CN1855618B - 用于全球卫星定位系统的隐藏天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明是提供用于全球卫星定位系统的一隐藏天线装置，系以一金属片段设计成适合接收卫星发射频率的天线形状，并在天线的多个安装片段上实施表面安装技术，使天线直立安装于印刷电路板上，不需任何载体及塑胶嵌入射出装置，使天线隐藏于机体内。

Description

用于全球卫星定位系统的隐藏天线装置

【技术领域】

本发明是有关于一种隐藏天线装置，特别是有关于一种用于全球卫星定位系统的隐藏天线装置。

【先前技术】

全球卫星定位系统(Global Position System，GPS)是结合卫星和无线技术，应用于日常生活的通讯导航系统。就目前的通讯发展来看，全球卫星定位系统的应用具有无限的潜力，因此近来全球卫星定位系统受到广泛的重视。

对于全球卫星定位系统装置而言，其最重要的部份便是天线装置。因为全球卫星定位系统装置必须要有天线才能接收与传送电波，因此天线装置是全球卫星定位系统相当重要的一项元件。

以往的全球卫星定位系统装置中，天线装置大都是附加在机体的外部。传统的天线装置如图1A所示的螺旋式天线100(helix antenna)，或是图1B所示的平板天线110(patch antenna)。或者是其改良型，如图2A所示，由美国专利案号6097345所提出的螺旋槽孔天线200(spiral slot antenna)，或如图2B所示，由美国专利案号5818390所提出的另一改良圆柱型平板天线210(cynicalpatch antenna)。

但是，上述的天线均是曝露于机体外，因此产生了种种的问题。就外型而言，天线易受外力而损坏、增加线路设计的额外负担以及不利于携带等等。就使用方法而言，必需要准确的方位对焦。就价格而言，也随着天线体积变大而增加。目前的商业天线要求为便宜、体积小、全向性辐射场型，显然与这些设计相违背。

因此，极须一种改善各缺点的全球卫星定位系统天线装置。

【发明内容】

本发明的目的就是在提供一种用于全球卫星定位系统并以表面安装技术(surface mounting technology，SMT)直立安装于印刷电路板(printingcircuit board，PCB)的隐藏天线装置。

依照本发明的一较佳实施例，隐藏天线装置系直立安装于一印刷电路板上，用于全球卫星定位系统，含有：一曲折型金属片段，系由多个ㄇ形金属片段依序连接而构成的连续S型金属片段；一矩形金属片段，连接于该曲折型金属片段的多个ㄇ形金属片段的一顶部，其中矩形金属片段系由顶部向外垂直突出；多个安装片段，其中多个安装片段连接于曲折型金属片段底部，些安装片段对准印刷电路板上之至少一安装孔，并于些安装片段上实施表面安装技术，使天线装置直立于印刷电路板上；以及一馈入点，位于曲折型金属片段底部之些安装片段其中之一上，安装片段系由曲折型金属片段底部向外突出形成，用以连接天线装置所接收的全球卫星定位射频信号。

本发明的另一目的就是在提供一种内含隐藏天线装置之全球定位系统装置，使其所含之天线不须任何载体下，便可直立安装于印刷电路板上，进一步使曲折型金属天线隐藏于机体内部，减少其所占的空间。

依照本发明的另一实施例，全球定位系统装置含有一机体；一种全球定位射频模组，系用以提供或接收装置的全球定位信号；以及一种隐藏天线装置，系直立安装于一印刷电路板上，含有一曲折型金属片段，系由多个ㄇ形金属片段连接而构成的连续S型金属片段；一矩形金属片段，连接于曲折型金属片段的多个ㄇ形金属片段的一顶部，其中矩形金属片段系由顶部向外垂直突出；多个安装片段，其中多个安装片段连接曲折型金属片段底部，用以将曲折型金属片段固定在印刷电路板上，些安装片段对准印刷电路板上之至少一安装孔，并于些安装片段上实施表而安装技术，使天线装置直立于印刷电路板上；以及一馈入点，位于曲折型金属片段底部之些安装片段其中之一上，安装片段系由曲折型金属片段底部向外突出形成，连接于全球定位射频模组。

本发明的另一目的就是在提供一种制作全球卫星天线装置的方法，使其天线不须任何载体下，便可直立安装于印刷电路板上，进一步使曲折型金属天线隐藏于机体内部，减少其所占的空间。

