CN101465466B - 陶瓷天线结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷天线结构，其固接于可携式电子装置电路板上，并包括载体、辐射组件、接地组件、输入组件及固定针。载体上具有第一、二侧面及与该第一、二侧面相连接的第一端及第二端。该载体上设有贯穿的穿孔，于该第一侧面的穿孔孔缘处设有第一金属图案。该辐射组件贴覆于该载体的该第一侧面上，其上具有外侧边缘部。该接地组件及该输入组件与该位于该第一侧面与第二端连接处的辐射组件的外侧边缘部电性连接，并延伸于该第二侧面上。该固定针穿设于载体的穿孔中，并与第一金属图案电性连接。所述固定针在穿过载体的穿孔后，该穿出于载体的部分固定针穿过电路板的通孔，并与电路板固接。

Description

陶瓷天线结构
技术领域
本发明关于一种天线，尤指一种陶瓷天线结构。
背景技术
随着无线通信的蓬勃发展，许许多多的通信产品均趋于小型化，为了符合此需求，一些内嵌式天线也要求体积小。目前较普遍使用的微小天线有芯片天线(chip antenna)与平面型天线(planar antenna)，因为这类型的天线容易达到高度低、体积小的缘故，其中芯片天线中较热门的属低温共烧陶瓷技术(LTCC)的陶瓷芯片天线(ceramic chip antenna)。
请参阅图1(a)至图1(c)所示，该陶瓷天线结构包括载体10、辐射组件20、接地组件30、输入组件40及固定点50。载体10上具有第一侧面101及第二侧面102，及与该第一、二侧面101、102相连接的第一端103及第二端104；该辐射组件20设于第一侧面101上，其上具有外侧边缘部201。该接地组件30与位于该第一侧面101与第二端104连接处的辐射组件20的外侧边缘201部电性连接，并延伸于该第二侧面102上。该输入组件40与位于该第一侧面101与第二端104连接处的辐射组件20的外侧边缘部201电性连接，并延伸于该第二侧面102上；该固定点50设于第二侧面102上。
上述陶瓷天线结构仅靠延伸于载体10的第二侧面102的接地组件30、输入组件40及位于第二侧面102上固定点50利用表面粘着技术(SMT)与电路板电性连接。一旦可携式电子装置不慎由高处掉落时，易使陶瓷天线与电路板分离，导致电子装置无法接收或发射任何信号。而且，该陶瓷天线仅靠载体10上所印刷的辐射组件20、接地组件30及输入组件40，在天线最佳频率2450MHz时，并无法达到-3dBi(即为50％)的效率。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种固定性强且收发效率高的陶瓷天线结构。
为达到上述目的，本发明中的陶瓷天线结构，固接于可携式电子装置的电路板上，该电路板上设有通孔，所述天线结构包括：
载体，其上具有第一侧面及第二侧面，及与该第一、二侧面相连接的第一端及第二端；另于所述载体上设有贯穿的穿孔，于所述第一侧面的穿孔孔缘处设有第一金属图案；
辐射组件，贴覆于所述载体的所述第一侧面上，其上具有外侧边缘部；
接地组件，与位于所述第一侧面与所述第二端连接处的辐射组件的外侧边缘部电性连接，并延伸于所述第二侧面上；
输入组件，与位于所述第一侧面与所述第二端连接处的辐射组件的外侧边缘部电性连接，并延伸于所述第二侧面上；
固定针，穿设于所述载体的所述穿孔中，并与所述第一金属图案电性连接；
其中，所述固定针在穿过所述载体的穿孔后，穿出于所述载体的部分固定针穿过所述电路板的通孔，与电路板固接。
本发明采用上述技术方案，借由增设固定针来改变天线系统的电流分布，同时调整天线的共振频率，并增加天线效能与频宽，改变天线的辐射场形，使电压驻波比(VSWR)小于3的频率。
附图说明
图1(a)为传统陶瓷天线结构外观的仰视示意图；
图1(b)为传统陶瓷天线结构外观的侧视示意图；
图1(c)为传统陶瓷天线结构外观的主视示意图；
图2为本发明中陶瓷天线结构的外观示意图；
图3为本发明中陶瓷天线结构的立体分解示意图；
图4为本发明中陶瓷天线结构的仰视立体示意图；
图5为本发明中陶瓷天线结构与电路板的结合示意图；
图6为本发明中陶瓷天线结构与电路板结合后沿图中A-A线的剖视示意图；
