专利名称：微带双频带天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微带双频带天线，特别涉及一种可以在工业、科学及医疗(ISM)频带获得适合通信终端的回波损耗及电压驻波比(VSWR)的微带双频带天线，该微带双频带天线可以获得良好的辐射图，而且其尺寸可以小型化，并可以以小型状态安装于各种无线电通信设备上。
然而，在现有技术中存在这样的缺点微带天线不能适当地解决由通信终端的小型化和设计所带来的问题，而且在双频带天线中扩展带宽存在固有的困难。特别是，由于大多数现有天线是外装于通信终端上，要应用阻抗匹配电路，因而增加了工序数量和制造成本。
为了达到本发明的上述目的，提供一种微带双频带天线，包括一个馈线孔，该馈线孔设定在一个形状为四边形棱柱的绝缘体的横向中间部分，该中间部分与绝缘体的一端相邻；一个形成于绝缘体上表面及部分下表面的辐射贴片线，该贴片线置于馈线孔的周围，然后以第一预定距离向绝缘体的另一端延伸，此时辐射贴片线的第一宽度与馈线孔直径一致，以第二预定距离向绝缘体的另一端延伸，并环绕绝缘体的所述另一端，此时第二宽度与该绝缘体的宽度一致；一个形成于绝缘体下表面并与该辐射贴片线不相连的接地线，该接地线向绝缘体的一端延伸，此时接地线的宽度为与绝缘体宽度一致的第二宽度；一对形成于绝缘体下表面的带状线，每个带状线直接确定了一个L形的结构，并从与馈线孔不相连的位置向绝缘体的另一端延伸；以及一对设置于绝缘体上且分别位于馈线孔两边的连接孔，以合适的材料电镀该对连接孔。
图5示出了根据本发明的微带双频带天线的仰视图；图6示出了根据本发明的微带双频带天线中的频率和回波损耗之间的关系；图7示出了根据本发明的微带双频带天线中的频率与电压驻波比之间的关系；图8示出了根据本发明的微带双频带天线的史密斯圆图；以及图9示出了根据本发明的微带双频带天线的辐射图。
随着无线电通信技术的发展，外部和内部无线电通信网络已遍布世界各地。为了确保在不受无线电干扰的情况下有效地利用有限的无线电波资源，国际上和各国国内都制定了相关的法规。因此，只要频率、输出等方面的技术条件符合政府的设置，就可以无需单独的政府许可而建立的无线电台频带已经引起了极大的关注。在这些频带中，所述的ISM频带的目的是用于工业、科学及医学。
所述的ISM频带是由国际电讯协会(ITU)在国际上规定的。在ISM频带中，有十个频带分配给了韩国，包括6.765～6.795MHz，13.553～13.567MHz，26.957～27.283MHz，40.66～40.70MHz，2.40～2.50GHz，5.725～5.875GHz，24.00～24.25GHz，61.00～61.50GHz，122.00～123.00GHz，244.00～246.00GHz。
运行于这些频率范围的ISM设备被设计成产生并应用，用于工业(不包括电子和通信工业)、科学及医学目的或类似目的的射频(RF)能量。
从二十世纪九十年代开始，在以美国为中心的北美地区，采用一种对其他无线电设备不产生干扰的展布频谱方法的无线通信终端，可以在不取得单独许可的条件下，运行在ISM频带的一些频率范围内。因而，所述无线通信终端能够应用于无线电话、蓝牙协议使能的装置以及无线LAN等。而且，在韩国，通讯公司及制造商等对ISM频带的利用的关注逐渐增长。
本发明涉及一种微带双频带天线10，它能可靠地用于ISM频带。以下给出关于该微带双频带天线的详细说明。
图1示出了根据本发明的包括馈电电缆20的微带双频带天线10的透视图。微带双频带天线10包括一个形状为四边形棱柱的绝缘体11。一个辐射贴片线13直接形成于绝缘体11的上表面，接地线14形成于绝缘体11的下表面。图2单独示出了根据本发明的微带双频带天线10的透视图。在该优选实施例中，绝缘体11的长度L为48.5mm，宽度W为8mm，高度H为1mm。图3示出了根据本发明的微带双频带天线10下部的透视图。通过省略画出或用虚线画出绝缘体11的轮廓，可以确定双频带天线10下部的外观。
