小型化雙頻天線及其電子裝置的製作方法
2023-05-15 17:01:21
專利名稱：小型化雙頻天線及其電子裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種小型化雙頻天線及其電子裝置，尤其涉及一種可縮小天線尺寸的雙頻天線及其電子裝置。
背景技術：
為達到無線傳輸技術的應用目的，一般電子必須裝備有天線，而目前的產品，例如筆記本電腦等電子產品大多裝設有天線裝置，以利使用者進行無線傳輸的功能，一般電子產品的天線大致有的內置天線和外接天線兩種類型，微型的內置天線可以減少整體的體積，也避免了外露而遭外力損壞。一般電子產品的天線大致有平面倒F型平板天線及單極天線兩種。然而，由於平面倒F型平板天線的頻帶寬度、增益值及輻射效率都與天線體積成正比，但為了適應產品的微小化，而將天線進行平面化和小型化的設計，其頻帶寬度和輻射效率均會大幅減少，因此，平面倒F型平板天線構成的雙頻天線，在平面化和小型化的情況下，其工作頻帶往往較窄，並無法同時覆蓋IEEE802. Ila的5. 2至5. 8GHz和IEEE802. Ilb的2. 4至2. 5GHz的工作頻段。另一方面，由於目前的無線電子產品均朝向輕薄短小的設計概念，相對的，天線也必須局限於一定的體積之內以符合產品的需求。因此，如何設計出體積小、重量輕及信號收發穩定的天線，將會是天線技術領域未來必須突破的課題。
發明內容本實用新型的主要目的，在於提供一種小型化雙頻天線及其電子裝置，小型化雙頻天線具有多路徑的特點，故不需大尺寸的天線就可達到共振路徑，故可縮小其整體天線尺寸。本實用新型的另一目的，在於提供一種小型化雙頻天線及其電子裝置，其具有雙頻帶的操作效果，故滿足雙頻，例如WLAN的操作需求。為了達到上述目的，本實用新型提供一種小型化雙頻天線，包含一基板；一設於該基板上的接地面，該接地面包含一短路點及一接地點；以及一設於該基板上的多路徑輻射金屬，其包括一輻射路徑，其設於該基板上且鄰近於該接地面，該輻射路徑上設有一對應該接地點的饋入點及一第一連接點，且該輻射路徑的一端點為一第二連接點；一短路路徑，其設於該基板上，該短路路徑的兩端分別電性連接於該短路點與該第一連接點；以及一連接路徑，其設於該基板上，該連接路徑電性連接於該第二連接點。如上述小型化雙頻天線的一種實施例，其中，該接地面為一金屬片，該短路點與該接地點位於該金屬片的一側邊，且該多路徑輻射金屬鄰接於該側邊。如上述小型化雙頻天線的一種實施例，其中，該輻射路徑具有依序相連接的一第一線段、一第二線段及一第三線段。如上述小型化雙頻天線的一種實施例，其中，該第一線段與該第二線段之間形成
4一第一彎折部，該第一連接點位於該第一彎折部；該第二線段與該第三線段之間形成一第二彎折部，該饋入點位於該第三線段上。如上述小型化雙頻天線的一種實施例，其中，該第三線段更延伸出一對應該饋入點的焊接結構。如上述小型化雙頻天線的一種實施例，其中，該短路路徑為一具有一個彎折的金屬線路，該彎折的金屬線路的兩端分別電性連接於該短路點與該第一連接點。如上述小型化雙頻天線的一種實施例，其中，該連接路徑為一具有一個彎折的金屬線路，該彎折的金屬線路的一端電性連接於該第二連接點。如上述小型化雙頻天線的一種實施例，其中，該連接路徑為一長條狀的金屬線路， 該長條狀的金屬線路的一端電性連接於該第二連接點。為了達到上述目的，本實用新型更提供一種電子裝置，其至少包括一外殼件；一設於該外殼件上的系統接地面；一設於該外殼件上的小型化雙頻天線，其包括一基板；一設於該基板上的接地面，其包含一短路點及一接地點，該接地面電性連接於該系統接地面； 以及一設於該基板上的多路徑輻射金屬，其包括一輻射路徑，其設於該基板上且鄰近於該接地面，該輻射路徑上設有一對應該接地點的饋入點及一第一連接點，且該輻射路徑的一端點為一第二連接點；一短路路徑，其設於該基板上，該短路路徑的兩端分別電性連接於該短路點與該第一連接點；以及一連接路徑，其設於該基板上，該連接路徑電性連接於該第二連接點。