專利名稱：槽孔與多倒f耦合寬頻天線及使用此天線的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種天線，且特別是有關(guān)于一種槽孔與多倒F耦合寬頻天線及使用此天線之電子裝置。
先前技術(shù)隨著通訊科技的進(jìn)步，通訊技術(shù)在科技產(chǎn)品的應(yīng)用日益增加，使得相關(guān)的通訊產(chǎn)品也日趨多樣化。近年來消費者對通訊產(chǎn)品的功能要求越來越高，所以需多具有不同設(shè)計以及不同功能的通訊產(chǎn)品不斷的被提出，例如雙頻、三頻的通訊產(chǎn)品一體化設(shè)計、具有無線網(wǎng)絡(luò)的計算機網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品等等，都是近年來熱門的趨勢。再加上集成電路的技術(shù)日漸成熟，使得產(chǎn)品的體積也逐漸傾向輕薄短小。
在通訊產(chǎn)品中，天線的主要功能是用以傳送與接收信號。而在產(chǎn)品的體積逐漸傾向輕薄短小的今日，倒F天線也漸漸的受到廠商的歡迎。圖1為倒F天線的結(jié)構(gòu)圖。此天線主要包括輻射體101、接地板102以及信號源103。另外此圖還標(biāo)示了天線長度104。由于輻射體與信號源形成了倒F形狀，因此稱之為倒F天線。此類型的天線主要是利用電流激發(fā)的原理。
另外，鴻海精密工業(yè)股份有限公司在美國提出一種雙頻天線專利，專利號碼為6812892號。圖2繪示為習(xí)知美國專利第6812892號雙頻倒F天線結(jié)構(gòu)圖。此天線包括兩個倒F天線，分別如圖2所繪示的第一倒F天線201以及第二倒F天線202。此種天線從原本倒F天線的尾端延伸出兩個輻射體204以及205，成為雙頻倒F天線。其中較短的天線202用以接收較高頻信號例如無線通訊802.11a的5.2GHz信號。而較長的天線201用以接收較低頻信號例如無線通訊802.11b的2.45GHz信號。
圖3為上述圖2天線的電壓駐波比(VSWR)圖，由此圖可觀察出，此天線的低頻操作頻率約2.45GHz，高頻約在5GHz～6GHz。然而基于現(xiàn)代的應(yīng)用，例如英特爾公司所提出的WIMAX所需頻寬為2.3GHz～2.5GHz，圖2的天線便無法提供如此大的頻寬。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是在提供一種槽孔與多倒F耦合寬頻天線，使具有較大的頻寬。
本發(fā)明提出一種槽孔與多倒F耦合寬頻天線，此天線至少包括接地部分、第一輻射部分、微調(diào)金屬部分、第二輻射部分、第三輻射部分以及饋線。第一輻射部分電性連接接地部分。微調(diào)金屬部分電性連接第一輻射部分。第二輻射部分電性連接微調(diào)金屬部分，與第一輻射部分形成第一倒F天線。第三輻射部分電性連接微調(diào)金屬部分，與第一輻射部分形成第二倒F天線。另外，饋線選擇性的電性連接第一輻射部分與微調(diào)金屬部分。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述之槽孔與多倒F耦合寬頻天線，上述之第二輻射部分與第三輻射部分兩者互相平行。由于第二輻射部分與第三輻射部分兩者互相平行，造成耦合效應(yīng)，形成一寬頻天線。
本發(fā)明提出一種電子裝置，此電子裝置包括一天線，此天線包括接地部分、第一輻射部分、微調(diào)金屬部分、第二輻射部分、第三輻射部分以及饋線。第一輻射部分電性連接接地部分。微調(diào)金屬部分電性連接第一輻射部分。第二輻射部分電性連接微調(diào)金屬部分，與第一輻射部分形成第一倒F天線。第三輻射部分電性連接微調(diào)金屬部分，與第一輻射部分形成第二倒F天線。另外，饋線選擇性的電性連接第一輻射部分與微調(diào)金屬部分。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述之電子裝置，上述之第二輻射部分與第三輻射部分兩者互相平行。由于第二輻射部分與第三輻射部分兩者互相平行，造成耦合效應(yīng)，形成一寬頻天線。
