專(zhuān)利名稱(chēng)：超寬頻天線及應(yīng)用該超寬頻天線的無(wú)線通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線，尤其涉及一種超寬頻天線及應(yīng)用該超寬頻天線的無(wú)線通信
直O(jiān)
背景技術(shù)：
隨著筆記本電腦、無(wú)線路由器等無(wú)線家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的普及，無(wú)線家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備之間的信息傳輸量亦不斷的增加，現(xiàn)階段已經(jīng)有多種短距離無(wú)線通信技術(shù)例如藍(lán)牙 (Bluetooth)技術(shù)與IEEE802. 11/a/g協(xié)議等，但這些現(xiàn)有技術(shù)的信號(hào)傳輸功率較低，抗干 擾能力一般較差，傳輸速率會(huì)因障礙物而有所降低，而越來(lái)越無(wú)法滿足用戶(hù)對(duì)傳輸質(zhì)量的 要求。在此情形下，同樣主要用于短距離傳輸?shù)某瑢掝l(UWB，Ultra Wide Band)通訊技術(shù) 應(yīng)運(yùn)而生。超寬頻通訊系統(tǒng)利用發(fā)射低強(qiáng)度的窄脈沖信號(hào)而不是載波來(lái)實(shí)現(xiàn)高速度、高質(zhì) 量的傳輸，因此頻寬非常大，抗干擾能力強(qiáng)，并具有可降低發(fā)射信號(hào)功率以達(dá)到低功率、低 耗電的優(yōu)點(diǎn)。由于超寬頻無(wú)線通訊的工作頻段一般至少需要涵蓋3. IGHz 10. 6GHz的頻 段，因此就需要一種在3. IGHz 10. 6GHz頻段內(nèi)性能良好的超寬頻天線?，F(xiàn)有技術(shù)中的超寬頻天線多為單極天線、偶極天線等，然而單極天線、偶極天線都 需要較大的收容空間。而現(xiàn)代無(wú)線通訊終端不斷向美觀、輕薄、小型化方向發(fā)展，這就要求 天線體積越小越好。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，有必要提供一種體積小，且可工作于3. IGHz 10. 6GH頻段的超寬
頻天線。另外，還有必要提供一種應(yīng)用所述超寬頻天線的無(wú)線通信裝置。一種超寬頻天線，其設(shè)置于一基板上，該基板包括一第一表面及一第二表面，所述 超寬頻天線包括一輻射單元、二連接部、一微帶傳輸線及一接地單元；該輻射單元包括二個(gè) 分別設(shè)置于第一表面及第二表面的輻射體；該微帶傳輸線及接地單元分別設(shè)置于第一表面 與第二表面上，且通過(guò)二連接部與二輻射體相連；該二輻射體在基板上的投影以連接部為 軸對(duì)稱(chēng)分布?！N無(wú)線通信裝置，包括一基板及設(shè)置于該基板上的超寬頻天線，該基板包括一 第一表面及一第二表面，所述超寬頻天線包括一輻射單元、二連接部、一微帶傳輸線及一接 地單元；該輻射單元包括二個(gè)分別設(shè)置于第一表面及第二表面的輻射體；該微帶傳輸線及 接地單元分別設(shè)置于第一表面與第二表面上，且通過(guò)二連接部與二輻射體相連；該二輻射 體在基板上的投影以連接部為軸對(duì)稱(chēng)分布。本發(fā)明的超寬頻天線直接設(shè)置于基板，體積小，占用空間少；同時(shí)，利用分別設(shè)置 在基板的第一表面與第二表面上的二輻射體耦合產(chǎn)生寬頻輻射效果，可工作于3. IGHz 10. 6GHz頻段，滿足超寬頻通信技術(shù)的使用要求。



圖1為本發(fā)明超寬頻天線較佳實(shí)施例設(shè)置于基板上的正面示意圖。圖2為本發(fā)明超寬頻天線較佳實(shí)施例設(shè)置于基板上的反面示意圖。圖3為本發(fā)明超寬頻天線較佳實(shí)施例的模擬與測(cè)量的回波損耗示意圖。圖4為本發(fā)明超寬頻天線較佳實(shí)施例工作于3. 65GHz頻率時(shí)的電磁輻射場(chǎng)圖。圖5為本發(fā)明超寬頻天線較佳實(shí)施例工作于10. 18GHz頻率時(shí)的電磁輻射場(chǎng)圖。圖6為本發(fā)明超寬頻天線較佳實(shí)施例工作于10. 6GHz頻率時(shí)的電磁輻射場(chǎng)圖。