TW201508995A - 超寬頻天線 - Google Patents

超寬頻天線 Download PDF

Info

Publication number
TW201508995A
TW201508995A TW103124443A TW103124443A TW201508995A TW 201508995 A TW201508995 A TW 201508995A TW 103124443 A TW103124443 A TW 103124443A TW 103124443 A TW103124443 A TW 103124443A TW 201508995 A TW201508995 A TW 201508995A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
ultra
radiator
wideband antenna
antenna
wideband
Prior art date
Application number
TW103124443A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI657618B (zh
Inventor
Young-Hun Park
Original Assignee
Lg Innotek Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lg Innotek Co Ltd filed Critical Lg Innotek Co Ltd
Publication of TW201508995A publication Critical patent/TW201508995A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI657618B publication Critical patent/TWI657618B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H01Q13/106—Microstrip slot antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H01Q1/46—Electric supply lines or communication lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

本發明揭示一種超寬頻天線，該超寬頻天線包括：經組態以發射電磁波穿過該天線的一輻射器，經組態以將一電信號供應至該輻射器之一饋線，及將該輻射器連接至該饋線且具有一正方形形狀之一阻抗饋線。

Description

超寬頻天線
本發明係主張關於2013年07月16日申請之韓國專利案號No.10-2013-0083596之優先權。藉以引用的方式併入本文用作參考。
本發明係關於一種超寬頻天線。
超寬頻通信為下一代無線通信技術且其稱為超寬頻(Ultra Wideband，UWB)或無線數位脈衝。超寬頻通信之最大顯著特徵之一為其可使用GHz波段頻率，且每秒可以輸出數千至數百萬次地低輸出脈衝。超寬頻通信可藉由0.5m/W之低功率傳輸至多70m之大量資料，且可將大量資料傳輸至地下亦或是壁之背側。超寬頻通信具有廣泛範圍之應用，此係因為其實現超高速網際網路存取，且可使用雷達功能監視特定區域，且當災難發生時，可使用無線電偵測及定位功能協助搜救行動。
此外，超寬頻通信比IEEE 802.11及藍芽之習知無線通信技術快10倍至20倍，但所需功率比行動電話或無線LAN小1/100位準，且特定言之，其可用於經由超速度無線介面將個人電腦連接至位於辦公室或家中之大約10m內的周邊裝置及家庭電子器具的PAN(個人區域網路)。具有UWB特性之習知天線根據服務目的使用多種輻射器結構。在此狀況下，各種類型之天線嵌入於一個系統中，其產生由於天線干擾所造成之效能降低及由系統內部之電子系統的相互耦合所造成之內部雜訊。
最小化干擾的廣泛使用方法其中之一，單獨地指定系統內部配置之天線區域，藉以可最小化天線干擾。特定言之，天線必須維持與環繞輻射器之預定空間以展現其天線效能，且因此，正尋求並研究用以改良 效能之各種方法。
待由本發明解決之技術目標為提供一種經組態以減少由天線干擾所造成效能劣化之超寬頻天線。
為達成此等及其他優勢且根據本發明之目的，在本發明之一個通用態樣中，可提供一種超寬頻天線，其包含：經組態以發射電磁波之一輻射器；經組態以將一電信號供應至該輻射器之一饋線；及經組態以將該輻射器連接至該饋線且具有一正方形形狀之一阻抗饋線。
