TWI501463B - 無線收發裝置及其天線模組 - Google Patents

Description

無線收發裝置及其天線模組

本發明係有關於一種無線收發裝置，特別是一種具有天線模組的無線收發裝置，且天線模組內的饋入部與框體為一體成型結構。

近年來，隨著筆記型電腦、個人數位助理(personal digital assistant，PDA)等消費性電腦產品的普遍化，以及網際網路(internet)的迅速發展，使得全球不同區域的資訊得以互相交流。目前網際網路的互連架構已逐漸由光纖、電纜和網路線等有線連結型態改變為無線連結型態的網路架構，藉以解決有線型態之網路架構的線路佈局過於複雜的問題，同時提供使用者更為方便且人性化的通訊環境。

為了因應無線網路的使用，電腦裝置必須與一無線收發裝置(wireless receiver)電性連結，以使電腦裝置順利的收發無線網路訊號。目前所見的無線收發裝置的電連接頭多為符合通用序列匯排流(universal serial bus，USB)標準規格的型態，以便於與電腦裝置的通用序列匯排流插槽進行電性連結。

無線收發裝置內部必須配置有至少一天線模組方可接收及發送無線網路訊號，並且令無線收發裝置具備有寬頻且多頻帶的操作能力，目前的製造方法有將多個天線模組裝設於無線收發裝置之殼體外部，且天線模組與無線收發裝置的電路板電性耦接，使接收到的無線網路訊號傳遞至電路板上的微處理晶片，或者是微處理晶片所產生的無線訊號透過天線模組而傳遞出去。另外一種製造方法是將二個以上的天線模組印製於介電基板上後，再以表面黏著技術直接佈局(layout)於無線收發裝置內部的電路板上。

然而，在實際應用時，由於外加式天線模組的尺寸過大，若是裝設於通用序列匯排流型態的無線收發裝置上，將造成無線收發裝置的整體體積過於龐大，無法滿足現今使用者對於無線收發裝置之體積必須輕薄的要求。再者，直接將天線模組佈局於無線收發裝置之電路板上的做法，其天線效能並不好，並且若是配置多個天線模組亦造成無線收發裝置所佔據的體積過大，同樣不符合現今對於電子產品之體積須輕薄的需求。

反之，若要維持無線收發裝置的輕薄體積，則勢必造成天線模組的體積亦限制在一定範圍之內，進而導致天線模組之操作頻帶受到侷限，甚至是產生輻射場型穩定度較差的問題。

因此，如何設計一種具有寬頻且多頻帶能力之無線收發裝置，並且同時滿足體積輕薄及全向性輻射場型要求的要求，即成為日後發展的主要方向。

鑒於以上的問題，本發明提供一種無線收發裝置及其天線模組，藉以改良習用無線收發裝置因配置多個天線模組所造成之體積過大、製造工序複雜、及製造成本昂貴等問題。

本發明所揭露之天線模組包括有一框體、二天線部、一第一饋入部、及一第二饋入部。二天線部係分別自框體的二相對側邊延伸形成，而第一饋入部與第二饋入部係分別自框體的二相對側邊延伸形成。

本發明所揭露之無線收發裝置包括有一框體、二天線部、一第一饋入部、一第二饋入部、及一電路板。其中，框體具有一電連接器部，而二天線部分別自框體的二相對側邊延伸形成，第一饋入部與第二饋入部係分別自框體的二相對側邊延伸形成。電路板係設置於框體內，且電路板上電性設置有至少一電路模組及複數個電性接腳。電路模組與天線部電性耦接，電性接腳的位置係對應設置於框體的電連接器部。

本發明所揭露之另一天線模組包括有一框體、二天線部、一第一饋入部、及一第二饋入部。二天線部係分別自框體之支撐部的二相對側邊延伸形成，而第一饋入部與第二饋入部係分別設置於二天線部的一端。

