組合式雙頻印刷天線的製作方法
2023-09-18 01:04:50 2
本發明涉及一種天線，特別是一種可以工作於兩個操作頻帶以上的雙頻印刷天線。
背景技術：
在科技發展日新月異的現今時代，多種不同形態的多頻天線已開發出來，以應用各式各樣的手持式電子裝置，例如行動電話及筆記本電腦等等，或無線傳輸裝置中，例如無線接取器(Access Point，AP)及無線網卡等等。上述電子裝置由於需要尺寸小且便於攜帶，因此需要結構輕巧、傳輸效能良好且可輕易地被設置在電子裝置內的多頻帶天線。然而，現有的多頻帶天線卻有著許多有待改善的缺點。
例如，現有的多頻帶天線通常具有多個輻射體分別對應於不同的頻帶，由於結構上的限制，現有的多頻帶天線的不同頻帶產生的輻射場形彼此之間會相互幹擾，如此則造成天線的效能下降。此外，現有的多頻帶天線不易進行頻帶、帶寬及阻抗匹配的調整，故使用上極度缺乏彈性。
又，現有的多頻帶天線通常採用立體結構設計，如此雖然可以略為改善天線的效能，但採用立體結構設計的多頻帶天線通常需要佔據較大的空間，如此則限制了多頻帶天線的應用範圍。除此之外，採用立體結構設計的多頻帶天線容易因為外力而變形，因此其也具備較高的損壞率，且立體結構也需要額外的模具成本及組裝成本，使天線的成本大幅提高。同樣的，這種天線也不易進行頻帶、帶寬及阻抗匹配的調整。
再者，現有的多頻帶天線通常因為需要與系統接地區連接，故只能設 置在特定的位置，使其能發揮應有的功效，如此會則使天線的應用受到很大的限制。
因此，如何提出一種多頻帶天線，能夠有效改善現有的多頻帶天線效能低下、使用上缺乏彈性、應用上受到限制、容易損壞及成本高的情況已成為一個刻不容緩的問題。
技術實現要素：
有鑑於上述現有技術中的問題，本發明的其中一目的就是在於提供一種組合式雙頻印刷天線，以解決現有的多頻帶天線容易產生效能低下、使用上缺乏彈性、應用上受到限制、容易損壞及成本高的問題。
根據本發明的其中一目的，提出一種組合式雙頻印刷天線，此天線可包含基板、天線饋入信號端、第一輻射體、組合基板及第二輻射體。天線饋入信號端可設置於基板上。第一輻射體可印刷於基板上，並可連接於天線饋入信號端。組合基板可組裝於基板上，並包含通路孔。第二輻射體可印刷於組合基板上，並可通過通路孔與第一輻射體連接。
在一實施例中，組合式雙頻印刷天線還可包含射頻饋入信號區及系統接地區，系統接地區可設置於基板上；射頻饋入信號區可設置於基板上，並可包含射頻饋入信號接地端及射頻饋入信號端，射頻饋入信號接地端可與系統接地區連接，射頻饋入信號端可與天線饋入信號端連接。
在一實施例中，第一輻射體可設置於基板的一側，組合基板可設置於基板的同一側或另一側，當組合基板設置於基板的另一側時，第一輻射體於基板上的投影不與第二輻射體於基板上的投影重疊。
在一實施例中，組合式雙頻印刷天線還可包含第一焊接區，其可設置於基板上，第一焊接區可與第一輻射體連接，組合基板可焊接於第一焊接區。
在一實施例中，通路孔可連接於第一焊接區，使第二輻射體可通過通 路孔及第一焊接區與第一輻射體連接。
在一實施例中，組合式雙頻印刷天線還可包含第二焊接區，其可設置於基板上，組合基板可焊接於第二焊接區。
在一實施例中，組合基板的厚度可大於基板的厚度。
在一實施例中，第一輻射體的電流路徑可短於第二輻射體的電流路徑，且該第一輻射體呈矩形並向第一方向延伸。
在一實施例中，第一輻射體的電流路徑可長於第二輻射體的電流路徑。
在一實施例中，第二輻射體可呈U形，並可包含第一部分、第二部分及第三部分，第一部分可向第二方向延伸，且第一部分的起始端可包含第一突出部，第二部分可向第一方向延伸並包含第二突出部及漸寬延伸部，第三部分可向第四方向延伸，第一方向、第二方向與第四方向可互相垂直。
根據本發明的其中一目的，再提出一種組合式雙頻印刷天線，此天線可包含天線饋入信號端、第一輻射體及第二輻射體。第一輻射體可連接於天線饋入信號端，第一輻射體的電流路徑可位於第一平面。第二輻射體可以通過通路孔與第一輻射體連接，第二輻射體的電流路徑可位於第二平面，第一平面可實質上與第二平面平行，第一平面與第二平面之間可具有間距。
在一實施例中，第一輻射體的電流路徑可短於第二輻射體的電流路徑。
在一實施例中，第一輻射體可呈矩形，並可向第一方向延伸。
在一實施例中，該第二輻射體呈U形，且第二輻射體可包含第一部分、第二部分及第三部分，第一部分可向第二方向延伸，且第一部分的起始端可包含第一突出部，第二部分向第一方向延伸並包含第二突出部及漸寬延伸部，第三部分可向第三方向延伸，第一方向、第二方向與第三方向可互相垂直。
承上所述，依本發明的組合式雙頻印刷天線，其可具有一或多個下述 優點：
