CN101110496B - 宽频天线 - Google Patents

Abstract

一种宽频天线，包括一介质基板、一辐射导体以及一分隔缝隙。辐射导***于介质基板上，具有第一侧边及第二侧边，第一侧边相邻于第二侧边，且第一侧边的长度大于第二侧边的长度。第二侧边具有第一馈入点及第二馈入点。分隔缝隙的第一端开口在第一侧边，分隔缝隙的第二端开口在第二侧边。分隔缝隙将辐射导体分隔为第一子辐射导体及第二子辐射导体。其中，第一馈入点位于第一子辐射导体，第二馈入点位于第二子辐射导体。

Description

宽频天线

技术领域

本发明涉及一种宽频天线，且特别涉及一种利用偶极天线侧端馈入以提高天线频宽的宽频天线。

背景技术

随着技术的演进对宽频天线的需求愈来迫切，以数字电视为例，随着数字电视的正式开播，现在只要藉由可携式电视(portable TV)等商品，即可方便地收看数字电视。数字电视是将电视信号由模拟信号转换为数字信号的电视***，而目前台湾是采用欧洲所制定的DVB-T(Digital Video Broadcasting-Terrestrial)***。DVB-T***的调变(COFDM)标准信号能有效地解决多重路径(multi-path)干扰的问题，同时欧规***可以构成单频广播网(SingleFrequency Network，SFN)以增加可用的频谱资源，且欧规***更具有移动接收(mobile reception)的特色，在车速高达130公里时仍可收看电视。

举例来说，早期为了改善安装在车辆上的DVB-T接收机的移动接收性能，衍生出先进通道估测及利用双天线接收再作分集合并等技术，然必须付出较高的复杂度、硬件成本及功率消耗。现今市面上常见的传统数字电视接收天线，当应用在车辆上时大多采行单极天线，利用车辆的金属外壳作为单极天线的接地面，然仅具有尚堪使用的接收效果，同时亦破坏车辆整体外观美感。若将天线置放在车辆内部，则会因为车辆金属外壳的屏蔽作用而无法顺利接收信号。

后来发展出利用偶极天线技术的数字电视接收天线，然传统偶极天线馈入的方法，均使用一同轴馈入传输线由偶极天线的中央以对称的方式馈入信号，但如此一来，将使得同轴馈入传输线势必无法平行于偶极天线两臂的延伸方向。如此一来，在实际应用上，同轴馈入传输线将需垂直于数字电视接收天线，导致数字电视接收天线整体所需要的空间大幅增加，如若将数字电视接收天线安装在车辆上时，更会破坏车辆整体外观美感。此外，当数字电视接收天线的辐射导体宽度较窄时，会产生频宽不足的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种宽频天线，利用侧端馈入信号的方式，使得作为馈入线路的同轴馈入传输线得以顺着天线的辐射导体的方向延伸，使天线尺寸缩小且扁平化，同时亦提供宽频操作频宽，兼顾天线性能、外观与配置便利性。

根据本发明提出的宽频天线，包括一介质基板、一辐射导体以及一分隔缝隙。辐射导***于介质基板上，具有第一侧边及第二例边，第一侧边相邻于第二侧边，且第一侧边的长度大于第二侧边的长度，第二侧边具有第一馈入点及第二馈入点。分隔缝隙的第一端开口在第一侧边，分隔缝隙的第二端开口在第二侧边。分隔缝隙将辐射导体分隔为第一子辐射导体及第二子辐射导体。其中，第一馈入点位于第一子辐射导体，第二馈入点位于第二子辐射导体。

