CN112350052A - 一种旋绕共振式天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种旋绕共振式天线，其包括：一基板、一线路单元、一导通单元以及一电极单元。基板包括一第一表面以及一对应于第一表面的第二表面。线路单元包括一设置在第一表面上的第一线路组以及一设置在第二表面上的第二线路组。导通单元包括多个电性连接于第一线路组与第二线路组之间的导电体。线路单元与导通单元相互配合以形成一旋绕式结构。电极单元包括一设置在基板上的第一电极以及一设置在基板上的第二电极。线路单元与导通单元电性连接于第一电极与第二电极之间。借此，本发明达到了小型化天线整体的体积的效果。

Description

一种旋绕共振式天线

技术领域

本发明涉及一种天线，特别是涉及一种旋绕共振式天线。

背景技术

首先，近年来随着携带式通信设备的大量使用，设置于手持电子装置中的无线信号传输系统的使用上将会越来越多元。为了能让通信产品能达到外观精美、质量轻、以及方便携带的效果，低成本、制造工艺简单及轻薄短小是目前的设计目标。

接着，现有技术的天线大致上可分两种，其中一种是设置于产品内部的内置天线，另外一种是组装在产品外部而可替换的外接式天线。然而，多数携带式产品因为外观设计的关系，不适合使用外接式天线，而必须使用内置天线。但是，随着目前的产品朝向小型化的设计，使得原有摆放天线的空间大幅减少，而随着设置空间减少的同时，天线可使用的面积将会被压缩，进而导致天线的辐射效能变差。

因此，有鉴于此，如何通过天线结构设计的改良，来克服上述的缺陷，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种旋绕共振式天线。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种旋绕共振式天线，其包括：一基板、一线路单元、一导通单元以及一电极单元。所述基板包括一第一表面以及一对应于所述第一表面的第二表面。所述线路单元包括一设置在所述第一表面上的第一线路组以及一设置在所述第二表面上的第二线路组。所述导通单元包括多个电性连接于所述第一线路组与所述第二线路组之间的导电体，且所述线路单元与所述导通单元相互配合以形成一旋绕式结构。所述电极单元包括一设置在所述基板上的第一电极以及一设置在所述基板上的第二电极，所述线路单元与所述导通单元电性连接于所述第一电极与所述第二电极之间。

更进一步地，所述第一线路组包括多个彼此分离的第一线路层，所述第二线路组包括多个彼此分离的第二线路层，每一所述导电体电性连接于相对应的所述第一线路层与所述第二线路层之间。

更进一步地，每一所述第一线路层包括一第一连接部、一第二连接部以及一连接于所述第一连接部与所述第二连接部之间的第一本体部；其中，每一所述第二线路层包括一第三连接部、一第四连接部以及一连接于所述第三连接部与所述第四连接部之间的第二本体部；其中，彼此相邻的所述第一本体部与所述第二本体部之间具有一介于20度至60度之间的预定夹角。

更进一步地，每一所述第一线路层包括一第一连接部、一第二连接部以及一连接于所述第一连接部与所述第二连接部之间的第一本体部；其中，每一所述第二线路层包括一第三连接部、一第四连接部以及一连接于所述第三连接部与所述第四连接部之间的第二本体部；其中，相邻的两个所述第一线路层的所述第一本体部彼此平行，且相邻的两个所述第二线路层的所述第二本体部彼此平行。

更进一步地，每一所述第一线路层包括一第一连接部、一第二连接部以及一连接于所述第一连接部与所述第二连接部之间的第一本体部；其中，每一所述第二线路层包括一第三连接部、一第四连接部以及一连接于所述第三连接部与所述第四连接部之间的第二本体部；其中，多个所述第一线路层中位于所述第一表面上的其中一端侧的所述第一线路层的所述第一本体部以及多个所述第一线路层中位于所述第一表面上的另外一端侧的所述第一线路层的所述第一本体部分别包括一连接于所述第一连接部的第一区段以及一连接于所述第一区段及所述第二连接部之间的第二区段，所述第一区段与所述第二区段之间的夹角小于180度。

