CN201226372Y - 一种双频高增益天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种双频高增益天线，包含有：一信号馈入部，设置于该天线基板的中心位置处，接收一馈入信号，该信号馈入部为一双工器回路部；及至少两个单频辐射单元，与该信号馈入部连接，辐射相应于该馈入信号的一第一频率值与一第二频率值的该射频信号。该单频辐射单元为两个，双频高增益天线还包含有：两个双频辐射单元，对称连接于该单频辐射单元的两侧，辐射相应于该馈入信号的第一频率值的射频信号。本实用新型通过这种双频高增益天线，通过双工器回路部传送射频信号与接收射频信号，以使天线具有收/发信号的特性，而单频辐射区段与双频辐射区段的设计，也可提高天线的信号收/发增益值。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)天线，特别是涉及一种双频高增益天线。
背景技术
随着无线通信科技的发展，使用者可不受地形限制，利用无线通讯***进行信息传输，而天线为无线通信领域中重要的元件之一，目前天线的制作以印刷电路板方式较受到制造厂商的青睐，其具有制造容易与成本低廉等优点。
目前无线传输的标准是由电机电子工程师协会(The Institute of Electricaland Electronics Engineers，IEEE)所制定的，以让无线传输的技术能够被广为使用，并确保各厂商生产的设备都能具有兼容性与稳定性。
在一般的射频电路中，被动式零件使用非常频繁，例如，天线、双工器(Diplexer)、高低带拒滤波器(High Low Band Stop Filter)、平衡-非平衡转换器(Balun)、功率分配器(Power Divider)及耦合器(Coupler)等等，其中天线为影响信号传输品质的重要元件之一，随着2.4GHz频带与5GHz频带共存于通讯芯片上，天线也必须可以同时接收两个频带的频率，但一般来说，双频天线具有频宽及增益不足的缺点与不易整合的问题。
因此，如何能提供一种双频段高增益天线，以提高双频天线的信号传输频宽，成为研究人员待解决的问题之一。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种双频高增益天线，通过双工回路部、单频辐射单元及双频辐射单元的设计，以提高天线的增益值与频宽，进而达到增加信号传输距离的目的。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种双频高增益天线，其特点在于，包含有：
一信号馈入部，设置于该天线基板的中心位置处，接收一馈入信号；及
至少两个单频辐射单元，与该信号馈入部连接，辐射相应于该馈入信号的一第一频率值与一第二频率值的该射频信号。
上述双频高增益天线，其特点在于，该单频辐射单元为两个，该双频高增益天线还包含有：两个双频辐射单元，对称连接于该单频辐射单元的两侧，辐射相应于该馈入信号的第一频率值的射频信号。
上述双频高增益天线，其特点在于，所述信号馈入部为一双工器回路部。
上述双频高增益天线，其特点在于，该单频辐射单元还包含有一用以辐射该第一频率值的该射频信号的第一频段辐射部。
上述双频高增益天线，其特点在于，该双频辐射单元还包含有一第一频段辐射部及一第二频段辐射部，分别辐射该第一频率值与该第二频率值的该射频信号。
上述双频高增益天线，其特点在于，该双工器回路部还包含有一第一信号馈入部与一第二信号馈入部。
上述双频高增益天线，其特点在于，该单频辐射单元为一偶极天线结构。
上述双频高增益天线，其特点在于，该双频辐射单元为一偶极天线结构。
上述双频高增益天线，其特点在于，该双工回路部还包含有一用以连接该第一信号馈入部与该第二信号馈入部的蜿蜒微带线路段。
本实用新型通过这种双频高增益天线，通过双工器回路部传送射频信号与接收射频信号，以使天线具有收/发信号的特性，而单频辐射区段与双频辐射区段的设计，也可提高天线的信号收/发增益值。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
