TWI750492B

TWI750492B - 旋繞共振式天線

Info

Publication number: TWI750492B
Application number: TW108127191A
Authority: TW
Inventors: 鄭文華; 朱泓霖
Original assignee: 台灣禾邦電子有限公司
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2021-12-21
Also published as: TW202107773A

Abstract

本發明公開一種旋繞共振式天線，其包括：一基板、一線路單元、一導通單元以及一電極單元。基板包括一第一表面以及一對應於第一表面的第二表面。線路單元包括一設置在第一表面上的第一線路組以及一設置在第二表面上的第二線路組。導通單元包括多個電性連接於第一線路組與第二線路組之間的導電體。線路單元與導通單元相互配合以形成一旋繞式結構。電極單元包括一設置在基板上的第一電極以及一設置在基板上的第二電極。線路單元與導通單元電性連接於第一電極與第二電極之間。

Description

旋繞共振式天線

本發明涉及一種天線，特別是涉及一種旋繞共振式天線。

首先，近年來隨著攜帶式通訊設備的大量使用，設置於手持電子裝置中的無線訊號傳輸系統的使用上將會越來越多元。為了能讓通訊產品能達到外觀精美、質量輕、以及方便攜帶的效果，低成本、製程簡單及輕薄短小是目前的設計目標。

接著，現有技術的天線大致上可分兩種，其中一種是設置於產品內部的內置天線，另外一種是組裝在產品外部而可替換的外接式天線。然而，多數攜帶式產品因為外觀設計的關係，不適合使用外接式天線，而必須使用內置天線。但是，隨著目前的產品朝向小型化的設計，使得原有擺放天線的空間大幅減少，而隨著設置空間減少的同時，天線可使用的面積將會被壓縮，進而導致天線的輻射效能變差。

因此，有鑒於此，如何通過天線結構設計的改良，來克服上述的缺陷，已成為該項事業所欲解決的重要課題之一。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種旋繞共振式天線。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種旋繞共振式天線，其包括：一基板、一線路單元、一導通單元以及一電極單元。所述基板包括一第一表面以及一對應於所述第一表面的第二表面。所述線路單元包括一設置在所述第一表面上的第一線路組以及一設置在所述第二表面上的第二線路組。所述導通單元包括多個電性連接於所述第一線路組與所述第二線路組之間的導電體，且所述線路單元與所述導通單元相互配合以形成一旋繞式結構。所述電極單元包括一設置在所述基板上的第一電極以及一設置在所述基板上的第二電極，所述線路單元與所述導通單元電性連接於所述第一電極與所述第二電極之間。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的旋繞共振式天線，其能通過“所述線路單元與所述導通單元相互配合以形成一旋繞式結構的技術方案，以達到小型化天線整體的體積的效果。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

U:旋繞共振式天線

1:基板

11:第一表面

12:第二表面

2:線路單元

2A:第一線路組

21:第一線路層

211:第一連接部

212:第二連接部

213:第一本體部

2131:第一區段

2132:第二區段

2B:第二線路組

22:第二線路層

221:第三連接部

222:第四連接部

223:第二本體部

3:導通單元

30:導電體

301:第一端部

302:第二端部

303:導電本體部

4:電極單元

41:第一電極

42:第二電極

5:承載板

51:第三表面

52:第四表面

53:導體

6:第一金屬層

7:第二金屬層

8:訊號導線層

9:饋入件

91:饋入端

92:接地端

θ:預定夾角

A:淨空區

X、Y、Z:方向

圖1為本發明實施例的旋繞共振式天線的其中一立體示意圖。

圖2為本發明實施例的旋繞共振式天線的另外一立體示意圖。

圖3為本發明實施例的旋繞共振式天線的其中一俯視示意圖。

圖4為本發明實施例的旋繞共振式天線的仰視示意圖。

圖5為本發明實施例的旋繞共振式天線的另外一俯視示意圖。

圖6為本發明實施例的旋繞共振式天線的再一立體示意圖。

圖7為圖6的旋繞共振式天線的頻率-返回損失(Return Loss)的示意圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“旋繞共振式天線”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件，但這些元件不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[實施例]

首先，請參閱圖1及圖2所示，圖1及圖2分別為本發明實施例的旋繞共振式天線的立體示意圖。本發明實施例提供一種旋繞共振式天線U，其包括：一基板1、一線路單元2、一導通單元3以及一電極單元4。線路單元2與導通單元3可相互配合以形成一設置在基板1上的旋繞式結構。舉例來說，旋繞共振式天線U能產生一頻率範圍介於2.3GHz至2.5GHz之間的工作頻帶，在其中一實施方式中，旋繞共振式天線U能產生2.4GHz的頻率，然本發明不以此為限。

