TWI463738B - 表面貼片式的多頻天線模組 - Google Patents

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Description

表面貼片式的多頻天線模組
本發明係有關一種天線，尤指一種高增益多頻段的多頻天線模組。
隨著無線通訊科技的發展，電子產品例如筆記型電腦、行動電話、個人數位助理(PDA)等可攜式電子裝置均朝向輕薄化進行設計開發。用以收發電波訊號的天線尺寸相對縮小，或是改變天線結構型態，方可內置於電子產品內部使用。
目前市面上常見的多頻段的多頻天線為倒F形天線(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)。此天線採用了簡單的二維設計，透過印刷電路板(PCB)制造工藝直接將銅工藝印在印刷電路板上，以形成一平板狀多頻段的多頻天線，或者利用沖壓技術將金屬薄片沖壓形成一具有三維設計的多頻天線。
由於PIFA天線結構可改變印刷電路板二維或金屬薄片上的天線幾何形狀，以達到雙頻甚至三頻以上的收發效果。但是為了滿足訊號收發品質，以及避免周圍環境的影響造成其頻率協調失準，因此該印刷電路板或金屬薄片所沖壓成形的天線勢必具有一定大小的體積，為了安裝該PIFA天線結構該而電子裝置內部也必須預留一適當的空間來安置該PIFA天線結構，如此一來勢必違背電子裝 置朝輕薄短小的小型化設計的需求。
因此，本發明之主要目的，在於解決傳統的缺失，所以提供一種將多頻段的多頻天線的金屬圖案載設於該高介電常數之陶瓷材料製作成的陶瓷載體上，以形成一個可直接進行表面黏著工程高效率的多頻段的多頻天線。同時也形成一輕薄短小的小型化的內置式可表面片的多頻天線。
為達上述之目的，本發明提供一種表面貼片式的多頻天線模組，包括有：一基板，係具有一第一表面及第二表面，該第一表面上具有一第一接地金屬面及一第一微帶線，該第一微帶線一端上具有一穿孔，該具有穿孔的部份段的第一微帶線延伸於該第一接地金屬面中，並與該第一接地金屬面之間形成一間隙，該第一接地金屬面的一側邊連結有一第二微帶線，該第二微帶線與該第一微帶線另一端呈平行關係並列，該第一微帶線與該第二微帶線之間具有一間距；另，於該第一表面上具有一組相對應的二固定接點，以及該第二表面上具有一第二接地金屬面；一載體，係以高介電常數的陶瓷材料製成一長方體，其上具有第一輻射金屬部、第二輻射金屬部及第三輻射金屬部，該第一輻射金屬部、第二輻射金屬部及第三輻射金屬部以不相同的矩形金屬圖案及直線條金屬圖案組成，並設於該載體的至少一個或兩個表面以上，該第一輻射金屬部與該第二輻射金屬部呈電性連結，該第一輻射金屬部及第二輻射金屬部不與該第三輻射金屬部電性連 結；其中，該載體與該基板電性連結時，該第一輻射金屬部及該第二輻射金屬部與該基板的第一表面上的二固定接點電性連結，使該載體可以固接於該基板的第一表面上，該第一輻射金屬部及該第二輻射金屬部連結處與該第一微帶線電性連結，該第三輻射金屬部與該第二微帶線電性連結，以組合成一多頻天線模組。
1‧‧‧基板
11‧‧‧第一表面
12‧‧‧第二表面
13‧‧‧第一接地金屬面
14‧‧‧第一微帶線
141‧‧‧前段
142‧‧‧後段
143‧‧‧穿孔
15‧‧‧間隙
16‧‧‧第二微帶線
17‧‧‧間距
18‧‧‧固定接點
19‧‧‧第二接地金屬面
2‧‧‧載體
21‧‧‧第一輻射金屬部
22‧‧‧第二輻射金屬部
23‧‧‧第三輻射金屬部
3‧‧‧訊號源
4‧‧‧連接器
41‧‧‧訊號饋入探針
42‧‧‧殼體
43‧‧‧螺紋
5‧‧‧銅軸電纜線
51‧‧‧接頭
第一圖，係本發明之多頻天線模組分解示意圖。
第二圖，係本發明之多頻天線模組另一視角的分解示意圖。
第三圖，係本發明之多頻天線模組又一視角的分解示意圖。
第四圖，係本發明之多頻天線模組外觀立體示意圖。
第五圖，係本發明之多頻天線模組電路的線路示意圖。
第六圖，係本發明之多頻天線模組的使用狀態示意圖。
第七圖，第六圖的側剖視示意圖。
第八圖a，係本發明的頻率響應曲線示意圖(一)。
第八圖b，係本發明的頻率響應曲線示意圖(二)。
第八圖c，係第八圖b的頻率響應表示意圖。