为让本发明的宽频天线特征能更明显易懂，下文配合附图，以若干可实施例作详细说明如下。

附图说明

图1绘示依照本发明一实施例的宽频天线的示意图。

图2绘示依照本发明一实施例的宽频天线的第一共振模态的电流路径示意图。

图3绘示依照本发明一实施例的宽频天线在510MHz的辐射场型图。

图4绘示依照本发明一实施例的宽频天线的第二共振模态的电流路径示意图。

图5绘示依照本发明一实施例的宽频天线在740MHz的辐射场型图。

图6绘示依照本发明一实施例的宽频天线与传统偶极天线的返回损失量测比较图。

图7绘示依照本发明的宽频天线的另一例的示意图。

图8绘示依照本发明的宽频天线的再一例的示意图。

附图符号说明

100、700、800：宽频天线

110：介质基板

120、720、820：辐射导体

121：第一侧边

122：第二侧边

123、723、823：第一子辐射导体

124、724、824：第二子辐射导体

125：第一馈入点

126：第二馈入点

130、730、830：分隔缝隙

131：第一端

132：第二端

61：传统偶极天线的返回损失量测结果

62：宽频天线100的返回损失量测结果

63：第一共振模态

64：第二共振模态

具体实施方式

本发明的宽频天线，利用侧端馈入信号的方式，使得作为馈入线路的同轴馈入传输线得以顺着天线的辐射导体的方向延伸，使天线尺寸缩小且扁平化，同时亦提供天线较佳的宽频操作频宽，兼顾天线性能、外观与配置便利性。本发明的宽频天线，其利用侧端馈入以提高操作频宽的特点适用于各种不同频段的天线，凡是采用偶极天线结构的天线，不论其应用的频段为何，均能应用本发明所采用的侧端馈入法，使得天线具有较宽的频宽，同时亦能有较佳的空间配置。

请参照图1，其绘示乃依照本发明一可实施例的宽频天线的示意图。宽频天线100包括介质基板110、辐射导体120以及分隔缝隙130。辐射导体120可以为一辐射金属片，亦可以为其它导电物质，例如为氧化铟锡(IndiumTin Oxide，ITO)，其是以印刷或蚀刻的方式置放在介质基板110上。辐射导体120具有第一侧边121及第二侧边122，第一侧边121相邻于第二侧边122，第一侧边121的长度大于第二侧边122的长度，第二侧边122具有第一馈入点125及第二馈入点126。

分隔缝隙130的第一端131开口在第一侧边121，第二端132开口在第二侧边122，分隔缝隙130将辐射导体120分隔为第一子辐射导体123及第二子辐射导体124。其中，第一馈入点125位于第一子辐射导体123的分隔缝隙第二端132处。第二馈入点126位于第二子辐射导体124的分隔缝隙第二端132处。此外可在应用实施时，开口在第一侧边的分隔缝隙的第一端，是使第二子辐射导体的长度趋近第一侧边长度的1/3。

在宽频天线100中，第一馈入点125及第二馈入点126用以从一同轴馈入传输线接收一射频信号，以使得辐射导体120激发第一共振模态及第二共振模态。第二共振模态相邻于第一共振模态，且宽频天线100依据第一共振模态及第二共振模态而具有一宽频频宽。再者可在应用实施时，开口在第一侧边的分隔缝隙的第一端，是使第二子辐射导体的长度趋近第二共振模态的1/4波长。

本实施例是以第一侧边的长度为215mm、第二侧边的长度为10mm及第二子辐射导体的长度为74mm作说明。请参照图2，其绘示乃依照本发明一可实施例的宽频天线的第一共振模态的电流路径示意图。由图2可知，第二子辐射导体124流通的电流所产生的辐射电磁场会与位于下方的部份的第一子辐射导体123流通的电流所产生的辐射电磁场互相抵消，经由C＝f×λ公式可以知道，第一共振模态是发生在频率510MHz时。请参照图3，其绘示乃依照本发明一可实施例的宽频天线在510MHz的辐射场型图。由图3中可知，本实施例在510MHz时，在x-z平面(水平面)产生大致为全向性辐射的场型，相当适合于宽频天线的实际应用。

请参照图4，其绘示乃依照本发明一可实施例的宽频天线的第二共振模态的电流路径示意图。由图4可知，第二子辐射导体124流通的电流所产生的辐射电磁场会与位于下方的部份的第一子辐射导体123流通的电流所产生的辐射电磁场互相抵消，且整个共振路径长度约为第一共振模态的整个共振路径长度的2倍。故经由C＝f×λ公式可以知道，第二共振模态发生在频率740MHz时。请参照图5，其绘示乃依照本发明一可实施例的宽频天线在740MHz的辐射场型图。由图5中可知，本发明实施例在740MHz时，在x-z平面(水平面)产生大致为全向性辐射的场型，亦相当适合于宽频天线的实际应用。

请参照图6，其绘示乃依照本发明一可实施例的宽频天线与传统偶极天线的返回损失量测比较图。图6中，62为本发明的宽频天线100的返回损失量测结果，61为传统偶极天线的返回损失量测结果。63为本发明实施例的第一共振模态，64为本实施例的第二共振模态。如图所示，在驻波比(VoltageStanding Wave Ratio，VSWR)2.5的情形下，本发明的宽频天线100具有宽频频宽470-860MHz，远大于传统偶极天线的频宽约500-600MHz。

