CN102881996A

CN102881996A - 印刷天线

Info

Publication number: CN102881996A
Application number: CN2011101926441A
Authority: CN
Inventors: 郑世杰
Original assignee: Arcadyan Technology Corp
Current assignee: Arcadyan Technology Corp
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2031-07-11
Also published as: CN102881996B

Abstract

本发明公开一种印刷天线，包括基板、第一接地面、低频辐射部、高频辐射部、第一匹配部及第二匹配部。第一接地面、低频辐射部、高频辐射部及第一匹配部位于基板的上表面。低频辐射部连接高频辐射部，且第一匹配部自第一接地面向高频辐射部延伸。第二匹配部与第一匹配部相邻，且不上下重叠。

Description

印刷天线

技术领域

本发明涉及一种印刷天线，且特别是涉及一种应用于无线网络装置的印刷天线。

背景技术

随着电脑及无线通信技术的进步，无线区域网络(Wireless Area Network，WLAN)已逐渐地被广泛使用于日常生活中。目前许多的电子装置都能通过无线网络装置连接至无线局域网络。无线网络装置例如为通用串行总线无线网卡(USB dongle)、无线基地台(Access Point，AP)或路由器(Router)

传统无线网络装置可通过外接的偶极(dipole)天线来收发无线信号。由于外接的偶极天线会破坏外观造型的整体美感且需要额外的购置成本，因此形成于印刷电路板上的印刷天线便逐渐取代了偶极天线。

然而，传统印刷天线的辐射增益及辐射效能远不及偶极天线。此外，传统印刷天线的频宽亦多局限于狭窄的范围内。

发明内容

本发明涉及一种印刷天线，其通过适当的电路布局设计，不仅能减少印刷天线于基板上所占用的面积，更能提高辐射增益及辐射效率。此外，更能增加印刷天线的频宽。

根据本发明的一方面，提出一种印刷天线。印刷天线包括基板、第一接地面、低频辐射部、高频辐射部、第一匹配部及第二匹配部。基板包括上表面及与上表面相对的下表面。第一接地面、低频辐射部、高频辐射部及第一匹配部位于上表面。第一接地面具有第一接地侧边。低频辐射部包括第一带状辐射部、第二带状辐射部及第三带状辐射部。第二带状辐射部的一端连接至第一带状辐射部的一端以形成第一弯折。第三带状辐射部的一端连接至第二带状辐射部的另一端以形成第二弯折。第一带状辐射部、第二带状辐射部及第三带状辐射部形成开口。

高频辐射部设置于开口内，且高频辐射部包括第一高频侧边及第二高频侧边。第一高频侧边与第一弯折相对，且第一高频侧边的一端连接至第三带状辐射部的另一端。第二高频侧边平行于第一带状辐射部，且第二高频侧边的一端连接至第一高频侧边的另一端以形成锐角。第一匹配部位于锐角的顶点与第一接地侧边的垂直连线上，第一匹配部自第一接地侧边向第一带状辐射部延伸。第二匹配部与第一匹配部相邻，且不上下重叠。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1绘示为依照本发明第一实施例的印刷天线的部分俯视图。

图2绘示为依照本发明第一实施例的印刷天线的部分仰视图。

图3绘示为依照本发明第一实施例的印刷天线的驻波比的波形图。

图4绘示为依照本发明第一实施例的印刷天线的辐射增益于不同量测平面下的比较示意图。

图5绘示为依照本发明第一实施例的印刷天线与传统偶极天线的辐射效率量测图。

图6绘示为依照本发明第二实施例的印刷天线的部分俯视图。

图7绘示为依照本发明第三实施例的印刷天线的部分俯视图。

图8绘示为依照本发明第四实施例的印刷天线的部分俯视图。

图9绘示为依照本发明第五实施例的印刷天线的部分俯视图。

图10绘示为依照本发明第六实施例的印刷天线的部分俯视图。

附图标记说明

1、2、3、4、5、6：印刷天线 11：基板

12：第一接地面 13：低频辐射部

14、24、34、44：高频辐射部 15：第一匹配部

16：第二匹配部 17：垂直连线

18：第二接地面 19：第三匹配部

111：上表面 112：下表面

121：第一接地侧边 131：第一带状辐射部

132：第二带状辐射部 133：第三带状辐射部

134：第一弯折 135：第二弯折

141：第一高频侧边 142：第二高频侧边

143：第三高频侧边 144：第四高频侧边

145：锐角 181：第二接地侧边

510、520：曲线 L1、L2、L3、L4：距离

具体实施方式

为了提高辐射增益及辐射效能，下述实施例提供多种印刷天线的设计。印刷天线包括基板、第一接地面、低频辐射部、高频辐射部、第一匹配部及第二匹配部。基板包括上表面及与上表面相对的下表面。第一接地面、低频辐射部、高频辐射部及第一匹配部位于上表面。第一接地面具有第一接地侧边。低频辐射部包括第一带状辐射部、第二带状辐射部及第三带状辐射部。第二带状辐射部的一端连接至第一带状辐射部的一端以形成第一弯折。第三带状辐射部的一端连接至第二带状辐射部的另一端以形成第二弯折。第一带状辐射部、第二带状辐射部及第三带状辐射部形成开口。

