CN112582794A - 一种结构改良的芯片型天线 - Google Patents

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洪世勋
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Abstract

一种芯片型天线结构改良，包括：一基板、至少一个匹配元件、一辐射单体及一调频元件。基板具有一第一接地面、一第一净空区及一信号馈入单元﹔基板另一面具有对应第一接地面的第二接地面及对应第一净空区的第二净空区及设于第二净空区的第三接地面，具有多个贯穿基板电性连结第一接地面及第二接地面。该匹配元件电性连结信号馈入单元与第一接地面之间。辐射单体一端透过导通孔与信号馈入单元电性连结，辐射单体另一端与第三接地面电性连结。调频元件电性连结于该第二接地面及该第三接地面之间，以调整调频元件，即可调整天线的收发频率。

Description

一种结构改良的芯片型天线
技术领域
本发明系有关一种天线，尤指一种在芯片型天线的净空区延伸金属片设计的结构改良的芯片型天线。
背景技术
随着网络的普及，人们对于网络的日渐依赖，也发展出越来越多行动上网装置，例如桌上型计算机、笔记型计算机、平板计算机、电子书(E-reader)、智能型手机等行动上网装置在市场盛行时，其也传出人们在意的是对于网络信息的取得和网络人际间互动的方便性有所需求之外，其次就是通讯系统接收及发射的稳定性。
而这些信息的传送或接收主要是依赖行动装置内建的无线区域网络(Wi-Fi)、3G和全球卫星定位系统(GPS)等射频(RF)无线模块(RF SiP Module)或RF系统封装元件(RFSiP Component)。相对地，这些通讯系统所使用的天线为芯片型天线结构，此种芯片型天线结构是包含有一辐射单体及一基板。该辐射单体系由一陶瓷材料或玻璃纤维制作成的基体，于该基体上设有可辐射讯号的金属图案。该基板的表面上设有至少一个接地面、讯号馈入线及至少一个净空区。将该辐射单体设置于该净空区上并与该基板的讯号馈入线电性连结。
目前使用的芯片型天线结构多为天线的辐射单体或基板上加一小段微带线，但此微带线可能会依使用环境的不同而有长短的不同。但此微带线可能会依使用环境的不同而有长短的不同，如此将让使用者产生困惑。
发明内容
因此，本发明之主要目的，在于解决传统缺失，本发明将芯片型天线结构重新设计，将芯片型天线结构的净空区加一L形状的第三接地面(金属片)，该第三接地面(金属片)末端有一调频元件，如此在任何环境下，也无须改变第三接地面的金属片大小，只需调整末端的调频元件，即可调整频率。相对也使得制程及元件简化，材料配方替换性高。
为达上述之目的，本发明提供一种结构改良的芯片型天线，包括：一基板、至少一个匹配元件、一辐射单体及一调频元件。所述基板顶部具有一第一接地面、一第一净空区及一信号馈入单元﹔所述信号馈入单元设于所述第一净空区并延至所述第一接地面之间，所述信号馈入单元系由复数个的金属线段组成﹔另于，所述基板的底部上具有一对应所述第一接地面的第二接地面，一对应所述第一净空区的第二净空区及一设于所述第二净空区上的第三接地面﹔又，具有多个贯穿所述基板的导通孔，所述些导通孔使所述第一接地面及所述第二接地面电性连结。所述些匹配元件以电性连结在所述些金属线段及所述些金属线段与所述第一接地面之间。所述辐射单体的一端透过其一的所述导通孔与所述信号馈入单元电性连结，所述辐射单体的另一端与所述第三接地面电性连结。所述调频元件系以电性连结于所述第二接地面及所述第三接地面之间，以调整调频元件，即可调整芯片型天线结构的收发频率。
优选地，所述第一接地面呈凹字形，所述第一净空区呈一凸字形。
优选地，所述信号馈入单元设于所述第一净空区上，并延伸至与所述第一接地区之间的凹凸交界处上。
优选地，所述第三接地面呈L形。
优选地，所述第三接地面与所述第二接地面之间具有一长间距及一短间距。
优选地，所述辐射单体系由一基体及一设于所述基体表面上的金属层所组成。
优选地，所述基体为陶瓷材料或玻璃纤维。
优选地，所述金属层系由复数个不同大小的区块或复数线条组成。
优选地，所述些区块直接设于所述基体的表面。
优选地，所述线条螺旋缠绕设于所述基体的表面或内部。
优选地，所述些匹配元件及所述调频元件为电感器或电容器。
本发明将芯片型天线结构重新设计，将芯片型天线结构的净空区加一L形状的第三接地面(金属片)，该第三接地面(金属片)末端有一调频元件，如此在任何环境下，也无须改变第三接地面的金属片大小，只需调整末端的调频元件，即可调整频率。相对也使得制程及元件简化，材料配方替换性高。