依照本发明的另一实施例，全球卫星天线装置的方法系提供一印刷电路板；提供一曲折型金属片段，其中曲折型金属片段系由多个ㄇ形金属片段依序连接而构成的连续S型金属片段，其中曲折型金属片段底部具有多个安装片段，而曲折型金属片段的多个ㄇ形金属片段的一顶部具有一矩形金属片段，其中矩形金属片段系由顶部向外垂直突出；将些安装片段对准印刷电路板上之至少一安装孔；以及实施表面安装技术于多个安装片段，使曲折型金属片段安装于印刷电路板上，进而使天线装置直立于印刷电路板上。

根据上述实施例，本发明将一种将金属片设计成适合接收卫星发射频率的曲折型金属天线。并在曲折型天线底部连接多个安装片段，并设有多个安装孔于印刷电路板上。而后于数个安装片段上实施表面安装技术，使天线不须任何载体下，便可将天线直立安装于印刷电路板上。最后，再将印刷电路板安装于机体内，便能够使曲折型金属天线隐藏于机体内部。

【附图说明】

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详细说明如下：

图1A系绘示一种螺旋天线的结构图。

图1B系绘示一种平板天线的结构图。

图2A系绘示一种螺旋槽孔天线的结构图。

图2B系绘示一种圆柱型平板天线的结构图。

图3系绘示依照本发明一较佳实施例的一种用于全球卫星定位系统的天线装置结构图。

图4系绘示依照本发明一较佳实施例的一种ㄇ形金属片段结构图。

图5系绘示依照本发明较佳实施例的一种具有图3隐藏天线的全球卫星定位系统图。

图6系系绘示制作此全球卫星定位系统的流程图。

【具体实施方式】

图3描述了符合本发明实施例的一隐藏天线装置，其绘示依照本发明较佳实施例的一种隐藏天线装置图。其中隐藏天线装置300可由浸锡、镍、银的金属材料制成，且包含一连续S型金属片段、四个安装片段、一矩形片段及一馈入点。其中的连续S型金属片段系由多个ㄇ型金属片段以序连接而成，依本发明的较佳实施例而言，乃由六个ㄇ型金属片段依序连接。安装片段系为多个凸出金属片段，分别安装于连续S型金属片段的底部，依本发明的较佳实施例而言，乃为四个安装片段。而矩形金属片段，则可安装于连续S型金属片段的一ㄇ型金属片段的顶部。馈入点，则安装于一安装片段上，系连接全球定位射频信号。

此一连续S型金属片段乃由六个ㄇ型金属片段依序连接。这些ㄇ型金属片段的结构如下述的图4所绘示，分别具有一第一片段410、一第二片段430、一顶部片段420。其中，第一片段410的一端垂直连接于顶部片段420的一端，顶部片段420的另一端垂直连接于第二片段430的一端，连接完成后为一ㄇ形片段。

请再次参阅图3，S形金属片段的上一个ㄇ型金属片段的一第二片段底部与下一个ㄇ型金属片段的一第一片段底部以一片段连接，以此依序连接而构成了一如S形的连续蜿延片段。进一步说，此一连续S型天线由六个ㄇ型金属片段依序连接。此六个ㄇ型金属片段，分别为一第一ㄇ型金属片段301、一第二ㄇ型金属片段302、一第三ㄇ型金属片段303、一第四ㄇ型金属片段304、一第五ㄇ型金属片段305、一第六ㄇ型金属片段306。

其中，第一ㄇ型金属片段301的一第一片段320底部的外侧边垂直向外突出连接一安装片段309。第一ㄇ型金属片段301的一第二片段321底部与第二ㄇ型金属片段302的一第一片段322底部以一片段连接。第二ㄇ型金属片段302的一第二片段323底部与第三ㄇ型金属片段303的一第一片段324底部连接一安装片段310。另外，第三ㄇ型金属片段303的一第二片段325底部与第四ㄇ型金属片段304的一第一片段326底部以一片段连接。第四ㄇ型金属片段304的一第二片段327底部与第五ㄇ型金属片段305的一第一片段328底部连接一安装片段311。而第五ㄇ型金属片段305的一第二片段329与第六ㄇ型金属片段306的一第一片段330以一片段连接。第六ㄇ型金属片段306的一第二片段331底部垂直突出向外连接一安装片段312。在安装片段312上安装一馈入点350，系用以连接天线装置所接收的全球卫星定位系统信号。以上所描述的安装片段及S形金属片段乃为本发明的一较佳实施例，其形状及个数并不以此为限。最后，第四ㄇ型金属片段304顶部垂直突出向外连接一矩形片段307。如此，便完成了图4中用于全球卫星定位系统的天线装置。其中此天线装置的总长度设于λ/4的长度，使此天线与全球卫星定位系统的频率产生共振，便可接收全球卫星定位系统所发射的频率。但可依所接收的频率来调整天线形状，故天线图形并不以此为限。

