专利名称：宽频偶极天线的制作方法
技术领域：
本发明关于一种宽频天线，特别是关于一种适用于数字电视频带的宽频 偶极天线。
背景技术：
在这信息爆炸的时代，打开电视机，接收最新的娱乐与信息，已是现代 人生活习以为常的举动之一，电视所影响的范围，也早已从一般的家中，扩 展到人们生活的各个角落，大至户外的大型电视，小至手中的手持式多媒体 播放器到车用电视，不管到哪里，电视几乎可说是无所不在。在以前，电视信号都是以模拟的方式来传递，容易受噪声干扰而产生稳 定度不良或信号扭曲、失真等问题，相比于此，现行政府与各家厂商所极力 推广的数字电视系统，不但在信号稳定度与画质上均有较好表现，更能进一 步的提供多媒体服务，以数字电视系统取代传统的模拟电视系统已成为必然 的趋势。而近年来，随着人们渐渐重视休闲生活及户外活动，数字电视应用 于车内的比重不断增加，人们对于在车内的收视影音品质也日益要求，所以 如何设计出适合应用于车内，外型轻薄且不占体积的天线，也成为一个值得 努力的挑战。台湾专利公告号M261,844 "数字电视用的汽车天线"，其公开一种数字 电视接收天线，但该天线不但结构复杂，且和台湾专利公告号D105,579"数 字电视接收天线"所公开的一种数字电视接收天线一样，有其天线尺寸过大 的缺点，使得该天线在使用时不但难以置放或隐藏于车窗或车内角落等处， 也大大破坏了车内美观与收视意愿。在此，我们提出一种创新的数字电视天 线设计，不仅可产生一宽频操作频宽完全涵盖数字电视频道(470 ~ 862 MHz)，同时本天线有着结构简单，制作容易，易于隐藏的优点，相当适合 置放且隐藏于车窗角落处，达到美观的优点。发明内容3本发明的一个目的在于借由一第一辐射金属部和一第二辐射金属部来谐振出一半波模态(中心频率约550 MHz)，该第一辐射金属部和该第二辐 射金属部之间具有一大致为U形或V形的馈入间距，借由改变该馈入间距 可使该偶极天线在不到两倍基频中心频率处谐振出 一全波模态(中心频率约 750 MHz)。因此，该宽频偶极天线可涵盖数字电视系统(470-862 MHz)所需 的宽频频宽，且该馈入间距可抵销天线全波模态的反向电流对天线远场场型 造成的影响，使天线全波模态的辐射场型大致与基频模态的辐射场型相似。本发明提供一种宽频偶极天线，包括一介质基板； 一第一辐射金属部， 位于该介质基板上； 一第二辐射金属部，位于该介质基板上，与该第一辐射 金属部形成一V形，且该V形的张角介于三十度与一百八十度之间； 一馈 入间距，大致为一U形或一V形，位于该第一辐射金属部与该第二辐射金 属部之间；及两个馈入点，为该馈入间距所分离，分别位于该第一辐射金属 部和该第二辐射金属部之上。本发明另提供一种宽频偶极天线，包括一介质基板； 一第一辐射金属部， 位于该介质基板上； 一第二辐射金属部，位于该介质基板上，并朝向该第一 辐射金属部相反的方向延伸，与该第一辐射金属部形成一长条形； 一馈入间 距，位于该第一辐射金属部与该第二辐射金属部之间，大致为一U形或一V 形；及两个馈入点，为该馈入间距所分离，分别位于该第一辐射金属部和该 第二辐射金属部之上。
图1为本发明宽频偶极天线的第一实施例的示意图。 图2为本发明宽频偶极天线的返回损失的测量结果的示意图。 图3为本发明宽频偶极天线在550 MHz的辐射场型图。 图4为本发明宽频偶极天线在750 MHz的辐射场型图。 图5为本发明宽频偶极天线在操作频带内的天线增益曲线与辐射效率曲 线的示意图。图6为本发明宽频偶极天线的第二实施例的示意图。 图7为本发明宽频偶极天线的第三实施例的示意图。 图8为本发明宽频偶极天线的第四实施例的示意图。 主要元件符号说明10、 60、 70、 80 宽频偶极天线11、 71、 81 介质基板12、 62、 72、 82 第一辐射金属部13、 63、 73、 83 第二辐射金属部14 同轴传输线15 第 一辐射金属部的馈入点16 第二辐射金属部的馈入点 17、 67、 77、 87 馈入间距51 天线增益曲线52 辐射效率曲线oc 第一辐射金属部与第二辐射金属部间的张角具体实施方式
请参考图1，图1为本发明宽频偶极天线IO的第一实施例的示意图。天 线10包括一介质基板11; 一第一辐射金属部12,位于该介质基板11上； 一第二辐射金属部13，位于该介质基板11上，并与该第一辐射金属部12 形成一V形，且该V形的张角为九十度，且该第一辐射金属部12和该第二 辐射金属部13利用印刷或蚀刻技术形成于该介质基板11上。第一辐射金属 部12以及第二辐射金属部13之间有一馈入间距17,宽度小于5 mm,形状 大致为一 U形。第一辐射金属部12的馈入点15与该第二辐射金属部13的 馈入点16被馈入间距17所分离，馈入点15以及馈入点16分别电气连接至 一同轴传输线14的中心导体与外层接地导体上。请参考图2，图2为本发明宽频偶极天线10的返回损失(retumloss)的测 量结果的示意图。在本发明第一实施例中，天线10的尺寸如下第一辐射 金属部12和以及第二辐射金属部13的长度皆为130 mm，宽度皆为10 mm; 介质基板的夹角为九十度；馈入间距17大致为一U形，宽度为lmm,位于 第一辐射金属部12与第二辐射金属部13之间。图2中，纵轴表示返回损失 值，横轴表示操作频率，由测量结果可知，宽频偶极天线10在470 ~ 862 MHz 的数字电视频带内，天线返回损失值均高于5dB，因此天线返回损失位准均 能够满足数字电视系统的实际应用需求。