CN101359768A - 缝隙天线 - Google Patents

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金英日
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Abstract

本发明提供了一种缝隙天线。所述缝隙天线包括：条带状馈电单元，被设置在基底的第一表面上；地，被设置在基底的第二表面上；天线元件，通过连接形成在基底的第二表面上的两个子缝隙而形成，其中，两个子缝隙中的每一个都沿着地的向内方向被布置在地的边缘处。因此，天线的尺寸被减小，并且更多的区域被提供以布置终端的组件。

Description

缝隙天线
技术领域
与本发明一致的设备涉及一种天线，更具体地说，涉及一种缝隙天线。
背景技术
信息通信技术的新发展带来了能够在任何时间任何地点进行无线通信的便携式移动通信终端。所述便携式移动通信终端可包括移动电话、手持个人计算机(HPC)、个人数字助理(PDA)和数字多媒体广播(DMB)。
用于无线通信的便携式移动通信终端必须包括用于提高通信灵敏度的天线，其从外部信源(external source)接收电波或信号，并且将从内部装置接收的信号发送到外部信源。天线将信号发送到基站并且从基站接收信号。
这种天线主要使用突出的外部天线，例如单极天线或螺旋天线。但是，突出的外部天线具有以下几个缺点：例如，由于受到外部撞击容易破损或损坏、当安装在被携带的装置中时让人感到不舒适并且降低了装置的美观性。
因此，天线被***到移动电话中以克服上述缺点。这种内部天线或内置天线(Intenna)包括弯曲线单极天线(meander line monopole antenna，MLMA)、倒F天线(IFA)和平面倒F天线(PIFA)。
但是，内部天线具有这样的问题：容纳内部天线的终端外壳需要具有足够大的尺寸以将天线容纳在其中。此外，终端的其它组件由于天线的存在而受到限制。
发明内容
本发明的示例性实施例在于解决至少上述问题和/或缺点以及以上没有描述的其它缺点。另外，本发明不被要求克服以上描述的缺点，并且本发明的示例性实施例可以不克服以上描述的任何问题。
本发明提供了一种天线，因为天线元件的尺寸被减小，所以使得容纳在小型终端中的组件以提高的自由度被设计。
根据本发明的示例性实施例，提供了一种天线，其包括：条带状馈电单元，被设置在基底的第一表面上；地，被设置在基底的第二表面上；天线元件，通过连接形成在基底的第二表面上的两个子缝隙而形成，其中，两个子缝隙中的每一个都沿着地的向内方向被布置在地的边缘处。
天线元件可包括：第一子缝隙，其一端形成在地的端部处，其另一端形成在地的内部；第二子缝隙，其一端形成在地的端部处，其另一端形成在地的内部，其中，第一子缝隙的一端在地的边缘处与第二子缝隙的一端连接，并且第一子缝隙的另一端和第二子缝隙的另一端在地的内部被布置为彼此分离。
第一子缝隙可基于馈电单元与第二子缝隙对称。
第一子缝隙和第二子缝隙可呈条带状，并且第一子缝隙垂直于第二子缝隙。
第一子缝隙和第二子缝隙可呈至少被折弯一次的条带状。
第一子缝隙和第二子缝隙可呈圆形，并且朝着馈电单元弯曲。
馈电单元的长度可长于地的长度。
附图说明
通过参照附图描述本发明的特定示例性实施例，本发明的上述和/或其它方面将会变得更加清楚，其中：
图1A至图1C是显示根据本发明的示例性实施例的小型天线的示意图；
图2是显示缝隙天线的回波损耗(return loss)的曲线图；
图3A和图3B是显示缝隙天线的辐射图案的曲线图；
图4A至图4D是显示根据本发明另一示例性实施例的缝隙天线的示图。
具体实施方式
现在，将参照附图更加详细地描述本发明的特定示例性实施例。
在以下描述中，相同的标号即使在不同的附图中也用于相同的元件。提供在说明书中定义的内容，例如，详细的构造和元件，以帮助充分理解本发明。因此，应该理解，不用那些特定限定的内容也可实施本发明。另外，由于公知的功能和构造在不必要的细节处会使本发明模糊，所以将不详细描述它们。
图1A至图1C是显示根据本发明的示例性实施例的小型天线的示意图。图1A是显示根据本发明示例性实施例的印刷在基底上的小型天线的三维视图，图1B是图1A的天线的主视图，图1C是图1A的天线的后视图。
在示例性实施例中，小型天线被设置在装置(例如，移动通信装置)的外壳的内部。
参照图1B，条带状馈电单元110被设置在基底100的正面。馈电单元110沿着基底100的长度(X)方向设置，并且可长于将在随后描述的地120。馈电单元110从外部信源接收电流，并且执行耦合，以使得设置在地120的内部的天线元件130接收电流。
参照图1C，地120占据了基底100的大部分，并且天线元件130按照倾斜方式布置在地120的边缘处，并且均布置在基底100的反侧。