图7为本发明中第一金属图案直径大小与电压驻波比的曲线示意图；
图8为本发明中陶瓷天线在未加固定针与加固定针的电压驻波比(VSWR)表示意图；
图9(a)为本发明中加有固定针时的天线增益示意图；
图9(b)为本发明中未加固定针时的天线增益示意图；
图9(c)为本发明中加有固定针时的天线增益示意图；
图9(d)为本发明中未加固定针时的天线增益示意图；
图9(e)为本发明中加有固定针时的天线增益示意图；
图9(f)为本发明中未加固定针时的天线增益示意图。
附图标记说明
10   载体
101  第一侧面        102    第二侧面
103  第一端          104    第二端
20   辐射组件        201    外侧边缘部
30   接地组件        40     输入组件
50   固定点
1    载体
11   第一侧面        12     第二侧面
13   第一端          131    弧形缺口
14   第二端          141    L形缺口
15   穿孔            16     第一金属图案
17   第二金属图案    18     固定点
2    辐射组件        21     外侧边缘部
3    接地组件        4      输入组件
5    固定针
51   针头            52     针身
6    电路板
61    接地点     62            输入点
63    通孔       64、65、66    固接点
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
请参阅图2至图4，为本发明中陶瓷天线结构的外观、分解及仰视示意图。本发明中的陶瓷天线结构包括载体1、辐射组件2、接地组件3、输入组件4及固定针5。
载体1由介电系数为19.4的陶瓷材料构成，其上具有第一侧面11及第二侧面12，及与该第一、二侧面11、12相连接的第一端13及第二端14，于该第一端13上具有弧形缺口131，该第二端14上具有L形缺口141。另于载体1上设有与该L形缺口141相邻的贯穿的穿孔15，该穿孔15两端的孔缘处的载体1的第一侧面11上设有圆形的第一金属图案16及第二侧面12上设有圆形的第二金属图案17及与该第二金属图案相邻的矩形固定点18。
该辐射组件2贴覆于载体1的第一侧面11上，其上具有外侧边缘部，该外侧边缘部21自第一侧面11与第一端13连接处延伸至第一侧面11与第二端14的连接处，且未接触第二端14的L形缺口141。
接地组件3为带状体，且与位于第一侧面11与第二端14连接处的辐射组件2的外侧边缘部21电性连接，并延伸于第二侧面12上；而延伸于载体1的第一、二侧面11、12的接地组件3与可携式电子装置(图中未示出)内部的电路板电性连接。
输入组件4为带状体，且与位于该第一侧面11与第二端14连接处的辐射组件2的外侧边缘部21电性连接，并延伸于第二侧面12上。延伸于载体1的第一、二侧面11、12的输入组件4与可携式电子装置(图中未示出)内部的电路板上的信号输入接点电性连接，以作为信号的输入。
固定针5为金属材质，其上具有针头51，该针头51承接有针身52。该针身52穿入于载体1的穿孔15内，且由穿孔15另一端穿出载体1时，该针头51与第一金属图案16电性连接。
请参阅图5及图6所示，为本发明中陶瓷天线结构与电路板结合示意图及结合后沿图5中A-A线的剖视示意图。在陶瓷天线结构与电路板6电性连接时，载体1的第二侧面12上的接地组件3与电路板6上的接地点61电性连接，位于第二侧面12上的输入组件4与电路板6的输入点62电性连接，将外露于载体1外部的针身52穿过电路板6的通孔63后，该针身52与电路板6另一面的固接点65固接，而载体1的第二侧面12上的第二金属图案17、固定点18与通孔63周缘上的固接点64、66固接后，使陶瓷天线可稳固固接在电路板6上。
