CN105470639A - 天线及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本案提供一种制造一天线的方法。该方法包含下列步骤：提供一基板；在该基板上形成一接地导体结构，其中该接地导体结构自一馈入端延伸至一第一转角，并包括沿一第一方向延伸的一第一导体、自该第一导体沿一第二方向延伸的一第二导体、自该第二导体沿一第三方向延伸的一第三导体、及自该第三导体沿一第四方向延伸的一第四导体，其中该第一方向和该第二方向之间具有一第一钝角，该第二方向和该第三方向之间具有一第二钝角，而该第三方向和该第四方向之间具有一锐角。

Description

天线及其制造方法

技术领域

本发明是关于一种天线及其制造方法，尤指一种印刷式单频天线及其制造方法。

背景技术

在科技发展日新月异的现今时代中，多种尺寸轻巧的天线被开发出来，以应用在各种尺寸日益轻巧的手持式电子装置(例如行动电话或是笔记型计算机)中或无线传输装置(例如AP)中。举例来說，结构轻巧、传输效能良好、且可轻易地被设置在手持式电子装置内壁的倒F形天线(Inverse-FAntenna，IFA)已存在，并被广泛地应用在多种手持式电子装置、笔记型计算机、或无线通讯装置中来进行无线传输。

发明内容

本案的一方面，提供一种制造一天线的方法，包含下列步骤：提供一基板；在该基板上形成一接地导体结构，其中该接地导体结构自一馈入端延伸至一第一转角，并包括沿一第一方向延伸的一第一导体、自该第一导体沿一第二方向延伸的一第二导体、自该第二导体沿一第三方向延伸的一第三导体、及自该第三导体沿一第四方向延伸的一第四导体，其中该第一方向和该第二方向之间具有一第一钝角，该第二方向和该第三方向之间具有一第二钝角，而该第三方向和该第四方向之间具有一锐角。

本案的另一方面，提供一种天线，包含一接地部；一辐射部，包含一馈入端；一T形共振导体结构，延伸自该馈入端；以及一接地导体结构，包含一第一转角、一第二转角、第三转角和一第四转角；一第一导体，自该馈入端沿一第一方向延伸；一第二导体，自该第二转角沿一第二方向延伸到该第三转角，并包含一扩散锥形表面，其中该扩散锥形表面具有一第一宽度、一第二宽度及一中心长度，以使该天线的一操作频段具有一预定频宽，其中该第一宽度为该扩散锥形表面的最小宽度，而该第二宽度为该扩散锥形表面的最大宽度；一第三导体，自该第三转角沿一第三方向延伸到该第四转角，其中该第三方向和该第一方向相同；以及一第四导体，自该第四转角沿一第四方向延伸到一接地部，其中该第三方向和该第四方向垂直，该第一方向和该第二方向之间具有一第一钝角，该第二方向和该第三方向之间具有一第二钝角，而该第三方向和该第四方向之间具有一锐角。

本案的又一方面，提供一种天线，包含一第一辐射组件，具一馈入端；一第二辐射组件，自该第一辐射组件侧向延伸；以及一第三辐射组件，与该第二辐射组件沿同一方向延伸，并与该第二辐射组件有一绝缘距离。

本案的再一方面，提供一种天线，包含一基板；一频段决定辐射组件，设于该基板上，具一延伸方向；以及一频段调整辐射组件，设于该基板上，沿该延伸方向延伸，并与该频段决定辐射组件有一绝缘距离。

附图说明

图1a～图1c为本发明实施例的天线的结构图；

图1d为图1a～图1c的天线的立体示意图；

图2为图1a～图1c的天线以电缆线与RF信号连接示意图；

图3为图1a～图1c的天线单独制作在一印刷电路板上并与一电子装置的印刷电路板连接的示意图。

图4a为本发明的天线在第一操作频段的返回损失-频率坐标图；

图4b为本发明的天线在第一操作频段的电压驻波比-频率坐标图；

图5a为本发明的天线在第二操作频段的返回损失-频率坐标图；

图5b为本发明的天线在第二操作频段的电压驻波比-频率坐标图；

图6为本发明的天线在第二操作频段的第二宽度与第一宽度比值对操作频宽-频带坐标图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文将结合附图对本发明技术方案作进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

