專利名稱：平面式超寬頻天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種平面式超寬頻天線，特別是一種可操作于多個頻帶的平面超
寬頻天線。
背景技術(shù)：
近年來，由于無線通訊的蓬勃發(fā)展，使得無線區(qū)域網(wǎng)路(WirelessLocal Area Network ;WLAN)的市場逐漸形成，并且可廣泛運(yùn)用于各種空間上，例如家里、學(xué)校、辦公室。 無線區(qū)域網(wǎng)路(Wireless Local Area Network ;WLAN)的推出，改寫了以往盤根 錯節(jié)的網(wǎng)路布線的情況。只要布建無線基地臺(AccessPoint ;AP)，便可利用配置有無線網(wǎng) 路系統(tǒng)(PCMCIA或PCI規(guī)格)的筆記型電腦(NB)或個人數(shù)位助理(PDA)直接進(jìn)行資料傳 輸與存取，而不受線路的束縛。若企業(yè)用戶辦公室需遷移到另一個新環(huán)境，亦省去重新布線 的人力、物力成本及配置美觀的問題，在加上中繼站的使用，使訊號不局限在短距離間的傳 輸。由于無線網(wǎng)路架設(shè)較不受地形的影響，有施工容易和工時短的優(yōu)點(diǎn)，其未來的各種應(yīng)用 及其發(fā)展性將是無可限量，無線區(qū)域網(wǎng)路在未來要全面取代有線網(wǎng)路的時代應(yīng)是指日可待 的。 目前無線電子產(chǎn)品，例如筆記型電腦(NB)或個人數(shù)位助理(PDA)，所配備的無線 網(wǎng)路系統(tǒng)其內(nèi)部的天線往往只擁有單頻帶操作能力。但是，以目前無線網(wǎng)路具有802. lib/ g (操作頻帶約2. 4GHz-2. 484Ghz間)與802. 1 la (操作頻帶約5. OGHz-5. 9GHz)兩種規(guī) 格的工作頻帶，現(xiàn)有的單頻帶天線將無法同時供應(yīng)。此外，目前無線通訊中最熱門的話 題為WiMAXIEEE802. 16e，其操作頻帶按照不同的國家而有不同的定義，其含蓋范圍包含 2. 3GHz-2. 4GHz、2. 496GHz_2. 6GHz以及3. 4GHz_3. 8GHz等。由于頻帶的涵蓋范圍非常寬廣， 現(xiàn)有的單頻帶天線更是無法提供這樣的服務(wù)。 所以，可預(yù)期的，隨著無線網(wǎng)路市場的漸漸壯大，電子產(chǎn)品所配置的無線網(wǎng)路系統(tǒng) 若只具有單頻操作能力，其工作能力與市場競爭力將是不足的。因此，發(fā)展可于超寬頻帶操
作的天線將會是無線電子產(chǎn)品的主流趨勢。 雖然現(xiàn)有技術(shù)已出現(xiàn)用于雙頻操作的裝置。然而，現(xiàn)有的天線構(gòu)造對于WiMAX操 作頻帶的應(yīng)用仍有很大的障礙存在。此外，由于目前的無線電子產(chǎn)品均朝向輕、薄、短、小的 設(shè)計概念，相對的，天線也必須局限于一定的體積之內(nèi)。因此，如何設(shè)計出體積小、重量輕及 訊號收發(fā)穩(wěn)定的天線，將會是天線技術(shù)領(lǐng)域未來必須突破的課題。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的主要目的，在于提供一種平面式超寬頻天線，包含有一長邊、二次長 邊、二短邊及一最短邊的輻射金屬面，可產(chǎn)生多種模式的電流路徑，以達(dá)到超寬頻帶操作的 目的。 本實用新型的次要目的，在于提供一種平面式超寬頻天線，利用至少一貫孔將一耦合金屬面連接至輻射金屬面，可產(chǎn)生多種模式的耦合電流路徑，可穩(wěn)定天線的操作狀態(tài) 并擴(kuò)大各模式操作頻帶的頻寬。 本實用新型的又一要目的，在于提供一種平面式超寬頻天線，將天線直接布局于 基板上，可簡化天線的制造流程，以降低天線的生產(chǎn)成本，并容易與無線網(wǎng)路的系統(tǒng)電路作 結(jié)合，以提高電路的整合能力。 本實用新型的又一目的，在于提供一種平面式超寬頻天線，可將未設(shè)置有輻射金 屬面、饋入點(diǎn)及接地面的部分基板移除，而形成鏤空態(tài)樣，以使得雙頻天線在空氣中形成一 共振腔，以提高雙頻天線的輻射效率。 