请参照表1，其为单极天线、传统偶极天线及本发明实施例的宽频天线的比较表。

	单极天线	传统偶极天线	本实施例
				大小(mm3)	142×30×30	202×49×0.2	215×10×0.4
频宽(MHz)	470-600	500-600	470-860
				增益(dBi)	2	2	2
驻波比(VSWR)	＜3	＜3	＜2.5

表1

由表1可知，本发明的宽频天线100在不减损增益的情况之下，具有较低的驻波比，亦即具有较低的返回损失，降低功率消耗，同时，亦具有较宽的宽频频宽470-860MHz，当本发明的宽频天线100应用于数字电视接收天线时，能适用于各国的数字电视频段。且本发明的宽频天线100的表面积及薄度与前二者相比较，其表面积更小亦更平面化，故当应用领域为车用的数字电视接收天线时，本发明的宽频天线将适合附着在车辆驾驶前方的挡风玻璃附近而不影响车辆整体外观美感及驾驶人视线。

上述的宽频天线100，其中分隔缝隙130为一步阶形状。然分隔缝隙130的形状并不限定于此，只要分隔缝隙130能将辐射导体120分隔为第一子辐射导体123及第二子辐射导体124均不出于本发明的范围内。请参照图7，其绘示乃依照本发明的宽频天线的另一例的示意图。宽频天线700中，分隔缝隙730为一直线形状，其将辐射导体720分隔为第一子辐射导体723及第二子辐射导体724。请参照图8，其绘示乃依照本发明的宽频天线的再一例的示意图。宽频天线800中，分隔缝隙830为一直线形状，其将辐射导体820分隔为第一子辐射导体823及第二子辐射导体824。

本发明所揭露的宽频天线，利用侧端馈入信号的方式，使得作为馈入线路的同轴馈入传输线得以顺着天线的辐射导体的方向延伸，使天线面积缩小且扁平化，同时亦提供天线较佳的宽频操作频宽，适用于各种频段的天线。此外，当应用在车用的数字电视接收天线领域时，本发明的宽频天线亦适合附着在车辆驾驶前方的挡风玻璃附近而不影响车辆整体外观美感及驾驶人视线，兼顾天线的性能与外观。

综上所述，本发明内容虽以若干实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (11)

1.一种宽频偶极天线，包括：

一介质基板；

一辐射导体，位于该介质基板上，该辐射导体具有第一侧边及第二侧边，该第一侧边相邻于该第二侧边，且该第一侧边的长度大于该第二侧边的长度，该第二侧边具有第一馈入点及第二馈入点；以及

一分隔缝隙，该分隔缝隙的第一端是开口在该第一侧边，该分隔缝隙的第二端是开口在该第二侧边，该分隔缝隙将该辐射导体分隔为第一子辐射导体及第二子辐射导体；

其中，该第一馈入点位于该第一子辐射导体，该第二馈入点位于该第二子辐射导体，该第一馈入点接至一***信号源正端，该第二馈入点接至一***信号源负端。

2.如权利要求1所述的宽频偶极天线，其中，该辐射导体为一辐射金属片。

3.如权利要求1所述的宽频偶极天线，其中，该辐射导体为一氧化铟锡。

4.如权利要求1所述的宽频偶极天线，其中，该辐射导体印刷或蚀刻在该介质基板上。

5.如权利要求1所述的宽频偶极天线，其中，该分隔缝隙为一步阶形状。

6.如权利要求1所述的宽频偶极天线，其中该分隔缝隙为一直线形状。

7.如权利要求1所述的宽频偶极天线，其中，该分隔缝隙为一平滑曲线形状。

8.如权利要求1所述的宽频偶极天线，其中，开口在该第一侧边的该分隔缝隙的该第一端，使该第二子辐射导体的长度趋近该第一侧边长度的1/3。

9.如权利要求1所述的宽频偶极天线，其中，该第一馈入点及该第二馈入点接收一射频信号，使得该辐射导体激发第一共振模态及第二共振模态，该第二共振模态相邻于该第一共振模态，且该宽频天线依据该第一共振模态及该第二共振模态而具有一宽频频宽。

10.如权利要求9所述的宽频偶极天线，其中，该射频信号由一同轴馈入传输线所传送。

11.如权利要求9所述的宽频偶极天线，其中，开口在该第一侧边的该分隔缝隙的第一端，使该第二子辐射导体的长度趋近该第二共振模态的1/4波长。

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