本發(fā)明因采用第二輻射部分與第三輻射部分，分別接收與傳送相接近頻帶的信號，因此可以使此天線所接收與傳送的頻帶之頻寬更寬。信號源與第一輻射體產(chǎn)生的槽孔(平板)天線可以接收與傳送另一頻帶的信號，與第一輻射體電性耦接的金屬板可以調(diào)整此槽孔(平板)天線的阻抗匹配。
為讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
圖1繪示為習(xí)知倒F天線的結(jié)構(gòu)圖。
圖2繪示為習(xí)知美國專利第6812892號雙頻倒F天線結(jié)構(gòu)圖。
圖3繪示為習(xí)知圖2天線的電壓駐波比(VSWR)圖。
圖4A、4B、4C、4D繪示為本發(fā)明實施例之槽孔與多倒F耦合寬頻天線。
圖4E繪示為使用圖4A、4B、4C、4D實施例天線的電子裝置。
圖5A、5B、5C、5D與5E繪示為本發(fā)明實施例之槽孔與多倒F耦合寬頻天線。
圖5F繪示為使用圖5A、5B、5C、5D與5E實施例天線的電子裝置。
圖6繪示為本發(fā)明實施例圖5A天線的電壓駐波比圖。
圖7為本發(fā)明實施例圖5A天線的水平切面之輻射場形圖。
圖8繪示為本發(fā)明實施例之槽孔與多倒F耦合寬頻天線的一種變化形式結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式為了符合現(xiàn)代科技所需要的寬頻以及多頻帶需求，本發(fā)明提出一種槽孔與多倒F耦合寬頻天線。此天線用以在特定頻帶可傳送與接收較大的頻寬，另外，此天線可以使用在多個頻帶。以下以一個較佳實施例配合圖標(biāo)說明本發(fā)明。
圖4A、4B、4C、4D繪示為本發(fā)明實施例之槽孔與多倒F耦合寬頻天線。圖4E繪示為使用此天線的電子裝置，請參考圖4A、4B、4C、4D以及圖4E，其中此電子裝置包括上述本發(fā)明實施例的天線40a以及信號饋入饋出裝置41a。此電子裝置例如是筆記型計算機，此天線40a例如配置在筆記型計算機面板的兩側(cè)(參見圖4E)。信號饋入饋出裝置41a通過天線的饋線42a處理天線40a所接收的信號或是傳送信號給天線40a發(fā)射出去。熟知此技術(shù)者，應(yīng)當(dāng)知道，電子裝置亦可以是個人數(shù)字助理(PDA)、無線網(wǎng)絡(luò)卡、無線網(wǎng)絡(luò)路由器等等，在此不予贅述。
此天線40a包括接地部分400、第一輻射部分401、微調(diào)金屬部分402、第二輻射部分403、第三輻射部分404以及饋線405。第一輻射部分401電性連接接地部分400。微調(diào)金屬部分402電性連接第一輻射部分401。第二輻射部分403電性連接微調(diào)金屬部分402。第三輻射部分404電性連接微調(diào)金屬部分402。饋線405電性連接第一輻射部分401。在此實施例有一凸點406位在饋線405電性連接第一輻射部分401的接點，此凸點用以作為廠商防呆使用。另外，此實施例所使用的饋線405為迷你同軸電纜線(mini coaxialcable)。
在圖4B、4C、4D的天線圖形中，可以看出此天線包括由電流激發(fā)的第一倒F型天線40與第二倒F型天線41以及由磁流激發(fā)的槽孔天線42。在此所舉的實施例中，第一倒F天線40與第二倒F天線41分別用以接收2.3GHz與2.5GHz頻帶的信號，而槽孔天線42用以接收無線網(wǎng)絡(luò)5GHz～6GHz頻帶的信號。第一倒F天線40的天線總長，為圖4中標(biāo)號L40所繪示的長度。第二倒F天線41的天線總長，為圖4中標(biāo)號L41所繪示的長度。另外，槽孔天線42的總長度如圖4中標(biāo)示L42。
在此對圖4實施例中作一個假設(shè)，首先假設(shè)第一倒F型天線40用以接收2.3GHz頻率的信號，第二倒F型天線41用以接收2.5GHz頻率的信號。由于上述的假設(shè)，因此第一倒F型天線40略長于第二倒F型天線41，在此實施例中，設(shè)計第二輻射部分403比第三輻射部分404長約1～2％的2.4GHz信號的波長，也就是0.125～0.25公分。在此，可設(shè)計第二輻射部分403與第三輻射部分404互相靠近且平行，以使得第一倒F型天線40與第二倒F型天線41產(chǎn)生耦合效應(yīng)，形成一寬頻天線，因此使得此寬頻天線可以傳送與接收2.2GHz～2.6GHz的信號。