本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)的 —種平面式超寬頻天線，其特征在于包含 —基板； —接地面，設(shè)于該基板的一部分上表面； —饋入點(diǎn)，設(shè)于該基板上表面，并連接該接地面； —輻射金屬面，設(shè)于該基板的另一部分上表面，并連接該饋入點(diǎn)，該輻射金屬面包 含有一長邊、一第一次長邊、一第二次長邊及一第一短邊。 所述長邊的基部連接該饋入點(diǎn)，該第一次長邊及第二次長邊與該長邊平行設(shè)置， 第一次長邊與第二次長邊的基部以該第一短邊連接至該長邊。 所述輻射金屬面還包含有一第二短邊及一最短邊，該最短邊連接第一次長邊的末 端至該長邊，第二短邊則設(shè)置于第一短邊與最短邊之間，連接該長邊、第一次長邊及第二次 長邊。 還包括有一耦合金屬面，設(shè)于該基板的下表面，并以至少一貫孔連接至該輻射金 屬面。 所述耦合金屬面呈L形設(shè)置。 所述各貫孔設(shè)置于該長邊的基部鄰近該饋入點(diǎn)處。 所述耦合金屬面與該長邊的基部及該第一短邊相對應(yīng)。 所述第二短邊設(shè)置于鄰近該最短邊處。 所述基板為一玻璃纖維強(qiáng)化環(huán)氧樹脂基板。 所述基板上未設(shè)置該接地面、饋入點(diǎn)及輻射金屬面處為鏤空。 本實用新型的有益效果是該平面式超寬頻天線，包含有一長邊、二次長邊、二短 邊及一最短邊的輻射金屬面，可產(chǎn)生多種模式的電流路徑，以達(dá)到超寬頻帶操作的目的。

圖1為本實用新型一較佳實施例的構(gòu)造示意圖。 圖2為本實用新型操作于2. 4GHz頻帶時的電流分布示意圖。 圖3為本實用新型操作于2. 4GHz頻帶時的輻射場形圖。 圖4為本實用新型操作于3GHz頻帶時的電流分布示意圖。 圖5為本實用新型操作于3GHz頻帶時的輻射場形圖。 圖6為本實用新型操作于5. 2GHz頻帶時的電流分布示意圖。 圖7為本實用新型操作于5. 2GHz頻帶時的輻射場型圖。[0034] 圖8為本實用新型的反射損耗圖。 圖9為本實用新型另一實施例的構(gòu)造示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述。 首先，參見圖l，為本實用新型一較佳實施例的構(gòu)造示意圖。本實用新型的平面式 超寬頻天線IO，其主要是于一基板12的部分上表面設(shè)置一接地面18，于該基板另一部分的 上表面設(shè)置一輻射金屬面14，并于輻射金屬面14與接地面18之間設(shè)置一饋入點(diǎn)16，分別 連接該輻射金屬面14及該接地面18，如正面圖中101所示。 其中，該輻射金屬面14是于基板12的上表面形成，包含有一長邊141 、一第一次長 邊142、一第二次長邊143及一第一短邊144。 該長邊141的基部連接饋入點(diǎn)16，第一次長邊142與第二次長邊143分別與該長 邊141平行設(shè)置。第一短邊144與長邊141及各次長邊垂直設(shè)置，并將第一次長邊142與 第二次長邊的基部連接至該長邊141鄰近基部處。在不同的操作頻帶中，長邊141、第一次 長邊142、第二次長邊143與第一短邊144上可形成不同模式的電流路徑，以接收或輻射對 應(yīng)頻帶中的訊號。 該輻射金屬面14中還可增設(shè)一第二短邊145及一最短邊146。其中，最短邊146 垂直設(shè)置于第一次長邊142的末端，并將第一次長邊142的末端連接至該長邊141。第二短 邊145則設(shè)置于最短邊146與第一短邊144之間，連接該長邊141、第一次長邊142與第二 次長邊143。該第二短邊145的設(shè)置位置以鄰近該最短邊146為較佳。在各操作頻帶中，第 二短邊145與最短邊146可形成旁路電流路徑，以擴(kuò)大各操作頻帶的頻寬。 此外，還可于該基板12的下表面設(shè)置一耦合金屬面148，并以至少一貫孔147連接 該耦合金屬面148與輻射金屬面14，如背面圖中103所示。 在本實用新型的一實施例中，該耦合金屬面148呈L形設(shè)置，并以對應(yīng)于該第一短 邊144與該長邊141連接至饋入點(diǎn)16的部分為較佳。而貫孔147則以設(shè)置于鄰近饋入點(diǎn) 16處為較佳。 該耦合金屬面148可于各操作頻帶中形成不同模式的耦合電流路徑，做為輻射金
