具有宽频带馈入结构体的天线及馈入方法

摘要

提供一种具有宽频带频率特性的天线，由于具有闭环的馈入结构体的使用，其中该闭环由导电电路和感应组件组成，使得由于电容组件导致的电容以及由于闭环导致的电感引起共振，并且在该共振频率处该闭环产生的磁通量耦合至辐射器。还提供一种在多频带具有宽频带特性的天线。

说明书

技术领域

本发明涉及一种天线及天线馈入方法，尤其涉及具有宽频带馈入的馈入结构的天线以及利用该馈入结构将信号供至该天线的方法。

背景技术

天线为一种用于接收一终端内空气中的RF信号并将该终端内的信号传输至外部的设备，并且在无线装置中与外界通信时，天线为一必需组件。

图1为显示根据现有技术的单频带天线的图式。参见图1，根据现有技术的单频带天线10包括接地11、馈入单元12、接地引脚13以及辐射器14，其中接地11用于提供地电位并用作辐射器。此外，该馈入单元12包括馈入源121以及用于阻抗匹配的匹配组件122。

图2为显示根据图1的天线的频率特性的图式。根据图1的天线的辐射器14设计为在低频处产生共振。也就是说，如图2所示，该辐射器14可设计为在具有740至815MHz带宽的780MHz的频率处产生共振。

图3为显示根据现有技术的多频带天线的图式。参见图3，根据现有技术的多频带天线30包括接地31、馈入单元32、接地引脚33、第一辐射器34以及第二辐射器35。此外，该馈入单元32配置有馈入源321或包括馈入源321以及用于阻抗匹配的匹配组件322。

图4为显示根据图3高频域内天线特性的图式。如果根据图3的天线的第一辐射器34设计为在低频处产生共振，则如图2所示的在780MHz的低频域内产生具有740至815MHz的带宽的共振。另一方面，根据图3的天线的第二辐射器35可设计为在高频域内产生共振。因此，如图4所示，该第二辐射器35可设计为在1.8GHz的频率处产生共振。

如图2和图4所示，根据现有技术的天线不具备宽频带特性。此外，如图4所示，尽管根据现有技术的天线在高频域内产生共振，但是其天线特性并不好。

根据现有技术，已作出大量努力以藉由改进天线辐射器的共振特性来提高天线的性能。然而，仅通过改变天线辐射器的配置来提高天线的性能仍存在限制。

因此，需要一种以更为简单的方式来有效提高天线性能的方法。

发明内容

技术问题

因此，本发明鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种馈入结构以及利用该馈入结构的天线，其中该天线可用作一宽频带天线同时具有简单的形状。

本发明的另一目的在于提供一种馈入结构以及利用该馈入结构的天线，其中该天线可用作一多频带天线同时具有简单的形状。

本发明的又一目的在于提供一种利用该馈入结构的宽频带馈入方法。

解决方案

在本发明中，在邻近辐射器的共振频率的频率处通过馈入结构产生共振。由于该馈入结构产生的磁通量，天线辐射器被激发，并因此天线可具有宽频带特性。

此外，在两个或多频率处通过馈入结构产生共振，并因此天线可具有多频带特性。

发明有益效果

具有根据本发明的馈入结构的天线具有宽频带特性，同时具有简单的结构。

根据本发明的馈入结构具有多频带特性，同时具有简单的结构。

附图说明

图1为显示根据现有技术的单频带天线的图式；

图2为显示根据图1的天线的频率特性的图式；

图3为显示根据现有技术的多频带天线的图式；

图4为显示根据图3高频域内天线特性的图式；

图5为显示根据本发明第一实施例的天线的馈入结构的图式；

图6为显示根据本发明的天线的馈入结构的各种实施例的图式；

图7为显示根据本发明第一实施例应用图5所示的馈入结构的天线的图式；

图8为显示根据图7的实施例的天线频率特性的图式；

图9为显示根据本发明第二实施例的天线的馈入结构的图式；

图10为显示图9所示的馈入结构的工作原理的图式；

图11为显示根据本发明第二实施例应用图9所示的馈入结构的天线的图式；

图12为显示根据图11的实施例的天线的频率特性的图式。

具体实施方式

本发明包括馈入结构以及辐射器，该辐射器具有第一共振频率并将由该馈入结构提供的信号发射至外部。该馈入结构包括用于提供信号的馈入单元以及由电容组件和导线形成的闭环，并且由该闭环产生的第二共振频率优选为接近该第一共振频率的频率。

本发明实施型态

图5为显示根据本发明第一实施例的天线的馈入结构的图式。如图5所示，根据本发明的天线的馈入结构包括馈入单元51、电容组件53、第一导线52以及第二导线54，其中该第一导线52连接该馈入单元的两端及电容组件53的两端，以及该第二导线54连接电容组件53的两端及馈入单元51的两端。

该馈入单元51可仅配置有用于提供RF信号的馈入源或者包括该馈入源及用于阻抗匹配的匹配组件。

同时，连接电容组件53两端的第二导线54连同该电容组件53形成一闭环，该闭环具有面积S。

以下描述图5所示的馈入单元的工作原理。在一RF环境中，电容组件53和第二导线54形成闭环56，并且通过该导线和该环，该闭环56产生电感。该电感和电容组件53的电容在特定频率处产生共振。在该共振频率，流经该闭环56的电流产生通过该闭环的磁通量，并且该闭环产生的磁通量被提供至天线辐射器。

图6为显示根据本发明的天线的馈入结构的各种实施例的图式。尽管天线馈入结构的各种形式显示于图6中，但是这些共同具有图5所述的特征。也就是说，导线64和电容组件63形成闭环66，并且该闭环66的电感及电容组件63的电容产生共振。此外，该闭环66产生的磁通量被提供至天线辐射器。