附图说明
通过附图中所示的本实用新型优选实施例的具体说明，本实用新型上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
图1，为本发明之芯片型天线结构的顶部元件分解示意图；
图2，为本发明之芯片型天线结构顶部组合示意图；
图3，为本发明之芯片型天线结构的底部元件分解示意图；
图4，为本发明之芯片型天线结构的底部组合示意图；
图5，为本发明之芯片型天线结构的反射系数测试曲线示意图。
附图标记：
基板1
第一接地面11
第一净空区12
凹凸交界处121
信号馈入单元13
金属线段131、132
第二接地面14
第二净空区15
第三接地面16
长间距17
短间距18
导通孔19
匹配元件2
辐射单体3
基体31
金属层32
区块321
调频元件4
具体实施方式
兹有关本发明之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，系本发明之芯片型天线结构的顶部元件分解及顶部组合示意图。如图所示：本发明之结构改良的芯片型天线的顶部，包含有：一基板1及至少一个匹配元件2。
该基板1的顶部具有一呈凹字形的第一接地面11、一呈凸字形的第一净空区12及一信号馈入单元13。该信号馈入单元13设于该第一净空区12上，并延伸至与该第一接地面11之间凹凸交界处121，该信号馈入单元13系由复数个的金属线段131、132组成。
该些匹配元件2系以电性连结于该些金属线段131、132与第一接地面11之间，以该些匹配元件可以来调整经片天线结构的阻抗及频率。在本图式中，该匹配元件2为电感器或电容器，或者电感器及电容器。
请参阅图3、4，系本发明之芯片型天线结构的底部元件分解及底部组合示意图。如图所示：本发明之结构改良的芯片型天线的底部，包含有图1及图2的基板1、一辐射单体3及一调频元件4。
在该基板1的底部上具有一对应该第一接地面11的第二接地面14、一对应该第一净空区12的第二净空区15及一设于该第二净空区15上且呈L形的第三接地面(金属片)16，该第二接地面14与该第三接地面16之间形成有不同的一长间距17及一短间距18。又，于该基板1上具有多个贯穿该基板1的导通孔(Via hole)19，该些导通孔19使该第一接地面11及该第二接地面14电性连结，也使该辐射单体3的一端与该信号馈入单元13的该些金属线段131电性连结。
该辐射单体3，系由一基体31及一设于该基体31表面上的金属层32所组成。该金属层32系由复数个不同大小的区块321或复数线条组成，该些区块321直接设于该基体的表面，或以该线条螺旋缠绕设于该基体31的表面或内部，在将该辐射单体3的金属层23一端与该些导通孔电性连结，另一端与该第三接地面16电性连结。在本图式中，该基体31为陶瓷材料或玻璃纤维。
该调频元件4，系以电性连结于该第二接地面14与该第三接地面16的该短间距18之间，使本发明的芯片型天线结构在加了一大片L形状的第三接地面(金属片)16，该第三接地面16末端的调频元件4与该第二接地面14电性连结后，在任何环境下，也无须改变该第三接地面(金属片)16大小，只需调整末端的调频元件4的电感量或电容量，即可调整芯片型天线结构的收发频率。在本图式中，该调频元件4为电感器或电容器。
所以，上述在芯片型天线结构的第二净空区15延伸的第三接地面16的设计，使得芯片型天线结构整体型态类似一倒F天线，在任何环境下此芯片型天线结构延伸的第三接地面16(金属片)都不用改变尺寸，只要调整该调频元件4即可用于所有物联网与WiFi-2.4GHz/5GHz、BT、Zigbee-2.4GHz等技术领欲上的芯片型天线结构。
请参阅图5，系本发明之芯片型天线结构的反射系数测试曲线示意图。如图所示：在使用时，m1的在频率2.45000MHZ时，为-10.1816dB；从此曲线图中可以看出调整该匹配元件2及调频元件4可以达到预定的目标阻抗、共振频率、频宽与辐射效应，以及可有效增加天线辐射效率。
在任何环境下此芯片型天线结构延伸的第三接地面16(金属片)都不用改变尺寸，只要调整该调频元件4即可以适用于任何的通讯设备上。
以上所述仅为本发明之较佳实施例，非意欲局限本发明的专利保护范围，故举凡运用本发明说明书或图式内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的权利保护范围内，合予陈明。

