CN201134505Y - 印刷式天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种印刷式天线，其包含有基板、信号馈入部、第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元和接地部。第一辐射单元、第二辐射单元和第三辐射单元分别形成于基板的绝缘层上并连接金属线路，用以辐射或接收第一频段信号、第二频段信号和第三频段信号。本实用新型的印刷式天线包含有三个不同频段的辐射天线于小型基板上，能够在小型基板上一次收发三个不同频段的信号，解决现有技术中小型基板上只能收发单一频段信号的问题。

Description

印刷式天线

技术领域

本实用新型涉及一种印刷式天线，尤其涉及一种具有多频段的印刷式天线。

背景技术

由于使用电磁波传递信号的无线通信技术，在使用上有不需要接线材，即可达到与远程装置沟通的效果，使得利用无线通信技术的产品种类与日俱增，例如行动电话、笔记型计算机等。而这些产品由于使用电磁波传递信号，因此用于收发电磁波信号的天线成为必要的装置。目前天线主要分为外露于装置外的天线与内建于装置内的天线，而由于外露于装置外的天线，除了影响产品体积大小与美观外，也有着容易受到外力撞击而折弯、折断的缺点。因此，内建式天线已成为一种趋势。

目前天线的制作以印刷电路板方式较受到制造厂商的青睐，其具有制造容易与成本低廉等优点。印刷式天线是在印刷电路板上制作辐射天线，因此在制作上能够与印刷电路板上的电路布线作结合，达到一次性的将电路与天线做在印刷电路板上，省略掉多任务繁杂的步骤，进而可以达到节省成本的功效。以往印刷式天线因为设计不易与阻抗匹配等问题，大多还是以单一频段为主的设计。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种印刷式天线，通过将多个不同频段的天线结合设计在小型基板上，使印刷式天线也能具有多频段的功能。

为实现上述目的，根据本实用新型所揭露的印刷式天线，其包含有基板、第一信号馈入部、第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元和接地部。基板具有绝缘层，且绝缘层上形成有金属线路。信号馈入部位于金属线路上。第一辐射单元形成于绝缘层并连接金属线路，用以辐射或接收第一频段信号。第二辐射单元形成于绝缘层并连接金属线路，用以辐射或接收第二频段信号。第三辐射单元形成于绝缘层并连接金属线路，用以辐射或接收第三频段信号。接地部形成于基板上并连接绝缘层，用以电性耦接于第一辐射单元、第二辐射单元与第三频段信号。

本实用新型的印刷式天线还包括有第一阻抗匹配单元和第二阻抗匹配单元。第一阻抗匹配单元连接于金属线路，用以调整金属线路的阻抗，使第一频段信号能够在金属线路与第一辐射单元传递。第二阻抗匹配单元连接于金属线路，用以调整金属线路的阻抗，使第二频段信号能够在金属线路与第二辐射单元传递或使第三频段信号能够在金属线路与第三辐射单元传递。

本实用新型的印刷式天线，将三个不同频段辐射单元结合在小型基板上，使本实用新型的印刷式天线，能够具有多频段的功能。

而且，为实现上述目的，根据本实用新型所揭露的另一印刷式天线，其包含有基板、第一信号馈入部、第二信号馈入部、第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元、第四辐射单元、第五辐射单元和第六辐射单元。基板具有第一绝缘层与第二绝缘层，在第一绝缘层上形成有第一金属线路，且第二绝缘层上形成有第二金属线路，第一金属线路和第二金属线路形状相对称且位于相对侧。第一信号馈入部位于第一金属线路上。第二信号馈入部位于第二金属线路上。第一辐射单元形成于第一绝缘层并连接第一金属线路，用以辐射或接收第一频段信号。第二辐射单元形成于第一绝缘层并连接第一金属线路，用以辐射或接收第二频段信号。第三辐射单元形成于第一绝缘层并连接第一金属线路，用以辐射或接收第三频段信号。第四辐射单元形成于第二绝缘层并连接第二金属线路，且第四辐射单元位于第一辐射单元的相对侧并且形状与第一辐射单元相对称，用以辐射或接收第一频段信号。第五辐射单元形成于第二绝缘层并连接第二金属线路，且第五辐射单元位于第二辐射单元的相对侧并且形状与第二辐射单元相对称，用以辐射或接收第二频段信号。第六辐射单元形成于第二绝缘层并连接第二金属线路，且第六辐射单元位于第三辐射单元的相对侧并且形状与第三辐射单元相对称，用以辐射或接收第三频段信号。接地部位于第一绝缘层与第二绝缘层之间，且两端分别连接第一绝缘层与第二绝缘层，用以电性耦接于第一辐射单元、第二辐射单元、第三频段信号、第四辐射单元、第五辐射单元与第六频段信号。

