CN102347525B

CN102347525B - 微型积层天线

Info

Publication number: CN102347525B
Application number: CN201010244739.9A
Authority: CN
Inventors: 张玮仁; 陈清典; 李俊德
Original assignee: GUOJU CO Ltd
Current assignee: GUOJU CO Ltd; Yageo Corp
Priority date: 2010-08-02
Filing date: 2010-08-02
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2030-08-02
Also published as: CN102347525A

Abstract

一种微型积层天线，包括多个绝缘且以积层方式堆叠的层体、一形成于其中一层体上的主辐射片及一形成在所述层体间的第一辐射单元、第二辐射单元，该第一辐射单元具有一与主辐射片形成一耦合电容的从属辐射片、一自该从属辐射片向下延伸并接地的第一电路组件、及一自该从属辐射片向下延伸并对外电连接的第二电路组件，该第二辐射单元具有一与第一辐射单元相间隔并接地且与第二电路组件形成另一耦合电容的第三电路组件，通过主辐射片与第一辐射单元、第二辐射单元形成的二个耦合电容彼此相配合调变，而达到预定的目标阻抗、共振频率、频宽与辐射效应，且能够有效缩小天线尺寸。

Description

微型积层天线

技术领域

本发明涉及一种天线，特别指一种微型积层天线。

背景技术

天线是通讯设备中的必要元件之一，与其他绝大多个的电子元件类似，如何在维持或进而提升既有的电性功能前提下缩减组装配置时所占据的空间，一直是持续研究改善的方向；目前，以“积层方式”制作微型积层天线，是在维持微型天线既有的电性功能前提下，能够有效缩减其体积的手段。

参阅图1、图2，目前以“积层方式”制作的微型积层天线均属PIFA(planar inverted F antenna)设计，包括多个绝缘且以积层方式堆叠的层体11、一以导体材料形成于其中一层体11上的主辐射片12及一以导体材料形成于其中一位于该主辐射片12下方的层体11上的从属辐射片13，该主辐射片12与该从属辐射片13电连接，该从属辐射片以两相对远离的端部分别接地作为接地端100(short)与对外电连接的馈入端(feeding)200。

当主辐射片12与从属辐射片13对应区域的长度和约等于1/4波长时，能够发出特定频率区段的电磁波(f＝C/λ)，此时，特定频率区段的电磁波信号由主辐射片12与该从属辐射片13配合进行收发。

然随着终端产品轻、薄、短、小发展下，现有PIFA设计的微型积层天线并无法在维持既有的电性功能的前提下，达到有效缩减微型积层天线本身于组装配置时所必须占据的面积的要求。此外，如图3所示，现有的微型积层天线产生的共振模态辐射是单一的，所以无法因应通讯设备的需求表现出两种共振模态辐射。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种能够在维持或提升既有的电性功能的前提下，缩减本身于组装配置时所必须占据的面积的微型积层天线。

本发明的目的及解决其技术是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种微型积层天线，包括多个绝缘且以积层方式堆叠的层体及一片由导体材料形成于其中一个层体上的主辐射片，该微型积层天线还包括一个由导体材料形成的第一辐射单元及一个由导体材料形成并与该第一辐射单元相间隔的第二辐射单元，该第一辐射单元具有一片从属辐射片、一个自该从属辐射片向下延伸并接地的第一电路组件、及一个与该第一电路组件相间隔且自该从属辐射片向下延伸并对外电连接的第二电路组件，该从属辐射片与该主辐射片相间隔且形成于其中一个层体上并与该主辐射片形成一个耦合电容，该第二辐射单元具有一个自该主辐射片向下延伸并接地的第三电路组件，该第二电路组件与该第三电路组件形成另一个耦合电容。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳地，前述的微型积层天线，其中该第三电路组件具有一片与该主辐射片电连接的第三辐射片。