在本發明之一些例示性實施例中，該超寬頻天線可進一步包含在該輻射器上之一槽孔部分。
在本發明之一些例示性實施例中，該輻射器之一直徑可為該阻抗饋線之一橫向長度的2.0至3.0倍。
在本發明之一些例示性實施例中，該阻抗饋線之一水平方向長度可為該阻抗饋線之橫向長度的1.0至1.3倍。
在本發明之一些例示性實施例中，該超寬頻天線可進一步包含耦接至該輻射器之一上表面且在大小上等於或小於該輻射器之一金屬反射性貼片。
在本發明之一些例示性實施例中，該輻射器可呈一圓形形狀。
在本發明之一些例示性實施例中，該輻射器可呈一三角形形狀或具有比一三角形多之頂點的一形狀。
應理解，前述一般描述及以下本發明之詳細描述皆為例示性及解釋性的，且意欲提供對如所主張之本發明的進一步解釋。
根據本發明之該等例示性實施例的該超寬頻天線的一效益，該天線可應用於使用超寬頻之多輸入多輸出(Multiple Input-Multiple Output，MIMO)通信及高速資料通信的裝置中。
另一效益，該天線較少受到由金屬及介電物質歸因於使用超 寬頻所造成之頻率改變影響。
再一效益為一金屬配置於與該天線相對之一側處，以用於作為貼片天線應用，藉以可增加天線效率。
10‧‧‧輻射器
20‧‧‧饋線
30‧‧‧阻抗饋線
40‧‧‧槽孔部分
圖1及圖2為說明根據本發明之一例示性實施例的超寬頻天線之組態的示意圖。
圖3為說明根據本發明之一例示性實施例的超寬頻天線之尺寸大小的示意圖。
圖4為說明根據本發明之一例示性實施例的可由超寬頻天線使用之波長的示意圖。
圖5為說明根據本發明之一例示性實施例的形成有槽孔之超寬頻天線的示意圖。
圖6及圖7為說明回應於根據本發明之一例示性實施例的超寬頻天線中之輻射器尺寸大小的電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)之示意圖。
圖8為說明根據本發明之一例示性實施例的超寬頻天線中針對每一頻率之天線輻射圖案的示意圖。
將在下文中參看展示一些例示性實施例的隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例。然而，本發明概念可以許多不同形式體現，且不應被理解為限於本文所闡述的例示性實施例。相反地，所描述態樣意欲涵蓋屬於本發明的範疇及新穎理念內的所有此等更改、修改及變化。
在下文中，將參看隨附圖式詳細描述本發明之例示性實施例。
圖1及圖2為說明根據本發明之一例示性實施例的超寬頻天線之組態的示意圖。
根據本發明之例示性實施例的超寬頻天線可包括一輻射器10、一饋線20及一阻抗饋線30。
輻射器10為天線通信中經組態直接將電磁波發射至以朝向反射器的空間，以用於準直或方向設定目的之一種元件。用於根據本發明之一例示性實施例的超寬頻天線中之輻射器10可呈圓形形狀，且當直徑增大時，其可具有至低頻帶之較寬的超寬頻特性。
圖1及圖2說明根據本發明之一例示性實施例的超寬頻天線之組態，且更特定言之，說明饋線之位置的組態。
饋線20可定位於如圖1中所說明之輻射器的左側處，且可定位於如圖2中所說明之右側處。此外，雖然圖式中未展示，但饋線20可定位於中心處。可根據使用者選擇可變地定位饋線。
饋線之位置係為了改變信號之相位，且當使用兩個天線時，饋線可定位於右側及左側處以允許兩個信號之間的相位處於180度，且當使用三個天線時，饋線可定位於左、右及中心處以允許三個信號之相位處於120度。此外，當使用四個天線時，饋線可定位於左、右及定位於左、右處之饋線的基於中心1/2位置處以允許四個信號之相位處於90度。
饋線20用以將電信號供應至輻射器，且為傳輸由輻射器接收之電波誘發的電流之處。可經由輻射器10將自饋線20傳輸至輻射器之電信號自電能發射至無線能量。
正方形形狀之阻抗饋線30用以連結輻射器10與饋線20。阻抗饋線30可藉由有效地分佈電信號而將自饋線20供應之電信號傳輸至輻射器10。
圖3為說明根據本發明之一例示性實施例的超寬頻天線之尺寸大小的示意圖。
參看圖3，根據本發明之一例示性實施例的超寬頻天線可包括如圖1及圖2中之輻射器10、饋線20及阻抗饋線30。
輻射器10呈根據本發明之例示性實施例的圓形形狀，但可具有具正方形形狀之超寬頻特性。天線可具有根據輻射器之形狀及大小的各種頻帶。
當輻射器10呈如根據本發明之一例示性實施例的超寬頻天線之圓形形狀時，隨著圓形之直徑增大，天線可作為包括低頻帶之超寬頻 天線操作。因此，可調整圓形輻射器之大小(亦即，直徑)以迎合待使用之頻帶。