承上述，基板1可包括一第一表面11以及一對應於第一表面11 的第二表面12。線路單元2可包括一設置在第一表面11上的第一線路組2A以及一設置在第二表面12上的第二線路組2B。導通單元3可包括多個電性連接於第一線路組2A與第二線路組2B之間的導電體30。舉例來說，導電體30可以是設置在基板1內部的導體，因此，第一線路組2A及第二線路組2B可通過多個導電體30而彼此電性連接。以本發明實施例而言，第一線路組2A及第二線路組2B可通過多個導電體30而相互串聯。此外，電極單元4可包括一設置在基板1上的第一電極41以及一設置在基板1上的第二電極42，線路單元2與導通單元3可電性連接於第一電極41與第二電極42之間。舉例來說，第一電極41可設置在基板1的第二表面12上，第二電極42可設置在基板1的第二表面12上，然而，在其他實施方式中，第一電極41及/或第二電極42也可設置在基板1的第一表面11上，本發明不已此為限。藉此，一饋入件可通過一訊號導線層而電性連接於第一電極41或第二電極42，以將訊號饋入至旋繞共振式天線U中。

承上述，舉例來說，旋繞共振式天線U可為一多層板結構，例如但不限於為銅箔基板，因此，旋繞共振式天線U的基板1的材質可為環氧樹脂玻璃纖維基板(FR-4)，然本發明不以此為限。在其他實施方式中，基板1也可以是由其他材質的多層結構所構成，以依序堆疊成基板1。此外，舉例來說，第一電極41、第二電極42、導電體30、第一線路組2A及第二線路組2B的材質可以為一導電金屬，以彼此電性連接，而共振出一頻率範圍介於2.3GHz至2.5GHz之間的工作頻帶。

接著，請復參閱圖1及圖2所示，並請一併參閱圖3至圖5所示，圖3及圖5分別為本發明實施例的旋繞共振式天線的俯視示意圖，圖4為本發明實施例的旋繞共振式天線的仰視示意圖。第一線路組2A可包括多個彼此分離的第一線路層21，第二線路組2B可包括多個彼此分離的第二線路層22，設置在第二表面12上的第一電極41、第二電極42及多個第二線路層22可通過多個導電體30以電性連接於設置在第一表面11上的多個第一線路層21。此外，電性連接於第一電極41及第二電極42之間的多個第一線路層21、多個第二線路層22及多個導電體30彼此串聯，以形成旋繞式結構。

承上述，進一步來說，每一導電體30可電性連接於相對應的第一線路層21與第二線路層22之間，以使得饋入件所饋入的電流能由設置在基板1的第二表面12的第一電極41通過導電體30而行經至設置在基板1的第一表面11的其中一個第一線路層21。接著，電流可再由設置在基板1的第一表面11的其中一個第一線路層21通過導電體30而行經至設置在基板1的第二表面12的其中一個第二線路層22。藉此，電流能夠沿著多個第一線路層、多個第二線路層22及多個導電體30所形成的旋繞式結構所構成的一串聯路徑，而由第一電極41行經至第二電極42。

承上述，每一第一線路層21可包括一第一連接部211、一第二連接部212以及一連接於第一連接部211與第二連接部212之間的第一本體部213。此外，每一第二線路層22可包括一第三連接部221、一第四連接部222以及一連接於第三連接部221與第四連接部222之間的第二本體部223。第一連接部211、第二連接部212及第一本體部213可以是一體成形的設置，且第三連接部221、第四連接部222及第二本體部223可以是一體成形的設置，然本發明不以此為限。

承上述，舉例來說，多個第一線路層21中位於第一表面11上的其中一端側的第一線路層21的第一本體部213以及多個第一線路層21中位於第一表面11上的另外一端側的第一線路層21的第一本體部213可分別包括一第一區段2131以及一連接於第一區段2131的第二區段2132，第一區段2131與第二區段2132之間的夾角可小於180度。換句話說，第一區段2131與第二區段2132之間可呈傾斜設置。然而，須說明的是，本發明不以上述所舉例子為限制。

承上述，舉例來說，設置在基板1上的第一表面11上的相鄰的兩個第一線路層21的第一本體部213可彼此平行，此外，設置在基板1上的第二表面12上的相鄰的兩個第二線路層22的第二本體部223可彼此平行。進一步來說，如圖5所示，彼此相鄰的第一本體部213與第二本體部223之間可具有一介於20度至60度之間的預定夾角θ。進一步來說，多個第一線路層21上的電流路徑與多個第二線路層22上的電流路徑可以互不重疊。

