CN109980351B - 多信号馈入表面粘着式的信号收发模块 - Google Patents

多信号馈入表面粘着式的信号收发模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多信号馈入表面粘着式的信号收发模块，包括：一天线单元、一电路板及一信号整合组件；该天线单元的基体正面有一辐射层，背面有一接地层及侧面有第一馈入线及第二馈入线；该电路板正面有第一接地面与该接地层连接，该电路板的第一接点及第二接点分别与该第一馈入线及该第二馈入线连结，该第一接点与该第二接点与电路板背面的固接区电性连结；该信号整合组件电性连接于该固接区上；以该信号整合组件通过该第一接点及该第二接点分别与该第一馈入线及该第二馈入线连结，以整合由该第一馈入线及该第二馈入线所传送的信号；本发明在单一个天线单元上增设两个信号馈入线，可形成多信号馈入的圆形极化天线，可增加天线带宽。

Description

多信号馈入表面粘着式的信号收发模块
技术领域
本发明是有关一种天线结构，尤其是指一种可以增加带宽的多信号馈入表面粘着式的信号收发模块。
背景技术
目前的插针式的平板天线，大致包括有一陶瓷材料的基体，该基体表面具有一辐射金属片，该基体的底面具有一接地金属片，该基体、辐射金属片及接地金属片上开设有一穿孔，该穿孔是以提供一T形状的信号馈入体穿过，以形成可组装于主板上的平板天线结构。另一种表面粘着型PATCH，为目前仿间发表的表面粘着型PATCH，该天线同样地具有一陶瓷材料的基体，该基体表面具有一辐射金属片，该基体的底面具有一接地金属片，该基体的侧边上具有一馈入线，该馈入线一端延伸于表面并与辐射金属片形成耦合连结，另一端则延伸于底面，但不与接地金属片电性连结。
由于上述的两种平板天线的信号馈入仅有一个，使平板天线的接收带宽较窄，因此接收信号的带宽受到限制。
发明内容
因此，本发明的主要目的，在于解决传统缺失，本发明在单一个介电常数材料的天线单元增设两个信号馈入线设计，以形成多信号馈入的圆形极化天线，并可增加天线带宽。
为达成上述的目的，本发明提供一种多信号馈入表面粘着式的信号收发模块，包括：一天线单元、一电路板及一信号整合组件。该天线单元上具有一基体，该基体的正面上具有一辐射层，该基体的背面具有一接地层；于该基体的侧面上具有一第一馈入线及一第二馈入线，该第一馈入线及该第二馈入线的一端分别延伸于该基体的正面并与该辐射层形成耦合电性连结，该第一馈入线及该第二馈入线的另一端延伸于该基体的背面上不与该接地层电性连结。该电路板上具有一正面及一背面，该电路板的正面上具有一第一接地面与一第一接点及一第二接点，该第一接地面与该接地层电性连结，该第一接点及该第二接点分别与该第一馈入线及该第二馈入线电性连结；该第一接点与该第二接点分别穿过该电路板与该电路板背面的固接区电性连结。该信号整合组件电性连接于该固接区上，使该信号整合组件通过该第一接点及该第二接点分别与该第一馈入线及该第二馈入线电性连结。其中，该第一馈入线与该第二馈入线以相互垂直状态设置于该基体的正面、侧面及背面上，并以该信号整合组件整合由该第一馈入线及该第二馈入线所传送的信号。
本发明的一实施例中，该辐射层的面积小于该基体的表面面积。
本发明的一实施例中，该接地层与该基体的背面为相同面积。
本发明的一实施例中，该第一接地面为十字形。
本发明的一实施例中，该第一接地面的四边相邻有四个第二接地面，该第二接地面与该接地层电性连结。
本发明的一实施例中，该第一接点及该第二接点各位于两个该第二接地面之间。
本发明的一实施例中，该第一接点与该第二接点呈相互垂直状态设置于该电路板的正面上。
