CN106935972A - 堆栈式整合天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种堆栈式整合天线，包含基板、馈入段、介质层、导电层与第二绕线段。基板具有接地端口与馈入端口。馈入段设于基板上，具有相对的第一端与第二端，第一端与馈入端口连接。介质层具有覆盖面与设置面，覆盖面覆盖馈入段。导电层设于设置面上，其包含：主辐射段、延伸辐射段与第一绕线段，主辐射段的部分区域与第二端重叠，而形成耦合电容。第一绕线段连接于主辐射段与延伸辐射段之间，而形成第一电感。第二绕线段连接于主辐射段与接地端口之间，而形成第二电感。通过此一堆栈式结构的天线能通过耦合电容、第一电感与第二电感产生多个频带以供天线运作。

Description

堆栈式整合天线
技术领域
本发明涉及一种天线，特别是一种堆栈式的整合天线。
背景技术
近年来，随着通讯装置的蓬勃发展，也让设置于通讯装置的天线的需求愈来愈多。再者，通讯装置的发展愈来愈多样化，而天线也就因此有多种发展型态，以因应通讯装置不同的发展趋势。
美国第8547283号专利记载了一种多频天线结构，请参阅图1，多频天线90具有第一金属部91、第二金属部92与第三金属部93，第一金属部91与第二金属部92之间耦合出感应电容94，第二金属部92与第三金属部93之间以感应电感95连接，其中多频天线90利用第一金属部91和第二金属部92之间能产生第一频带，利用第一金属部91、第二金属部92与第三金属部93之间能产生第二频带，藉此能达到双频天线的效果。
其中多频天线90的第一金属部91、第二金属部92与第三金属部93分别设在相同的基材上，使得感应电容94的电容值或感应电感95的电感值皆会受到限制，进而使得天线的频带受到限制。
发明内容
鉴于前述，本发明一实施例提供一种堆栈式整合天线，其包含：基板、馈入段、介质层、导电层与第二绕线段。基板具有接地端口与馈入端口。馈入段设于基板上，馈入段具有相对的第一端与第二端，第一端与馈入端口连接。介质层覆盖于馈入段，介质层具有相对的覆盖面与设置面，相邻于馈入段的一面为覆盖面，远离馈入段的另一面为设置面。导电层设于介质层的设置面上，导电层包含：主辐射段、延伸辐射段及第一绕线段，主辐射段的一部分区域与馈入段的第二端重叠，而形成耦合电容，第一绕线段连接于主辐射段与延伸辐射段之间，而形成第一电感。第二绕线段连接于主辐射段与接地端口之间，而形成第二电感。
依据上述实施例，本发明中的导电层、介质层与馈入段的堆栈式结构，能通过导电层与馈入段之间产生耦合电容，另外，还通过第一绕线段与第二绕线段所产生第一电感与第二电感，其能与耦合电容相互作用而产生至少二频带，藉此能达到通讯效果。再者，相较于先前技术，本发明的堆栈式结构中的第一电感与第二电感还能提供较多的频宽的选择。
附图说明
图1是现有技术的天线的一平面架构图。
图2是本发明的堆栈式整合天线的第一实施例的架构示意图。
图3是本发明的堆栈式整合天线的第一实施例的俯视图。
图4是本发明的堆栈式整合天线的第一实施例的分解图。
图5是本发明的堆栈式整合天线的另一实施例的分解图。
图6是本发明的第一绕线段第二实施例的架构示意图。
图7是本发明的第二绕线段另一实施例的剖面示意图。
图8是本发明的第二绕线段又一实施例的剖面示意图。
图9是本发明的第二绕线段第三实施例的俯视图。
图10是本发明第二绕线段第四实施例的架构示意图。
图11是图10的另一实施例的架构示意图。
图12是本发明的堆栈式整合天线的第五实施例的架构示意图。
图13是本发明的堆栈式整合天线的第六实施例的架构示意图。
【符号说明】
10 基板 11 接地端口
12 馈入端口
20 馈入段 21 第一端
22 第二端
30 介质层 31 覆盖面
32 设置面
40 导电层 41 主辐射段
