平板天線的製作方法

2024-02-11 21:11:15

專利名稱：平板天線的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種天線，特別是涉及一種平板天線。
技術背景隨著無線傳輸的蓬勃發展，同時帶來各種應用於多頻傳輸的產品與技 術，因此許多新產品會具有無線傳輸的性能，藉以滿足消費者的需求。而天線是在無線傳輸系統中用來發射與接收電磁k:能量的重要元件之一。若 無線傳輸系統缺少天線，則將無法發射與接收資料。因此，天線的角色對 無線傳輸來說，是不可或缺的一環。在無線傳輸中，目前較通用的頻帶規範有(IEEE 802.11 )無線區域網 絡以及數字無線電話標準等等，其中，IEEE 802.11又區分為IEEE 802, lla、 IEEE 802. lib及IEEE 802. llg等規範。IEEE 802. 11a為針對5GHz 頻帶的規範；IEEE 802. lib及IEEE 802. llg為針對2. 4GHz頻帶的規範；數 字無線電話標準為針對1. 88GHz ~ 1. 9GHz頻帶的規範。為符合上述規範，平板天線為目前常見的其中一種天線型態。請參閱圖 1所示，現有的無線網絡裝置是在一主機H1上設置二平板天線1、 1，，而且 平板天線l、 1，分別設置於一殼體C1、 Cl，中，其中，平板天線l及平板 天線l，具有相同的規格，且皆操作於符合無線區域網絡規範的頻帶，以避 免單一天線在接收無線信號時遺漏了部分的無線信號，因此目前常用的解 決方法是使用兩組天線來作空間補償，以降低無線信號遺漏的情形。同理，請參閱圖2所示，現有的數字無線電話裝置是在一主機H2設置二 平板天線2、 2，，而且平板天線2、 2，分別設置於一殼體C2、 C2，中，其中，平 板天線2及平板天線2，具有相同的規格，且皆操作於符合數字無線電話標 準規範的頻帶。為了使數字無線電話信號傳輸具有空間補償效果，其亦是 需要使用兩組天線。請再參閱圖3所示，若無線通訊裝置需同時具備無線區域網絡傳輸與 數字無線電話傳輸功能時，則需在主機H3上設置包含上述的四個平板天線 1、 1，、 2、 2，。換言之，業者需要將四個平板天線1、 1，、 2、 2，分別製造 以及分別組裝而增加生產成本，且將四個平板天線l、 1，、 2、 2，組裝於主 機H3上，不僅佔據空間，過多的天線亦會影響產品的美觀。由此可見，上述現有的平板天線在結構與使用上，顯然仍存在有不便 與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不
費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而 一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解 決的問題。因此如何能創設一種能夠整合無線區域網絡傳輸與數字無線電 話傳輸功能的平板天線，以減少通訊裝置所需要的平板天線數量，實屬當 前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。有鑑於上述現有的平板天線存在的缺陷，本發明人基於從事此類產品 設計製造多年豐富的實務經驗及專業知識,.並配合學理的運用，積極加以 研究創新，以期創設一種新型結構的平板天線，能夠改進一般現有的平板 天線，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，並經過反覆試作樣品 及改進後，終於創設出確具實用價值的本發明。發明內容本發明的主要目的在於，克服現有的平板天線存在的缺陷，而提供一 種能夠整合無線區域網絡傳輸與數字無線電話傳輸功能的平板天線，所要 解決的技術問題是減少通訊裝置所需要的平板天線數量。本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據 本發明提出的一種平板天線，其包含一基板、 一第一天線模組以及一第二天線模組。基板具有一第一表面及與第一表面相對的一第二表面；第一天線 模組具有一第一接地單元、 一第一輻射單元、 一第一饋入單元以及一第二 輻射單元；第二天線模組與第一天線^t組並列設置，並具有一第二接地單 元、 一第三輻射單元、 一第二饋入單元以及一第四輻射單元。第一接地單元設置於lj〖反的第一表面，第一輻射單元具有一第一開口，並 設置於基板的第一表面，其中第一輻射單元與第一接地單元電性連接，第 一饋入單元設置於基板的第二表面，第二輻射單元具有與第一開口反向設 置的一第二開口，並設置於基板的第二表面，其中第二輻射單元與第一饋入單元電性連接。第二接地單元設置於基板的第一表面，第三輻射單元具有一第三開 口 ，並設置於基板的第一表面，其中第三輻射單元與第二接地單元電性連 接，第二饋入單元設置於基板的第二表面，第四輻射單元具有與第三開口 反向設置的一第四開口，並設置於基板的第二表面，其中第四輻射單元與 第二饋入單元電性連接。本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。前述的平板天線，其中所述的第一天線模組與該第二天線模組之間的 距離大於等於l毫米。前述的平板天線，其中所述的第一天線模組或該第二天線模組的長度