更进一步地，所述旋绕共振式天线产生2.4GHz的频率。

更进一步地，所述第一线路组在所述基板的所述第一表面上的垂直投影形成一第一投影区域，所述第二线路组在所述基板的所述第一表面上的垂直投影形成一第二投影区域，所述第一投影区域与所述第二投影区域至少部分重叠，且所述第一投影区域与所述第二投影区域相互重叠的位置可定义为一重叠区域；其中，所述重叠区域的面积小于所述第一投影区域的面积的10％，所述重叠区域的面积小于所述第二投影区域的面积的10％。

更进一步地，多个所述导电体设置在所述基板的内部，且每一所述导电体包括一第一端部、一第二端部以及一连接在所述第一端部与所述第二端部之间的第一连接部；其中，所述第一端部电性连接于设置在所述第一表面上的第一线路组，所述第二端部电性连接于设置在所述第二表面上的第二线路组；其中，所述第一端部相对于所述第一线路组呈齐平设置或是呈凸出设置，所述第二端部相对于所述第二线路组呈齐平设置或是呈凸出设置。

更进一步地，所述旋绕共振式天线还进一步包括：一承载板、一第一金属层、一第二金属层以及一信号导线层，所述承载板包括一第三表面以及一对应于所述第三表面的第四表面，所述第一金属层设置在所述第三表面，所述第二金属层设置在所述第四表面，且所述信号导线层设置在所述第三表面。

更进一步地，所述基板在所述承载板的所述第三表面上的垂直投影形成一第三投影区域，所述第二金属层在所述承载板的所述第三表面上的垂直投影形成一第四投影区域，所述第三投影区域及所述第四投影区域互不重叠，且所述第三投影区域及所述第四投影区域之间具有一净空区。

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的旋绕共振式天线，其能通过所述线路单元与所述导通单元相互配合以形成一旋绕式结构的技术方案，以达到小型化天线整体的体积的效果。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明实施例的旋绕共振式天线的其中一立体示意图。

图2为本发明实施例的旋绕共振式天线的另外一立体示意图。

图3为本发明实施例的旋绕共振式天线的其中一俯视示意图。

图4为本发明实施例的旋绕共振式天线的仰视示意图。

图5为本发明实施例的旋绕共振式天线的另外一俯视示意图。

图6为本发明实施例的旋绕共振式天线的再一立体示意图。

图7为图6的旋绕共振式天线的频率-返回损失(Return Loss)的示意图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“旋绕共振式天线”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一元件与另一元件。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

[实施例]

首先，请参阅图1及图2所示，图1及图2分别为本发明实施例的旋绕共振式天线的立体示意图。本发明实施例提供一种旋绕共振式天线U，其包括：一基板1、一线路单元2、一导通单元3以及一电极单元4。线路单元2与导通单元3可相互配合以形成一设置在基板1上的旋绕式结构。举例来说，旋绕共振式天线U能产生一频率范围介于2.3GHz至2.5GHz之间的工作频带，在其中一实施方式中，旋绕共振式天线U能产生2.4GHz的频率，然本发明不以此为限。

承上述，基板1可包括一第一表面11以及一对应于第一表面11的第二表面12。线路单元2可包括一设置在第一表面11上的第一线路组2A以及一设置在第二表面12上的第二线路组2B。导通单元3可包括多个电性连接于第一线路组2A与第二线路组2B之间的导电体30。举例来说，导电体30可以是设置在基板1内部的导体，因此，第一线路组2A及第二线路组2B可通过多个导电体30而彼此电性连接。以本发明实施例而言，第一线路组2A及第二线路组2B可通过多个导电体30而相互串联。此外，电极单元4可包括一设置在基板1上的第一电极41以及一设置在基板1上的第二电极42，线路单元2与导通单元3可电性连接于第一电极41与第二电极42之间。举例来说，第一电极41可设置在基板1的第二表面12上，第二电极42可设置在基板1的第二表面12上，然而，在其他实施方式中，第一电极41及/或第二电极42也可设置在基板1的第一表面11上，本发明不已此为限。借此，一馈入件可通过一信号导线层而电性连接于第一电极41或第二电极42，以将信号馈入至旋绕共振式天线U中。

