CN102142611A - 偶极天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种偶极天线，其包括一馈入端、一接地端及一辐射体，该馈入端与接地端设置于同一平面内，所述辐射体包括二对称的辐射臂，所述二辐射臂各自的一端分别垂直连接于馈入端和接地端，另一端彼此相连，每一辐射臂包括依次连接的一第一辐射区、一第二辐射区及一第三辐射区，所述第一辐射区与馈入端和接地端所在的平面垂直，所述第二辐射区与馈入端和接地端所在的平面平行，所述第三辐射区包括一与第一辐射区共面的第一片体及一与第二辐射区共面的第二片体。所述偶极天线体积小，涵盖频段宽。

Description

偶极天线
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其涉及一种应用于无线通信装置的偶极天线。
背景技术
在移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等无线通信装置中，天线作为其用来发射、接收无线电波以传递、交换无线电信号的部件，无疑是无线通信装置中最重要的组件之一。目前，无线通信装置一般都需要具备在双频或者更多频段下进行通信的功能，因此其天线装置一般都使用双频或多频天线。
在移动电话天线设计中，传统之平面倒F天线(PIFA)由于设计上有天线高度之限制且需要设置较大面积之导电部分，很难达到无线通信装置小型化之设计要求，故目前越来越多设计者转而以线天线(wire antenna)作为设计方式。在线天线设计中，偶极天线(dipoleantenna)因具有较大的空间使用率而倍受设计者青睐。因此如何在不增加无线通信装置体积的前提下设计涵盖频段宽的偶极天线已成为各家天线厂商最大的挑战。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种涵盖频段宽且体积较小的偶极天线。
一种偶极天线，其包括一馈入端、一接地端及一辐射体，该馈入端与接地端设置于同一平面内，所述辐射体包括二对称的辐射臂，所述二辐射臂各自的一端分别垂直连接于馈入端和接地端，另一端彼此相连，每一辐射臂包括依次连接的一第一辐射区、一第二辐射区及一第三辐射区，所述第一辐射区与馈入端和接地端所在的平面垂直，所述第二辐射区与馈入端和接地端所在的平面平行，所述第三辐射区包括一与第一辐射区共面的第一片体及一与第二辐射区共面的第二片体。
相较于现有技术，所述偶极天线利用二辐射臂对称设计，并构成一电流回路，以此改变馈入电流的方向，可激发出三个共振模态，使该偶极天线可工作于多个频段。该偶极天线体积小，涵盖频段宽。
附图说明
图1是本发明较佳实施例之偶极天线之立体示意图；
图2是本发明较佳实施例之偶极天线另一角度之立体示意图；
图3是本发明较佳实施例之偶极天线之回波损耗测试图。
主要元件符号说明
  偶极天线   100
  馈入端   10
  接地端   20
  辐射体   30
  辐射臂   32
  第一辐射区   34
  第一弯折段   342
  第一短边   3422
  第一长边   3424
  第二弯折段   344
  第二长边   3442
  第三长边   3444
  第二辐射区   36
  第一连接段   362
  第二连接段   364
  第三连接段   366
  第三辐射区   38
  第一片体   380
  第二片体   382
  结合部   384
  过渡部   386
  连接部   388
  延伸部   389
具体实施方式
图1所示系本发明较佳实施方式之偶极天线100，其可应用于移动电话或PDA等具有无线通信功能的便携式电子装置中。该偶极天线100包括一馈入端10、一接地端20及一辐射体30。
该馈入端10为一平直的长方形片体，其可装设于便携式电子装置内的现有的电路板(图未示)上，并与设置于该电路板上的现有的信号馈入点(图未示)电性连接，以为所述偶极天线100起信号馈入作用。
该接地端20为一宽度与馈入端10一致、长度略长且与馈入端10设置于同一平面的长方形片体。该接地端20与馈入端10之延伸方向相互平行，该接地端20的一端与馈入端10平齐，另一端通过与电路板上的现有的接地点(图未示)电性连接，以为所述偶极天线100提供接地作用。
该辐射体30包括二对称的辐射臂32，该二辐射臂32各自的一端分别垂直连接于馈入端10和接地端20，另一端彼此相连以使该偶极天线100形成电流回路。每一所述辐射臂32包括依次连接的一第一辐射区34、一第二辐射区36及一第三辐射区38。
第一辐射区34为一片体，其置于与馈入端10及接地端20所在的平面垂直的平面内。该第一辐射区34包括处于同一平面且均呈”L”形的一第一弯折段342及一第二弯折段344。该第一弯折段342包括一较宽的第一短边3422及一较窄的第一长边3424。其中一辐射臂32的第一短边3422与馈入端10垂直连接，且该第一短边3422与馈入端10宽度相当。另一辐射臂32的第一短边3422与接地端20垂直连接，使得该二辐射臂32的第一短边3422平行设置并处于同一平面内。该第一长边3424与第一短边3422垂直连接，并朝远离馈入端10的一侧方向延伸。该第二弯折段344包括相连接的一第二长边3442及一第三长边3444，该第二长边3442及第三长边3444的宽度均与第一长边3424大致相当，第三长边3444的长度与第一长边3424相当，并短于第二长边3442。其中第二长边3442与第一长边3424平行，二者垂直过渡相接。该第三长边3444垂直连接于第二长边3442的末端，并朝与第一短边3422平行的方向反向延伸。
请结合参阅图2，第二辐射区36为一片体，其置于与馈入端10及接地端20所在的平面平行的另一平面内。该第二辐射区36包括依次垂直连接的一第一连接段362、一第二连接段364及一第三连接段366。该第一连接段362与第一辐射区34的第三长边3444垂直连接，并朝与馈入端10相同方向延伸形成一宽度与第三长边3444一致，长度略短的片体。该第二连接段364的宽度与馈入端10的宽度相当，其垂直连接于第一连接段362的末端，并朝靠近馈入端10的方向平直延伸至与馈入端10大致平齐的位置。此时，另一辐射臂32的第二连接段364则延伸至与接地端20大致平齐的位置。该第三连接段366的宽度介于第一连接段362及第二连接段364之间，长度与第一连接段362一致，该第三连接段366垂直连接于第二连接段364的末端，并朝与第一连接段362的方向延伸。
第三辐射区38包括一第一片体380及一第二片体382，该第一片体380与第一辐射区34位于同一平面，其为一未封闭的长方形环状片体。该第一片体380包括依次连接的一结合部384、一过渡部386、一连接部388及一延伸部389。该结合部384为一垂直连接于第三连接段366的较宽的正方形片体，其一端与第三连接段366的内侧位于同一直线上。二辐射臂32的结合部384彼此连接，以使该偶极天线100形成电流回路。该二结合部384的长度之和与馈入端10及接地端20之间的宽度相当。该过渡部386为一平直的矩形片体，其连接于结合部384的一端，并朝与第一辐射区34的第二长边3442相平行的方向延伸，该过渡部386的长度和宽度均小于第二辐射区36的第二连接段364。该连接部388为一与结合部384形状相当的片体，其与结合部384相对的设置于过渡部386两端。该延伸部389垂直地连接于连接部388的一侧并沿与过渡部386平行的方向朝结合部384延伸。该延伸部389的长度短于过渡部386，二者宽度相当并间隔设置，且该延伸部389的宽度与过渡部386的宽度及二者间隔的宽度之和与结合部384宽度相当。该第二片体382为一与第二辐射区36处于同一平面的长方形片体，其宽度与延伸部389相当。该第二片体382的一侧边垂直连接于连接部388及延伸部389的外侧边缘，并朝靠近第二辐射区36的第二连接段364的方向延伸。该第二片体382的两端分别与连接部388的一端及延伸部389的末端对齐。
请参阅图3，经实验证明，该偶极天线100于0.8GHz、1.75GHz及2.1GHz三个频率下均具有较好的信号收发性能。具体地，当该偶极天线100用于收发0.8GHz和1.75GHz频率的信号时，该偶极天线100的二辐射臂32上的电流大致呈对称分布，此即为共模馈入下所产生之偶极天线模态；当该偶极天线100用于收发2.1GHz频率的信号时，该偶极天线100的二辐射臂32的第一辐射区34与第二辐射区36上的电流大致呈对称分布，此即为差模馈入下所产生之偶极天线模态。

