TWI242308B - Surface-mount antenna, and mounting method of antenna - Google Patents

Description

1242308 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種天線安裝方法及表面安裝天線者，詳 言之係關☆為實現安裝於套件上之天線之通用化的表面安 裝天線及天線安裝方法。 【先前技術】 於先A技術中之表面安裝天線係於介電體或電磁體之表 面形成有電極的天線，其設計為藉由其自身獲得供電部之 阻抗匹配，且適合於所需之使用頻率。 [專利文獻1] 曰本專利特開平10-173434號公報（第3頁第丄圖） 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 然而，於先前技術中說明之表面安裝天線中，將該天線 組合於套件之情形時，安裝於安裝基板而使用。若組合於 相異之套件，則安裝基板不同，且gNd亦不同，因此，若 原樣安裝其他套件中使用之天線，則存在較多會出現阻抗 匹配或以天線接收之使用頻率產生偏移之情形。為此，於 介電體或磁性體之表面形成電極之天線會因套件之不同而 種類亦不同。因此存在以下之問題：為實現安裝零件之通 用化’若不採取徹底之改良則無法實現天線自身之通用化。 因而，就表面安裝天線及安裝方法而言，存有必須解決 之問題，即安裝於基板之天線即使套件相異亦可使用通用 之天線。 91885.doc 1242308 (解決問題之手段） 、為解决上述問冑，本發明 < 表面安裝天線及天線安裝方 法為如下所示之構成。 / (1)^種表面安裝天線，其特徵在於··將於介電體之表面 形j電極之天線安裝於基板者；且構成為上述電極形成其 兩端。P朝向同-方向之接地電極與供電電極，於上述基板 以特定距離形成與上述電極之接地電極連接之接地安裝圖 案X及與上述電極之供電電極連接之供電安裝圖案，調整 上述接地安裝圖案與上述基板之GND圖案之連接部位之接 也圖案的圖案寬度’以改變電感而適合於使用頻率，藉由 改交與上述供電安裝圖案以特定距離相對之供電圖案之面 的面積，以改變含有基板之介電係數的靜電電容，從而獲 得阻抗匹配。 (2)如（1)之表面安裝天線，其中上述供電圖案設置於上述 基板之背面側。 _ (3)如⑴之表面安裝天線，其中將上述介電體形成為長方 體，且前述電極以覆蓋長方體之介電體之表面的方式形成 於供電電極之右下面、右側面、上面、左側面、接地電極 之左下面。 (4)一種天線安裝方法，其特徵在於：將於介電體之表面 形成電極之天線安裝於基板時，改變與上述電極之接地電 極以及上述基板之接地側之GND圖案連接之部位的圖案^ 度，從而改變電感，以適合於使用頻率，並改變與上述♦ 極之供電電極以及上述基板之供電側相對之位置的供電= 91885.doc 1242308 案之面的面積，從而改變含有基板之介電係數 兩 容’以獲得阻抗匹配。 弘 (5)如⑷之天線安裝方法，其中上述供電圖案設置於上述 基板的背面側。 ⑹如⑷之天線安裝方法，其中將上述介電體形成為長方 體，且上述電極以覆蓋長方體之介電體之表面的方式J成 於供電電極之右下面、右側面、上面、左側面、接地電極 之左下面。 如此，構成天線之介電體或電極之構造保持不變，調整 與設置於安裝I板之GND圖t連接之接地安裝圖案之連^ 部位之圖案寬度，以適合於使用頻率，並改變與連接於供 電側之天線的供電電極之供電安裝圖案相對之位置的供電 圖案相對面之面積，以求獲得阻抗匹配，藉此不需改變天 線形狀，而藉由改變基板之GND圖案側、供電圖案側，以 適合於所需之使用頻率，且可獲得阻抗匹配，故而本發明 即使於套件中使用之基板側產生變化或存在外部因素，亦 可通過使用通用之天線實現天線之通用化。 【實施方式】 其次，參照圖式說明本發明之表面安裝天線及天線安裝 方法之實施形態。 如圖1所示，可使本發明之天線安裝方法具體化的表面安 裝天線，係自表面安裝於基板1 1之一部分者，調整與連接 於天線12之接地電極15之GND圖案21連接之接地圖案25的 圖案寬度，以適合於使用頻率，調節以與連接於供電電極 91885.doc 1242308 =之供電側之供電安裝圖案23為相對之位置關係配置的供 电圖案24之位置關係進行阻抗匹配。 如圖2以及圖3所示，天線12以覆蓋金屬製造之電極此 方式形成於陶究等形成之長方體形狀之介電體13之表面。 该天線12之大小藉由所使用之介電體13之物質之介電常 數:、使用頻率而大致決定。例如，介電常數為Μ且使用頻 率為2.4GHz之情形時，長度χ寬度χ高度大致為綱心咖 左右0 私極14 ’係使其長方形之板狀構件之兩端部以向同一方 向之方式折臂，折彎之兩端部具有特定寬度，形成有一側 之端部與接地側連接之接地電極15和另一側之端部與供電 側連接之供電電極1 6。 於實施例中，上述電極14包括：上面17，其為與長方體 之介電體13之形狀吻合之形狀’且為具有長方體之寬度之 長f形的板構件覆蓋長方體之上面的大小；右側面18，其 λ上面17弓曲為直角且為覆蓋侧面之大小；左側面19， 其自該上面17之相反側彎曲為直角；供電電極16,其係自 右側面向内側-曲為直角且覆蓋長方體之底部之一部分 的右下面；以及接地電極15’其係自左側面19向内側彎曲 為直角且覆蓋長方體之—部分之左下面。此電㈣呈左右 對稱之形狀，安裝於基板U時，可以不考慮其方向性而安 裝，根據安裝方式，如圖2· r ^ 斤不，左側為接地側從而成為接 地電極15，右側為供電側從而成為供電電極16。 如此之電極14之形狀可為各種形狀，只要其為與介電體 91885.doc 1242308 3之形狀相吻合且可安裝於基板^之形狀即可，例如，如 圖4(A)所示之接地電極以及供電電極朝向外方向者；如圖 ()斤π之形成為二角柱形狀且接地電極以及供電電極向 4方向弓曲者’以及如圖4(c)所示之形成為橢圓形狀且 接地電極以及彳3£雷恭4么 甩包極向内側方向彎曲者等。再者，當然 本發明並非僅限於該等情形者。 進而’電極14之形狀並非僅限於俯視看為長方形者，例 如’圖4(D)所*，上面亦可為梯形之形狀，圖4⑻所示，上 面亦可為平行四邊形之形狀。再者，當然本發明並非僅限 於該等情形者。 然而，於本實施例中，天線12係長方體形狀，該天線以 如圖1所示安裝於基板11上。 基板11之構成含有：接地側之接地安裝圖案22，其以與 圖案21連接之狀態載置；供電側之供電安裝圖案23， 其以與該接地安裝圖案22相隔特定距離即天線12之接地電 極15與供電電極16之距離之方式備置；以及供電圖案24， 其設置於該供電安裝圖案23之背面側。 基板11之天線12之安裝，於接地側方處之情形如圖5所 示於女農基板11之天線12之面側設置接地安裝圖案22， 其間"有某一圖案寬度L之接地圖案25而與qnd圖案21連 接。藉由改變該接地圖案25之圖案寬度L調整阻抗，從而適 合於使用頻率。 因忒接地圖案25係調整阻抗者，故而其形狀並非僅限於 長方形之形狀，而可考慮為各種形狀。例如，圖6(A)所示 91885.doc 1242308 之與實施例相同之長方形去，岡心α - 瓦乃办#，圖6(B)所示之正方形者，圖 6(C)所示之菱形者，圖6(〇) U 所不之梯形者，圖6(E)所示之多 角形者’圖6(F)所示之圓形者，圖6⑹所示之内部含有狭縫 者，以及圖6⑻所示之端部含有凹口者等。再者，當然本 發明並非僅限於該等情形者。 W # 供電側如圖7所示，於安獎其7彳 孓女廣基板11之天線12的面側設置供 電女裝圖案23，以與該供雷容奘岡安 ，、你仏电女展圖案23相對之位置，於基 板11之背面側設置供電圖案24。

