CN100379085C - 天线装置与利用此装置的移动单元 - Google Patents

Abstract

一种天线装置，适用于一移动单元，是由基板、接地金属层、绝缘介质、第一金属微带与第二金属微带所构成。其中，基板表面设有一接地区与一绝缘区。接地金属层，则制作于接地区。绝缘介质是设置于绝缘区，为一立体结构，具有一上表面以及一侧表面。第一金属微带，其包括馈入端、波浪状微带与侧微带，其中波浪状微带是设于绝缘介质的上表面，侧微带设于绝缘介质的侧表面。第二金属微带，制作于绝缘介质的侧表面，更包括一短路端并与接地金属层电性连接。其中上述二金属微带与接地金属层形成一特定频率的振荡结构，以产生多频的振荡机制以利多频讯号传输。

Description

天线装置与利用此装置的移动单元

技术领域：

本发明是关于一种天线装置，特别是一种制作于无线通讯产品的主要电路板的内建式天线。

背景技术：

随着无线通讯技术的突飞猛进，各式的通讯产品与技术也如雨后春笋般的出现，双频模块、三频模块、甚至是更多频段的模块应用更是近年来的趋势。一项产品若想要得到消费者广泛的接受与肯定，其产品的效能、外观、尺寸，就成为非常重要的关键，而通讯产品除了产品本身的考虑之外，最重要的莫过于是讯号的收发效能，因为讯号的收发效能，对于产品在消费者评价比重中占有很大一部份的比例，而与讯号收发效能最直接相关的，莫过于产品上的天线装置，同时兼顾天线的收发效能并配合通讯产品的整体性考虑，已成为业界一致的努力目标。

在一般内建式手机天线的设计中，常采用具短路辐射金属片的小型平板天线或倒F形平板天线，其接地面皆为平面结构。如第1图所示，为传统技术的平板状倒F型天线，其包括：一辐射金属片10、一接地金属片12、一馈电接脚14以及一短路接脚16。其中，馈入方式则由该馈电接脚14透过一开孔18穿过接地金属片12往上馈入辐射金属片10。

此种类型的天线可制作于手机内部，其优点在于，对于手机产品的外观设计上，将毋需使用以往突出的天线装置，有助于提升产品整体造型的流线性及美观性。此外，组装的过程中也减少天线安装的步骤，有效缩短产品组装的时程。不过，频宽不足以及较差的阻抗匹配效果，往往是内建式天线最为人所诟病的缺陷，相对的也增加产品设计时的困难度。有鉴于此，为了维持天线的收发效能，并可同时达到缩小天线体积的目的，本发明提供一种具有截角接地面的内建式双频天线，有效降低手机天线匹配上的困难，并有效缩小天线的尺寸。

发明内容：

本发明的目的是提供一种内建式天线的设计，有效降低天线的体积。

本发明的另一目的是提供一种具有截角接地面的内建式天线，增加天线阻抗匹配的自由度。

本发明提供一种天线装置，适用于一无线装置，用以接收/传输无线讯号，其包括：基板、接地金属层、绝缘介质、第一金属微带以及第二金属微带。基板表面是设有一接地区以及一绝缘区，且该基板可以固定在上述无线装置上并设置必要的电子组件。接地金属层，是制作于该基板的接地区，其中接地区是位于该基板的下表面。绝缘介质，是设置于该基板的绝缘区，其为一立体结构，具有一上表面以及至少一侧表面。应注意的是，在本发明优选实施例中，绝缘介质可为一空气介质或选自陶瓷基板、FR-4、FR-5、PTFE等绝缘材质的其中一种。