实施例1

请参阅图1a～图1d。图1a～图1c为本发明实施例的天线01的结构图，而图1d为图1a～图1c的天线01的立体示意图。该天线01包括一馈入端200、一辐射部06及一接地部07。该辐射部06包含一第一辐射组件61、一第二辐射组件62、一第三辐射组件63及一第四辐射组件64。根据本案的一实施例，该天线01为制作于印刷电路板的上边缘的金属导体结构。该接地部07延伸自该馈入端200。该接地部07包含一第一导体71、一第二导体72、一第三导体73和一第四导体74。该第一导体71自该第一辐射组件61中段，于一第一转角71T沿一第一方向71D延伸。该第二导体72于一第二转角72T自该第一导体71沿一第二方向72D延伸。该第三导体73于一第三转角73T自该第二导体沿一第三方向73D延伸。该第四导体74于一第四转角74T自该第三导体73沿一第四方向74D延伸，并经由一接地端901与一接地区90电性连接。

该第一导体71与该第二导体72间具有一第一钝角71OA及一第二钝角72OA。该第二导体72与该第三导体73间具有一第三钝角73OA及一第一锐角71AA。该第一钝角71OA大于该第二钝角72OA。

该第二导体72形成一扩散锥形表面，该扩散锥形表面在第一导体71与该第二导体72连接处具有一第一宽度71W，并在第二导体72与该第三导体73连接处具有一第二宽度72W。该第二宽度72W大于该第一宽度71W。

该第一导体71下方的一第一边缘71LS与其上方的一第二边缘72US平行。该第二导体72下方的一第三边缘72LS与其上方的一第四边缘73US形成扩散锥形表面。该第四导体74左侧的一第七边缘74LS与其右侧的一第八边缘74RS平行。

第一边缘71LS与该接地区90上方的接地边缘91S平行。

该第四导体74左侧的该第七边缘74LS及其右侧的第八边缘74RS，与该接地区90上方的该接地边缘91S垂直。

辐射部06为一T形共振导体结构。该辐射部06包含一第一辐射组件61、一第二辐射组件62、一第三辐射组件63及一第四辐射组件64。该第一辐射组件61与该馈入端200及该接地部07连接，并自该馈入端200沿一第五方向61D延伸。该第二辐射组件62自该第一辐射组件61，经一第五转角61T沿一第六方向62D延伸。该第三辐射组件63为与该第二辐射组件62相邻且绝缘的一矩形金属导体，且该第三辐射组件63与该第二辐射组件62之间具有一绝缘缝隙601。该辐射部06还包含一第四辐射组件64，该第四辐射组件64自该第一辐射组件61，经第五转角61T沿与该第六方向62D相反的方向延伸。

该第一辐射组件61下方的一第九边缘61S与其左侧的一第十边缘61LS之间形成一第一凹角611A。该第一辐射组件61左侧的该第十边缘61LS与其右侧的一第十一边缘61RS平行。该第二辐射组件62下方的一第十二边缘62LS与其上方的一第十三边缘62US平行。该第三辐射组件63下方的一第十四边缘63LS与其上方的一第十五边缘63US平行。该第四辐射组件64下方的一第十六边缘64LS与其上方的一第十七边缘64US平行。

该第一辐射组件61左侧的该第十边缘61LS与该第二辐射组件62下方的该第十二边缘62LS形成一直角。该第一辐射组件61右侧的第十一边缘61RS与该第四辐射组件64下方的该第十六边缘64LS形成一直角。

该第三导体73上方的该第二边缘73US与该第四导体74右侧的该第二边缘74RS形成一直角。

该第一辐射组件61右侧的该第十一边缘61RS与该第一导体71上方的该第二边缘71US形成一直角。

该第一辐射组件61下方的该第八边缘61S、该第十二边缘62LS、及该第三辐射组件63下方的该第十四边缘63LS，均与该接地区90上方的该接地边缘91S平行。

该第一辐射组件61下方的该第八边缘61S与该第一导体71下方的该第一边缘71LS相接。

在图1a～图1d中，该天线01制作在该电子装置的印刷电路板上。该天线01的一馈入端200与一微带线导体201直接连接，并向下延伸至该印刷电路板上的一RF信号输出焊点202。该微带线导体201与该天线01均蚀刻在该印刷电路板上，其中基材10为印刷电路板的介电层。

