专利名称：宽频列印天线的制作方法
宽频列印天线技术领域
本发明有关一种天线，尤指一种宽频列印天线。
技术背景
随着无线通信设备与消费性电子产品的功能多元化，针对天线设计的要求也越来越高，一方面必须配合产品造型设计并兼顾良好的接收效能，一方面则要满足各种无线通信技术的电磁波特性，使天线技术不断朝宽频化与微型化方向迈进。为追求终端产品造型的美观，开发出更小尺寸的天线已成为厂商产品开发的重要课题。
目前现有的宽频天线(如中国台湾专利公报中专利证书号为第1325196号专利) 包括辐射部10a、馈入部30a以及一对矩形的接地部40a。该辐射部10a、该馈入部30a以及该接地部40a均设于该基板50a的同一表面上。该馈入部30a和该接地部40a均从该基板 50a的底边52a向该基板50a内延伸，该馈入部30a用于向该辐射部IOa输入电磁波信号。 一对接地部40a分别处于该馈入部30a的两侧。该辐射部IOa用于收发电磁波信号，其包括第一辐射段1 和第二辐射段14a。该辐射部IOa还包括长条状的连接部16a。该连接部 16a位于该第一辐射段12a中，其两端分别与该第一辐射段1 和该第二辐射段Ha连接。 该连接部16a的轴线和该馈入部30a的轴线重合，该第一辐射段12a的中心和该第二辐射段14a的中心均位于该连接部16a的轴线上，该馈入部30a还设有倒锥形的延展部19a，该延展部19a与该第一辐射段1 连接，以实现阻抗匹配，提高辐射部IOa的辐射效率。
由于上述的宽频天线在信号由馈入部30a输入后电流只流经一个辐射部10a，因此天线在接收及发射信号时，天线本身的特性也将受到限制。发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种宽频列印天线，能够提升宽频天线收发信号功能。
为了达到上述目的，本发明提供一种宽频列印天线，其结构包括
基板，具有第一表面及第二表面，该第一表面与该第二表面相互平行对应；
第一图案层，水平设于该第一表面上，具有第一辐射部、第一馈入部、第一连接部、 第四辐射部及第一接地部，该第一辐射部的一边上连接第一馈入部，该第一辐射部的另一边连接第一连接部，该第一连接部连接第四辐射部，该第一表面上与该第一馈入部对应的位置上具有第一接地部；
第二图案层，与该第一图案层呈反方向对应水平设置于该第二表面上，该第二图案层上具有第三辐射部、第二馈入部、第二连接部、第二辐射部及第二接地部，该第三辐射部的一边上连接第二馈入部，该第三辐射部的另一边连接第二连接部，该第二连接部连接第二辐射部，该第二表面上与该第二馈入部对应的位置上具有第二接地部；
其中，以该第一表面的第一馈入部及第一辐射部耦合能量至第二表面的该第二辐射部与第一接地部形成第一天线；以该第二表面的该第二馈入部及第三辐射部耦合能量至该第一表面的第四辐射部与第二接地部形成与第二天线；
以该第一馈入部将信号送入后，借由第一连接部将第一天线与第二天线所辐射的能量互相加乘以形成第三天线；以该第二馈入部将信号送入后，再由第二连接部将第一天线与第二天线所辐射的能量互相加乘以形成第四天线。
其中，所述基板为电路板，该基板上具有两个以上穿孔，该穿孔贯穿该第一表面及该第二表面，在该第一表面或该第二表面的一边上具有反射部，其中该反射部上具有两个穿孔，该第一表面的第一图案层及该第二表面的第二图案层为导电材料。
其中，所述第一辐射部及第三辐射部为具有四个边以上的形状；该第一连接部及第二连接部为U形桥式架构，以连接第一辐射部与第四辐射部及第三辐射部与第二辐射部，该第一连接部及第二连接部的长度均为天线操作频率的二分之一波长的奇数倍。
其中，所述第一连接部及第二连接部的形状为较大矩形面积截掉其内部一个多边形形状而成。
其中，所述第二辐射部及第四辐射部为环状回路结构。
其中，所述第一接地部上具有两个第一贯穿孔，该第一贯穿孔贯穿至该第二表面的第二辐射部上，该第二接地部上具有两个第二贯穿孔，该第二贯穿孔贯穿至该第一表面的第四辐射部上。