大於等於60毫米。前述的平板天線，其中所述的第一輻射單元更包含 一第一輻射部；一 第二輻射部，是與該第一輻射部相對而設；以及一第一電性連接部，分別 與該第一輻射部及該第二輻射部電性連接以形成該第一開口 ，並與該第一 接地單元電性連接。前述的平板天線，其中所述的第二輻射單元更包含 一第三輻射部；一 第四輻射部，是與該第三輻射部相對而設；以及一第二電性連接部，分別 與該第三輻射部及該第四輻射部電性連接以形成該第二開口 ，並與該第一 饋入單元電性連接。前述的平板天線，其中所述的第一電性連接部設置於該第二電性連接 部的一投影位置。前述的平板天線，其中所述的第一輻射部、該第二輻射部、該第三輻 射部及該第四輻射部的長度介於25毫米至40毫米之間。前述的平板天線，其中所述的第三輻射單元更包含 一第五輻射部；一 第六輻射部，與該第五輻射部相對而設；以及一第三電性連接部，分別與 該第五輻射部及該第六輻射部電性連接以形成該第三開口 ，並與該第二接 地單元電性連接。前述的平板天線，其中所述的第四輻射單元更包含 一第七輻射部；一 第八輻射部，與該第七輻射部相對而設；以及一第四電性連接部，分別與 該第七輻射部及該第八輻射部電性連接以形成該第四開口，並與該第二饋 入單元電性連接。前述的平板天線，其中所述的第四電性連接部設置於該第三電性連接 部的一投影位置。前述的平板天線，其中所述的第五輻射部、該第六輻射部、該第七輻 射部及該第八輻射部的長度介於17毫米至30毫米之間。前述的平板天線，其中所述的第一天線模組操作於一無線區域網絡的頻帶。前述的平板天線，其中所述的第二天線模組操作於一數字無線電話的頻帶。經由上述可知，本發明一種平板天線包含一基板、一具有一第一接地單 元、 一第一輻射單元、 一第一饋入單元以及一第二輻射單元的第一天線模 組以及一具有一第二接地單元、 一第三輻射單元、 一第二饋入單元以及一 第四輻射單元的第二天線模組。第二天線模組與第一天線模組並列設置。第 一接地單元、第一輻射單元、第二接地單元以及第三輻射單元設置於基板 的一第一表面，且第一饋入單元，第二輻射單元、第二饋入單元以及第四輻
射單元設置於基板的一第二表面。其中，第一輻射單元、第二輻射單元、第 三輻射單元以及第四輻射單元分別具有一第一開口 、 一第二開口、 一第三 開口以及一第四開口，並分別與第一接地單元、第一饋入單元、第二接地 單元以及第二饋入單元電性連接。藉由上述技術方案，本發明平板天線至少具有下列優點本發明的平板天線同時具備無線區域網絡傳輸與數字無線電話傳輸功能，換言之，當本 發明妁平板天線應用於具有無線區域網絡傳輸與數字無線電話傳輸功能的 通訊裝置時，通訊裝置所裝設的平板天線數量只需現有技術的二分之一。因 此，在生產通訊裝置時不僅可降低生產成本，而且可減少平板天線所佔據 的空間。綜上所述，本發明新穎的平板天線，是以第一天線模組操作於無線區 域網絡的頻帶，且以第二天線模組操作於數字無線電話的頻帶。因此，本 發明的平板天線同時具備無線區域網絡傳輸與數字無線電話傳輸功能，換 言之，當本發明的平板天線應用於具有無線區域網絡傳輸與數字無線電話 傳輸功能的通訊裝置時，通訊裝置所裝設的平板天線數量只需現有技術的 二分之一。因此，在生產通訊裝置時不僅可降低生產成本，而且可減少平 板天線所佔據的空間。本發明具有上述諸多優點及實用價值，其不論在產 品構或功能上皆有較大的改進，在技術上有顯著的進步，並產生了好用及 實用的效果，且較現有的平板天線具有增進的突出功效，從而更加適於實 用，並具有產業的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的 技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和 其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細i兌明如下。