本發明所揭露之另一無線收發裝置包括有一框體、二天線部、一第一饋入部、一第二饋入部、及一電路板。其中，框體具有一電連接器部及一支撐部，且支撐部係自電連接器部的一側邊延伸形成。二天線部分別自支撐部的二相對側邊延伸形成，第一饋入部與第二饋入部係分別設置於二天線部的一端。電路板係設置於框體內，且電路板上電性設置有至少一電路模組及複數個電性接腳。電路模組與天線部電性耦接，電性接腳的位置係對應設置於框體的電連接器部。

本發明之功效在於，天線模組之天線部、第一饋入部、第二饋入部與框體係設計為一體成型結構，以大幅減少天線模組與無線收發裝置的體積，並且降低製造過程中的複雜度與製造成本，同時保持無線收發裝置及其天線模組的良好工作效能。

以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

本發明之無線收發裝置及其天線模組的應用範圍包括但不侷限於WIFLY無線網路、3G行動無線網卡、無線區域網路(wireless LAN)等各類型的無線網路收發裝置。以下本發明的詳細說明中，將以通用序列匯排流(universal serial bus，USB)型態的無線收發器做為本發明之最佳實施例，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用以限制本發明。

「第1圖」為本發明第一實施例之天線模組的立體示意圖。如圖所示，本發明第一實施例之天線模組100包括有一框體110、二天線部120、一第一饋入部131、及一第二饋入部132，且框體110、天線部120、第一饋入部131、及第二饋入部132為一體成型結構。詳細而言，天線模組100為金屬材質所製成，而框體110、天線部120、第一饋入部131、與第二饋入部132係藉由鈑金方式直接彎折而成，以構成單件式的模組結構。然而，熟悉此項技術者，亦可使用任何加工成形方法一體形成框體110、天線部120、第一饋入部131、與第二饋入部132。

框體110具有一電連接器部111，其中電連接器部111的外型與尺寸皆符合通用序列匯排流(USB)的標準規格。電連接器部111係自框體110的一端彎折形成矩形外觀的結構，而電連接器部111的二相對端面開設有貫穿電連接器部111的開口1111。

另外，框體110鄰近於電連接器部111的位置更包括有二支撐部112及一連接部113。二支撐部112係分別設置於框體110的二相對側邊，連接部113的二端係分別連接於二支撐部112，以於框體110內部構成開放式的容置空間。

請繼續參閱「第1圖」，二天線部120係分別自支撐部112延伸而成，而各個天線部120具有一輻射部121、二訊號收發部122、及一接地部123。接地部123與支撐部112係以相互平行的關係相對設置，並且間隔有一定距離，二訊號收發部122係相鄰併列，且二訊號收發部122的二端係分別連接於支撐部112與接地部123，輻射部121的形狀為F型，輻射部121的一端連接於接地部123，輻射部121的另一端則與接地部123之間相隔有一定距離。

值得注意的是，本發明之天線部120並不限定其數量、設置位置、或是設計形狀，熟悉此項技術者，亦可根據實際設計需求而對應改變天線部120的型態，並不以本發明所揭示之實施態樣為限。

「第2A圖」為本發明第一實施例之無線收發裝置的立體示意圖。如圖所示，本發明第一實施例之無線收發裝置200包括上述第一實施例的天線模組100結構之外，更具有一電路板140。電路板140上電性設置有至少一電路模組141，例如相互電性連接的微處理晶片與導電跡線，藉以處理無線訊號的接收與發送，且電路板140靠近側邊的位置亦電性設置有複數個電性接腳142。

其中，電路板140係設置於框體110內部的容置空間，並且電路板140之電路模組141係與天線部120相互電性耦接，例如透過電路板140直接焊固於框體110上，或是藉由導線(圖中未示)的連接，而令電路模組141與天線部120形成電性耦接的關係，但並不以此為限。當電路板140裝設於框體110內時，電路板140之電性接腳142的位置係對應於框體110的電連接器部111，並且藉由電連接器部111的開口1111而得以曝露，以與電子裝置的電性連接埠(圖中未示)相互電性連結。另外，框體110的電連接器部111可做為天線部120的接地，藉以增加無線收發裝置200的接地面積，進而提高天線模組100的隔離度(isolation)與增益(gain)。