本發明之例示性實施例可形成有直徑為較阻抗饋線30之橫向方向長度(λ)的大2.5倍之圓形輻射器10。在此狀況下，必須逐個大小適當地組態將饋線20連接至輻射器10之阻抗饋線30以支援電波至相關輻射器之最有效率輻射。因此，可藉由以下方程式1及2獲得輻射器之直徑及輻射器之水平方向長度，其中λ為阻抗饋線30之橫向方向長度。
[方程式1]直徑=2.5×λ
[方程式2]水平長度=1.15×λ
根據本發明之例示性實施例的超寬頻天線可基於上文提及之方程式1及2構成輻射器10及阻抗饋線30。此外，可藉由在滿足上文提及之方程式1及2時增大或減小λ而增大或減小根據本發明之例示性實施例的超寬頻天線。
然而，根據本發明之例示性實施例的超寬頻天線之輻射器10的直徑可在λ之2.0倍至λ之3.0倍的範圍內改變。此外，根據本發明之例示性實施例的超寬頻天線之阻抗饋線30之水平長度可在λ之1.0倍至λ之1.3倍的範圍內改變。
亦即，可分別在λ之2.0倍至λ之3.0倍的範圍及λ之1.0倍至λ之1.3倍的範圍內選擇輻射器10之直徑及阻抗饋線30之水平長度，且滿足此等範圍之任何天線可執行超寬頻通信。
更特定而言，當基於橫向方向長度λ增大阻抗饋線30同時維持電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)小於2：1時，起始頻帶(亦即，傳遞信號頻率的起始部分之值)變得更低得多，藉以較低頻率變為起始頻帶。
圖4為說明可由根據本發明之一例示性實施例的超寬頻天線使用之波長的示意圖。
參看圖4a至圖4d，可使用來自圓形輻射器10及阻抗饋線 (30)之各種波長長度，諸如，1.8GHz之λ/4波長(4a)、2.4GHz之λ/4波長(4b)、3GHz之λ/4波長(4c)及5GHz之λ/4波長(4d)，且各種波長長度可作為超寬頻天線操作。
因此，根據本發明之例示性實施例的超寬頻天線可使用來自可用於多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)通信之同一圓形輻射器10的各種波長長度。
圖5為說明根據本發明之一例示性實施例的形成有槽孔之超寬頻天線的示意圖。
參看圖5，除如圖1至圖3中之輻射器10、饋線20及阻抗饋線30之外，根據本發明之一例示性實施例的形成有槽孔之超寬頻天線可進一步包括一槽孔部分40。
槽孔部分40經組態以最佳化分別處於90度、120度及180度之相位角度，且除簡單線性形狀之外，亦可以任何形狀定位。亦即，取決於諸如槽孔長度、寬度及方向之因素，槽孔部分40可展現各種特性，且取決於所要頻率之天線，其可以各種形狀可用。
圖6及圖7為說明回應於根據本發明之例示性實施例的超寬頻天線中之輻射器10大小的電壓駐波比之示意圖。
圖6說明相對於每一頻率之電壓駐波比(其中λ為2.4毫米)，且圖7說明相對於每一頻率之電壓駐波比(其中λ為2.5毫米)。
參看圖6及圖7，可注意到，隨著λ增大亦即，隨著輻射器10之直徑增大，當電壓駐波比變得低於2：1時，最小點之位置(曲線圖之垂直軸線)移動至較低值，此意謂為通帶之起始頻率的起始頻帶降低至較低值，此亦意謂包括較低通帶頻率之天線係可能的。
更特定而言，可注意到，儘管當λ為2.4毫米時，起始頻帶為2.2GHz，但當λ為2.5毫米時，起始頻帶大約為1.4354GHz，藉以可進一步確保大致765MHz之通帶。
根據本發明之一例示性實施例的超寬頻天線可按印刷形狀之形式製造於印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)上，以藉此實現快速製造並減少缺陷之效果。
儘管根據本發明之一較佳實施例的超寬頻天線以介電基板上之列印形狀製造，但可藉由金屬材料製造根據本發明之一例示性實施例的超寬頻天線。金屬與介電物質之組合式耦接亦可展現超寬頻天線之特性。此外，具有孔之平面倒F天線(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)結構亦可演示出超寬頻天線特性。
圖8為說明根據本發明之一例示性實施例的超寬頻天線中針對每一頻率之天線輻射圖案的示意圖。
自圖8可注意到，電波之輻射實際上發生於根據本發明之一例示性實施例的超寬頻天線中之所有頻率中，自此情況顯而易見，根據本發明之一例示性實施例的超寬頻天線在寬頻下高效率地操作。
儘管已參考本發明之許多有限說明性實施例描述根據本發明之例示性實施例的超寬頻天線，但應理解，可由熟習此項技術者設計將屬於本發明之原理的精神及範疇的眾多其他修改及實施例。因此，應理解，除非另外指定，否則上文所描述之實施例並不受到前述描述及圖式之細節中之任一者限制，而是應廣泛理解為在如所附申請專利範圍中所定義之範疇內。
10‧‧‧輻射器
20‧‧‧饋線
30‧‧‧阻抗饋線