(1)本發明的一實施例將對應於不同頻帶的兩個輻射體設置於不同的平面，使兩個輻射體彼此平行且之間具有一間距，因此兩個輻射體產生的輻射場形不會彼此幹擾，大幅地提升了天線的效能。
(2)本發明的一實施例將一輻射體印刷於基板上，另一輻射體印刷於組合基板上，並利用焊接組合的方式將組合基板裝設於基板上，如此可防止兩個輻射體因外力而變形，有效降低了天線的損壞率，但仍可達到立體天線結構的功效，且可有效減少天線的體積，使其應用範圍更為廣泛。
(3)本發明的一實施例利用印刷式天線的方式實現本發明的概念，故可省去立體天線結構所需要的模具成本及組裝成本，因此天線的成本可以大為降低，極具商業價值。
(4)本發明的一實施例將輻射體分別設置於不同的基板上，故兩個輻射體可依需求分別進行頻帶、帶寬及阻抗匹配的調整，大幅地提升了天線使用上的彈性。
(5)本發明的一實施例的天線結構設計使基板及組合基板可以直接通過錫爐作自動化打件焊接，不需要利用手工焊接的方式，因此利於大量生產。
(6)本發明的一實施例的天線結構設計使天線可以設置在裝置的任意位置，不會受到系統接地區的限制，故可以適用於大部分的電子裝置。
附圖說明
圖1為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施例的第一示意圖；
圖2為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施例的第二示意圖；
圖3為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施例的第三示意圖；
圖4為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施例的第四示意圖；
圖5為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施例的第五示意圖；
圖6為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施例的第六示意圖；
圖7為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施例的第七示意圖；
圖8為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施例的第八示意圖；
圖9為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施例的第九示意圖；
圖10為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第二實施例的示意圖。
附圖標記說明：1-組合式雙頻印刷天線；11-基板；111-第一焊接區；112-第二焊接區；114、154-介電層；12-天線饋入信號端；13-第一輻射體；131-第一輻射體的第一部分；132-第一輻射體的第二部分；133-第一輻射體的第三部分；14-第二輻射體；141-第二輻射體的第一部分；142-第二輻射體的第二部分；143-第二輻射體的第三部分；15-組合基板；151-第三焊接區；152-第四焊接區；153-通路孔；16-射頻饋入信號區；161-射頻饋入信號接地端；162-射頻饋入信號端；17-系統接地區；D1-第一方向；D2-第二方向；D3-第三方向；D4-第四方向。
具體實施方式
以下將參照相關圖式，說明依本發明的組合式雙頻印刷天線的較佳實施例，為使便於理解，下述實施例中的相同元件以相同的符號標示來說明。
如圖1所示為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施例的第一示意圖，本實施例通過印刷式天線的方式來實現本發明。如圖所示，組合式雙頻印刷天線1可包含基板11、天線饋入信號端12、第一輻射體13、組合基板15及第二輻射體14、射頻饋入信號區16以及系統接地區17。
天線饋入信號端12可設置於基板11上。第一輻射體13可呈矩形，並向第一方向D1延伸，其可印刷於基板11上，並可連接於天線饋入信號端12。組合基板15可組裝於基板11上，其中，組合基板15可包含通路孔(Via hole)153。第二輻射體14可呈U字形，其可印刷於組合基板15上，並可通過通路孔153與第一輻射體13連接。射頻饋入信號區16可以設置於基板11上，並可以包含射頻饋入信號接地端161以及射頻饋入信號端162，其中，射頻饋入信號接地端161可與系統接地區161連接，而射頻饋入信號端162則可與天線饋入信號端12連接。在較佳的實施例中，組合基板15的厚度可以大於基板11的厚度，其中，基板11的厚度可約為3mm，而組合基板15的厚度則可約為2～6mm。