藉由根據基板11之介電常數改變供電圖案24之相對面之 面積’由於供電側之供電安裝圖案23與供電圖案24之靜電 耦合電容會改變，所以利用此進行阻抗匹配。 此處’因供電側之供電安裝圖案23與供電圖案24〇要為 可獲得所需之電容即可，故而基板u之兩面亦可並未完全 相對。例如，如圖8所示，相對於供電安裝圖案23，以移動 供電圖案24之方式獲得所需之電容。其可藉由事先考慮兩 者之大小，以可獲得所f之電容之方式，以較粗略之狀態 較谷易地調整尺寸精度。 此處參照圖9 ’就使用頻率調整與阻抗匹配之方法加以說 明0 首先，若將最初獲得之VSWR特性設為” A”，則由於所獲 得之特性設為”C”，所以會降低頻率進行匹配調整。 又 (1)將頻率自”A”降至”B”時，只要縮小接地側之接地圖案 25之圖案I度L(參照圖5)，以增大阻抗值即可。 頻率為fM/(27rVLc),[變大則頻率降低，因此只需調整 91885.doc -11 - !2423〇8 圖案覓度至成為使用頻率即可。 ⑺其次，為獲得由,,Β”到,,c„之阻抗匹配，藉由 電側之供電安裝圖案23相 欠”仏 子之么、電圖案24(參照圖7)之面之 7積的大小，以改㈣電電容，而獲得阻抗匹配。 改變靜電電容而言，直根攄 仃 根據具體情況不同而異，若減小供 毛圖案24仍不行則只要增大其面積即可。 ’、 (3)因靜電電容改變，多少會出現頻率有所偏移之情形， 多數情^於容許範圍之内。若產生較大偏移，則藉由 交替進行上述⑴與⑺可接近料範圍數值。 然而’至今為止，若將天線12安裝於各套件之基板U上， 則各套件之GND狀態各不相同，又因天線12之周圍之形成 孔穴等放射負荷亦不同’因此需要於各套件中調整使用頻 率或進行阻抗匹配。為此，於安裝之天線中，需改變電極 之長度以改變使用頻率，或設置放射電極於天線以獲得阻 抗匹配。 於本發明中，因安裝有天線12之基板丨丨係根據各種套件 而製成者，所以使用通用之天線12，並藉由對處於安裝基 板處之接地側之接地安裝圖案22與GND圖案21之連接寬度 (連接圖案25)進行圖案設計，以決定使用頻率。又，藉由對 供電側之供電安裝圖案23與供電圖案24之大小進行圖案設 計，可獲得阻抗匹配。 如此，依據本發明，使用1個天線12，可以各套件之基板 圖案獲传使用頻率或者阻抗匹配，故而其調整變得容易， 並且可實現可將作為零件之天線12搭載於相異之套件中的 91885.doc -12- 1242308 所謂天線之通用化。 [發明之效果] 如上所述’於本發明之表面安裝天線中，調整與連接於 天線之接地側之GND圖案的連接部之圖案寬度以適合於使 用頻率，藉由改變與供電側之供電圖案之相對面的面積以 獲得阻抗匹配，故而可以不改變天線之構造而改變基板側 之圖案之方式獲得所需之頻率，因此可安裝於搭載於各種 裝置中之基板，從而具有可實現天線之通用化之效果。 【圖式簡單細】 圖1係表示將本發明之表面安裝天線安裝於基板之情形 之立體圖。 圖2係表示本發明之構成天線之介電體與電極之關係之 簡略立體圖。 圖3係表示本發明之天線之外觀圖。 圖4(A)〜（E)係表示本發明之電極形狀之變更例之說明 圖。 57係表示本發明之與接地側之GND圖案以及天線之接 地電極連接之連接狀態之說明圖。 圖6(A)〜（H)係表示本發明之接地圖案之形狀之變形例 之說明圖。 /回纟4不本發明之供電側之供電電極與供冑目案之關 係之說明圖。 =8係表示本發明之供電圖案之變更例之說明圖。 *係表不本發明之調整使用頻率與獲得阻抗匹配之方 91885.doc -13- 1242308 法之圖。 【主要元件符號說明】 11 基板 12 天線 13 介電體 14 電極 15 接地電極（左上面） 16 供電電極（右下面） 17 上面 18 右側面 19 左側面 21 GND圖案 22 接地安裝圖案 23 供電安裝圖案 24 供電圖案 25 接地圖案

