TWI232613B - Planar dual L-type double-frequency antenna - Google Patents

Description

1232613 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域： 本發明係一種L型天後，+m ^ 主八深 尤指一種可利用印刷枯他也丨 作於一介電質基板上，以產4德此饥 丨心技術製 線。 Μ座生雙頻段之平面式雙L型天 先前技術： 按’傳統通信装置上所使用之L型天線，參閱第 二、包括二同,電境線10，1亥同軸電瘦線10包含一内 3稱〜由”外導體i 6 (或稱遮地俨 卜導T6間係藉-絕緣介電質材料I?隔開，二K 之該内導體14與外導體16形成-電磁學上；： 二了 Ϊ端Lb該同軸電境線1〇之外緣包覆有-絕緣外 1、 ’、接到一無線通信裝置之控制電路上（圖 ti :」以利用該同軸電纜線10作為饋入線，其另- 該外導體16相連接=:=，該金屬接地平板18係與 接以將该同軸電纜線1 0之外導體1 6連揍 _ ’、 、延伸至该金屬接地平板1 8外，形成一呈 倒L·狀之輪射體，該信丨丨# _ 率間且右一定> L 射體之長度與該天線之共振頻 ^ ，關係，該種天線一般均為單頻設計。 、、，為令該種1^型天線更輕薄短小，已有举者將 製AV印刷電路板上，參閱第2圖所^ = -側面上印製有一：帶二電貝/板27，該介電質基板27 从τ線24，俾利用該微帶線24之一端作 1232613 五、發明說明（2) 為訊號饋入端2 4 1，該介電質基板2 7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 2 4之另一端係向對應於該接地金屬面2 8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 為早頻設計。

此外’另有業者利用共面波導（C〇p 1 anar Wave G u i d e )作為饋入線，將此種l型天線，製作於一印刷電路 板上，參閱第3圖所示，該種共面波導式之l型天線包括一 "電貝基板3 7，该介電質基板3 7 —側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 與该共面波導線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38以外，形成一呈倒L狀之輻射 體342，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，使得益 之發展更為快速’在眾多無線通訊標準中，最引人 802 1 1 Ζ ί Ξ 5子電機工程師協會（以下簡稱1ΕΕΕ ) ^ ΜΕΕΕ 802^ΐΓΓ?ί^ L〇Cal NetWOrk) ^ 提# 了 ^ 定係制定於1 9 97年間，該協定不僅 種不喝之無線產品；能：還提供了可令各 〇侍以相互溝通之解決方案，該協定

1232613 五、發明說明（3) 之制疋無疑為無線通訊之發展，開啟了一個新的里程碑。 然而，在20 0 〇年8月間，1£^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 =際標準組織（I SO ) /國際電子技術公會（；[EC)間之一聯合 &準’乃對其作了更進一步之修訂，其修訂内容中增加了 二j重要的内容，即IEEE 8 02. Ua協定及IEEE 8〇2. nt) 協疋’根據该二協定之規定，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24億赫茲八 (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 出車乂多之空間，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： 夕有鑑於前述傳統L型天線，均屬單頻天線，無法滿足 〔頻帶上之要求，#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 2究各種解^案，並經不斷研究、冑驗與^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 J:J帶 '線’俾利用該微帶線之—端作為訊號饋入端，並 w "電質基板之另一侧面上，對應於該微帶線之位置，

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印製一接地金屬面，該微帶線之另一端係向 金屬面以外之位置延伸，並由其縱向轴向一：：： = 狀之輕射H，而該接地金屬面則由鄰近於該飢狀 體之位置，向該接地金屬面以外之位置延伸出另一田、 狀之輻射體，該二輻射體係彼此間保持一定間隔，且 :方向或同-方向平行延伸，俾各該輻射體可分別用 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，， 二，二共面波導線’俾利用該共面波導線之—端作為訊號 並在該介電質基板之同一側面上，對應於該共面 f導線之周緣位置，印製一接地金屬自，該接地金屬面係 /、该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— ，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 2應方向或同-方向平行延#，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 二雙頻段中各頻段波長之四分之—長度，#各該韓射體可 用以接收IEEE 80 2.1 1 a協定及IEEE 8〇21ib協定所 規疋之雙頻帶訊號。 為便貝審查委員能對本發明之形狀、構造、設計原 王及其功效，冑更進一步之認識與瞭解，兹列舉若干實施