熟知此技術(shù)者，根據(jù)上面本發(fā)明的實施例，應(yīng)該知道若上述的假設(shè)改為第一倒F型天線40用以接收2.5GHz頻率的信號，第二倒F型天線41用以接收2.3GHz頻率的信號時，第一倒F型天線40略短于第二倒F型天線41，可改為設(shè)計第三輻射部分404比第二輻射部分403長約1～2％的2.4GHz信號的波長，同樣可以使第一倒F型天線40與第二倒F型天線41產(chǎn)生耦合效應(yīng)，形成一寬頻天線。
另外，微調(diào)金屬部分402可用以調(diào)整槽孔天線42的阻抗匹配。此微調(diào)金屬部分402的寬度W402可調(diào)整水平輻射場形變化，當(dāng)寬度W402愈寬時，輻射能量愈強。另外，微調(diào)金屬部分402的長度L402愈長時，會造成第一倒F型天線40與第二倒F型天線41的長度L40與L41相對變長，因此第一倒F天線40與第二倒F天線41所能傳送與接收的信號之頻率也會跟著下降。
圖5A、5B、5C、5D以及5E分別繪示為本發(fā)明實施例之槽孔與多倒F耦合寬頻天線。圖5F繪示為使用上面實施例天線的電子裝置，請參考圖5A、5B、5C、5D、5E以及5F，其中此電子裝置包括上述本發(fā)明實施例的天線50a以及信號饋入饋出裝置51a。此電子裝置同樣以筆記型計算機作為例子，此天線50a例如配置在筆記型計算機面板的兩側(cè)(參見圖5F)。信號饋入饋出裝置51a通過天線50a的饋線52a處理天線50a所接收的信號或是傳送信號給天線50a發(fā)射出去。然而熟知此技術(shù)者，應(yīng)當(dāng)知道，電子裝置亦可以是個人數(shù)字助理(PDA)、無線網(wǎng)絡(luò)卡、無線網(wǎng)絡(luò)路由器等等，在此不予贅述。
此天線50a包括接地部分500、第一輻射部分501、微調(diào)金屬部分502、第二輻射部分503、第三輻射部分504以及饋線505。第一輻射部分501電性連接接地部分500。微調(diào)金屬部分502電性連接第一輻射部分501。第二輻射部分503電性連接微調(diào)金屬部分502。第三輻射部分504電性連接微調(diào)金屬部分502。饋線505電性連接微調(diào)金屬部分502。另外在此實施例有一凸點506位在饋線505電性連接微調(diào)金屬部分502的接點，此凸點用以作為廠商防呆使用。
同樣的，此天線的實施例包括三個天線，分別是圖5B的第一倒F天線50、圖5C的第二倒F天線51以及圖5D的槽孔天線52。其原理類似于上述圖4A、4B、4C與4D的實施例，因此不予贅述。然而，除了如圖5D的槽孔天線52的實施方式之外，此天線亦可以是如圖5E的槽孔平板天線53，此槽孔平板天線的天線長度便如圖5E上標(biāo)號L53。而在此實施例的微調(diào)金屬部分502亦如圖4A、4B、4C與4D實施例中相同，可以用微調(diào)金屬部分502的長L502與寬W502來調(diào)整天線的參數(shù)。例如L502的長度變長，會使得第一倒F天線50與第二倒F天線51頻率下降，W502變寬，會使得輻射能量愈強，然而，若以圖5E的槽孔平板天線53實施例來說，將此L502變長或W502變寬都會使得槽孔平板天線53所能傳送與接收信號的頻率下降。
另外，此實施例中的第一倒F天線50與第二倒F天線51因耦合效應(yīng)形成一寬頻天線與上述圖4實施例的實施方式相同，故不予贅述。
圖6繪示為本發(fā)明實施例圖5A天線的電壓駐波比圖。請參考圖6，一般來說，電壓駐波比(VSWR)小于等于2為業(yè)界對一般個人計算機與筆記型計算機的天線之標(biāo)準(zhǔn)，一般來說符合此標(biāo)準(zhǔn)便可以在此頻帶中接收到品質(zhì)較佳之信號，因此在圖6中標(biāo)示的601的部分，可以觀察出，由于本發(fā)明的實施例中第二與第三輻射部份所產(chǎn)生的耦合效應(yīng)造成寬頻天線具有大于400MHz的頻寬。若以業(yè)界對可攜帶式行動助理(PDA)的天線之標(biāo)準(zhǔn)，電壓駐波比(VSWR)小于等于3來說，根據(jù)本發(fā)明所實施的天線實施例可以有更大的頻寬。