其中，所述宽频列印天线还具有两个铜轴电缆线，该铜轴电缆线至少包含有芯线及接地金属网层，两个铜轴电缆线的两个芯线分别与该第一馈入部及第二馈入部电性连接，两个铜轴电缆线的两个接地金属网层分别与该第一接地部及第二接地部电性连接。
其中，所述第一辐射部及第三辐射部的边长的长度为对应天线操作频率的二分之一波长的奇数倍以及其边宽的宽度为对应天线操作频率的四分之一波长的奇数倍。
其中，所述长度为二分之一波长和宽度为四分之一波长。
其中，所述第二辐射部及该第四辐射部内缘长度及宽度均为天线操作频率二分之一波长的奇数倍；该第二辐射部及第四辐射部的外边缘上具有一个以上的矩形槽，以及一个以上的边缘缺角。
其中，所述第二辐射部及第四辐射部内边缘又承接有一个以上的L形的槽线，一个以上的直线形的槽线，以及一个以上的斜角与一个以上的矩形凸块。
其中，所述槽线、斜角、以及矩形凸块的尺寸大小，决定天线的操作频率。
其中，所述第二辐射部及第四辐射部上具有一个以上的L形或矩形的间隙。
其中，所述第一馈入部的中心点至第四辐射部边缘的距离为对应天线操作频率二分之一波长的奇数倍。
其中，所述第二馈入部的中心点至第二幅射部边缘的距离为对应天线操作频率二分之一波长的奇数倍。
由以上技术方案可以看出，本发明在同一块基板的不同表面上制作两组图案层， 该两组图案层呈反向对应平行设于基板的两个表面上，形成第一天线及第二天线，如同阵列式天线的原理，在天线运作时由其中一个馈入部将信号送入后，借由连接部将第一天线与第二天线所产生的能量互相加乘以形成第三天线或第四天线，从而提升了宽频天线收发信号功能。
图1为中国台湾专利公报中证书号为第1325196号专利中的宽频天线的示意
图2为本发明的宽频列印天线的立体图3为图2的主视图4为图2的后视图5为本发明的宽频列印天线的第一图案层与第二图案层重:叠示意图(一)
图6为本发明的宽频列印天线的第一图案层与第二图案层重:叠示意图(二)
图7为本发明的宽频列印天线的第一图案层与第二图案层重:叠示意图(三)
图8为本发明的宽频列印天线的第一图案层与第二图案层重:叠示意图(四)
图9为本发明的宽频列印天线的第一图案层与第二图案层重:叠示意图(五)
图10为本发明的回流损失(Return loss)曲线示意图11为本发明的宽频列印天线的第一图案层与第:二图案层Si叠示意图(六)
图12为本发明的宽频列印天线与铜轴电缆电线连接示意图13为图12的电流流向示意图。
附图标记说明
辐射部IOa第一辐射段12a
第.二辐射段Ha连接部16a
延展部19a馈入部30a
接地部40a基板50a
底边52a基板1
第一表面11第二表面12
穿孔13反射部14
第一图案层2第一辐射部21
第一馈入部22第一连接部23
第四辐射部M第一接地部25
第一贯穿孔26第二图案层3
第―三辐射部31第二馈入部32
第.二连接部33第二辐射部；34
第.二接地部35第二贯穿孔36
边长Ll边宽Wl
内缘长度L2内缘宽度W2
矩形槽341,241边缘缺角342、242
槽线 343,243槽线344 J44
斜角 345,245矩形凸块；346、246
间隙 347、247距离D1、D2
铜轴电缆4、5芯线41、51
接地金属网层42、52共振频率点A具体实施方式
请参阅图2、图3及图4，分别为本发明的宽频列印天线的立体图及图2的主视图和后视图。如图2至图4所示本发明的宽频列印天线，其结构包括基板1、第一图案层2 及第二图案层3。
该基板1，为电路板，其上具有第一表面11及第二表面12，该第一表面11与该第二表面12相互平行对应，且在该基板1上具有两个以上穿孔13，该穿孔13贯穿该第一表面11及该第二表面12。另外在该第一表面11或该第二表面12的一边上具有反射部14， 该反射部14包含其中两个穿孔13。