本发明的一实施例中，该信号整合组件通过该电路板与一电缆线接头电性连结。
本发明的一实施例中，该基体为陶瓷材料。
为达成上述的目的，本发明另提供一种多信号馈入表面粘着式的信号收发模块，包括：一天线单元、一金属壳体、一电路板及两个导电组件。该天线单元上具有一基体，该基体的正面上具有一辐射层，该基体的背面具有一接地层；于该基体的侧面上具有一第一馈入线及一第二馈入线，该第一馈入线及该第二馈入线的一端分别延伸于该基体的正面并与该辐射层形成耦合电性连结，该第一馈入线及该第二馈入线的另一端延伸于该基体的背面上不与该接地层电性连结。该金属壳体上具有一平台，该平台的表面与该接地层电性连结，该平台的侧边延伸有多个与该平台呈垂直状态的支撑片，该些支撑片上各延伸有一接合部；于该平台上具有两个开口。该电路板是于电路板的正面具有两个信号馈入点，该电路板侧边上具有多个凹口，各该凹口对应于该电路板的背面上各具有一接地部，该些接合部穿过该些凹口与该些接地部电性连结；于该电路板的背面上具有至少一导电部。该两个导电组件电性接触于该第一馈入线及该第二馈入线与该电路板的该两个信号馈入点之间。其中，该第一馈入线与该第二馈入线以相互垂直状态设置于该基体的正面、侧面及背面上，并对应该两个开口使该两个开口呈相互垂直设置于该金属壳体上，使该两个导电组件通过该两个开口与该电路板的该两个信号馈入点电性接触或电性连结。
本发明的一实施例中，该辐射层的面积小于该基体的表面面积。
本发明的一实施例中，该接地层与该基体的背面为相同面积。
本发明的一实施例中，该电路板正面电性连接有电子零件。
本发明的一实施例中，该电子零件为滤波器及放大器电性连结组成。
本发明的一实施例中，该电子零件为接收机模块、滤波器及放大器电性连结组成。
本发明的一实施例中，该接合部是以弯折或直接穿过该电路板的凹口与该接地部电性连结。
本发明的一实施例中，该两个导电组件为金属材料制成的线段、柱状、弹片或弹簧。
本发明的一实施例中，该导电部使该电路板电性连接于一电子装置的主板上。
本发明的一实施例中，该基体为陶瓷材料。
为达成上述的目的，本发明再提供一种多信号馈入表面粘着式的信号收发模块，是以表面粘着于电路板上，包括：一天线单元，其上具有一基体，该基体的正面上具有一辐射层，该基体的背面具有一接地层；于该基体的侧面上具有一第一馈入线及一第二馈入线，该第一馈入线及该第二馈入线的一端分别延伸于该基体的正面并与该辐射层形成耦合电性连结，该第一馈入线及该第二馈入线的另一端延伸于该基体的背面上不与该接地层电性连结。其中，该第一馈入线与该第二馈入线以相互垂直状态设置于该基体的正面、侧面及背面上。
本发明的一实施例中，该辐射层的面积小于该基体的表面面积。
本发明的一实施例中，该接地层与该基体的背面为相同面积。
本发明的一实施例中，该基体为陶瓷材料。
附图说明
图1为本发明的第一实施例的信号收发模块组合示意图；
图2为本发明的第一实施例的信号收发模块分解示意图；
图3为图1中的电路板的背面示意图；
图4为本发明的第一实施例的信号整合组件内部线路示意图；
图5为本发明的第一实施例的信号收发模块的等效电路方块示意图；
图6为本发明的第二实施例的信号收发模块组合示意图；
图7为本发明的第二实施例的信号收发模块分解示意图；
图8为本发明的第二实施例的信号收发模块的另一视角分解示意图；
图9为本发明的第二实施例的信号收发模块的电路方块示意图；
图10为本发明的第二实施例的信号收发模块的另一电路方块示意图；
图11为本发明的第二实施例的信号收发模块与电子装置的主板连接示意图；
图12为本发明的第二实施例的信号收发模块与电子装置的主板连接侧视示意图。