圖7A為本發(fā)明實施例圖5A的天線之水平切面之輻射場形圖。圖7B為本發(fā)明實施例圖5A天線的水平切面之輻射場強度數(shù)據(jù)與習(xí)知圖2天線的水平切面之輻射場強度數(shù)據(jù)表。由圖7A可看出本發(fā)明所實施的天線為全向性天線，而圖7B可以看到本發(fā)明實施例的實驗結(jié)果701以及習(xí)知圖2的實驗結(jié)果702來比較，可看出本發(fā)明實施例的天線與習(xí)知圖2天線應(yīng)用在同一頻帶時，本發(fā)明實施例的天線之輻射場平均強度會大于習(xí)知圖2的天線。
圖8繪示為本發(fā)明實施例之槽孔與多倒F耦合寬頻天線的一種變化形式結(jié)構(gòu)圖。此實施例中，微調(diào)金屬部分801具有一折角802，此折角802之中心線平行于第二輻射部分804，并介于第二輻射部分804與第三輻射部分805之間。若以此種結(jié)構(gòu)實施，更可以減低天線的高度。由于現(xiàn)代的產(chǎn)品，例如筆記型計算機的液晶面板之邊框越來越小，若要將此天線設(shè)置在液晶面板之邊框中，必須要使天線的高度變矮，以此實施例來說，便可以應(yīng)用在此領(lǐng)域。然而熟知此技術(shù)者，參考了本發(fā)明的實施例，應(yīng)可以輕易知道，本發(fā)明的天線亦可以在第一幅射部分與第二輻射部分之間做折角，或者是第一輻射部分與接地部分之間做折角，亦可以減低天線的高度。
綜上所述，本發(fā)明因采用第二輻射部分與第三輻射部分，分別接收與傳送相接近頻帶的信號，因此可以使此天線所接收與傳送的頻帶之頻寬更寬。信號源與第一輻射體產(chǎn)生的槽孔(平板)天線可以接收與傳送另一頻帶的信號，與第一輻射體電性耦接的金屬板可以調(diào)整此槽孔(平板)天線的阻抗匹配。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動與潤飾，因此本發(fā)明之保護(hù)范圍當(dāng)視后附之申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種槽孔與多倒F耦合寬頻天線，包括一接地部分；一第一輻射部分，連接該接地部分；一微調(diào)金屬部分，連接該第一輻射部分；一第二輻射部分，連接該微調(diào)金屬部分，與該第一輻射部分形成一第一倒F天線；一第三輻射部分，連接該微調(diào)金屬部分，與該第一輻射部分形成一第二倒F天線；以及一饋線，連接該第一輻射部分與該微調(diào)金屬部分二者其一。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽孔與多倒F耦合寬頻天線，其特征在于，當(dāng)該饋線于該第一輻射部分饋入信號時，該第一輻射部分與該接地部分形成一槽孔天線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的槽孔與多倒F耦合寬頻天線，其特征在于，該微調(diào)金屬部分之面積用以調(diào)整該槽孔天線之阻抗匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的槽孔與多倒F耦合寬頻天線，其特征在于，該槽孔天線的操作頻帶為5GHz～6GHz。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽孔與多倒F耦合寬頻天線，其特征在于，當(dāng)該饋線于該微調(diào)金屬部分饋入信號時，該微調(diào)金屬部分、該第一輻射部分與該接地部分形成一槽孔平板天線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的槽孔與多倒F耦合寬頻天線，其特征在于，該微調(diào)金屬部分之面積用以調(diào)整該槽孔平板天線之阻抗匹配。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的槽孔與多倒F耦合寬頻天線，其特征在于，該槽孔平板天線的操作頻帶為5GHz～6GHz。