请参阅图2，其是图1a～图1c的天线以电缆线与RF信号连接的示意图。如图2所示，天线01与一电子装置的电路(图中未示)制作在同一印刷电路板(图中未示)上。该天线01上的一馈入信号区02，以焊接方式与具有50？阻抗的一同轴电缆404内的一中心信号线401连接。该天线01的一馈入信号接地区03以焊接方式与该同轴电缆404的一接地端402连接。该同轴电缆404另一端连接至该电子装置上的一RF信号模块405，该RF信号模块405是一天线端口，其特性阻抗等于50？。

在该天线01的制作过程中，该天线01通常会根据该电子装置的用途需求而具有一预设尺寸，再根据该预设尺寸利用计算机仿真来获得一制作模具的尺寸，同时设定好复数天线参数，其中该复数天线参数包含一操作频率、一操作频宽和一阻抗匹配，并透过该模具来制作所要的天线。具有一第二长度62L的该第二辐射组件62，为第一操作频段FB1的一频段调整辐射组件，其中该第二长度62L，可朝远离或接近该第五转角61T的方向进行调整，例如图1b中第六方向62D，而具有一第三长度63L的该第三辐射组件63，为第二操作频段FB2的一频段调整辐射组件，其中该第三长度63L可朝远离或接近该第二辐射组件62的方向进行调整。

第一辐射组件61与该第二辐射组件62，为第一操作频段FB1的频段决定辐射组件，根据该第二辐射组件62的该第二长度62L加上第一辐射组件61的该第一长度61L的总和约略为共振波长的四分之一的关系，来设定该天线01的第一操作频段FB1。第一辐射组件61与该第二辐射组件62及该第三辐射组件63，为第二操作频段FB2的频段决定辐射组件，当该第三辐射组件63与该第二辐射组件62以焊接方式进行电性连接时，根据该第三辐射组件63的长度63L与该第二辐射组件62的该第二长度62L加上第一辐射组件61的该第一长度61L的总和约略为共振波长的四分之一的关系，来设定该天线01的第二操作频段FB2。为了符合该电子装置的尺寸，该第一辐射组件61的该第一长度61L通常为固定，因此仅调整该第二长度62L来获得该天线01的第一操作频段FB1，并调整该第三长度63L来获得该天线01的第二操作频段FB2。之后根据该第一操作频段FB1及第二操作频段FB2来调整该第四长度64L至适合的长度，以获得该天线01与该电子装置的阻抗匹配。然后，根据所选择的操作频段及良好的阻抗匹配来调整该第二宽度72W，以调整该天线01的操作频宽。例如，设定该第二辐射组件62的长度加上第一辐射组件61的长度，以获得5.15～5.85GHz之间的第一操作频段FB1。当以焊接方式使该第三辐射组件63与该第二辐射组件62进行电性连接时，设定该第三辐射组件63的长度与第二辐射组件62的长度加上第一辐射组件61的长度，以获得2.4～2.5GHz之间的第二操作频段FB2。该天线01的第一操作频段FB1落于5.15GHz～5.85GHz，而该天线01的第二操作频段FB2落于2.4GHz～2.5GHz。透过该绝缘缝隙601的设计，可以在一印刷电路板上制作出满足两种不同操作频段FB1、FB2的天线01，从而节省在不同印刷电路板上制作两种不同操作频段的天线的模具成本及时间。由于该第一宽度71W为固定，且该第二宽度72W大于该第一宽度71W，因此该第二宽度72W除以该第一宽度71W的比值大于1。调整该第二宽度72W的大小会改变该天线01的操作频宽，当该第二宽度72W变大时，该天线01的操作频宽亦变大。

此外，该天线01可通过固定该第二导体72的下缘72LS并调整该第二钝角72OA，以增加或降低该操作频宽；亦可通过固定该第二导体72的上缘72US并调整该第一钝角71OA，或通过固定该第一导体71的上缘71US并调整第一钝角71OA或该第二钝角72OA，以增加或降低该操作频宽。