第九圖，係本發明之長期演進天線的峯值增益參數說明(LTE ANTENNA Peak Gain Parameter Summary)示意圖。
茲有關本發明之技術內容及詳細說明，現配合圖式說明如下： 請參閱第一、二、三、四圖，係本發明之多頻天線模組分解、另一視角的分解、又一視角的分解及外觀立體示意圖。如圖所示：本發明之一種表面貼片式的多頻天線模組，包括有：一基板1及一載體2。
該基板1，係具有一第一表面11及第二表面12。該第一表面11上具有一第一接地金屬面13及一第一微帶線14，該第一微帶線14具一前段141及一後段142，該前段141上具有一穿孔143，該第一微帶線14的前段141延伸於該第一接地金屬面13中，並與該第一接地金屬面13之間形成一間隙15。該第一接地金屬面13的一側邊連結有一第二微帶線16，該第二微帶線16與該第一微帶線14的後段142呈平行關係並列，且該第一微帶線14的後段142與該第二微帶線16之間具有一間距17，該第一微帶線14的後段142及第二微帶線16之間所形成的間距17寬度，可以來調整耦合電容值，使得第一接地金屬面13能形成高頻的諧振點，藉以增加頻寬之用。另，於該第一表面11上具有一組相對應的二固定接點18，該二固定接點18用以固接該載體2。又於該第二表面12上具有一第二接地金屬面19，該第二接地金屬面19係供與銅軸電纜線的接頭的接地部(圖中未示)電性連結。
該載體2，係以高介電常數的陶瓷材料製成一長方體，其上具有第一輻射金屬部21、第二輻射金屬部22及第三輻射金屬部23。該第一輻射金屬部21、第二輻射金屬部22及第三輻射金屬部23係以不相同的矩形金屬圖案及直線條金屬圖案設於該載體2的至少一個或兩個表面以上，使得天線的體積以微型化。該第一輻射金屬部21與該第二輻射金屬部22呈電性連結，該第一輻射金屬部21及 第二輻射金屬部22不與該第三輻射金屬部23電性連結。在該載體2與該基板1電性連結時，該第一輻射金屬部21及該第二輻射金屬部22與該基板1的第一表面11上的二固定接點18電性連結，使該載體2可以固接於該基板1的第一表面11上。且，該第一輻射金屬部21及該第二輻射金屬部22的連結處與該第一微帶線14電性連結，該第三輻射金屬部23與該第二微帶線16電性連結，以組合成一多頻天線模組。
請參閱第四、五圖，係本發明之多頻天線模組外觀立體及電路的線路示意圖。如圖所示：在該第一輻射金屬部21及該第二輻射金屬部22與該第一微帶線14電性連結後，以該第一輻射金屬部21形成第一天線，該第二輻射金屬部22形成第二天線，該第三輻射金屬部23與該第二微帶線16形成第三天線的多頻段的多頻天線模組。
當訊號源3由第一微帶線14輸入後，流經該第一輻射金屬部21及第二輻射金屬部22形成高低頻分支諧振之結構。再以該第一微帶線14與該第二微帶線16之間所形成的間距17寬度，可以來調整耦合電容值，使得第一接地金屬面13能形成高頻的諧振點，藉以增加頻寬之用。
請參閱第六、七圖，係本發明之多頻天線模組的使用狀態及第六圖的側剖視示意圖。如圖所示：在本發明運用時，將連結銅軸電纜線5的連接器4的訊號饋入探針41穿過該第一微帶線14的穿孔143，與該第一微帶線14電性連結。該連接器4的殼體42與該第二接地金屬面19電性連結。
在多頻天線模組使用時，將銅軸電纜線5的接頭51鎖接於該連接器4的殼體42的螺紋43上，並透過第一輻射金屬部21、第二輻射金屬部22及第三輻射金屬部23來接受不同頻段的訊號，以達到可多頻段使用的多頻天線模組。
請參閱第八圖a~c，係本發明的頻率響應曲線示意圖(一)、(二)及第八圖a與第八圖b的頻率響應表示意圖。如圖所示：當本發明之多頻天線模組在700MHZ時，該天線的反射損耗(Return Loss)為-3.98，駐波比(SWR)為4.20。
當本發明之多頻天線模組在824MHZ時，該天線的反射損耗為-11.66，駐波比為1.73，
當本發明之多頻天線模組在960MHZ時，該天線的反射損耗為-5.57，駐波比為3.02。
當本發明之多頻天線模組在1710MHZ時，該天線的反射損耗為-10.39，駐波比為1.76。
當本發明之多頻天線模組在2170MHZ時，該天線的反射損耗為-6.38，駐波比為2.88。