第8頁 1232613 五、發明說明（5) -- 例’並配合圖示，詳細說明如下： 實施方式： 在本發明之一較佳實施例中，請參閱第4圖所示，係 在「介電質基板47之-側面上，印製一微帶線“，俾利用 該微帶線44之一端作為訊號饋入端441，並在該介電質基 板47之另一侧面上，對應於該微帶線44之位置，印、一%妾 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442，而該接地金屬面48則由鄰近於該倒[狀 輻射體442之位置，向該接地金屬面48以外之位置延伸出 另一呈倒L狀之輻射體481，該二呈倒l狀之輻射體442、 48 1係彼此保持一定間隔，且沿對應方向延伸，俾各該輻 射體442、481可分別用以接收不同頻段之訊號。 在該較佳實施例中，由於各該輻射體442、481係分別 用以接收不同頻段之訊號，故各該輻射體442、481之長度 應分別與該天線所欲設計之不同共振頻率間具有一定之比 例關係。在本發明之該較佳實施例中，各該輻射體442、 4 81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之輻射體 442係作為低頻輻射體，較短之輻射體481係作為高頻輻射 體’俾不同長度之各該輻射體442、481可分別用以接收 IEEE 80 2.1 1 a協定及IEEE 8〇211b協定所規定之雙頻帶 訊號。

第9頁 1232613 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5 7之一側面上，印製一共面波導線5 4， 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5 4保持一定之間隔，該共面波導線5 4之另一端係 向該接地金屬面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狀輻射體542之位置，向該接地金屬面58以外之 位置延伸出另一呈倒L狀之輻射體581，該二呈倒l狀之輻 射體542、581係彼此保持一定間隔，且沿同一方向平行延 伸’俾各該輻射體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 1為0· 8毫米（mm)且介電係數約為4 · 3〜4· 7之一平板狀介^ 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 5古42 / 58 1之寬度約1毫米（mm)，低頻輻射體542之長度約23 ，高頻輻射體581之長度約12毫米（mm)，令該天 線刼作於23· 588 1 〜32. 524 1 億赫兹（2. 3 5 88 1 〜3. 2524 1 GHz)及 49.7438 〜55. 〇 920 億赫兹（4. 97438 〜5.50920GHz) 個頻段—κ測其回返損失（r e t u r n l 〇 s s)，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

1232613 五、發明說明（7)

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I E E E 8 0 2. 1 1 a協疋及I E E E 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5 4 2、5 8 1係 分別用以接收不同頻段之訊號，故各該輻射體5 4 2、5 8 1之 長度，應分別與該天線所欲設計之不同共振頻率間具有一 定之比例關係。在本發明之該另一較佳實施例中，各該輻 射體5 4 2、5 8 1之長度以约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 之輻射體5 4 2係作為低頻輻射體，較短之輻射體5 8 1係作為 南頻輪射體’俾不同長度之各該輻射體5 4 2、5 8 1可分別用 以接收IEEE 802.11a協定及ieeE 802· lib協定所規定之 雙頻帶訊號。 -述較佳實施例中，復請參閱第4及5圖所 ::明i共面波導線54均係呈直線延伸之長條 狀 隹在本赉月貝際施作時，< 价每紙♦ 而將其設計成彎折延伸之又κ牙、藏要或特性匹配， 圖所示。此外，本發明在二欠之共一面波導線64，如第6 481，在實際施作時，可告I :所不之該二輻射體442、 成沿同一方向平行延伸之y際需7要或？生匹配’而設計 示。至於，本發明在第田射體74 2、781 ’如第7圖所 581，在實際施作時，;=不之該二輻射體542、 計成彼此保持一定間隔、，Π 貫際需要或特性匹配，而設 842、881，如第8圖所示。且沿對應方向延伸之輻射體