请参阅图3，其为图1a～图1c的天线01单独制作在一印刷电路板510上并与一电子装置的印刷电路板30连接的示意图。该天线01单独制作在一印刷电路板510上，且该天线01的馈入端200连接至一导电接脚511，该导电接脚511形成于该印刷电路板510的下缘。该天线01的接地端亦连接至一导电接脚512，该导电接脚512形成于该印刷电路板510的下缘，因此该印刷电路板510可插入该电子装置(图中未示)上的印刷电路板30上的天线信号焊接孔301及金属接地焊接孔302，从而使该导电接脚511及该导电接脚512分别与该电子装置(图中未示)的印刷电路板30上的天线信号(图中未示)及金属接地303连接。因此，该天线01为一具天线功能的模块，对一不谙天线设计的电子工程师或工厂生产工程师而言，有使用方便及装卸容易的好处。

请参阅图4a及图4b，其分别为该天线01设定在第一操作频段FB1范围5.15GHz～5.85GHz时的返回损失及电压驻波比(VSWR)的测试结果图。如图4a所示，返回损失下降到最大值“-9.5Db”以下。如图4b所示，电压驻波比(VSWR)在第一操作频段FB1范围5.15GHz～5.85GHz下降到最大值“2”以下，而获得1GHz的频宽，该频宽涵盖802.11a频带标准所要求的频段宽度。

请参阅图5a及图5b，其分别为该天线01设定在第二操作频段FB2范围2.4GHz～2.5GHz时的返回损失及电压驻波比(VSWR)的测试结果图。如图5a所示，返回损失下降到最大值“-9.5dB”以下。如图5b所示，电压驻波比(VSWR)在第二操作频段FB2范围2.4GHz～2.5GHz下降到最大值“2”以下，而获得500MHz的频宽，该频宽涵盖802.11b/g/n频带标准下的无线通讯的频宽。

请参阅图6，其为本发明的天线01在第二操作频段FB2时，返回损失相对于第二宽度72W与第一宽度71W比值对频率坐标图。如图6所示，当该天线01设定在该第二操作频段FB2时，CV1、CV2、CV3及CV4为分别对应于该第二导体72的该第二宽度72W与该第一宽度71W的比值，依序设定为1.61、1.9、1.96及2.38时的返回损失曲线，可以看出，其返回损失随着该比值变大而逐渐变小，其各自最小返回损失分别为-18dB、-24dB、-27.6dB及-30dB以下，显示该天线01的操作频宽逐渐变大，同时阻抗匹配亦逐渐变佳。

符号说明：

01天线

10天线基材

510印刷电路板

02馈入信号区

200馈入端

201馈入信号线

202RF信号输出焊点

03馈入信号接地区

301天线信号焊接孔

302天线接地焊接孔

303金属接地

401同轴电缆中心信号线

402同轴电缆接地端

404同轴电缆

405RF信号模块

06辐射部

61：第一辐射组件

62第二辐射组件

63：第三辐射组件

64第四辐射组件

61T第五转角

61L第一长度

62L第二长度

63L第三长度

64L第四长度

07接地部

71第一导体

72第二导体

73第三导体

74第四导体

71T第一转角

72T第二转角

73T第三转角

74T第四转角

71W第一宽度

72W第二宽度

71D第一方向

72D第二方向

73D第三方向

74D第四方向

62D第五方向

71LS第一边缘

71US第二边缘

72LS第三边缘

72US第四边缘

73US第五边缘

74LS第六边缘

74RS第七边缘

61S第八边缘

61LS第九边缘

61RS第十边缘

62LS第十一边缘

62US第十二边缘

63LS第十三边缘

63US第十四边缘

64LS第十五边缘

64US第十六边缘

611A第一凹角

71OA第一钝角

72OA第二钝角

73OA第三钝角

71AA第一锐角

90接地区

91S接地边缘

901接地端

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制造一天线的方法，包含下列步骤：

提供一基板；

在该基板上形成一接地导体结构，其中该接地导体结构自一馈入端延伸至一第一转角，并包括沿一第一方向延伸的一第一导体、自该第一导体沿一第二方向延伸的一第二导体、自该第二导体沿一第三方向延伸的一第三导体、及自该第三导体沿一第四方向延伸的一第四导体，其中该第一方向和该第二方向之间具有一第一钝角，该第二方向和该第三方向之间具有一第二钝角，而该第三方向和该第四方向之间具有一锐角。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中：

该方法还包含下列步骤:

在该基板上形成一第一辐射组件、一第二辐射组件和一第三辐射组件，其中该一辐射组件自该馈入端延伸到一转角并具一第一长度，该第二辐射组件自该第一辐射组件到该转角后延伸并具一第二长度，而该第三辐射组件与该第二辐射组件绝缘且相邻并具一第三长度；

