[发明专利]具有延伸接地面的平面倒F天线

说明书

技术领域

本发明是关于一种平面倒F天线的结构设计，特别是关于一种具有延伸接地 面的平面倒F天线，具有良好的天线阻抗匹配特性及较佳的阻抗频宽。

背景技术

查天线是在无线通讯系统中用来传送与接收电磁波能量的关键性组件，其电 气特性良好与否足以影响通讯的品质，是无线信号接收及发射品质好坏的指标。在 各种不同的无线信号传送接收的应用产品中，其使用的天线结构与制作材质不尽相 同。选用适当的天线除了有助于搭配产品的外型以及提升无线信号的传输特性外， 还可以更进一步降低整个无线设备的成本。

天线的使用除了需具有良好的无线传送/接收特性之外，如何搭配所应用的电 子设备亦是极为重要。例如对于诉求轻薄短小的移动电话及其它可携式无线电子设 备(例如笔记本电脑)，其所使用的天线即需兼顾到其产品的整个外形设计及良好的 信号传送/接收特性，业者在此类电子设备中所使用的天线都往小型化的目标研发 设计。

为了要达到小型化天线的目的，于是有平面倒F天线(Planar Inverted F Antenna，简称PIFA)天线的设计。由于此种天线具有近似全向性的辐射场型以及 结构简单、天线的操作长度只有四分之一操作波长…等优点，所以非常适合于例如 蓝芽装置、移动电话、及其它可携式无线电子设备中使用。再者，由于PIFA天线 只需利用金属导体配合适当的馈入及天线短路到接地面的位置，故其制作成本低， 而且可以直接与电子设备的电路基板焊接在一起。

现有的PIFA天线的结构，主要包括有一接地金属片(Ground Plane)、一短路 段(Short Circuit Piece)、一平板状信号辐射板(Planar Radiating Plate)，其 中该平板状信号辐射板可在一预定位置连接一信号传输线，该预定位置即作为该 PIFA天线的信号馈入端(Feed Point)。

发明内容

本发明所欲解决的技术问题

虽然一般结构设计的平面倒F天线具有结构简单、天线的操作长度只有四分 之一操作波长、体积小、适合可携式电子设计使用…等优点，但在天线的阻抗匹配 方面仍有待改进的空间，且天线的阻抗频宽仍为不足。

如果能维持平面倒F天线的结构简易的优点之外，尚针对平面倒F天线的阻 抗匹配及阻抗频宽方面，再予以进一步改良，则当会使平面倒F天线的商业应用更 具优势。

因此，本发明的主要目的是提供一种具有延伸接地面结构的平面倒F天线结 构，在不增加平面倒F天线的结构复杂性的状况下，借助本发明的延伸接地面的结 构设计，可以改善天线的阻抗匹配，增加天线的阻抗频宽。

本发明的另一目的是提供一种具有单一馈入、双频段辐射及一体成型的平面 倒F天线结构。

本发明解决问题的技术手段

本发明为解决现有技术的问题所采用的技术手段是设计出一种具有延伸接地 面、立体、一体成形、单一馈入、双频段辐射的平面倒F天线的创新设计。该平面 倒F天线包括有一接地金属片、一延伸接地面由该接地金属片的其中一侧缘朝馈入 端方向延伸出一预定高度、一短路段形成于该接地金属片的一侧缘一预定高度、至 少一天线信号辐射板，通过该短路段连接于该接地金属片、一馈入端由该第二天线 信号辐射板朝该接地金属片的方向延伸出而对应于该延伸接地面，并与该延伸接地 面之间保持一间距。本发明的较佳实施例中，设置有两个独立的天线信号辐射板 (metal strip)分别提供高频与低频的电流路径。

本发明对照先前技术的功效

本发明借助预定高度的延伸接地面与连接于短路段的天线信号辐射板的馈入 端相对应，除了可调整短路段与馈入端之间距达成良好的阻抗匹配之外，本发明的 结构设计中更借助延伸接地面的设计，可以进一步改善阻抗匹配，增加天线的阻抗 频宽。

本发明的较佳实施例中，通过两个独立的金属片是天线信号辐射板分别提供 高频与低频的电流路径，因而可得到双频段辐射；此两个操作频率可以通过调整不 同的金属片长度，独立控制操作频率点。并且利用延伸接地面的设计，可有效的增 加天线的阻抗频宽(impedance bandwidth)。

本发明的天线结构由于很容易以现行薄形金属板件制成具有单一馈入、双频 段辐射及一体成型的平面倒F天线结构，故在产业利用时，适合量产。

附图说明