用於無線網絡裝置的整合式天線結構的製作方法
2023-07-11 00:24:06
專利名稱：用於無線網絡裝置的整合式天線結構的製作方法
技術領域：
本實用新型有關於天線技術，且特別是有關於用於無線網絡裝置的整合式天線結構。
背景技術：
由於無線網絡的發達，無線網絡已成為城市、辦公室與家用環境中不可或缺的硬體設備。目前通用的無線網絡規範以IEEE802. 11標準為主，IEEE802. 11是由國際電機工程學會(IEEE)所制定的通信標準。依據逐年的修訂與新增IEEE802. 11標準有802. 11a、802. lib,802. llg,802. Iln 等等版本。在無線網絡所使用的天線設計方面，為了符合IEEE802. 11的多個版本(如 802. lla、802. lib,802. llg、802. Iln等)的不同操作頻帶的需求，天線設計者常需對天線做複雜的結構設計。然而，天線設計常因為天線可用空間的限制，而造成了設計上的相當困難度。因此，如何使天線可操作在多個頻帶或增加天線的頻寬，是本領域研發人員在設計無線網絡用的天線時的研發課題。
實用新型內容本實用新型提供一種用於無線網絡裝置的整合式天線結構，用以簡化天線設計並增加天線的操作頻寬。本實用新型提供一種整合式天線結構，用於一無線網絡裝置。所述整合式天線結構包括機構部、耦合導電部與晶片型天線單元。耦合導電部連接機構部，且耦合導電部電性接地。晶片型天線單元設置於機構部上，且與耦合導電部保持一預定距離。所述晶片型天線單元包括晶片、第一輻射部與第二輻射部。晶片具有第一表面。第一輻射部位於晶片的第一表面上，且具有一饋入端與一第一末端，第一輻射部是操作在第一操作頻率的單極天線。第二輻射部位於晶片的第一表面上，且具有一接地端與一第二末端，第二輻射部是操作在第二操作頻率的耦合式單極天線。第二操作頻率高於第一操作頻率。第一輻射部與第二輻射部的其中之一沿著第一表面的周圍側邊被設置，且第一輻射部的第一末端與第二輻射部的第二末端彼此部分重疊。第一福射部相對靠近稱合導電部，第二福射部相對遠離I禹合導電部，耦合導電部耦合產生鄰近第二操作頻率的第三操作頻率。其中該機構部包括一電路板。其中該機構部包括一機殼鎖固兀件，該稱合導電部鎖固於該機殼鎖固兀件上。其中該機構部包括一電路板，該晶片型天線單元置於該電路板上；一機殼鎖固元件，鄰近該晶片型天線單元，該耦合導電部鎖固於該機殼鎖固元件上。其中該機構部包括—電路板，具有一機殼鎖固兀件，該稱合導電部鎖固於該機殼鎖固兀件上；[0013]其中，該晶片型天線單元置於該電路板上，且該晶片型天線單元鄰近該機殼鎖固元件。其中該第一輻射部具有一阻抗匹配元件。其中該晶片是玻纖基板或陶瓷基板。其中該預定距離介於I毫米與5毫米之間。其中該晶片具有一貫孔，該第一輻射部的該饋入端通過該貫孔連接一射頻電路。其中該晶片具有一貫孔，該第二輻射部的該接地端通過該貫孔電性接地。綜上所述，本實用新型實施例所提供的用於無線網絡裝置的整合式天線結構，利用安裝於無線網絡裝置內的機構部將晶片型天線單元與耦合導電部相鄰設置，由此簡化天線結構且增加天 線的操作頻寬。為使能更進一步了解本實用新型的特徵及技術內容，請參閱以下有關本實用新型的詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅用來說明本實用新型，而非對本實用新型的權利範圍作任何的限制。