圖7為本發(fā)明超寬頻天線較佳實(shí)施例的增益示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1及圖2，本發(fā)明的超寬頻天線10為一雙面印刷天線，其布設(shè)于移動(dòng)電 話、個(gè)人數(shù)字助理(personal digital assistant, PDA)等無(wú)線通信裝置內(nèi)的一基板30上， 用以發(fā)射、接收無(wú)線電波以收發(fā)無(wú)線電信號(hào)。所述基板30大致為一矩形的印刷電路板，其包括一第一表面31及一與該第一 表面31相對(duì)的第二表面32。在本實(shí)施方式中，該基板30的相對(duì)介電常數(shù)(relatively permittivity)約為3. 38、正切損耗常數(shù)(loss tangent)約為0. 0025，厚度約為0. 06英 寸。所述超寬頻天線10包括一輻射單元11、二連接部12、一微帶傳輸線13及接地單 元14。該輻射單元11包括分別設(shè)置在基板30的第一表面31與第二表面32上的二輻射 體111。每一該輻射體111包括一矩形輻射部1111及一三角形輻射部1112。該三角形輻 射部1112大致為一呈等腰三角形的片體，其底邊與矩形輻射部1111相連。該二輻射體111 在基板30上的投影于二三角形輻射部1112的頂角處相對(duì)設(shè)置，兩個(gè)三角形輻射部1112的 底邊相互平行，且兩個(gè)三角形輻射部1112的頂角具有重合的頂點(diǎn)，從而使該投影形成一近 似領(lǐng)結(jié)的形狀。如此，該輻射單元11分別處于第一表面31與第二表面32的二輻射體111 可形成陣列效應(yīng)，通過(guò)二輻射體111耦合產(chǎn)生寬頻輻射效果。該連接部12大致呈長(zhǎng)條狀，其包括一主體121、一連接端122、及一傳輸端123。該 主體121大致為一矩形片體，其具二短邊1211。該連接端122及該傳輸端123均為矩形片 體，分別由該主體121的二短邊1211延伸形成，且二者的寬度均略小于該主體121。該超寬 頻天線10的二連接部12對(duì)稱(chēng)布設(shè)于基板30的第一表面31及第二表面32上，二連接部12 在基板30上的投影重合。該二連接部12的連接端122分別與兩個(gè)輻射體111的三角形輻 射部1112重合的頂點(diǎn)處相連，傳輸端123分別與該微帶傳輸線13及接地單元14相連。從 而使該二輻射體111在基板30上的投影以該連接部12為軸線形成軸對(duì)稱(chēng)布設(shè)。該微帶傳輸線13為一矩形片狀體，其設(shè)置于基板30的第一表面31上，與傳輸端 123相連，其用于傳輸能量，為獲得與饋電線匹配的性能，其寬度尺寸應(yīng)使得該微帶傳輸線 13獲得50歐姆左右的特性阻抗。該接地單元14設(shè)置于基板30的第二表面32上，其包括一主接地部141、二第一輔 接地部142及二第二輔接地部143。該主接地部141為一矩形片體，其包括二長(zhǎng)邊1411及 二短邊1412。該第一輔接地部142為一矩形片體。該二第一輔接地部142由該主接地部141靠近輻射單元11 一側(cè)的長(zhǎng)邊1411的兩端對(duì)稱(chēng)延伸而成。該第二輔接地部143為一半 圓形片體。該二第二輔接地部143分別設(shè)置于該第一輔接地部142。該第一輔接地部142、 第二輔接地部143與微帶傳輸線13及主接地部141 一同圍設(shè)形成一孔槽15，通過(guò)設(shè)定該孔 槽15的尺寸即可調(diào)整該超寬頻天線10的低頻的諧振頻率，同時(shí)還可使該超寬頻天線10的 電流分布更加均勻。請(qǐng)參閱圖3，其為本發(fā)明超寬頻天線10較佳實(shí)施例的模擬與測(cè)量的回波損耗示意 圖。由圖可知，該超寬頻天線10于3. IGHz 10. 6GHz頻段內(nèi)符合在現(xiàn)有的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò) 內(nèi)進(jìn)行超寬頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖褂靡?。?qǐng)參閱圖4、圖5及圖6，所示分別為經(jīng)電磁模擬所得實(shí)施例中超寬頻天線工作于 3. IGHzUO. 18GHz、10. 6GHz頻率的輻射場(chǎng)方向圖，由圖可知，本實(shí)施方式的超寬頻天線符合 在現(xiàn)有的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行超寬頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖褂靡?。?qǐng)參閱圖7，所示為超寬頻天線的增益示意圖，由圖可知，本實(shí)施方式的超寬頻天 線于3. IGHz 10. 6GHz頻段時(shí)，具有良好的增益平坦度，具體值約為士3dB。綜上所述，本發(fā)明所述的超寬頻天線10設(shè)置于基板30上，需占用的空間小。另外， 該超寬頻天線10利用設(shè)置在基板30的第一表面31與第二表面32上的二輻射體111獲取 較寬工作頻段，滿足超寬頻通信技術(shù)的使用要求，而第一輔接地部142、第二輔接地部143 使超寬頻天線10電流分布均勻，且在整個(gè)工作頻段3. IGHz 10. 6GHz都可獲得更為平坦 的增益。