第一实施例

请同时参照图1及图2，图1绘示为依照本发明第一实施例的印刷天线的部分俯视图，图2绘示为依照本发明第一实施例的印刷天线的部分仰视图。印刷天线1例如应用于无线网络装置，而无线网络装置例如为通用串行总线无线网卡(USB dongle)、无线基地台(Access Point，AP)或路由器(Router)。图1绘示的印刷天线1平放置于x-y平面，而z方向表示垂直射出x-y平面的方向。印刷天线1包括基板11、第一接地面12、低频辐射部13、高频辐射部14、第一匹配部15、第二匹配部16及第二接地面18，且印刷天线1可分布于18mm×11mm的矩形区域内以有效地减少其所占用的面积。基板11包括上表面111及与上表面111相对的下表面112。第一接地面12、低频辐射部13、高频辐射部14及第一匹配部15位于上表面111，而第二匹配部16及第二接地面18位于下表面112。第一接地面12及第二接地面18分别具有相邻于低频辐射部13及高频辐射部14的第一接地侧边121及第二接地侧边181。低频辐射部13及高频辐射部14分别操作于2.4GHz及5GHz。

低频辐射部13包括第一带状辐射部131、第二带状辐射部132及第三带状辐射部133。第二带状辐射部132的一端连接至第一带状辐射部131的一端，以形成第一弯折134。第三带状辐射部133的一端连接至第二带状辐射部132的另一端，以形成第二弯折135。第一带状辐射部131、第二带状辐射部132及第三带状辐射部133形成开口以容置高频辐射部14。

高频辐射部14设置于第一带状辐射部131、第二带状辐射部132及第三带状辐射部133所形成的开口内，且高频辐射部14包括第一高频侧边141、第二高频侧边142、第三高频侧边143及第四高频侧边144。第二高频侧边142连接第一高频侧边141及第三高频侧边143，且第四高频侧边144连接第一高频侧边141及第三高频侧边143以形成四边形。第一高频侧边141及第四高频侧边144分别与第一弯折134及第二弯折135相对，且第一高频侧边141的一端连接至第三带状辐射部133的另一端。第二高频侧边142平行于第一带状辐射部131，且第三高频侧边143垂直连接第二高频侧边142。第二高频侧边142的一端连接至第一高频侧边141的另一端以形成锐角145。

第一匹配部15位于锐角145的顶点与第一接地侧边121的垂直连线17上。第一接地侧边121向第一带状辐射部延伸131，而第二匹配部16自第二接地侧边181向第一带状辐射部131延伸。第二匹配部16与第一匹配部15对称且相邻，且第二匹配部16与第一匹配部15左右对称且不上下重叠。此外，第二匹配部16与第一匹配部15的大小及形状相同。

进一步来说，第一匹配部15与第一高频侧边141的之间的距离L1为1mm，而第三高频侧边143与第二带状辐射部132之间的距离L2为1.5～2mm。第三带状辐射部133与第一接地侧边121之间的距离L3为1mm，而第一高频侧边141与第一带状辐射部131之间的距离L4为3.5～4mm。

请同时参照图3、图4及图5，图3绘示为依照本发明第一实施例的印刷天线的驻波比的波形图，图4绘示为依照本发明第一实施例的印刷天线的辐射增益于不同量测平面下的比较示意图，图5绘示为依照本发明第一实施例的印刷天线与传统偶极天线的辐射效率量测图。传统印刷天线操作在低频时，其频宽多局限于狭窄的范围内。相异地，在图3可看出，前述印刷天线1在低频操作可以获得较大的频宽，如1.7GHz～2.5GHz。不仅如此，印刷天线1的频宽大小还能透过第一匹配部15与第一高频侧边141的距离L1来进行调整。

此外，在图4还可看出前述印刷天线1更具有优选的辐射增益。举例来说，当前述印刷天线1操作于2.4GHz、2.45GHz及2.5GHz时，x-y平面上的峰值增益分别为3.49dBi、3.85dBi及3.43dBi。显见印刷天线1的辐射增益被大幅提升。不仅如此，由图5更可看出前述印刷天线1的辐射效率优于传统偶极天线。曲线510表示印刷天线1于不同频率下的辐射效率，而曲线520表示传统偶极天线于不同频率下的辐射效率。当前述印刷天线1操作于2.4GHz、2.45GHz及2.5GHz时，辐射效率更可分别达到95.83％、94.52％及97.2％。相较于传统偶极天线操作于2.4GHz、2.45GHz及2.5GHz时，其辐射效率仅能分别达到84.74％、88.06％及92.30％。前述印刷天线1不论操作于2.4GHz、2.45GHz或2.5GHz，其辐射效率皆优于传统偶极天线。

