专利名称：宽带天线的制作方法
技术领域：
本发明为一种宽带天线，特别指一种具有串行导体的天线设计。
背景技术：
随着无线通讯设备与消费性电子产品的功能多元化，针对天线设 计的要求也愈加严苛， 一方面必须配合产品造型设计并兼顾良好接收 效果， 一方面则要满足各种无线通讯技术的电磁波特性，让天线技术 不断朝宽带化与微型化方向迈进。为追求终端产品造形的美观，开发 出更小尺寸的天线己成为厂商产品开发的重要课题。单极天线就是在 这一市场趋势下产生，其将偶极天线的负辐射体移除，改置金属接地 面。如此一来，天线的长度仅为偶极天线的一半，可达成更好的辐射
效果，而后业界进一步开发出縮小天线体积的折迭式单极天线(Folded Monopole)设计，将金属线进行弯折，除縮小天线配置体积之外，弯 折处更可改善天线辐射盲区的问题。
图1是美国专利公开US6081242号"天线匹配电路"的立体示意图， 包含印刷电路基板IO、天线垫105、第一电感102、第二电感104 及接地面106;其天线垫105位于印刷电路基板10表面101，并耦合 于该第一电感102，其第一电感102末端与第二电感104 —端部形成 电容103，第二电感104另一端部则连接于接地面106。前述天线设 计是以蜿蜒形式的电感增加天线模块电耦合效率，且可縮短天线辐射 体配置长度，但是由于其天线系统无多阶共振电路设计，因此阻抗带 宽受限，同时无法微调输入阻抗，进而提高天线阻抗匹配。
发明内容
本发明的目的是提供一种宽带天线，通过耦合部及接地导体微调 输入阻抗，使其天线系统具有较平缓的阻抗变化，提高阻抗匹配与系统的操作带宽。
本发明的另一目的是提供一种宽带天线，利用串行导体形成多阶 共振等效电路，增加天线系统阻抗带宽。
本发明的又一目的是提供一种宽带天线，透过接地导体蜿蜓路径 增加天线系统有效共振长度，降低天线系统共振频率，节省各部构件 配置空间，使其天线结构能广泛应用于各种不同尺寸的电子装置内 部。
为达成上述目的，本发明是为一种宽带天线，包含基板、耦合 部、串行导体、接地导体及接地面；其基板包括表面及底面；该耦合 部包括第一耦合部及第二耦合部，且两者之间具有间隙。其中该第一 耦合部及第二耦合部可均位于该基板的表面或该第一耦合部位于该 基板的底面。该串行导体及该接地导体连接于该第二耦合部的端部， 且该串行导体沿远离耦合部的方向延伸；该接地面连接于该接地导体 另一端部，且两者略呈直线排列。在实际操作上，通过馈入线馈入电 气信号并连接于该第一耦合部，并以电容耦合方式将该信号耦合至该 第二耦合部，经由该第二耦合部将信号传导至另一端的串行导体及接 地导体，通过该串行导体产生多阶共振等效电路，并以接地导体产生 电感效应，从而将信号传导至接地面。
本发明利用耦合部耦合电气信号，该接地导体传导该信号，从而 调整天线系统的输入阻抗，使其天线系统具有较平缓的阻抗变化，提 高阻抗匹配与天线系统的操作带宽。同时本发明其它实施例中亦可在 该第一耦合部及第二耦合部的间隙中焊接电容元件，用来改变其耦合 部的电容值，从而产生较大的电容耦合量，有效降低天线系统的共振 频率，进而缩短天线尺寸，减少天线系统在电子装置内部的配置空间。 且该接地导体配置为紧密的蜿蜒路径，形成电感性传导元件，经由调 整该蜿蜓路径的间隙、宽度及总长度，从而改变该接地导体电感量， 达成调整天线系统阻抗匹配的目的，搭配前述耦合部产生的电容性耦 合，从而使天线系统具有良好阻抗匹配。
为使审査人员进一步了解本发明的详细内容，兹列举下列优选实 施例说明如后。
图1为美国专利公开US6081242号"天线匹配电路"的立体示意图； 图2a为本发明第一实施例的立体示意图，其中该串行导体为圆
形；
图2b为本发明第一实施例的立体示意图，其中该串行导体为矩
形；