42 延伸辐射段 43 第一绕线段
411 部分区域
431 第一端 432 第二端
433 第一感应段
50 第二绕线段 51 第一端
52 第二端 53 第二感应段
54 连接线
60 外壳
90 多频天线 91 第一金属部
92 第二金属部 93 第三金属部
94 感应电容 95 感应电感
具体实施方式
图2是本发明的堆栈式整合天线的第一实施例的架构示意图。图3是本发明的堆栈式整合天线的第一实施例的俯视图。图4是本发明的堆栈式整合天线的第一实施例的分解图。请参阅图2至图4，堆栈式整合天线包含：基板10、馈入段20、介质层30、导电层40与第二绕线段50，基板10上依序迭设馈入段20、介质层30与导电层40，第二绕线段50与导电层40连接。导电层40包含主辐射段41、延伸辐射段42与第一绕线段43，延伸辐射段42经由第一绕线段43与主辐射段41连接，再者，外壳60覆盖馈入段20、介质层30、导电层40与第二绕线段50并结合基板10。
请再次参阅图3与图4，基板10包含有接地端口11与馈入端口12，接地端口11与提供接地电位的接地层连接(图未示)。馈入端口12用以连接一高频电路。
图5是本发明的基板10的堆栈式整合天线的另一实施例的分解图。请参阅图5，与前述实施例差异在于基板10的接地端口11与馈入端口12一端分别位于基板10上，相对的另一端分别以远离基板10的方向延伸，并分别连接至第二绕线段50与馈入段20的第一端21。于一实施例中，接地端口11与馈入端口12中远离基板10的另一端与基板10概呈垂直而呈立体状，但本发明并非以此为限。
馈入段20被介质层30覆盖，馈入段20具有第一端21与第二端22。第一端21与馈入端口12连接。第二端22经由介质层30而与导电层40间隔一距离，以与导电层40相互作用而产生耦合电容。介质层30具有覆盖面31以及相对的设置面32，覆盖面31覆盖馈入段20，设置面32供导电层40设置其上。其中，介质层30的覆盖面31与设置面32之间具有一间隔距离，其对应于耦合电容的大小，换句话说，第二端22与导电层40之间的相互作用而产生的耦合电容的大小是与间隔距离有关，其可视需求调整，但本发明并非以此为限制。
于一实施例中，馈入段20可以由具有可导电性质的金属材料所构成，本发明并非以此为限制，于另一些实施例中，馈入段20亦可以为具有可导电性质的非金属材料所构成。
于一实施例中，介质层30可由绝缘材料所构成，如塑胶、陶瓷、或其他等绝缘材料，本发明并非以此为限制。
主辐射段41、延伸辐射段42与第一绕线段43分别设置于设置面32上，主辐射段41呈长形，第一绕线段43自长形的一端朝远离延伸辐射段42的方向延伸出，经反向折绕而通过主辐射段41与延伸辐射段42之间，以连接至延伸辐射段42。再者，主辐射段41中包含有部分区域411，部分区域411是与馈入段20的第二端22重叠，亦即由俯观看导电层40时，部分区域411会与馈入段20的第二端22完全重叠(如图3所示)。因此，部分区域411、介质层30与第二端22的层状结构能彼此相互作用而能产生耦合电容。其中，部分区域411位于第一绕线段43与第二绕线段50分别连接至主辐射段41的二连接处之间。其中，第二端22的长度于本发明中并非为限制。
其中，耦合电容的大小是与部分区域411与第二端22的重叠区域的面积有关，惟本发明并非以此为限制。
于一实施例中，第一绕线段43为可导电的金属材质，位于介质层30的设置面32上，且第一绕线段43具有曲折状的线段以形成第一电感，本发明并非以此为限制，于一些实施例中，第一绕线段43具有多个反复弯折的曲折形状的线段，藉此能产生较大的第一电感。其中，第一电感的大小与弯折线段的数量于本发明中并非为限制。