同时，在图6所示的实施例的(e)、(f)、(g)和(h)中，感应组件65以及电容组件63和导线64形成闭环66。这里，该感应组件65加强闭环66产生的电感。也就是说，如果闭环66产生的电感不足以在所需频率处产生共振，增加由集总电路组件产生的电感以加强电感。

图7为显示根据本发明第一实施例应用图5所示的馈入结构的天线的图式。

参见图7，根据本发明的天线包括接地71、辐射器74以及馈入结构78。

馈入单元72可仅配置有一馈入源721或者添加一匹配组件722用以阻抗匹配该馈入源721。

图5所示的馈入结构78由馈入单元72、第一导线77、电容组件75以及第二导线73形成。尽管图5所示的馈入结构78被应用于天线实施例，但是可选择及应用图6所示的任一馈入结构。

如根据图5的馈入结构的详细说明，由于闭环76的电感及电容组件75的电容，在特定频率处发生共振现象。此时，该闭环76由电容组件75和第二导线73形成。由该共振产生的电流产生通过该闭环76的磁通量，并且如果通过该闭环76产生的磁通量激发该辐射器74，在该闭环76的共振频率处，一信号通过该辐射器74发射至外部。

图8为显示根据图7的实施例的天线频率特性的图式。对比图8所示的图式与图2所示的图式，可以理解的是，图8所示的图式的频带宽于图2所示的图式的频带。

也就是说，如果将图5所示的馈入结构应用至根据现有技术的天线，由该馈入结构形成的共振带82增加至由根据图1的天线辐射器形成的共振带81，从而频带延伸。

因此，藉由调节电容值及电感值，其为产生共振的要素，在传统辐射器的共振频率周围，该馈入结构形成共振带，并因此可设计宽频带天线。此时，藉由改变集总电路组件的电容值，可实现用于调节共振带所需电容。此外，藉由调节闭环的面积或藉由插入一感应器，其为一集总电路组件，可实现用于调节共振带所需电感值。

图9为显示根据本发明第二实施例的天线的馈入结构的图式。如图9所示，根据本发明第二实施例的天线的馈入结构包括馈入单元91、第一电容组件93、第二电容组件95、第一导线92、第二导线94以及第三导线98。

该馈入单元91可仅配置有用于提供RF信号的馈入源或者包括该馈入源及用于阻抗匹配的匹配组件。

该第一导线92连接该馈入单元91的两端及第一电容组件93的两端。同时，连接第一电容组件93两端的第二导线94连同第一电容组件93形成第一闭环96，该闭环96具有面积S1。

另一方面，具有面积S2的第二闭环97由第一电容组件93、第二电容组件95以及连接第一和第二电容组件的第一导线92和第三导线98形成。

图10为显示图9的馈入结构的工作原理的图式。如果假设第一电容组件93的电容远大于第二电容组件95的电容，则图9所示的馈入结构具有两个重要共振带。

图10(a)为显示用于在一低频域内产生共振的第一共振电路的图式。由于在低频域中，电流几乎不流向第二电容组件95，从而共振由第一闭环96产生。也就是说，第一共振带通过由第一闭环96提供的电感以及由第一电容组件93提供的电容而形成。

图10(b)为显示用于在一高频域内产生共振的第二共振电路的图式。由于在高频域中，导线的电感较高，并且电流几乎不流向第一闭环96，从而共振由第二闭环97产生。也就是说，共振通过由第二闭环97提供的电感以及由第一电容组件93和第二电容组件95提供的电容(主要为由第二电容组件提供的电容)而形成。

第一闭环96和第二闭环97将共振频带内产生的磁通量提供至天线辐射器。因此，在每个闭环的共振频带中，天线辐射器发射RF信号至外部。

图11为显示根据本发明第二实施例应用图9所示的馈入结构的天线的图式。

参见图11，根据本发明的天线110包括接地111、馈入单元112、辐射器114以及馈入结构118。

馈入单元112可仅配置有馈入源1121或者添加一匹配组件1122用以阻抗匹配该馈入源1121。

图9所示的馈入结构由馈入单元112、第一导线117、第一电容组件115、第二导线113、第二电容组件119以及第三导线1112形成。

如根据图9的馈入结构的详细说明，通过第一闭环116在第一共振频率处产生共振。此时，该第一闭环116由第一电容组件115和第二导线113形成。此外，共振通过由第一电容组件115提供的电容以及由第一闭环116提供的电感而产生。

通过第二闭环1111在第二共振频率处产生共振。此时，该第二闭环1111由第一电容组件115、第一导线117、第三导线1112以及第二电容组件119形成。此外，共振通过由第二闭环1111提供的电感以及由第一电容组件115和第二电容组件119提供的电容而形成。

在每个共振频率处，由该共振产生的电流产生通过每个闭环116和1111的磁通量，并且如果通过每个闭环116和1111产生的磁通量激发该辐射器114，在每个闭环116和1111的共振频率处，一信号通过该辐射器114发射至外部。

图12为显示根据图11的实施例的天线的频率特性的图式。参见图12，可以理解的是，宽频带特性显示于两个频带中。也就是说，如果在第一共振频率(低频域)以及第二共振频率(高频域)处通过辐射器产生共振，藉由调节馈入结构的共振频率，在接近第一共振频率和第二共振频率的频率处产生共振，从而第一频带和第二频带的带宽可延伸。

藉由调节第一电容组件115的电容值以及第一闭环116的面积，可在第一带宽附近产生共振，以及藉由调节第二电容组件119的电容值以及第二闭环1111的面积，可在第二带宽附近产生共振。

工业应用

根据本发明的天线及馈入方法可用于无线通信装置的天线。