而且，本实用新型所揭露的另一印刷式天线还包括有第一阻抗匹配单元、第二阻抗匹配单元、第三阻抗匹配单元和第四阻抗匹配单元。第一阻抗匹配单元连接于第一金属线路，用以调整第一金属线路的阻抗，使第一频段信号能够在第一金属线路与第一辐射单元传递。第二阻抗匹配单元连接于第一金属线路，用以调整第一金属线路的阻抗，使第二频段信号能够在第一金属线路与第二辐射单元传递或使第三频段信号能够在第一金属线路与第三辐射单元传递。第三阻抗匹配单元连接于第二金属线路，用以调整第二金属线路的阻抗，使第一频段信号能够在第二金属线路与第四辐射单元传递。第四阻抗匹配单元连接于第二金属线路，用以调整第二金属线路的阻抗，使第二频段信号能够在第二金属线路与第五辐射单元传递或使第三频段信号能够在第二金属线路与第六辐射单元传递。

而且，本实用新型的另一印刷式天线，将六个辐射单元结合在小型基板，形成具有第一辐射单元、第二辐射单元和第三辐射单元的第一辐射部与具有第四辐射单元、第五辐射单元和第六辐射单元的第二辐射部，第一辐射部与第二辐射部形状相同，位于相对侧，用以当第一辐射部感应到的信号较第二辐射部感应到的信号强时，则单独由第一辐射部感应接收与发送信号，或是当第二辐射部感应到的信号较第一辐射部感应到的信号强时，则单独由第二辐射部感应接收与发送信号，使本实用新型的印刷式天线，能够随信号强弱调整由哪个辐射部运作，除了可以达到多频段的功能，更能针对信号的强弱，而由不同辐射部去运作，达成增强信号的接收能力与减少能量的损耗。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的示意图；

