专利名称：超宽带天线和无线通信装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种天线和通信装置，特别是指一种超宽带天线和无线通信装置。
背景技术：
参阅图1，图I是美国专利公告第6，861，986号的一种公知的双频天线。双频天线包含一包括一横向(±X方向)的边缘11的接地组件G，一位于横向边缘11外侧的馈入部12、一第一辐射臂13、一第二辐射臂14以及一短路臂15。 馈入部12用以电连接于一同轴电缆线16的内导体161，同轴电缆线16的一外导体162则电连接于接地组件G。第一及第二辐射臂13、14分别从馈入部12彼此远离地朝±X方向延伸而出。短路臂15呈倒L形并位于第一辐射臂13及接地组件G的边缘11之间，且电连接馈入部12及接地组件G的边缘11。由于公知的双频天线可以参考上述公告号的美国专利而得知详细的设计及操作方式，故其余细节在此不再赘述。这种公知的双频天线的缺点就是仅为双频带操作(2. Γ2. 5/5. 15^5. 825GHz)，无法满足宽频带(例如2. 3^2. 7/3. 3^3. 8/5. 15^5. 85GHz)的通信系统的需求。因此，需要提供一种超宽带天线和无线通信装置来解决上述问题。
实用新型内容因此，本实用新型的目的，即在于提供一种超宽带天线。于是，本实用新型的超宽带天线包含一开槽导电片体。开槽导电片体包括一长条状的接地部、一馈入部、一实质地呈U形的第一辐射臂、一实质地呈L形的第二辐射臂以及一实质地呈倒L形的短路臂。本实用新型的超宽带天线包括一开槽导电片体，该开槽导电片体包括一接地部、一馈入部、一实质地呈U形的第一辐射臂、一实质地呈L形的第二辐射臂以及一实质地呈倒L形的短路臂；该接地部具有一实质地朝一第一方向及一第二方向延伸的长边缘，且该第一及该第二方向互为反向；该馈入部间隔地邻近该接地部的该长边缘，用以传输一射频信号；该第一辐射臂自该馈入部朝该第一方向延伸而出并具有一狭缝，该第一辐射臂用以产生一第一共振模态；该第二辐射臂自该馈入部朝该第二方向延伸一距离，再朝远离该长边缘方向延伸一距离，该第二辐射臂用以产生一第二共振模态；该短路臂位于该第二辐射臂的该第二方向侧，并自该第二辐射臂朝该第二方向延伸一距离再朝接近该长边缘方向延伸且电连接于该接地部，该短路臂用以产生一第三共振模态；并且，该第一至该第三共振模态分别涵盖的一第一至一第三频带彼此相邻，以共同构成一超宽带的频带。其中，该第二辐射臂、该短路臂及该接地部共同界定出一实质地为L形的L槽缝。其中，该第二辐射臂具有一朝该第一及该第二方向延伸并电连接该馈入部的横辐射段，以及一实质地垂直该横辐射段的纵辐射段，且该第二辐射臂的该纵辐射段电连接该第二辐射臂的该横辐射段及该短路臂。其中，该第一辐射臂具有一第一槽壁段、一槽底段及一第二槽壁段，且该第一槽壁段自该馈入部朝该第一方向延伸一距离，该槽底段自该第一槽壁段朝远离该长边缘方向延伸一距离，该第二槽壁段自该槽底段朝该第二方向延伸一距离，并且，该第一槽壁段及该槽底段两者的长度和实质地等于该第二槽壁段的长度。其中，该第一槽壁段垂直于该第一及该第二方向的一纵向宽度实质地为该第二槽壁段垂直于该第一及该第二方向的一纵向宽度的三倍。其中，该第二辐射臂的该横辐射段的该纵向宽度与该第一辐射臂的该第一槽壁段的该纵向宽度两者实质地相等。其中，该第二辐射臂的该横辐射段的该纵向宽度实质是该第一辐射臂的该第一槽壁段的该纵向宽度的两倍。·其中，该超宽带天线还包括一包括一表面的基板，且该开槽导电片体设置于该基板的该表面上。 