TW200418229A - Planar dual L-type double-frequency antenna - Google Patents

Description

200418229 五、發明說明（1) 發明所屬之技術 本發明係一 作於一介電質基 線0 領域： 種L型天線，尤指一種可利用印刷技術製 板上，以產生雙頻段之平面式雙L型天 先前技術： ，傳、·充通裝置上所使用之[型天線，參閱第^圖 示，包括一同軸電纜線10，該同軸電纜線1〇包含一内 14(或稱心軸）與外導體16(或稱遮蔽網或地線），該内導 與外導體16間係藉一絕緣介電質材料17隔開，以入 軸電纜線1 0之該内導體14與外導體丨6形成一電磁學上所二 之同心：體：該同軸電纜線10之外緣包覆有一絕緣： 皮9，二一鈿係連接到一無線通信裝置之控制電路上（圖 中未顯不），以利用該同軸電纜線丨0作為饋入線，其另— 端上則套言史有一金屬#地平板18，該金屬接地平板;— 該外導體16相連接，以將該同韩電纟覽線1〇之外導體16連= 呈大地，該另一端並由該内導體14延伸出一段導體 該導體12係呈L狀延伸至該金屬接地平板18外，形成—呈 倒L狀之輻射體，該倒l狀輻射體之長度與該天線之並 率間具有-定之比例㈣’該種天線—般均為單頻ς ”員 傳統上，為令該種L型天線更輕薄短小，已有業者。 此種天線製作於一印刷電路板上，參閱第2圖所示，該= 微帶式之L型天線包括一介電質基板27，該介電質基板 ’侧面上印製有一微帶線24，俾利用該微帶線24之一端作 200418229 五、發明說明（2) 為訊=饋入端241，該介電質基板27之另一側面上對應於 該微帶線24之位置，則印製有一接地金屬面28，該微帶線 24之另一端係向對應於該接地金屬面28以外之位置，延伸 出一呈倒L狀之輻射體242，該倒l狀輻射體242之長度與該 天線之共振頻率間具有一定之比例關係，該種天線一般亦 為單頻設計。

此外’另有業者利用共面波導（C〇pianar Wave Gu 1 de )作為饋入線，將此種L型天線，製作於一印刷電路 板上’蒼閱第3圖所示，該種共面波導式之L型天線包括一 介電質基板37，該介電質基板37 一侧面上印製有一共面波 導線34 ’該共面波導線34之一端係作為訊號饋入端34ι， 在该共面波導線3 4之同一面上，對應於該共面波導線3 4之 周緣位置’則印製有一接地金屬面38，該接地金屬面38係 與該共面波導線34保持一定間隔，該共面波導線34之另一 端則延伸至該接地金屬面3 8以外，形成一呈倒L狀之輻射 體3 42，該倒L狀輻射體342之長度與該天線之共振頻率間 具有一定之比例關係，且該種天線亦為單頻設計。

近年來，由於行動通訊產品之市場需求大增，使得無 線通訊之發展更為快速，在眾多無線通訊標準中，最引人 〉主目者乃美國電子電機工程師協會（以下簡稱I EEE ) 802. 11 無線區域網路（wireiess Local Area Network)協 定，IEEE 8 0 2. 1 1協定係制定於1 9 97年間，該協定不僅 k供了無線通訊上許多前所未有之功能，還提供了可令各 種不同廠牌之無線產品得以相互溝通之解決方案，該協定

第6頁 200418229 五、發明說明（3) --- ----- 之制定無疑為無線通訊之發展，開啟了 一個新的‘里程碑。 然而，在2〇〇〇年8月間，IEEE為令8〇211協定能成為美國 電子電機工程師協會（IEEE) /美國國家標準協會（ANSI)及 國際標準組織（ISO) /國際電子技術公會（ IEC)間之—聯合 標準’乃對其作了更進一步之修訂，其修訂内容中增加了 二項重要的内容，即IEEE 8 0 2· lia協定及I EEE 8 0 2 · 1 l b 協疋，根據该一協定之規定，在擴展之標準實體層中，其 工作頻帶必須分別設置在50億赫茲（5GHz)與24億赫茲 (2 · 4GHz)，故當一無線通訊產品欲同時使用該二種無線通 訊協定時，前述傳統之L型天線即無法滿足此一須求，而 必需根據頻帶上之要求’安裝多個天線，然而，此舉不僅 增加了零件成本、安裝程序，更需在該無線通訊產品上騰 出較多之空間，以安裝該等L型天線，致該無線通訊產品 之體積始終無法輕易縮小’以符合輕薄短小之設計趨勢。 發明内容： 有鑑於前述傳統L型天線，均屬單頻天線，無法滿足 多頻帶上之要求，發明人乃根據多年來從事天線製造之技 術經驗，及所累積之專業知識，針對L型天線之特性，悉 心研究各種解決方案，並經不斷研究、實驗與改良後，終 於開發設計出本發明之平面式雙L型之雙頻天線。 本發明之一目的，係在一介電質基板之一側面上，印 製一微帶線，俾利用該微帶線之一端作為訊號饋入端，並 在該介電質基板之另一側面上，對應於該微帶線之位置，