1232613 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 64、二輻射體642、681及接地金屬面68，印製至一厚产系 為〇· 8毫米（mm)且介電係數約為4· 3〜4· 7之一 ^板狀介$ = 基板67上，實際製作出本發明所稱之平面式雙[型之雙頻貝 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 為〇· 8毫米（mm)且介電係數約為4· 3〜4· 7之一平板狀介$質 基板47上，製作出本發明之平面式雙[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1 宅米（mm)，低頻輻射體442之長度約25毫米（mm)，高頻輻 射體481之長度約14毫米（mm)，令該天線操作於24〜25億赫 兹（2.4 〜2.5GHz)及 52·5 〜58.5 億赫兹（5. 25 〜5.85GHz) 一個頻#又’貫測其回返損失（r e t u r n l 〇 s s )，其量測結果 如，1胃0圖所示，二個頻段都優於1 〇分貝（dB)。因此，由 _等ϊ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 02. 1 1 a協定及IEEE 80 2. l、lb協定所規定之雙頻帶訊號。 以亡所述’僅係本發明之較佳實施例，惟，本發明所 主張之推利範圍，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 化句應屬不脫離本發明之保護範_。

第12頁 1232613 圖式簡單說明 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； 第3圖係傳統共面波導式L型天線之示意圖； 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 實施例之示意圖；

第7圖係根據第4圖所提供之二輻射體之一最佳實施 例之示意圖； 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)

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1、一種平面式雙L型 一介電質基板； 之雙頻天線 包括： :微帶線，該微帶線係印製在該介雷所 上’/、一端係作為訊號鑛入端· 貝基板之一側面 一接地金屬面，該接地金屬面 對應於該微帶線之另一側面上； 1氣在該介電質基板 輻射體 立而向對 應於該接地金屬面以外之位置延伸，"彳=I線之另一端 所延伸出之一呈倒L狀之輻射體，另—w其縱向軸向一側 金屬面上鄰近於該m㈣射體u ^體2由該接地 屬面以外之位置所延伸出之另一呈接二金 炉之具、译如的申請專利範圍第1項所述之天線’其中各該輻射 體之長度約分別等於雙頻段中各頻段波長之四分之一 度。 3、如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該微帶線 可為一呈彎折延伸之長條狀。 乂 4、如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該二輻射 體係彼此保持一定間隔，且沿對應方向延伸。 ^ 5、如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該二輻射 體係彼此保持一定間隔，且沿同一方向平行延伸。 6、一種平面式雙L型之雙頻天線，包括·· 一介電質基板； 1232613 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 之一侧面上，其一端係作為訊號饋入端； 一接地金屬面，該接地金屬面係印製在該介電質基板 上與該共面波導線同一側面之周緣位置上，且與該共面波 導線保持一定間隔； 二輕射體，其中一輻射體係由該共面波導線之另一端 向該接地金屬面以外之位置延伸，並由其縱向軸向一側所 延伸出之一呈倒L狀之輻射體，另一輻射體係由該接地金 屬面上鄰近於該倒L狀輻射體之位置，向該接地金屬面以 外之位置所延伸出之另一呈倒L狀之輻射體，該二輻射體 係彼此保持一定間隔，分別用以接收不同頻段之訊號。 申請專利範圍第6項所述之天線，其中各該輻射 产。又、、々分別等於雙頻段中各頻段波長之四分之一長 導線8可為^^3請、專利範圍第6項所述之天線，其中該共面波 9、如申^折延伸之長條狀。 體係彼此保持$_專^利範圍第6項所述之天線，其中該二輻射 i 0、如申二定間隔，且沿對應方向延伸。 射體係彼此保=專利範圍第6項所述之天線，其中該二輻 ’、寺一定間隔，且沿同一方向平行延伸。