屬面14上各模式電流路徑的補(bǔ)償，可令天線于各操作頻帶中的行為更加穩(wěn)定。 在本實用新型中，該基板12以玻璃纖維強(qiáng)環(huán)氧樹脂(FR4)基板為較佳。輻射金屬
面12、饋入點(diǎn)16、接地面18及耦合金屬面148可直接布局于該基板12上，不僅可簡化天線
的制造流程，而降低天線的生產(chǎn)成本，并可達(dá)到電路積體化效果，而容易與無線網(wǎng)路的系統(tǒng)
電路作結(jié)合，以此可提高電路的整合能力。 參見圖2，為本實用新型的平面式超寬頻天線操作于2. 4GHz頻帶時的電流分布示 意圖。如圖所示，當(dāng)本實用新型的平面式超寬頻天線操作于2. 4GHz頻帶時，其輻射金屬面 14上形成三個主要的電流路徑。 其中，第一電流路徑221是由長邊141的末端流向基部，最后匯入饋入點(diǎn)16。第二 電流路徑223由第一次長邊142的末端流向基部，再經(jīng)由第一短邊144到達(dá)長邊141的基 部后匯入饋入點(diǎn)16。第三電流路徑225則由第二次長邊143的末端流向基部，再經(jīng)由第一 短邊144到達(dá)長邊141的基部后匯入饋入點(diǎn)16。而第二短邊145與最短邊146則形成旁路電流路徑。 此時，耦合金屬面148上的耦合電流路徑241，則是由位于基部的貫孔147流向末 端。通過三個主要電流路徑間略有差異的長度，以及旁路電流路徑與耦合電流路徑241的 配合，可令操作頻帶的頻寬得到較大程度的擴(kuò)大。 參見圖3，為本實用新型的平面式超寬頻天線操作于2. 4GHz頻帶時的輻射場形 圖。如圖所示，本實用新型的平面式超寬頻天線操作于2. 4GHz頻帶時，其輻射場形在X-Z 平面、X-Y平面及Y-Z平面上的有效分量(Co-pol)皆可涵蓋相當(dāng)大的范圍，尤其在X-Z平 面上更是可得到全方位的有效輻射強(qiáng)度。 參見圖4及圖5，分別為本實用新型的平面式超寬頻天線操作于3GHz頻帶時的電 流分布示意圖及輻射場形圖。當(dāng)本實用新型的平面式超寬頻天線操作于3GHz頻帶時，其輻 射金屬面14上形成三個主要電流路徑及兩個次要電流路徑。 其中，第一電流路徑421由長邊141的末端流向與第一短邊144連接處。第二流 路徑423由第一次長邊142的末端流向基部，亦即與第一短邊144的連接處。第三電流路 徑425由第二次長邊143的末端流向基部。第四電流路徑427則由饋入點(diǎn)16流向長邊141 與第一短邊144連接處。另由第一短邊144的基部至末端形成一第五電流路徑429。 此時，耦合金屬面148上的耦合電流路徑441，由末端流向基部的貫孔147，如圖4 所示。 本實用新型的平面式超寬頻天線操作于3GHz頻帶時，其輻射場形圖同樣可在X-Z 平面、X-Y平面及Y-Z平面上得到涵蓋大范圍的有效分量(Co-pol)，如圖5所示。 參見圖6及圖7，分別為本實用新型的平面式超寬頻天線操作于5. 2GHz頻帶時的 電流分布示意圖及輻射場形圖。當(dāng)本實用新型的平面式超寬頻天線操作于5.2GHz頻帶時， 其輻射金屬面14上形成三個主要電流路徑及兩個次要電流路徑。 其中，第一電流路徑621由長邊141與第一短邊144連接處流向長邊141的末端。 第二流路徑623由第一次長邊142的基部，亦即與第一短邊144的連接處流向第一次長邊 142的末端。第三電流路徑625由第二次長邊143的基部流向末端。第四電流路徑627則 由長邊141與第一短邊144連接處流向饋入點(diǎn)16。另由第一短邊144的末端至基部形成一 第五電流路徑629。 此時，耦合金屬面148上的耦合電流路徑641，由末端流向基部的貫孔147，如圖6 所示。 本實用新型的平面式超寬頻天線操作于5. 2GHz頻帶時，其輻射場形圖同樣可在 X-Z平面、X-Y平面及Y-Z平面上得到涵蓋大范圍的有效分量(Co-pol)，如圖7所示。 參見圖8，為本實用新型平面式超寬頻天線的反射損耗圖。