图6是本发明的第一绕线段43第二实施例的架构图。于此以一实施例做说明，本发明并非以此为限制，请先参阅图3，第一绕线段43于两端分别具有第一端431、第二端432与第一感应段433，第一感应段433连接于第一端431与第二端432之间，第一端431一端连接主辐射段41，第一端431相对于主辐射段41的另一端于第一方向(如图3中的X方向)延伸第一距离后，再于垂直第一方向的第二方向(如图3中的负Y方向)延伸第二距离，接着再以相对于第一方向的反方向(即负X方向)延伸第一距离，以连接至第二端432，如此即可于第一端431与第二端432之间构成一个曲折状的线段，藉此能形成第一电感，即其曲折状状似C形状。是以，重复前述的架构而能于第一端431与第二端432之间构成多个曲折状的线段，即以多个C形状与倒C形状相互串接的结构，以进一步能视情况调整第一电感的大小。其中，第一方向与第二方向并不仅限于如图3中的X方向与Y方向。其中，第一距离与第二距离的大小于本发明中并非为限制。
其中，延伸辐射段42与第一绕线段43连接，藉此能通过第一电感与耦合电容相互作用后而产生振荡器，藉以于延伸辐射段42产生对应的第一频带。
图7是本发明的第二绕线段50另一实施例的剖面示意图。图8是本发明的第二绕线段50又一实施例的剖面示意图。请再次参阅图3，第二绕线段50包含第一端51、第二端52、第二感应段53，第二感应段53连接于第一端51与第二端52之间，第一端51连接于导电层40的主辐射段41与第二感应段53之间，第二端52连接于基板10的接地端口11与第二感应段53之间。于一实施例中，第二绕线段50位于设置面32上(如图7所示)，第二端52是经由连接线54连接至接地端口11，本发明并非以此为限制，于另一实施例中，第二绕线段50亦可位于基板10上(如图2所示)，经由连接线54连接至导电层40，再者，于又一实施例中，第二绕线段50位于介质层30中(如图8所示)，即第二绕线段50穿设于介质层30中，第一端51经由连接线54连接于导电层40，第二端52经由另外一连接线54连接至接地端口11。是以，通过第二绕线段50的第二感应段53与第一绕线段43相似地具有曲折状的线段以构成第二电感。
其中，第一电感或/及第二电感与耦合电容能产生至少一振荡器，也就是说，第一电感与耦合电容产生一振荡器、或第二电感与耦合电容感生一振荡器、或第一电感、第二电感与耦合电容产生一振荡器，藉此振荡器能产生多频带的效果。
图9是本发明的第二绕线段50第三实施例的俯视示意图。请参阅图9，第二绕线段50的第二感应段53亦可于第一端51远离导电层40的另外一端于第一方向(即X方向)延伸第一距离，接着于第二方向(即Y方向)延伸第二距离，再于第一方向(即X方向)延伸第一距离，接着往负第二方向(即负Y方向)延伸第二距离，藉此即能构成第二感应段53。再者，如此重复延伸相同的构造，即以类似C形状结构连续串接，藉此可延伸构成较长的第二感应段53，再以第二端52连接至接地端口11，藉此能依据实际需求调整第二感应段53的大小以及方向。
其中，本发明的第二感应段53的曲折的线段的第一方向或第二方向以及其第一距离或第二距离的长度并非为限制。再者，第一感应段433构成方式与第二感应段53构成方式相似，于此不再赘述。
图10是本发明第二绕线段50第四实施例的架构示意图。图11是图10的另一实施例的架构示意图。于此仅以第二绕线段50为例子作为说明，第一绕线段43的构成方式相似于第二绕线段50，于此不再赘述。请参阅图9与图11，第二绕线段50的第二感应段53的形状为一类螺旋状，其螺旋状可为方形螺旋、圆弧型螺旋、或其他状似螺旋形状，本发明并非受限于此。再者，第一绕线段43亦可为类螺旋状，于此不再赘述。又，第一绕线段43可以如第二绕线段50穿设于介质层30(图未示)中，于此并非为限制。