图1为本实用新型所提的第一实施例的天线基板外观示意图；
图2A为本实用新型所提的第一实施例的天线基板第一表面正视图；
图2B为本实用新型所提的第一实施例的天线基板第二表面正视图；
图2C为本实用新型所提的第二实施例的天线基板外观示意图；
图2D为本实用新型所提的第三实施例的天线基板第一表面正视图；
图2E为本实用新型所提的第四实施例的天线基板第一表面正视图；
图2F为本实用新型所提的第五实施例的天线基板第一表面正视图；
图2G为本实用新型所提的第六实施例的天线基板第一表面正视图；
图2H为本实用新型所提的第七实施例的天线基板第一表面正视图；
图2I为本实用新型所提的第八实施例的天线基板第一表面正视图；
图2J为本实用新型所提的第九实施例的天线基板第一表面正视图；
图2K为本实用新型所提的第九实施例的天线基板第二表面正视图；
图2L为本实用新型所提的第十实施例的天线基板第一表面正视图；
图2M为本实用新型所提的第十一实施例的天线基板第一表面正视图；
图2N为本实用新型所提的第十二实施例的天线基板第一表面正视图；
图3A为本实用新型所提的第一实施例的第一频段的H-极化辐射场形图；
图3B为本实用新型所提的第一实施例的第一频段的H-极化辐射场形图；
图3C为本实用新型所提的第一实施例的第一频段的H-极化辐射场形图；
图3D为本实用新型所提的第一实施例的第一频段的E-极化辐射场形图；
图3E为本实用新型所提的第一实施例的第一频段的E-极化辐射场形图；
图3F为本实用新型所提的第一实施例的第一频段的E-极化辐射场形图；
图4A为本实用新型所提的第一实施例的第二频段的H-极化辐射场形图；
图4B为本实用新型所提的第一实施例的第二频段的H-极化辐射场形图；
图4C为本实用新型所提的第一实施例的第二频段的H-极化辐射场形图；
图4D为本实用新型所提的第一实施例的第二频段的E-极化辐射场形图；
图4E为本实用新型所提的第一实施例的第二频段的E-极化辐射场形图；及
图4F为本实用新型所提的第一实施例的第二频段的E-极化辐射场形图。
其中，附图标记：
10 双工器回路部 10a 第一信号馈入部
10b 第二信号馈入部 10c 蜿蜒微带线路段
10d 双工器回路接地部 11 微带线路
11a 信号馈入部 20 单频辐射单元
21 单频辐射信号部 21a 第一频段辐射信号部
22 单频辐射接地部 22a 第一频段辐射接地部
30 双频辐射单元 31 双频辐射信号部
31a 第一频段辐射信号部 31b 第二频段辐射信号部
32 双频辐射接地部 32a 第一频段辐射接地部
32b 第二频段辐射接地部 100 天线基板
101 第一表面 102 第二表面
具体实施方式
请参照图1，为本实用新型第一实施例的天线基板的外观示意图，在天线基板100上包含有：一个双工器(Diplexer)回路部10、两个单频辐射单元20及两个双频辐射单元30。
一个双工器回路部10，包含有两个信号馈入部，分别为第一信号馈入部10a与第二信号馈入部10b(如图2A所示)，而第一信号馈入部10a与第二信号馈入部10b分别连接至对应的蜿蜒微带线路段10c上，用以提供信号传送路径与信号接收路径，并通过滤波线路(图中未示)分别滤出传送信号与接收信号，其中双工器回路部10可以例如是由两个滤波器(例如，低通通滤波器、高通通滤波器、带通滤波器或带拒滤波器)所构成。
两个单频辐射单元20，分别设置于双工器回路部10的两侧，并通过微带线路与双工器回路部10连接，用以接收并辐射馈入信号，其中，单频辐射单元20为一偶极天线结构。
两个双频辐射单元30，通过微带线路与单频辐射单元20连接，用以接收并辐射馈入信号，其中双频辐射单元30为一偶极天线结构。
另外，天线以中心馈入的方式馈入信号，具有辐射场形对称的特性，并相对减少馈入损失，以提高天线收发增益值，其中单频辐射单元20与双频辐射单元30以串接的方式连接，通过改变串接的单频辐射单元20或双频辐射单元30的数量，可调整天线的收发增益值。