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Claims (1)

1242308 、申請專利範圍： 一種表面安裝天線，其特徵為： 將於介電體之表面形成雷★ 、、 τ仏攻包極之天線安裝於基板者，·且 上述電極係形成其兩端部朝 1朝向冋一方向之接地電極盥 供電電極； ^ 於上述基板以特定距離形成與上述電極之接地電極連 接之接地安裝圖案以及與上述電極之供電電極連接之供 電安裝圖案； 調整上述接地安裝圖案與上述基板之GND圖案的連接 部位之接地圖案的圖案寬度以將其作為電感之變化而適 合於使用頻率； 藉由改變與上述供電安裝圖案以特定距離相對之供電 圖案之面的面積’以改變由基板之介電係數所形成之靜 電電容，從而獲得阻抗匹配。 2.如請求項1之表面安裝天線，其中上述供電圖案設置於上 述基板之背面側。 3·如請求項1之表面安裝天線，其中將上述介電體形成為長 方體，且上述電極以覆蓋長方體之介電體之表面的方式 形成於供電電極之右下面、右側面、上面、左側面、接 地電極之左下面。 4· 一種天線安裝方法，其特徵在於：將於介電體之表面形 成黾極之天線安裝於基板時’改變與上述電極之接地電 極以及上述基板之接地側之GND圖案連接之部位的圖案 見度’從而改變電感以適合於使用頻率，且改變上述電 91885.doc 1242308 極之供電電極以及上述基板之供電側相 1置的供電 ?、之面之面積，從而改變由基板之介電係數所形成之 靜電電容，以獲得阻抗匹配。 5.如w求項4之天線安裝方法，其中上述供冑目案設置於上 述基板的背面側。 6·如睛求項4之天線安裝方法，其中將上述介電體形成為長 方體，且上述電極以覆蓋長方體之介電體之表面的方式 形成於供電電極之右下面、右側面、上面、左側面、接 地電極之左下面。 91885.doc