專利名稱：平面倒f型天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線，尤其涉及一種平面倒F型天線。
背景技術(shù)：
無線通信設(shè)備如移動(dòng)電話、無線網(wǎng)卡、接入點(diǎn)(Access Point，AP)等，基于電磁波無線傳輸信號，從而無需采用連接纜線即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。
在無線通信設(shè)備中，用于發(fā)射和接收射頻信號的天線為關(guān)鍵元器件之一，其輻射效率、方向性、頻寬和阻抗匹配等特性對無線通信設(shè)備的效能影響較大。目前天線可分為外置式天線和內(nèi)置式天線兩類。由于內(nèi)置式天線使得無線通信設(shè)備外形簡潔，避免了由于天線外置而受外物碰撞產(chǎn)生彎曲、折斷的可能性，因而內(nèi)置式天線成為無線通信設(shè)備應(yīng)用的趨勢。目前在內(nèi)置式天線中，低溫共燒陶瓷(Low Temperatured Cofired Ceramic，LTCC)制程天線具有良好的高頻及溫度特性，但是其缺點(diǎn)在于價(jià)格昂貴，從而無法有效降低成本。印刷于電路板上的平面型天線具有小巧輕薄與成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，因而其應(yīng)用日趨廣泛。
平面型天線的設(shè)計(jì)有很多，較為常見的例如平面倒F型天線(PlanarInverted-F Antenna)。一般而言，平面倒F型天線是在電路板上形成近似F型的印刷電路，用以接收及發(fā)送射頻信號。請參閱圖1，為現(xiàn)有平面倒F型天線的示意圖。平面倒F型天線設(shè)置于基板10上，其包括接地金屬層20、輻射部30、開路短路轉(zhuǎn)換部40及饋入部50。接地金屬層20設(shè)置于基板10上，其包括饋入結(jié)構(gòu)60。輻射部30包括開路端31及第一連接端33。開路端31為懸空。
開路短路轉(zhuǎn)換部40連接于輻射部30與接地金屬層20之間，其包括第二連接端41及第三連接端44。第三連接端44連接于接地金屬層20。第二連接端41與第一連接端33相連接成為交接部70。饋入部50連接于交接部70，用于饋入信號。饋入部50穿過接地金屬層20的饋入結(jié)構(gòu)60連接到匹配電路。
現(xiàn)今無線通信設(shè)備愈來愈朝小型化方向發(fā)展，依據(jù)天線設(shè)計(jì)原理，平面倒F型天線的饋電路徑長度以射頻信號工作波長的1/2為原則，亦即現(xiàn)有的平面倒F型天線的開路端31與第一連接端33之間的直線距離不可小于射頻信號工作波長的1/2，因而天線所占據(jù)的面積無法有效縮小。但是現(xiàn)今無線通信設(shè)備愈來愈朝小型化方向發(fā)展，故如何進(jìn)一步縮小面積乃現(xiàn)今天線設(shè)計(jì)的一大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，需要提供一種平面倒F型天線，其可使天線所占據(jù)的面積有效縮小。
一種平面倒F型天線，設(shè)置于基板上，其包括接地金屬層、輻射部、開路短路轉(zhuǎn)換部、交接部及饋入部。接地金屬層設(shè)置于基板上。輻射部用于收發(fā)射頻信號，其包括第一彎折部及開路端。第一彎折部與開路端電性連接。開路短路轉(zhuǎn)換部電性連接于輻射部與接地金屬層之間，其包括第二彎折部。交接部電性連接開路短路轉(zhuǎn)換部與輻射部。饋入部電性連接于交接部，用于饋入信號。
第一彎折部及第二彎折部可使平面倒F型天線所占據(jù)的面積有效縮小。


圖1是現(xiàn)有平面倒F型天線的示意圖。
圖2是本發(fā)明平面倒F型天線一實(shí)施方式的示意圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線的尺寸標(biāo)注圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線的反射損耗測試圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.40GHz在YZ平面的垂直輻射場型圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.45GHz在YZ平面的垂直輻射場型圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.50GHz在YZ平面的垂直輻射場型圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.40GHz在YZ平面的水平輻射場型圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.45GHz在YZ平面的水平輻射場型圖。
圖10是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.50GHz在YZ平面的水平輻射場型圖。