该第一图案层2，水平设于该第一表面11上，且该第一图案层2为导电材料。该第一图案层2上具有四个边以上的第一辐射部21，该第一辐射部21的一边上延伸有供信号馈入的第一馈入部22，该第一辐射部21的另一边连接有呈U形桥式架构的第一连接部23， 该第一连接部23连接有呈环状回路结构的第四辐射部M。第一表面11上与该第一馈入部22对应的位置上具有第一接地部25，该第一接地部25上具有两个第一贯穿孔沈，该第一贯穿孔26贯穿至该第二表面12的第二辐射部34上，该第一接地部25用以电性连接铜轴电缆线的接地金属网层(图中未示出)。
该第二图案层3，与该第一图案层2结构相同，且与该第一图案层2呈反方向对应水平设置于该基板1的第二表面12上。该第二图案层3为导电材料，其上具有四个边以上的第三辐射部31，该第三辐射部31的一边上延伸有供信号馈入的第二馈入部32，该第三辐射部31的另一边连接有呈U形桥式架构的第二连接部33，该第二连接部33连接有呈环状回路结构的第二辐射部34。该第二表面12上与该第二馈入部32对应的位置上具有第二接地部35，该第二接地部35上具有两个第二贯穿孔36，该第二贯穿孔36贯穿至该第一表面 11的第四辐射部M上，该第二接地部35用以电性连接铜轴电缆线的接地金属网层(图中未示出)。
以该第一表面11的第一馈入部22及第一辐射部21耦合能量至第二表面12的该第二辐射部34与第一接地部25形成第一天线。
以该第二表面12的该第二馈入部32及第三辐射部31耦合能量至该第一表面11 的第四辐射部M与第二接地部35形成与第一天线结构相同的第二天线。
经由第一馈入部22将信号送入后，借由第一连接部23将第一天线与第二天线所辐射的能量互相加乘以形成第三天线。相对地，在经由该第二馈入部32将信号送入后，借由第二连接部33将第一天线与第二天线所辐射的能量互相加乘以形成第四天线。
请参阅图5、图6，分别为本发明的宽频列印天线的第一图案层与第二图案层重叠示意图(一)、(二)。如图5、图6所示该第一辐射部21及第三辐射部31为四个边以上的形状，所形成的边长Ll的长度为对应天线操作频率的二分之一波长的奇数倍以及边宽 Wl的宽度为对应天线操作频率的四分之一波长的奇数倍，且该长度为二分之一波长和宽度为四分之一波长时为最佳。
该第二辐射部34及第四辐射部M为环状回路结构，且内缘长度L2及内缘宽度W2 均为天线操作频率二分之一波长的奇数倍。
请参阅图7、图8，分别为本发明的宽频列印天线的第一图案层与第二图案层重叠示意图(三)、(四)。如图7、图8所示该第二辐射部34及第四辐射部M的外边缘上具有一个以上的矩形槽341及241，以及一个以上的边缘缺角342及M2，前述形状结构的目的是利用边缘缺角342及242及矩形槽341及241使原本流经第二辐射部34及第四辐射部 24的金属表面的电流路径变窄，电流密度变大，从而使电流所产生的磁场也因此变大，天线的增益也有效地增加。
该第二辐射部34及第四辐射部M内边缘又承接有一个以上的L形的槽线343及 M3、一个以上的直线形的槽线344及M4、以及一个以上的斜角345及245与一个以上的矩形凸块346及M6。该L形的槽线343及对3、直线形的槽线344及M4、斜角345及M5， 以及矩形凸块346及246来改变原本流经第二辐射部34及第四辐射部24的金属表面的电流路径，有效增加电流密度，从而使电流所产生的磁场也因此变大，天线的增益也有效地增加。
而且，该L形的槽线343及对3、直线形的槽线344及M4、斜角345及M5、以及矩形凸块346及M6的尺寸大小(形状、面积、长度等)，都会影响天线的操作频率。