由上述可知，在本實施例，第一輻射體13及第二輻射體14可分別印刷於基板11及組合基板15，使第一輻射體13的電流路徑及第二輻射體14的電流路徑位於不同的平面，且兩個平面實質上互相平行並具有間距，因此，兩個輻射體所產生的輻射場形彼此不會相互幹擾，故可使組合式雙頻印刷天線1的效能大幅改善。
另外，上述的設置也可有效地防止兩個輻射體因外力而變形，有效降低了天線的損壞率，但仍可達到立體天線結構的功效，且可有效減少天線的體積，使其應用範圍更為廣泛。
而其它較佳的實施例中，組合基板15還可設置於基板11的另一側，即第一輻射體13的相對側，且第一輻射體13於基板11上的投影可不與第二輻射體14於基板11上的投影重疊。如此可使第一輻射體13及第二輻射體14之間的間距變大，進一步防止兩個輻射體所產生的輻射場形彼此相互幹擾，以進一步提升組合式雙頻印刷天線1的效能。
如圖2所示為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施例的第二示意圖，圖2例示了基板11的前視圖。如圖所示，基板11還可包含第一焊接區111及第二焊接區112，其中第一焊接區111可設置於對應於組合基板15的通路孔153的位置，並可與第一輻射體13連接。
如圖3所示為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施例的第三示 意圖，圖3中例示了組合基板15的背視圖。如圖所示，組合基板15的背面還可包含第三焊接區151及第四焊接區152，第三焊接區151及第四焊接區152可分別對應於第一焊接區131及第二焊接區132。因此，第三焊接區151及第四焊接區152可分別焊接於第一焊接區131及第二焊接區132使組合基板15可裝設於基板11上，而第二輻射體14可通過通路孔153與第一輻射體13連接。
如圖4所示為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施例的第四示意圖，圖4例示了組合基板15的背視圖。如圖所示，第二輻射體14可呈U字形，並可包含第一部分141、第二部分142及第三部分143，第一部分141可向第二方向D2延伸，且第一部分141的起始端可包含第一突出部，第二部分142可向第一方向D1延伸並可包含第二突出部及漸寬延伸部，第三部分143可向第三方向D3延伸，第一方向D1、第二方向D2與第三方向D3可互相垂直。其中，第二部分142的結構與第二輻射體14的帶寬及阻抗匹配有關，故可依不同的需求調整第二輻射體14的第二部分142的結構可以改變其帶寬及阻抗匹配，以滿足不同的應用。
如圖5所示為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施例的第五示意圖，圖5例示了第一輻射體13及第二輻射體14的電流路徑。如圖所示，第一輻射體13的電流路徑A可短於第二輻射體14的電流路徑B，使第一輻射體13的操作頻帶高於第二輻射體14的操作頻帶。故可依不同的需求調整第一輻射體13及第二輻射體14的長度可以改變其操作頻帶，以滿足不同的應用。通過上述的設置，使第一輻射體13及第二輻射體14的操作頻率、帶寬及阻抗匹配容易調整，因此可以滿足大部分的應用需求。當然，上述設置僅為舉例，本發明提供的組合式雙頻印刷天線還可包含其它的實施態樣，本發明並不以此為限。
如圖6及圖7所示分別為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施 例的第六示意圖及第七示意圖。圖6及圖7例示了組合式雙頻印刷天線1組合前及組合後的示意圖。如圖所示，組合基板11的第三焊接區151及第四焊接區152可分別焊接於基板11的第一焊接區111及第二焊接區112使組合基板15可裝設於基板11上。通過上述的設置，使基板11及組合基板15可以直接通過鍚爐作自動化打件焊接，不需要利用手工焊接的方式，因此有利於大量生產。
如圖8所示為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施例的第八示意圖。圖3例示了本實施例中組合式雙頻印刷天線1的反射損失圖，其中，第一輻射體13的操作頻帶為第一頻帶，第二輻射體14的操作頻帶為第二頻帶。如圖所示，第一輻射體13及第二輻射體14的反射損失均可合乎業界的規範。
如圖9所示為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第一實施例的第九示意圖。圖4例示了本實施例中組合式雙頻印刷天線1的天線效率圖，其中，第一輻射體13的操作頻帶為第一頻帶，第二輻射體14的操作頻帶為第二頻帶。如圖所示，第一輻射體13的平均效率約為72.1％，而第二輻射體14的平均效率約為69.9％，二者均可達到極高的效率，可合乎本領域的規範。