圖1為顯示現有的無線網絡裝置的一示意圖。圖2為顯示現有的數字無線電話裝置的一示意圖。圖3為顯示現有的無線通訊裝置的一示意圖。圖4為顯示依據本發明較佳實施例的平板天線的一示意圖。圖5A以及圖5B為分別顯示圖4中平板天線的基板的第一表面側與第二表面側的一組示意圖。圖6以及圖7為顯示依據本發明較佳實施例的平板天線的一組電壓駐波比量測結果。圖8以及圖9為顯示依據本發明較佳實施例的平板天線操作於1. 89GHz以及2. 45GHz時的H-Plane的一組輻射場型量測結果。圖10為顯示一包含本發明較佳實施例的平板天線的無線通訊裝置的一示意圖。1、 r :平板天線2、 2':平板天線4、 4':平板天線41:基板411:第一表面412:第二表面42:第一天線模組421:第一接地單元422:第一輻射單元4221:第一輻射部4222:第二輻射部4223:第一電性連接部423:第一饋入單元'424:第二輻射單元4241:第三輻射部4242:第四輻射部4243:第二電性連接部43:第二天線模組431:第二接地單元432:第三輻射單元4321:第五輻射部4322:第六輻射部4323:第三電性連接部433:第二饋入單元434:第四輻射單元4341:第七輻射部4342:第八輻射部4343:第四電性連接部Cl、 cr :殼體C2、 C2，殼體C3、 C3':殼體D:距離Hl、 H2、 H3、 H4:主機Ll、 Lll、 L12:長度L13、 L14:長度L2、 L21、 L22:長度L23、 L24:長度01:第一開口02:第二開口03:第三開口04:第四開口具體實施方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功 效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的平板天線其具體實施 方式、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。請參閱圖4所示，依據本發明較佳實施例的一種平板天線4包含一基 板41、 一第一天線模組42以及一第二天線模組43。在本實施例中，第二 天線模組43與第一天線模組42並列設置。基板41具有一第一表面411及與第一表面411相對而設的一第二表面 412。在此要特別說明的是，在圖4中，第一表面411以及設置於第一表面 411的元件是以實線表示，而第二表面412以及設置於第二表面412的元件 是以虛線表示。在本實施例中，基板41的材質可為雙馬來醯亞胺三嗪樹脂(Bismaleimide-triazine resin， BT resin)或玻璃纖維強化環氧樹脂 (Fiberglass reinforced epoxy resin， FR4 )製成的印刷電路+反，亦可為 以聚醯亞胺(Polyimide )製成的可撓性薄片基板(Flexible film substrate )。第一天線模組42具有設置於基板41的第一表面411的一第一接地單 元421及一第一輻射單元422，以及設置於基板41的第二表面412的一第 一饋入單元423及一第二輻射單元424,其中，第一輻射單元422與第一接 地單元421電性連接；第二輻射單元424與第一饋入單元423電性連接；第 '二天線模組43具有設置於基板41的第一表面411的一第二接地單元431 及一第三輻射單元432，以及設置於基板41的第二表面412的一第二饋入 單元433及一第四輻射單元434，其中，第三輻射單元432與第二接地單元 431電性連接；第四輻射單元434與第二饋入單元433電性連接。在本實施例中，上述的第一接地單元421、第一饋入單元423、第二接 地單元431以及第二饋入單元433的形狀可依照實際狀況(例如阻抗匹配) 而有不同設計，在此容不贊述。另外，在本實施例中，第一天線模組42與第二天線模組43之間的距 離D大於等於l咖，且第一天線模組42的長度Ll或第二天線模組43的長 度L2大於等於60mm。請同時參閱圖5A與圖5B所示，其中圖5A顯示基板41的第一表面41T 及設置於其上的元件，而圖5B顯示基板41的第二表面412及設置於其上 的元件。第一輻射單元422具有一第一開口 01 (如圖5A所示)；第二輻射單元 424具有與第一開口 Ol反向設置的一第二開口 02 (如圖5B所示)；第三輻 射單元432具有一第三開口 03 (如圖5A所示)；第四輻射單元434具有與 第三開口 03反向設置的一第四開口 04 (如圖5B所示)，其中，第一輻射單 元422、第二輻射單元424、第三輻射單元432以及第四輻射單元434的第 一開口 01、第二開口 02、第三開口 03以及第四開口 04的形狀可依據實際 狀況而有不同的設計，例如為馬蹄形，半圓形或凹形等等。平板天線4的第一輻射單元422更包含一第一輻射部4221 、 一第二輻 射部4222以及一第一電性連接部4223。第一輻射部4221是與第二輻射部 4222相對而設，第一電性連接部4223分別與第一輻射部4221及第二輻射 部4222電性連接以形成第一開口 01,其中第一接地單元421是與第一電性 連接部4223電性連接(如圖5A所示)。平板天線4的第二輻射單元424更包含一第三輻射部4241 、 一第四輻
