專利名稱：雙頻倒f形天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系涉及一種雙頻倒F形天線(dual-bandinverted-Fshape antenna)，特別是應(yīng)用于無線通訊產(chǎn)品上的雙頻倒F形天線。
背景技術(shù)：
隨著近年來無線區(qū)域網(wǎng)路(wireless local area network)的快速發(fā)展，在天線的性能需求上也逐漸提高，不但要求尺寸的縮小化，且必須具備有內(nèi)藏式、整合性與多頻帶等特性，才具有市場競爭力。
目前適用于無線區(qū)域網(wǎng)路的電子通訊產(chǎn)品，已有一些習(xí)用的倒F形天線設(shè)計(jì)，此類設(shè)計(jì)大多是單頻操作于2.4GHz頻帶或是可以雙頻操作但在5GHz僅能涵蓋5.2或5.8GHz其中一個(gè)頻帶，無法完全涵蓋2.4及5GHz全頻帶(包含5.2及5.8GHz頻帶)，而且在雙頻操作部份通常需要兩個(gè)電流路徑來造成雙頻帶操作，如美國專利第6,686,886號“應(yīng)用于筆記型電腦上之整合式天線(Integratedantenna for laptop applications)”其所揭示的是一種內(nèi)建于筆記型電腦內(nèi)的倒F形天線結(jié)構(gòu)，并與螢?zāi)坏慕拥孛嬲系脑O(shè)計(jì)，該天線雖有雙頻操作(2.4/5.2GHz)，但在5GHz僅能包含5.2GHz頻帶，且其雙頻操作須由不同電流路徑來形成，增加了電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容為解決前述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種雙頻倒F形天線，利用一單一路徑，提供該天線之第一(較低)共振模態(tài)及第二(較高)共振模態(tài)的電流路徑，不僅在第一(較低)共振模態(tài)之頻寬可涵蓋無線區(qū)域網(wǎng)路2.4GHz頻帶，且在第二(較高)共振模態(tài)可產(chǎn)生一具有寬頻的操作模態(tài)，涵蓋5GHz全頻帶5.2及5.8GHz頻帶(包含5.2及5.8GHz頻帶)。
本發(fā)明的一種雙頻倒F形天線，包括有一接地金屬片、一第一輻射金屬片、一第二輻射金屬片、一短路金屬臂及一饋入同軸傳輸線，其特征在于該接地金屬片，包含一短路點(diǎn)與一接地點(diǎn)；該第一輻射金屬片，位于該接地金屬片之一邊緣上方且平行于該接地金屬片的邊緣；該第二輻射金屬片，位于該接地金屬片的邊緣上方且垂直于該接地金屬片的邊緣，其形狀呈梯形狀，具有一上邊、一底邊及兩側(cè)邊且包含一饋入點(diǎn)，該上邊與該第一輻射金屬片連接，該饋入點(diǎn)位于該上邊與該底邊之間且靠近于該底邊，而該兩側(cè)邊則分別與該第一輻射金屬片夾一傾斜角，用于調(diào)整該天線之第一及第二操作頻帶之頻率比；該短路金屬臂，位于該第一輻射金屬片與該接地金屬片之間，呈一倒L形，其一端連接至該第二輻射金屬片的底邊，另一端則連接至該接地金屬片的短路點(diǎn)；該饋入同軸傳輸線，用以傳輸訊號，包含有一中心導(dǎo)線與一外層接地導(dǎo)體，該中心導(dǎo)線連接至該第二輻射金屬片的饋入點(diǎn)；該外層接地導(dǎo)體連接至該接地金屬片的接地點(diǎn)。
所述的雙頻倒F形天線，其特征在于該第一輻射金屬片與該第二輻射金屬片長度之和，接近該天線較低的第一操作頻帶中心頻率的1/4波長。
所述的雙頻倒F形天線，其特征在于該第一輻射金屬片與該第二輻射金屬片長度之和，接近該天線較高的第二操作頻帶中心頻率的1/2波長。
所述的雙頻倒F形天線，其特征在于該第二輻射金屬片的該上邊的長度大于該底邊的長度。
所述的雙頻倒F形天線，其特征在于該第二輻射金屬片的該上邊的長度與該底邊的長度相等。
所述的雙頻倒F形天線，其特征在于該第二輻射金屬片的上邊的長度小于該底邊的長度。
所述的雙頻倒F形天線，其特征在于該接地金屬片、該第一輻射金屬片、該第二輻射金屬片與該短路金屬臂由一片單一金屬片制作而成。
所述的雙頻倒F形天線，其特征在于該第一輻射金片、該第二輻射金屬片與該短路金屬臂是形成于一微波基板上。
