专利名称：平面倒f型天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种天线，尤其涉及一种平面倒F型天线。
背景技术：
无线通信设备如移动电话、无线网卡、接入点(Access Point，AP)等，基于电磁波无线传输信号，从而无需采用连接缆线即可实现远程通信。
在无线通信设备中，用于发射和接收射频信号的天线为关键元器件之一，其辐射效率、方向性、频宽和阻抗匹配等特性对无线通信设备的效能影响较大。目前天线可分为外置式天线和内置式天线两类。由于内置式天线使得无线通信设备外形简洁，避免了由于天线外置而受外物碰撞产生弯曲、折断的可能性，因而内置式天线成为无线通信设备应用的趋势。目前在内置式天线中，低温共烧陶瓷(Low Temperatured Cofired Ceramic，LTCC)制程天线具有良好的高频及温度特性，但是其缺点在于价格昂贵，从而无法有效降低成本。印刷于电路板上的平面型天线具有小巧轻薄与成本低廉的优点，因而其应用日趋广泛。
平面型天线的设计有很多，较为常见的例如平面倒F型天线(PlanarInverted-F Antenna)。一般而言，平面倒F型天线是在电路板上形成近似F型的印刷电路，用以接收及发送射频信号。请参阅图1，为现有平面倒F型天线的示意图。平面倒F型天线设置于基板10上，其包括接地金属层20、辐射部30、开路短路转换部40及馈入部50。接地金属层20设置于基板10上，其包括馈入结构60。辐射部30包括开路端31及第一连接端33。开路端31为悬空。
开路短路转换部40连接于辐射部30与接地金属层20之间，其包括第二连接端41及第三连接端44。第三连接端44连接于接地金属层20。第二连接端41与第一连接端33相连接成为交接部70。馈入部50连接于交接部70，用于馈入信号。馈入部50穿过接地金属层20的馈入结构60连接到匹配电路。
现今无线通信设备愈来愈朝小型化方向发展，依据天线设计原理，平面倒F型天线的馈电路径长度以射频信号工作波长的1/2为原则，亦即现有的平面倒F型天线的开路端31与第一连接端33之间的直线距离不可小于射频信号工作波长的1/2，因而天线所占据的面积无法有效缩小。但是现今无线通信设备愈来愈朝小型化方向发展，故如何进一步缩小面积乃现今天线设计的一大挑战。
发明内容
有鉴于此，需要提供一种平面倒F型天线，其可使天线所占据的面积有效缩小。
一种平面倒F型天线，设置于基板上，其包括接地金属层、辐射部、开路短路转换部、交接部及馈入部。接地金属层设置于基板上。辐射部用于收发射频信号，其包括第一弯折部及开路端。第一弯折部与开路端电性连接。开路短路转换部电性连接于辐射部与接地金属层之间，其包括第二弯折部。交接部电性连接开路短路转换部与辐射部。馈入部电性连接于交接部，用于馈入信号。
第一弯折部及第二弯折部可使平面倒F型天线所占据的面积有效缩小。
图1是现有平面倒F型天线的示意图。
图2是本发明平面倒F型天线一实施方式的示意图。
图3是本发明实施方式中平面倒F型天线的尺寸标注图。
图4是本发明实施方式中平面倒F型天线的反射损耗测试图。
图5是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.40GHz在YZ平面的垂直辐射场型图。
图6是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.45GHz在YZ平面的垂直辐射场型图。
图7是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.50GHz在YZ平面的垂直辐射场型图。
图8是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.40GHz在YZ平面的水平辐射场型图。
图9是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.45GHz在YZ平面的水平辐射场型图。
图10是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.50GHz在YZ平面的水平辐射场型图。
图11是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.40GHz在XY平面的垂直辐射场型图。
图12是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.45GHz在XY平面的垂直辐射场型图。
图13是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.50GHz在XY平面的垂直辐射场型图。
图14是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.40GHz在XY平面的水平辐射场型图。
图15是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.45GHz在XY平面的水平辐射场型图。
图16是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.50GHz在XY平面的水平辐射场型图。
图17是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.40GHz在XZ平面的垂直辐射场型图。
图18是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.45GHz在XZ平面的垂直辐射场型图。
图19是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.50GHz在XZ平面的垂直辐射场型图。
图20是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.40GHz在XZ平面的水平辐射场型图。
图21是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.45GHz在XZ平面的水平辐射场型图。
图22是本发明实施方式中平面倒F型天线工作于频率为2.50GHz在XZ平面的水平辐射场型图。
具体实施例方式
参阅图2，为本发明平面倒F型天线一实施方式的示意图。在本实施方式中，平面倒F型天线设置于基板100上，其包括接地金属层200、辐射部300、开路短路转换部400、交接部700及馈入部500。接地金属层200设置于基板100上，其包括馈入结构600。交接部700电性连接开路短路转换部400与辐射部300。