射部4242以及一第二電性連接部4243。第三輻射部4241是與第四輻射部 4242相對而設，第二電性連接部4243分別與第三輻射部4241及第四輻射 部4242電性連接以形成第二開口 02，其中第一饋入單元423是與第二電性 連接部4243電性連接(如圖5B所示)。在本實施例中，第一電性連接部4223設置於第二電性連接部4243的 一投影位置，意即，第一電性連接部4223與第二電性連接部4243至少部 分重疊，而分別設置於基板41的第一表面411及第二表面412。另外，第一輻射部4221的長度Lll、第二輻射部4222的長度L12、第 三輻射部4241的長度L13及第四輻射部4242的長度L14分別介於25mm至 40mm之間，在本實施例中，第一輻射部4221的長度Lll是與第二輻射部 4222的長度L12相等，而第三輻射部4241的長度L13是與第四輻射部4242 的長度L14相等。同理，平板天線4的第三輻射單元432更包含一第五輻射部4321、 一 第六輻射部43"以及一第三電性連接部4323。第五輻射部4321是與第六 輻射部4322相對而設，第三電性連接部4323分別與第五輻射部4321及第 六輻射部4322電性連接以形成第三開口 03，其中第二接地單元431是與第 三電性連接部4323電性連接(如圖5A所示)。平板天線4的第四輻射單元434更包含一第七輻射部4341、 一第八輻 射部4342以及一第四電性連接部4343。第七輻射部4341是與第八輻射部 4342相對而設，第四電性連接部4343分別與第七輻射部4341及第八輻射 部4342電性連接以形成第四開口 04,其中第二饋入單元433是與第四電性 連接部4343電性連接(如圖5B所示)。在本實施例中，第四電性連接部4343設置於第三電性連接部4323的 一投影位置，意即，第四電性連接部4343與第三電性連接部4323至少部 分重疊，而分別設置於基板41的第二表面412及第一表面411。另外，第五輻射部4321的長度L21、第六輻射部4322的長度L22、第 七輻射部4341的長度L23及第八輻射部4342的長度L24是介於17mm至30mm 之間。在本實施例中，第五輻射部4321的長度L21是與第六輻射部4322 的長度L22相等，而第七輻射部4341的長度L23是與第八輻射部4342的 長度L24相等。在本實施例中，第一天線模組42是操作於無線區域網絡(Wireless Local Area Network, WLAN)的頻帶。而第二天線模組43是操作於數字無 線電話(Digital Enhanced Cordless Teleco卿imication, DECT)的頻帶。請同時參閱圖6以及圖7所示，在圖6以及圖7中，縱軸代表電壓靜 態駐波比(VSWR),而橫軸代表頻率(Frequency)。依照一般業者對於電壓 靜態駐波比小於2即可接受的定義下，可以觀察到本發明較佳實施例的平板天線可衝喿作於頻率約2. 38GHz至2. 54GHz以及1. 815GHz至2. 025GHz的 頻帶範圍，換言之，本發明的平板天線4可搡作於無線區域網絡的頻帶以 及數字無線電話的頻帶。圖8以及圖9顯示本發明較佳實施例的平板天線4分別操作於1. 89GHz 以及2. 45GHz的輻射場型圖的量測結果。其中，當平板天線4操作於1. 89GHz 時，在角度為132度下，具有峰值增益約為3.31dBi,而當平板天線4操作 於2. 45GHz時，在角度為231度下，具有峰值增益約為3. 77dBi。請再參閱圖IO所示，當一無線通訊裝置需同時具備無線區域網絡傳輸 與數字無線電話傳輸功能時，則僅需在一主機H4上設置二平板天線4、 4， 以作空間補償的功效，而且將平板天線4、 4，分別設置於一殼體C3、 C3， 中，即能夠以兩支天線而使無線通訊裝置同時具有無線區域網絡傳輸與數 字無線電話傳輸功能。綜上所述，因依據本發明的平板天線，是以第一天線模組操作於無線 區域網絡的頻帶，且以第二天線模組操作於數字無線電話的頻帶。因此，本 發明的平板天線同時具備無線區域網絡傳輸與數字無線電話傳輸功能，換 言之，當本發明的平板天線應用於具有無線區域網絡傳輸與數字無線電話 傳輸功能的通訊裝置時，通訊裝置所裝設的平板天線數量只需現有技術的 二分之一。因此，在生產通訊裝置時不僅可降低生產成本，而且可減少平 板天線所佔據的空間。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式 上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發 明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利 用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但 凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例 所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍 內。