如上述電子裝置的一種實施例，其中，該輻射路徑具有依序相連接的一第一線段、 一第二線段及一第三線段，該第一線段與該第二線段之間形成一第一彎折部，該第一連接點位於該第一彎折部；該第二線段與該第三線段之間形成一第二彎折部，該饋入點位於該第三線段上。如上述構造，本實用新型利用多路徑輻射金屬形成不同長度的共振路徑，以產生一高頻與一低頻的操作頻帶，故相較於傳統尺寸較大的雙頻天線，本實用新型更適用於小型化、輕量化的系統要求。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，然而附圖僅提供參考與說明用，並非用來對本實用新型加以限制。
圖1為本實用新型的小型化雙頻天線的示意圖。圖2為本實用新型的具有小型化雙頻天線的電子裝置的示意圖。圖3為本實用新型的小型化雙頻天線應用於WLAN的Sll測試圖。圖4為本實用新型的小型化雙頻天線在2. 4GHz的頻段操作所得Smith Chart圖形。圖5為本實用新型的小型化雙頻天線在5. 5GHz的頻段操作所得Smith Chart圖形。上述附圖中的附圖標記說明如下1 小型化雙頻天線10 基板[0027]11接地面111短路點[0028]112接地點[0029]12輻射路徑12A第·一線段[0030]12B第-二線段[0031]12C第—三線段[0032]121)饋入點[0033]122、121『第一[0034]123第二連[0035]13連接路徑[0036]14短路路徑[0037]20外殼件[0038]21系統接地面[0039]L長度[0040]W寬度
具體實施方式
本實用新型提出一種小型化雙頻天線及其電子裝置，該小型化雙頻天線利用多路徑輻射金屬形成不同長度的共振路徑，以產生一高頻與一低頻的操作頻帶，換言之，本實用新型利用調整天線的結構、路徑和寬度來激發共振頻帶，以調整所需要的頻帶範圍、阻抗與電性特性，進而以短路的方式達到雙頻帶操作。請參考圖1，本實用新型的小型化雙頻天線1包括基板10、接地面11及設於該基板10上的多路徑輻射金屬，其中多路徑輻射金屬由輻射路徑12、連接路徑13以及短路路徑 14所構成。該基板10可為一種實體基板，如陶瓷基板、玻纖基板等；或者該基板10可為空氣基板，其用以承載上述的接地面11輻射路徑12、連接路徑13以及短路路徑14等，例如， 該接地面11、多路徑輻射金屬等天線結構均可以印刷、塗布等工藝成型於該基板10上。本實用新型的小型化雙頻天線1的接地面11設於該基板10，且該接地面11包含一短路點111及一接地點112。具體而言，該接地面11為一設於基板10上的金屬片，該短路點111與該接地點112則位於該金屬片的一側邊，且該多路徑輻射金屬則設於該基板10 上且鄰近於該接地面11，換言之，多路徑輻射金屬則成型於基板10上而鄰接於上述具有短路點111與該接地點112的側邊。又，所述的多路徑輻射金屬至少包括輻射路徑12、連接路徑13以及短路路徑14，值得說明的是，輻射路徑12、連接路徑13以及短路路徑14實質上為一體的金屬路徑，然而為了說明其天線功效，故將多路徑輻射金屬區隔成三端金屬段加以闡述，以下將詳細說明輻射路徑12、連接路徑13以及短路路徑14的特性。輻射路徑12設於該基板10上且鄰近於該接地面11，該輻射路徑12上設有一對應該接地點112的饋入點121及一第一連接點122，且該輻射路徑12的一端點為一第二連接點123。具體而言，輻射路徑12具有依序相連接的一第一線段12A、一第二線段12B及一第三線段12C，該第一線段12A與該第二線段12B之間形成一第一彎折部，而該第一連接點 122則位於上述的第一彎折部；同樣地，該第二線段12B與該第三線段12C之間形成一第二彎折部，故在外觀上，輻射路徑12類似於Z形，換言之，輻射路徑12可視為由第二線段12B的兩末端分別朝向相反方向延伸成型第一線段12A與第三線段12C的結構。