TWM493767U - 微型天線模組 - Google Patents

Description

微型天線模組

本創作係應用於無線通訊電子裝置之天線，特別是有關於一種微型天線模組。

攜帶型電腦、手持型電子裝置、穿戴型電子裝置及無線訊號設備等之電子裝置盛行，此等裝置常具備無線通訊與衛星定位功能，如用於2.4GHz及5GHz之WiFi及用於2.4GHz之Bluetooth、ZeeBee等進行通訊，以及用於1.575GHz之GPS進行衛星定位功能。

由於電子裝置內部空間越來越窄小，但一般天線尺寸相對較大，使產品設計上越困難。若使用高介電材質來縮小天線整體尺寸，則在特性上也將使天線需預留較大的絕緣區，或將使天線多頻頻率的調校較為困難。第一圖中顯示此類型天線之一例。

因此本創作即在解決上述問題，提出一種能應用於無線電子裝置之改良式多頻微型天線模組。

鑑於上述習用天線的缺點，本創作的目的在提供一 種微型天線模組，可供安裝於具有無線通訊之電子裝置內，用以克服習用天線模組常見的缺點，例如需預留較大的絕緣區，以及天線多頻頻率調校較為困難。

本創作的微型天線模組包括：金屬層、絕緣區、輻 射諧振區、以及訊號饋入源。該天線模組係在金屬層上設置絕緣區，此絕緣區為非金屬封閉區域，在絕緣區內設置一輻射諧振區，此輻射諧振區包括一負極輻射諧振體及一正極輻射諧振體，負極輻射諧振體具有一接地部，電氣連接金屬層，正極輻射諧振體電氣連接訊號饋入源。自該負極輻射諧振體尾端部位延伸至該接地部為第一路徑，以及自該接地部沿著絕緣區邊緣延伸至訊號饋入源接地部為第二路徑，兩路徑總長略小於一預定低頻頻率的四分之一波長，以諧振出該預定低頻頻率，該負極輻射諧振體尾端部位係設置成可諧振出一預定高頻頻率，且該正極輻射諧振體亦可諧振出一預定高頻頻率，藉由正極輻射諧振體耦合負極輻射諧振體調整天線阻抗。

絕緣區材質可為硬質印刷電路板、軟質印刷電路 板、高介電材料、或塑膠材料，或是以上各材料組合而成的複合材料。該金屬層、該負極輻射諧振體、及該正極輻射諧振體可以絕緣區的絕緣材料做為載體。

