點相連接，且折疊偶極輻射體22本身經(jīng)蜿蜒而為一循環(huán)形式。本實施例中的折疊偶極輻射體22的長度為0.9~1個操作波長(0.9~1 λ )。第一接點210Α與第三接點22Α之間的距離S以小于0.25個操作波長(0.25 λ )為佳。
[0041]前述偶極輻射體21的輸入阻抗于一天線操作頻段內(nèi)為電容性(如圖4的曲線(I)所示，其虛部輸入阻抗〈O)，此天線操作頻段以2.4GHz為中心頻率，是全球通用的無線傳輸頻段，諸如無線區(qū)域網(wǎng)(IEEE 802.1 lb/IEEE 802.llg)、藍(lán)芽、ZigBee等技術(shù)，均可以此頻率進(jìn)行傳輸信號。因此，為了補償偶極輻射體21的電容效應(yīng)，本實用新型使用輸入阻抗在此天線操作頻段內(nèi)為電感性的折疊偶極輻射體22作為電感組件，如圖4的曲線(2)所示，其虛部輸入阻抗>0。折疊偶極輻射體22的優(yōu)點在于其本身也是金屬體而可作為天線的一部分發(fā)送信號，增加帶寬而有雙重效果。
[0042]前述高頻信號饋入傳輸線I以及金屬輻射體2可通過印刷的方式形成于一微波基板3的一面(一側(cè)表面)，而高頻信號饋入傳輸線I以及金屬輻射體2在印刷過程中一起成形。金屬輻射體2的兩面都可輻射出高頻信號，為了使本實用新型的指向性得以提高，因此在微波基板3的下方設(shè)置一金屬反射板4，以便將朝向微波基板3下方輻射的能量被反射而朝向微波基板3的上方，使朝向微波基板3的上方的輻射能量較強，具有良好的指向性及信號強度。
[0043]請參見圖3，微波基板3與金屬反射板4之間存在間距D，該間距D小于0.15個操作波長，較好的范圍為0.08個操作波長。微波基板3與金屬反射板4的間距D并非為0.25個操作波長(使輻射后經(jīng)反射的信號在回到微波基板3時為經(jīng)過半個波長的距離而達(dá)到增益效果)的原因在于:高頻信號饋入傳輸線I的長度大體上小于50mm而使在兩個金屬輻射體2相鄰近(S較佳的范圍小于0.25個操作波長)，以及微波基板3與金屬反射板4的面積以及形狀大體上相同的影響下，兩個混合式的金屬輻射體2所發(fā)出的能量相互影響，從而可在較小的間距D反射就達(dá)到明顯增強的效果，因此微波基板3與金屬反射板4的間距可被縮減為小于0.15個操作波長，得以應(yīng)用于具有較小體積、空間的電子產(chǎn)品中。
[0044]請見圖4，該圖4示出了本實用新型一較佳實施例的虛部輸入阻抗曲線；其中，曲線(I)為偶極輻射體21的虛部輸入阻抗曲線，曲線(2)為折疊偶極輻射體22的虛部輸入阻抗曲線，曲線(3)則為結(jié)合高頻信號饋入傳輸線1、偶極輻射體21與折疊偶極輻射體22的虛部輸入阻抗曲線。如圖所示，偶極輻射體21本身于2.4GHz天線操作頻段系具有電容性(虛部輸入阻抗〈O)，折疊偶極輻射體22于2.4GHz天線操作頻段則具有電感性(虛部輸入阻抗>0)，兩者在結(jié)合后并以高頻信號饋入傳輸線I相連接，共振點(虛部輸入阻抗近乎為零)即被調(diào)整落在2.4GHz。
[0045]天線的輸入阻抗是天線饋入端的輸入電壓與輸入電流的比值，而天線與饋入線的連接，最理想的情形是天線的輸入阻抗是純電阻且等于饋入線的特性阻抗，這時饋入線終端沒有功率反射，饋入在線沒有駐波。在本實用新型的較佳實施例中，金屬輻射體2的阻抗為100奧姆，而經(jīng)前述結(jié)構(gòu)設(shè)置即并聯(lián)后，可降為50奧姆而達(dá)到阻抗匹配，符合產(chǎn)業(yè)界考慮到能量傳遞與能量衰減的均衡性而滿足通用標(biāo)準(zhǔn)，再配合2.4GHz的天線操作頻段，因此本實用新型完全符合現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用條件。
[0046]請參見圖5A和圖5B，圖5A、5B分別為本實用新型的較佳實施例的E平面、H平面輻射場型圖，揭示了信號功率衰減一半(3dB)的波束寬度于E平面、H平面分別約為50度、64度。
[0047]請參見圖6，圖6為返回?fù)p失圖，由圖6所示，本實用新型于較佳實施例除了會在
2.4GHz的頻率輻射信號以外，在部分高于2.5GHz的頻段也有輻射出信號，如此可能會對其他系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，例如操作頻率范圍涵蓋3GHz的WiMax，或者是5GHz之WLAN。因此請參見圖7A，本實用新型可進(jìn)一步使高頻信號饋入傳輸線I通過饋入線50與一低通濾波器51相連接，低通濾波器51可過濾高頻信號，例如高于2.5GHz的信號)，于是本實用新型結(jié)構(gòu)可避免輻射出高于預(yù)定操作頻率的信號。請見圖7B，在高于2.5GHz所輻射出的信號的能量微量，相當(dāng)于背景噪聲，所以并不會干擾其他系統(tǒng)的信號的接收。
[0048]綜上所述，本實用新型提供的技術(shù)方案考慮到偶極輻射體的輸入阻抗在特定的天線操作頻段內(nèi)為電容性，因此使用折疊偶極輻射體在此特定天線操作頻段作為電感性組件，使偶極輻射體的電容效應(yīng)得到補償，使混合式輻射體天線的操作頻率得以符合產(chǎn)業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)；而針對阻抗匹配的問題，則是使用并聯(lián)的技術(shù)手段使阻抗降低至預(yù)定值而藉以達(dá)到匹配。另外，本實用新型還可根據(jù)需要而將金屬反射板4與天線所在的微波基板3之間的間距縮減，以順應(yīng)電子組件微型化的趨勢潮流；又基于信號干擾的問題，可輕易地利用增設(shè)低通濾波器51的方式對信號過濾。本實用新型具有高效率、高指性向與高增益的優(yōu)勢，其結(jié)構(gòu)特征也不會對產(chǎn)業(yè)界現(xiàn)有制造產(chǎn)生任何額外負(fù)擔(dān)以及不會增加成本，基于前述眾多長處，本實用新型無疑是一個極致的實用與商業(yè)價值兼?zhèn)涞募夹g(shù)方案。