200418229 五、發明說明（4) ~- 印製一接地金屬面，該微帶線之另一媳你 *屬面以外之位置延伸，並由其縱向= = 體之位置，向錢地㈣面Λ Λ _

— _ 1 1直延伸出另一呈倒L 狀之輪射體’該二輕射體係彼此間伴括 况此间1示符—定間隔，且沿對 應方向或同一方向平行延伸，俾各該輕射體可分別用以接 收不同頻段之訊號。 本發明之另一目的，係在一介電質基板之一側面上， 印製一共面波導線，俾利用該共面波導線之一端作為訊號 饋入’並在a亥；I電貝基板之同一側面上，對應於該共面 波導線之周緣位置’印製一接地金屬面，該接地金屬面係 與該共面波導線保持一定間隔，該共面波導線之另一端係 向該接地金屬面以外延伸，並由其縱向軸向一側延伸出一 呈倒L狀之輻射體，而該接地金屬面則由鄰近於該倒L狀輻 射體之位置，向該接地金屬面以外之位置延伸出另一呈倒 L狀之輻射體，該二輻射體係彼此間保持一定間隔，且沿 對應方向或同一方向平行延伸，俾各該輻射體可分別用以 接收不同頻段之訊號。 本發明之又一目的，係在該二輻射體之長度約分別等 於雙頻段中各頻段波長之四分之一長度，俾各該輻射體可 分別用以接收IEEE 8 0 2.1 1 a協定及IEEE 80 2· lib協定所 規定之雙頻帶訊號。 為便貴審查委員能對本發明之形狀、構造、設計原 理及其功效，有更進一步之認識與瞭解，茲列舉若干實施

200418229 五、發明說明（5) 例，並配合圖示，詳細說明如下： 實施方式： 在本$明之一較佳實施例中，請參閱第4圖所示，係 在：ί電質基板47之一侧面上，印製一微帶線44，俾利用

Sf線4 4之纟而作為訊號饋入端4 4 1，並在該介電質基 板47之另侧面上，對應於該微帶線44之位置，印製一接 地金屬面48，該微帶線44之另一端係向對應於該接地金屬 面48 U—夕之位置延伸，並由其縱向軸向一侧延伸出一呈倒 L狀之輻射體442，而該接地金屬面48則由鄰 輻射細之位置，向該接地金屬面 置延Ί 另一呈倒L·狀之輻身十^ ^ y iT 世直之1甲出 481係彼此保持：=81，遠二呈倒L狀之輻射體442、 射體442、481可八〜間；"、且沿對應方向延伸，俾各該輻 在該較佳實：Γ 不同頻段之訊號。 用以接收不同頻；1由於各該輕射體442、481係分別 應分別與該= 故各該輕射體442、481之長度 例關係。在本發明=^之不同共振頻率間具有一定之比 481之長度以約分二2父佳實施例中’各該輻射體“2、 之四分之—長声1別/於所欲設計之雙頻段中各頻段波長 442係作為低W、'取佳’其巾各該輻射體中較I之輕射體 體，俾不同長、Λ久“韓射體481係作為高頻輕射 IEEE 8〇2.lla~ 射體442、481可分別用以接收 訊號。 疋及1EEE 80 2. 1 1 b協定所規定之雙頻帶