其中，该超宽带天线还包括一馈电组件，该馈电组件包括一电连接该接地部的第一馈电部，以及一电连接该馈入部的第二馈电部。而本实用新型的第二目的，即在于提供一种无线通信装置。于是，本实用新型的无线通信装置包含一系统电路、一超宽带天线以及一馈电组件；该超宽带天线包括一开槽导电片体，该开槽导电片体包括一接地部，该接地部具有一实质地朝一第一方向及一第二方向延伸的长边缘，且该第一及该第二方向互为反向；一馈入部，该馈入部间隔地邻近该接地部的该长边缘，用以传输一射频信号；一实质地呈U形的第一辐射臂，该第一辐射臂自该馈入部朝该第一方向延伸而出并具有一狭缝，该第一辐射臂用以产生一第一共振模态；一实质地呈L形的第二辐射臂，该第二辐射臂自该馈入部朝该第二方向延伸一距离，再朝远离该长边缘方向延伸一距离，且该第二辐射臂用以产生一第二共振模态；以及一实质地呈倒L形的短路臂，该短路臂位于该第二辐射臂的该第二方向侧，并自该第二辐射臂朝该第二方向延伸一距离再朝接近该长边缘方向延伸且电连接于该接地部，该短路臂用以产生一第三共振模态；并且，该第一至该第三共振模态分别涵盖的一第一至一第三频带彼此相邻，以共同构成一超宽带的频带；该馈电组件设置于该系统电路及该超宽带天线之间以传递射频信号，并包括一电连接该接地部的第一馈电部，以及一电连接该馈入部的第二馈电部。其中，该超宽带天线的该第二辐射臂、该短路臂及该接地部共同界定出一实质地为L形的L槽缝。其中，该超宽带天线的该第二辐射臂具有一朝该第一及该第二方向延伸并电连接该馈入部的横辐射段，以及一实质地垂直该横辐射段的纵辐射段，且该第二辐射臂的该纵辐射段电连接该第二辐射臂的该横辐射段及该短路臂。其中，该超宽带天线的该第一辐射臂具有一第一槽壁段、一槽底段及一第二槽壁段，且该第一槽壁段自该馈入部朝该第一方向延伸一距离，该槽底段自该第一槽壁段朝远离该长边缘方向延伸一距离，该第二槽壁段自该槽底段朝该第二方向延伸一距离，并且，该第一槽壁段及该槽底段两者的长度和实质地等于该第二槽壁段的长度。[0027]其中，该超宽带天线的该第一槽壁段垂直于该第一及该第二方向的一纵向宽度实质地为该第二槽壁段垂直于该第一及该第二方向的一纵向宽度的三倍。其中，该超宽带天线的该第二辐射臂的该横辐射段的该纵向宽度与该第一辐射臂的该第一槽壁段的该纵向宽度两者实质地相等。其中，该超宽带天线的该第二辐射臂的该横辐射段的该纵向宽度实质是该第一辐射臂的该第一槽壁段的该纵向宽度的两倍。其中，该超宽带天线还包括一包括一表面的基板，且该开槽导电 片体设置于该基板的该表面上。本实用新型的功效在于经由组合第一辐射臂、第二辐射臂及短路臂三者所产生的第一至第三频带，而产生超宽带的频带。
图I是一种公知的双频天线的示意图；图2是一立体图，说明本实用新型的超宽带天线的第一较佳实施例；图3是一电压驻波比图，说明第一较佳实施例的超宽带天线的电压驻波比；图4是一立体图，说明本实用新型的超宽带天线的第二较佳实施例；图5是一立体图，说明本实用新型的超宽带天线的第三较佳实施例；图6是一立体图，说明本实用新型的超宽带天线的第四较佳实施例；以及图7是一立体图，说明本实用新型的无线通信装置的较佳实施例。主要组件符号说明G 接地组件42 槽底段11 边缘43 第二槽壁段12 馈入部5 第二辐射臂13 第一辐射臂 51 横辐射段14 第二辐射臂 52 纵辐射段15 短路臂6 短路臂16 同轴电缆线 8 L槽缝161 内导体81 开口162 外导体9 系统电路S 基板10 超宽带天线SI 表面W 馈电组件C 开槽导电片体 Wl 第一馈电部2 接地部W2 第二馈电部21 长边缘LI L3距离3 馈入部Dl D3纵向宽度4 第一辐射臂 ml 第一共振模态40 狭缝m2 第二共振模态41 第一槽壁段 m3 第三共振模态具体实施方式
