宽频多条补片天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及于天线，且特别地，本发明涉及多层补片天线。
【背景技术】
[0002]本文中所提供的【背景技术】是为了大体上呈现本发明的背景。【背景技术】中在一定程度上描述的本发明者的作品以及不可在申请时以其他方式用作【背景技术】的描述的态样未明确且未隐含地被确认为与本发明相悖的【背景技术】。
[0003]无线通信需要使用天线来发射及接收电磁信号。若干天线类型可用于各种目的且一类型或另一类型的天线的选择通常取决于天线的特定应用。为选择天线，可评估及比较该天线的各种操作特性以判定提供最多益处或最适合于一特定应用的天线的类型。
[0004]有时，具有特定应用的所有或大多数所要操作特性的天线可能并不存在，而可存在具有适宜及不适宜态样的不同组合的若干天线。例如，具有低轮廓及宽频宽的小型天线一般最适合于现代无线通信。微带或补片天线为能够与诸多电子器件容易地整合的相对较便宜天线。尽管补片天线可具有低轮廓的特征，但其相对较大尺寸(约半个波长)及窄频宽(约5%)会成为其用于一些无线应用中的障碍因数。然而，已开发各种技术以显著减小补片天线的尺寸。例如，可藉由缩短补片天线的一个边缘及/或使补片天线本身折迭而达成其原始尺寸减小四分之一。不幸的是，依此方式减小补片天线的尺寸亦会显著减小其频宽(例如1.3%比例频宽)。因此，既有补片天线的频宽太窄以无法实际用于短至适中范围的无线通信系统(诸如无线麦克风、无线监听系统、区域无线资料网路、无线医疗器件)中。
【发明内容】
[0005]本文中描述提供用于无线系统中的天线的示例性装置及方法。在一示例性实施例中，该天线包含主补片、寄生补片及接地平面，该接地平面具有自该接地平面延伸的接地条。该主补片包含第一条及第二条，其中该主补片的该第一条的至少一部分定位于该接地条上方且与该接地条形成第一辐射边缘，及该主补片的该第二条的至少一部分定位于该接地条下方且与该接地平面形成第二辐射边缘。该寄生补片沿该主补片的非辐射边缘的至少一部分耦合至该主补片。该寄生补片包含第一条及第二条，其中该寄生补片的该第一条的至少一部分布置于该接地条上方及该寄生补片的该第二条的至少一部分布置于该接地条下方。
[0006]若期望，则天线可包含直接耦合至寄生补片及接地条的调谐条。天线可进一步包含位于第一平面中的主补片的第一条的至少一部分及寄生补片的第一条的至少一部分，及位于第二平面中的主补片的第二条的至少一部分及寄生补片的第二条的至少一部分，其中该第一平面与该第二平面是不同的且该第一平面可平行于或可不平行于该第二平面。另夕卜，第二寄生补片可沿主补片的第二非辐射边缘的至少一部分耦合至主补片。该第二寄生补片包含第一条及第二条，该第二寄生补片的该第一条的至少一部分布置于接地条上方及该第二寄生补片的该第二条的至少一部分布置于接地条下方。主补片、第一寄生补片及第二寄生补片各包含一长度及一宽度。主补片、第一寄生补片及第二寄生补片的长度可相同或不同，及主补片、第一寄生补片及第二寄生补片的宽度可相同或不同。
[0007]天线的另一示例性实施例可包含可挠性印刷电路板，该可挠性印刷电路板包含主补片及第一寄生补片与第二寄生补片的一或两者。该可挠性印刷电路板围绕接地条及加强件折迭以支撑该可挠性印刷电路，且可附接至一或多个支撑件。天线的替代性实施方案可包含多个印刷电路板，其中第一印刷电路板包含主补片的第一条及第一寄生补片与第二寄生补片的一或两者的第一条，第二印刷电路板包含接地条，及第三印刷电路板包含主补片的第二条及第一寄生补片与第二寄生补片的一或两者的第二条。第一连接器将主补片的第一条可操作地耦合至主补片的第二条，及第二连接器将寄生补片的第一条可操作地耦合至寄生补片的第二条。若使用第二寄生补片，则第三连接器可操作地耦合第二寄生补片的第一条与第二条。一或多个间隔件及一或多个支撑件可用于分离及配置呈分层低轮廓组态的该第一印刷电路板、该第二印刷电路板及该第三印刷电路板。