在本發(fā)明中，該第一輻射金屬片及該第二輻射金屬片所形成之總路徑，可提供該天線之第一(較低)共振模態(tài)及第二(較高)共振模態(tài)之電流路徑，經(jīng)實(shí)驗(yàn)得證，將其路徑總長度設(shè)計(jì)成約為該第一共振模態(tài)中心頻率的1/4波長、以及該第二共振模態(tài)中心頻率的1/2波長，可得最佳的訊號接收效果。本發(fā)明具有以下的特性可通過調(diào)整其路徑的總長度，來產(chǎn)生雙頻帶操作，并利用改變該短路金屬臂之長度來得到兩操作頻帶之良好阻抗匹配。同時(shí)通過調(diào)整該第二輻射金屬片之上邊及底邊的長度以及兩側(cè)邊與該第一輻射金屬片所夾的傾斜角，可微調(diào)該兩共振模態(tài)中心頻率之頻率比，達(dá)到適當(dāng)?shù)牡谝?較低)操作頻帶及第二(較高)操作頻帶。通過上述特性，即可設(shè)計(jì)出適用于無線區(qū)域網(wǎng)路2.4GHz及包含5GHz全頻帶(包含5.2及5.8GHz頻帶)之雙頻帶操作的倒F形天線。


圖1為本發(fā)明雙頻倒F形天線之一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明天線一實(shí)施例之返回?fù)p失實(shí)驗(yàn)曲線結(jié)果。
圖3為本發(fā)明雙頻倒F形天線天線之另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本發(fā)明雙頻倒F形天線天線之又一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式如圖1所示為本發(fā)明之雙頻倒F形天線之一實(shí)施例，本發(fā)明雙頻倒F形天線1的結(jié)構(gòu)包括有一接地金屬片10、一第一輻射金屬片11、一第二輻射金屬片12、一短路金屬臂13及一饋入同軸傳輸線14等構(gòu)件，其中，在該接地金屬片10用以與其他構(gòu)件連接的邊緣103附近設(shè)有一短路點(diǎn)101與一接地點(diǎn)102，該短路點(diǎn)101則與短路金屬臂13觸接，而該接地點(diǎn)102則是與外層接地導(dǎo)體142觸接；該第一輻射金屬片11位于該接地金屬片10的邊緣103上方且大致平行于該邊緣103；該第二輻射金屬片12則位于該接地金屬片10的邊緣103上方且大致垂直于該接地金屬片10的邊緣103，其形狀大致為一梯形，具有一上邊121、一底邊122及兩側(cè)邊123且包含有一饋入點(diǎn)124，其中該上邊121與該第一輻射金屬片11相連接，使得該第一輻射金屬片11與該第二輻射金屬片12形成一共振路徑，用于產(chǎn)生該天線之第一(較低)及第二(較高)操作頻帶，該饋入點(diǎn)124則位于底邊122側(cè)處，而該兩側(cè)邊123則分別與該第一輻射金屬片11夾一傾斜角；該短路金屬臂13，位于該第一輻射金屬片11與該接地金屬片10之間，其形狀大致為一倒L型，其一端連接至該第二輻射金屬片12的底邊122，另一端則連接至該接地金屬片10的短路點(diǎn)101，用以將該第一輻射金屬片11及該第二輻射金屬片12電氣連接至該接地金屬片10，并可調(diào)整該天線之第一及第二操作頻帶之阻抗匹配；另外，該饋入同軸傳輸線14則是用以傳輸訊號，其結(jié)構(gòu)包含了一中心導(dǎo)線141與一外層接地導(dǎo)體142，其中，該中心導(dǎo)線141連接至該第二輻射金屬片12的饋入點(diǎn)124；該外層接地導(dǎo)體142連接至該接地金屬片10之該接地點(diǎn)102，如此即完成整個(gè)天線構(gòu)造。
而在本實(shí)施例中，該第二輻射金屬片12的上邊121的長度大于該底邊122的長度，使得該兩側(cè)邊123與該第一輻射金屬片11分別夾有一接近90度且一小于90度之傾斜角，可用于調(diào)整該天線之第一及第二操作頻帶之頻率比，以達(dá)成適當(dāng)之無線區(qū)域網(wǎng)路系統(tǒng)頻帶要求。同時(shí)在本實(shí)施例中之該接地金屬片10、該第一輻射金屬片11、該第二輻射金屬片12以及該短路金屬臂13可利用單一金屬片沖壓(stamping)或切割(cutting)制作而成，或是將該第一輻射金屬片11、該第二輻射金屬片12以及該短路金屬臂13以印刷或蝕刻方式形成于一微波基板上，再連接至該接地金屬片10。