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的五个较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。在本实用新型被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表不。参阅图2及图3，本实用新型的超宽带天线的第一较佳实施例包含一基板S、一开槽导电片体C以及一馈电组件W。基板S包括一表面SI,且开槽导电片体C是设置于基板的表面SI上。开槽导电片体C包括一长条状的接地部2、一馈入部3、一实质地呈U形的第一辐射臂4、一实质地呈L形的第二辐射臂5以及一实质地呈倒L形的短路臂6。 接地部2具有一实质地朝第一及第二方向延伸的长边缘21，且该第一及第二方向互为反向。馈入部3间隔地邻近接地部2的长边缘21，并用以传递一射频信号。第一辐射臂4间隔地与接地部2在Y方向重叠，并自馈入部3朝第一方向(X方向)延伸而出并具有一狭缝40，较佳地，该狭缝40在Y方向的宽度介于O. 3^5mm之间。第一辐射臂4用以产生一第一共振模态ml。第一辐射臂4具有一自馈入部3朝第一方向延伸一距离LI的第一槽壁段41、一自第一槽壁段41朝远离长边缘21方向延伸一距离L2的槽底段42，以及一自槽底段42朝第二方向延伸一距离L3的第二槽壁段43，且第一槽壁段41及槽底段42两者的长度和实质地等于第二槽壁段43的长度L3=L1+L2，第一槽壁段41垂直于第一及第二方向的纵向(Y方向)宽度Dl是第二槽壁段43的纵向宽度D2的三倍。第二辐射臂5间隔地与接地部2在Y方向重叠，并自馈入部3朝第二方向延伸一距离，再朝远离长边缘21方向延伸一距离。第二辐射臂5用以产生一第二共振模态m2。第二辐射臂5具有一朝第一及第二方向延伸并电连接馈入部3的横辐射段51，以及一实质地垂直横辐射段51，并电连接横辐射段51及短路臂6的纵辐射段52，且横辐射段51的纵向宽度D3实质地等于第一辐射臂4的第一槽壁段41的纵向宽度Dl的两倍，并且，经由调整纵向宽度D3就能改变横辐射段51与接地部2相间隔的距离而调整该超宽带天线的阻抗匹配。短路臂6位于第二辐射臂5的第二方向侧，并自第二辐射臂5朝第二方向延伸一距离再朝接近长边缘21方向直线或弯曲地延伸且电连接于接地部2。短路臂6用以产生一第三共振模态m3。第二辐射臂5、短路臂6及接地部2三者共同界定出一实质地为L形的并具有一朝第一方向开口 81的L槽缝8。 值得注意的是，开槽导电片体C可以用印刷的方式形成于基板S上、以裁切一金属片形成、以导电软板的金属层制成，甚至以导电材料聚集于一壳体(图未示)的一表面上等方式形成，总的来说，开槽导电片体C只要能维持实质相同的形状且可导电即可，无需限制只能为板、片、薄膜等的其中一者，而可视产品的需求选择不同的形成方式，并且也不需限制为呈一平面的片状。馈电组件W用以与馈入部3互相传输射频信号，且包括一电连接接地部2的第一馈电部Wl，以及一电连接馈入部3的第二馈电部W2。举例来说，但不以此为限，馈电组件W可以是五十欧姆的同轴电缆线或是微带线(micro-strip line)等射频组件的形式，当馈电组件W是同轴电缆线时，第一馈电部Wl是外导体，第二馈电部W2是内导体。