Claims (10)

1.一种偶极天线，其特征在于：所述偶极天线包括一馈入端、一接地端及一辐射体，该馈入端与接地端设置于同一平面内，所述辐射体包括二对称的辐射臂，所述二辐射臂各自的一端分别垂直连接于馈入端和接地端，另一端彼此相连，每一辐射臂包括依次连接的一第一辐射区、一第二辐射区及一第三辐射区，所述第一辐射区与馈入端和接地端所在的平面垂直，所述第二辐射区与馈入端和接地端所在的平面平行，所述第三辐射区包括一与第一辐射区共面的第一片体及一与第二辐射区共面的第二片体。
2.如权利要求1所述的偶极天线，其特征在于：所述第一辐射区包括呈“L“形的一第一弯折段，所述第一弯折段包括一第一短边及一第一长边，所述第一短边与馈入端或接地端垂直连接，所述第一长边宽度窄于第一短边，并与第一短边垂直连接。
3.如权利要求2所述的偶极天线，其特征在于：所述第一辐射区包括呈“L“形的一第二弯折段，所述第二弯折段包括宽度与第一长边相当的一第二长边及一第三长边，所述第二长边与第一长边垂直过渡连接，所述第三长边垂直连接于第二长边的末端，并朝与第一短边平行的方向延伸。
4.如权利要求3所述的偶极天线，其特征在于：所述第二辐射区包括一第一连接段、一第二连接段及一第三连接段，所述第一连接段与第一辐射区的第三长边垂直连接，所述第二连接段垂直连接于第一连接段末端，并平直地延伸至与馈入端或接地端平齐的位置，所述第三连接段垂直连接于第二连接段末段，并朝与第一连接段平行的方向延伸。
5.如权利要求4所述的偶极天线，其特征在于：所述第一连接段为一长度短于第三长边，宽度一致的片体，所述第二连接段的宽度与馈入端一致，长度长于第一连接段，所述第三连接段为一长度与第一连接段一致，宽度介于第一连接段及第二连接段之间的片体。
6.如权利要求4所述的偶极天线，其特征在于：所述第一片体包括一结合部、一过渡部、一连接部及一延伸部，所述结合部为一正方形片体，其垂直连接于第二辐射区的第三连接段，所述过渡部与第一辐射区的第二长边相平行，所述连接部与结合部相对的设置于过渡部两端，所述延伸部的长度短于过渡部，二者间隔设置。
7.如权利要求6所述的偶极天线，其特征在于：所述结合部、过渡部、连接部及延伸部依次垂直连接并构成一未封闭的长方形环状片体。
8.如权利要求6所述的偶极天线，其特征在于：所述二辐射臂的结合部彼此连接。
9.如权利要求6所述的偶极天线，其特征在于：所述第二片体的一侧边垂直连接于连接部及延伸部的外侧边缘，两端分别与连接部的一端及延伸部的末端对齐。
10.如权利要求1所述的偶极天线，其特征在于：所述偶极天线用于收发中心频率为0.8GHz、1.75GHz及2.1GHz的信号。
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