如「第2A圖」及「第2B圖」所示，最後於框體110外套設一外殼150，以完全蓋覆住電連接器部111以外的部位，避免框體110內部的電路板140因外界的水分或粉塵而造成電路板140無法順利執行其預設功能的問題。本發明所揭示之外殼150為塑膠材質所製成，然外殼150的材質選用可依據實際製造需求而對應選用各種類型的材料，並不以此為限。

「第3A圖」及「第3B圖」為本發明第二實施例之天線模組的立體示意圖。如圖所示，本發明第二實施例之天線模組100包括有一框體110、二天線部120、一第一饋入部131、及一第二饋入部132，且框體110、天線部120、第一饋入部131、及第二饋入部132為一體成型結構。詳細而言，天線模組100為金屬材質所製成，而框體110、天線部120、第一饋入部131、與第二饋入部132係藉由鈑金方式直接彎折而成，以構成單件式的模組結構。然而，熟悉此項技術者，亦可使用任何加工成形方法一體形成框體110、天線部120、第一饋入部131、與第二饋入部132。

框體110具有一電連接器部111及一支撐部112，其中電連接器部111的外型與尺寸皆符合通用序列匯排流(USB)的標準規格。電連接器部111係自框體110的一端彎折形成矩形外觀的結構，而電連接器部111的二相對端面開設有貫穿電連接器部111的開口1111，而支撐部112係自電連接器部111具有開口1111的另一側邊延伸形成。

請繼續參閱「第3A圖」及「第3B圖」，二天線部120係分別自支撐部112延伸而成，而各個天線部120具有依序間隔排列的一第一U型段124、一第二U型段125、一第三U型段126、一第四U型段127、一第一連接段1281、一第二連接段1282、及一第三連接段1283，而各U型段124、125、126、127具有一第一端1291及一第二端1292。其中，第一U型段124係以第一端1291連接於支撐部112，第一U型段124之第二端1292係連接於第一連接段1281，第二U型段125之第一端1291與第二端1292係分別連接於第一連接段1281與第二連接段1282，第三U型段126之第一端1291與第二端1292係分別連接於第二連接段1282與第三連接段1283，第四U型段127之第一端1291係連接於第三連接段1283，第四U型段127之第二端1292與支撐部112之間具有一間距，且第一饋入部131與第二饋入部132係設置於第四U型段127之第二端1292上。

值得注意的是，本實施例之天線部120的第一U型段124、第二U型段125、第三U型段126、第四U型段127、第一連接段1281、第二連接段1282、及第三連接段1283之間係以垂直關係相互連接。

值得注意的是，本發明之天線部120及其U型段124、125、126、127並不限定其數量、設置位置、或是設計形狀，熟悉此項技術者，亦可根據實際設計需求而對應改變天線部120及其U型段124、125、126、127的型態，並不以本發明所揭示之實施態樣為限。

「第4A圖」為本發明第二實施例之無線收發裝置的立體示意圖。如圖所示，本發明第二實施例之無線收發裝置200包括上述第二實施例的天線模組100結構之外，更具有一電路板140。電路板140上電性設置有至少一電路模組141，例如相互電性連接的微處理晶片與導電跡線，藉以處理無線訊號的接收與發送，且電路板140靠近側邊的位置亦電性設置有複數個電性接腳142。

其中，電路板140係設置於框體110內部的容置空間，並且電路板140之電路模組141係與天線部120相互電性耦接，例如透過電路板140直接焊固於框體110上，或是藉由導線(圖中未示)的連接，而令電路模組141與天線部120形成電性耦接的關係，但並不以此為限。當電路板140裝設於框體110內時，電路板140之電性接腳142的位置係對應於框體110的電連接器部111，並且藉由電連接器部111的開口1111而得以曝露，以與電子裝置的電性連接埠(圖中未示)相互電性連結。另外，框體110的電連接器部111可做為天線部120的接地，藉以增加無線收發裝置200的接地面積，進而提高天線模組100的隔離度(isolation)與增益(gain)。