圖2為本發(fā)明天線之一實(shí)施例的返回?fù)p失實(shí)驗(yàn)結(jié)果；圖中曲線21為該天線之第一(較低)操作頻帶，曲線22為該天線之第二(較高)操作頻帶，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得到此一實(shí)施例于10dB返回?fù)p失阻抗頻寬定義下，其第一(較低)操作頻帶21的頻寬可滿足無線區(qū)域網(wǎng)路系統(tǒng)于2.4GHz(2.4-2.5GHz)之頻帶要求，第二(較高)操作頻帶22的頻寬可滿足無線區(qū)域網(wǎng)路系統(tǒng)于5GHz(5.15-5.35、5.725-5.875GHz)頻帶要求。
圖3為本發(fā)明天線之另一實(shí)施例之結(jié)構(gòu)圖，在此實(shí)施例中，該接地金屬片30，而在其一邊緣303附近，包含一短路點(diǎn)301與一接地點(diǎn)302；該第一輻射金屬片31，位于該接地金屬片的邊緣303上方且大致平行于該接地金屬片的邊緣303；該第二輻射金屬片32，位于該接地金屬片的邊緣303上方且大致垂直于該接地金屬片的邊緣303，其形狀大致為一梯形，并具有一上邊321、一底邊322及兩側(cè)邊323且包含一饋入點(diǎn)324，其中該上邊321與該第一輻射金屬片31相連接，使得該第一輻射金屬片31與該第二輻射金屬片32形成一共振路徑，用于產(chǎn)生該天線之第一(較低)及第二(較高)操作頻帶，該饋入點(diǎn)324則位于該上邊321與該底邊322之間且靠近于該底邊322，而該兩側(cè)邊323則分別與該第一輻射金屬片31夾一傾斜角；一短路金屬臂33，位于該第一輻射金屬片31與該接地金屬片30之間，其形狀大致為一倒L型，其一端連接至該第二輻射金屬片32之該底邊322，另一端則連接至該接地金屬片30之該短路點(diǎn)301，用以將該第一輻射金屬片31及該第二輻射金屬片32電氣連接至接地金屬片30并可調(diào)整該天線之阻抗匹配；及一饋入同軸傳輸線34，用以傳輸訊號，包含一中心導(dǎo)線341，連接至該第二輻射金屬片32之該饋入點(diǎn)324；及一外層接地導(dǎo)體342，連接至該接地金屬片30之該接地點(diǎn)302。
而在本實(shí)施例中，該第二輻射金屬片32之該上邊321的長度小于該底邊322的長度，使得該兩側(cè)邊323與該第一輻射金屬片31分別夾有一接近90度及一大于90度之傾斜角，可用于調(diào)整該天線之第一及第二操作頻帶之頻率比，以達(dá)成適當(dāng)之無線區(qū)域網(wǎng)路系統(tǒng)頻帶要求。
圖4為本發(fā)明天線之又一實(shí)施例之結(jié)構(gòu)圖，包括一接地金屬片40，而在其一邊緣403附近，包含一短路點(diǎn)401與一接地點(diǎn)402；一第一輻射金屬片41，位于該接地金屬片之該邊緣403上方且大致平行于該接地金屬片的邊緣403；一第二輻射金屬片42，位于該接地金屬片的邊緣403上方且大致垂直于該接地金屬片的邊緣403，其形狀大致為一梯形，并具有一上邊421、一底邊422及兩側(cè)邊423且包含一饋入點(diǎn)424，其中該上邊421與該第一輻射金屬片41相連接，使得該第一輻射金屬片41與該第二輻射金屬片42形成一共振路徑，用于產(chǎn)生該天線之第一(較低)及第二(較高)操作頻帶，該饋入點(diǎn)424則位于該上邊421與該底邊422之間且靠近于該底邊422，而該兩側(cè)邊423則分別與該第一輻射金屬片41夾一傾斜角；一短路金屬臂43，位于該第一輻射金屬片41與該接地金屬片40之間，其形狀大致為一倒L型，其一端連接至該第二輻射金屬片42之該底邊422，另一端則連接至該接地金屬片40之該短路點(diǎn)401，用以將該第一輻射金屬片41及該第二輻射金屬片42電氣連接至接地金屬片40并可調(diào)整該天線之阻抗匹配；及一饋入同軸傳輸線44，用以傳輸訊號，包含一中心導(dǎo)線441，連接至該第二輻射金屬片42之該饋入點(diǎn)424；及一外層接地導(dǎo)體442，連接至該接地金屬片40之該接地點(diǎn)402。