请参阅图9，为本发明的宽频列印天线的第一图案层与第二图案层重叠示意图(五)，及图10为本发明的回流损失(Returnloss)曲线示意图。在该第二辐射部34及第四辐射部M上具有至少一个以上的L形或矩形的间隙347及M7。该间隙347及247会产生电容效应，此电容效应与该矩形槽341及Ml、边缘缺角342及M2、L形的槽线343及 M3、直线形的槽线344及M4、斜角345及M5、矩形凸块346及246变化电流密度产生的磁场，合成出在回流损失(Return loss)曲线图(如图10)上另一个共振频率点A，再配合第一辐射部21、第二辐射部34、第三辐射部31及第四辐射部M所产生的共振频率点，使整个天线具有宽频的特性。
请参阅图11，为本发明的宽频列印天线的第一图案层与第二图案层重叠示意图(六)。如图11所示该第一馈入部22的中心点至第四辐射部M边缘的距离Dl为对应天线操作频率二分之一波长的奇数倍。
该第二馈入部32的中心点至第二幅射部34边缘的距离D2为对应天线操作频率二分之一波长的奇数倍。
请参阅图12、图13，分别为本发明的宽频列印天线与铜轴电缆电线连接示意图及图12的电流流向示意图。如图12、图13所示铜轴电缆4、5的芯线41、51与该第一馈入部22及第二馈入部32电性连接，该铜轴电缆4、5的接地金属网层42及52与该第一接地部25及第二接地部35电性连接，通过第一贯穿孔沈及第二贯穿孔36与该第二辐射部34 及第四辐射部M电性连接。
当天线运作是由其第一馈入部22或第二馈入部32的馈入点将信号送进去时，会形成两个天线辐射。例如，第一个电流路径是从第一馈入部22输入借由第一辐射部21经 U形桥式架构的第一连接部23将能量耦合至下面该第二表面12的该第二辐射部34，使电流流向形成环状路径，也有能量被辐射出来(如图13的虚线部分)。同时，第二个电流路径，也从该第一馈入部22输入经第一辐射部21借由U形桥式架构的第一连接部23将能量导向第四辐射部M，电流的流向也形成环状路径，将能量辐射出来(如图13的实线部分)。 又因为U形桥式架构的第一连接部23及第二连接部33的长度均为天线操作频率的二分之一波长的奇数倍，所以在第二个电流路径的能量跟第一个电流路径的能量会有延迟180度的相位差，故此U形桥式架构设计的方法可将第四辐射部M的辐射量叠加至第二辐射部34 的辐射量，也有加乘效果，就如同阵列式天线的原理。
进一步，本发明的第一连接部23及第二连接部33的形状除了前述U形桥式架构外，该第一连接部23及第二连接部33的形状可为较大矩形面积截掉其内部一个多边形形状而成(该U形桥式架构即为截掉的内部形状为较小矩形的实施例)。
上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围。即凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，均为本发明专利范围所涵盖。
权利要求
1.一种宽频列印天线，其特征在于，其结构包括基板，具有第一表面及第二表面，该第一表面与该第二表面相互平行对应；第一图案层，具有第一辐射部、第一馈入部、第一连接部、第四辐射部及第一接地部，且水平设于该第一表面上，该第一辐射部的一边上连接第一馈入部，且第一辐射部的另一边连接第一连接部，该第一连接部连接第四辐射部，该第一表面上与该第一馈入部对应的位置上具有第一接地部；第二图案层，与该第一图案层呈反方向对应水平设置于该第二表面上，该第二图案层上具有第三辐射部、第二馈入部、第二连接部、第二辐射部及第二接地部，该第三辐射部的一边上连接第二馈入部，且第三辐射部的另一边连接第二连接部，该第二连接部连接第二辐射部，该第二表面上与该第二馈入部对应的位置上具有第二接地部；其中，以该第一表面的第一馈入部及第一辐射部耦合能量至第二表面的该第二辐射部与第一接地部形成第一天线；以该第二表面的该第二馈入部及第三辐射部耦合能量至该第一表面的第四辐射部与第二接地部形成第二天线；以该第一馈入部将信号送入后，借由第一连接部将第一天线与第二天线所辐射的能量互相加乘以形成第三天线；以该第二馈入部将信号送入后，借由第二连接部将第一天线与第二天线所辐射的能量互相加乘以形成第四天线。