權(quán)利要求
一種超寬頻天線，其設(shè)置于一基板上，該基板包括一第一表面及一第二表面，其特征在于所述超寬頻天線包括一輻射單元、二連接部、一微帶傳輸線及一接地單元；該輻射單元包括二個(gè)分別設(shè)置于第一表面及第二表面的輻射體；該微帶傳輸線及接地單元分別設(shè)置于第一表面與第二表面上，且通過(guò)二連接部與二輻射體相連；該二輻射體在基板上的投影以連接部為軸對(duì)稱(chēng)分布。
2.如權(quán)利要求1所述的超寬頻天線，其特征在于該輻射體包括一矩形輻射部及一與 該矩形輻射部相連的三角形輻射部。
3.如權(quán)利要求2所述的超寬頻天線，其特征在于該二輻射體于基板上的投影在三角 形輻射部頂角處重合，且該二三角形輻射部的底邊相互平行，使該投影形成一領(lǐng)結(jié)形狀。
4.如權(quán)利要求1所述的超寬頻天線，其特征在于該接地單元包括一主接地部，該主接 地部為矩形，設(shè)置于基板的第二表面上。
5.如權(quán)利要求4所述的超寬頻天線，其特征在于該接地單元還包括二矩形的第一輔 接地部及二設(shè)置第一輔接地部的半圓形的第二輔接地部，該第一輔接地部、二輔接地部、主 接地部共同形成一孔槽。
6.一種無(wú)線通信裝置，包括一基板及設(shè)置于該基板上的超寬頻天線，該基板包括一第 一表面及一第二表面，其特征在于所述超寬頻天線包括一輻射單元、二連接部、一微帶傳 輸線及一接地單元；該輻射單元包括二個(gè)分別設(shè)置于第一表面及第二表面的輻射體；該微 帶傳輸線及接地單元分別設(shè)置于第一表面與第二表面上，且通過(guò)二連接部與二輻射體相 連；該二輻射體在基板上的投影以連接部為軸對(duì)稱(chēng)分布。
7.如權(quán)利要求6所述的無(wú)線通信裝置，其特征在于該輻射體包括相連的一矩形輻射 部及一三角形輻射部。
8.如權(quán)利要求7所述的無(wú)線通信裝置，其特征在于該二輻射體于基板上的投影在三 角形輻射部頂角處重合，且該二個(gè)三角形輻射部的底邊相互平行，使該投影形成一領(lǐng)結(jié)形 狀。
9.如權(quán)利要求6所述的無(wú)線通信裝置，其特征在于該接地單元括一主接地部，該主接 地部為矩形，設(shè)置于基板的第二表面上。
10.如權(quán)利要求9所述的無(wú)線通信裝置，其特征在于該接地單元還包括二矩形的第一 輔接地部及二設(shè)置第一輔接地部的半圓形的第二輔接地部，該第一輔接地部、二輔接地部、 主接地部共同形成一孔槽。
11.如權(quán)利要求6所述的無(wú)線通信裝置，其特征在于所述基板厚度大致為0.06英寸， 其相對(duì)介電常數(shù)大致為3. 38，正切損耗常數(shù)大致為0. 0025。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超寬頻天線，其設(shè)置于一基板上，該基板包括一第一表面及一第二表面，所述超寬頻天線包括一輻射單元、二連接部、一微帶傳輸線及一接地單元；該輻射單元包括二個(gè)分別設(shè)置于第一表面及第二表面的輻射體；該微帶傳輸線及接地單元分別設(shè)置于第一表面與第二表面上，且通過(guò)二連接部與二輻射體相連；該二輻射體在基板上的投影以連接部為軸對(duì)稱(chēng)分布。本發(fā)明的超寬頻天線直接設(shè)置于基板，體積小，占用空間少；同時(shí)，利用分別設(shè)置在基板的第一表面與第二表面上的二輻射體耦合產(chǎn)生寬頻輻射效果，可工作于3.1GHz～10.6GHz頻段，滿足超寬頻通信技術(shù)的使用要求。
文檔編號(hào)H01Q1/36GK101834343SQ20091030086
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者劉昌明 申請(qǐng)人:深圳富泰宏精密工業(yè)有限公司;奇美通訊股份有限公司