图2为本实用新型第二实施例的示意图；

图3为本实用新型第二实施例仿真在频率2GHz至6GHz下的返回损耗值与频率的关系图；

图4为本实用新型第二实施例仿真在频率2GHz至6GHz下的驻波比值与频率的关系图；

图5A为本实用新型第二实施例仿真的以频率值2.4GHz作测试的XY平面二维辐射场形图；

图5B为本实用新型第二实施例仿真的以频率值2.45GHz作测试的XY平面二维辐射场形图；

图5C为本实用新型第二实施例仿真的以频率值2.5GHz作测试的XY平面二维辐射场形图；

图6A为本实用新型第二实施例仿真的以频率值3.4GHz作测试的XY平面二维辐射场形图；

图6B为本实用新型第二实施例仿真的以频率值3.5GHz作测试的XY平面二维辐射场形图；

图6C为本实用新型第二实施例仿真的以频率值3.6GHz作测试的XY平面二维辐射场形图；

图7A为本实用新型第二实施例仿真的以频率值4.9GHz作测试的XY平面二维辐射场形图；

图7B为本实用新型第二实施例仿真的以频率值5.15GHz作测试的XY平面二维辐射场形图；

图7C为本实用新型第二实施例仿真的以频率值5.5GHz作测试的XY平面二维辐射场形图；

图7D为本实用新型第二实施例仿真的以频率值5.85GHz作测试的XY平面二维辐射场形图；及

图8为整理本实用新型第二实施例仿真的以频率波段2.4GHz至2.5GHz、3.4GHz至3.6GHz及4.9GHz至5.85作不同测试的绝对增益整理图表。

其中，附图标记：

21：基板                  21a：绝缘层

22：信号馈入部            23：第一辐射单元

24：第二辐射单元          25：第三辐射单元

26：金属线路              27：第一阻抗匹配单元

28：第二阻抗匹配单元      29：接地部

31：基板                  31a：第一绝缘层

31b：第二绝缘层           32：第一信号馈入部

33：第二信号馈入部    34：第一辐射单元

35：第二辐射单元      36：第三辐射单元

37：第四辐射单元      38：第五辐射单元

39：第六辐射单元      40：第一金属线路

41：第二金属线路      42：第一阻抗匹配单元

43：第二阻抗匹配单元  44：第三阻抗匹配单元

45：第四阻抗匹配单元  46：第一辐射部

47：第二辐射部        48：微处理芯片

49：接地部            100：印刷式天线

200：印刷式天线

具体实施方式

有关本实用新型的特征与实作，兹配合附图详细说明如下。

请参照图1，图1为本实用新型第一实施例的示意图。印刷式天线100包含有基板21、信号馈入部22、第一辐射单元23、第二辐射单元24、第三辐射单元25和接地部29。

基板21的绝缘层21a上形成有金属线路26。信号馈入部22位于金属线路26上。

第一辐射单元23形成于绝缘层21a并连接金属线路26，用以辐射由信号馈入部22所馈入的第一频段信号或感应接收第一频段信号并经由信号馈入部22馈出，其中第一频段信号为频率波段2.4GHz至2.5GHz之间，当然也可以是其它频率波段。第一辐射单元23为一拐杖状金属层，且拐杖状金属层的柱仗端连接金属线路26，当然第一辐射单元23也可以是其它形状。第二辐射单元24形成于绝缘层21a并连接金属线路26，用以辐射由信号馈入部22所馈入的第二频段信号或感应接收第二频段信号并经由信号馈入部22馈出，其中第二频段信号为频率波段5GHz至6GHz之间，当然也可以是其它频率波段。第二辐射单元24为一矩形金属层，且矩形金属层连接于金属线路26，当然第二辐射单元24也可以是其它形状。第三辐射单元25形成于绝缘层21a并连接金属线路26，用以辐射由信号馈入部22所馈入的第三频段信号或感应接收第三频段信号并经由信号馈入部22馈出，其中第三频段信号为频率波段3.3GHz至3.8GHz之间，当然也可以是其它频率波段。第三辐射单元25为一梯形金属层，且梯形金属层连接于金属线路26，当然第三辐射单元26也可以是其它形状。

本实用新型第一实施例的印刷式天线100还包括有第一阻抗匹配单元27和第二阻抗匹配单元28。第一阻抗匹配单元27连接于金属线路26，用以调整金属线路26的阻抗，使第一频段信号能够在金属线路26与第一辐射单元23传递。第二阻抗匹配单元28连接于金属线路26，用以调整金属线路26的阻抗，使第二频段信号能够在金属线路26与第二辐射单元24传递或使第三频段信号能够在金属线路26与第三辐射单元25传递。第一阻抗匹配单元27与第二阻抗匹配单元28的形状为矩形，当然也可以是其它形状。

当信号馈入部22接收第一频段信号时，第一频段信号因为阻抗匹配的关系，能够被传递至第一辐射单元23。当信号馈入部22接收第二频段信号或第三频段信号时，第二频段信号因为阻抗匹配的关系，能够被传递至第二辐射单元24或第三频段信号因为阻抗匹配的关系，能够被传递至第三辐射单元25。

本实用新型的印刷式天线100，由信号馈入部22馈入不同频段信号，并利用天线形状与阻抗匹配的设计，使不同频段信号能够传递至与该不同频段信号相应的辐射单元，再由该辐射单元辐射该信号。本实用新型的印刷式天线，能够结合多种不同频率波段的辐射单元，以达到多频段的功能。

印刷式天线可以用于个人计算机记忆卡国际协会(Personal ComputerMemory Card International Association，PCMCIA)卡或其它种类的卡板。请参照图2，图2为本实用新型第二实施例的示意图。印刷式天线200包含有基板31、第一信号馈入部32、第二信号馈入部33、第一辐射单元34、第二辐射单元35、第三辐射单元36、第四辐射单元37、第五辐射单元38、第六辐射单元39和接地部49。

