TWI228845B - Cable antenna apparatus - Google Patents

Description

1228845 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種電纜天線裝置，特別是有關於一種由 同一條同軸電纜所製成的電纜天線裝置。 【先前技術】 ^著通訊科技的蓬勃發展，各式的通訊產品與技術也如雨 ^春筍般的出現。加上積體電路的技術日益成熟，使得產 品的體積也逐漸傾向於輕薄短小。對於在通訊產品中用來 ^專送與接收訊號的天線，其體積之大小更是攸關通訊產品 能否達到輕薄短小的目標。 天線係用以輻射或接收電磁波的一種元件，一般可從操作 頻率、輻射場型（Radiation Pattern)、返回損失（Return L〇YS)和^線增益（Antenna Gain)等參數來獲知天線的特 現7之，線產品所使用的天線必須具有體積小、性能 佳和成本低等特點，方能得到市場的廣泛接受與肯定。 y般，習知之2· 4GHz的全向性天線（0midirecH、〇nal 要係使用袖套天線（sieeve Antenna)架構或彈 二W、I二，然而，這兩種天線架構都太大，無法達到天 /目的，因而無法適用於如無線USB網路卡 浐二之：型裝置的有限空間中。另-方面，天線的 &貝t f另外設計控制電路，以調整天線的阻抗匹 ^的成本^ 電路往往相當複雜，因而增加許多設計與製 因此’非常需要發展出一種電纜天線裝置，藉以提供構造

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簡單、體積小、 到天線微小化的 配的控制電路， 【發明内容】 因此，本發明的 出構造簡單、體 線’來達到天線 本發明的另一目 外设叶調整天、線 作的成本。 根據本發明之上 用同一條同轴電 依照本發明之較 定板、心線焊接 心導體線之同轴 之第一側邊和第 心線焊接墊係位 係位於與第一側 線裝置的饋入線 體線’幅射體的 為軸心導體線的 (1 / 4 + η)波長（λ 體的一端係電性 成本低且天線特性佳的全向性天線， 目的；更不需另外設計調整 堂天線之阻技沉 而降低設計與製作的成本。 匹 :?為種電鏡天線裝置，藉以製作 積小、成本低且天線特性佳的全向 微小化的目的。 的為提供一種電纜天線裝置，藉以 之阻抗匹配的控制電路，而降低設計^ 出一種電規天線裝置，藉以使 纜來製成電纜天線裝置。 佳實施例，此電纜天線裝置至少包括： 墊、地線焊接墊（Ground Pad)、具有一軸 電纜、、和幅射體。其中，固定板具有相對 側邊與相對之第二側邊和第四側邊。 於靠近第二側邊之第一位置，地線焊接墊 邊相鄰之第二位置。同軸電纜為此電纜天 ，幅射體係電性連接於同軸電纜的軸心導 材質與規袼與軸心導體線完全相同，並可 延伸。幅射體的長度係實質為操作頻率之 、）’其中n為大於或等於〇的整數。而幅射 連接於心線焊接墊，幅射體的另一端係電 1228845 —~—___^ 五、發明說明（3) 性連接於地線焊接墊。 因此， 且天線 的目的 而大幅 應用本發明，可製作出構 特性佳的全向性天線， ^早、體積小、成本低 •，不需另外設計調整天線=有效地達到天線微小化 地降低設計與製作的成本。阻抗匹配的控制電路， 【實施方式】 鋼鑛銅等材質久絕緣體(例：：二:聚乙純： 鋁鍍 外部 一般而言，同轴電纜係由軸心導體線（ 銅、銦辅翩笙好晳）、紐丛灿/. 導體、和外部絕緣體以由内到外 ^ 外部 之特徵係在於以同一條同軸明 來製成電繞天線裝置。.…出部分之軸心導體線’ 請參照第1A圖和第1B圖，其為分別繪示本發明之一較佳 施例之電繞天線裝置的構件示意圖和組合示意圖。如第ia 圖所不，本發明之電纜天線裝置係由固定板2 〇 〇、心線焊 接墊2 2 0、地線焊接墊2 1 0、具有軸心導體線1 〇 〇之同軸電 纜1 2 0、和幅射體1 1 0所組成。同軸電纜1 2 〇為電纜天線裝 置的饋入線’幅射體11 0係電性連接於同軸電纟覽1 2 〇的軸心 導體線1 0 0 ’幅射體11 0的材質與規格與軸心導體線1 2 〇完 全相同，並可為軸心導體線1 0 0的延伸，亦即幅射體11 〇與 同軸電纜1 2 0可為同一條長同軸電纜（例如：5 〇Ω同軸電纜 線）’幅射體1 1 0乃為去除此長同轴電纟覽之部分絕緣體、外 部導體、和外部絕緣體後，所暴露出之部分軸心導體線。 1228845 五、發明說明（4) ~ — 1射體110的長度為操作頻率之約1/4波長（又），而同軸電 纜120的長度為操作頻率之丨約/4波長（又）。另外，同軸電 纜120的長度亦可大於1/4波長（λ )，例如：（1/4 + n)波長 (又），其中η為大於或等於〇的整數。又，本發明之電纜天 線裝置的操作頻率較佳為約2. 45GHz。 如第1 A圖和第1 B圖所示，固定板2 〇 〇具有相對之第一側邊· 2 12和第三側邊232、與相對之第二侧邊222和第四侧邊242 心線焊接墊2 2 0係位於靠近第二侧邊2 2 2之位置，地線焊接 墊2 1 0係位於與第一側邊2丨2相鄰之位置（例如··中間位 ，）。固定板2 0 0可為例如：方形印刷電路板（pcB )，而固 定板2 0 0亦可為圓形、橢圓形等結構，或其他材質，故本 發明並不在此限。方形固定板2〇〇的寬度係介於操作頻率 之約1/6波長（又）與約]/4波長之間，而其長度係介於操 頻率之約1 / 1 2波長（λ )與約1 / 8波長之間。又，固定在固 定板2 0 0上，且幅射體1丨〇的一端係以例如焊接的方式而 性連接於心線焊接墊220，幅射體1 1 〇的另一端係以例如 接的方式而電性連接於地線焊接墊2丨〇。然而，本發明亦 可以其他方式來將幅射體Π 〇的兩端分別電性連接於地線 焊接墊210和於心線焊接墊220,故本發明並不在此限/ 外，弟二側邊2 3 2和第四側邊2 3 2可分別設置一缺口（未給 示），用以將幅射體1 1 〇 (裸露之軸心導體線）卡合於 9 2 0 0上。 '弋板 值得一提的是，由於本發明係使用同一條同軸電缆來製 電缓天線裝置，其饋入線與幅射體實為同一條同軸電纟覽的