参阅图3，当第一较佳实施例的超宽带天线共振时，第一辐射臂4用以产生一涵盖一第一频带(2. 3^2. 7GHz)的第一共振模态ml，第二辐射臂5用以产生一涵盖一第二频带 (5. 15^5. 85GHz)的第二共振模态m2，且短路臂6用以产生一涵盖一第三频带(3. 3^3. 8GHz)的第三共振模态m3，并且，第一至第三共振模态分别涵盖的第一至第三频带彼此相邻，以共同构成一超宽带(带宽大于100%)的频带。参阅表I，第一较佳实施例的超宽带天线不但具有如图3所示的超宽带(>100%)的阻抗带宽，且第一至第三频带内还具有良好(>40%)的辐射效率。表I :
权利要求1.一种超宽带天线，该超宽带天线包括 一开槽导电片体，该开槽导电片体包括 一接地部，该接地部具有一实质地朝一第一方向及一第二方向延伸的长边缘，且该第一及该第二方向互为反向；以及 一馈入部，该馈入部间隔地邻近该接地部的该长边缘，用以传输一射频信号； 其特征在于，该开槽导电片体还包括一实质地呈U形的第一辐射臂，该第一辐射臂自该馈入部朝该第一方向延伸而出并具有一狭缝，该第一辐射臂用以产生一第一共振模态；一实质地呈L形的第二辐射臂，该第二辐射臂自该馈入部朝该第二方向延伸一距离，再朝远离该长边缘方向延伸一距离，该第二辐射臂用以产生一第二共振模态；以及 一实质地呈倒L形的短路臂，该短路臂位于该第二辐射臂的该第二方向侧，并自该第二辐射臂朝该第二方向延伸一距离再朝接近该长边缘方向延伸且电连接于该接地部，该短路臂用以产生一第三共振模态； 并且，该第一至该第三共振模态分别涵盖的一第一至一第三频带彼此相邻，以共同构成一超宽带的频带。
2.根据权利要求I所述的超宽带天线，其特征在于，该第二辐射臂、该短路臂及该接地部共同界定出一实质地为L形的L槽缝。
3.根据权利要求I所述的超宽带天线，其特征在于，该第二辐射臂具有一朝该第一及该第二方向延伸并电连接该馈入部的横辐射段，以及一实质地垂直该横辐射段的纵辐射段，且该第二辐射臂的该纵辐射段电连接该第二辐射臂的该横辐射段及该短路臂。
4.根据权利要求3所述的超宽带天线，其特征在于，该第一辐射臂具有一第一槽壁段、一槽底段及一第二槽壁段，且该第一槽壁段自该馈入部朝该第一方向延伸一距离，该槽底段自该第一槽壁段朝远离该长边缘方向延伸一距离，该第二槽壁段自该槽底段朝该第二方向延伸一距离，并且，该第一槽壁段及该槽底段两者的长度和实质地等于该第二槽壁段的长度。
5.根据权利要求4所述的超宽带天线，其特征在于，该第一槽壁段垂直于该第一及该第二方向的一纵向宽度实质地为该第二槽壁段垂直于该第一及该第二方向的一纵向宽度的三倍。
6.根据权利要求5所述的超宽带天线，其特征在于，该第二辐射臂的该横辐射段的该纵向宽度与该第一辐射臂的该第一槽壁段的该纵向宽度两者实质地相等。
7.根据权利要求5所述的超宽带天线，其特征在于，该第二辐射臂的该横辐射段的该纵向宽度实质是该第一辐射臂的该第一槽壁段的该纵向宽度的两倍。
8.根据权利要求I所述的超宽带天线，其特征在于，该超宽带天线还包括一包括一表面的基板，且该开槽导电片体设置于该基板的该表面上。
9.根据权利要求I所述的超宽带天线，其特征在于，该超宽带天线还包括一馈电组件，该馈电组件包括一电连接该接地部的第一馈电部，以及一电连接该馈入部的第二馈电部。