请参考图3与图4，图3为本发明宽频偶极天线10在550 MHz的辐射 场型图，图4为本发明宽频偶极天线10在750MHz的辐射场型图。由所得 的结果可知，两个辐射场型相似，因而本发明宽频偶极天线10在数字电视 频带范围内的辐射场型皆大致相同。请参考图5,图5为本发明宽频偶极天线IO在操作频带内的天线增益曲 线与辐射效率曲线的示意图。图5中，右方纵轴表示天线辐射效率，左方纵 轴表示天线增益，横轴表示操作频率。由所得的结果可知，在数字电视(470 862 GHz)的频带内，天线辐射效率皆在60%以上，天线辐射增益也都大于 -1.5dBi, —般而言，可满足实际应用的需求。请参考图6,图6为本发明宽频偶极天线60的第二实施例的示意图。第 二实施例中，宽频偶极天线60的馈入间距67大致为一V形，宽度为lmm， 位于第一辐射金属部62与第二辐射金属部63之间。除此之外，介质基板的 夹角为九十度，第一辐射金属部62与第二辐射金属部63的长度与宽度与第 一实施例相同，所以第二实施例的宽频偶极天线60也能达到数字电视天线 (470 ~ 862 GHz)所需的辐射效率与阻抗频宽需求。请参考图7,图7为本发明宽频偶极天线70的第三实施例的示意图。在 第三实施例中，宽频偶极天线70的介质基板71的夹角为120度，而馈入间 距77的形状也随着介质基板71的夹角作调整。除此之外，第一辐射金属部 72与第二辐射金属部73的长度与宽度与第一实施例相同，所以第三实施例 的宽频偶极天线70也能达到数字电视天线(470 862 GHz)所需的辐射效率 与阻抗频宽需求。请参考图8，图8为本发明宽频偶极天线80的第四实施例的示意图。在 第四实施例中，宽频偶极天线80的介质基板81为一长条形，长度为265 mm， 宽度为10mm，除此之外，第一辐射金属部82与第二辐射金属部83的长度 与宽度与第 一实施例相同。第 一辐射金属部82与第二辐射金属部83之间的 馈入间距87的宽度为1 mm，形状大致为一U形，当然，馈入间距87的形 状也可以是V形，如第二实施例中所示，而第四实施例的宽频偶极天线80 一样也可达到数字电视天线(470 862 GHz)所需的辐射效率与阻抗频宽需 求。综上所述，本发明宽频偶极天线借由一第一辐射金属部和一第二辐射金 属部来谐振出一半波模态(中心频率约550 MHz)，该第一辐射金属部和该具有一大致为U形或V形的馈入间距，借由改变该馈入间距可使该偶极天线在不到两倍基频中心频率处谐振出 一全波模态(中心频率约750 MHz)。因此，本发明宽频偶极天线可产生一宽频频宽，达到数 字电视天线(470 ~ 862 GHz)所需的辐射效率与阻抗频宽需求，同时本发明宽 频偶极天线具有结构简单，制作容易，易于隐藏的优点，相当适合制放于且 隐藏于车内及车窗角落处。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明所做的均等变化与修 饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种宽频偶极天线，包括一介质基板；一第一辐射金属部，位于该介质基板上；一第二辐射金属部，位于该介质基板上，与该第一辐射金属部形成一V形，且该V形的张角介于三十度与一百八十度之间；一馈入间距，大致为一U形或一V形，位于该第一辐射金属部与该第二辐射金属部之间；及两个馈入点，为该馈入间距所分离，分别位于该第一辐射金属部和该第二辐射金属部之上。
2. 根据权利要求1所述的偶极天线，其中该两个馈入点分别连接至一同 轴传输线的中心导体与外层接地导体。
3. 根据权利要求1所述的偶极天线，其中该第一辐射金属部和该第二辐 射金属部由印刷或蚀刻技术形成于 一介质基板上。
4. 根据权利要求1所述的偶极天线，其中该馈入间距的宽度小于5 mm。
5. —种宽频偶极天线，包括 一介质基板；一第一辐射金属部，位于该介质基板上；一第二辐射金属部，位于该介质基板上，并朝向该第一辐射金属部相反 的方向延伸，与该第一辐射金属部形成一长条形；一馈入间距，位于该第一辐射金属部与该第二辐射金属部之间，大致为 一U形或一V形；及两个馈入点，为该馈入间距所分离，分别位于该第一辐射金属部和该第 二辐射金属部之上。
6. 根据权利要求5所述的偶极天线，其中该两个馈入点分别连接至一同 轴传输线的中心导体与外层接地导体。
7. 根据权利要求5所述的偶极天线，其中该第一辐射金属部和该第二辐 射金属部由印刷或蚀刻技术形成于 一介质基板上。
8. 根据权利要求5所述的偶极天线，其中该馈入间距的宽度小于5 mm。
全文摘要
一种宽频偶极天线，包括一介质基板；一第一辐射金属部，位于该介质基板上；一第二辐射金属部，位于该介质基板上；一馈入间距，大致为一U形或一V形，位于该第一辐射金属部与该第二辐射金属部之间；及两个馈入点，为该馈入间距所分离，分别位于该第一辐射金属部和该第二辐射金属部之上。
文档编号H01Q9/16GK101308949SQ200710103989
公开日2008年11月19日 申请日期2007年5月17日 优先权日2007年5月17日
发明者周瑞宏, 李伟宇, 杨育展, 翁金辂, 苏绍文 申请人:光宝科技股份有限公司;中山大学