圖11是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.40GHz在XY平面的垂直輻射場型圖。
圖12是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.45GHz在XY平面的垂直輻射場型圖。
圖13是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.50GHz在XY平面的垂直輻射場型圖。
圖14是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.40GHz在XY平面的水平輻射場型圖。
圖15是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.45GHz在XY平面的水平輻射場型圖。
圖16是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.50GHz在XY平面的水平輻射場型圖。
圖17是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.40GHz在XZ平面的垂直輻射場型圖。
圖18是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.45GHz在XZ平面的垂直輻射場型圖。
圖19是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.50GHz在XZ平面的垂直輻射場型圖。
圖20是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.40GHz在XZ平面的水平輻射場型圖。
圖21是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.45GHz在XZ平面的水平輻射場型圖。
圖22是本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線工作于頻率為2.50GHz在XZ平面的水平輻射場型圖。
具體實(shí)施例方式
參閱圖2，為本發(fā)明平面倒F型天線一實(shí)施方式的示意圖。在本實(shí)施方式中，平面倒F型天線設(shè)置于基板100上，其包括接地金屬層200、輻射部300、開路短路轉(zhuǎn)換部400、交接部700及饋入部500。接地金屬層200設(shè)置于基板100上，其包括饋入結(jié)構(gòu)600。交接部700電性連接開路短路轉(zhuǎn)換部400與輻射部300。
輻射部300用于收發(fā)射頻信號。在本實(shí)施方式中，輻射部300是由金屬所制成。輻射部300包括開路端310、第一彎折部320及第一連接端330。開路端310為懸空。
第一彎折部320設(shè)置于開路端310與第一連接端330之間。在本實(shí)施方式中，第一彎折部320可為梳狀型、W型、S型或U型等。第一彎折部320的延伸方向平行于接地金屬層200。
在本實(shí)施方式中，第一彎折部320可增大傳輸損失(Loss)，減小質(zhì)量因素(Quality Factor)，從而增大頻寬。
第一彎折部320可在保持平面倒F型天線的饋電路徑長度為射頻信號工作波長1/2的前提下，將開路端310與第一連接端330的直線距離縮短，從而縮小輻射部300的直線長度。故，有效縮小平面倒F型天線所占據(jù)的面積。
另外，第一彎折部320可使平面倒F型天線具有更好的全向性輻射場型。
開路短路轉(zhuǎn)換部400電性連接于輻射部300與接地金屬層200之間。在本實(shí)施方式中，開路短路轉(zhuǎn)換部400靠近饋入部500的一側(cè)與接地金屬層200錯(cuò)開。在其它實(shí)施方式中，開路短路轉(zhuǎn)換部400靠近饋入部500的一側(cè)，亦可與接地金屬層200平齊。
開路短路轉(zhuǎn)換部400包括第二連接端410、直角端420、第二彎折部430及第三連接端440。第三連接端440與接地金屬層200的接地貫孔(圖中未示出)相連，用于接地。第二連接端410與第一連接端330相連接在交接部700。在本實(shí)施方式中，交接部700呈多邊形，其可增強(qiáng)平面倒F型天線的開路(Open)效應(yīng)，從而使平面倒F型天線有較好的反射損耗。在其它實(shí)施方式中，交接部700亦可呈其它形狀。
第二彎折部430設(shè)置于直角端420與第三連接端440之間。在本實(shí)施方式中，第二彎折部430可為梳狀型、W型、S型或U型等。第二彎折部430的延伸方向垂直于接地金屬層200。
第二彎折部430可在保持開路短路轉(zhuǎn)換部400的長度為射頻信號工作波長1/4的前提下，將直角端420與第三連接端440的直線距離縮短，從而縮小開路短路轉(zhuǎn)換部400的長度。故，有效縮小平面倒F型天線所占據(jù)的面積。
饋入部500電性連接于交接部700，用于饋入信號。在本實(shí)施方式中，饋入部500為50歐姆的傳輸線。饋入部500沿與開路短路轉(zhuǎn)換部400平行的方向連接到交接部700，同時(shí)穿過接地金屬層200的饋入結(jié)構(gòu)600連接到匹配電路，用以產(chǎn)生匹配阻抗。
