TWM516240U - 可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置 - Google Patents

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TWM516240U
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周志伸
葉宗壽
楊翔程
嚴志奇
楊意暐
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詠業科技股份有限公司
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Description

可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置
本創作有關於一種可調整天線阻抗及頻率的射頻裝置，可透過變換第一電路板上的第一頻率調整單元及/或第二電路板上的第二頻率調整單元，調整天線的共振頻率與阻抗。
隨著無線通訊技術的進步，無線通訊產品已被廣泛的應用在日常生活中，而射頻裝置則是無線通訊產品最重要的零件之一。
通訊產品模組化的設計，往往可以讓系統廠在設計新產品時，節省大量的開發時間。系統廠只要依據需求的功能，購買適合的射頻模組產品，即可輕易的實現新產品所需要的特性。但也由於產品功能的需求越來越多樣化、體積越來越輕薄化，如此，往往會造成內含天線的射頻模組產品，在組裝到電路板或無線通訊產品內時，天線受到周圍環境的影響，而使得天線的頻率與阻抗發生偏移，造成收訊與發射的信號品質不好。。
為了避免上述的問題產生，射頻模組製造商往往需要針對每一個客戶的產品環境去調整天線的阻抗與頻率，才能夠確保射頻模組設置 在無線通訊產品後，仍舊能夠達到預設的效能。如此一來無疑會增加射頻模組製造商製作射頻模組所花費的時間及成本，並導致無線通訊產品的製作成本提高。
本創作之一目的，在於提供一種可調整天線頻率與阻抗的射頻裝置，主要包括一第一電路板、一射頻模組及一第二電路板。射頻模組設置在第一電路板上，而第一電路板則設置在第二電路板上。射頻模組的天線單元透過接地線及第一頻率調整單元連接第二電路板上的第二頻率調整單元，藉此可透過變換第一頻率調整單元及/或第二頻率調整單元，來調整天線的共振頻率與阻抗。
本創作之又一目的，在於提供一種可調整天線阻抗及頻率的射頻裝置，可透過第一電路板上的第一頻率調整單元及第二電路板上的第二頻率調整單元調整天線單元的共振頻率，使得射頻模組及第一電路板設置在第二電路板後，不用再變更射頻模組的線路，僅利用第二頻率調整單元，即可調整天線單元的共振頻率，修正天線單元因為受到環境影響而造成的共振頻率偏移。
本創作之又一目的，在於提供一種可調整天線阻抗及頻率的射頻裝置，可透過第一電路板上的第一阻抗匹配單元及第二電路板上的第二阻抗匹配單元，使得射頻模組及第一電路板設置在第二電路板後，不用再變更射頻模組的線路，僅利用第二阻抗匹配單元即可調整天線單元的阻抗，修正天線單元因為受到環境影響而造成的阻抗偏移。
為達到上述目的，本創作提供一種可調整天線阻抗及天線頻 率的射頻裝置，包括：一第一電路板；一射頻模組，設置於第一電路板上，並包括：一天線單元、一第一頻率調整單元、一第一阻抗匹配單元、一第一淨空區、至少一接地線、一射頻電路、一訊號饋入線及一第一接地層；其中第一淨空區位於第一電路板，天線單元位於第一淨空區內，並電性連接接地線、訊號饋入線及第一頻率調整單元；第一頻率調整單元，電性連接天線單元及至少一接地線；第一阻抗匹配單元，電性連接訊號饋入線；訊號饋入線電性連接至射頻電路；一第二電路板，設置於第一電路板的下方，並包括：一第二接地層、一第二頻率調整單元，其中第二接地層電性連接第一接地層；第二頻率調整單元電性連接第一電路板上的至少一接地線及第二接地層。
本創作還提供另一種可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝 置，包括：一第一電路板；一射頻模組，設置於第一電路板上，並包括：一天線單元、一第一頻率調整單元、一第二頻率調整單元、一第一阻抗匹配單元、一第二阻抗匹配單元、一第一淨空區、複數個接地線、一射頻電路、一第一訊號饋入線、一第二訊號饋入線及一第一接地層；其中第一淨空區位於第一電路板，天線單元具有兩個共振頻率，位於第一淨空區內，並電性連接複數個接地線、第一訊號饋入線、第二訊號饋入線、第一頻率調整單元及第二頻率調整單元；第一頻率調整單元電性連接天線單元、第一訊號饋入線及至少一接地線；第二頻率調整單元電性連接天線單元、第二訊號饋入線及至少一接地線；第一阻抗匹配單元電性連接第一訊號饋入線；第二阻抗匹配單元，電性連接第二訊號饋入線；射頻電路電性連接第 一訊號饋入線及第二訊號饋入線；一第二電路板，設置於第一電路板的上方或下方，包括；一第二接地層、一第三頻率調整單元及一第四頻率調整單元，其中第二接地層電性連接第一接地層；第三頻率調整單元電性連接第一電路板上的第一頻率調整單元；第四頻率調整單元電性連接第一電路板上的第二頻率調整單元。
在本創作射頻裝置一實施例中，還包括一第二阻抗匹配單 元，位於第二電路板，且第二阻抗匹配單元電性連接第一電路板上的第一阻抗匹配單元。
