一種偶極天線制造技術

本發明專利技術涉及一種印刷電路板偶極天線，其具有從有限接地微帶的信號走線和接地走線延伸出的兩個輻射臂。每個輻射臂的長度等于或小于所監測頻率的１／４波長。有限接地微帶的長度至少等于或大于所檢測頻率的１／８波長。有限接地微帶的接地走線的寬度為有限接地微帶的信號走線的寬度的２至５倍。該設計使得在ＲＦＩＣ下方的接地布局對天線的輻射效率產生的影響有限。

A dipole antenna

The invention relates to a printed circuit board dipole antenna having two radiating arms extending from a signal line of a limited ground microstrip and a ground wire. The length of each radiation arm is equal to or smaller than the 1 / 4 wavelength of the monitored frequency. The length of the limited ground microstrip is at least equal to or greater than the 1 / 8 wavelength of the detected frequency. The width of the limited grounded microstrip line is 2 to 5 times of the width of the signal line of the limited ground microstrip. The design makes the grounding layout below the RFIC have limited influence on the radiation efficiency of the antenna.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及天線，尤其涉及偶極天線。
技術介紹
為了提供能夠安裝在手持設備中的天線，通常將天線制作為PCB的一部分。技術 上，這樣的天線趨于由“微帶(microstrip) ”供電，微帶為包括PCB中的接地層的PCB結構， 微帶位于信號走線(signal trace)的下方，此處接地層的寬度為信號走線的寬度的10倍 左右。這種天線通常為單極天線、IFA天線或PIFA天線，其需要在PCB上設置RF接地以構 成輻射機構。這種天線的輻射效率受到天線的射頻(RF)接地的影響，這干擾來自天線的信號 的傳輸。因此，如果握住手持設備的手遮住了 RF接地元件，則手持設備的輻射效率顯著地 下降。因此，很多無線手持設備具有電磁能被握住者的手部分地吸收的問題。這種現象 被稱為“手效應”。一種提出的解決方案是提供具有同軸電纜的天線。這減小了 RF接地元件對天線 輻射的影響。然而，將同軸電纜焊接至天線的成本很高且很難。此外，同軸電纜需要一定空 間，因此，很難將同軸電纜提供給PCB天線。因此，期望的是提供一種至少能部分地減輕上述問題的天線。
技術實現思路
本專利技術提出一種偶極天線，包括基底，其具有第一表面和第二表面，所述表面朝向 相反方向；所述第一表面具有形成第一線性走線的導電材料條；第一線性走線具有形成第 一輻射臂的彎曲，并且所述第一線性走線從信號饋給端延伸；第二表面具有形成第二線性 走線的導電材料條；第二線性走線具有形成第二輻射臂的彎曲，并且所述第二線性走線從 接地元件延伸；其中第二線性走線的寬度窄于RF接地元件的寬度；從而RF接地元件遠離 第一和第二輻射臂。第一線性走線和第二線性走線的結構被稱為“有限接地微帶”，其中第一線性走線 的寬度為2至5倍。有利地，試驗數據已經顯示有限接地微帶能夠與傳統微帶同效率地傳 輸微波。連接至接地元件的第二線性走線提供天線的“接地走線”。典型地，第二線性走線 通常為接地元件與輻射臂之間的導電材料的長條或帶。實際上，這在天線的接地元件與輻 射臂之間設置了一段距離。因此，來自輻射臂的信號不會被接地層以任何顯著的方式吸收 或干擾。而且，第二線性走線具有的寬度窄于接地元件的寬度。較窄的寬度是指第二線性 走線的表面區域比接地層要小，這會減小接地效應和對輻射臂輻射的干擾。優選地，兩輻射臂的結合長度等于或者小于預定頻率的1/4波長。每個臂的1/4 波長為標準50 Ω偶極天線的需求。 任意地，接地元件具有連接至第二線性走線的錐形部。有利地，錐形部減小接地元 件鄰近輻射臂的區域，并且進一步減小接地元件對輻射圖的影響。優選地，第一和第二線性走線的長度至少是預定頻率的1/8波長或大于預定頻率 的1/8波長。這意味著第一線性走線和第二線性走線一起(通常為平行的)形成有限接地 微帶，有限接地微帶的長度等于或大于預定頻率的1/8波長。這允許接地元件離開天線的 輻射臂一段距離設置，該距離取決于有限接地微帶的長度。因此，來自輻射臂的信號不會被 接地元件以任何顯著的方式吸收或干擾。