該正極輻射諧振體可為電容性元件、電感性元件、 片狀導體元件、或導線。

該訊號饋入源可為同軸纜線、RF接頭、或微帶傳輸 線。

透過以上的結構及組件的結合，本創作可達成一種結構簡單且大幅縮小尺寸的微型天線模組，可用以收發多頻無線電波訊號。

以下藉由實施例及圖式，對本創作的技術內容做更進一步的說明及描述。惟以下所述的實施例僅係用以例示本創作，並非用以限制本創作。

100‧‧‧金屬層

200‧‧‧絕緣區

210‧‧‧絕緣區邊緣

300‧‧‧微型天線模組

310‧‧‧輻射諧振區

320‧‧‧負極輻射諧振體

330‧‧‧正極輻射諧振體

340‧‧‧負極輻射諧振體接地部

350‧‧‧負極輻射諧振體尾端部位

400‧‧‧訊號饋入源

410‧‧‧訊號饋入源接地部

500‧‧‧導電通孔

600‧‧‧同軸纜線

700‧‧‧射頻接頭

800‧‧‧微帶傳輸線

900‧‧‧焊點

第一圖為習用微型天線模組之示意圖。

第二圖為本創作之微型天線模組的平面圖。

第三圖為本創作微型天線模組的低頻路徑的示意圖。

第四圖為本創作微型天線模組上預設焊點的示意圖。

第五之一圖為本創作利用同軸纜線做為訊號饋入源的示意圖。

第五之二圖為本創作透過射頻(RF)接頭做為或連接訊號饋入源的示意圖。

第五之三圖、第五之四圖、第五之五圖、第五之六圖為本創作利用不同形式的微帶線做為訊號饋入源的示意圖。

第五之七圖為本創作利用微帶線做為訊號饋入源的平面示意圖。

第六圖為本創作將絕緣區及輻射諧振區預先組合成一獨立組合體的立體圖。

第七圖為本創作將絕緣區及輻射諧振區預先組合成一獨立組合體的另一例立體圖。

第八圖為本創作利用導電通孔貫穿絕緣區電氣連接金屬層及訊號饋入源的立體圖。

第九圖為本創作利用導電通孔貫穿絕緣區電氣連接金屬層及訊號饋入源的另一例立體圖。

第十圖為本創作將絕緣區及輻射諧振區預先組合成一獨立組合體的再另一例立體圖。

第十一圖為本創作微型天線模組測試的雙頻頻率VSWR圖表。

第十二圖為本創作微型天線模組測試的單頻頻率VSWR圖表。

本創作的微型天線模組300，如第二圖所示，其包括有：金屬層100、絕緣區200、輻射諧振區310、及訊號饋入源400。係在金屬層100上設置絕緣區200，此絕緣區200為非金屬封閉區域，在絕緣區200內設置一輻射諧振區310。

該輻射諧振區310包括一負極輻射諧振體320及一正極輻射諧振體330。該負極輻射諧振體320具有一負極輻射諧振體接地部340，電氣連接該金屬層100。正極輻射諧振體330電氣連接該訊號饋入源400。自該負極輻射諧振體尾端部位350延伸至該負極輻射諧振體接地部340為第一路徑，以及自該負極輻射諧振體接地部340沿著該絕緣區邊緣210延伸至訊號饋入源接地部410為第 二路徑，兩路徑總長略小於預定低頻頻率的四分之一波長，以供諧振出預定低頻頻率。此總路徑如第三圖中箭頭所示。另，該負極輻射諧振體尾端部位350係設置成可供諧振出一預定高頻頻率，而該正極輻射諧振體330亦係設置成可諧振出一預定高頻頻率。因此，藉由該正極輻射諧振體330耦合該負極輻射諧振體320即可調整微型天線模組300的阻抗。

該絕緣區200的材質可為硬質印刷電路板(PCB)、軟 質印刷電路板(FPCB)、高介電材料、或塑膠材料，或是由以上材料組合而成的複合材料所製成。該金屬層100、該負極輻射諧振體320、及該正極輻射諧振體330可以該絕緣區200的上述絕緣材料做為載體。

該正極輻射諧振體330可為電容性元件、電感性元 件、片狀導體元件、或導線。該正極輻射諧振體330可利用表面黏著技術(SMT)安裝於本發明之微型天線模組，因此在該正極輻射諧振體330下方之該絕緣區200上可以預留焊點(PAD)900，如第四圖所示。

本創作的微型天線模組300可使用多種訊號饋入源400，此等訊號饋入源400例如第五之一圖中所示的同軸纜線600、第五之二圖中所示之射頻(RF)接頭700及第五之三圖、第五之四圖、第五之五圖、第五之六圖中所示的不同型式微帶傳輸線800。第五之七圖中特別顯示出以微帶傳輸線800做為訊號饋入源400的示意圖。上述的同軸纜線600、RF接頭700、微帶傳輸線800等為電 子領域所熟知且廣泛使用者，在此不再贅述。

本創作的微型天線模組300可利用電子裝置中已存 在的金屬元件做為本發明微型天線模組300的金屬層100，亦可獨立配置金屬層100，以供設置該絕緣區200及該輻射諧振區310，以達到相同的效果。

另外，為有助於將本創作之微型天線模組300裝設於 電子裝置中，亦可將絕緣區200及輻射諧振區310預先製作成一組合體，如第六圖及第七圖所示，並於絕緣區200上設置貫穿之導電通孔500，以供電氣連接於負極輻射諧振體320及正極輻射諧振體330。