地120的长度(X)可短于基底100的长度(X)，并且地120的宽度(Y)可等于基底100的宽度(Y)。由于地120的长度(X)短于馈电单元110的长度，所以耦合被更加容易地执行。因此，天线元件130可接收电流。
天线元件130具有缝隙形状，并且包括沿着地120的向内方向(internaldirection)布置在地120的上端边缘的第一子缝隙132和第二子缝隙134。因为第一子缝隙132和第二子缝隙134在地120的上端边缘相对于宽度方向(Y)倾斜，所以第一子缝隙132和第二子缝隙134被称为倾斜缝隙。
第一子缝隙132的一端被设置在地120的上端边缘，而第一子缝隙132的另一端被设置在地120的内部。第二子缝隙134的一端被设置在地120的上端边缘，而第二子缝隙134的另一端被设置在地120的内部。第一子缝隙132可基于经过地120的中心的轴线与第二子缝隙134对称地布置。第一子缝隙132和第二子缝隙134的长度可以是工作电磁波的波长的四分之一。
更具体地说，第一子缝隙132的一端和第二子缝隙134的一端在地120的上边缘处敞开。第一子缝隙132和第二子缝隙134的这些敞开的端部从布置在基底100的正面的馈电单元110接收电流。在地120的内部，第一子缝隙132的另一端形成为与第二子缝隙134的另一端分开。
第一子缝隙132可相对于地120的宽度边(width side)倾斜45度角，第二子缝隙134也可相对于地120的宽度边倾斜45度角，使得第一子缝隙132可与第二子缝隙134保持直角。但是，第一子缝隙132不一定要垂直于第二子缝隙134。第一子缝隙132和第二子缝隙134的布置可根据设置在基底100上的电路的布置来调整。
第一子缝隙132和第二子缝隙134可作为一个天线元件130，其与偶极天线的工作原理一样，在5.4GHz至5.9GHz的频带内共振。共振电磁波基本上显示了前向波束图案(forward beam pattern)。
如上所述，通过简单地使缝隙状的天线元件130形成在地120的边缘处，可构造与被布置于地120的边缘处的天线一样有效地工作的天线。因为倾斜地布置在地120的边缘处的缝隙作为天线来工作，所以终端的设计被简化，并且获得高增益和前向波束图案。
图2是表示缝隙天线的回波损耗的曲线图。低回波损耗代表缝隙天线更加有效地执行天线元件130的功能。参照图2，所述缝隙天线在5.5GHz的频带处作为天线来工作。
图3A和图3B是表示缝隙天线的辐射图案的曲线图。图3A是表示通过缝隙天线在基底100的正平面(elevation plane)(XY)辐射的电磁波的波束图案的曲线图，图3B是表示通过缝隙天线在基底100的方位平面(YZ)上辐射的电磁波的波束图案的曲线图。正平面(XY)和方位平面(YZ)的定义在图1B中示出。图3A和图3B显示了通过缝隙天线共振的电磁波的辐射图案是前向的。
图4A至图4D是显示根据本发明另一示例性实施例的缝隙天线的示图。虽然为了便于描述，基底100被描述为在其上形成有馈电单元110、地120和天线元件130，但是馈电单元110实际上被设置在基底100的一个表面上，而地120和天线元件130被设置在基底100的反面。天线元件130的总长度是工作电磁波的波长的一半，并且工作电磁波的波长的四分之一可基于馈电单元110对称地布置。
如图4A所示，子缝隙可不必呈条带状。即，子缝隙可呈圆形。如果子缝隙呈圆形，则子缝隙可朝着馈电单元110弯曲。如果子缝隙呈如图4B至图4D所示的条带状，则子缝隙可多于一次地被折弯(倾斜度发生改变)。但是，不管是折弯的形状还是圆形，都期望子缝隙基于馈电单元110彼此对称，并且第一子缝隙132的一端和第二子缝隙134的一端在地120的边缘处敞开。
因为第一子缝隙132和第二子缝隙134被设置在地120的边缘处，所以更大的区域被提供以布置终端的组件。此外，子缝隙与安装在终端的上部的天线一样有效地工作。
终端的现有技术的天线被布置在地120的边缘处，而根据本发明的示例性实施例，子缝隙被布置在地120的边缘处。因此，子缝隙具有与现有技术的天线的特性相似的特性，并且随着被容纳在终端中的其它组件可被布置在地120的中间，还提高了基底100的空间利用率。
因为现有技术的缝隙天线必须使用具有多层的基底100，并且要求天线与地120分离地被印刷，所以制造成本很高。但是，因为根据本发明的示例性实施例的天线在印刷电路板(PCB)基底上被制造，所以降低了制造成本。
总而言之，根据本发明的示例性实施例，因为缝隙被布置在地的边缘处，所以天线的尺寸被减小。因此，组件在自由度得到提高的情况下被容纳在小型终端中。
上述示例性实施例和优点只是示例性的，而不应该被解释为限制本发明。本教导可被容易地应用于其它类型的设备。另外，对本发明的示例性实施例的描述只是阐述性的，而不限制权利要求的范围，许多替换、修改和改变对于本领域技术人员来说将是清楚的。