附图中的符号说明：
10 信号收发模块；1 天线单元；11 基体；12 辐射层；13 接地层；14 第一馈入线；15 第二馈入线；2 电路板；21 正面；22 背面；23 第一接地面；24 第二接地面；25 第一接点；26 第二接点；27 固接区；3 信号整合组件；31 第一接脚；32 第二接脚；33 第三接脚；34 第四接脚；4 金属壳体；41 平台；42 支撑片；43 接合部；44 开口；5 电路板；51 信号馈入点；52 凹口；53 接地部；54 导电部；55 滤波器；56 放大器；57 接收机模块；6 导电组件；7 电子装置；71 主板；8 电缆线接头。
具体实施方式
有关本发明的技术内容及详细说明，现在配合图式说明如下：
请参阅图1、2、3所示，为本发明的第一实施例的信号收发模块组合、分解及图1中电路板的背面示意图。如图所示：本发明的多信号馈入表面粘着式的信号收发模块10（以下简称信号收发模块10），包括有：一天线单元1、一电路板2及一信号整合组件3。
该天线单元1，是具有一陶瓷材料的基体11，该基体11的正面上具有一辐射层12，该辐射层12的面积小于该基体11的表面面积，该基体11的背面具有一接地层13，该接地层13与该基体11的背面为相同面积。于该基体11的侧面上具有一第一馈入线14及第二馈入线15，该第一馈入线14及该第二馈入线15的一端分别延伸于该基体11的正面，另一端延伸于该基体11的背面上，在该第一馈入线14及该第二馈入线15延伸于该基体11的正面上并与该辐射层12形成耦合电性连结，而延伸于该基体11的背面上的该第一馈入线14及该第二馈入线15不与该基体11的背面的接地层13电性连结。其中，该第一馈入线14与该第二馈入线15以相互垂直状态设置于该基体11的正面、侧面及背面上。
该电路板2，其上具有一正面21及一背面22，该电路板2的正面21上具有一十字形的第一接地面23，该第一接地面23的四边相邻有四个第二接地面24，该第一接地面23及该第二接地面24与该接地层13电性连结。两个第二接地面24之间各具有一第一接点25及一第二接点26，该第一接点25及该第二接点26分别与该第一馈入线14及该第二馈入线15电性连结。其中，该第一接点25与该第二接点26呈相互垂直状态设置于该电路板2的正面21上。该第一接点25与该第二接点26分别穿过该电路板2与电路板2的背面22的固接区27电性连结，该固接区27通过电路板2电性连接电缆线接头8。
该信号整合组件3，是电性连结于该固接区27上，使该信号整合组件3通过电路板2整合由第一馈入线14及该第二馈入线15所传送的信号。
借由，该天线单元1以表面粘着技术的方式粘着于该电路板2上，并以多信号馈入方式将信号传送给电路板2上的信号整合组件3整合处理后输出，以达成多信号馈入表面粘着式的信号收发模块10。
请参阅图4、5所示，为本发明的第一实施例的信号整合组件内部线路及第一实施例的信号收发模块的等效电路方块示意图；同时一并参阅图1至3所示。如图所示：本发明的信号收发模块10，在该天线单元1与该电路板2电性连接及该信号整合组件3电性连接至电路板2的固接区27后，所形成的等效电路如图4所示，以该第一馈入线14及该第二馈入线15经该电路板2与信号整合组件(Hybrid)3的第一接脚31及第二接脚32电性连接，以形成GPS使用的频段(如1575.42MHZ)。因需求的不同可以变更信号整合组件3的第三接脚33及第四接脚34为两个信号源整合为一个信号源后的输出，可以选择其中一支脚位(第三接脚33或第四接脚34)输出，用来控制天线结构特性。
