本发明专利技术涉及一种超宽频偶极天线，包括：一第一辐射金属套筒，其形状大致为一具有一端开口的中空圆筒；一第二辐射金属套筒，其形状大致为一具有一端开口的中空圆筒，而其延伸方向与该第一辐射金属套筒的延伸方向大致平行且具有与该第一辐射金属套筒相同的开口方向；一第三辐射金属套筒，其形状大致为一具有一端开口的中空圆筒，而其延伸方向与该第一辐射金属套筒的延伸方向大致平行且具有与该第一辐射金属套筒相反的开口方向；一辐射金属线，具有一起始端及一末端，并包含一馈入点，且该馈入点位于该辐射金属线的该起始端；及一馈入同轴传输线，用以传输讯号。本发明专利技术具有超宽频特性，其频宽可达到约９．６ＧＨｚ（２．１－１１．７ＧＨｚ），可轻易涵盖超宽频系统的频带需求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种偶极天线(dipole antenna)，特别是应用于无线通讯产品上的天线。
技术介绍
随着近年来无线通讯的快速发展，在天线的性能需求上也逐渐提高，不但要求尺寸的缩小化，且在天线特性上必须具备有多频带或大频宽等特点，才能符合市场需求。而目前许多新开发的无线通讯系统，为了能以无线方式高速传输影像或大量资料，皆必须具备有超宽频特性的天线设计。目前已知的偶极天线设计如图1所示，其结构包含一辐射金属线13并具有一馈入点131与馈入同轴传输线14的中心导线141相连接，为偶极天线正端部分；及一中空金属套筒12连接于该馈入同轴传输线的外层接地导体142，为偶极天线负端部分。此类设计大多只能单频操作于单一系统频带，且其频宽通常仅有约共振中心频率的10~12％(如单频操作于无线局域网络2.45GHz，其频宽约为250MHz)，并无法达到多频带或超宽频的系统应用需求。为解决此一问题，我们在本专利技术中提出一种超宽频偶极天线的创新设计，在天线正端部分，利用一辐射金属线及一倒置的中空金属套筒，形成一具有类似由细到宽的渐进式辐射金属柱，可有效增加天线的阻抗频宽；而在天线负端部分，则利用一个中空的金属套筒与同轴传输线的外层接地导体相连接，提供偶极天线的基频共振模态及多个高阶共振模态，再通过一个或两个外加的辐射金属套筒，产生多个电磁耦合共振模态，并利用该外加辐射金属套筒的半径大小及互相之间的间距来调整其电容效应，使得这些在天线操作频带内的共振模态能够达成阻抗匹配，形成一超宽频特性，其频宽可轻易达到目前超宽频系统应用所需求之频带范围(2.1~11.7GHz)。本专利技术天线在不增加天线整体高度的情况下，即可大幅增加其操作频宽，是极具有产业应用价值之创新设计。
技术实现思路
如上所述，本专利技术的目的在于提供一种超宽频偶极天线的创新设计，可涵盖超宽频系统所需求的频带(包含2~11GHz)。本专利技术超宽频偶极天线包括一第一辐射金属套筒，其形状大致为一具有一端开口的中空圆筒，并包含一与该开口相对的封闭面，且在该封闭面上具有一开孔；一第二辐射金属套筒，其形状大致为一具有一端开口的中空圆筒，而其延伸方向与该第一辐射金属套筒的延伸方向大致平行且其开口方向与该第一辐射金属套筒的开口方向相同，该第二辐射金属套筒并包含一与该开口相对的封闭面，且该封闭面位于该第一辐射金属套筒内部并具有一开孔；一第三辐射金属套筒，其形状大致为一具有一端开口的中空圆筒，并包含一与该开口相对的封闭面，且其开口方向与该第一辐射金属套筒的开口方向相反，而其延伸方向与该第一辐射金属套筒的延伸方向大致平行；一辐射金属线，具有一起始端及一末端，该起始端位于该第二辐射金属套筒的该封闭面上的该开孔中央，而该末端则穿过该第一辐射金属套筒的该封闭面上的该开孔向外延伸，该辐射金属线并包含一馈入点，且该馈入点位于该辐射金属线的该起始端；及一馈入同轴传输线，位于该第二辐射金属套筒内部，用以传输讯号，包含一中心导线，连接至该辐射金属线的该馈入点；及一外层接地导体，连接至该第二辐射金属套筒的该封闭面上的该开孔边缘。在本项设计中，该辐射金属线与该第三辐射金属套筒及该第二辐射金属套筒所形成的偶极天线可产生一基频共振模态及多个高阶共振模态，并通过调整该辐射金属线长度及该第二及第三辐射金属套筒半径及长度，可控制该基频共振模态及该多个高阶共振模态的阻抗匹配，用以增加阻抗频宽。同时，外加于该第二辐射金属套筒上的第一辐射金属套筒，通过其电磁耦合特性可产生多个共振模态，且利用该第一辐射金属套筒的半径及长度可控制该多个电磁耦合共振模态的频率范围至所需的操作频带内。另外通过改变该第一辐射金属套筒与该第二辐射金属套筒互相的间距以及该第一辐射金属套筒本身半径大小，可改变所产生的电容效应，经过适当调整可使得在天线操作频带内的共振模态达成良好阻抗匹配，与上述的偶极天线基频及多个高阶模态合成一超宽频天线特性。由于上述特性，即可设计出一适用于超宽频系统(2.1~11.7GHz)的超宽频偶极天线。附图说明图1为已知偶极天线一实施例结构图。图2为本专利技术超宽频偶极天线一实施例2结构图。