如「第4B圖」所示，最後於框體110外套設一外殼150，以完全蓋覆住電連接器部111以外的部位，避免框體110內部的電路板140因外界的水分或粉塵而造成電路板140無法順利執行其預設功能的問題。本發明所揭示之外殼150為塑膠材質所製成，然外殼150的材質選用可依據實際製造需求而對應選用各種類型的材料，並不以此為限。

本發明之無線收發裝置及其天線模組，其二天線部係相對設置於框體的二側邊上，使天線模組的覆蓋範圍與頻寬呈現最佳化，以達到良好的隔離度與增益效果。

並且，天線模組的天線部、第一饋入部、第二饋入部與框體系以單一件金屬板件直接彎折成型為一體結構，藉以大幅減少天線模組與無線收發裝置的體積，同時降低製造困難度及製造成本。

雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及精神當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．天線模組

110．．．框體

111．．．電連接器部

1111．．．開口

112．．．支撐部

113．．．連接部

120．．．天線部

121．．．輻射部

122．．．訊號收發部

123．．．接地部

124．．．第一U型段

125．．．第二U型段

126．．．第三U型段

127．．．第四U型段

1281．．．第一連接段

1282．．．第二連接段

1283．．．第三連接段

1291．．．第一端

1292．．．第二端

131．．．第一饋入部

132．．．第二饋入部

140．．．電路板

141．．．電路模組

142．．．電性接腳

150．．．外殼

200．．．無線收發裝置

第1圖為本發明第一實施例之天線模組的立體示意圖；

第2A圖為本發明具第一實施例之天線模組之無線收發裝置的立體示意圖；

第2B圖為本發明包覆有外殼之具第一實施例之天線模組之無線收發裝置的立體示意圖；

第3A圖為本發明第二實施例之天線模組的立體示意圖；

第3B圖為本發明第二實施例之天線模組的立體示意圖；

第4A圖為本發明第二實施例之無線收發裝置的分解示意圖；以及

第4B圖為本發明第二實施例之無線收發裝置的立體示意圖。

100．．．天線模組

110．．．框體

111．．．電連接器部

1111．．．開口

112．．．支撐部

113．．．連接部

120．．．天線部

121．．．輻射部

122．．．訊號收發部

123．．．接地部

131．．．第一饋入部

132．．．第二饋入部

Claims (16)