再者，前述的饋入點121位於輻射路徑12的第三線段12C上，且第二連接點123位於輻射路徑12的第三線段12C的末端。該短路路徑14由一具有彎折的金屬線路所形成，在本實施例中，該短路路徑14彎折一次而成型為一類似於L形的金屬片，該金屬材質的短路路徑14的兩端分別電性連接於該短路點111與輻射路徑12的第一連接點122，換言之，該短路路徑14的兩端分別連接於該輻射路徑12與接地面11。就整體結構來看，該接地面11類似一個大面積的金屬面，而輻射路徑12與短路路徑14則形成類似於倒F天線結構的變形結構。另一方面，連接路徑13則電性連接於該第二連接點123，換言之，連接路徑13可視為由第三線段12C的末端(即第二連接點123)所延伸出的金屬路徑。在本具體實施例中， 連接路徑13為具有一個彎折的類似於L形的金屬線路，該彎折的金屬線路的一端電性連接於該第二連接點123。但在一變化實施例中，該連接路徑13可為一長條狀的金屬線路(未彎折)，該長條狀的金屬線路的一端電性連接於該第二連接點123，換言之，連接路徑13的結構並不加以限制，其僅需使共振路徑達到操作頻帶的要求即可。本實用新型的小型化雙頻天線1利用多路徑輻射金屬達到不同的共振路徑，以產生雙頻的操作頻帶，且在天線特性上，利用接地點112與饋入點121達到信號饋入，利用短路路徑14達到接地效果，並可調整饋入點121的位置決定天線操作頻帶的高低範圍，更利用第一連接點122的位置達到較佳的天線阻抗匹配。饋入點121至第一線段12A的端點的輻射路徑12，與第一連接點122至短路點111的短路路徑14形成共振路徑，以產生本實用新型的小型化雙頻天線1的第一操作頻帶(如2. 45GHz)；而第二連接點123至連接路徑13 末端的長度則形成共振路徑，以產生本實用新型的小型化雙頻天線1的第二操作頻帶(如 5GHz)。因此，本實用新型所提出的小型化雙頻天線1，其主要利用多路徑輻射金屬在不同頻段下產生共振，以達到如無線區域網絡(WLAN)應用的雙頻帶操作，且該小型化雙頻天線 1具有良好的阻抗匹配。另外，更通過上述天線結構縮小多路徑輻射金屬的尺寸，如在本實用新型中，多路徑輻射金屬的長度L的最小值約可為30mm，而多路徑輻射金屬的寬度W的最小值約可為6mm，故可大幅縮小雙頻天線的尺寸。本實用新型更提出一種電子裝置，請參考圖2，其顯示本實用新型所提出的小型化雙頻天線1應用於所述的電子裝置上，如圖所示，電子裝置至少包括外殼件20、設於該外殼件20上的系統接地面21及設於該外殼件20上的小型化雙頻天線1，而小型化雙頻天線1 電性連接於該系統接地面21。再者，與圖1所示的實施例不同的是，輻射路徑12的第三線段12C更延伸出一對應該饋入點112的焊接結構，饋入點121'則可視為設於焊接結構上， 而焊接結構除了提供同軸線纜焊接於饋入點121'、接地點112的功能外，其延伸長度更可控制小型化雙頻天線1的第一、第二操作頻帶的頻率比。請參考圖3，其為本實用新型的小型化雙頻天線1應用於WLAN的Sll圖，顯示小型化雙頻天線1的返回損失(return loss)的測試圖，其在3 :1VSWR的定義下產生一雙頻操作的第一操作頻帶(約為2500MHz)與第二操作頻帶(5600MHz)；圖4為本實用新型的小型化雙頻天線1在2. 4GHz的頻段操作所得Smith Chart圖形；圖5為本實用新型的小型化雙頻天線1在5. 5GHz的頻段操作所得Smith Chart圖形。根據上述結果，本實用新型的小型化雙頻天線1具有良好的天線特性。綜上所述，本實用新型具有下列諸項優點1、本實用新型可利用調整天線的結構、路徑、寬度及其他參數以激發共振頻帶，使該天線可以在所需的頻帶範圍進行操作，且具有良好的天線特性。2、本實用新型所提出的小型化雙頻天線具有尺寸小的優點，使其可應用於微小化的通信、電子系統。以上所述僅為本實用新型的較佳可行實施例，非因此局限本實用新型的專利範圍，故舉凡運用本實用新型說明書及附圖內容所為的等效技術變化，均包含於本實用新型的範圍內。