在本實(shí)施方式中，接地金屬層200、輻射部300、開路短路轉(zhuǎn)換部400以及饋入部500均為分布于基板100上的印刷電路。
參閱圖3，為本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線的尺寸標(biāo)注圖。在本實(shí)施方式中，輻射部300的長度L1約為11.13mm，寬度W1約為3.5mm。開路短路轉(zhuǎn)換部400的長度L2約為6mm，寬度W2約為1.5mm。
第一彎折部320的參數(shù)X1約為0.5mm，參數(shù)X2約為1mm，參數(shù)X3約為0.5mm。第二彎折部430的參數(shù)Y1約為0.5mm，參數(shù)Y2約為0.5mm，參數(shù)Y3約為1mm。
交接部700的參數(shù)Z1約為1mm，參數(shù)Z2約為1mm，參數(shù)Z3約為0.5mm，參數(shù)Z4約為0.87mm，參數(shù)Z5約為1.5mm。
饋入部500與第二彎折部430的距離L4約為1.53mm，饋入部500與第一彎折部320的距離L5約為1.63mm。
本實(shí)施方式中的平面倒F型天線，由于包括第一彎折部320、第二彎折部430及交接部700，可以有效減小平面倒F型天線所占據(jù)的面積，而且具有好的反射損耗，且具有全向性的輻射場型。
參閱圖4，為本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線的反射損耗(Return Loss)測試圖。本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線是應(yīng)用于802.11b/g的工作頻段，即應(yīng)用于2.4～2.5GHZ之間的頻段。由圖示可知，其反射損耗均小于-10dB。
參閱圖5至圖22，為本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線分別工作于頻率為2.40GHz、2.45GHz及2.50GHz，在YZ、XY及XZ平面的垂直及水平輻射場型圖。由測試結(jié)果可知，三種工作頻率下本發(fā)明實(shí)施方式中平面倒F型天線的輻射場型均為全向性(Omni-Directional)。
本發(fā)明雖以較佳實(shí)施方式闡明如上，然此平面倒F型天線的結(jié)構(gòu)并非限定只使用于IEEE 802.11，只要放大或縮小尺寸并加以調(diào)整，即可任意變更為各式平面倒F型天線。
權(quán)利要求
1.一種平面倒F型天線，設(shè)置于基板上，其特征在于，所述平面倒F型天線包括接地金屬層，設(shè)置于所述基板上；輻射部，用于收發(fā)射頻信號，所述輻射部包括第一彎折部及開路端，所述第一彎折部與所述開路端電性連接；開路短路轉(zhuǎn)換部，電性連接于所述輻射部與所述接地金屬層之間，所述開路短路轉(zhuǎn)換部包括第二彎折部；交接部，電性連接所述開路短路轉(zhuǎn)換部與所述輻射部；以及饋入部，電性連接于所述交接部，用于饋入信號。
2.如權(quán)利要求1所述的平面倒F型天線，其特征在于，所述饋入部與所述開路短路轉(zhuǎn)換部平行。
3.如權(quán)利要求1所述的平面倒F型天線，其特征在于，所述第一彎折部的延伸方向平行于所述接地金屬層。
4.如權(quán)利要求1所述的平面倒F型天線，其特征在于，所述第二彎折部的延伸方向垂直于所述接地金屬層。
5.如權(quán)利要求1所述的平面倒F型天線，其特征在于，所述開路端為懸空。
6.如權(quán)利要求1所述的平面倒F型天線，其特征在于，所述交接部呈多邊形。
7.如權(quán)利要求1所述的平面倒F型天線，其特征在于，所述接地金屬層包括饋入結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的平面倒F型天線，其特征在于，所述饋入部穿過所述饋入結(jié)構(gòu)連接到匹配電路。
9.如權(quán)利要求8所述的平面倒F型天線，其特征在于，所述開路短路轉(zhuǎn)換部靠近所述饋入部的一側(cè)與所述接地金屬層平齊。
10.如權(quán)利要求8所述的平面倒F型天線，其特征在于，所述開路短路轉(zhuǎn)換部靠近所述饋入部的一側(cè)與所述接地金屬層錯(cuò)開。
全文摘要
一種平面倒F型天線，設(shè)置于基板上，其包括接地金屬層、輻射部、開路短路轉(zhuǎn)換部、交接部及饋入部。接地金屬層設(shè)置于基板上。輻射部用于收發(fā)射頻信號，其包括第一彎折部及開路端。第一彎折部與開路端電性連接。開路短路轉(zhuǎn)換部電性連接于輻射部與接地金屬層之間，其包括第二彎折部。交接部電性連接開路短路轉(zhuǎn)換部與輻射部。饋入部電性連接于交接部，用于饋入信號。第一彎折部及第二彎折部可使平面倒F型天線所占據(jù)的面積有效縮小。
文檔編號H01Q9/04GK101083352SQ20061006093
公開日2007年12月5日 申請日期2006年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月2日
發(fā)明者梅家豪, 鄧嘉麟 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司