第一金属微带，其包括一馈入端、一波浪状微带以及一侧微带，其中该波浪状微带是设于该绝缘介质的上表面，该侧微带是设于该绝缘介质的侧表面，其更包括一第一开路端。其中上述的波浪状微带的外观亦可为上下起伏的锯齿状；侧微带则具有至少一个九十度折角的弯折金属带。第二金属微带，是制作于该绝缘介质的另一侧表面，并具有调整天线装置整体的阻抗匹配的功能，其包括一短路端以及一第二开路端，其中该短路端是与该接地金属层电性连接。其中上述二金属微带可与该接地金属层形成一特定频率的振荡结构，使产生多频的振荡机制以进行多频讯号传输，上述无线装置具有一无线讯号处理装置(未图标)，其可安装于上述基板上，并与上述馈入端偶接，借以收无线讯号。

附图说明：

借由以下详细的描述结合附图，将可轻易明了上述内容及此项发明的诸多优点，其中：

图1为传统技术的平板状倒F型天线；

图2为本发明优选实施例的说明示意图；

图3A为本发明天线装置的局部示意图；

图3B为本发明天线装置的平面展开图；

图4为根据本发明实施例的特定尺寸的天线装置关于反射损失(ReturnLoss)的模拟结果；以及

图5A至图5F为本发明其它实施例的说明示意图。

图号对照表：

10   辐射金属片                12   接地金属片

14   馈电接脚                  16   短路接脚

18   开孔                      20   天线装置

22   基板                      24   接地区

26   绝缘区                    28   接地金属层

30   绝缘介质                  32   第一金属微带

34   第二金属微带              321  馈入端

341  短路端                    322  波浪状微带

342  第二开路端                323  侧微带

301  上表面                    324  第一开路端

302、303、304、305侧表面

具体实施方式：

本发明是关于一种天线装置，特别是一种制作于无线通讯产品的主要电路板的内建式天线。在本发明中(是以手机为例)，利用具有截角接地面的内建式双频天线，有效降低手机天线阻抗匹配的困难，并有效缩小天线的尺寸。以下列举一优选实施例以说明本发明，然而此仅为一举例，而并非用以限定发明本身。有关此优选实施例的内容详述如下。

请依序参考图2至图3B，是根据本发明优选实施例的天线装置，其中该天线装置的主要组件包括：一基板22、一接地金属层28、一绝缘介质30、一第一金属微带32以及一第二金属微带34。基板22表面设有一接地区24以及一绝缘区26。接地金属层28，制作于该基板22的接地区24，其中接地区24位于该基板22的下表面，并作为整体电路的最低参考电位。绝缘介质30，设置于该基板22的绝缘区26，其为一立体结构，具有一上表面以及一侧表面。应注意的是，在本发明优选实施例中，绝缘介质30可为一空气介质或介电常数接近空气的介质，如：陶瓷基板22、FR-4、FR-5、PTFE等常用的绝缘材质。

第一金属微带32是由一波浪状微带322以及一侧微带323等连结而成，波浪状微带322是设于该绝缘介质30的上表面301；侧微带323是设于该绝缘介质30的侧表面302与另一侧表面303。其中波浪状微带322更具有一馈入端321，用以耦接至手机主要电路上的匹配电路(图中未示)；侧微带323则为一具有至少一个九十度折角的弯折金属带，其末端即为第一开路端324。第二金属微带34，是制作于该绝缘介质30的另一侧表面304与侧表面305，其包括一短路端341以及一第二开路端342，其中该短路端341是与该接地金属层28电性连接。其中透过适当调整馈入端321与短路端341的距离，可使天线装置达成阻抗匹配的效果。应注意的是，上述二金属微带可与接地金属层28形成一特定频率的振荡结构，产生多频的振荡机制以进行多频讯号传输。

本发明的天线装置的设计将可应用在GSM与DCS系统(GSM：880～960MHz，DCS：1710～1880MHz)，在本发明实施例中，其二金属微带(包括第一金属微带32与第二金属微带34)的尺寸为20×10×8mm3，包括金属微带与接地金属层28的尺寸共为40×80mm2，绝缘介质30为一厚度8mm的空气介质，馈入端321的长度为2mm，此天线装置的仿真结果于图4中说明，由图4可知，天线的低频阻抗频宽约为25MHz(依电压驻波比阻抗频宽为1∶3的定义)，高频阻抗频宽约为318MHz将可同时涵盖GSM与DCS系统的频带。此外，上述实施例的波浪状微带322的设计并非用以限定本发明的范围，其它诸如图5A至图5F等形状的设计均为本发明精神的延伸。