接著，請復參閱圖5所示，第一線路組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區域，即，第一線路組2A的表面區域。此外，第二線路組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區域，即，第二線路組2B的表面區域。此外，第一投影區域與第二投影區域至少部分重疊，且第一投影區域與第二投影區域相互重疊的位置可定義為一重疊區域。進一步來說，第一投影區域的10%大於重疊區域，且第二投影區域的10%大於重疊區域。換句話說，第一線路組2A相對於第一表面所形成的第一投影區域與第二線路組2B相對於第一表面所形成的第二投影區域之間相互重疊的重疊區域可以位在第一連接部211、第二連接部212、第三連接部221及第四連接部222上的區域。

接著，請復參閱圖1及圖2所示，多個導電體30可設置在基板1的內部，且每一導電體30可包括一第一端部301、一第二端部302以及一連接在第一端部301與第二端部302之間的導電本體部303。第一端部301可電性連接於設置在第一表面11上的第一線路組2A的第一線路層21的第一連接部211及/或第二連接部212，第二端部302可電性連接於設置在第二表面12上的第二線路組2B的第二線路層22的第三連接部221及/或第四連接部222。第一端部301可相對於第一線路組2A的第一連接部211及/或第二連接部212呈齊平設置，第二端部302可相對於第二線路組2B的第三連接部221及/或第四連接部222呈齊平設置。然而，須說明的是，雖然圖中所示的第一端部301相對於第一線路組2A呈齊平設置，且第二端部302相對於第二線路組2B呈齊平設置，但是，在其他實施方式中，第一端部301也可相對於第一線路組2A的第一連接部211及/或第二連接部212呈凸出設置，第二端部302也可相對於第二線路組2B的第三連接部221及/或第四連接部222呈凸出設置。

接著，請參閱圖6所示，圖6為本發明實施例的旋繞共振式天線的再一立體示意圖。旋繞共振式天線U還可進一步包括：一承載板5、一第一金屬層6、一第二金屬層7以及一訊號導線層8。承載板5可包括一第三表面51一對應於第三表面51的第四表面52以及多個設置在承載板5內部的導體53。第一金屬層6可設置在第三表面51，第二金屬層7可設置在第四表面52，且訊號導線層8可設置在第三表面51。舉例來說，第一金屬層6與第二金屬層7之間可通過多個設置在承載板5內部的導體53而彼此電性連接，然本發明不以此為限。

承上述，進一步來說，基板1在承載板5的第三表面51上的垂直投影能形成一第三投影區域，第二金屬層7在承載板5的第三表面51上的垂直投影能形成一第四投影區域，第三投影區域及第四投影區域互不重疊，且第三投影區域及第四投影區域之間具有一淨空區A。更進一步來說，第一金屬層6在承載板5的第三表面51上的垂直投影能形成一第五投影區域，且第三投影區域及第五投影區域互不重疊。值得一提的是，第二金屬層7在承載板5上的垂直投影所形成的第四投影區域與第一金屬層6在承載板5上的垂直投影所形成第五投影區域至少部分重疊。

承上述，進一步來說，旋繞共振式天線U還可進一步包括：一饋入件9，饋入件9可電性連接於訊號導線層8與第一金屬層6之間。舉例來說，饋入件9可為一同軸電纜(Coaxial cable)，饋入件9可包括一饋入端91以及一接地端92，饋入端91可電性連接於訊號導線層8，接地端92可電性連接於第一金屬層6。藉此，饋入件9可通過一訊號導線層8而電性連接於第一電極41或第二電極42，以將訊號饋入至旋繞共振式天線U中。

接著，請參閱圖7所示，圖7為圖6的旋繞共振式天線的頻率-返回損失(Return Loss)的示意圖。由圖7可知，本發明所提供的旋繞共振式天線U在2.4GHz附近的工作頻帶都是小於或等於-10dB。藉此，本發明所提供的旋繞共振式天線U具有良好的天線性能。

[實施例的有益效果]

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的旋繞共振式天線U，其能通過“線路單元2與導通單元3相互配合以形成一旋繞式結構的技術方案，以達到小型化天線整體的體積的效果。此外，由於線路單元2與導通單元3能相對於基板1形成一交錯旋繞的旋繞式結構，因此，能夠在有限的空間中增加電流路徑，而達到小型化的效果，並能達到提升天線性能的效果，同時也能降低製作成本。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。