专利名称：平面螺旋双频天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种螺旋双频天线，特别涉及一种以平面化螺旋结构达成双频功能的平面螺旋双频天线。
一般以金属线条卷设而成的螺旋线圈为主要的天线形式，此类螺旋天线(helix antenna)在线圈直径、线圈材料、圈距及总长度等各方面均会影响到所设定的功能。但不论如何，螺旋天线仍是被广泛采用及相当稳定的收发讯天线结构。而配合现今通讯器材所需，此类螺旋天线更可通过各种不同结构设计来构成不同的谐振频率(resonance frequency)。如日本专利1997-320748号，即在一外套管内部设有螺旋线圈，并可由管外伸入一调整件(adjusting member)，以该调整件的不同伸入长度决定其谐振频率。另，英国专利第2,206,243号则在一螺旋线圈中伸入一线状导体(linearconductor)来构成双频(dual-frequeney)天线。但此类螺旋天线的缺点则是以立体化而占据较大体积，对于近代小型化或必需使用内置式天线的通讯器材(如移动电话或携带式电脑)，难以确切适用。
就此，乃有各种小型化及平面化的微片天线(microstrip antenna)被逐渐研发出来。但早期的微片天线，如揭示于美国专利第3,921,177号及3,810,183号，通常是由圆形或长方形薄金属片所组成，其与接地间填充介电物质，此类微片天线一般仅容许较窄的频宽。而美国专利申请号07/695686号则提供了一种可改善早期微片天线的多角式螺旋型微片天线，其频宽可接近于一般的定阻抗螺旋天线。但此种微片天线缺点则是在低频时，天线直径将变得相当大，而不适使用于近代的随身携带式的通讯器材上。
就此，美国申请号07/798700号(台湾专利第81108896)号则提供了一种缩小并为宽频的微片天线，但是其螺旋式天线元件设于一分离的接地板上，并于其间设有特定厚度的介电材料及负载材料，除了整个天线尺寸仍然难以进一步缩小外，其收发讯功能亦较逊于螺旋天线。
本实用新型的目的是要提供一种平面螺旋双频天线，能以平面化螺旋结构达成双频天线功能。
本实用新型的目的是这样实现的一种平面螺旋双频天线，主要包括一电路板，其特征在于该电路板上下表面分别设有彼此以设定间距分开设置的多个微带线段，该等以相对斜状设置于电路板上下表面的微带线段相对端点以灌孔形成电气连接；该多个微带线段的一面最上端于以加截，另面最下端则成为馈出点。
该微带线段的线宽为50欧姆微带印刷线的宽度，并使两两微带线段间的间距为微带线段宽度的四倍。
该平面螺旋天线为1/2λ设计，其总电长度符合以下公式λe=λ∈γ]]>。
该天线加载的宽度为微带线段宽度的两倍，长度则为1/20λ。
本实用新型于一电路板的上下表面分别设有相对应的微带线段，使此等正反面微带线段可彼此搭配构成一螺旋状天线，而其每一构成线段相对端点则能以灌孔(through hole)予以电气连接；同时并于其微带线段最上端进行加载(top loading)，配合线段间距设定，而能使同一平面微带线以耦合方式形成高频谐振点，而正反两面微带线段的相接则能以其总电长度形成低频谐振点，从而达到平面化螺旋结构达成双频天线功能的目的。
本实用新型结构简单，是一种平面螺旋双频天线，通过线段间距及天线加载变化以形成功能优异、平面及小型化的双频效应天线，而具实用性。
以下结合附图进一步说明本实用新型的技术方案和实施例。
图1是本实用新型较佳实施例立体图；图2是图1的正面图；图3是图1的反面图；图4是图1灌孔部分的放大断面剖视图。
请参阅图1、2、3所示，在如图的较佳实施例中，本实用新型设有一适当大小面积及厚度的电路板10，其含有上表面11(即正面)及下表面12(即反面)，而可于该上、下表面11、12共同构成一平面螺旋微带天线。