请参阅图6、7、8所示，为本发明的第二实施例的信号收发模块组合及分解与另一视角分解示意图。如图所示：本发明的第二实施例与第一实施例所不同处在于具有一金属壳体4、一电路板5及两个导电组件6。
该金属壳体4，其上具有一平台41，该平台41的表面与该接地层13电性连结，该平台41的侧边延伸有数个与该平台41呈垂直的数个支撑片42，该些支撑片42上各延伸有一接合部43，该接合部43是以弯折或直接穿过该电路板5的凹口52与接地部53电性连结。该平台41上具有两个开口44，该两个开口44以供两个导电组件6通过与电路板5电性接触或电性连结。其中，该两个开口44呈相互垂直设置于该金属壳体4上。
该电路板5，是于电路板5的正面上除了电性连接电子零件(图中未示)外，同时具有两个信号馈入点51，该两个信号馈入点51使该两个导电组件6电性接触或电性连接，以便将信号送入于该滤波器(图中未示)及放大器(图中未示)，或者接收机模块(图中未示)、滤波器(图中未示)、放大器(图中未示)的电路中处理，以形成主动式的天线信号收发模块。该电路板5侧边上各具有一凹口52，各该凹口52对应于该电路板5的背面的上各具有一接地部53，该些支撑片42上的该些接合部43以弯折或直接穿过该电路板5的该些凹口52与该些接地部53电性连结。于该电路板5的背面上具有至少一导电部54，该导电部54是供电路板5电性连接于该电子装置(图中位示)的主板上。
该两个导电组件6，为金属材料制成的线段、柱状、弹片或弹簧等的任一种，以电性接触于该基体11背面的第一馈入线14及该第二馈入线15与该电路板5的两个信号馈入点51之间，以作为信号馈入的两个导电组件6。
请参阅图9、10所示，为本发明的第二实施例的信号收发模块的电路方块及另一电路方块示意图。如图所示：本发明的该电路板5上具有一已知电路的电子零件电路，该电路包括有：一滤波器55及一放大器56。该滤波器55用以滤除信号中所夹带的噪声，滤波后的信号再由放大器56放大后传输于电子装置的主板上，以形成主动式的天线信号收发模块。或者在电路板5上再增设有一接收机模块57(如GPS系统的电路)与该滤波器55及该放大器56制作在同一块电路板5上，该滤波器55用以滤除信号中所夹带的噪声，滤波后的信号再由放大器56放大后传输于接收机模块57上，在接收机模块57处理后，再将信号传送于电子装置(图中未示)的主板上，以形成主动式的天线信号收发模块，让电子装置上可以显示卫星定位系统的相关影像或数据。
请参阅图11、12所示，为本发明的第二实施例的信号收发模块与电子装置的主板连接及连接侧视示意图。如图所示：金属壳体4与该基体11背面的接地层13电性连结，该支撑片42上的接合部43组接在电路板5的凹口52，并与该接地部53电性连结。同时将基体11的第一馈入线14及该第二馈入线15与该电路板5的两个信号馈入点51之间电性接触或电性连接该两个导电组件6。
在信号收发模块10组合完成后，利用该电路板5背面的导电部54与电子装置7的主板71电性连接后，使该信号收发模块10电性连接在主板71的表面上。
由于信号收发模块10在重新设计下，让整个该信号收发模块10的结构除了更加简易化，厚度更薄外，使该信号收发模块10形成具有多信号馈入的圆形极化天线，并可增加天线带宽。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非意欲局限本发明的专利保护范围，因此举凡运用本发明说明书或图式内容所为的等效变化，均同理包含于本发明的权利保护范围内，合予陈明。

Claims (5)

1.一种多信号馈入表面粘着式的信号收发模块，其特征在于，包括：