图2c为本发明第一实施例的立体示意图，其中该串行导体为圆形 与矩形的排列组合；
图3为本发明第一实施例的电路示意图4为本发明第一实施例的回波损耗测量数据示意图5为本发明第二实施例的立体示意图6为本发明第三实施例的立体示意图7为本发明第三实施例应用于电子装置的立体示意图。
具体实施例方式
图2a至2c为本发明第一实施例的立体示意图，可有三种近似状 态，包含基板21、耦合部23、串行导体24、接地导体25及接地 面26;其中该基板21包括表面211及底面212;该耦合部23包括第 一耦合部231及第二耦合部232，且该第一耦合部231及该第二耦合 部232距离一间隙。
在本实施例中，该第一耦合部231位于该基板21的底面212，而 该第二耦合部232则位于该基板21的表面211。由于该第一耦合部 231及该第二耦合部232距离一间隙，从而该间隙即为该基板21的 厚度。该基板21的长度约为109mm，宽度约为10mm，厚度约为 0.5mm。该第一耦合部231长度约为19mm，宽度约为lmm，该第二 耦合部232的长度约为17mm，宽度约为lmm。该串行导体24及该 接地导体25连接于该第二耦合部232端部，其中该串行导体24并沿 远离该第二耦合部232的方向延伸；该串行导体24的总长度约为 89mm，宽度约为9.5mm，其导体形状配置可为圆形、矩形或是圆形与矩形的排列组合。每一个圆形导体的直径约为9.5mm;每一个矩形 导体的长度约为9.5mm，宽度约为8mm。该接地导体25与该串行导 体24略呈直线排列并配置为蜿蜒形式，其外观的长度约为18mm， 宽度约为7.5mm，而蜿蜒路径总长度约为45mm;该接地导体25的 另一端部连接该接地面26，该接地面26的长度约为2mm，宽度约为 7.5mm。
图3为本发明第一实施例的电路示意图，其电路系统具有信号源 31，通过信号源31传导天线高频信号，经由第一电容单元C1以电气 耦合方式将信号耦合至该串行导体24的多阶共振电路及该接地导体 25的第一电感单元Ll ，其中该串行导体24的每一圆形或矩形导体可 视为单一电容单元及单一电感单元所组成，因此在本实施例当中，第 一阶共振32为第二电容单元C2及第二电感单元L2组成，第二阶共 振33为第三电容单元C3及第三电感单元L3组成，第三阶共振34 为第四电容单元C4及第四电感单元L4组成，第四阶共振35为第五 电容单元C5及第五电感单元L5组成，经此配置形成多阶共振等效 电路，用来提高天线系统阻抗带宽，最后接地导体25将信号利用第 一电感单元L1以电气传导方式传导至接地面26，其中该第一电容单 元Cl及第一电感单元Ll是用来调整天线的阻抗匹配，使天线具较 佳的操作带宽。
图4为本发明第一实施例的回波损耗测量数据示意图，其天线操 作频率在回波损耗为10dB的情况时，带宽Sl约为420MHz(操作频 率范围为450MHz至870MHz)，此带宽应用范围将可涵盖数字电视 (UHF)等系统带宽，经设置串行导体24产生多阶共振等效电路后，系 统频带带宽范围Sl已明显扩大，同时搭配电容性元件及电感性元件 微调输入阻抗，使本发明具有较佳阻抗匹配及操作带宽。
图5为本发明第二实施例的立体示意图，本实施例与上述第一实 施例大致相同，其差异处在于第一耦合部231及第二耦合部232皆位 于该基板21的表面211，且第二耦合部232位于第一耦合部231相 对侧的位置并距离一间隙，经此配置形式增加耦合部23的间隙面积， 进而增加电容耦合效应耦合面积，提高电容耦合量，使天线系统具良好的阻抗变化，同时增进天线各部件配置弹性。