基板31具有第一绝缘层31a与第二绝缘层31b，在第一绝缘层31a上形成有第一金属线路40，且第二绝缘层31b上形成有一第二金属线路41，第一金属线路40和第二金属线路41形状相对称且位于相对侧。第一信号馈入部32位于第一金属线路40上。第二信号馈入部33位于第二金属线路41上。

第一辐射单元34形成于第一绝缘层31a并连接第一金属线路40，用以辐射由第一信号馈入部32所馈入的第一频段信号或感应接收第一频段信号并经由第一信号馈入部32馈出，其中第一频段信号为频率波段2.4GHz至2.5GHz之间，当然也可以是其它频率波段。第一辐射单元34为一拐杖状金属层，且拐杖状金属层的柱仗端连接第一金属线路40，当然第一辐射单元34也可以是其它形状。第四辐射单元37形成于第二绝缘层31b并连接第二金属线路41，且第四辐射单元37位于第一辐射单元34的相对侧并且形状与第一辐射单元34相对称，用以辐射由第二信号馈入部33所馈入的第一频段信号或感应接收第一频段信号并经由第二信号馈入部33馈出。

第二辐射单元35形成于第一绝缘层31a并连接第一金属线路40，用以辐射由第一信号馈入部32所馈入的第二频段信号或感应接收第二频段信号并经由第一信号馈入部32馈出，其中第二频段信号为频率波段5GHz至6GHz之间，当然也可以是其它频率波段。第二辐射单元35为一矩形金属层，且矩形金属层连接于第一金属线路40，当然第二辐射单元35也可以是其它形状。第五辐射单元38形成于第二绝缘层31b并连接第二金属线路41，且第五辐射单元38位于第二辐射单元35的相对侧并且形状与第二辐射单元35相对称，用以辐射由第二信号馈入部33所馈入的第二频段信号或感应接收第二频段信号并经由第二信号馈入部33馈出。

第三辐射单元36形成于第一绝缘层31a并连接第一金属线路40，用以辐射由第一信号馈入部32所馈入的第三频段信号或感应接收第三频段信号并经由第一信号馈入部32馈出，其中第三频段信号为频率波段3.3GHz至3.8GHz之间，当然也可以是其它频率波段。第三辐射单元36为一梯形金属层，且梯形金属层连接于第一金属线路40，当然第三辐射单元36也可以是其它形状。第六辐射单元39形成于第二绝缘层31b并连接第二金属线路41，且第六辐射单元39位于第三辐射单元36的相对侧并且形状与第三辐射单元36相对称，用以辐射由第二信号馈入部33所馈入的第三频段信号或感应接收第三频段信号并经由第二信号馈入部33馈出。

接地部49位于第一绝缘层31a与第二绝缘层31b之间，且接地部49两端分别连接第一绝缘层31a与第二绝缘层31b，用以电性耦接于第一辐射单元34、第二辐射单元35、第三辐射单元36、第四辐射单元37、第五辐射单元38与第六辐射单元39。

本实用新型第二实施例的印刷式天线200还包括有第一阻抗匹配单元42、第二阻抗匹配单元43、第三阻抗匹配单元44和第四阻抗匹配单元45。第一阻抗匹配单元42连接于第一金属线路40，用以调整第一金属线路40的阻抗，使第一频段信号能够在第一金属线路40与第一辐射单元34传递。第二阻抗匹配单元43连接于第一金属线路40，用以调整第一金属线路40的阻抗，使第二频段信号能够在第一金属线路40与第二辐射单元35传递或使第三频段信号能够在第一金属线路40与第三辐射单元36传递。第三阻抗匹配单元44连接于第二金属线路41，用以调整第二金属线路41的阻抗，使第一频段信号能够在第二金属线路41与第四辐射单元37传递。第四阻抗匹配单元45连接于第二金属线路41，用以调整第二金属线路41的阻抗，使第二频段信号能够在第二金属线路41与第五辐射单元38传递或使第三频段信号能够在第二金属线路41与第六辐射单元39传递。第一阻抗匹配单元42、第二阻抗匹配单元43、第三阻抗匹配单元44和第四阻抗匹配单元45的形状为矩形，当然也可以是其它形状。