该第二辐射组件及该第三辐射组件皆为矩形导体；

当该第二辐射组件与该第三辐射组件绝缘时，该天线操作在一第一频段；

当该第二辐射组件与该第三辐射组件电性连接时，该天线操作在一第二频段；

该第二长度加上该第一长度为该第一频段的波长的1/4；

该第一长度加上该第二长度及该第三长度为该第二频段的波长的1/4；该第一频段的频率经由调整该第二长度来改变；以及

该第二频段的频率经由调整该第二长度或该第三长度来改变，其中该天线的操作频段的频宽经由改变该锐角、该第一钝角和该第二钝角来调整。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中：

该方法还包含下列步骤:

在该基板上形成一第四辐射组件，该第四辐射组件自该第二辐射组件延伸；

该第四辐射组件的延伸方向与该第二辐射组件的延伸方向相反；

该第四辐射组件为一矩形导体；

该矩形导体具一第四长度；以及

该天线的阻抗匹配经由改变该第四长度来调整。

4.一种天线，其特征在于，包含：

一接地部；

一辐射部，包含：

一馈入端；以及

一T形共振导体结构，延伸自该馈入端；以及

一接地导体结构，包含：

一第一转角、一第二转角、第三转角和一第四转角；

一第一导体，自该馈入端沿一第一方向延伸；

一第二导体，自该第二转角沿一第二方向延伸到该第三转角，并包含一扩散锥形表面，其中该扩散锥形表面具有一第一宽度、一第二宽度及一中心长度，以使该天线的一操作频段具有一预定频宽，其中该第一宽度为该扩散锥形表面的最小宽度，而该第二宽度为该扩散锥形表面的最大宽度；

一第三导体，自该第三转角沿一第三方向延伸到该第四转角，其中该第三方向和该第一方向相同；以及

一第四导体，自该第四转角沿一第四方向延伸到一接地部，其中该第三方向和该第四方向垂直，该第一方向和该第二方向之间具有一第一钝角，该第二方向和该第三方向之间具有一第二钝角，而该第三方向和该第四方向之间具有一锐角。

5.如权利4所述的天线，其特征在于，其中：

该第一导体包含一第一边缘和平行于该第一边缘的一第二边缘；

该第二导体包含延伸自该第一边缘的一第三边缘、及延伸自该第二边缘的一第四边缘；

该第三导体包含延伸自该第四边缘的一第五边缘；

该第五边缘平行于该第二边缘；

该第一边缘和该第三边缘之间具有一第一钝角；

该第二边缘和该第四边缘之间具有一第二钝角，其中该第一钝角大于该第二钝角；以及

该第四边缘和该第五边缘之间具有一第三钝角。

6.如权利要求4所述的天线，其特征在于，其中：

该天线还包含一基板；

该接地部和该辐射部设置于该基板上；

该辐射部的该T形共振导体结构包含：

一第五转角；

一第一辐射组件，与该馈入端及该接地导体结构连接，并沿一第五方向延伸；以及

一第二辐射组件，自该第一辐射组件沿一第六方向延伸，其中该第六方向垂直于该第五方向；以及

该天线的操作频段经由改变该第二辐射组件的长度来调整。

7.如权利要求6所述的天线，其特征在于，其中：

该T形共振导体结构还包含一第四辐射组件；

该第四辐射组件沿一第七方向延伸；

该第七方向的延伸方向与该第六方向相反；

该第四辐射组件为一矩形导体；

该矩形导体具一第四长度；以及

该天线的阻抗匹配经由改变该第四长度来调整。

8.一种天线，其特征在于，包含：

一第一辐射组件，具一馈入端；

一第二辐射组件，自该第一辐射组件侧向延伸；以及

一第三辐射组件，与该第二辐射组件沿同一方向延伸，并与该第二辐射组件有一绝缘距离。

9.如权利要求8所述的天线，其特征在于，还包括：

一导电媒介，填入该绝缘距离，以导通该第二辐射组件及该第三辐射组件。

10.一种天线，其特征在于，包含：

一基板；

一频段决定辐射组件，设于该基板上，具一延伸方向；以及

一频段调整辐射组件，设于该基板上，沿该延伸方向延伸，并与该频段决定辐射组件有一绝缘距离。