TWI408845B - 複合天線 - Google Patents

Description

複合天線

本發明涉及一種複合天線，特別是可應用在無線接入技術的高增益天線。

隨著無線通訊產業的快速發展，無線局域網路(WLAN)及全球互通微波存取(WiMAX)的應用也越來越廣泛，因此，具有高增益的天線設計也漸受重視。同時，為了降低製作成本與增加效能，也必須考量其製作方式與結構之改善。台灣公告第TW 542427號專利揭示了一種全向性平面單極天線，其將天線的輻射部和接地部分別貼附於PCB板的正反兩面來減小天線大小，但由於位於接地部之接地點和位於輻射部之饋入點之間形成一微帶傳輸線結構，從而增加該天線在高頻段傳輸的損耗，導致天線性能不夠理想。

在本發明中，提出一種具有高增益的平面複合天線設計，該天線將輻射部和接地部設計在同一平面以提高天線性能，並改變接地部之形狀來減小天線的大小，從而使天線達到小型化高性能之效果。

本發明的目的在於提供一種複合天線，其形成於印刷電路板之上，具有小型化高性能之效果。

為了實現上述目的，本發明複合天線通過以下方式達成：

一種複合天線，其包括：印刷電路板，位於印刷電路板之上表面之輻射金屬線，接地金屬線以及饋線；前述輻射金屬線係自印刷電路板之一端延伸 且包括依次連接的多個子金屬線，該等子金屬線包括直線狀結構和連續彎折的迂迴狀結構，前述直線狀結構與迂迴狀結構係交替設置；前述接地金屬線大體呈“n”字型且位於印刷電路板之上表面之一端；前述饋線係同軸線，其內導體與所述輻射金屬線鄰近所述接地金屬線的一端電性連接，其金屬編織層與所述接地金屬線電性連接。

先前技術相比，本發明具有如下功效：可以減小天線的大小並提高天線的穩定性。

下面結合附圖及較佳實施例對本發明作進一步說明。

100‧‧‧複合天線

1‧‧‧PCB

11‧‧‧上表面

2‧‧‧輻射金屬線

21‧‧‧第一子金屬線

22‧‧‧第二子金屬線

23‧‧‧第三子金屬線

24‧‧‧第四子金屬線

25‧‧‧第五子金屬線

26‧‧‧饋入點

3‧‧‧接地金屬線

31‧‧‧第一接地線

32‧‧‧第二接地線

33‧‧‧接地點

4‧‧‧饋線

41‧‧‧內導體

42‧‧‧內絕緣層

43‧‧‧金屬編織層

44‧‧‧外絕緣層

第一圖為本發明複合天線之立體視圖。

第二圖為本發明複合天線之電壓駐波比圖。

請參照第一圖，本創作複合天線100可工作於WLAN(Wireless Local Area Network，無線局域網)，其包括PCB(Printed Circuit Board，印刷電路板)1、一輻射金屬線2、一接地金屬線3以及饋線4。前述PCB1具有一上表面11。前述輻射金屬線2和前述接地金屬線3均為與PCB1之上表面11上。前述輻射金屬線2主要包括一第一子金屬線21、一第二子金屬線22、一第三子金屬線23、一第四子金屬線24和一第五子金屬線25。前述第一子金屬線21朝向遠離前述接地金屬線3之方向延伸，長度大致為該天線中心操作頻率之1/4波長，且在臨近前述接地金屬線3的最末端設有一天線的饋入點26。前述第二子金屬線22為彎折迂迴狀結構，其承接第一子金屬線21末端且具有至少3次之彎折，其彎折總路徑約為該天線中心操作頻率之1/2波長；前述第三子金屬線23承接第二子金屬線22末端繼續向遠離前述接地金屬線3之方向延伸，其長度大致為該天線中心操作頻率之1/2波長；前述第四 子金屬線24承接第三子金屬線25末端與第二子金屬線22的設置相同，具有至少3次之彎折，其彎折總路徑約為該天線中心操作頻率之1/2波長；前述第五子金屬線25承接第四子金屬線24末端向遠離前述接地金屬線3的方向延伸，其長度大致為中心操作頻率之1/2~3/4波長。

接地金屬線3位於PCB1之上表面11之一端，其相當於複合天線100之接地部。該接地金屬線3外型呈“n”字型，其包括位於鄰近前述輻射金屬線2之第一接地線31以及位於兩側的第二接地線32。前述第一接地線31中設有一接地點33。在本實施例中，第一接地線31的兩端分別與第二接地線32垂直連接，在其他實施例中，第一接地線31可以通過一直線型或圓弧型金屬線與第二接地線32連接。