1. 一種天線模組，包括有：一框體，該框體具有一電連接器部；二天線部，該二天線部分別自該框體的二相對側邊延伸形成；以及一第一饋入部與一第二饋入部，該第一饋入部與該第二饋入部分別自該框體的該二相對側邊延伸形成。
2. 如請求項1所述之天線模組，其中該框體更包括有二支撐部，係分別設置於該框體的該二相對側邊，該二天線部、該第一饋入部、與該第二饋入部係分別自該二支撐部延伸而成。
3. 如請求項2所述之天線模組，其中該框體更具有一連接部，該連接部的二端係分別連接於該二支撐部。
4. 如請求項2所述之天線模組，其中各該天線部具有一輻射部、至少二訊號收發部、及一接地部，該接地部係與該二支撐部相對並間隔一距離，該二訊號收發部的二端係分別連接於該二支撐部與該接地部，該輻射部的一端係連接於該接地部，該輻射部的另一端係與該接地部間隔一距離。
5. 如請求項4所述之天線模組，其中該輻射部的形狀為F型。
6. 一種無線收發裝置，包括有：一框體，該框體具有一電連接器部；二天線部，該二天線部分別自該框體的二相對側邊延伸形成；一第一饋入部與一第二饋入部，該第一饋入部與該第二饋入部分別自該框體的該二相對側邊延伸形成；以及一電路板，設置於該框體內，該電路板上電性設置有至少一電路模組及複數個電性接腳，該電路模組係與該二天線部電性耦接，該等電性接腳的位置係對應於該電連接器部。
7. 如請求項6所述之無線收發裝置，其中該框體更包括有二支撐部，係分別設置於該框體的該二相對側邊，該二天線部、該第一饋入部、與該第二饋入部係分別自該二支撐部延伸而成。
8. 如請求項7所述之無線收發裝置，其中該框體更具有一連接部，該連接部的二端係分別連接於該二支撐部。
9. 如請求項7所述之無線收發裝置，其中各該天線部具有一輻射部、至少二訊號收發部、及一接地部，該接地部係與該二支撐部相對並間隔一距離，該二訊號收發部的二端係分別連接於該二支撐部與該接地部，該輻射部的一端係連接於該接地部，該輻射部的另一端係與該接地部間隔一距離。
10. 如請求項9所述之無線收發裝置，其中該輻射部的形狀為F型。
11. 一種天線模組，包括有：一框體，該框體具有一電連接器部及一支撐部，該支撐部係自該電連接器部的一側邊延伸形成；二天線部，該二天線部分別自該支撐部的二相對側邊延伸形成；以及一第一饋入部與一第二饋入部，該第一饋入部與該第二饋入部分別設置於該二天線部的一端。
12. 如請求項11所述之天線模組，其中各該天線部具有依序間隔排列之一第一U型段、一第二U型段、一第三U型段、一第四U型段、一第一連接段、一第二連接段、及一第三連接段，且各該U型段具有一第一端及一第二端，該第一U型段係以該第一端連接於該支撐部，該第一U型段之該第二端係連接於該第一連接段，該第二U型段之該第一端與該第二端係分別連接於該第一連接段與該第二連接段，該第三U型段之該第一端與該第二端係分別連接於該第二連接段與該第三連接段，該第四U型段之該第一端係連接於該第三連接段，該第四U型段之該第二端與該支撐部之間具有一間距，且該第一饋入部與該第二饋入部係設置於該第四U型段之該第二端上。
13. 如請求項12所述之天線模組，其中該第一U型段、該第二U型段、該第三U型段、該第四U型段、該第一連接段、該第二連接段、及該第三連接段之間係相互垂直。
14. 一種無線收發裝置，包括有：一框體，該框體具有一電連接器部及一支撐部，該支撐部係自該電連接器部的一側邊延伸形成；二天線部，該二天線部分別自該支撐部的二相對側邊延伸形成；一第一饋入部與一第二饋入部，該第一饋入部與該第二饋入部分別設置於該二天線部的一端；以及一電路板，設置於該框體內，該電路板上電性設置有至少一電路模組及複數個電性接腳，該電路模組係與該二天線部電性耦接，該等電性接腳的位置係對應於該電連接器部。
15. 如請求項14所述之無線收發裝置，其中各該天線部具有依序間隔排列之一第一U型段、一第二U型段、一第三U型段、一第四U型段、一第一連接段、一第二連接段、及一第三連接段，且各該U型段具有一第一端及一第二端，該第一U型段係以該第一端連接於該支撐部，該第一U型段之該第二端係連接於該第一連接段，該第二U型段之該第一端與該第二端係分別連接於該第一連接段與該第二連接段，該第三U型段之該第一端與該第二端係分別連接於該第二連接段與該第三連接段，該第四U型段之該第一端係連接於該第三連接段，該第四U型段之該第二端與該支撐部之間具有一間距，且該第一饋入部與該第二饋入部係設置於該第四U型段之該第二端上。
16. 如請求項15所述之無線收發裝置，其中該第一U型段、該第二U型段、該第三U型段、該第四U型段、該第一連接段、該第二連接段、及該第三連接段之間係相互垂直。