一天线单元，所述天线单元上具有一陶瓷材料的基体，所述基体的正面上具有一辐射层，所述基体的背面具有一接地层；于所述基体的侧面上具有一第一馈入线及一第二馈入线，所述第一馈入线及所述第二馈入线的一端分别延伸于所述基体的正面并与所述辐射层形成耦合电性连结，所述第一馈入线及所述第二馈入线的另一端延伸于所述基体的背面上不与所述接地层电性连结；
一电路板，所述电路板上具有一正面及一背面，所述电路板的正面上具有一第一接地面与一第一接点及一第二接点，所述第一接地面与所述接地层电性连结，所述第一接点及所述第二接点分别与所述第一馈入线及所述第二馈入线电性连结；所述第一接点与所述第二接点分别穿过所述电路板与所述电路板背面的固接区电性连结；所述第一接地面为十字形，所述第一接地面的四边相邻有四个第二接地面，所述第二接地面与所述接地层电性连结，所述第一接点及所述第二接点各位于两个所述第二接地面之间，所述第一接点与所述第二接点呈相互垂直状态设置于所述电路板的正面上；
一信号整合组件，电性连结于所述固接区上，使所述信号整合组件通过所述第一接点及所述第二接点分别与所述第一馈入线及所述第二馈入线电性连结；
其中，所述第一馈入线与所述第二馈入线以相互垂直状态设置于所述基体的正面、侧面及背面上，并以所述信号整合组件整合由所述第一馈入线及所述第二馈入线所传送的信号。
2.如权利要求1所述的多信号馈入表面粘着式的信号收发模块，其特征在于，其中，所述辐射层的面积小于所述基体的表面面积。
3.如权利要求1所述的多信号馈入表面粘着式的信号收发模块，其特征在于，其中，所述接地层与所述基体的背面为相同面积。
4.如权利要求1所述的多信号馈入表面粘着式的信号收发模块，其特征在于，其中，所述信号整合组件通过所述电路板与一电缆线接头电性连结。
5.一种多信号馈入表面粘着式的信号收发模块，其特征在于，包括：
一天线单元，所述天线单元上具有一陶瓷材料的基体，所述基体的正面上具有一辐射层，所述辐射层的面积小于所述基体的正面面积，所述基体的背面具有一接地层，所述接地层与所述基体的背面为相同面积；于所述基体的侧面上具有一第一馈入线及一第二馈入线，所述第一馈入线及所述第二馈入线的一端分别延伸于所述基体的正面并与所述辐射层形成耦合电性连结，所述第一馈入线及所述第二馈入线的另一端延伸于所述基体的背面上不与所述接地层电性连结；
一金属壳体，所述金属壳体上具有一平台，所述平台的表面与所述接地层电性连结，所述平台的侧边延伸有多个与所述平台呈垂直状态的支撑片，所述多个支撑片上各延伸有一接合部；于所述平台上具有两个开口；
一电路板，于所述电路板的正面具有两个信号馈入点，所述电路板侧边上具有多个凹口，各所述凹口对应于所述电路板的背面上各具有一接地部，所述接合部是以弯折或直接穿过所述电路板的凹口与所述接地部电性连结；于所述电路板的背面上具有至少一导电部，所述导电部使所述电路板电性连接于一电子装置的主板上；所述电路板正面电性连接有电子零件，所述电子零件为滤波器及放大器电性连结组成，或接收机模块、滤波器及放大器电性连结组成；
两个导电组件，以电性接触于所述第一馈入线及所述第二馈入线与所述电路板的所述两个信号馈入点之间；其中，所述两个导电组件为金属材料制成的线段、柱状、弹片或弹簧；
其中，所述第一馈入线与所述第二馈入线以相互垂直状态设置于所述基体的正面、侧面及背面上，并对应所述两个开口使所述两个开口以呈相互垂直状态设置于所述金属壳体上，使所述两个导电组件通过所述两个开口与所述电路板的所述两个信号馈入点电性接触或电性连结。
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