Claims (7)

  1. 一種超寬頻天線，其包含：一輻射器，其經組態以發射電磁波；一饋線，其經組態以將一電信號供應至該輻射器；及一阻抗饋線，其經組態以將該輻射器連接至該饋線，且其具有一正方形形狀。
  2. 如請求項1之超寬頻天線，其進一步包含：在該輻射器上之一槽孔部分。
  3. 如請求項1或2之超寬頻天線，其中該輻射器之一直徑為該阻抗饋線之一橫向長度的2.0倍至3.0倍。
  4. 如請求項1或2之超寬頻天線，其中該阻抗饋線之一水平方向長度為該阻抗饋線之橫向長度的1.0至1.3倍。
  5. 如請求項1之超寬頻天線，其進一步包含：一金屬反射性貼片，其耦接至該輻射器之一上表面，且在大小上等於或小於該輻射器。
  6. 如請求項1之超寬頻天線，其中該輻射器呈一圓形形狀。
  7. 如請求項1之超寬頻天線，其中該輻射器呈一三角形形狀或具有比一三角形多之頂點的一形狀。
TW103124443A 2013-07-16 2014-07-16 超寬頻天線 TWI657618B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
??10-2013-0083596 2013-07-16
KR1020130083596A KR102056747B1 (ko) 2013-07-16 2013-07-16 초광대역 안테나

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201508995A true TW201508995A (zh) 2015-03-01
TWI657618B TWI657618B (zh) 2019-04-21

Family

ID=52346439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103124443A TWI657618B (zh) 2013-07-16 2014-07-16 超寬頻天線

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9774090B2 (zh)
KR (1) KR102056747B1 (zh)
CN (1) CN105379010A (zh)
TW (1) TWI657618B (zh)
WO (1) WO2015009058A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112021004522A2 (pt) 2018-09-13 2021-06-08 Basf Corporation catalisador de conversão de três vias, processo para preparar um catalisador de conversão de três vias, sistema de tratamento de gás de escape e uso de um catalisador
US11527827B2 (en) * 2021-04-16 2022-12-13 Te Connectivity Solutions Gmbh Antenna element for wireless communication
US11735823B2 (en) * 2022-01-13 2023-08-22 GM Global Technology Operations LLC Coplanar antenna structure having a wide slot