第9頁 200418229 五、發明說明（6) 在本發明之另一較佳實施例中，請參閱第5圖所示， 係在一介電質基板57之一侧面上，印製一共面波導線54， 俾利用該共面波導線5 4之一端作為訊號饋入端5 4 1，並在 該介電質基板5 7之同一側面，對應於該共面波導線5 4之周 緣位置’印製一接地金屬面5 8，該接地金屬面5 8係與該共 面波導線54保持一定之間隔，該共面波導線54之另一端係 向该接地金屬面5 8以外之位置延伸，並由其縱向軸向一側 延伸出一呈倒L狀之輻射體5 4 2，而該接地金屬面5 8則由鄰 近於該倒L狀輕射體5 4 2之位置，向該接地金屬面5 8以外之 位置延伸出另一呈倒L狀之輻射體5 8 1，該二呈倒L狀之輻 射體5 4 2、5 8 1係彼此保持一定間隔，且沿同一方向平行延 伸’俾各該輪射體5 4 2、5 8 1可分別用以接收不同頻段之訊 號。 另’本發明根據第5圖所示之天線結構，將共面波導 線54、二輻射體542、581及接地金屬面58，印製至一厚度 約為0 · 8毫米（mm)且介電係數約為4 · 3〜4 · 7之一平板狀介電 質基板57上’實際製作出本發明所稱之平面式雙[型之雙 頻天線，其中該共面波導線54及該二呈倒L狀之輻射體 542、581之寬度約1毫米（mm)，低頻輻射體542之長度約23 毫米（mm)，高頻輻射體581之長度約12毫米（mm)，令該天 線操作於23,5881 〜32.5241 億赫兹（2.35881 〜3.25241 GHz)及 49. 7438 〜55.0 92 0 億赫兹（ 4.9 7438 〜5.5 0 9 2 0 GHz) 二個頻段，實測其回返損失（Return Loss)，其量測結果 如第9圖所示，二個頻段都優於9分貝（dB)。因此，由該

第10頁 200418229 五、發明說明（7) 一 等量測結果顯示’本發明所設計之平面式雙L型之雙頻天 線，確可分別用以接收IEEE 8 02·〗la協定及ίΕΕΕ 、 8 0 2 · 1 1 b協定所規定之雙頻帶訊號。 在該另一較佳實施例中，由於各該輻射體542、581係 分別用以接收不同頻段之訊號，故各該輻射體542、581之 長度，應分別與瀛天線所欲設計之不同共振頻率間具有_ 定之比例關係。在本發明之該另一較佳實施例中，ς該輕 射體5 4 2、5 8 1之長度以約分別等於所欲設計之雙頻段中各 頻段波長之四分之一長度為最佳，其中各該輻射體中較長 =輻射體542係作為低頻輻射體，較短之輻射體581係作為 高頻輻射體，俾不同長度之各該輻射體542、581可分別用 以接收IEEE 80 2.1 1 a協定及IEEE 8〇2nb協定所規定之 雙頻帶訊號。 一在本發明之前述較佳實施例中，復請參閱第4及5圖所 不，该微帶線44或共面波導線54均係呈直線延伸之長條 狀准在本發明貫際施作時，可依實際需要或特性匹配， 而將其設計成彎折延伸之長條狀之共面波導線64，如第6 圖所不。^此外’本發明在第4圖中所示之該二輻射體M2、 ;ι_ _在灵際施作時’可依實際需要或特性匹配，而設計 二:同、方向平行延伸之輻射體74 2、781，如第7圖所 ^ 1 ，至本發明在第5圖中所示之該二輻射體5 4 2、 斗士分u貝際施作時，則可依實際需要或特性匹配，而設 计成彼此保拄_令日日_ 〇 , 9 Q Q . 、 疋間隔，且沿對應方向延伸之輻射體 842、881，如第8圖所示。 200418229 五、發明說明（8) 本發明根據第6圖所示之天線結構，將共面波導線 6 4·、二輻射體642、681及接地金屬面68，印製至一厚度約 為0. 8毫米（mm)且介電係數約為4· 3〜4· 7之一平板狀介電質 基板67上，實際製作出本發明所稱之平面式雙[型之雙頻 天線。 、 另’本發明根據第4圖所示之天線結構，將微帶線 44、二輻射體442、481及接地金屬面48，印製至一厚度約 為0.8宅米（mm)且介電係數約為4.3〜4. 7之一平板狀介電質 基板47上，製作出本發明之平面式雙L型之雙頻天線，其、 中該微帶線44及該二呈倒L狀之輻射體442、481之寬度約！ 毫米（mm)，低頻輻射體442之長度約25毫米（mm)，高頻幸昌 射體481之長度約14毫米（mm)，令該天線操作於24〜25億赫 茲（2. 4 〜2.5GHz)及 52.5 〜58. 5 億赫兹（5.25 〜5.85GHz) 二個頻段’貫測其回返損失（R e t u r n L 〇 s s )，其量測纟士果 如第1 0圖所示’一個頻段都優於1 0分貝（d Β )。因此，由 該等量測結果顯示，本所發明所設計之平面式雙L型之雙