請參閱第九圖，係本發明之長期演進天線的峯值增益參數說明(LTE ANTENNA Peak Gain Parameter Summary)示意圖。如圖所示：因此，本發明之多頻天線模組可提供目前長期演進天線(LONG TERM EVOLUTION ANTENNA，LTE ANTENNA)技術及***通訊系統所需的輕薄短小的小型多頻段高效率內置貼片式(SMT)的天線模組結構。且此多頻段涵蓋了700~960MHZ及1710~2170MHZ等，為LTE、全球移動通訊系統(Global System for Mobile Communications，GSM)、數位通訊系統(Digital Communications System，DCS)、個人通訊系統(Personal Communication System,PCS)、寬頻分碼多重存取(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)等系統頻段之所需。
上述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
1‧‧‧基板
11‧‧‧第一表面
12‧‧‧第二表面
13‧‧‧第一接地金屬面
14‧‧‧第一微帶線
141‧‧‧前段
142‧‧‧後段
143‧‧‧穿孔
15‧‧‧間隙
16‧‧‧第二微帶線
17‧‧‧間距
18‧‧‧固定接點
19‧‧‧第二接地金屬面
2‧‧‧載體
21‧‧‧第一輻射金屬部
22‧‧‧第二輻射金屬部
23‧‧‧第三輻射金屬部

Claims (7)

  1. 一種表面貼片式的多頻天線模組，包括：一基板，其上具有一第一表面及第二表面，該第一表面上具有一第一接地金屬面及一第一微帶線，該第一微帶線與該第一接地金屬面之間形成一間隙，該第一接地金屬面的一側邊連結有一第二微帶線，該第二微帶線與該第一微帶線呈平行關係並列，該第一微帶線與該第二微帶線之間具有一間距，該第一微帶線上具有一前段及一後段，該前段上具有一穿孔，該前段延伸於該第一接地金屬面中，並與該第一接地金屬面之間形成一間隙；一載體，其上具有第一輻射金屬部、第二輻射金屬部及第三輻射金屬部，該第一輻射金屬部與該第二輻射金屬部呈電性連結，該第一輻射金屬部及第二輻射金屬部與該第三輻射金屬部不電性連結；其中，在該載體與該基板電性連結時，該第一輻射金屬部及該第二輻射金屬部電性連結連結處與該第一微帶線電性連結，該第三輻射金屬部與該第二微帶線電性連結，以形成多頻段的多頻天線模組；且，以該第一微帶線的後段及該第二微帶線之間所形成的間距寬度來調整耦合電容值，使第一接地金屬面能形成高頻的諧振點。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之表面貼片式的多頻天線模組，其中，該第一表面上具有一組相對應的二固定接點，該二固定接點以固接該載體的第一輻射金屬部及第二輻射金屬部。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之表面貼片式的多頻天線模組，其中，該第二表面上具有一第二接地金屬面。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之表面貼片式的多頻天線模組，其中，該載體係以高介電常數的陶瓷材製成一長方體。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之表面貼片式的多頻天線模組，其中，該第一輻射金屬部、第二輻射金屬部及第三輻射金屬部係以不相同的矩形金屬圖案及直線條金屬圖案組成設於該載體上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之表面貼片式的多頻天線模組，其中，該矩形金屬圖案及直線條金屬圖案設於該載體至少一個或兩個表面以上。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之表面貼片式的多頻天線模組，其中，更具有一連接器，該連接器具有一殼體，該殼體內具有一訊號饋入探針，該訊號饋入探針穿過第一微帶線的穿孔，並與該第一微帶線電性連結。
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