第二实施例

请参照图6，图6绘示为依照本发明第二实施例的印刷天线的部分俯视图。第二实施例与第一实施例不同之处在于：印刷天线2还包括第三匹配部19，第三匹配部19位于上表面12且第二匹配部16介于第一匹配部15与第三匹配部19之间。

第三实施例

请参照图7，图7绘示为依照本发明第三实施例的印刷天线的部分俯视图。第三实施例与第一实施例不同之处在于：印刷天线3的第二匹配部16形成于上表面12，且第二匹配部16自第一接地侧边121向第一带状辐射部131延伸。

第四实施例

请参照图8，图8绘示为依照本发明第四实施例的印刷天线的部分俯视图。第四实施例与第一实施例不同之处在于：印刷天线4的高频辐射部24仅包括第一高频侧边141、第二高频侧边142及第三高频侧边143。第三高频侧边143连接第一高频侧边141及第二高频侧边142以形成直角三角形。

第五实施例

请参照图9，图9绘示为依照本发明第五实施例的印刷天线的部分俯视图。第五实施例与第一实施例不同之处在于：印刷天线5的高频辐射部34仅包括第一高频侧边141、第二高频侧边142及第三高频侧边143。第三高频侧边143连接第一高频侧边141及第二高频侧边142以形成三角形，且第三高频侧边143不与第二带状辐射部132平行。

第六实施例

请参照图10，图10绘示为依照本发明第六实施例的印刷天线的部分俯视图。第六实施例与第一实施例不同之处在于：印刷天线6的高频辐射部44的第三高频侧边143不与第二带状辐射部132平行，而与第一弯折134相对。

本发明上述实施例所披露的印刷天线，具有多项优点，以下仅列举部分优点说明如下：

一、减少印刷天线于基板上所占用的面积。

二、提高辐射增益。

三、提高辐射效率。

四、可增加频宽。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中普通技术人员，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权利要求所界定为准。

Claims

1.一种印刷天线，包括：

基板，包括：

上表面；及

下表面，与该上表面相对；

第一接地面，位于该上表面且具有第一接地侧边；

低频辐射部，位于该上表面，该低频辐射部包括：

第一带状辐射部；

第二带状辐射部，该第二带状辐射部的一端连接至该第一带状辐射部的一端，以形成第一弯折；及

第三带状辐射部，该第三带状辐射部的一端连接至该第二带状辐射部的另一端，以形成第二弯折，该第一带状辐射部、该第二带状辐射部及该第三带状辐射部形成开口；

高频辐射部，位于该上表面且设置于该开口内，该高频辐射部包括：

第一高频侧边，与该第一弯折相对，且该第一高频侧边的一端连接至该第三带状辐射部的另一端；及

第二高频侧边，平行于该第一带状辐射部，且该第二高频侧边的一端连接至该第一高频侧边的另一端以形成锐角；以及

第一匹配部，位于该上表面且位于该锐角的顶点与该第一接地侧边的垂直连线上，该第一匹配部自该第一接地侧边向该第一带状辐射部延伸；以及

第二匹配部，与该第一匹配部相邻，且不上下重叠。

2.如权利要求1所述的印刷天线，还包括第二接地面，该第二接地面包括第二接地侧边，该第二接地面及该第二匹配部形成于该下表面，该第二匹配部自该第二接地侧边向该第一带状辐射部延伸。

3.如权利要求2所述的印刷天线，还包括第三匹配部，该第三匹配部位于该上表面且该第二匹配部介于该第一匹配部与该第三匹配部之间。

4.如权利要求1所述的印刷天线，其中该第二匹配部形成于该上表面，且该第二匹配部自该第一接地侧边向该第一带状辐射部延伸。

5.如权利要求1所述的印刷天线，其中该第二匹配部与该第一匹配部的大小及形状相同。

6.如权利要求1所述的印刷天线，其中该第一匹配部与该第一高频侧边之间的距离为1mm。

7.如权利要求1所述的印刷天线，其中该高频辐射部还包括第三高频侧边，该第三高频侧边与该第二高频侧边垂直连接，且该第三高频侧边与该第二带状辐射部之间的距离为1.5～2mm。

8.如权利要求7所述的印刷天线，其中该高频辐射部还包括第四高频侧边，与该第一高频侧边及该第三高频侧边连接。

9.如权利要求1所述的印刷天线，其中该高频辐射部还包括第三高频侧边，与该第一高频侧边及该第二高频侧边连接。

10.如权利要求1所述的印刷天线，其中该高频辐射部还包括第三高频侧边及第四高频侧边，该第三高频侧边连接该第二高频侧边及该第四高频侧边，且该第三高频侧边及该第四高频侧边分别与该第一弯折及该第二弯折相对。

11.如权利要求1所述的印刷天线，其中该第三带状辐射部与该第一接地侧边的距离为1mm。

12.如权利要求1所述的印刷天线，其中该第一高频侧边与该第一带状辐射部之间的距离为3.5～4mm。

13.如权利要求1所述的印刷天线，其中该第二匹配部与该第一匹配部左右对称。