Claims (11)

1.一种结构改良的芯片型天线，其特征在于，包括：
一基板，其上顶部具有一第一接地面、一第一净空区及一信号馈入单元﹔所述信号馈入单元设于所述第一净空区并延伸至所述第一接地面之间，所述信号馈入单元系由复数个的金属线段组成﹔另于，所述基板的底部上具有一对应所述第一接地面的第二接地面，一对应所述第一净空区的第二净空区及一设于所述第二净空区上的第三接地面﹔又，具有多个贯穿所述基板的导通孔，所述些导通孔使所述第一接地面及所述第二接地面电性连结﹔
至少一个匹配元件，以电性连结在所述些金属线段及所述些金属线段与所述第一接地面之间﹔
一辐射单体，其上一端透过其一的所述导通孔与所述信号馈入单元电性连结，所述辐射单体的另一端与所述第三接地面电性连结﹔
一调频元件，系以电性连结于所述第二接地面及所述第三接地面之间，以调整调频元件，即可调整芯片型天线结构的收发频率。
2.如权利要求第1项所述之结构改良的芯片型天线，其特征在于，所述第一接地面呈凹字形，所述第一净空区呈一凸字形。
3.如权利要求第2项所述之结构改良的芯片型天线，其特征在于，所述信号馈入单元设于所述第一净空区上，并延伸至与所述第一接地面之间的凹凸交界处上。
4.如权利要求第1项所述之结构改良的芯片型天线，其特征在于，所述第三接地面呈L形。
5.如权利要求第1项所述之结构改良的芯片型天线，其特征在于，所述第三接地面与所述第二接地面之间具有一长间距及一短间距。
6.如权利要求第1项所述之结构改良的芯片型天线，其特征在于，所述辐射单体系由一基体及一设于所述基体表面上的金属层所组成。
7.如权利要求第1项所述之结构改良的芯片型天线，其特征在于，所述基体为陶瓷材料或玻璃纤维。
8.如权利要求第6项所述之结构改良的芯片型天线，其特征在于，所述金属层系由复数个不同大小的区块或复数线条组成。
9.如权利要求第8项所述之结构改良的芯片型天线，其特征在于，所述些区块直接设于所述基体的表面。
10.如权利要求第8项所述之结构改良的芯片型天线，其特征在于，所述线条螺旋缠绕设于所述基体的表面或内部。
11.如权利要求第1项所述之结构改良的芯片型天线，其特征在于，所述些匹配元件及所述调频元件为电感器或电容器。
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