在本創作射頻裝置一實施例中，其中第二電路板包括一第二 淨空區，位於第一淨空區垂直延伸位置。
在本創作射頻裝置一實施例中，其中天線單元包括：至少一 基材；複數個導電層，設置於基材的表面或內部，其中複數個導電層之間形成電容效應，並產生天線單元的共振頻率，其中複數個接地線分別連接天線單元的各個導電層，而訊號饋入線則連接天線單元的至少一導電層。
在本創作射頻裝置一實施例中，其中天線單元包括：至少一 基材；至少一第一導電層，設置於基材的表面或內部，其中第一導電層電性連接第一頻率調整單元；及至少一第二導電層，設置於基材的表面或內部，其中第一導電層及第二導電層之間用以產生電容效應，並形成天線單元的共振頻率，其中第二導電層連接訊號饋入線及至少一接地線。
在本創作射頻裝置一實施例中，其中第一導電層及第二導電 層分別設置在不同的平面，且部分第一導電層與部分第二導電層重疊以產生電容效應，並形成天線單元的共振頻率。
在本創作射頻裝置一實施例中，其中第一導電層及第二導電 層設置於相同或相近的平面上，且第一導電層與第二導電層之間存在一間隙以產生電容效應，並形成天線單元的共振頻率。
在本創作射頻裝置一實施例中，其中第一頻率調整單元及第二頻率調整單元包括至少一電容或至少一電感。
在本創作射頻裝置一實施例中，其中第三頻率調整單元並聯第一頻率調整單元，而第四頻率調整單元則並聯第二頻率調整單元。
在本創作射頻裝置一實施例中，包括一第三阻抗匹配單元，位於第二電路板，並電性連接第一阻抗匹配單元。
在本創作射頻裝置一實施例中，包括一第四阻抗匹配單元，位於第二電路板，並電性連接第二阻抗匹配單元。
在本創作射頻裝置一實施例中，其中第二電路板包括一第二淨空區，位於第一淨空區的垂直延伸位置。
在本創作射頻裝置一實施例中，其中天線單元包括：至少一基材；複數個導電層，設置於基材的表面或內部，其中複數個導電層之間形成兩個具電容效應之區域，並產生天線單元的兩個共振頻率，其中複數個接地線分別連接天線單元的各個導電層，而第一訊號饋入線與第二訊號饋入線則分別連接兩個不同的導電層，以傳輸或接收不同頻率之訊號。
在本創作射頻裝置一實施例中，其中天線單元包括：至少一基材；至少一第一導電層，設置於基材的表面或內部，其中第一導電層電性連接第一頻率調整單元，並透過第一訊號饋入線電性連接第一阻抗匹配單元；至少一第二導電層，設置於基材的表面或內部，其中第二導電層電 性連接第二頻率調整單元，並透過第二訊號饋入線電性連接第二阻抗匹配單元；及至少一第三導電層，設置於基材的表面或內部，第三導電層設置的平面與第一導電層或第二導電層設置的平面不同，且部分第三導電層分別與部分第一導電層及部分第二導電層重疊，以形成兩個具電容效應的區域，其中第三導電層透過至少一接地線電性連接第一頻率調整單元、第二頻率調整單元及第一接地層。
在本創作射頻裝置一實施例中，其中第一導電層及第二導電 層分別透過至少一接地線連接第一接地層。
在本創作射頻裝置一實施例中，其中第一頻率調整單元、第 二頻率調整單元、第三頻率調整單元及第四頻率調整單元包括至少一電容或至少一電感。
10‧‧‧射頻裝置
100‧‧‧射頻裝置
11‧‧‧第一電路板
13‧‧‧射頻模組
130‧‧‧射頻模組
131‧‧‧天線單元
1311‧‧‧基材
1313‧‧‧第一導電層
1314‧‧‧間隙
1315‧‧‧第二導電層
132‧‧‧接地線
133‧‧‧第一頻率調整單元
134‧‧‧訊號饋入線
135‧‧‧第一阻抗匹配單元
136‧‧‧第一接地層
137‧‧‧射頻電路
138‧‧‧第一淨空區
139‧‧‧連接單元
15‧‧‧第二電路板
151‧‧‧第二頻率調整單元
153‧‧‧第二接地層
155‧‧‧第二淨空區
157‧‧‧第二阻抗匹配單元
20‧‧‧射頻裝置
21‧‧‧第一電路板
23‧‧‧射頻模組
231‧‧‧天線單元
2311‧‧‧基材
2313‧‧‧第一導電層
2315‧‧‧第二導電層
2317‧‧‧第三導電層
232‧‧‧接地線
2331‧‧‧第一頻率調整單元
2333‧‧‧第二頻率調整單元
2341‧‧‧第一訊號饋入線
2343‧‧‧第二訊號饋入線
2351‧‧‧第一阻抗匹配單元
2353‧‧‧第二阻抗匹配單元
236‧‧‧第一接地層
237‧‧‧射頻電路
238‧‧‧第一淨空區
239‧‧‧連接單元
25‧‧‧第二電路板
2511‧‧‧第三頻率調整單元
2513‧‧‧第四頻率調整單元
252‧‧‧連接線路
253‧‧‧第二接地層
255‧‧‧第二淨空區
2571‧‧‧第三阻抗匹配單元
2573‧‧‧第四阻抗匹配單元
30‧‧‧射頻裝置
40‧‧‧射頻裝置
41‧‧‧電阻器
第1圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置之一實施例的方塊連接示意圖。
第2圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置之一實施例的立體示意圖。
第3圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置之一實施例的立體分解示意圖。
第4圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置的天線單元之一實施例的立體示意圖。