第10頁 1228845 五、發明說明（5) 結構’故’天線的饋入端不需另外設計調整天線之阻抗匹 配的控制電路，故可節省許多設計與製作的成本，並可獲 得完美的線之阻抗匹配。 如上所述’本發明之電纜天線裝置的構造非常簡單、體積 2、、成本更是低廉，且加工非常簡便，故可有效地將天線 微小化，並大幅地降低成本。 經實際S測之後，本發明之電纜天線裝置具有相當優良的 天線特性。明參照第2圖，其繪示本發明之較佳實施例之 電纜天線裝置關於駐波比的量測數據圖， 於頻率約2.4GHz(操作點〇1)時，駐波比為約卜;6〇9\_二 ==於2.45GHz(操作點02)時，駐波比為約 • . 5，备天線操作於頻率約2. 5GHz(操作點03)時，駐 ^比為約1:1.4792。若以駐波比等於約1:17之 時：操作點〇1、02和03皆低於直線Ls，故當本線二 Ϊ、ί ί氕裝置操作於頻率約2.45GHz時，其操作頻寬至少 可達約100MHz。 只見王少 請參照第3A圖至第3C圖，第3細 例操作於2. 40GHZ時，x_z平面* & & +θ =二二，季又佳實施 第3B圖為繪示本發明之較佳實/ :里的實驗數據圖； P = A 知a之权佳實施例操作於2· 45GHZ時，x — z 平面之輪射場型的實驗數據圖； 合 佳實施例摔作於2 RnrH卩主 第3C圖為、、、θ不本發明之較 0GHz時，χ~ζ平面之輻射場型的實驗數 二f第3Α圖至第3罐可得知，本發明之實施例的χ-ζ :作於約 2.4°gh2、2.45ghz和 2.5〇ghz ’=£近似圓形的優良輻射場型，即為一優異的全向

1228845 五、發明說明（6) 性夭線，足以滿足使用者的需求。 由上述本發明較佳實施例可知，本發明之電纜天線裝置的 優點為：構造簡單、體積小、成本低且天線特性佳的全向 性天線，故可有效地達到天線微小化的目的；不需另外設 計調整天線之阻抗匹配的控制電路，而可大幅地降低設計 與製作的成本。

雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限 定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和 範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範 圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

第12頁 1228845 圖式簡單說明 【圖式簡單說明】 第1 A圖為繪示本發明之一較佳實施例之電纜天線裝置的構 件示意圖。 第1 B圖為繪示本發明之較佳實施例之電纜天線裝置的組合 示意圖。 第2圖為繪示本發明之較佳實施例之電纜天線裝置關於駐 波比的量測數據圖。 第3A圖為繪示本發明之較佳實施例操作於2. 40GHz時，X-z 平面之輻射場型的實驗數據圖。 第3B圖為繪示本發明之較佳實施例操作於2. 45GHz時，x-z 平面之輻射場型的實驗數據圖。 第3C圖為繪示本發明之較佳實施例操作於2. 50GHz時，x-z 平面之韓射場型的實驗數據圖。 【元件代表符號簡單說明】 100 軸 心 導 體 線 110 幅 射 體 120 同 軸 電 纜 200 固 定 板 210 地 線 焊 接 墊 212 第 一 側 邊 220 心 線 焊 接 墊 222 第 二 側 邊 232 第 二 側 邊 242 第 四 側 邊 L1 長 度 L2 長 度 Lp 長 度 W 寬度 (Η、 02, ‘03 操 作 點 Ls 駐 波 比 等 於 約 1 : 1. 7之直 線