2.如权利要求1所述的宽频列印天线，其特征在于，所述基板为电路板，该基板上具有两个以上穿孔，该穿孔贯穿该第一表面及该第二表面，在该第一表面或该第二表面的一边上具有反射部，其中该反射部上具有两个穿孔，该第一表面的第一图案层及该第二表面的第二图案层为导电材料。
3.如权利要求2所述的宽频列印天线，其特征在于，所述第一辐射部及第三辐射部为具有四个边以上的形状；该第一连接部及第二连接部为U形桥式架构，以连接第一辐射部与第四辐射部及第三辐射部与第二辐射部，该第一连接部及第二连接部的长度均为天线操作频率的二分之一波长的奇数倍。
4.如权利要求3所述的宽频列印天线，其特征在于，所述第一连接部及第二连接部的形状为较大矩形面积截掉其内部一个多边形形状而成。
5.如权利要求4所述的宽频列印天线，其特征在于，所述第二辐射部及第四辐射部为环状回路结构。
6.如权利要求5所述的宽频列印天线，其特征在于，所述第一接地部上具有两个第一贯穿孔，该第一贯穿孔贯穿至该第二表面的第二辐射部上，该第二接地部上具有两个第二贯穿孔，该第二贯穿孔贯穿至该第一表面的第四辐射部上。
7.如权利要求6所述的宽频列印天线，其特征在于，所述宽频列印天线还具有两个铜轴电缆线，该铜轴电缆线至少包含有芯线及接地金属网层，两个铜轴电缆线的两个芯线分别与该第一馈入部及第二馈入部电性连接，两个铜轴电缆线的两个接地金属网层分别与该第一接地部及第二接地部电性连接。
8.如权利要求7所述的宽频列印天线，其特征在于，所述第一辐射部及第三辐射部的边长的长度为对应天线操作频率的二分之一波长的奇数倍以及其边宽的宽度为对应天线操作频率的四分之一波长的奇数倍。
9.如权利要求8所述的宽频列印天线，其特征在于，所述长度为二分之一波长和宽度为四分之一波长。
10.如权利要求1所述的宽频列印天线，其特征在于，所述第二辐射部及该第四辐射部内缘长度及宽度均为天线操作频率二分之一波长的奇数倍；该第二辐射部及第四辐射部的外边缘上具有一个以上的矩形槽，以及一个以上的边缘缺角。
11.如权利要求10所述的宽频列印天线，其特征在于，所述第二辐射部及第四辐射部内边缘又承接有一个以上的L形的槽线，一个以上的直线形的槽线，以及一个以上的斜角与一个以上的矩形凸块。
12.如权利要求11所述的宽频列印天线，其特征在于，所述槽线、斜角、以及矩形凸块的尺寸大小，决定天线的操作频率。
13.如权利要求12所述的宽频列印天线，其特征在于，所述第二辐射部及第四辐射部上具有一个以上的L形或矩形的间隙。
14.如权利要求13的所述的宽频列印天线，其特征在于，所述第一馈入部的中心点至第四辐射部边缘的距离为对应天线操作频率二分之一波长的奇数倍。
15.如权利要求14的所述的宽频列印天线，其特征在于，所述第二馈入部的中心点至第二幅射部边缘的距离为对应天线操作频率二分之一波长的奇数倍。
全文摘要
一种宽频列印天线，其结构包括基板、第一图案层及第二图案层。该第一图案层及第二图案层以反向对应平行设置于基板的第一表面及第二表面上。第一表面的第一图案层的第一辐射部、第一馈入部、第一接地部，及与第一辐射部耦合能量至第二表面的第二图案层的第二辐射部形成第一天线。第二表面上的第二图案层的第三辐射部、第二馈入部、第二接地部，及与第三辐射部耦合能量至该第一表面的第一图案层的第四辐射部形成第二天线。经由第一馈入部将信号送入后，借由第一连接部将第一天线与第二天线所辐射的能量互相加乘以形成第三天线。相对地，在第二馈入部将信号送入后，借由第二连接部将第一天线与第二天线所辐射的能量互相加乘以形成第四天线。
文档编号H01Q1/36GK102544715SQ201010591450
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者周金锋, 郭荣发 申请人:东讯股份有限公司