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050010549A (ko) * 2003-07-21 2005-01-28 엘지전자 주식회사 Ｕｗｂ 통신용 초소형 안테나
JP3964382B2 (ja) * 2003-11-11 2007-08-22 ミツミ電機株式会社 アンテナ装置
KR100593660B1 (ko) 2003-12-02 2006-06-28 한국전기연구원 초광대역 다이폴 안테나
KR100636374B1 (ko) * 2004-09-30 2006-10-19 한국전자통신연구원 사다리꼴 모양의 초광대역 패치 안테나
JP2008535372A (ja) * 2005-04-26 2008-08-28 イー．エム．ダブリュ．アンテナ カンパニー リミテッド 帯域阻止特性を有する超広帯域アンテナ
JP4555787B2 (ja) * 2005-07-12 2010-10-06 日立電線株式会社 アンテナ
CN101345337B (zh) * 2007-07-11 2012-08-01 西北工业大学 一种新型的x波段双频微带天线
KR100901496B1 (ko) 2007-10-19 2009-06-08 한양대학교 산학협력단 초광대역 모노폴 내장 안테나
JP4811807B2 (ja) 2007-11-13 2011-11-09 国立大学法人九州大学 アンテナ、アンテナ設計装置、アンテナ設計方法及びアンテナを生産する方法
CN101471494B (zh) * 2007-12-28 2012-08-01 西北工业大学 基于负介电传输线的x波段高增益微带天线
US7639201B2 (en) * 2008-01-17 2009-12-29 University Of Massachusetts Ultra wideband loop antenna
KR101263416B1 (ko) 2011-05-19 2013-05-10 강원대학교산학협력단 초광대역 통신용 역삼각형 초광대역 안테나
CN103094676B (zh) * 2012-11-29 2015-08-26 北京航空航天大学 带有t型结构和匹配枝节的具有带阻特性的超宽带天线

Also Published As

Publication number Publication date
US9774090B2 (en) 2017-09-26
US20160164185A1 (en) 2016-06-09
KR20150009298A (ko) 2015-01-26
TWI657618B (zh) 2019-04-21
KR102056747B1 (ko) 2019-12-17
WO2015009058A1 (ko) 2015-01-22
CN105379010A (zh) 2016-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100665007B1 (ko) 초광대역 내장형 안테나
JP4390651B2 (ja) ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ−ＷｉｄｅＢａｎｄ）通信用アンテナ
TWI557995B (zh) 多頻天線組件及具有該多頻天線組件的可攜帶型電子裝置
KR100941648B1 (ko) 안테나 소자 및 광대역 안테나 장치
KR101812653B1 (ko) 분기 ｕｗｂ 안테나
TWI487191B (zh) 天線系統
KR100638661B1 (ko) 초광대역 내장형 안테나
CN102544713B (zh) 基于平面双层扇形电磁缝隙结构的频率可重构超宽带天线
TWI605637B (zh) 天線系統
WO2019223318A1 (zh) 室内基站及其pifa天线
CN107154536B (zh) 天线***
US9774090B2 (en) Ultra-wide band antenna
Barapatre et al. Design of UWB circular monopole antenna with enhanced bandwidth
TW201310773A (zh) 通訊裝置及其增加天線操作頻寬的方法
KR100640339B1 (ko) 광대역 모노폴 안테나
Tripathi et al. A novel multi band notched octagonal shaped fractal UWB antenna
Lu et al. Design of triple-band planar antenna for LTE/WLAN applications
US11239560B2 (en) Ultra wide band antenna
Parchin et al. Dielectric-insensitive phased array with improved characteristics for 5g mobile handsets
KR20120006644A (ko) 이중대역 칩 안테나
KR101099134B1 (ko) 옴형상의 복사패치를 포함하는 무선통신 안테나
CN115764273A (zh) 耦合环路天线及电子设备
CN103346390A (zh) 元宝形双频宽带微带天线
Ikechiamaka et al. MONOPOLE ANTENNA PERFORMANCE AT VARIED FEED POSITIONS
KR100695280B1 (ko) 다각 대칭 패턴을 가진 소형 마이크로스트립 안테나와 그를포함하는 액티브 안테나