专利名称：倒e型平板天线的制作方法
技术领域：
本实用新型关于一种平板天线，特别是一种倒E型平板天线。
背景技术：
天线是传送、接收电磁波的窗口，必须经过特别的设计，使得发射端的射频能量以电磁波的方式有效地向空中辐射，或者截取空中电磁波能量转变为接收端有用的射频信号，因此天线设计的好坏直接关系到无线传输的实际效能。
目前众多天线中有一种为称为倒F型的行板天线(Planar Inverted FAntenna，PIFA)，PIFA天线是以其侧面结构与倒反的英文字母F外观雷同而命名。PIFA天线的操作长度只有四分之一波长(λ/4)，但接地部约为二分之一波长(λ/2)。另一方面，由于PIFA天线只需利用金属导体配合适当的馈入及天线短路到接地面的位置，故其制作成本低，而且可以直接与PCB电路板焊接在一起。
一种已揭露的结构其外观示意图如图1所示，包括有辐射端11、短路端12以及接地部13，透过一信号线14连接辐射端11与接地部13。射频信号(电压)由信号线14传输至辐射端11、或由辐射端11传输至信号线14，短路端12则连接到接地部13，信号最后会由辐射端11传至短路端12，最后再传至接地部13。
PIFA天线的金属导体可以使用线状或是片状，在图1中所示为片状，若以金属片状制作则可设计为SMD组件来焊接在电路板上达到隐藏天线的目的。
此时为了支撑金属片(即辐射端11)不与接地金属面(即接地部13)产生短路，通常会在辐射端11与接地部13之间加入一绝缘介质15，例如海绵，以支撑辐射端。
这种需要海绵固定辐射端11的PIFA天线结构，存在一些亟待克服的技术问题。首先，海绵或绝缘介质将吸收电波能量，使得不论传送或接收的信号将有损耗，使得天线的增益(gain)降低，此外，因为利用海绵做为支撑结构，在制程上需额外多一道手续，并且增加成本。另外，请参考图4所示，为PIFA天线平放的水平面场型图，观察图中可以发现中间的部分凹陷下去，场型图并非十分完美。另外，若其基频为f，此种天线结构其下一个谐振频率(harmonic)为三倍频3f，不适用于某些双频的状况，例如目前900MHz与1800MHz的频段。
发明内容
鉴于以上的问题，本实用新型的主要目的在于提供一种倒E型平板天线，解决上述的问题。
为达上述目的，本实用新型所揭露的倒E型平板天线，包括有一辐射端、一第一短路端、一第二短路端以及一接地部，透过一信号线连接辐射端与接地部，信号线与一信号源相接。射频信号(电压)由信号线传输至辐射端、或由辐射端传输至信号线。第一短路端与第二短路端则连接到接地部，用以将辐射端支撑于接地部之上，并改变天线的特性，辐射端与接地部的长度约略相同，在此设计的下，天线的操作长度为二分之一波长(λ/2)。
根据上述所揭露的倒E型平板天线，与倒F型平板天线相较，其所占空间没有变大，因PIFA其接地部亦为λ/2，且其下一个共振频率为二倍频，可以适用于双频的情形。另外，因极化方向不同而可有不同的应用。
图1为倒F型平板天线的外观示意图；图2为本实用新型所揭露的倒E型平板天线的外观示意图；图3为本实用新型所揭露的倒E型平板天线的第二实施例的外观示意图；图4为倒F型平板天线水平放置时的水平面场型图(E-plane)；图5为倒F型平板天线垂直放置时的水平面的场型图(H-plane)；图6为本实用新型所揭露的倒E平板天线水平放置时的水平面的场型图(H-plane)；图7为本实用新型所揭露的倒E平板天线垂直放置时的水平面的场型图(E-plane)。
具体实施方式
本实用新型所以将本实用新型所揭露的天线结构称为倒E型平板天线，因其侧面结构与倒反的英文字母E外观雷同而命名。
请参考图2为本实用新型所揭露的倒E型平板天线的外观示意图，包括有一辐射端11、一第一短路端12A、一第二短路端12B以及一接地部13，透过一信号线14连接辐射端11与接地部13，信号线14与一信号源相接。射频信号(电压)由信号线14传输至辐射端11、或由辐射端11传输至信号线14。
第一短路端12A与第二短路端12B则连接到接地部13，用以将辐射端11支撑于接地部13上，并改变天线特性，与现有技术相较，不需要以海绵做为支撑，仅需在制作短路端的制程时一同完成即可，简化了制造上的程序与降低成本。
如图所示，辐射端11与接地部13的长度约略相同，在此设计的下，天线的操作长度为二分之一波长(λ/2)。
本实用新型并非直接如图1所示，以辐射端11右侧(图式方向)直接加一短路端连接至接地部，因为如此的设计会导致辐射端的基频直接变成原来的两倍，而无法适用于原来天线所适用的产品。