如圖所示，本實用新型 的平面式超寬頻天線操作于2. 4GHz-2. 7GHz頻帶及2. 96GHz_6. 52GHz頻帶中，皆可得到低 于標(biāo)準(zhǔn)(Spec. )-10dB的反射損耗值。 參見圖9，為本實用新型另一實施例的構(gòu)造示意圖。如圖所示，本實施例的平面式 超寬頻天線90，其輻射金屬面94、饋入點(diǎn)96、接地面98、耦合金屬面948及貫孔947皆與圖 l所示實施例的輻射金屬面14、饋入點(diǎn)16、接地面18、耦合金屬面148及貫孔147構(gòu)造相同。 但，該基板92上未設(shè)置輻射金屬面94、饋入點(diǎn)96、接地面98及耦合金屬面948的部分皆進(jìn) 行鏤空處理，如正面圖中901與背面圖中903所示。[0059] 在本實施例中，其主要是利用空氣為介質(zhì)，以降低介質(zhì)的介電常數(shù)，可有效提高天 線的輻射效率。 以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用來限定本實用新型實施的 范圍，凡依本實用新型申請專利范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修 飾，均應(yīng)視為在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種平面式超寬頻天線，其特征在于包含一基板；一接地面，設(shè)于該基板的一部分上表面；一饋入點(diǎn)，設(shè)于該基板上表面，并連接該接地面；一輻射金屬面，設(shè)于該基板的另一部分上表面，并連接該饋入點(diǎn)，該輻射金屬面包含有一長邊、一第一次長邊、一第二次長邊及一第一短邊。
2. 如權(quán)利要求1所述的平面式超寬頻天線，其特征在于所述長邊的基部連接該饋入 點(diǎn)，該第一次長邊及第二次長邊與該長邊平行設(shè)置，第一次長邊與第二次長邊的基部以該 第一短邊連接至該長邊。
3. 如權(quán)利要求2所述的平面式超寬頻天線，其特征在于所述輻射金屬面還包含有一 第二短邊及一最短邊，該最短邊連接第一次長邊的末端至該長邊，第二短邊則設(shè)置于第一 短邊與最短邊之間，連接該長邊、第一次長邊及第二次長邊。
4. 如權(quán)利要求3所述的平面式超寬頻天線，其特征在于還包括有一耦合金屬面，設(shè)于 該基板的下表面，并以至少一貫孔連接至該輻射金屬面。
5. 如權(quán)利要求4所述的平面式超寬頻天線，其特征在于所述耦合金屬面呈L形設(shè)置。
6. 如權(quán)利要求5所述的平面式超寬頻天線，其特征在于所述各貫孔設(shè)置于該長邊的 基部鄰近該饋入點(diǎn)處。
7. 如權(quán)利要求6所述的平面式超寬頻天線，其特征在于所述耦合金屬面與該長邊的 基部及該第一短邊相對應(yīng)。
8. 如權(quán)利要求3所述的平面式超寬頻天線，其特征在于所述第二短邊設(shè)置于鄰近該 最短邊處。
9. 如權(quán)利要求1所述的平面式超寬頻天線，其特征在于所述基板為一玻璃纖維強(qiáng)化 環(huán)氧樹脂基板。
10. 如權(quán)利要求1所述的平面式超寬頻天線，其特征在于所述基板上未設(shè)置該接地 面、饋入點(diǎn)及輻射金屬面處為鏤空。
專利摘要本實用新型提供了一種平面式超寬頻天線，特別是一種可操作于多個頻帶的平面超寬頻天線，其主要是于基板的上表面設(shè)置一接地面、一饋入點(diǎn)及一輻射金屬面，并于基板的下表面設(shè)置一耦合金屬面。輻射金屬面與耦合金屬面以至少一貫孔連接于鄰近饋入點(diǎn)處。其中輻射金屬面包含有一長邊及平行設(shè)置的二次長邊，長邊及各次長邊并分別以二短邊及一最短邊相互連結(jié)，可于輻射金屬面上產(chǎn)生多種模式的電流路徑，分別對應(yīng)于各頻帶的操作模式。
文檔編號H01Q1/38GK201503915SQ20092016309
公開日2010年6月9日 申請日期2009年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者莊家瑋 申請人:建漢科技股份有限公司