如图7所示，为本发明中第一金属图案直径大小与电压驻波比的曲线示意图。如图所示：请一并参阅图2所示，在载体1设置的第一金属图案16，不同直径可以调整出不同共振频率，第一金属图案16直径为3mm时，该曲线特性为如图7中曲线A所示。第一金属图案16的直径为2.28mm时，曲线特性如图7中的曲线B所示。第一金属图案16直径为1.68mm时，曲线特性如图7中的曲线C所示。
且，固定针5结构的phi(φ)可以改变天线系统的电流分布，影响天线的共振频率与阻抗匹配，使频宽加宽、效率增加及改变辐射场形，使电压驻波比(VSWR)小于3的频率容。
图8所示，为本发明中陶瓷天线在未加固定针及加固定针的电压驻波比(VSWR)表示意图。如图所示：在未加固定针时，在2400MHz的电压驻波比为2.0051，在2450MHz的电压驻波比为1.2268，在2500MHz的电压驻波比为2.3828。
在加固定针5时，在2400MHz的电压驻波比为2.9417，2450MHz的电压驻波比1.3058，在2500MHz的电压驻波比为3.1302。
由此表可看出，加了固定针后，不仅使陶瓷天线可稳固固接在电路板上，还可提升其电压驻波比，改善天线特性。
请参阅图9(a)～图9(f)，为本发明中加有固定针及未加固定针时的天线增益示意图。加有固定针时：在2450MHz的X-Y平面(plane)的平均增益为-3.49416393dBi，如图9(a)所示。未加固定针：在2450MHz的X-Y平面(plane)的平均增益为-2.7835082dBi，如图9(b)所示。
加有固定针：在2450MHz的X-Z平面(plane)的平均增益为-1.75711475dBi，如图9(c)所示。未加固定针：在2450MHz的X-Z平面(plane)的平均增益为-0.87880328dBi，如图9(d)所示。
加有固定针：在2450MHz的Y-Z平面(plane)的平均增益为0.099688525dBi，如图9(e)所示。未加固定针：在2450MHz的Y-Z平面(plane)的平均增益为-5.09018033dBi，如图9(f)所示。

Claims (10)

1.一种陶瓷天线结构，固接于可携式电子装置电路板上，所述电路板上设有通孔，其特征在于，所述天线结构包括：
载体，其上具有第一侧面及第二侧面，及与所述第一、二侧面相连接的第一端及第二端；另于所述载体上设有贯穿的穿孔，于所述第一侧面的穿孔孔缘处设有第一金属图案；
辐射组件，贴覆于所述载体的所述第一侧面上，其上具有外侧边缘部；
接地组件，与位于所述第一侧面与所述第二端连接处的辐射组件的外侧边缘部电性连接，并延伸于所述第二侧面上；
输入组件，与所述位于所述第一侧面与所述第二端连接处的辐射组件的外侧边缘部电性连接，并延伸于所述第二侧面上；
固定针，穿设于所述载体的所述穿孔中，并与所述第一金属图案电性连接；
其中，所述固定针在穿过所述载体的穿孔后，穿出于所述载体的部份固定针穿过所述电路板的通孔，与电路板固接。
2.如权利要求1所述的陶瓷天线结构，其特征在于，所述载体由介电系数为19.4的陶瓷材料构成。
3.如权利要求1所述的陶瓷天线结构，其特征在于，所述第一端上具有弧形缺口，所述第二端上具有L形缺口。
4.如权利要求1所述的陶瓷天线结构，其特征在于，所述第二侧面的穿孔的孔缘处设有第二金属图案，及与所述第二金属图案相邻的固定点。
5.如权利要求1所述的陶瓷天线结构，其特征在于，所述辐射组件的外侧边缘部自所述第一侧面与所述第一端连接处延伸至所述第一侧面与所述第二端的连接处，且未接触到所述第二端的L形缺口。
6.如权利要求1所述的陶瓷天线结构，其特征在于，所述接地组件呈带状。
7.如权利要求1或6所述的陶瓷天线结构，其特征在于，所述接地组件延伸于所述载体的第一、二侧面并与所述电路板电性连接。
8.如权利要求1所述的陶瓷天线结构，其特征在于，所述输入组件呈带状。
9.如权利要求1或8所述的陶瓷天线结构，其特征在于，所述输入组件延伸于所述载体的第一、二侧面并与所述电路板电性连接。
10.如权利要求1所述的陶瓷天线结构，其特征在于，所述固定针为金属材质，其上具有针头，该针头承接有针身，所述针身穿入于所述载体的穿孔后由所述穿孔另一端穿出所述载体。
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