于图示实施例中，电路板10正面11具有三条以设定间距分开的右斜微带线段22、24、26，而其反面12则设有三条与其相对应的左斜微带线段21、23、25，该微带线段共同组成一平面螺旋微带天线。而该正面微带线段22、24、26及反面微带线段21、23、25的连接方式则是使其相对线端以多个灌孔30(through hole)予以衔接。举例而言，正面第一线段22的右下线端220与反面第一线段21的右上线端210以灌孔30形成电气连接；而该正面第一线段22的左上线端222则与反面第二线段23的右下线端230以另一灌孔30电气连接，如此不断衔接而共同构成该平面螺旋微带天线。
如图4所示，依现有的可行制造程序中，上述灌孔30是可在电路板10上制出通孔后，以电镀或涂敷方式于该通孔进行金属涂层，而可将电路板10正、反面11、12的微带线段21及22、22及23、23及24、24及25、25及26形成电气连接。
上述平面天线的线宽A(正面及反面)以50欧姆微带印刷线的宽度为主，同一平面(即正面11或反面12)两两微带线段间的距离B为微带线段21、22、23、24、25、26宽度的四倍为最适宜。
本实用新型将螺旋天线平面化，天线本身的电长度将因介电常数不同而有所变化。当本实用新型采用1/2λ设计，其总电长度会比一般螺旋天线短，主要是因为 由于一般螺旋天线的线间介质为空气，本实用新型则为电路板10，空气的介电常数小于电路板，使本实用新型的总电长度会短于一般螺旋天线的总电长度。
依上述平面螺旋天线的顶端可予以加载90(top loading)，而其底端91则作为馈出点。该加载90依图示实施例设于正面微带线段26的左上端，而其馈出点91则设于反面微带线段21的左下端。此一天线加载可造成电容效应，以减少天线本身的电感性，使天线的频宽增加，并减小天线的电长度。上述天线加载90的宽度为微带线段宽度A的两倍，其长度则可为1/20λ。
本实用新型同一平面(正面11或反面12)的各微带线段22、24、26及21、23、25能以耦合方式形成高频谐振点；而在正、反两面11、12微带线段相接，则能以总长度形成低频谐振点。通过此种微带线段线间间距及天线加载的变化即可形成此种功能优异，平面及小型化的双频效应天线。
以上所举实施例仅用为方便例示说明本实用新型，在不离本实新型精神范畴，熟悉此一行业者所可作的各种简易变形与修饰，均仍应含括于本实用新型申请专利范围中，现依法提出实用新型专利申请。
权利要求1.一种平面螺旋双频天线，主要包括一电路板，其特征在于该电路板上下表面分别设有彼此以设定间距分开设置的多个微带线段，该等以相对斜状设置于电路板上下表面的微带线段相对端点以灌孔形成电气连接；该多个微带线段的一面最上端于以加截，另面最下端则成为馈出点。
2.如权利要求1所述的平面螺旋双频天线，其特征在于该微带线段的线宽为50欧姆微带印刷线的宽度，并使两两微带线段间的间距为微带线段宽度的四倍。
3.如权利要求1所述的平面螺旋双频天线，其特征在于该平面螺旋天线为1/2λ设计，其总电长度符合以下公式λe=λ∈γ]]>。
4.如权利要求1所述的平面螺旋双频天线，其特征在于该天线加载的宽度为微带线段宽度的两倍，长度则为1/20λ。
专利摘要一种平面螺旋双频天线,主要包括一电路板,其特征是该电路板上下表面分别设有彼此以设定间距分开的多个微带线段,该等以相对斜状设置于电路板上下表面的微带线段相对端点以灌孔形成电气连接;该多个微带线段的一面最上端进行加载,另面最下端则成为馈出点,依上述同一平面各微带线段耦合形成高频谐振点,正反两面相接以总长度形成低频谐振点,通过线段间距及天线加载变化以形成功能优异、平面及小型化的双频效应天线,而具实用性。
文档编号H01Q11/08GK2465339SQ0026772
公开日2001年12月12日 申请日期2000年12月26日 优先权日2000年12月26日
发明者陈一峰 申请人:耀登科技股份有限公司