Claims (11)

1、一种天线，包括：
条带状馈电单元，被设置在基底的第一表面上；
地，被设置在基底的第二表面上；
天线元件，通过连接形成在基底的第二表面上的两个子缝隙而形成，
其中，两个子缝隙中的每一个都沿着地的向内方向被布置在地的边缘处。
2、如权利要求1所述的天线，其中，天线元件的两个子缝隙包括：
第一子缝隙，其第一端形成在地的边缘处，其第二端形成在地的内部；
第二子缝隙，其第一端形成在地的边缘处，其第二端形成在地的内部，
其中，第一子缝隙的第一端在地的边缘处与第二子缝隙的第一端连接，并且第一子缝隙的第二端和第二子缝隙的第二端在地的内部被布置为彼此分离。
3、如权利要求2所述的天线，其中，第一子缝隙基于馈电单元与第二子缝隙对称。
4、如权利要求2所述的天线，其中，第一子缝隙和第二子缝隙呈条带状，并且第一子缝隙垂直于第二子缝隙。
5、如权利要求2所述的天线，其中，第一子缝隙和第二子缝隙按照至少被折弯一次的条带状形成。
6、如权利要求2所述的天线，其中，第一子缝隙和第二子缝隙按照圆形形成，并且朝着馈电单元弯曲。
7、如权利要求1所述的天线，其中，馈电单元的长度长于地的长度。
8、如权利要求2所述的天线，其中，第一子缝隙和第二子缝隙的基部从馈电单元延伸出，而第一子缝隙和第二子缝隙的末端朝着馈电单元延伸。
9、如权利要求1所述的天线，其中，馈电单元、地和天线元件被布置在外壳的内部。
10、如权利要求2所述的天线，其中，第一子缝隙和第二子缝隙作为在5.4GHz至5.9GHz频带内共振的一个天线元件工作。
11、如权利要求2所述的天线，其中，第一子缝隙与第二子缝隙镜面对称。
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