頻天線，確可分別用以接收IEEE 8 0 2. 1 la協定及IEEE 8 0 2 . 1 1 b協定所規定之雙頻帶訊號。 以上所述，僅係本發明之較佳實施例，惟，本發明所 主張之權利範圍，並不局限於此，按凡熟悉該項技藝人 士，依據本發明所揭露之技術内容，可輕易思及之等效變 化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。

第12頁 200418229 圖式簡早說明 圖式說明： 第1圖係傳統L型天線之示意圖； 第2圖係傳統微帶式L型天線之示意圖； 苐3圖係傳統共面波導式L型天線之不意圖， 第4圖係本發明之一最佳實施例之示意圖； 第5圖係本發明之另一最佳實施例之示意圖； 第6圖係根據第4及5圖所提供之共面波導線之一最佳 貫施例之示意圖；

第7圖係根據第4圖所提供之二輻射體之一最佳實施 例之不意圖、， 第8圖係根據第5圖所提供之二輻射體之一最實施例之 不意圖， 第9圖係根據第5圖所提供之天線，實際量測之結果； 第1 0圖係根據第4圖所提供之天線，實際量測之結 果。 主要圖號說明： 介電質基板·_·47、57、67

微帶線.........44 共面波導線"·54、64 訊號饋入端…441、541 輻射體.........442 > 481、542 > 581、642、681、 742 、 781 > 842 、 881 接地金屬面…48、58、68

第13頁

Claims (1)

1. 200418229 六、申請專利範圍 1、一種平面式雙L型之雙頻天線，包栝·· 一介電質基板； 一微帶線，該微帶線係印製在該介電質基板之 其一端係作為訊號饋入端； ^雪質基板 一接地金屬面，該接地金屬面係印製在該"電只 ^ ,, 挪婢夕另/端向對 微帶線之力 側面 上 對應於該微帶線之另一侧面上， 幸田射體’其中一輻射體係由該 侧 應於該接地金屬面以外之位置延伸 '益由其縱向軸向〆4 戶^延伸出之一呈倒L狀之輻射體，另一輻射體係由該接地 至屬面上鄰近於該倒L狀韓射體之對應位置，向該接地金 屬面以外之位置所延伸出之另一呈倒L狀之輻射體，該二 ::射體係彼此保持一定間隔，分別用以接收不同頻段之訊 號。 2、如申請專利範圍第丨項所述之 體之長度約分別笙认輪p ^ ^ 头T各该輻射 刀另】4於雙頻段中各頻段波長之 度。 刀 < 一長 叮丸3、如巾請專利範圍们項所述之天線，其中今n册， 可為一呈彎折延伸之長條狀。 /、中違破帶線 4、如申請專利範圍第1項所述之天線，其 體係彼此保持一定間隔，且沿對應方向延伸。人田于 5如申请專利範圍第1項所述之天線，其中哕-^ 體係彼此保持-定間隔，且沿同一方向平行延幸虽射 6、一種平面式雙L型之雙頻天線，包括： 一介電質基板；

   第14頁 200418229 六、申請專利範圍 一共面波導線，該共面波導線係印製在該介電質基板 之一側面上，其一端係作為訊號饋入端， 一接地金屬面，該接地金屬面孫印製在該介電質基板 上與該共面波導線同一侧面之周緣位置上，且與該共面波 導線保持一定間隔； 二輻射體，其中一輻射體係由該共面波導線之另一1 向该接地金屬面以外之位置延伸，益由其縱向軸向側戶 延伸出之一呈倒L狀之輻射胃，另，輻射體係由：：：： 屬面上鄰近於該倒之位置，向；接=二 外之位置所延伸出之另一至倒L狀之轉射體賴段之訊號。 係彼此保持-定間㉟，分別用以接收不同、：中各該輻射 7、如申請專利範圍第6項所述之天線’^ 一至 體之長度約分別等於雙頻段中各頻段波長之 痒 η 四分之一長 中該共面波 輻射 其 8、如申請專利範圍第6項所述之 導線可為-呈彎折延伸之長條狀。 ，其中 ^ 9、如申請專利範圍第6項所述之天線/、 體係彼此保持一定問ρ ^ ^行疋間隔，且沿對應方 111 、 Mm, 士 H ^ ^述之A 天線 該 向延伸°^該 線 ，其中 輻 方向 延伸 第15頁