辐射部300用于收发射频信号。在本实施方式中，辐射部300是由金属所制成。辐射部300包括开路端310、第一弯折部320及第一连接端330。开路端310为悬空。
第一弯折部320设置于开路端310与第一连接端330之间。在本实施方式中，第一弯折部320可为梳状型、W型、S型或U型等。第一弯折部320的延伸方向平行于接地金属层200。
在本实施方式中，第一弯折部320可增大传输损失(Loss)，减小质量因素(Quality Factor)，从而增大频宽。
第一弯折部320可在保持平面倒F型天线的馈电路径长度为射频信号工作波长1/2的前提下，将开路端310与第一连接端330的直线距离缩短，从而缩小辐射部300的直线长度。故，有效缩小平面倒F型天线所占据的面积。
另外，第一弯折部320可使平面倒F型天线具有更好的全向性辐射场型。
开路短路转换部400电性连接于辐射部300与接地金属层200之间。在本实施方式中，开路短路转换部400靠近馈入部500的一侧与接地金属层200错开。在其它实施方式中，开路短路转换部400靠近馈入部500的一侧，亦可与接地金属层200平齐。
开路短路转换部400包括第二连接端410、直角端420、第二弯折部430及第三连接端440。第三连接端440与接地金属层200的接地贯孔(图中未示出)相连，用于接地。第二连接端410与第一连接端330相连接在交接部700。在本实施方式中，交接部700呈多边形，其可增强平面倒F型天线的开路(Open)效应，从而使平面倒F型天线有较好的反射损耗。在其它实施方式中，交接部700亦可呈其它形状。
第二弯折部430设置于直角端420与第三连接端440之间。在本实施方式中，第二弯折部430可为梳状型、W型、S型或U型等。第二弯折部430的延伸方向垂直于接地金属层200。
第二弯折部430可在保持开路短路转换部400的长度为射频信号工作波长1/4的前提下，将直角端420与第三连接端440的直线距离缩短，从而缩小开路短路转换部400的长度。故，有效缩小平面倒F型天线所占据的面积。
馈入部500电性连接于交接部700，用于馈入信号。在本实施方式中，馈入部500为50欧姆的传输线。馈入部500沿与开路短路转换部400平行的方向连接到交接部700，同时穿过接地金属层200的馈入结构600连接到匹配电路，用以产生匹配阻抗。
在本实施方式中，接地金属层200、辐射部300、开路短路转换部400以及馈入部500均为分布于基板100上的印刷电路。
参阅图3，为本发明实施方式中平面倒F型天线的尺寸标注图。在本实施方式中，辐射部300的长度L1约为11.13mm，宽度W1约为3.5mm。开路短路转换部400的长度L2约为6mm，宽度W2约为1.5mm。
第一弯折部320的参数X1约为0.5mm，参数X2约为1mm，参数X3约为0.5mm。第二弯折部430的参数Y1约为0.5mm，参数Y2约为0.5mm，参数Y3约为1mm。
交接部700的参数Z1约为1mm，参数Z2约为1mm，参数Z3约为0.5mm，参数Z4约为0.87mm，参数Z5约为1.5mm。
馈入部500与第二弯折部430的距离L4约为1.53mm，馈入部500与第一弯折部320的距离L5约为1.63mm。
本实施方式中的平面倒F型天线，由于包括第一弯折部320、第二弯折部430及交接部700，可以有效减小平面倒F型天线所占据的面积，而且具有好的反射损耗，且具有全向性的辐射场型。
参阅图4，为本发明实施方式中平面倒F型天线的反射损耗(Return Loss)测试图。本发明实施方式中平面倒F型天线是应用于802.11b/g的工作频段，即应用于2.4～2.5GHZ之间的频段。由图示可知，其反射损耗均小于-10dB。
参阅图5至图22，为本发明实施方式中平面倒F型天线分别工作于频率为2.40GHz、2.45GHz及2.50GHz，在YZ、XY及XZ平面的垂直及水平辐射场型图。由测试结果可知，三种工作频率下本发明实施方式中平面倒F型天线的辐射场型均为全向性(Omni-Directional)。
本发明虽以较佳实施方式阐明如上，然此平面倒F型天线的结构并非限定只使用于IEEE 802.11，只要放大或缩小尺寸并加以调整，即可任意变更为各式平面倒F型天线。
权利要求
1.一种平面倒F型天线，设置于基板上，其特征在于，所述平面倒F型天线包括接地金属层，设置于所述基板上；辐射部，用于收发射频信号，所述辐射部包括第一弯折部及开路端，所述第一弯折部与所述开路端电性连接；开路短路转换部，电性连接于所述辐射部与所述接地金属层之间，所述开路短路转换部包括第二弯折部；交接部，电性连接所述开路短路转换部与所述辐射部；以及馈入部，电性连接于所述交接部，用于馈入信号。
2.如权利要求1所述的平面倒F型天线，其特征在于，所述馈入部与所述开路短路转换部平行。
3.如权利要求1所述的平面倒F型天线，其特征在于，所述第一弯折部的延伸方向平行于所述接地金属层。
4.如权利要求1所述的平面倒F型天线，其特征在于，所述第二弯折部的延伸方向垂直于所述接地金属层。
5.如权利要求1所述的平面倒F型天线，其特征在于，所述开路端为悬空。
6.如权利要求1所述的平面倒F型天线，其特征在于，所述交接部呈多边形。
7.如权利要求1所述的平面倒F型天线，其特征在于，所述接地金属层包括馈入结构。
8.如权利要求7所述的平面倒F型天线，其特征在于，所述馈入部穿过所述馈入结构连接到匹配电路。
9.如权利要求8所述的平面倒F型天线，其特征在于，所述开路短路转换部靠近所述馈入部的一侧与所述接地金属层平齐。
10.如权利要求8所述的平面倒F型天线，其特征在于，所述开路短路转换部靠近所述馈入部的一侧与所述接地金属层错开。
全文摘要
一种平面倒F型天线，设置于基板上，其包括接地金属层、辐射部、开路短路转换部、交接部及馈入部。接地金属层设置于基板上。辐射部用于收发射频信号，其包括第一弯折部及开路端。第一弯折部与开路端电性连接。开路短路转换部电性连接于辐射部与接地金属层之间，其包括第二弯折部。交接部电性连接开路短路转换部与辐射部。馈入部电性连接于交接部，用于馈入信号。第一弯折部及第二弯折部可使平面倒F型天线所占据的面积有效缩小。
文档编号H01Q9/04GK101083352SQ20061006093
公开日2007年12月5日 申请日期2006年6月2日 优先权日2006年6月2日
发明者梅家豪, 邓嘉麟 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司