值得一提的是，現有的多頻帶天線通常具有多個輻射體分別對應於不同的頻帶，而不同頻帶產生的輻射場形彼此之間容易相互幹擾，上述的情況會大幅地降低天線的效能。相反的，本發明的實施例將對應於不同頻帶的兩個輻射體設置於不同的平面，使兩個輻射體彼此平行且之間具有一間距，因此兩個輻射體產生的輻射場形不會彼此幹擾，使天線的效能可以大幅地提升。
又，現有的多頻帶天線通常採用立體結構設計，因此會佔據較大的空間，立體結構設計的多頻帶天線容易因為外力變形而造成損壞，且需要額 外的組裝成本及模具成本。相反的，本發明的實施例可將一輻射體印刷於基板上，另一輻射體印刷於組合基板上，並利用焊接組合的方式將組合基板裝設於基板上，如此可省去立體天線結構所需要的模具成本及組裝成本，使天線成本降低，更可防止兩個輻射體因外力而變形，有效降低了天線的損壞率，但仍可達到立體天線結構的功效，且可有效減少天線的體積，使其應用範圍更為廣泛。
此外，現有的多頻帶天線不易進行頻帶、帶寬及阻抗匹配的調整，故使用上極度缺乏彈性。相反的，本發明的實施例可將輻射體分別設置於不同的基板上，故兩個輻射體可依需求分別進行頻帶、帶寬及阻抗匹配的調整，大幅地提升了天線使用上的彈性。
再者，現有的多頻帶天線由於受到系統接地區的限制，故僅能設置在裝置的特置。相反的，本發明的實施例中天線的結構設計使天線可以設置在裝置的任意位置，不會受到系統接地區的限制，故可以適用於大部分的電子裝置。由上述可知，本發明確實具有創造性。
如圖10所示為本發明提供的組合式雙頻印刷天線第二實施例的示意圖。如圖所示，組合式雙頻印刷天線1可包含基板11、天線饋入信號端12、第一輻射體13、組合基板15及第二輻射體14、射頻饋入信號區16以及系統接地區17。
天線饋入信號端12可設置於基板11上。第一輻射體13可呈U字形，其可印刷於基板11上，並可連接於天線饋入信號端12。組合基板15可組裝於基板11上，其中，組合基板15可包含通路孔153。第二輻射體14可呈矩形，其可印刷於組合基板15上，並可通過通路孔153與第一輻射體13連接。射頻饋入信號區16可以設置於基板11上，並可以包含射頻饋入信號接地端161以及射頻饋入信號端162，射頻饋入信號接地端161可與系統接地區161連接，射頻饋入信號端162可與天線饋入信號端12連接。
與前述實施例不同的是，在本實施例中，第一輻射體13呈U字形，並可包含第一部分131、第二部分132及第三部分133，第一部分131可向第一方向D1延伸，第二部分132可向第二方向D2延伸，第三部分133可向第四方向D4延伸，第一方向D1、第二方向D2與第四方向D4可互相垂直，第一輻射體13提供較長的電流路徑使其可以工作於較低的操作頻率；而第二輻射體14呈矩形，並可向第一方向D1延伸，其提供較短的電流路徑使其可以工作於較高的操作頻率。由上述可知，組合式雙頻印刷天線1的電流路徑可以互換仍然可以達到相似的效果，並提供極佳的效能。
綜上所述，本發明的一實施例將對應於不同頻帶的兩個輻射體設置於不同的平面，且使兩個輻射體彼此平行且之間具有一間距，因此兩個輻射體產生的輻射場形不會彼此幹擾，有效地提升了天線的效能。
本發明的一實施例將一輻射體印刷於基板上，另一輻射體印刷於組合基板上，並利用焊接組合的方式將組合基板裝設於基板上，故兩個輻射體不會因外力而變形，因此天線也不易損壞，但仍可達到立體天線結構的功效，且可有效減少天線的體積，使其應用範圍更為廣泛。
本發明的一實施例利用印刷式天線的方式實現本發明的概念，故可省去立體天線結構所需要的模具成本及組裝成本，使天線的成本可以大為降低，極具商業價值。
又，本發明的一實施例將輻射體分別設置於不同的基板上，故兩個輻射體可依需求分別進行頻帶、帶寬及阻抗匹配的調整，大幅地提升了天線使用上的彈性。
此外，本發明的一實施例中天線的結構設計使基板及組合基板可以直接通過錫爐作自動化打件焊接，不需要利用手工焊接的方式進行組合，因此有利於大量生產。
再者，本發明的一實施例中天線的結構設計使天線可以被設置在裝置 的任意位置，不會受到系統接地區的限制，故可以適用於大部分的電子裝置。
可見本發明在突破現有技術的前提下，確實已達到所欲增進的功效，且也非熟悉該項技藝者所易於思及，其所具的進步性、實用性，顯已符合專利的申請要件，爰依法提出專利申請。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性。其它任何未脫離本發明的精神與範疇，而對其進行的等效修改或變更，均應該包含於本案的保護範圍內。