当第一信号馈入部32馈入第一频段信号时，第一频段信号因为阻抗匹配的关系，能够被传递至第一辐射单元34。当第一信号馈入部32馈入第二频段信号或第三频段信号时，其中第二频段信号因为阻抗匹配的关系，能够被传递至第二辐射单元35。第三频段信号因为阻抗匹配的关系，能够被传递至第三辐射单元36。

当第二信号馈入部33馈入第一频段信号时，第一频段信号因为阻抗匹配的关系，能够被传递至第四辐射单元37。当第二信号馈入部33馈入第二频段信号或第三频段信号时，其中第二频段信号因为阻抗匹配的关系，能够被传递至第五辐射单元38。第三频段信号因为阻抗匹配的关系，能够被传递至第六辐射单元39。

本实用新型的印刷式天线200，将六个辐射单元结合在基板31，形成具有第一辐射单元34、第二辐射单元35和第三辐射单元36的第一辐射部46与具有第四辐射单元37、第五辐射单元38和第六辐射单元39的第二辐射部47，第一辐射部46与第二辐射部47形状相同，位于相对侧，用以当第一辐射部46感应到的信号较第二辐射部47感应到的信号强时，则基板31上的微处理芯片48去控制单独由第一辐射部46感应接收与发送信号，或是当第二辐射部47感应到的信号较第一辐射部46感应到的信号强时，则由基板31的微处理芯片48去控制单独由第二辐射部47感应接收与发送信号，使本实用新型的印刷式天线200，能够随信号强弱调整由哪个辐射部运作，除了可以达到多频段的功能，更能针对信号的强弱，而由不同辐射部去运作，达成增强信号的接收能力与减少能量的损耗。

请参照图3，图3为本实用新型第二实施例仿真在频率2GHz至6GHz下的返回损耗值与频率的关系图，由图中可以看出，在第一频率波段(2.4GHz至2.5GHz)、第二频率波段(5GHz至6GHz)与第一频率波段(3.3GHz至3.8GHz)时，本实用新型的印刷式天线的返回损耗值(Return Loss)都在-10dB以下。

请参照图4，图4为本实用新型第二实施例仿真在频率2GHz至6GHz下的驻波比值与频率的关系图，由图中可以看出，在第一频率波段(2.4GHz至2.5GHz)、第二频率波段(5GHz至6GHz)与第一频率波段(3.3GHz至3.8GHz)时，本实用新型的印刷式天线的驻波比值(VSWR)都在2以下。

参照图5A、图5B及图5C，为本实用新型第二实施例仿真的分别以频率值2.4GHz、2.45GHz及2.5GHz作不同测试的XY平面二维辐射场形图。

参照图6A、图6B及图6C，为本实用新型第二实施例仿真的分别以频率值3.4GHz、3.5GHz及3.6GHz作不同测试的XY平面二维辐射场形图。

参照图7A、图7B、图7C及图7D，为本实用新型第二实施例仿真的分别以频率值4.9GHz、5.15GHz、5.5GHz及5.85GHz作不同测试的XY平面二维辐射场形图。

参照图8，图8为整理本实用新型第二实施例仿真的以频率波段2.4GHz至2.5GHz、3.4GHz至3.6GHz及4.9GHz至5.85作不同测试的绝对增益整理图表。由图表中可以看出在频率波段2.4GHz至2.5GHz时，印刷式天线绝对增益值约3dB至3.5dB，在频率波段3.4GHz至3.6GHz时，印刷式天线绝对增益值约4dB至4.5dB，而在频率波段4.9GHz至5.85GHz时，印刷式天线绝对增益值约3.75dB至4.25dB。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种印刷式天线，其特征在于，包含有：

