 L型，且其第一端与第二端与所述馈入线位于相同水平高度。
7. 如权利要求l所述的一体式天线，其特征在于，更具有一同轴传输线，所述 同轴传输线包括正讯号导线与负讯号导线，而所述正讯号导线与馈入线电性 连接，而所述负讯号导线与接地面电性连接。
8. —种一体式天线，其为一种数组式偶极天线，包括有接地面，所述接地面呈平板状且略呈矩形；馈入线，位于所述接地面的上方且两者略呈平行，而且所述馈入线的一 端与所述接地面电性连接；复数组天线辐射体，所述天线辐射体包括有第一辐射单元与第二辐射单 元，每一辐射单元的形状略呈L型，并具有第一端与第二端，且所述天线辐 射体以所述馈入线为中心线两两对称，而所述第一辐射单元的第一端与所述 馈入线电性连接并与所述馈入线约位于相同水平高度，所述第二辐射单元的第一端与所述接地面电性连接并与所述接地面约位于相同水平高度，且每组 天线辐射体的两个第二端朝相反方向。
9. 如权利要求8所述的一体式天线，其特征在于，所述馈入线、第一辐射单元 系由单一金属导体裁切成形。
10. 如权利要求8所述的一体式天线，其特征在于，所述第二辐射单元与接地面 系由单一金属导体裁切成形。
11. 如权利要求8所述的一体式天线，其特征在于，所述接地面、馈入线、第一 辐射单元与第二辐射单元系由单一金属导体裁切成形。
12. 如权利要求8所述的一体式天线，其特征在于，所述馈入线的两端均可与所 述接地面电性连接。
13. 如权利要求8或12所述的一体式天线，其特征在于，所述馈入线与所述第 一辐射单元的第一端电性连接处离所述馈入线与所述接地面最近的电性连 接处的线性距离约为本一体式天线的操作波长的1/4。
14. 如权利要求8所述的一体式天线，其特征在于，更具有一同轴传输线，所述同轴传输线包括正讯号导线与负讯号导线，而所述正讯号导线与馈入线电性 连接，而所述负讯号导线与接地面电性连接。
全文摘要
本发明的一种一体式天线，可以成形为数组式循环天线或是数组式偶极天线，至少包括有接地面、馈入线及复数个天线辐射体；该接地面呈平板状且略呈矩形；该馈入线位于该接地面的上方且两者略呈平行，而且该馈入线的一端与该接地面电性连接；该天线辐射体与该馈入线电性连接，并与该馈入线约位于相同水平高度。于数组式循环天线中，更加上复数个接地装置，该接地装置的一端与该天线辐射体电性连接，另一端则与该接地面电性连接，除可加强天线的结构强度外，亦可提高天线本身的辐射特性。
文档编号H01Q13/08GK101257145SQ20071003769
公开日2008年9月3日 申请日期2007年2月26日 优先权日2007年2月26日
发明者萧富仁, 许嘉文, 许振轩, 邱宗文 申请人:连展科技电子(昆山)有限公司