请参照图2A，为本实用新型的第一实施例的天线基板第一表面正视图，在天线基板100的第一表面101上包含有：第一信号馈入部10a、第二信号馈入部10b、蜿蜒微带线路段10c、单频辐射信号部21及双频辐射信号部31。
第一信号馈入部10a与第二信号馈入部10b分别连接至对应的蜿蜒线路段10c上，用以提供信号传送路径与信号接收路径，并通过滤波线路(图中未示)分别滤出传送信号与接收信号，在双工器回路部10的蜿蜒线路段10c的两侧边上各连接有一个单频辐射信号部21。
单频辐射信号部21，分别设置于双工器回路部10的两侧，并通过微带线路11与双工器回路部10连接，用以接收并辐射馈入信号，包含有第一频段辐射信号部21a，用以辐射第一频率值(例，5GHz)的射频信号。
双频辐射信号部31，通过微带线路11与单频辐射部20连接，用以接收并辐射馈入信号，包含有第一频段辐射信号部31a与第二频段辐射信号部31b，分别用以辐射第一频率值(例，5GHz)与第二频率值(例，2.4GHz)的射频信号。
请参照图2B，为本实用新型第一实施例的天线基板第二表面正视图，天线基板100的第二表面102为接地层线路，其线路图形相应于第一表面101的形状，包含有：双工器回路接地部10d、单频辐射接地部22及双频辐射接地部32。
双工器回路接地部10d，具有一个概略成矩形形状的接地平面，包含有两个接地馈入点，分别对应第一信号馈入部10a与第二信号馈入部10b的位置，用以提供射频信号的接地回路。
单频辐射接地部22，分别设置于双工器回路接地部10d的两侧，并通过微带线路11与双工器回路接地部10d连接，包含有第一频段辐射接地部22a，其对称于第一频段辐射信号部21a。
双频辐射接地部32，通过微带线路11与单频辐射接地部22连接，包含有第一频段辐射接地部32a与第二频段辐射接地部32b，其分别对称于第一频段辐射信号部31a与第二频段辐射信号部31b，其中第一频段辐射信号部31a与第一频段辐射接地部32a形成第一频段辐射部，而第二频段辐射信号部31b与第二频段辐射接地部32b形成第二频段辐射部。
请参照图2C，为本实用新型第二实施例的天线基板外观示意图，在天线基板100上包含有：双工器(Diplexer)回路部10及双频辐射部30。
一个双工器回路部10，包含有两个信号馈入部，分别为第一信号馈入部10a与第二信号馈入部10b，而第一信号馈入部10a与第二信号馈入部10b分别连接至对应的蜿蜒微带线路段10c上，用以提供信号传送路径与信号接收路径，并通过滤波线路(图中未示)分别滤出传送信号与接收信号。
两个双频辐射单元30，通过微带线路与双工器回路部10连接，用以接收并辐射馈入信号，包含有第一频段辐射部30a与第二频段辐射部30b，分别用以辐射第一频率值(例，2.4GHz)与第二频率值(例，5GHz)的射频信号。
另外，也可对辐射单元的数量作变化，以改变天线的信号收/发特性，请参照图2D，为本实用新型所提的第三实施例的天线基板第一表面正视图，其具有一个双工器回路部10与四个双频辐射单元31连接，而部分结构同第一实施例在此不再赘述；请参照图2E，为本实用新型所提的第四实施例的天线基板第一表面正视图，其具有一信号馈入部11a设置于天线基板100的中心位置处，并通过微带线路11与四个双频辐射单元31连接，而部分结构同第一实施例在此不再赘述；请参照图2F，为本实用新型所提的第五实施例的天线基板第一表面正视图，其具有一信号馈入部11a设置于天线基板100的中心位置处，并通过微带线路11分别与两个单频辐射单元21和两个双频辐射单元31连接，而部分结构同第一实施例在此不再赘述；请参照图2G，为本实用新型所提的第六实施例的天线基板第一表面正视图，其具有一信号馈入部11a设置于天线基板100的中心位置处，并通过微带线路11与两个双频辐射单元31连接，而部分结构同第二实施例在此不再赘述；请参照图2H，为本实用新型所提的第七实施例的天线基板第一表面正视图，其具有一信号馈入部11a设置于天线基板100的中心位置处，并通过微带线路11与两个单频辐射单元21连接，而部分结构同第二实施例在此不再赘述；请参照图2I，为本实用新型所提的第八实施例的天线基板第一表面正视图，其具有一信号馈入部11a设置于天线基板100的中心位置处，并通过微带线路11与两个单频辐射单元21连接，而部分结构同第二实施例在此不再赘述。