因此，采取将第一短路端12A与第二短路端12B连接到接地部13的设计方式，使得其基频与原来的PIFA天线相同。
本实用新型所揭露的倒E型平板天线，除了解决制程上的不便外，与现有的倒F型平板天线相较，具有更好的效果。首先，参考图6，为本实用新型所揭露的倒E平板天线的平放时的水平面的场型图(H-plane)，其极化方向为垂直(vertical)，与图4的倒F型平板天线水平放置时的水平面的场型图(E-plane)，相较可以发现其极化方向为水平(horizontal)，中间凹陷的部分被大幅的改善，且增益也增加，证明本实用新型的天线具有较佳的效果，且极化方向与PIFA相反，因此可有不同的应用。
另一比较例请参考图7，为本实用新型所揭露的倒E平板天线垂直放置时的水平面的场型图(E-plane)其极化方向为水平(Horizontal)，与图5的倒F型平板天线的垂直放置时的水平面的场型图(H-plane)与其极化方向垂直。因倒E先线与倒F天线，不管直放或是平放，其极化方向皆相反，因此可在应用上更有弹性，例如因空间限制，在放置隐藏式天线时，只能平放(直放)，但极化方向需有垂直极化(水平极化)，才可有较佳的接收，此时PIFA便不适合，而需采用PIEA，且其效果亦较佳。
续请参考图3，为本实用新型的第二实施例。
第二实施例所示的倒E型平板天线，直接焊接在印刷电路板上，其包括有一辐射端11、一第一短路端12A、一第二短路端12B以及一接地部13，透过一馈入端16连接辐射端11。射频信号(电压)由印刷电路板上的射频输出端(RF output)馈入至馈入端16再传输至辐射端11、或由辐射端11传输至馈入端16再传输至射频输出端。
第一短路端12A与第二短路端12B则连接到接地部13，用以将辐射端11支撑于接地部13之上，与现有技术相较，不需要以海绵做为支撑，仅需在制作短路端的制程时一同完成即可，简化了制造上的程序与降低成本。
如图所示，辐射端11与接地部13之长度约略相同，在此设计下，天线的操作长度为二分之一波长(λ/2)。
根据上述所揭露的倒E型平板天线，与倒F型平板天线相较，其所占空间没有变大，且其下一个共振频率为二倍频，可以适用于双频的情形。另外，极化方向不同，因此应用上有较好的选择。
本实用新型所揭露的倒E型平板天线，以结构上的改变，达到制程上的便利，并且改变极化方向，使得天线有更好的传输与接收效果。除了缩小化的优点仍然具有之外，完全不需要外加固定物，并且完全利用其结构的最大面积，可使增益值增大。
权利要求1.一种倒E型平板天线，其特征在于，包括有一信号线，与一信号源相接，用以馈入一电压信号；一第一短路端与一第二短路端，与一接地部相连接，用以输出该电压信号至该接地部；以及一辐射端，通过该第一短路端与该第二短路端而支撑于该接地部上，该辐射端的长度与该接地部相同，用以辐射频率相应于该辐射端长度的信号与接收由外界传来相应频率的电磁波，该信号并经由该短路端传回该接地部。
2.如权利要求1所述的倒E型平板天线，其特征在于其中该辐射端辐射频率为二分之一波长(λ/2)。
3.一种倒E型平板天线，其特征在于，包括有一馈入端，与一信号源相接，用以馈入一电压信号；一第一短路端与一第二短路端，与一接地部相连接，用以输出该电压信号至该接地部；以及一辐射端，通过该第一短路端和该第二短路端而支撑于该接地部上，该辐射端的长度大约与该接地部相同，用以辐射相应于该辐射端长度的电压信号与接收由外接传来相应频率的电磁波，该电压信号必经由该短路端传回该接地部。
4.如权利要求3所述的倒E型平板天线，其特征在于该辐射端辐射频率为二分之一波长(λ/2)。
专利摘要一种倒E型平板天线，包括有一信号线，其与一信号源相接，用以馈入一辐射信号(Radio Frequency，RF)；一第一短路端与一第二短路端，与一接地部相连接，用以输出该辐射信号至该接地部；以及一辐射端，通过该第一短路端与该第二短路端而支撑于该接地部上，该辐射端长度约略与该接地部相同，用以辐射频率相应于该辐射端长度信号与接收由外界传来相应频率的电磁波，该信号经由短路端传回该接地部。
文档编号H01Q1/38GK2752981SQ20042008270
公开日2006年1月18日 申请日期2004年9月9日 优先权日2004年9月9日
发明者李春和 申请人:上海环达计算机科技有限公司, 神达电脑股份有限公司