承上述，举例来说，旋绕共振式天线U可为一多层板结构，例如但不限于为铜箔基板，因此，旋绕共振式天线U的基板1的材质可为环氧树脂玻璃纤维基板(FR-4)，然本发明不以此为限。在其他实施方式中，基板1也可以是由其他材质的多层结构所构成，以依序堆叠成基板1。此外，举例来说，第一电极41、第二电极42、导电体30、第一线路组2A及第二线路组2B的材质可以为一导电金属，以彼此电性连接，而共振出一频率范围介于2.3GHz至2.5GHz之间的工作频带。

接着，请继续参阅图1及图2所示，并请一并参阅图3至图5所示，图3及图5分别为本发明实施例的旋绕共振式天线的俯视示意图，图4为本发明实施例的旋绕共振式天线的仰视示意图。第一线路组2A可包括多个彼此分离的第一线路层21，第二线路组2B可包括多个彼此分离的第二线路层22，设置在第二表面12上的第一电极41、第二电极42及多个第二线路层22可通过多个导电体30以电性连接于设置在第一表面11上的多个第一线路层21。此外，电性连接于第一电极41及第二电极42之间的多个第一线路层21、多个第二线路层22及多个导电体30彼此串联，以形成旋绕式结构。

承上述，进一步来说，每一导电体30可电性连接于相对应的第一线路层21与第二线路层22之间，以使得馈入件所馈入的电流能由设置在基板1的第二表面12的第一电极41通过导电体30而行经至设置在基板1的第一表面11的其中一个第一线路层21。接着，电流可再由设置在基板1的第一表面11的其中一个第一线路层21通过导电体30而行经至设置在基板1的第二表面12的其中一个第二线路层22。借此，电流能够沿着多个第一线路层、多个第二线路层22及多个导电体30所形成的旋绕式结构所构成的一串联路径，而由第一电极41行经至第二电极42。

承上述，每一第一线路层21可包括一第一连接部211、一第二连接部212以及一连接于第一连接部211与第二连接部212之间的第一本体部213。此外，每一第二线路层22可包括一第三连接部221、一第四连接部222以及一连接于第三连接部221与第四连接部222之间的第二本体部223。第一连接部211、第二连接部212及第一本体部213可以是一体成形的设置，且第三连接部221、第四连接部222及第二本体部223可以是一体成形的设置，然本发明不以此为限。

承上述，举例来说，多个第一线路层21中位于第一表面11上的其中一端侧的第一线路层21的第一本体部213以及多个第一线路层21中位于第一表面11上的另外一端侧的第一线路层21的第一本体部213可分别包括一第一区段2131以及一连接于第一区段2131的第二区段2132，第一区段2131与第二区段2132之间的夹角可小于180度。换句话说，第一区段2131与第二区段2132之间可呈倾斜设置。然而，须说明的是，本发明不以上述所举例子为限制。

承上述，举例来说，设置在基板1上的第一表面11上的相邻的两个第一线路层21的第一本体部213可彼此平行，此外，设置在基板1上的第二表面12上的相邻的两个第二线路层22的第二本体部223可彼此平行。进一步来说，如图5所示，彼此相邻的第一本体部213与第二本体部223之间可具有一介于20度至60度之间的预定夹角θ。进一步来说，多个第一线路层21上的电流路径与多个第二线路层22上的电流路径可以互不重叠。

接着，请继续参阅图5所示，第一线路组2A在基板1的第一表面11上的垂直投影能形成一第一投影区域，即，第一线路组2A的表面区域。此外，第二线路组2B在基板1的第一表面11上的垂直投影能形成一第二投影区域，即，第二线路组2B的表面区域。此外，第一投影区域与第二投影区域至少部分重叠，且第一投影区域与第二投影区域相互重叠的位置可定义为一重叠区域。进一步来说，所述重叠区域的面积小于所述第一投影区域的面积的10％，且所述重叠区域的面积小于所述第二投影区域的面积的10％。换句话说，第一线路组2A相对于第一表面所形成的第一投影区域与第二线路组2B相对于第一表面所形成的第二投影区域之间相互重叠的重叠区域可以位在第一连接部211、第二连接部212、第三连接部221及第四连接部222上的区域。