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Claims (1)

1228845 六、申請專利範圍 1. 一種電纜天線裝置，具有一操作頻率，其中該電纜天線 裝置至少包括： 一同軸電纜，具有一軸心導體線，其中該同軸電纜為該電 纜天線裝置的饋入線；以及 一幅射體，電性連接於該轴心導體線，其中該幅射體的材 質與規格與該軸心導體線完全相同，該幅射體的長度係實 質為操作頻率之1 / 4波長（λ )。 2. 如申請專利範圍第1項所述之電纜天線裝置，更至少包 括： 一固定板，具有相對之一第一側邊和一第三側邊、與相對 之一第二側邊和一第四側邊；以及 一心線焊接墊，位於靠近該第二側邊之一第一位置； 一地線焊接墊（G r 〇 u n d P a d)，位於與該第一側邊相鄰之一 第二位置，其中該幅射體的一端係電性連接於該心線焊接 墊，該幅射體的另一端係電性連接於該地線焊接墊。 3. 如申請專利範圍第2項所述之電纜天線裝置，其中該第 三側邊和該第四側邊分別具有一缺口 ，用以將該幅射體卡 合於該固定板上。 4. 如申請專利範圍第2項所述之電纜天線裝置，其中該固 定板係一方形。

第14頁 1228845 六、申請專利範圍 之間。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之電纜天線裝置，其中該方 形的寬度係實質介於該操作頻率之1/6波長（又）與1/4波長 6 .如申請專利範圍第4項所述之電纜天線裝置，其中該方 形的長度係實質介於該操作頻率之丨/丨2波長（λ )與1 / 8波 長之間。 7 ·如申請專利範圍第2項所述之電纜天線裝置，其中該固 定板係一印刷電路板（PCB)。 8 ·如申請專利範圍第2項所述之電纜天線裝置，其中該第 二位置係位於該第一側，邊的中間位置。

其中該幅 2項所述之電纜天線裝置，其中該幅 性連接於該地線焊接墊。 1項所述之電纜天線裝置，其中該同 該操作頻率之（1/4 + η)波長（又），

1228845 六、申請專利範圍 1 2.如申請專利範圍第1項所述之電纜天線裝置，其中該幅 射體係該轴心導體線的延伸。 13.—種電纜天線裝置，具有一操作頻率，其中該電纜天 線裝置至少包括： 一固定板，具有相對之一第一側邊和一第三側邊、與相對 之一第二側邊和一第四側邊； 一心線焊接墊，位於靠近該第二側邊之一第一位置； 一地線焊接墊，位於與該第一側邊相鄰之一第二位置； 一同軸電纜，具有一軸心導體線，其中該同軸電纜為該電 纜天線裝置的饋入線；以及 一幅射體，電性連接於該軸心導體線，其中該幅射體的材 質與規格與該軸心導體線完全相同，該幅射體的長度係實 質為操作頻率之1 / 4波長（λ )，而該幅射體的一端係電性 連接於該心線焊接墊，該幅射體的另一端係電性連接於該 地線焊接墊。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項所述之電纜天線裝置，其中該 同軸電纜的長度係實質為該操作頻率之（l/4 + n)波長 U )，其中η為大於或等於0的整數。 1 5 .如申請專利範圍第1 3項所述之電纜天線裝置，其中該 幅射體係該軸心導體線的延伸。

第16頁 1228845 六、申請專利範圍 1 6 ·如申請專利範圍第1 3項所述之電纜天線裝置，其中該 固定板係一方形。 1 7.如申請專利範圍第1 6項所述之電纜天線裝置，其中該 方形的寬度係實質介於該操作頻率之1 / 6波長（又）與1 / 4波 長之間。 1 8 .如申請專利範圍第1 6項所述之電纜天線裝置，其中該 方形的長度係實質介於該操作頻率之1/1 2波長（λ )與1/8 波長之間。 1 9 .如申請專利範圍第1 3項所述之電纜天線裝置，其中該 固定板係一印刷電路板。 2 0 .如申請專利範圍第1 3項所述之電纜天線裝置，其中該 第二位置係位於該第一側邊的中間位置。 2 1.如申請專利範圍第1 3項所述之電纜天線裝置，其中該 幅射體係以焊接的方式電性連接於該心線焊接墊。 2 2 .如申請專利範圍第1 3項所述之電纜天線裝置，其中該 幅射體係以焊接的方式電性連接於該地線焊接墊。 2 3 .如申請專利範圍第1 3項所述之電纜天線裝置，其中該

第17頁 1228845 六、申請專利範圍 第三側邊和該第四側邊分別具有一缺口，用以將該幅射體 卡合於該固定板上。 1^· 第18頁