图3为本专利技术超宽频偶极天线一实施例2分解结构图。图4为本专利技术超宽频偶极天线一实施例2的返回损失实验结果。图5为本专利技术超宽频偶极天线的另一实施例5结构图。图6为本专利技术超宽频偶极天线的另一实施例6结构图。图7为本专利技术超宽频偶极天线的另一实施例7结构图。具体实施例方式如图2所示为本专利技术的超宽频偶极天线的一实施例2，该超宽频偶极天线包括一第一辐射金属套筒20，其形状大致为一具有一端开口的中空圆筒，并包含一与该开口相对的封闭面201，且在该封闭面201上具有一开孔202；一第二辐射金属套筒22，其形状大致为一具有一端开口的中空圆筒，而其延伸方向与该第一辐射金属套筒20的延伸方向大致平行且具有与该第一辐射金属套筒20相同的开口方向，该第二辐射金属套筒22并包含一与该开口相对的封闭面221，且该封闭面221位于该第一辐射金属套筒20内部并具有一开孔222；一第三辐射金属套筒23，其形状大致为一具有一端开口的中空圆筒，并包含一与该开口相对的封闭面231，且其开口方向与该第一辐射金属套筒20的开口方向相反，而其延伸方向与该第一辐射金属套筒20的延伸方向大致平行；一辐射金属线24，具有一起始端241及一末端242，该起始端241位于该第二辐射金属套筒22的该封闭面221上的该开孔222中央，该金属线24穿过该第一辐射金属套筒20的该封闭面201上的该开孔202向外延伸，而该末端242则与该第三辐射金属套筒23的该封闭面231相连接，该辐射金属线24并包含一馈入点243，且该馈入点243位于该辐射金属线24的该起始端241；及一馈入同轴传输线25，位于该第二辐射金属套筒22内部，用以传输讯号，该馈入同轴传输线25包含一中心导线251，连接至该辐射金属线24的该馈入点243；及一外层接地导体252，连接至该第二辐射金属套筒22的该封闭面221上的该开孔222边缘。而在本实施例2中，该第一辐射金属套筒20的直径大于该第二辐射金属套筒22的直径且该第一辐射金属套筒20的内壁与该第二辐射金属套筒22的外壁为相连接。而该第二辐射金属套筒22与该辐射金属线24及该第三辐射金属套筒23所形成的偶极天线可产生一基频共振模态及多个高阶共振模态，并利用该辐射金属线24的长度及该第二与第三辐射金属套筒的半径及长度，可控制该基频共振模态及该多个高阶共振模态的阻抗匹配。而外加于该第二辐射金属套筒22上的第一辐射金属套筒20，因其电磁耦合特性会产生多个共振模态，并可利用该第一辐射金属套筒20的半径及长度来控制该多个电磁耦合共振模态的频率范围至所需的操作频带内。另外通过改变该第一辐射金属套筒20与该第二辐射金属套筒22互相的间距，可适当调整其所产生的电容效应，使得在天线操作频带内的共振模态可达成良好阻抗匹配，形成一超宽频天线特性。为了更方便了解本专利技术天线的组成结构，如图3所示为本专利技术超宽频偶极天线一实施例2(参考图2)的分解图，于图中第一辐射金属套筒20与第二辐射金属套筒22为上下分离；而第三辐射金属套筒23与辐射金属线24亦为上下分离；而该辐射金属线24则位于与该第一辐射金属套筒20的相对位本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超宽频偶极天线，其特征在于：包括一第一辐射金属套筒，其形状大致为一具有一端开口的中空圆筒，并包含一与所述开口相对的封闭面，且在所述封闭面上具有一开孔；一第二辐射金属套筒，其形状大致为一具有一端开口的中空圆筒，而其延伸方向 与所述第一辐射金属套筒的延伸方向大致平行且其开口方向与所述第一辐射金属套筒的开口方向相同，所述第二辐射金属套筒并包含一与所述开口相对的封闭面，且所述封闭面具有一开孔；一第三辐射金属套筒，其形状大致为一具有一端开口的中空圆筒，并包含一 与所述开口相对的封闭面，且其开口方向与所述第一辐射金属套筒的开口方向相反，而其延伸方向与所述第一辐射金属套筒的延伸方向大致平行；一辐射金属线，具有一起始端及一末端，所述起始端位于所述第二辐射金属套筒的所述封闭面上的所述开孔中央，所述 金属线穿过所述第一辐射金属套筒的所述封闭面上的所述开孔向外延伸，而所述末端则与所述第三辐射金属套筒的所述封闭面相连接，所述辐射金属线并包含一馈入点，且所述馈入点位于所述辐射金属线的所述起始端；及一馈入同轴传输线，位于所述第二辐射金属 套筒内部，用以传输讯号，所述同轴传输线包括：一中心导线，连接至所述辐射金属线的所述馈入点；及一外层接地导体，连接至所述第二辐射金属套筒的所述封闭面上的所述开孔边缘。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林圣智，邱宗文，白云帆，萧富仁，
申请(专利权)人：连展科技电子昆山有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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