较佳地，前述的微型积层天线，其中该第三辐射片与该从属辐射片相间隔且形成于同一个层体上。

较佳地，前述的微型积层天线，其中该第一电路组件具有一片与该从属辐射片电连接的第一辐射片，该第二电路组件具有一片与该从属辐射片电连接的第二辐射片。

较佳地，前述的微型积层天线，其中该第一辐射片与该第二辐射片相间隔且形成于同一个层体上。

较佳地，前述的微型积层天线，其中该第一辐射片、该第二辐射片及该第三辐射片相间隔且形成于同一个层体上。

较佳地，前述的微型积层天线，其中该第三电路组件还具有至少一片形成于所述层体上且位于该主辐射片与该第三辐射片间的第四辐射片。

本发明的有益效果在于，利用该主辐射片配合第一辐射单元形成一耦合电容，同时以第一辐射单元与第二辐射单元形成另一耦合电容，而能够产生一个或至少两个的共振模态辐射，而且，能够通过调变所述二个耦合电容而达到目标阻抗、共振频率、频宽与辐射效率，并能够有效缩减对应于该主辐射片的面积，进而降低天线于组装配置时所占据的面积。

附图说明

图1是一立体示意图，说明现有微型积层天线；

图2是一电路结构图，辅助说明图1所示的微型积层天线；

图3是一天线反射损特性量测图，辅助说明图1所示的微型积层天线的共振模态辐射表现；

图4是一立体示意图，说明本发明微型积层天线的第一较佳实施例；

图5是一电路结构图，辅助说明图4所示的第一较佳实施例；

图6是一天线反射损特性量测图，辅助说明图4所示的第一较佳实施例的共振模态辐射表现；

图7是一立体示意图，说明本发明微型积层天线的第二较佳实施例；

图8是一电路结构图，辅助说明图7所示的第二较佳实施例；

图9是一天线反射损特性量测图，辅助说明图7所示的第二较佳实施例的共振模态辐射表现；

图10是一立体示意图，说明本发明微型积层天线的第三较佳实施例；

图11是一电路结构图，辅助说明图10所示的第三较佳实施例；

图12是一天线反射损特性量测图，辅助说明图10所示的第三较佳实施例的共振模态辐射表现。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明中，类似的元件以相同的编号来表示。

参阅图4、图5，为本发明微型积层天线的第一较佳实施例，包括多个绝缘的层体21、一主辐射片22、一第一辐射单元23、及一第二辐射单元24，而能够通过该主辐射片22、该第一辐射单元23与该第二辐射单元24产生二耦合电容300，进而产生如图6所示的两种共振模态辐射。

所述层体21以积层方式彼此堆叠；该主辐射片22以导体材料形成于其中一层体21上；该第一辐射单元23以导体材料形成且具有一从属辐射片231、一自该从属辐射片231向下延伸的第一电路组件232、及一与该第一电路组件232相间隔且自该从属辐射片231向下延伸的第二电路组件233，该从属辐射片231与该主辐射片22相间隔地形成于其中一在该主辐射片22下方的层体21上，而与该主辐射片22形成一耦合电容300，该第一电路组件232接地作为接地端100，该第二电路组件233对外电连接而作为馈入端200。

该第二辐射单元24以导体材料形成并与该第一辐射单元23相间隔，具有一自该主辐射片22向下延伸并接地的第三电路组件241，该第三电路组件241包括一能够接地而作为另一接地端100的第三辐射片242及一电连接该主辐射片22与该第三辐射片242的导电通道(Via)243；较佳地，该第三辐射片242与该从属辐射片231彼此相间隔的形成于同一层体21上。

当经该第二电路组件233(即馈入端200)传输电信号时，该从属辐射片231与该主辐射片22形成一耦合电容300，同时，该第二电路组件233(即馈入端200)与该第三电路组件241的第三辐射片242、导电通道243形成另一耦合电容300，进而产生如图6所示的二共振模态辐射向外传输；反过来说，当该主辐射片22感应一模态辐射时，该从属辐射片231与该主辐射片22，以及该第二电路组件233(即馈入端200)与该第三电路组件241的第三辐射片242、导电通道243形成的二耦合电容300产生变化，而自该第二电路组件233(即馈入端200)向外传输对应的电信号。