在第八圖、第九圖及第十圖中顯示該絕緣區200及輻 射諧振區310所組成之組合體的應用實施例，其中微型天線模組300可平置或直立於金屬層100上。該等導電通孔500設置將該負極輻射諧振體320電氣連接該金屬層100，並將該正極輻射諧振體330電氣連接訊號饋入源400。如該等導電通孔500未設置將利用負極輻射諧振體320邊緣直接與金屬層100電氣連接，且正極輻射諧振體330邊緣直接與訊號饋入源400電氣連接。

綜上所述，本創作微型天線模組300結構簡單且大幅 縮小天線尺寸，可適用於多種不同電子裝置環境與有助產品導入，用以收發多頻無線電波訊號。

本創作的微型天線模組300可形成覆蓋特定所要通 訊頻帶之單頻帶或多頻帶天線如第十一圖所示，本創作的微型天 線模組300可用於2.4GHz及5GHz之WiFi及用於2.4GHz之Bluetooth、ZeeBee等進行通訊，或是如第十二圖所示，可用於1.575GHz之GPS進行衛星定位功能。

由以上圖表所示電壓駐波比(VSWR)數據可瞭解本創作之微型天線模組300除了材料選用多樣且設計快速、安裝快速外，性能亦絕佳，而且未見諸公開使用，合於專利法之規定，懇請賜准專利，實為德便。

上述為本創作較佳具體實施例，若依本創作構想所做之改變，或其產生之功能作用，仍未超出說明書與圖示所涵蓋之精神時，均應在本創作範圍內，於此陳明。

100‧‧‧金屬層

200‧‧‧絕緣區

210‧‧‧絕緣區邊緣

300‧‧‧微型天線模組

310‧‧‧輻射諧振區

320‧‧‧負極輻射諧振體

330‧‧‧正極輻射諧振體

340‧‧‧負極輻射諧振體接地部

350‧‧‧負極輻射諧振體尾端部位

400‧‧‧訊號饋入源

410‧‧‧訊號饋入源接地部

Claims (7)

1. 一種微型天線模組，係在金屬層上設置絕緣區，該絕緣區為非金屬封閉區域，在該絕緣區內設置一輻射諧振區，此輻射諧振區包括一負極輻射諧振體及一正極輻射諧振體，負極輻射諧振體具有一負極輻射諧振體接地部，電氣連接金屬層，正極輻射諧振體電氣連接訊號饋入源，自該負極輻射諧振體尾端部位延伸至該負極輻射諧振體接地部為第一路徑，以及自該負極輻射諧振體接地部沿著絕緣區邊緣延伸至訊號饋入源接地部為第二路徑，兩路徑總長略小於一預定低頻頻率的四分之一波長，以諧振出該一預定低頻頻率，該負極輻射諧振體尾端部位係設置成可諧振出一預定高頻頻率，且該正極輻射諧振體亦可諧振出一預定高頻頻率，藉由正極輻射諧振體耦合負極輻射諧振體調整天線阻抗。
2. 如申請專利範圍第1項所述之微型天線模組，其中該絕緣區可由硬質印刷電路板(PCB)、軟質印刷電路板(FPCB)、高介電材料、及塑膠材料，或以上材料的複合材料所構成，該金屬層、該負極輻射諧振體、及該正極輻射諧振體可以該等絕緣材料當做載體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之微型天線模組，其中該訊號饋入源為一同軸纜線、一射頻(RF)接頭、及一微帶傳輸線其中之一。
4. 如申請專利範圍第1項所述之微型天線模組，其中該正極輻射諧振體為一電容性元件、一電感性元件、一片狀導體元件、及一導線其中之一。
5. 如申請專利範圍第1項所述之微型天線模組，其中該正極輻射諧振體利用表面黏著技術安裝，在該正極輻射諧振體下方之該絕緣區上預留焊點。
6. 如申請專利範圍第1項所述之微型天線模組，其中該金屬層可為一電子裝置中的金屬元件，亦可獨立配置金屬層運作。
7. 如申請專利範圍第1項所述之微型天線模組，其中該絕緣區及該輻射諧振區係組合為一獨立的組合體，設置於該金屬層上，該負極輻射諧振體電氣連接該金屬層，該正極輻射諧振體電氣連接該訊號饋入源。