圖IA為本實用新型實施例的晶片型天線單元的示意圖。圖IB為本實用新型實施例的晶片型天線單元的示意圖。圖IC為本實用新型實施例的晶片型天線單元的示意圖。圖ID為本實用新型實施例的晶片型天線單元的示意圖。圖2為本實用新型實施例的整合式天線結構的電壓駐波比隨著頻率變化的波形圖。圖3為本實用新型實施例的整合式天線結構的示意圖。圖4為本實用新型實施例的晶片型天線單元與耦合導電部的示意圖。其中，附圖標記說明如下I :整合式天線結構11 :機構部12:耦合導電部13、23、33、43 :晶片型天線單元D :預定距離111 :機殼112:金屬板113:電路板llla、112a :機殼鎖固元件131 :晶片132、232、332、432 :第一輻射部133,233,333,433 :第二輻射部F :饋入端[0041 ]G :接地立而[0042]1311 :第一表面[0043]1311a、1311b、1311c、1311d、1311e :周圍側邊132a、232a、332a、432a :第一末端133a、233a、333a、433a :第二末端332b、432b :阻抗匹配元件121 :第三末端122 :機殼鎖孔
具體實施方式
請參照圖IA與圖3，圖IA為本實用新型實施例的晶片型天線單元的示意圖。圖3為本實用新型實施例的整合式天線結構的示意圖。整合式天線結構1，適用於無線網絡裝置。如圖3所示，所述整合式天線結構I包括機構部11、耦合導電部12與晶片型天線單元·13。機構部11可以是無線網絡裝置的本體結構或內部的元件總成。耦合導電部12連接機構部11，且耦合導電部12電性接地。晶片型天線單元13設置於機構部11上，且與耦合導電部12保持一預定距離D。詳細的可能實施方式，請參照下面的說明。在本實施例中，機構部11可以包括機殼111、金屬板112與電路板113，如圖3所不。機殼111與金屬板112可以分別包括機殼鎖固兀件llla、112a。所述機殼鎖固兀件llla、112a以螺絲鎖孔的方式繪示(未繪示螺絲)，但本實用新型並不因此限定，機殼鎖固元件llla、112a也可以是其他形式的鎖固元件，例如卡扣件、插銷件等。晶片型天線單元13可以設置在電路板113上，且當機構部11組裝且鎖固時(組裝與鎖固機殼111、金屬板112與電路板113)，耦合導電部12可以一併被鎖固在機構部11上，如此可以善用無線網絡裝置內的可用空間。換句話說，機構部11可以包括如機殼111 (或金屬板112)上的機殼鎖固兀件11 la、112a,以使I禹合導電部12可以鎖固於機殼鎖固兀件11 la、112a上。值得一提的是，圖3所示的機構部11僅用以幫助說明，並非用以限定本實用新型。晶片型天線單元13與耦合導電部12的位置可以設置在機構部11的任何位置，只要使晶片型天線單元13與耦合導電部12保持一預定距離D即可。為了更詳細了解本實用新型的精神，在此先說明晶片型天線單元的實施方式。在本實施例中，列舉圖1A、圖1B、圖IC與圖ID等實施晶片型天線單元的實施方式。但圖IA至圖ID的實施方式並非用以限定本實用新型。再同時參照圖IA與圖3，晶片型天線單元13包括晶片131、第一輻射部132與第二輻射部133。第一輻射部132是操作在第一操作頻率Π的單極天線。第二輻射部133是操作在第二操作頻率f2的耦合式單極天線。第二操作頻率f2高於第一操作頻率fl。晶片131具有第一表面1311。第一福射部132位於晶片131的第一表面1311上，且具有一饋入端F與一第一末端132a。第二福射部133位於晶片131的第一表面1311上，且具有一接地端G與一第二末端133a，第一輻射部132與第二輻射部133的其中的一沿著第一表面1311的周圍側邊(例如:1311a、1311b、1311c、1311d或1311e)被設置。以圖IA為例，第一輻射部132沿著第一表面1311的周圍側邊1311a、1311b、1311c、1311d被設置。第一輻射部132的第一末端132a與第二輻射部133的第二末端133a彼此部分重疊。