图12是本发明的堆栈式整合天线的第五实施例的架构示意图。图13是本发明的堆栈式整合天线的第六实施例的架构示意图。请参阅图12，与前述实施例差异在于馈入段20、介质层30、导电层40与第二绕线段50能相互垂直而购成立体形状，亦即通过此一架构能配合基板10与外壳60的形状，藉此能让堆栈式架构的天线的运用更为灵活广泛。请参阅图13，与前述实施例差异在于导电层40中的延伸辐射段42位于主辐射段41的水平方向上，即延伸辐射段42如图13所示般地位于主辐射段41的左方，相同地，延伸辐射段42亦能位于主辐射段41的右方(图未示)，本发明并非为限制。换言之，藉此堆栈式的结构能依据需求而让馈入段20、介质层30、导电层40与第二绕线段50能有不同形状、位置的组合，以配合基板10或/及外壳60，而能有更多态样的发展。
依据上述实施例，本发明的堆栈式整合天线通过耦合电容、第一电感与第二电感而能产生多频带的天线，且能藉此缩减整合式天线的使用面积，再者，通过调整馈入段20与导电层40之间的相互重叠面积，即可轻易的修正耦合电容的电容值，以进一步调整频宽。另外，本发明的堆栈式结构的整合天线能让耦合电容的电容值、第一电感与第二电感的电感值有更大范围地选择，进而以产生更大范围的频宽。
通过上述的详细说明，即可充分显示本发明的目的及功效上均具有实施的进步性，极具产业的利用性价值，且为目前市面上前所未见的发明，完全符合专利要件，爰依法提出申请。唯以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，当不能用以限定本发明所实施的范围。即凡依本发明专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围内，谨请贵审查委员明鉴，并祈惠准，是所至祷。

Claims (11)

1.一种堆栈式整合天线，其特征在于，包含：
一基板，具有一接地端口与一馈入端口；
一馈入段，设于该基板上，该馈入段具有相对的一第一端与一第二端，该第一端与该馈入端口连接；
一介质层，覆盖于该馈入段，该介质层具有相对的一覆盖面与一设置面，相邻于该馈入段的一面为该覆盖面，远离该馈入段的另一面为该设置面；
一导电层，设于该介质层的该设置面上，该导电层包含：
一主辐射段，该主辐射段的一部分区域与该馈入段的该第二端重叠，而形成一耦合电容；
一延伸辐射段；及
一第一绕线段，连接于该主辐射段与该延伸辐射段之间，而形成一第一电感；以及
一第二绕线段，连接于该主辐射段与该接地端口之间，而形成一第二电感。
2.如权利要求1所述的堆栈式整合天线，其特征在于，该主辐射段的该部分区域位于该第一绕线段与该第二绕线段分别连接至该主辐射段的二连接处之间。
3.如权利要求1所述的堆栈式整合天线，其特征在于，该第二绕线段邻近该主辐射段的一端位于该设置面上，该第二绕线段远离该设置面的另一端位于该基板上。
4.如权利要求3所述的堆栈式整合天线，其特征在于，该第二绕线段穿设该介质层。
5.如权利要求3或4所述的堆栈式整合天线，其特征在于，该第二绕线段为一类螺旋形状。
6.如权利要求3或4所述的堆栈式整合天线，其特征在于，该第二绕线段具有至少一曲折状。
7.如权利要求1所述的堆栈式整合天线，其特征在于，该第一绕线段位于该设置面上。
8.如权利要求7所述的堆栈式整合天线，其特征在于，该第一绕线段为一类螺旋形状。
9.如权利要求7所述的堆栈式整合天线，其特征在于，该第一绕线段具有至少一曲折状。
10.如权利要求1所述的堆栈式整合天线，其特征在于，该第一电感及/或该第二电感与该耦合电容构成一振荡器。
11.如权利要求1所述的堆栈式整合天线，其特征在于，该主辐射段呈长形，该第一绕线段自该长形的一端朝远离该延伸辐射段的方向延伸出，经反向折绕而通过该主辐射段与该延伸辐射段之间，以连接至该延伸辐射段。
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