图6为本发明第三实施例的立体示意图，本实施例与上述第二实 施例大致相同，其差异处在于该第一耦合部231及该第二耦合部232 间的间隙配置电容元件233，利用焊接方式将该电容元件233焊接于 该第一耦合部231及该第二耦合部232之间。从而使得经馈入线22 传导至该第一耦合部231的电气信号经该电容元件233耦合至该第二 耦合部232，并经此方式调整耦合部的电容值，进而产生较大的电容 耦合量，有效降低天线共振频率。
图7为本发明第三实施例应用于电子装置4的立体示意图，首先 ^!各该基板21设置于该电子装置4的顶面41，该顶面41包括接地端 43，并使得该接地面26与该电子装置4的接地端43相连结从而使得 该串行导体24远离该电子装置4。馈入线22包括正信号导线221与 负信号导线222，而该正信号导线221与该第一耦合部231电连接， 而该负信号导线222与该电子装置4的接地端43相连接，经此方式 将天线传导信号加以导通。其中，该电子装置4可为笔记型计算机、 汽车导航系统等相关数字电子产品。
该馈入线22经由该正信号导线221将电气信号传输到该第一耦合 部231，并经由耦合作用将电气信号耦合至该第二耦合部232，伺后 将该电气信号传导至另一端的串行导体24及该接地导体25，通过该 串行导体24产生多阶共振等效电路，并利用接地导体25产生电感效 应，从而将信号传导至接地面26。
上述实施例利用耦合部23耦合电气信号，接地导体25传导电气 信号，从而微调天线的输入阻抗，使其具有较佳的阻抗匹配，用来提 高系统的操作带宽，同时透过串行导体24形成多阶共振等效电路， 增加天线系统阻抗带宽，且其接地导体25配置为蜿蜒形式电感性元 4牛，经由调整电感元件路径间隙、宽度及总长度的方式，即可改变电 感元件的电感量，亦可用来调整天线阻抗匹配，搭配耦合部23产生 的电容耦合效应，使整体天线系统具有良好阻抗匹配。
本发明已符合专利要件，实际具有新颖性、进步性与产业应用价 值的特点，然其实施例并非用来局限本发明的范围，任何本领域技术人员者所作的各种更动与润饰，在不脱离本发明的精神和定义下，均 在本发明权利范围内。
权利要求
1、一种宽带天线，包含基板，包括表面及底面；耦合部，包括第一耦合部及第二耦合部，所述第二耦合部位于所述第一耦合部的对侧并具有间隙；串行导体，连接于所述第二耦合部的端部并沿远离第二耦合部的方向延伸；接地导体，其一端连接于所述第二耦合部与所述串行导体连接的端部；以及接地面，连接于所述接地导体另一端部。
2、 如权利要求1所述的宽带天线，其中所述耦合部为电容性元件。
3、 如权利要求1所述的宽带天线，其中所述第一耦合部位于所 述基板的表面。
4、 如权利要求1所述的宽带天线，其中所述第一耦合部位于所 述基板的底面。
5、 如权利要求1所述的宽带天线，其中所述串行导体的导体形 状为圆形或矩形或由圆形与矩形的排列组合所构成。
6、 如权利要求1所述的宽带天线，其中所述接地导体为电感性 元件。
7、 如权利要求1所述的宽带天线，其中还具有馈入线，所述馈 入线包括正信号导线与负信号导线，而所述正信号导线与所述第一 耦合部电连接。
8、如权利要求1所述的宽带天线，其中所述接地导体是蜿蜒形 式向远离所述串行导体延伸。
全文摘要
本发明是一种宽带天线，包含基板、耦合部、串行导体、接地导体及接地面；该耦合部包括有第一耦合部与第二耦合部，该串行导体及该接地导体连接于该第二耦合部的端部，其中该串行导体并沿远离第二耦合部的方向延伸；该接地面连接于该接地导体的另一端部。本发明利用该耦合部及该接地导体微调输入阻抗，达成阻抗匹配的目的，并透过串行导体的多阶共振电路，用来提高阻抗带宽。
文档编号H01Q1/38GK101420062SQ20071016689
公开日2009年4月29日 申请日期2007年10月23日 优先权日2007年10月23日
发明者张耀元, 萧富仁, 萧智仁, 邱宗文, 陈文祥 申请人:连展科技电子(昆山)有限公司