任意地，接地元件具有1/2波長的寬度，因此接地元件能夠反射來自天線的信號。 有利地，這使得輻射圖稍稍朝向第一和第二輻射臂指向的方向定位成為可能。因此，當指向 控制目標時，以該提出的天線實現的遠程控制器可以更有效。有利地，第一和第二線性走線形成的有限接地微帶允許天線的第一和第二導電元 件之間有效的能量耦合，即，在RFIC與輻射臂之間傳輸。這相對其他例如耦合供電及微帶 平衡-不平衡轉換器供電(microstrip balun feeding)的供電技術，可減少能量損耗。與 例如同軸電纜供電的其他供電技術相比，這還可以減少成本及裝配程序的需求。此外，由于接地元件設置為距輻射臂一小段距離，所以對輻射臂彎曲、折疊或呈曲 線存有余地，而不需要與接地元件排列得太近。這還允許輻射臂以不同的方式設計以便適 合電路板上的特征，并且不需要焊接同軸電纜。這對于制作PCB的成本而言減少了附加的 制作成本。因此，本專利技術制作的小型印刷偶極天線能夠簡便地安裝到任何手持設備。此外，使用1/4波長的有限接地微帶使制作非常小的PCB天線成為可能，其中兩個 輻射臂的總寬度比1/2波長小得多。附圖說明結合相應的說明本專利技術可能的排列的附圖，將更方便進一步描述本專利技術，其中相 似的附圖標記指代相似的部件。本專利技術也可能存在其他排列，因此附圖的細節不能理解為 對本專利技術前述描述的一般性的替代。圖1示出本專利技術第一實施例的平面圖；圖2為圖1的實施例的等距圖；圖3為圖1所示的第一實施例的分解圖；圖4示出圖1的實施例的變化的輻射圖；圖5示出圖1的實施例另一種變化的輻射圖；圖6示出第一實施例的另一種變化；圖7示出第一實施例的又一種變化；圖8示出第一實施例的再一種變化；以及圖9示出第一實施例的另外一種變化。具體實施例方式圖1示出偶極天線100的平面圖。圖2示出天線100的等距圖。圖3為圖2的分解圖。天線100印刷在電路板上，即，印刷電路板(PCB)上。因此天線100包括具有兩個 表面的PCB基底101。如圖所示，基底101的頂表面印刷有第一導電元件103。基底101的 底表面印刷有第二導電元件105。第一導電元件103的一端連接至射頻集成電路(RFIC) 107的信號饋給端，即，輸入 /輸出端口，以發送和接收無線信號。因此，第一導電元件103為天線100的“信號走線”。第一導電元件103的另一端從RFIC 107線性地延伸一段距離，然后彎曲以形成第 一輻射臂109。由于彎曲，第一輻射臂109向側向和向后延伸。這導致第一導電元件103呈 鉤形。從RFIC 107線性延伸至第一輻射臂109的彎曲處的第一導電元件103的細長部為 天線100的第一線性走線111。第二導電元件105從RF接地元件113延伸出并作為天線100的“接地走線(ground trace)”。典型地，RF接地元件113連接至RFIC 107的地線，第一導電元件103從RFIC 107 的地線延伸。在接地元件113與第二輻射臂115的彎曲處之間的第二導電元件105的細長 線性部117是天線100的第二線性走線117。從彎曲處開始，第二導電元件105形成第二輻 射臂115。以與第一輻射臂109相似的方式，第二輻射臂115彎曲以向側向和向后延伸而形 成鉤形。第二輻射臂被彎曲以沿著基本與第一輻射臂延伸方向相反的方向延伸。此處“基 本”是指輻射臂109、115沒有嚴格地反向分離180°，只要達到偶極天線的充分輻射的目的 即可。從每個輻射臂的彎曲處反向延伸的輻射臂提供偶極天線，第一輻射臂109和第二 輻射臂115形成偶極天線100的兩個輻射臂。優選地，每個輻射臂的長度等于或小于監測到的頻率的1/4波長。如果需要，兩個 輻射臂的有效長度可以根據本領域技術人員公知的最佳匹配原理通過運行矢量網絡分析 儀來調節。第一線性走線111通常平行于第二線性走線117從接地元件113線性地延伸出與 第二線性走線117從RFIC 107延伸出的距離大約相同的距離。因此，第一線性走線111和 第二線性走線117提供“有限接地微帶”結構。本領域技術人員理解“微帶”是一種電傳輸 線，其可以利用PCB工藝制作，且可以用于傳輸電磁信號。微帶通常由通過絕緣基底與地面 分離的導電片組本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種偶極天線，包括：基底，其具有第一表面和第二表面，所述表面朝向相反方向；所述第一表面具有形成第一線性走線的導電材料條；所述第一線性走線具有形成第一輻射臂的彎曲，并且所述第一線性走線從信號饋給端延伸；所述第二表面具有形成第二線性走線的導電材料條；所述第二線性走線具有形成第二輻射臂的彎曲，并且所述第二線性走線從ＲＦ接地元件延伸；其中所述第二線性走線的寬度為所述第一線性走線的寬度的２至５倍；以及所述第二線性走線的寬度窄于所述ＲＦ接地元件的寬度；從而所述ＲＦ接地元件遠離所述第一和第二輻射臂。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘曉龍，容業晉，
申請(專利權)人：奇勝澳大利亞有限公司，
類型：發明
國別省市：AU[澳大利亞]