图4示出了根据本发明的微带双频带天线10的俯视图，该图清楚地说明了辐射贴片线13，图5示出了根据本发明的微带双频带天线10的仰视图，该图清楚地说明了接地线14。
如图1至图5所示，根据本发明所述的微带双频带天线10包括由环氧树脂制成的绝缘体11。如上所述，辐射贴片线13直接形成于绝缘体11的上表面，并且接地线14形成于绝缘体11的下表面。
如上所述，在本发明的这个优选实施例中，四边形棱柱状的绝缘体11的长度L为为48.5mm，宽度W为8mm，高度H为1mm。馈线孔12设置于四边形棱柱状的绝缘体11横向的中间部分，并与绝缘体11的一端相邻。
具体而言，辐射贴片线13形成于绝缘体11上表面及部分下表面，该贴片线13置于馈线孔12的周围，当以第一预定距离向绝缘体11的另一端延伸时，延伸部分的第一宽度与馈线孔12的直径一致，并且以第二预定距离向绝缘体11的另一端延伸并环绕绝缘体11的所述另一端，延伸部分的第二宽度与绝缘体11的宽度W一致。
接地线14形成于绝缘体11的下表面，接地线与辐射贴片线13不相连，并向绝缘体11的一端延伸，延伸部分的宽度为与绝缘体11宽度W一致的第二宽度。一对带状线15形成于绝缘体11的下表面，每个带状线直接确定了一个L形的结构，并从与馈线孔12不相连的位置向绝缘体11的另一端延伸。
此外，一对连接孔16设置于绝缘体11上，且分别位于馈线孔12的两边，并以合适的材料电镀该对连接孔16。
同时，考虑到用于ISM频带的印刷电路板(图中未示出)尺寸的限制，在根据本发明的微带双频带天线10中，在绝缘体11上设置了一个电缆通道17，该电缆通道17从馈线孔12延伸到绝缘体11的一端，以使馈电电缆20易于收容在电缆通道17中，并与馈线孔12相连接。
根据上述的结构，由于可以获得2GHz及5GHz频带的特性，因此根据本发明的微带双频带天线10能可靠地运行于ISM频带。下面结合图6至图9详细说明根据本发明的微带双频带天线10的特性。
在现有技术中，就其固有特性而言，微带多层天线属于谐振天线，由于它的频宽减少到百分之几，而且辐射增益低，这样就会产生一些缺点。由于这种低辐射增益，多个贴片必须依次排列或堆叠，从而天线的尺寸和厚度就不能减小。
然而，在本发明中，微带双频带天线10具有宽频宽及降低的漏电流，由此可以获得高辐射增益。特别是，由于电压驻波比得到改进，而且天线尺寸减小，从而有可能使各种无线电通信设备小型化。
图6示出了根据本发明的一个实施例的微带双频带天线10中的频率和回波损耗之间的关系。
如图6所示，根据本发明的微带双频带天线10的业务频带实现了用于ISM的双频带，包括2.40000～2.48350GHz(参见标记1～标记2)和5.15000～5.82500GHz(参见标记3～标记4)。
图7示出了根据本发明的微带双频带天线10中的频率与电压驻波比之间的关系。从图7中容易看出，在ISM的工作频带，以50Ω的谐振阻抗可获得1∶1.6923～1.7793及1∶1.3860～1.7623的最大电压驻波比。
也就是说，若假设微带双频带天线10中的理想电压驻波比值是1，则在包含于ISM频带的标记1处，以2.40000GHz的频率可以获得1.7793的电压驻波比，在标记2处，以2.48350GHz的频率可以获得1.6923的电压驻波比。此外，在标记3处，以5.15000GHz的频率可以获得1.7623的电压驻波比，在标记4处，以5.82500GHz的频率可以获得1.3860的电压驻波比。因此，易于理解，在ISM频带中，以50Ω的谐振阻抗可以获得很好的电压驻波比。
图8示出了根据本发明的微带双频带天线10的史密斯圆图。
如图8所示，当以50Ω的谐振阻抗作为ISM频带中的参考值时，在标记1处，以2.40000GHz的频率可以获得36.215Ω的谐振阻抗，在标记2处，以2.48350GHz的频率可以获得39.107Ω的谐振阻抗。同样，在标记3处，以5.15000GHz的频率可以获得55.316Ω的谐振阻抗，在标记4处，以5.82500GHz的频率可以获得37.037Ω的谐振阻抗。结果，在ISM频带中，实现了范围在36.215～39.107Ω及37.037～55.316Ω的全部谐振阻抗。因此，本发明的微带双频带天线10能可靠地运行于双频带状态。