本发明微型积层天线的第一较佳实施例是通过该主辐射片22与第一辐射单元23的从属辐射片231，以及第一辐射单元23的第二电路组件233与第二辐射单元24的第三电路组件241形成二耦合电容300，使共振模态辐射相较于现有微型积层天线的4.5GHz下降至3GHz，并在1.2GHz表现出另一共振模态辐射，也就是说，本发明的微型积层天线能够通过主辐射片22、第一辐射单元23、第二辐射单元24产生的双耦合电容300彼此配合调变而依需求改变共振模态辐射范围，而达到目标阻抗、共振频率、频宽等需求。

此外，本发明的微型积层天线的共振模态辐射并非只受限于类似于现有的微型积层天线的主辐射片12与从属辐射片13的对应尺寸关系而产生的单一耦合电容300，所以能够通过调变主辐射片22、第一辐射单元23、第二辐射单元24产生的双耦合电容300而改变共振模态辐射范围，也就是说，能够有效相对缩减或调变主辐射片22、第一辐射单元23、第二辐射单元24的对应尺寸关系而达到相同的共振模态辐射表现，从而有效缩减微型积层天线的尺寸，或缩减天线本身于组装配置时所必须占据的面积，而符合携带式通讯设备发展的需求。

参阅图7、图8，为本发明微型积层天线的第二较佳实施例，与该第一较佳实施例相似，不同处只在于该第三电路组件241还包括至少一形成于位于该主辐射片22与该第三辐射片242间的层体21上的第四辐射片244，在本例与图示中以三个第四辐射片244作说明，通过第四辐射片244的配置，而改变共振模态辐射，如图9所示，相较于本发明微型积层天线的第一较佳实施例，本第二较佳实施例的微型积层天线的共振模态辐射更由3GHz调降至2.45GHz，且1.2GHz的共振模态调升至1.3GHz。

参阅图10、图11，为本发明微型积层天线的第三较佳实施例，包括多个绝缘的层体21、一主辐射片22、一第一辐射单元23及一第二辐射单元24，通过该主辐射片22、第一辐射单元23与第二辐射单元24产生二耦合电容300，进而产生如图12所示的两种共振模态辐射。

要说明的是，所述层体21以积层方式彼此堆叠；该主辐射片22导体材料形成于其中一层体21上；该第一辐射单元23以导体材料形成，具有一从属辐射片231、一自该从属辐射片231向下延伸并接地的第一电路组件232、及一与该第一电路组件232相间隔的自该从属辐射片231向下延伸并对外电连接的第二电路组件233，该从属辐射片231与该主辐射片22相间隔地形成于其中一在该主辐射片22下方的层体21上，与该主辐射片22形成一耦合电容300，该第一电路组件232包括一与该从属辐射片231相间隔地形成于该从属辐射片231下方并与该从属辐射片231电连接而作为接地端100的第一辐射片234，该第二电路组件233包括一与该从属辐射片231相间隔地形成于该从属辐射片231下方并与该从属辐射片231电连接而作为馈入端200的第二辐射片235，较佳地，该第一辐射片234、该第二辐射片235彼此相间隔地形成于相同的层体21上，该从属辐射片231与该第一辐射片234、该第二辐射片235通过导电通道(via)形成电连接。

该第二辐射单元24以导体材料形成并与该第一辐射单元23相间隔，具有一自该主辐射片22向下延伸并接地的第三电路组件241，该第三电路组件241包括一作为另一接地端100的第三辐射片242及一电连接该主辐射片22与第三辐射片242的导电通道243，较佳地，该第三辐射片242与该第一辐射片234、该第二辐射片235形成于同一层体21上。