權利要求1.一種小型化雙頻天線，其特徵在於，包含 一基板；一接地面，其設於該基板上，該接地面包含一短路點及一接地點；以及一設於該基板上的多路徑輻射金屬，其包括一輻射路徑，其設於該基板上且鄰近於該接地面，該輻射路徑上設有一對應該接地點的饋入點及一第一連接點，且該輻射路徑的一端點為一第二連接點；一短路路徑，其設於該基板上，該短路路徑的兩端分別電性連接於該短路點與該第一連接點；以及一連接路徑，其設於該基板上，該連接路徑電性連接於該第二連接點。
2.如權利要求1所述的小型化雙頻天線，其特徵在於，該接地面為一金屬片，該短路點與該接地點位於該金屬片的一側邊，且該多路徑輻射金屬鄰接於該側邊。
3.如權利要求2所述的小型化雙頻天線，其特徵在於，該輻射路徑具有依序相連接的一第一線段、一第二線段及一第三線段。
4.如權利要求3所述的小型化雙頻天線，其特徵在於，該第一線段與該第二線段之間形成一第一彎折部，該第一連接點位於該第一彎折部；該第二線段與該第三線段之間形成一第二彎折部，該饋入點位於該第三線段上。
5.如權利要求4所述的小型化雙頻天線，其特徵在於，該第三線段更延伸出一對應該饋入點的焊接結構。
6.如權利要求3所述的小型化雙頻天線，其特徵在於，該短路路徑為一具有一個彎折的金屬線路，該彎折的金屬線路的兩端分別電性連接於該短路點與該第一連接點。
7.如權利要求3所述的小型化雙頻天線，其特徵在於，該連接路徑為一具有一個彎折的金屬線路，該彎折的金屬線路的一端電性連接於該第二連接點。
8.如權利要求3所述的小型化雙頻天線，其特徵在於，該連接路徑為一長條狀的金屬線路，該長條狀的金屬線路的一端電性連接於該第二連接點。
9.一種電子裝置，其特徵在於，至少包括 一外殼件；一設於該外殼件上的系統接地面； 一設於該外殼件上的小型化雙頻天線，其包括 一基板；一設於該基板上的接地面，其包含一短路點及一接地點，該接地面電性連接於該系統接地面；以及一設於該基板上的多路徑輻射金屬，其包括一輻射路徑，其設於該基板上且鄰近於該接地面，該輻射路徑上設有一對應該接地點的饋入點及一第一連接點，且該輻射路徑的一端點為一第二連接點；一短路路徑，其設於該基板上，該短路路徑的兩端分別電性連接於該短路點與該第一連接點；以及一連接路徑，其設於該基板上，該連接路徑電性連接於該第二連接點。
10.如權利要求9所述的電子裝置，其特徵在於，該輻射路徑具有依序相連接的一第一線段、一第二線段及一第三線段，該第一線段與該第二線段之間形成一第一彎折部，該第一連接點位於該第一彎折部；該第二線段與該第三線段之間形成一第二彎折部，該饋入點位於該第三線段上。
專利摘要一種小型化雙頻天線及其電子裝置，該雙頻天線包含一基板；一設於該基板上的接地面，該接地面包含一短路點及一接地點；以及一設於該基板上的多路徑輻射金屬，其包括一輻射路徑，其設於該基板上且鄰近於該接地面，該輻射路徑上設有一對應該接地點的饋入點及一第一連接點，且該輻射路徑的一端點為一第二連接點；一短路路徑，其設於該基板上，該短路路徑的兩端分別電性連接於該短路點與該第一連接點；以及一連接路徑，其設於該基板上，該連接路徑電性連接於該第二連接點。本實用新型利用多路徑輻射金屬形成不同長度的共振路徑，以產生一高頻與一低頻的操作頻帶，故相較於傳統尺寸較大的雙頻天線，本實用新型更適用於小型化、輕量化的系統要求。
文檔編號H01Q1/38GK201994407SQ20102056454
公開日2011年9月28日 申請日期2010年10月15日 優先權日2010年10月15日
發明者劉涵一, 遊仲達, 王俊傑, 蘇志銘 申請人:佳邦科技股份有限公司