图9示出了根据本发明的微带双频带天线10的辐射图。在图9中，当在消音室中测定辐射图时，获得的辐射图为全方向辐射图。因此，可以不考虑方向而实现信号的发射和接收，由此可有效解决涉及方向的问题。这时，对根据本发明的微带双频带天线10的测定是在无电干扰的消音室内或在前后50米内无障碍的区域内进行的。在此，本发明的测定是在消音室中进行的。通过在主电场表面和主磁场表面上测定每个标记点的辐射图，可以发现，在主电场表面上和主磁场表面上以每个测量频率测定的辐射图都显示了全方向的特征。因此，根据本发明的微带双频带天线适于作为ISM频带信号的发送和接收天线。
如上所述，显然可知，根据本发明的微带双频带天线在ISM频带的回波损耗可以达到不高于-10dB。在ISM的一个运行频带内可获得1∶1.6923～1.7793及1∶1.3860～1.7623的足够电压驻波比。在ISM频带可获得36.215～39.107Ω及37.037～55.316Ω的谐振阻抗。辐射图可在全方向实现的。而且，由于考虑到印刷电路板尺寸的限制而设置了一个电缆通道，以使馈电电缆可收容在电缆通道中并与馈线孔连接，由此根据本发明的微带双频带天线易于应用于ISM频带。
特别地，根据本发明的微带双频带天线提供以下方面的优势因为可以实现双频带，漏电流得以减小，从而获得高增益，而且改善了电压驻波比，并能够以小型化状态安装于各种无线电通信设备上。
尽管本发明已经参照附图和优选实施例进行了说明，但是，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。本发明的各种更改，变化，和等同物由所附的权利要求书的内容涵盖。
权利要求
1.一种微带双频带天线，包括一个馈线孔，所述馈线孔设定在一个形状为四边形棱柱的绝缘体的横向中间部分，所述中间部分靠近绝缘体的一端；一个辐射贴片线，所述辐射贴片线形成于所述绝缘体的上表面及部分下表面，以使所述辐射贴片线置于馈线孔的周围，以第一预定距离向绝缘体的另一端延伸，在所述第一预定距离内辐射贴片线的第一宽度与所述馈线孔的直径一致，以第二预定距离向所述绝缘体的另一端延伸，延伸时环绕绝缘体的所述另一端，在所述第二距离内辐射贴片线的第二宽度与所述绝缘体的宽度一致；一个接地线，所述接地线形成于绝缘体的下表面，与所述的辐射贴片线不相连，以使所述接地线向所述绝缘体的一端延伸，延伸部分的第二宽度与所述绝缘体的宽度一致；一对带状线，所述带状线形成于所述绝缘体的下表面，使每个带状线直接确定一个L形的结构，并从与所述馈线孔不相连的位置向所述绝缘体的另一端延伸；以及一对连接孔，所述连接孔设置在绝缘体上，且分别位于所述馈线孔的两端，所述连接孔应以合适的材料电镀。
2.根据权利要求1所述的微带双频带天线，还包括一个电缆通道，所述电缆通道设置在所述绝缘体上，从所述馈线孔向所述绝缘体的一端延伸，以使馈电电缆可收容于所述电缆通道。
全文摘要
本发明披露了一种微带双频带天线。该微带双频带天线包括一个馈线孔，馈线孔设定在一个形状为四边形棱柱的绝缘体的横向中间部分；一个辐射贴片线，形成于绝缘体的上表面及部分下表面，使辐射贴片线置于馈线孔的周围；一个接地线，形成于绝缘体的下表面，与辐射贴片线不相连；一对带状线，形成于绝缘体的下表面，使每个带状线直接确定一个L形的结构，并从与馈线孔不相连的位置向绝缘体的另一端延伸；以及一对连接孔，设置在绝缘体上，且分别位于馈线孔的两端。
文档编号H01Q13/08GK1459886SQ0212867
公开日2003年12月3日 申请日期2002年8月12日 优先权日2002年5月15日
发明者白锡铉, 金镇明, 金柄国, 程大炫, 姜荣兆, 权赫柱 申请人:株式会社可桑信息技术