本发明的天线装置的设计具有如下的优点：

(1)本发明的天线装置是同时制作于无线通讯产品的主要电路板上，属于内建式天线的范畴，所以，得以省略另行组装天线的步骤。

(2)利用弯折金属微带所构成本发明的天线装置，有效缩小天线本体的体积，对于移动通讯产品的有限空间利用而言，将更有效率。

(3)借由本发明金属微带及截角接地金属层的调整结果，可使天线装置达成阻抗匹配的效果，将有助于降低天线阻抗匹配的困难度。

本发明虽以优选实例阐明如上，然其并非用以限定本发明精神与发明实体仅止于上述实施例。与此相反，在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改，均应包括在本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种天线装置，包括：

一基板，其表面设有一接地区以及一绝缘区；

一接地金属层，是制作于该基板的接地区；

一绝缘介质，是设置于该基板的绝缘区，该绝缘介质为一立体结构，具有一上表面以及至少一侧表面；

一第一金属微带，其包括一馈入端、一波浪状微带以及一侧微带，其中该波浪状微带是设于该绝缘介质的上表面，该侧微带是设于该绝缘介质的侧表面，该第一金属微带更包括一第一开路端；以及

一第二金属微带，是制作于该绝缘介质的侧表面，该第二金属微带包括一短路端以及一第二开路端，其中该短路端是与该接地金属层电性连接；

其中上述二金属微带可与该接地金属层形成一特定频率的振荡结构，使产生多频的振荡机制以进行多频讯号传输。

2.如权利要求1的天线装置，其中所述的绝缘介质是选自陶瓷、FR-4、FR-5、PTFE的其中一种。

3.如权利要求1的天线装置，其中所述的第二金属微带具有调整该天线装置整体的阻抗匹配。

4.如权利要求1的天线装置，其中所述的接地区是位于该基板的下表面。

5.如权利要求1的天线装置，其中所述的波浪状微带的外观是可为上下起伏的锯齿状。

6.如权利要求1的天线装置，其中所述的侧微带是具有至少一个的九十度折角。

7.一种移动单元，包括：

一基板，其表面设有一接地金属以及一绝缘区；

一讯号处理装置，固定于该基板上，处理一无线讯号；

以及

一天线装置，包括：

一绝缘介质，是对应于该基板的绝缘区，为一立体结构，具有一上表面以及至少一侧表面；

一第一金属微带，其包括一馈入端、一波浪状微带，该波浪状微带是制作于该绝缘介质的上表面，该馈入端是与该讯号处理装置电偶接，用以收发该无线讯号；以及

一第二金属微带，是制作于该绝缘介质的侧表面，该第二金属微带包括一短路端，该短路端是与该接地金属电性连接；

其中所述二金属微带可与该接地金属层形成一特定频率的振荡结构，使产生多频的振荡机制以进行多频讯号传输。

8.如权利要求7的移动单元，其中该第一金属微带更包括：

一侧微带，该侧微带是设于该绝缘介质的侧表面其具有一第一开路端。

9.如权利要求8的移动单元，其中该第二金属微带另一端为开路。

10.如权利要求8的移动单元，其中所述的绝缘介质是选自陶瓷、FR-4、FR-5、PTFE的其中一种。

11.如权利要求8的移动单元，其中所述的第二金属微带具有调整该天线装置整体的阻抗匹配。

12.如权利要求8的移动单元，其中所述的接地区是位于该基板的下表面。

13.如权利要求8的移动单元，其中所述的波浪状微带的外观是上下起伏的锯齿状。

14.如权利要求8的移动单元，其中所述的侧微带是具有至少一个的九十度折角。

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