第一福射部132相對靠近稱合導電部12,第二福射部133相對遠離稱合導電部12,稱合導電部12耦合產生鄰近第二操作頻率f2的第三操作頻率f3。晶片13可以例如是玻纖基板或陶瓷基板。當晶片13是玻纖基板時，第一輻射部132與第二輻射部133可以例如通過印刷電路板製程，形成於晶片13上。當晶片13是陶瓷基板時，第一輻射部132與第二輻射部133可以例如通過低溫共燒陶瓷技術(LowTemperature Co-fired Ceramic, LTCC)製作於晶片13上。然而,本實用新型並不因此限定晶片型天線單元13的製作方式。再參照圖1A，第一輻射部132由饋入端沿著第一表面1311的周圍側邊1311a、1311b、1311c、1311d被設置。第一輻射部132的第一末端132a與第二輻射部133的第二末端133a彼此部分重疊，而使第一輻射部132的能量可以耦合至第二輻射部133，由此第二輻射部133可以激發出耦合的模態，亦即可耦合激發出最低頻為四分之一波長的模態(耦合單極天線)。值得一提的是，第一末端132a與第二末端133a彼此部分重疊的區域(或長度)可以依據設計需要而調整，只要能使第二輻射部133可以耦合第一輻射部132的能量，以此激發出耦合的操作模態即可。 請同時參照圖IA與圖2，圖2為本實用新型實施例的整合式天線結構的電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio7VSffR)隨著頻率變化的波形圖。在本實施例中，第一福射部132的長度大於第一輻射部的長度133，因此第一輻射部132的最低操作頻率(第一頻率Π)是低於第二輻射部133的最低操作頻率(第二頻率f2)。如圖2所示，第一操作頻率Π是位於2. 4GHz附近，因此第一輻射部132所產生的第一操作頻率fl可以適用位於
2.4GHz 的工業,科學和醫用(industrial, scientific and medical, ISM)頻段，此頻段是802. Ilb和802. Ilg標準所使用頻段。第二輻射部133所產生的第二操作頻率f2可以適用位於5GHz附近的頻段，例如適用於日本的4. 9GHz到5GHz的頻段(802. Ilj標準)。然而，本實用新型的第一操作頻率f I和第二操作頻率f2並不因此限定，只要第二操作頻率f2高於第一操作頻率Π即可。對第一操作頻率Π和第二操作頻率f2的頻率調整，可以依據設計需要而改變。另外，圖2中的第三頻率f3是由耦合導電部(圖IA未繪示)所激發，耦合導電部的說明將於後續的圖4中詳細介紹。請參照圖1B，圖IB為本實用新型實施例的晶片型天線單元的示意圖。晶片型天線單元23大致與圖IA的晶片型天線單元13相同，其差異僅在於第一輻射部232與第二輻射部233的設置方式。第二輻射部233沿著第一表面1311的周圍側邊1311e、1311d被設置。第一輻射部232的第一末端232a與第二輻射部233的第二末端233a彼此部分重疊。請參照圖1C，圖IC為本實用新型實施例的晶片型天線單元的示意圖。晶片型天線單元33大致與圖IA的晶片型天線單元13相同，其差異僅在於第一輻射部232更具有阻抗匹配元件332b，阻抗匹配元件332b由饋入端F沿著相反於第一輻射部332的設置方向來延伸。阻抗匹配元件332b可用以調整第一輻射部332的阻抗匹配，以增加天線設計的彈性。值得一提的是，因為增加了阻抗匹配元件332b，饋入端F的位置也可能需要相對的調整，只要使第一輻射部332仍可以激發出第一操作頻率fl即可，例如調整第一輻射部332的長度(可能會同時改變第一末端332a的位置)。請參照圖1D，圖ID為本實用新型實施例的晶片型天線單元的示意圖。