而在本實(shí)施例中，該第二輻射金屬片42之該上邊421的長度大于該底邊422的長度，使得該兩側(cè)邊423與該第一輻射金屬片41分別夾一大于90度及一小于90度之傾斜角，可用于調(diào)整該天線之第一及第二操作頻帶之頻率比，以達(dá)成適當(dāng)之無線區(qū)域網(wǎng)路系統(tǒng)頻帶要求。
以上在本發(fā)明說明中所述的實(shí)施例僅為說明本發(fā)明之原理及其功效，而非限制本發(fā)明。因此，本發(fā)明可在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)對上述實(shí)施例進(jìn)行修改及使上述實(shí)施例作各種變化。
權(quán)利要求
1.一種雙頻倒F形天線，包括有一接地金屬片、一第一輻射金屬片、一第二輻射金屬片、一短路金屬臂及一饋入同軸傳輸線，其特征在于該接地金屬片，包含一短路點(diǎn)與一接地點(diǎn)；該第一輻射金屬片，位于該接地金屬片之一邊緣上方且平行于該接地金屬片的邊緣；該第二輻射金屬片，位于該接地金屬片的邊緣上方且垂直于該接地金屬片的邊緣，其形狀呈梯形狀，具有一上邊、一底邊及兩側(cè)邊且包含一饋入點(diǎn)，該上邊與該第一輻射金屬片連接，該饋入點(diǎn)位于該上邊與該底邊之間且靠近于該底邊，而該兩側(cè)邊則分別與該第一輻射金屬片夾一傾斜角；該短路金屬臂，位于該第一輻射金屬片與該接地金屬片之間，呈一倒L形，其一端連接至該第二輻射金屬片的底邊，另一端則連接至該接地金屬片的短路點(diǎn)；該饋入同軸傳輸線，用以傳輸訊號，包含有一中心導(dǎo)線與一外層接地導(dǎo)體，該中心導(dǎo)線連接至該第二輻射金屬片的饋入點(diǎn)；該外層接地導(dǎo)體連接至該接地金屬片的接地點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的雙頻倒F形天線，其特征在于該第一輻射金屬片與該第二輻射金屬片長度之和，接近該天線較低的第一操作頻帶中心頻率的1/4波長。
3.如權(quán)利要求1所述的雙頻倒F形天線，其特征在于該第一輻射金屬片與該第二輻射金屬片長度之和，接近該天線較高的第二操作頻帶中心頻率的1/2波長。
4.如權(quán)利要求1所述的雙頻倒F形天線，其特征在于該第二輻射金屬片的該上邊的長度大于該底邊的長度。
5.如權(quán)利要求1所述的雙頻倒F形天線，其特征在于該第二輻射金屬片的該上邊的長度與該底邊的長度相等。
6.如權(quán)利要求1所述的雙頻倒F形天線，其特征在于該第二輻射金屬片的上邊的長度小于該底邊的長度。
7.如權(quán)利要求1所述的雙頻倒F形天線，其特征在于該接地金屬片、該第一輻射金屬片、該第二輻射金屬片與該短路金屬臂由一片單一金屬片制作而成。
8.如權(quán)利要求1所述的雙頻倒F形天線，其特征在于該第一輻射金片、該第二輻射金屬片與該短路金屬臂是形成于一微波基板上。
全文摘要
本發(fā)明系關(guān)于一種雙頻倒F形天線，包含一接地金屬片，一第一輻射金屬片，位于該接地金屬片之一邊緣上方；一第二輻射金屬片，位于該接地金屬片之該邊緣上方，其形狀大致為一梯形，與該第一輻射金屬片連接形成一共振路徑，用于產(chǎn)生該天線之較低的第一操作頻帶及較高的第二操作頻帶；一短路金屬臂，位于該第一輻射金屬片與該接地金屬片之間，并連接至該第二輻射金屬片及該接地金屬片；及一饋入同軸傳輸線，用以傳輸訊號。本發(fā)明利用單一路徑，不僅可涵蓋無線區(qū)域網(wǎng)路2.4GHz，而且可滿足涵蓋全頻帶5.2及5.8GHz頻帶的需求。
文檔編號H01Q5/01GK1674354SQ20041003027
公開日2005年9月28日 申請日期2004年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月23日
發(fā)明者吳文芳, 邱宗文, 傅國展, 蕭富仁 申請人:連展科技(深圳)有限公司