[0049]以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用來限定本實用新型實施的范圍，凡是依據(jù)本實用新型申請范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神而作出的等效性變化與修飾，均應(yīng)包括于本實用新型申請專利的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種混合式輻射體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于包括一高頻信號饋入傳輸線(I)，該高頻信號饋入傳輸線(I)的兩端分別與一個金屬輻射體(2)相連接，該對金屬輻射體(2)并聯(lián)，該高頻信號饋入傳輸線(I)的中部具有一信號饋入點(10)和一信號接地點(11)，所述一對金屬輻射體(2)左右對稱于所述信號饋入點(10)及信號接地點(11)，且一對金屬輻射體(2)各包含: 一偶極輻射體(21)，其輸入阻抗于一天線操作頻段內(nèi)為電容性，且該偶極輻射體(21)包括一第一偶極輻射臂(21A)和一第二偶極輻射臂(21B)，所述高頻信號饋入傳輸線(I)連接于該第一偶極輻射臂(21A)之一的第一接點(210A)以及第二偶極輻射臂(21B)之一的第二接點(210B)； 一折疊偶極輻射體(22)，其輸入阻抗于天線操作頻段內(nèi)為電感性，且其兩端之一的一第三接點(22A)以及一第四接點(22B)分別接于所述高頻信號饋入傳輸線(I)并且形成一循環(huán)，用于補償所述偶極輻射體(21)的電容效應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式輻射體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述偶極輻射體(21)的長度為1.25個操作波長。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式輻射體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的折疊偶極輻射體(22)的長度為0.9-1個操作波長。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式輻射體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的高頻信號饋入傳輸線(I)以及所述的一對金屬輻射體(2)設(shè)置在一微波基板(3)的一側(cè)表面，并且在對應(yīng)于該微波基板(3)的另一側(cè)表面的位置設(shè)置有一金屬反射板(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合式輻射體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述微波基板(3)與所述金屬反射板(4)之間保持有間距。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合式輻射體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的間距為0.15個操作波長。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的混合式輻射體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述微波基板(3)以及所述金屬反射板(4)的面積以及形狀彼此相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式輻射體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述的高頻信號饋入傳輸線(I)上連接有一低通濾波器(51)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式輻射體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的第一、第二偶極輻射臂(21A、21B)的長度彼此相等。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式輻射體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一接點(210A)與所述第三接點(22A)之間的距離小于操作頻率之四分之一波長。
【專利摘要】一種混合式輻射體天線結(jié)構(gòu)，屬于無線通信用的天線技術(shù)領(lǐng)域。包括高頻信號饋入傳輸線，與金屬輻射體連接，其中部具有信號饋入、接地點，金屬輻射體包含：偶極輻射體，其輸入阻抗于一天線操作頻段內(nèi)為電容性，偶極輻射體包括第一、第二偶極輻射臂，高頻信號饋入傳輸線連接于第一偶極輻射臂之一的第一接點以及第二偶極輻射臂之一的第二接點；折疊偶極輻射體，其輸入阻抗于天線操作頻段內(nèi)為電感性，其兩端之一的第三、第四接點分別接于高頻信號饋入傳輸線且形成循環(huán)。降低混合式輻射體的整體阻抗；使天線之共振頻率能被調(diào)整并落入2.4GHz頻率范圍；能適用于現(xiàn)有的無線通信產(chǎn)品；避免高頻信號通過；結(jié)構(gòu)簡單、體積小，方便操作與安裝。
【IPC分類】H01Q9-20, H01Q1-50, H01Q1-52, H01Q19-10, H01Q1-38
【公開號】CN204407506
【申請?zhí)枴緾N201520076735
【發(fā)明人】邱宗文, 黃榮益
【申請人】常熟泓淋電子有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年2月4日