请参阅5图，其绘示依照本发明较佳实施例的一种具有图3隐藏天线的全球卫星定位系统图。首先，在印刷电路板上设有四个安装孔，并使用表面安装技术于隐藏天线的安装片段上，将隐藏天线装置300安装于印刷电路板上。并连接馈入点350于一全球卫星定位射频模组，使隐藏天线所接收的射频信号能传送至全球卫星定位射频模组。再将印刷电路板安装于机体内，使天线装置300能隐藏于机体内部。

最后，请参阅第6图，系绘示制作此全球卫星定位系统的流程图.如步骤601所示，先将一金属片段设计成可接收全球卫星定位系统所发射频率的曲折型天线装置300.再如步骤602所示，于印刷电路板510上设有四个安装孔，然后与图3中天线的四个安装片段精确对准后，在金属片段上的四个安装片段上实施表面安装技术于印刷电路板510上，使天线能稳固地直立于印刷电路板510上.此时，连接天线装置的馈入点350与全球卫星定位射频装置530.再如步骤603所示，将此印刷电路板510安装于机体520内.其目的是为使天线装置300隐藏于机体520内.最后，如步骤604所示，完成全球卫星定位系统的制作.

本发明具有全向性辐射场型，不需准确对焦，制作成本只需一块金属片加工，不同于有载体的天线，故其成本只需三、四元，相较于市面上的全球卫星定位系统天线动辄好几块美金来比，其制作成本节省许多。且由于是隐藏式天线，故不会破坏整个机体的整体美观。另外，这一小块金属片，所占的空间相当小，适合于小型机体使用。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (9)

1.一种隐藏天线装置，直立安装于一印刷电路板上，系用于全球卫星定位系统，包含：

一曲折型金属片段，系由多个ㄇ形金属片段依序连接而构成的连续S型金属片段；

一矩形金属片段，连接于该曲折型金属片段的该多个ㄇ形金属片段的一顶部，其中该矩形金属片段系由该顶部向外垂直突出；

多个安装片段，其中该多个安装片段连接于

该曲折型金属片段底部，该些安装片段对准该印刷电路板上之至少一安装孔，并于该些安装片段上实施表面安装技术，使该天线装置直立于该印刷电路板上；以及

一馈入点，位于该曲折型金属片段底部之该些安装片段其中之一上，该安装片段系由该曲折型金属片段底部向外突出形成，系用以连接该天线装置所接收的全球卫星定位射频信号。

2.根据权利要求1所述的隐藏天线装置，其特征在于，该隐藏天线装置的共振频率为1575MHz。

3.根据权利要求1所述的隐藏天线装置，其特征在于，该隐藏天线装置的材质为浸锡、镍、银。

4.一种全球定位系统装置，包含：

一机体；

一种全球定位射频模组，系用以提供或接收该装置的全球定位信号；以及

一种隐藏天线装置，系直立安装于一印刷电路板上，包含：

一曲折型金属片段，系由多个ㄇ形金属片段连接而构成的连续S型金属片段；

一矩形金属片段，连接于该曲折型金属片段的该

多个ㄇ形金属片段的一顶部，其中该矩形金属片段系由该顶部向外垂直突出；

多个安装片段，其中该多个安装片段连接该

曲折型金属片段底部，用以将该曲折型金属片段固定在该印刷电路板上，该些安装片段对准该印刷电路板上之至少一安装孔，并于该些安装片段上实施表面安装技术，使该天线装置直立于该印刷电路板上；以及

一馈入点，位于该曲折型金属片段底部之该些安装片段其中之一上，该安装片段系由该曲折型金属片段底部向外突出形成，连接于该全球定位射频模组。

5.根据权利要求4所述的全球定位系统装置，其特征在于，该隐藏天线装置的共振频率为1575MHz。

6.根据权利要求4所述的全球定位系统装置，其特征在于，该隐藏天线装置的材质为浸锡、镍、银。

7.一种制作全球卫星天线装置的方法，包含：

提供一印刷电路板；

提供一曲折型金属片段，其中该曲折型金属片段系由多个ㄇ形金属片段依序连接而构成的连续S型金属片段，其中该曲折型金属片段底部具有多个安装片段，而该曲折型金属片段的该多个ㄇ形金属片段的一顶部具有一矩形金属片段，其中该矩形金属片段系由该顶部向外垂直突出；

将该些安装片段对准该印刷电路板上之至少一安装孔；以及

实施表面安装技术于该多个安装片段，使该曲折型金属片段安装于该印刷电路板上，进而使该天线装置直立于该印刷电路板上.

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该金属材质为浸锡、镍、银。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该曲折金属片段连接该矩形金属片段后，其共振频率为1575MHz。

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