一基板，具有一绝缘层，且该绝缘层上形成有一金属线路；

一信号馈入部，位于该金属线路上；

一第一辐射单元，形成于该绝缘层并连接该金属线路，并且辐射或接收一第一频段信号；

一第二辐射单元，形成于该绝缘层并连接该金属线路，并且辐射或接收一第二频段信号；

一第三辐射单元，形成于该绝缘层并连接该金属线路，并且辐射或接收一第三频段信号；及

一接地部，形成于该基板上并连接该绝缘层，并且电性耦接于该第一辐射单元、该第二辐射单元与该第三频段信号。

2.根据权利要求1所述的印刷式天线，其特征在于，该第一辐射单元为一拐杖状金属层，且该拐杖状金属层的柱仗端连接该金属线路。

3.根据权利要求1所述的印刷式天线，其特征在于，该第二辐射单元为一矩形金属层，且该矩形金属层连接于该金属线路。

4.根据权利要求1所述的印刷式天线，其特征在于，该第三辐射单元为一梯形金属层，且该梯形金属层连接于该金属线路。

5.根据权利要求1所述的印刷式天线，其特征在于，该印刷式天线包含有：

一第一阻抗匹配单元，连接于该金属线路，并且调整该金属线路的阻抗，该第一频段信号能够在该金属线路与该第一辐射单元传递；及

一第二阻抗匹配单元，连接于该金属线路，并且调整该金属线路的阻抗，该第二频段信号能够在该金属线路与该第二辐射单元传递或使该第三频段信号能够在该金属线路与该第三辐射单元传递。

6.根据权利要求5所述的印刷式天线，其特征在于，该第一阻抗匹配单元与该第二阻抗匹配单元的形状为矩形。

7.一种印刷式天线，其特征在于，包含有：

一基板，具有一第一绝缘层与一第二绝缘层，在该第一绝缘层上形成有一第一金属线路，且该第二绝缘层上形成有一第二金属线路，该第一金属线路和该第二金属线路形状相对称且位于相对侧；

一第一信号馈入部，位于该第一金属线路上；

一第二信号馈入部，位于该第二金属线路上；

一第一辐射单元，形成于该第一绝缘层并连接该第一金属线路，并且辐射或接收一第一频段信号；

一第二辐射单元，形成于该第一绝缘层并连接该第一金属线路，并且辐射或接收一第二频段信号；

一第三辐射单元，形成于该第一绝缘层并连接该第一金属线路，并且辐射或接收一第三频段信号；

一第四辐射单元，形成于该第二绝缘层并连接该第二金属线路，且该第四辐射单元位于该第一辐射单元的相对侧并且形状与该第一辐射单元相对称，并且辐射或接收该第一频段信号；

一第五辐射单元，形成于该第二绝缘层并连接该第二金属线路，且该第五辐射单元位于该第二辐射单元的相对侧并且形状与该第二辐射单元相对称，并且辐射或接收该第二频段信号；

一第六辐射单元，形成于该第二绝缘层并连接该第二金属线路，且该第六辐射单元位于该第三辐射单元的相对侧并且形状与该第三辐射单元相对称，并且辐射或接收该第一频段信号；及

一接地部，位于该第一绝缘层与该第二绝缘层之间，且两端分别连接该第一绝缘层与该第二绝缘层，并且电性耦接于该第一辐射单元、该第二辐射单元、该第三频段信号、该第四辐射单元、该第五辐射单元与该第六频段信号。

8.根据权利要求7所述的印刷式天线，其特征在于，该第一辐射部包含有：

一第一阻抗匹配单元，连接于该第一金属线路，并且调整该第一金属线路的阻抗，该第一频段信号能够在该金属线路与该第一辐射单元传递；

一第二阻抗匹配单元，连接于该第一金属线路，并且调整该第一金属线路的阻抗，该第二频段信号能够在该第一金属线路与该第二辐射单元传递或该第三频段信号能够在该第一金属线路与该第三辐射单元传递；

一第三阻抗匹配单元，连接于该第二金属线路，并且调整该第二金属线路的阻抗，该第一频段信号能够在该第二金属线路与该第四辐射单元传递；及

一第四阻抗匹配单元，连接于该第二金属线路，并且调整该第二金属线路的阻抗，该第二频段信号能够在该第二金属线路与该第五辐射单元传递或该第三频段信号能够在该第二金属线路与该第六辐射单元传递。

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