10.一种无线通信装置，该无线通信装置包括 一系统电路； 一超宽带天线，该超宽带天线包括一开槽导电片体，该开槽导电片体包括 一接地部，该接地部具有一实质地朝一第一方向及一第二方向延伸的长边缘，且该第一及该第二方向互为反向；以及 一馈入部，该馈入部间隔地邻近该接地部的该长边缘，用以传输一射频信号； 其特征在于，该开槽导电片体还包括一实质地呈U形的第一辐射臂，该第一辐射臂自该馈入部朝该第一方向延伸而出并具有一狭缝，该第一辐射臂用以产生一第一共振模态； 一实质地呈L形的第二辐射臂，该第二辐射臂自该馈入部朝该第二方向延伸一距离，再朝远离该长边缘方向延伸一距离，且该第二辐射臂用以产生一第二共振模态；以及 一实质地呈倒L形的短路臂，该短路臂位于该第二辐射臂的该第二方向侧，并自该第二辐射臂朝该第二方向延伸一距离再朝接近该长边缘方向延伸且电连接于该接地部，该短路臂用以产生一第三共振模态；并且，该第一至该第三共振模态分别涵盖的一第一至一第三频带彼此相邻，以共同构成一超宽带的频带；以及 一馈电组件，该馈电组件设置于该系统电路及该超宽带天线之间以传递射频信号，并包括一电连接该接地部的第一馈电部，以及一电连接该馈入部的第二馈电部。
11.根据权利要求10所述的无线通信装置，其特征在于，该超宽带天线的该第二辐射臂、该短路臂及该接地部共同界定出一实质地为L形的L槽缝。
12.根据权利要求10所述的无线通信装置，其特征在于，该超宽带天线的该第二辐射臂具有一朝该第一及该第二方向延伸并电连接该馈入部的横辐射段，以及一实质地垂直该横辐射段的纵辐射段，且该第二辐射臂的该纵辐射段电连接该第二辐射臂的该横辐射段及该短路臂。
13.根据权利要求12所述的无线通信装置，其特征在于，该超宽带天线的该第一辐射臂具有一第一槽壁段、一槽底段及一第二槽壁段，且该第一槽壁段自该馈入部朝该第一方向延伸一距离，该槽底段自该第一槽壁段朝远离该长边缘方向延伸一距离，该第二槽壁段自该槽底段朝该第二方向延伸一距离，并且，该第一槽壁段及该槽底段两者的长度和实质地等于该第二槽壁段的长度。
14.根据权利要求13所述的无线通信装置，其特征在于，该超宽带天线的该第一槽壁段垂直于该第一及该第二方向的一纵向宽度实质地为该第二槽壁段垂直于该第一及该第二方向的一纵向宽度的三倍。
15.根据权利要求14所述的无线通信装置，其特征在于，该超宽带天线的该第二辐射臂的该横辐射段的该纵向宽度与该第一辐射臂的该第一槽壁段的该纵向宽度两者实质地相等。
16.根据权利要求14所述的无线通信装置，其特征在于，该超宽带天线的该第二辐射臂的该横辐射段的该纵向宽度实质是该第一辐射臂的该第一槽壁段的该纵向宽度的两倍。
17.根据权利要求10所述的无线通信装置，其特征在于，该超宽带天线还包括一包括一表面的基板，且该开槽导电片体设置于该基板的该表面上。
专利摘要一种超宽带天线和无线通信装置。该超宽带天线包括开槽导电片体，开槽导电片体包括接地部；间隔地邻近长边缘的馈入部；自馈入部朝第一方向延伸而出并具有狭缝的实质地呈U形的第一辐射臂；自馈入部朝第二方向延伸一距离再朝远离长边缘方向延伸一距离且实质地呈L形的第二辐射臂；以及自第二辐射臂向第二方向延伸一距离再朝接近长边缘方向延伸并实质地呈倒L形且电连接于接地部的短路臂；并且，第一辐射臂、第二辐射臂及短路臂分别产生第一至第三共振模态，第一至第三共振模态分别涵盖的第一至第三频带彼此相邻，以共同构成超宽带的频带。本实用新型可经由组合第一辐射臂、第二辐射臂及短路臂三者所产生的第一至第三频带，而产生超宽带的频带。
文档编号H01Q1/36GK202695706SQ201220085348
公开日2013年1月23日 申请日期2012年3月8日 优先权日2012年3月8日
发明者曾上晋, 江毓彧, 黄国仑 申请人:启碁科技股份有限公司