晶片型天線單元43大致與圖IB的晶片型天線單元23相同，其差異僅在於第一輻射部432更具有阻抗匹配元件432b，阻抗匹配元件432b由饋入端F沿著相反於第一輻射部432的設置方向來延伸。阻抗匹配元件432b可用以調整第一輻射部432的阻抗匹配，以增加天線設計的彈性。同樣的，因為增加了阻抗匹配元件432b，饋入端F的位置也可能需要相對的調整。值得一提的是，圖IA至圖ID中的饋入端F與接地端G的位置僅用以幫助說明，饋入端F與接地端G的位置可以依據設計需要而改變。另外，位於饋入端F與接地端G的位置，晶片131也可以具有貫孔(未圖示)，以使饋入端F與接地端G可以導通至晶片131底部，並分別與電路板上的射頻電路與系統接地連接。換句話說，晶片131可以具有一貫孔，第一輻射部(132、232、332、432)的饋入端F可以通過所述貫孔連接一射頻電路。晶片131可以具有一貫孔，第二輻射部(133、233、333、433)的接地端G可以通過所述貫孔電性接地。請同時參照圖2、圖3與圖4，圖4為本實用新型實施例的晶片型天線單元與耦合導電部的示意圖。在圖4中，晶片型天線單元是以圖IA的晶片型天線單元13為例子來幫助說明，但本實用新型並不因此限定。如圖4所示，耦合導電部12具有機殼鎖孔122與第三末端121。I禹合導電部12可以通過機殼鎖孔122與機構部11的機殼鎖固兀件(111a、 112a)連接，且同時電性接地(即連接至系統接地)。晶片型天線單元13與耦合導電部12保持一預定距離D，即晶片型天線單元13的一側邊與耦合導電部12的第三末端121保持預定距離D，此預定距離D可以介於I毫米(Imm)與5毫米(5mm)之間，只要使耦合導電部12可以耦合第一輻射部132的能量即可。更詳細地說，晶片型天線單元13的第一輻射部132相對靠近耦合導電部12，第二輻射部133相對遠離耦合導電部12。晶片型天線單元13可以設置於機構部11上的電路板113。耦合導電部12耦合第一輻射部132的能量而產生鄰近第二操作頻率f2的第三操作頻率f3，如圖2所示的第三操作頻率f3。由此，第二操作頻率f2與第三操作頻率f3可以在5GHz附近造成一個頻率範圍較大的操作頻帶。例如802. Ila所使用的位於5. 8GHz附近(5. 725-5. 875GHz)的ISM頻段可以被已達到良好阻抗匹配的第二操作頻率f2與第三操作頻率f3的頻率範圍所涵蓋。值得一提的是，圖4中的耦合導電部12的形狀僅用以示意並幫助說明，耦合導電部12也可以是平板狀的金屬板。耦合導電部12可以設置在機構部11的螺絲鎖孔(或機殼鎖孔)位置，雖然螺絲鎖孔的位置與晶片型天線單元13可能有垂直方向的高低差，但只要晶片型天線單元13的一側邊與耦合導電部12的第三末端121保持預定距離D即可。換句話說，機構部11可以包括鄰近晶片型天線單元13的機殼鎖固元件(111a、112a)，耦合導電部12可以鎖固於機殼鎖固元件(111a、112a)上。除了圖3所示的實施方式之外，機構部11的機殼鎖固元件(例如螺絲鎖孔或機殼鎖孔)可以設置在電路板113上。換句話說，設置耦合導電部12的方式也可以是，在電路板113上具有一機殼鎖固元件(未圖示)，耦合導電部12可以鎖固於電路板上的機殼鎖固元件上。另外，耦合導電部12的長度是由機殼鎖孔122至第三末端121之間的距離來決定，由此可以改變第三操作頻率f3的頻率點。〔實施例的可能功效〕根據本實用新型實施例，上述的用於無線網絡裝置的整合式天線結構，利用安裝於無線網絡裝置內的機構部將晶片型天線單元與耦合導電部相鄰設置，由此簡化天線結構且增加天線的操作頻寬。晶片型天線單元可以設置在機構部(如電路板等機構元件)上。耦合導電部的設置位置可以利用機殼鎖孔(或其他螺絲鎖孔)的空間，以善用機殼內部的剩餘空間，並簡化天線的結構與設計上的複雜度。耦合導電部可以通過機殼鎖固元件等方式固定在晶片型天線單元的旁邊，以耦合第一輻射部的能量，由此產生第三操作頻率，以提高第二輻射部的第二操作頻率與第三操作頻率的總合頻寬，以此符合寬頻的操作需要。以上所述僅為本實用新型的實施例，其並非用以局限本實用新型的專利 範圍。