接着，请继续参阅图1及图2所示，多个导电体30可设置在基板1的内部，且每一导电体30可包括一第一端部301、一第二端部302以及一连接在第一端部301与第二端部302之间的第一连接部211。第一端部301可电性连接于设置在第一表面11上的第一线路组2A的第一线路层21的第一连接部211及/或第二连接部212，第二端部302可电性连接于设置在第二表面12上的第二线路组2B的第二线路层22的第三连接部221及/或第四连接部222。第一端部301可相对于第一线路组2A的第一连接部211及/或第二连接部212呈齐平设置，第二端部302可相对于第二线路组2B的第三连接部221及/或第四连接部222呈齐平设置。然而，须说明的是，虽然图中所示的第一端部301相对于第一线路组2A呈齐平设置，且第二端部302相对于第二线路组2B呈齐平设置，但是，在其他实施方式中，第一端部301也可相对于第一线路组2A的第一连接部211及/或第二连接部212呈凸出设置，第二端部302也可相对于第二线路组2B的第三连接部221及/或第四连接部222呈凸出设置。

接着，请参阅图6所示，图6为本发明实施例的旋绕共振式天线的再一立体示意图。旋绕共振式天线U还可进一步包括：一承载板5、一第一金属层6、一第二金属层7以及一信号导线层8。承载板5可包括一第三表面51一对应于第三表面51的第四表面52以及多个设置在承载板5内部的导体53。第一金属层6可设置在第三表面51，第二金属层7可设置在第四表面52，且信号导线层8可设置在第三表面51。举例来说，第一金属层6与第二金属层7之间可通过多个设置在承载板5内部的导体53而彼此电性连接，然本发明不以此为限。

承上述，进一步来说，基板1在承载板5的第三表面51上的垂直投影能形成一第三投影区域，第二金属层7在承载板5的第三表面51上的垂直投影能形成一第四投影区域，第三投影区域及第四投影区域互不重叠，且第三投影区域及第四投影区域之间具有一净空区A。更进一步来说，第一金属层6在承载板5的第三表面51上的垂直投影能形成一第五投影区域，且第三投影区域及第五投影区域互不重叠。值得一提的是，第二金属层7在承载板5上的垂直投影所形成的第四投影区域与第一金属层6在承载板5上的垂直投影所形成第五投影区域至少部分重叠。

承上述，进一步来说，旋绕共振式天线U还可进一步包括：一馈入件9，馈入件9可电性连接于信号导线层8与第一金属层6之间。举例来说，馈入件9可为一同轴电缆(Coaxialcable)，馈入件9可包括一馈入端91以及一接地端92，馈入端91可电性连接于信号导线层8，接地端92可电性连接于第一金属层6。借此，馈入件9可通过一信号导线层8而电性连接于第一电极41或第二电极42，以将信号馈入至旋绕共振式天线U中。

接着，请参阅图7所示，图7为图6的旋绕共振式天线的频率-返回损失(ReturnLoss)的示意图。由图7可知，本发明所提供的旋绕共振式天线U在2.4GHz附近的工作频带都是小于或等于-10dB。借此，本发明所提供的旋绕共振式天线U具有良好的天线性能。

[实施例的有益效果]

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的旋绕共振式天线U，其能通过“线路单元2与导通单元3相互配合以形成一旋绕式结构的技术方案，以达到小型化天线整体的体积的效果。此外，由于线路单元2与导通单元3能相对于基板1形成一交错旋绕的旋绕式结构，因此，能够在有限的空间中增加电流路径，而达到小型化的效果，并能达到提升天线性能的效果，同时也能降低制作成本。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种旋绕共振式天线，其特征在于，所述旋绕共振式天线包括：

一基板，所述基板包括一第一表面以及一对应于所述第一表面的第二表面；

一线路单元，所述线路单元包括一设置在所述第一表面上的第一线路组以及一设置在所述第二表面上的第二线路组；

一导通单元，所述导通单元包括多个电性连接于所述第一线路组与所述第二线路组之间的导电体，且所述线路单元与所述导通单元相互配合以形成一旋绕式结构；以及

一电极单元，所述电极单元包括一设置在所述基板上的第一电极以及一设置在所述基板上的第二电极，所述线路单元与所述导通单元电性连接于所述第一电极与所述第二电极之间。

2.根据权利要求1所述的旋绕共振式天线，其特征在于，所述第一线路组包括多个彼此分离的第一线路层，所述第二线路组包括多个彼此分离的第二线路层，每一所述导电体电性连接于相对应的所述第一线路层与所述第二线路层之间。