另外，请参照第图2J，为本实用新型所提的第九实施例的天线基板第一表面正视图，双频辐射信号部31透过两条微带线路12与单频辐射部20连接，而微带线路12的数量可视线路阻抗匹配需求作对应调整，其余部分与第一实施例相同，在此不再赘述；请参照图2K，为本实用新型所提的第九实施例之天线基板第二表面正视图，双频辐射接地部32透过两条微带线路12与单频辐射接地部22连接，而部分结构同第一实施例在此不再赘述；请参照图2L，为本实用新型所提的第十实施例之天线基板第一表面正视图，双频辐射信号部31透过两条微带线路12与邻近的另一个双频辐射信号部31连接，而微带线路12的数量可视线路阻抗匹配需求作对应调整，其余部分与第三实施例相同；请参照图2M，为本实用新型所提的第十一实施例之天线基板第一表面正视图，其具有一信号馈入部11a设置于天线基板100的中心位置处，双频辐射信号部31透过两条微带线路12与邻近的另一个双频辐射信号部31连接，其余部分与第四实施例相同；请参照图2N，为本实用新型所提的第十二实施例的天线基板第一表面正视图，其具有一信号馈入部11a设置于天线基板100的中心位置处，双频辐射信号部31透过两条微带线路12与单频辐射信号部21连接，其余部分与第五实施例相同。
请参照图3A至图3C，为本实用新型第一实施例的H-极化的辐射场形图，分别以第一频段的频率2.4GHz、2.45GHz及2.5GHz作不同测试；请参照图3D至图3F，为本实用新型第一实施例的E-极化的辐射场形图，分别以第一频段的频率2.4GHz、2.45GHz及2.5GHz作不同测试；请参照图4A至图4C，为本实用新型第一实施例的H-极化的辐射场形图，分别以第二频段的频率4.9GHz、5.5GHz及5.9GHz作不同测试；请参照图4D至4F，为本实用新型第一实施例的V-极化辐射场形图，分别以第二频段的频率4.9GHz、5.5GHz及5.9GHz作不同测试。
通过这种双频高增益天线，通过双工器回路部传送射频信号与接收射频信号，以使天线具有收/发信号的特性，而单频辐射区段与双频辐射区段的设计，也可提高天线的信号收/发增益值。
当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
Claims (10)
1、一种双频高增益天线，其特征在于，包含有：
一信号馈入部，设置于该天线基板的中心位置处，接收一馈入信号；及
至少两个单频辐射单元，与该信号馈入部连接，辐射相应于该馈入信号的第一频率值的射频信号。
2、根据权利要求1所述的双频高增益天线，其特征在于，该单频辐射单元为两个，该双频高增益天线还包含有：两个双频辐射单元，对称连接于该单频辐射单元的两侧，辐射相应于该馈入信号的第一频率值的射频信号与第二频率值的射频信号。
3、根据权利要求2所述的双频高增益天线，其特征在于，所述信号馈入部为一双工器回路部。
4、根据权利要求2或3所述的双频高增益天线，其特征在于，该单频辐射单元还包含有一用以辐射该第一频率值的该射频信号的第一频段辐射部。
5、根据权利要求2或3所述的双频高增益天线，其特征在于，该双频辐射单元还包含有一第一频段辐射部及一第二频段辐射部，分别辐射该第一频率值与该第二频率值的该射频信号。
6、根据权利要求3所述的双频高增益天线，其特征在于，该双工器回路部还包含有一第一信号馈入部与一第二信号馈入部。
7、根据权利要求2项所述的双频高增益天线，其特征在于，该单频辐射单元为一偶极天线结构。
8、根据权利要2所述的双频高增益天线，其特征在于，该双频辐射单元为一偶极天线结构。
9、根据权利要求3所述的双频高增益天线，其特征在于，该双工回路部还包含有一用以连接该第一信号馈入部与该第二信号馈入部的蜿蜒微带线路段。
10、根据权利要求3所述的双频高增益天线，其特征在于，该单频辐射单元通过一条以上的微带线路与邻近的该双频辐射单元连接。
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