權利要求1.一種整合式天線結構，其特徵在於，用於一無線網絡裝置，該整合式天線結構包括 一機構部；以及 一耦合導電部，連接該機構部，該耦合導電部電性接地；以及 一晶片型天線單元，設置於該機構部上，且與該耦合導電部保持一預定距離，該晶片型天線單元包括 一晶片，具有一第一表面； 一第一福射部，位於該晶片的該第一表面上，具有一饋入端以及一第一末端，該第一福射部是操作在一第一操作頻率的單極天線； 一第二福射部，位於該晶片的該第一表面上，具有一接地端以及一第二末端，該第二福射部是操作在一第二操作頻率的耦合式單極天線，該第二操作頻率高於該第一操作頻率，該第一輻射部以及該第二輻射部的其中之一沿著該第一表面的周圍側邊被設置，該第一輻射部的該第一末端與該第二輻射部的該第二末端彼此部分重疊；以及 其中，該第一輻射部相對靠近該耦合導電部，該第二輻射部相對遠離該耦合導電部，該耦合導電部耦合產生鄰近該第二操作頻率的一第三操作頻率。
2.如權利要求I所述的整合式天線結構，其特徵在於，其中該機構部包括一電路板。
3.如權利要求I所述的整合式天線結構，其特徵在於，其中該機構部包括一機殼鎖固元件，該耦合導電部鎖固於該機殼鎖固元件上。
4.如權利要求I所述的整合式天線結構，其特徵在於，其中該機構部包括 一電路板，該晶片型天線單元置於該電路板上； 一機殼鎖固元件，鄰近該晶片型天線單元，該耦合導電部鎖固於該機殼鎖固元件上。
5.如權利要求I所述的整合式天線結構，其特徵在於，其中該機構部包括 一電路板，具有一機殼鎖固兀件，該稱合導電部鎖固於該機殼鎖固兀件上； 其中，該晶片型天線單元置於該電路板上，且該晶片型天線單元鄰近該機殼鎖固元件。
6.如權利要求I所述的整合式天線結構，其特徵在於，其中該第一輻射部具有一阻抗匹配元件。
7.如權利要求I所述的整合式天線結構，其特徵在於，其中該晶片是玻纖基板或陶瓷基板。
8.如權利要求I所述的整合式天線結構，其特徵在於，其中該預定距離介於I毫米與5毫米之間。
9.如權利要求I所述的整合式天線結構，其特徵在於，其中該晶片具有一貫孔，該第一輻射部的該饋入端通過該貫孔連接一射頻電路。
10.如權利要求I所述的整合式天線結構，其特徵在於，其中該晶片具有一貫孔，該第二輻射部的該接地端通過該貫孔電性接地。
專利摘要本實用新型公開了一種用於無線網絡裝置的整合式天線結構，包括機構部、耦合導電部與晶片型天線單元。耦合導電部連接機構部且電性接地。晶片型天線單元與耦合導電部保持一預定距離。所述晶片型天線單元包括晶片、第一輻射部與第二輻射部。第一輻射部是操作在第一操作頻率的單極天線。第二輻射部是操作在第二操作頻率的耦合式單極天線。第二操作頻率高於第一操作頻率。第一輻射部與第二輻射部的其中之一沿著第一表面的周圍側邊被設置，且第一輻射部的末端與第二輻射部的末端彼此部分重疊。第一輻射部相對靠近耦合導電部，耦合導電部耦合產生鄰近第二操作頻率的第三操作頻率。
文檔編號H01Q1/38GK202712409SQ20122032950
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月9日 優先權日2012年7月9日
發明者李雁超, 蔡承翰, 張靖瑋 申請人:耀登科技股份有限公司