饋線4為同軸線，其包括電性連接於前述輻射金屬線2上饋入點26之內導體41、包覆在內導體41外的內絕緣層42、與電性連接於前述接地金屬線3上接地點33之金屬編織層43以及包覆在最外面之外絕緣層44。

請參照第二圖，本發明複合天線可工作於無線局域網路之5150MHz至5850MHz的操作頻帶。

本實施例中的輻射金屬線2和接地金屬線3由蝕刻技術形成於PCB1上。當然，本發明也可使用其他介質基板(如FPC)來代替PCB，以達到同樣效果。

100‧‧‧複合天線

1‧‧‧PCB

11‧‧‧上表面

2‧‧‧輻射金屬線

21‧‧‧第一子金屬線

22‧‧‧第二子金屬線

23‧‧‧第三子金屬線

24‧‧‧第四子金屬線

25‧‧‧第五子金屬線

26‧‧‧饋入點

3‧‧‧接地金屬線

31‧‧‧第一接地線

32‧‧‧第二接地線

33‧‧‧接地點

4‧‧‧饋線

41‧‧‧內導體

42‧‧‧內絕緣層

43‧‧‧金屬編織層

44‧‧‧外絕緣層

Claims (13)

1. 一種複合天線，其包括：印刷電路板；接地金屬線，位於印刷電路板之上表面之另一端，大體呈“n”字型；輻射金屬線，位於印刷電路板之上表面，係自印刷電路板之一端延伸，其包括依次連接的多個子金屬線，該等子金屬線包括直線狀結構和連續彎折的迂迴狀結構，前述直線狀結構與迂迴狀結構係交替設置，所述多個子金屬線包括第一子金屬線、第二子金屬線以及第三子金屬線，所述第三子金屬線承接第二子金屬線末端繼續向遠離前述接地金屬線之方向延伸，其長度大致為該天線中心操作頻率之1/2波長；饋線，係同軸線，其內導體與所述輻射金屬線鄰近所述接地金屬線的一端電性連接，其金屬編織層與所述接地金屬線電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之複合天線，其中前述多個子金屬線還包括第四子金屬線與第五子金屬線，所述第一、第三和第五子金屬線為直線狀結構，所述第二和第四子金屬線為連續彎折的迂迴狀結構。
3. 如申請專利範圍第2項所述之複合天線，其中前述輻射金屬線的第一子金屬線沿遠離前述接地金屬線的方向延伸。
4. 如申請專利範圍第3項所述之複合天線，其中前述第一子金屬線的長度大致為該天線中心操作頻率的1/4波長。
5. 如申請專利範圍第4項所述之複合天線，其中前述輻射金屬線的第二子金屬線承接第一子金屬線的末端且具有至少三次之彎折，第二子金屬線的彎折總路徑約為該天線中心操作頻率之1/2波長。
6. 如申請專利範圍第5項所述之複合天線，其中前述第四子金屬線承接第三 子金屬線末端與第二子金屬線的設置相同，具有至少三次之彎折，其彎折總路徑約為該天線中心操作頻率之1/2波長。
7. 如申請專利範圍第6項所述之複合天線，其中前述第五子金屬線承接第四子金屬線末端向遠離前述接地金屬線之方向延伸，其長度大致為中心操作頻率之1/2~3/4波長。
8. 如申請專利範圍第1項所述之複合天線，其中前述輻射金屬線和前述接地金屬線由蝕刻技術形成於前述印刷電路板上。
9. 如申請專利範圍第7或8項所述之複合天線，其中前述輻射金屬線上靠近前述接地金屬線之末端設有一與前述饋線之內導體電性連接之饋入點。
10. 如申請專利範圍第9項所述之複合天線，其中前述接地金屬線上靠近前述輻射金屬線處設有一與前述饋線之金屬編織層電性連接之接地點。
11. 如申請專利範圍第1項所述之複合天線，其中前述接地金屬線包括鄰近前述輻射金屬線之第一接地線以及一對分別位於第一接地線兩側之第二接地線。
12. 如申請專利範圍第11項所述之複合天線，其中前述第二接地線分別與第一接地線垂直連接。
13. 如申請專利範圍第11項所述之複合天線，其中前述第二接地線分別通過一直線型或圓弧型金屬線與第一接地金屬線連接。