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽孔與多倒F耦合寬頻天線，其特征在于，該第二輻射部分與該第三輻射部分兩者之延伸方向互相平行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的槽孔與多倒F耦合寬頻天線，其特征在于，該第二輻射部分與該第三輻射部分的長度之差值介于該第二輻射體與該第三輻射體所傳送與接收之信號的波長平均值的1％～2％之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽孔與多倒F耦合寬頻天線，該第一倒F天線與該第二倒F天線的操作頻帶為2.2GHz～2.6GHz。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽孔與多倒F耦合寬頻天線，其特征在于，該饋線為迷你同軸電纜。
12.一種電子裝置，包括一天線，包括一接地部分；一第一輻射部分，連接該接地部分；一微調(diào)金屬部分，連接該第一輻射部分；一第二輻射部分，連接該微調(diào)金屬部分，與該第一輻射部分形成一第一倒F天線；一第三輻射部分，連接該微調(diào)金屬部分，與該第一輻射部分形成一第二倒F天線；以及一饋線，連接該第一輻射部分與該微調(diào)金屬部分二者其一。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子裝置，其特征在于，當(dāng)該饋線于該第一輻射部分饋入信號時，該第一輻射部分與該接地部分形成一槽孔天線。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子裝置，其特征在于，該微調(diào)金屬部分之面積用以調(diào)整該槽孔天線之阻抗匹配。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子裝置，其特征在于，該槽孔天線的操作頻帶為5GHz～6GHz。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子裝置，其特征在于，當(dāng)該饋線于該微調(diào)金屬部分饋入信號時，該微調(diào)金屬部分、該第一輻射部分與該接地部分形成一槽孔平板天線。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子裝置，其特征在于，該微調(diào)金屬部分之面積用以調(diào)整該槽孔平板天線之阻抗匹配。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子裝置，其特征在于，該槽孔平板天線的操作頻帶為5GHz～6GHz。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子裝置，其特征在于，該第二輻射部分與該第三輻射部分兩者之延伸方向互相平行。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子裝置，其特征在于，該第二輻射部分與該第三輻射部分的長度之差值介于該第二輻射體與該第三輻射體所傳送與接收之信號的波長平均值之1％～2％之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子裝置，該第一倒F天線與該第二倒F天線的操作頻帶為2.2GHz～2.6GHz。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子裝置，其特征在于，該饋線為迷你同軸電纜。
全文摘要
一種槽孔與多倒F耦合寬頻天線及使用此天線之電子裝置，此天線至少包括接地部分、第一輻射部分、第二輻射部分、第三輻射部分、微調(diào)金屬部分以及饋線。第一輻射部分電性連接接地部分。微調(diào)金屬部分電性連接第一輻射部分。第二輻射部分電性連接微調(diào)金屬部分，并與第一輻射部分形成第一倒F天線。第三輻射部分電性連接微調(diào)金屬部分，并與第一輻射部分形成第二倒F天線。饋線電性連接第一輻射部分與微調(diào)金屬部分二者其一。
文檔編號H01Q13/00GK1964135SQ20051012501
公開日2007年5月16日 申請日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者王志銘 申請人:啟碁科技股份有限公司