[發明專利]多頻帶或寬頻帶天線

無效

• 申請號: 200680019443.9
• 申請日: 2006-04-06
• 公開（公告）號: CN101189756A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: B·塔瓦索爾·霍佐里
• 申請（專利權）人: 宇東科技有限責任公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 謝靜;楊勇

技術領域

本發明一般地涉及無線電波天線，尤其是涉及自由端處具有用于加載天線的集總電抗的無線電波天線。可以預期本發明將主要應用于小型無線通信設備。

背景技術

無線通信器材的天線，比如尋呼機、蜂窩電話以及無線局域網(WLAN)接入點，都應當尺寸小、重量輕、物理體積緊湊、制造成本低。因此，經常期望甚至需要平嵌天線或嵌入內置天線。而且，由于地理頻帶分配方案不同、無線供應商不同、無線服務不同、或是無線通信協議不同，與無線服務進行通信的設備經常必須在不同頻率的頻帶下工作。這樣的設備相應地需要響應多個頻帶的單個天線或多個天線。由于尺寸、外觀、成本等顯而易見的原因，單天線更為優選。當前一個單天線應用的示例是通過高端無線局域網接入點進行多頻帶接收與發送，這些高端無線局域網接入點需要兼容所有的802.11a/b/g協議。

已經存在數種外部多頻帶天線設計，但是可以內置或置于外部設備的外殼上的緊湊的多頻帶天線通常很被看好。不幸的是，現有內置天線要么不很緊湊，要么就是通過降低性能質量來換取較小的尺寸。現今的某些天線設計也是通過增加成本來換取較小尺寸，即通過使用通常較貴的介電常數較高的材料。為此使用的一項技術是，采用慢波結構使天線小型化，例如彎折線形狀。不幸的是，這將導致增加電磁能的丟失。這在許多應用中是沒有效率的，并且在需要考慮電池容量的應用中通常是一個嚴重的缺陷。

為了解決上述有關問題，人們為改進天線作出了許多嘗試。使用貼片型天線就是現今一種普通的方法。

傳統的貼片天線是裝在接地層上的矩形金屬薄膜。然而，貼片天線必須具有大約半個波長的尺寸，而這對于大多數終端應用來說并不合適。采用具有高介電常數的絕緣體是減小尺寸的一種流行方法。這會增加重量和損耗，并減小天線帶寬。另一種減小尺寸的方法是結合專門的接地。通過這種做法，電容性平面形天線上增加的電感使天線的諧振轉換至一較低的頻率。這一組天線設計被稱為“平面倒F天線”(PIFA)，通常包括某些種類的溝槽，從而為天線增加了電長度。然而標準的和短路的貼片天線的主要共有特性是，平行于接地面的金屬結構是主要輻射結構，而饋電或短路電路則不是。對于單極性天線則恰好相反。即使單極性天線使用了一些頂部加載元件，這些仍是電抗元件，并不是主要輻射結構。

已由GUO等人的“A?Quarter-Wave?U-Shaped?Patch?Antenna?WithTwo?Unequal?Arms?For?Wideband?And?Dual-Frequency?Operation”，IEEE?Transactions?On?Antennas?And?Propagation，Vol.50，No.8，2002年8月中提供了關于一些雙頻帶和寬頻帶的示例的討論。由于這種天線的形狀以及由于它也是一種貼片型天線，它沒有合適的性能和帶寬。

Fang等人的美國專利no.6,788,257講授了PIFA-貼片型天線的一種變體，其中一個被驅動的元件，用一個短路針連接到接地面，并且通過能量耦合來激活一個寄生短路輻射貼片以產生另一諧振模式。然而，其性能對于許多應用尚嫌不足。

Iguchi等人已公布的專利WO2004/109857講授了一種基于在直接饋電輻射元件和短路輻射元件之間寄生性耦合的PIFA型結構，但該結構還不能夠針對適當的性能提供合理的帶寬。

Harano等人已公布的專利申請US2004/0227675以及Nishikawa等人的專利U.S.no.4,907,006都使用了寄生耦合。然而，由于外形未經優化，天線總體尺寸偏大。Andersson的已公布的專利申請WO03/077360講授了一些其他變體，它具有電磁波能量吸收比(SAR)高的問題，因其并不完全位于接地面的一側。

Annamaa等人的已公布的專利申請US2001/0048391，講授了一種寄生型饋電的PIFA型結構的變體，例如通過置于同一絕緣板上的導帶進行寄生型饋電。于是整個天線結構的饋電導體都與饋電元件電連接。然而，由于其貼片型本質，本技術并未能夠克服帶寬問題。為了降低諧振頻率，它增加了溝道或螺旋型的結構，以增加電流流經的有效路徑。

當然，也可能有其他類型的天線結構。例如，Yuanzhu的已公布的專利申請US2004/0150567講授了一種使用了被放置在絕緣基片表面上的絕緣彎折線部分和電容性導體部分的天線，所述基片表面相對于接地導體板垂直設置。然而，如上所述，因為帶寬較窄并且損耗漸增，這種方法并不像設想的那么有效率。