權利要求
1、一種平板天線，其特徵在於其包含一基板，具有一第一表面及與該第一表面相對的一第二表面；一第一天線模組，具有一第一接地單元、一第一輻射單元、一第一饋入單元以及一第二輻射單元，其中該第一接地單元設置於該基板的該第一表面，該第一輻射單元具有一第一開口，並設置於該基板的該第一表面，該第一輻射單元與該第一接地單元電性連接，該第一饋入單元設置於該基板的該第二表面，該第二輻射單元具有與該第一開口反向設置的一第二開口，並設置於該基板的該第二表面，其中該第二輻射單元與該第一饋入單元電性連接；以及一第二天線模組與該第一天線模組並列設置，並具有一第二接地單元、一第三輻射單元、一第二饋入單元以及一第四輻射單元，其中該第二接地單元設置於該基板的該第一表面，該第三輻射單元具有一第三開口，並設置於該基板的該第一表面，該第三輻射單元與該第二接地單元電性連接，該第二饋入單元設置於該基板的該第二表面，該第四輻射單元具有與該第三開口反向設置的一第四開口，並設置於該基板的該第二表面，該第四輻射單元與該第二饋入單元電性連接。
2、 根據權利要求l所述的平板天線，其特徵在於其中所述的第一天線 模組與該第二天線模組之間的距離大於等於1毫米。
3、 根據權利要求l所述的平板天線，其特徵在於其中所述的第一天線 ;漠組或該第二天線模組的長度大於等於60毫米。
4、 根據權利要求l所述的平板天線，其特徵在於其中所述的第一輻射 單元更包含一第一輻射部；一第二輻射部，是與該第一輻射部相對而設；以及 一第 一 電性連接部，分別與該第 一輻射部及該第二輻射部電性連接以 形成該第一開口，並與該第一接地單元電性連接。
5、 根據權利要求4所述的平板天線，其特徵在於其中所述的第二輻射 單元更包含一第三輻射部；一第四輻射部，是與該第三輻射部相對而設；以及 一第二電性連接部，分別與該第三輻射部及該第四輻射部電性連接以 形成該第二開口，並與該第一饋入單元電性連接。
6、 根據權利要求5所述的平板天線，其特徵在於其中所述的第一電性 連接部設置於該第二電性連接部的 一投影位置。
7、 根據權利要求5所述的平板天線，其特徵在於其中所述的第一輻射部、該第二輻射部、該第三輻射部及該第四輻射部的長度介於25毫米至40毫米之間。
8、 根據權利要求1所述的平板天線，其特徵在於其中所述的第三輻射 單元更包含一第五輻射部；一第六輻射部，與該第五輻射部相對而設；以及 一第三電性連接部，分別與該第五輻射部及該第六輻射部電性連接以 形成該第三開口，並與該第二接地單元電性連接。
9、 根據權利要求8所述的平板天線，其特徵在於其中所述的第四輻射 單元更包含一第七輻射部一第八輻射部，與該第七輻射部相對而i殳；以及 一第四電性連接部，分別與該第七輻射部及該第八輻射部電性連接以 形成該第四開口，並與該第二饋入單元電性連接。
10、 根據權利要求9所述的平板天線，其特徵在於其中所述的第四電 性連接部設置於該第三電性連接部的 一投影位置。
11、 根據權利要求9所述的平板天線，其特徵在於其中所述的第五輻 射部、該第六輻射部、該第七輻射部及該第八輻射部的長度介於17毫米至 30毫米之間。
12、 根據權利要求1所述的平板天線，其特徵在於其中所述的第一天 線模組操作於一無線區域網絡的頻帶，或該第二天線模組操作於一數字無 線電話的頻帶。
全文摘要
一種平板天線包含一基板、一具有一第一接地單元、一第一輻射單元、一第一饋入單元以及一第二輻射單元的第一天線模組以及一具有一第二接地單元、一第三輻射單元、一第二饋入單元以及一第四輻射單元的第二天線模組。第二天線模組與第一天線模組並列設置。第一接地單元、第一輻射單元、第二接地單元以及第三輻射單元設置於基板的一第一表面，且第一饋入單元、第二輻射單元、第二饋入單元以及第四輻射單元設置於基板的一第二表面。其中，第一輻射單元、第二輻射單元、第三輻射單元以及第四輻射單元分別具有一第一開口、一第二開口、一第三開口以及一第四開口，並分別與第一接地單元、第一饋入單元、第二接地單元以及第二饋入單元電性連接。
文檔編號H01Q21/28GK101150225SQ20061012758
公開日2008年3月26日 申請日期2006年9月19日 優先權日2006年9月19日
發明者陶文思 申請人:智易科技股份有限公司