当经该第二辐射片235(即馈入端200)传输电信号时，该从属辐射片231与主辐射片22形成一耦合电容300，同时，该第二电路组件233的第二辐射片235与该第三电路组件241的第三辐射片242、导电通道243形成另一耦合电容300，进而产生如图12所示的二共振模态辐射向外传输；反过来说，当该主辐射片22感应一模态辐射时，该从属辐射片231与主辐射片22，以及该第二电路组件233的第二辐射片235与该第三电路组件241的第三辐射片242、导电通道243形成的二耦合电容300产生变化，而自该第二辐射片235(即馈入端200)向外传输对应的电信号。

本实施例的天线结构使共振模态辐射相较于第一较佳实施例的天线自3GHz下降至2.5GHz，并在另一共振模态辐射1.2GHz上升至1.8GHz，更证明本发明的微型积层天线通过主辐射片22、第一辐射单元23、第二辐射单元24产生的双耦合电容300彼此配合调变而形成更宽广的共振模态辐射范围，进而满足不同目标阻抗、共振频率、频宽等的需求。

另外要说明的是，上述本发明微型积层天线还能够调整主辐射片22、从属辐射片231的形状态样，而使得主辐射片22的正投影与从属辐射片231的重叠的面积产生变化，以增加主辐射片22的辐射效率，或是调整主幅射片22与从属辐射片231的相对辐射强度与频宽，由于此等形状改变的方式与组合众多，在此不一一举例赘述。

以上所述，本发明微型积层天线通过主幅射片22与第一辐射单元23的从属辐射片231形成一耦合电容300、以及第一辐射单元23的第二电路组件233与第二辐射单元24的第三电路组件241形成另一耦合电容300，而能够表现出两种共振模态辐射，并同时能够通过调变二耦合电容而依需求改变共振模态辐射范围，而达到目标阻抗、共振频率、频宽等需求；此外，因为本发明微型天线本身能够通过调变二耦合电容而改变共振模态辐射范围，也就是说能够有效相对缩减或调变主辐射片22、第一辐射单元23、第二辐射单元24的对应尺寸关系而达到相同的共振模态辐射表现，从而有效缩减微型积层天线的尺寸，或缩减天线本身于组装配置时所必须占据的面积，而符合携带式通讯设备发展的需求。

Claims

1.一种微型积层天线，包括多个绝缘且以积层方式堆叠的层体及一片由导体材料形成于其中一个层体上的主辐射片，其特征在于，该微型积层天线还包括一个由导体材料形成的第一辐射单元及一个由导体材料形成并与该第一辐射单元相间隔的第二辐射单元，该第一辐射单元具有一片从属辐射片、一个自该从属辐射片向下延伸的第一电路组件、及一个与该第一电路组件相间隔且自该从属辐射片向下延伸并能够对外电连接的第二电路组件，该从属辐射片与该主辐射片相间隔且形成于其中一个在该主辐射片下方的层体上并与该主辐射片形成一个耦合电容，该第二辐射单元具有一个自该主辐射片向下延伸的第三电路组件，该第二电路组件与该第三电路组件形成另一个耦合电容，

该第三电路组件具有一片与该主辐射片电连接的第三辐射片，该第一电路组件接地而作为一接地端，该第二电路组件对外电连接而作为一馈入端，该第三电路组件的第三辐射片作为另一接地端。

2.根据权利要求1所述微型积层天线，其特征在于，该第三辐射片与该从属辐射片相间隔且形成于同一个层体的同一面上。

3.根据权利要求1所述微型积层天线，其特征在于，该第一电路组件具有一片与该从属辐射片电连接的第一辐射片，该第二电路组件具有一片与该从属辐射片电连接的第二辐射片。

4.根据权利要求3所述微型积层天线，其特征在于，该第一辐射片与该第二辐射片相间隔且形成于同一个层体的同一面上。

5.根据权利要求3所述微型积层天线，其特征在于，该第一辐射片、该第二辐射片及该第三辐射片相间隔且形成于同一个层体的同一面上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述微型积层天线，其特征在于，该第三电路组件还具有至少一片形成于所述层体上且位于该主辐射片与该第三辐射片间的第四辐射片。