3.根据权利要求2所述的旋绕共振式天线，其特征在于，每一所述第一线路层包括一第一连接部、一第二连接部以及一连接于所述第一连接部与所述第二连接部之间的第一本体部；其中，每一所述第二线路层包括一第三连接部、一第四连接部以及一连接于所述第三连接部与所述第四连接部之间的第二本体部；其中，彼此相邻的所述第一本体部与所述第二本体部之间具有一介于20度至60度之间的预定夹角。

4.根据权利要求2所述的旋绕共振式天线，其特征在于，每一所述第一线路层包括一第一连接部、一第二连接部以及一连接于所述第一连接部与所述第二连接部之间的第一本体部；其中，每一所述第二线路层包括一第三连接部、一第四连接部以及一连接于所述第三连接部与所述第四连接部之间的第二本体部；其中，相邻的两个所述第一线路层的所述第一本体部彼此平行，且相邻的两个所述第二线路层的所述第二本体部彼此平行。

5.根据权利要求2所述的旋绕共振式天线，其特征在于，每一所述第一线路层包括一第一连接部、一第二连接部以及一连接于所述第一连接部与所述第二连接部之间的第一本体部；其中，每一所述第二线路层包括一第三连接部、一第四连接部以及一连接于所述第三连接部与所述第四连接部之间的第二本体部；其中，多个所述第一线路层中位于所述第一表面上的其中一端侧的所述第一线路层的所述第一本体部以及多个所述第一线路层中位于所述第一表面上的另外一端侧的所述第一线路层的所述第一本体部分别包括一连接于所述第一连接部的第一区段以及一连接于所述第一区段及所述第二连接部之间的第二区段，所述第一区段与所述第二区段之间的夹角小于180度。

6.根据权利要求1所述的旋绕共振式天线，其特征在于，所述旋绕共振式天线产生2.4GHz的频率。

7.根据权利要求1所述的旋绕共振式天线，其特征在于，所述第一线路组在所述基板的所述第一表面上的垂直投影形成一第一投影区域，所述第二线路组在所述基板的所述第一表面上的垂直投影形成一第二投影区域，所述第一投影区域与所述第二投影区域至少部分重叠，且所述第一投影区域与所述第二投影区域相互重叠的位置可定义为一重叠区域；其中，所述重叠区域的面积小于所述第一投影区域的面积的10％，所述重叠区域的面积小于所述第二投影区域的面积的10％。

8.根据权利要求1所述的旋绕共振式天线，其特征在于，多个所述导电体设置在所述基板的内部，且每一所述导电体包括一第一端部、一第二端部以及一连接在所述第一端部与所述第二端部之间的第一连接部；其中，所述第一端部电性连接于设置在所述第一表面上的第一线路组，所述第二端部电性连接于设置在所述第二表面上的第二线路组；其中，所述第一端部相对于所述第一线路组呈齐平设置或是呈凸出设置，所述第二端部相对于所述第二线路组呈齐平设置或是呈凸出设置。

9.根据权利要求1所述的旋绕共振式天线，其特征在于，所述旋绕共振式天线还进一步包括：一承载板、一第一金属层、一第二金属层以及一信号导线层，所述承载板包括一第三表面以及一对应于所述第三表面的第四表面，所述第一金属层设置在所述第三表面，所述第二金属层设置在所述第四表面，且所述信号导线层设置在所述第三表面。

10.根据权利要求9所述的旋绕共振式天线，其特征在于，所述基板在所述承载板的所述第三表面上的垂直投影形成一第三投影区域，所述第二金属层在所述承载板的所述第三表面上的垂直投影形成一第四投影区域，所述第三投影区域及所述第四投影区域互不重叠，且所述第三投影区域及所述第四投影区域之间具有一净空区。

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