[0008]一额外示例性实施例针对提供用于无线系统中的天线。方法包含:提供自接地平面延伸的接地条；及提供包含第一条及第二条的主补片。该方法将该主补片定位于该接地条周围，其中该主补片的该第一条的至少一部分定位于该接地条上方且与该接地条形成第一辐射边缘，及该主补片的该第二条的至少一部分定位于该接地条下方且与该接地平面形成第二辐射边缘。该方法沿该主补片的非辐射边缘的至少一部分将寄生补片耦合至该主补片，其中该寄生补片包含第一条及第二条，且其中该寄生补片的该第一条的至少一部分定位于该接地条上方及该寄生补片的该第二条的至少一部分定位于该接地条下方。该方法提供藉由执行以下步骤的一个或多个而调整天线的频宽:将调谐条附接于该寄生补片与该接地条之间；改变该调谐条的尺寸；改变该寄生补片与该接地条之间的该调谐条的一位置；改变馈送接针的位置；将该主补片直接耦合至该寄生补片；将该主补片间隙耦合至该寄生补片；调整经间隙耦合的主补片与寄生补片之间的空间关系；维持该主补片的该第一条与该主补片的该第二条之间的恒定空间关系；维持该寄生补片的该第一条与该寄生补片的该第二条之间的恒定空间关系；变动该主补片的该第一条的至少一部分与该主补片的该第二条的至少一部分之间的空间关系；变动该寄生补片的该第一条的至少一部分与该寄生补片的该第二条的至少一部分之间的空间关系；变动该主补片的该第二条的至少一部分与接地平面之间的空间关系；将该主补片的宽度修改成不同于该寄生补片的宽度；及将该主补片的长度修改成不同于该寄生补片的长度。
【附图说明】
[0009]图1A及图1B是示出宽频多条天线的一示例的透视图。
[0010]图2A是示出图1A及图1B中所展示的示例性宽频多条天线的透视图，其中醒目示出驱动条或主补片。
[0011]图2B是示出图1A及图1B中所展示的示例性宽频多条天线的透视图，其中醒目示出馈送接针。
[0012]图3是示出图1A及图1B中所展示的示例性宽频多条天线的透视图，其中醒目示出接地条。
[0013]图4A是示出图1A及图1B中所展示的示例性宽频多条天线的透视图，其中醒目示出两个寄生补片的一者。
[0014]图4B是示出图1A、图1B及图4A中所展示的示例性宽频多条天线的透视图，其中醒目示出两个寄生补片的另一者。
[0015]图5是示出图1A及图1B中所展示的示例性宽频多条天线的透视图，其中醒目示出(若干)调谐条或(若干)当前修改条。
[0016]图6A是图1A及图1B中所展示的示例性宽频多条天线的平面图。
[0017]图6B是图6A中所展示的示例性天线的左侧正视图。
[0018]图6C是沿横截面线6C-6C取得的图6A中所展示的示例性天线的前侧正视图。
[0019]图6D是图6A中所展示的示例性天线的右侧正视图。
[0020]图7A及图7B是宽频多条天线的一示例性实施例的透视图。
[0021]图8A至图8C是宽频多条天线的另一示例性实施例的透视图。
[0022]图9A至图9C是宽频多条天线的另一示例性实施例的各种视图。
[0023]图10是展示宽频多条天线的若干示例性实施例的天线尺寸的表格。
[0024]图11是展示宽频多条天线的若干示例性实施例的各种天线效能参数的表格。
[0025]图12是示例性宽频多条天线的电压驻波比(VSWR)对频率的曲线图。
[0026]图13是示出示例性宽频多条天线的接地平面间隔的逐渐增大的效应的VSWR对频率的曲线图。
[0027]图14A是自由空间中的示例性天线及安装于金属表面上的该示例性天线的VSWR对频率的曲线图。
[0028]图14B是自由空间中操作的图14A的示例性天线及安装于金属表面上的该示例性天线的辐射场型的极座标图。
[0029]图15A是自由空间中操作的根据本发明的教示而组装的另一示例性天线及安装于金属表面上的该示例性天线的VSWR对频率的曲线图。
[0030]图15B是自由空间中操作的图15A的示例性天线及安装于金属表面上的该示例性天线的辐射场型的极座标图。
[0031]为了说明及便于绘示，应了解:图中已以阴影线及/或隐藏线描绘天线的若干示例性实施例的某些部分，其可呈现于或可不呈现于其他对应视图及/或图中。
【具体实施方式】
[0032]所揭示的装置及方法提供一种用于现代无线应用中的低轮廓的小型化宽频天线。一般而言，多层多条组态用于克服补片天线设计中的尺寸减小与频宽加宽之间的已知冲突。特定而言，所揭示的装置及方法并入具有两个辐射边缘的折迭主补片、耦合至该主补片的一或多个寄生补片及/或耦合于一或多个寄生条与接地平面之间的一或多个短路条的各种组合以达成沿所有维度的尺寸的显著减小及比例频宽相对于常见补片天线的显著加宽。
[0033]图1至图6大体上描绘示例性宽频多条天线100。更具体地，图1A及图1B描绘包含天线区块I1及接地平面106的天线100。天线区块110包含围绕自接地平面106延伸的接地条102 (于图3中醒目示出)定位的主补片101 (于图2A中醒目示出)。图2A及图2B中所展示的馈送接针203延伸穿过接地平面106中的开口(参阅图6B、图6C及图6D)且耦合至主补片101以转移来自天线区块110的能量或将能量转移至天线区块110。
[0034]天线区块110进一步包含沿主补片101的第一非辐射边缘的至少一部分耦合至