第5圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置的 天線單元又一實施例的立體示意圖。
第6圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置又一實施例的方塊連接示意圖。
第7圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置又一實施例的立體示意圖。
第8圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置又一實施例的立體示意圖。
第9圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置又一實施例的方塊連接示意圖。
第10圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置又一實施例的立體示意圖。
第11圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置又一實施例的立體分解示意圖。
第12圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置的天線單元又一實施例的立體示意圖。
第13圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置又一實施例的方塊連接示意圖。
第14圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置又一實施例的立體示意圖。
第15圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置又一實施例的立體示意圖。
第16圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置又 一實施例的立體示意圖。
第17圖：為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置又一實施例的立體示意圖。雖然已透過舉例方式在圖式中描述了本創作的具體實施方式，並在本文中對其作了詳細的說明，但是本創作還允許有各種修改和替換形式。本創作之圖式內容可為不等比例，圖式及其詳細的描述僅為特定型式的揭露，並不為本創作的限制，相反的，依據本創作的專利範圍之精神和範圍內，進行修改、均等構件及其置換，皆為本創作所涵蓋的範圍。
請參閱第1圖至第3圖，分別為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置一實施例的方塊連接示意圖、立體示意圖及立體分解示意圖。如圖所示，射頻裝置10主要包括一第一電路板11、一射頻模組13及一第二電路板15，其中射頻模組13設置在第一電路板11上，而第二電路板15則設置在第一電路板11的下方。
在本創作一實施例中，可將設置在第一電路板11上的元件及電路定義成射頻模組13，其中射頻模組13包括一天線單元131、複數個接地線132、一第一頻率調整單元133、一訊號饋入線134、一第一阻抗匹配單元135、一第一接地層136、一射頻電路137及一第一淨空區138。第一淨空區138位於第一電路板11上，而天線單元131則位於第一電路板11的第一淨空區138內。
天線單元131電性連接至少一個接地線132、訊號饋入線134 及第一頻率調整單元133。
第一阻抗匹配單元135及射頻電路137皆電性連接訊號饋入 線134，其中射頻電路137可透過訊號饋入線134及第一阻抗匹配單元135電性連接天線單元131。
第二電路板15包括一第二頻率調整單元151及一第二接地層 153，其中第二接地層153電性連接第一電路板11上的第一接地層136，而第二頻率調整單元151電性連接第二接地層153，並透過第一電路板11上的至少一接地線132電性連接第一頻率調整單元133。例如第二接地層153可透過第二頻率調整單元151、接地線132及第一頻率調整單元133電性連接天線單元131。
本創作所述的第一頻率調整單元133及第二頻率調整單元 151，主要用以調整天線單元131所產生的共振頻率，例如第一頻率調整單元133及第二頻率調整單元151包括電容、電感及/或電阻等被動元件。
在實際應用時，將第一電路板11及射頻模組13設置在第二電 路板15上時，往往會因為第二電路板15的尺寸或其他元件，而導致射頻模組13上的天線單元131的共振頻率產生偏移，例如第一電路板11及射頻模組13電性連接第二電路板15上的電路或元件後，天線單元131的共振頻率與安裝前原本的共振頻率不同。
如此一來可能會造成天線單元131的共振頻率偏離正常使用 頻率範圍，使得第一電路板11及射頻模組13，設置在第二電路板15後無法正常運作。透過本創作所揭露的內容，可變換第二頻率調整單元151，例如選用適當電容值、電感值及/或0歐姆電阻等，以改變射頻模組13的天線單元 131所產生的共振頻率。使得第一電路板11及射頻模組13，設置在第二電路板15上後，所產生的共振頻率可符合所需要的頻率範圍，並可正常的運作。
第一電路板11及第二電路板15以層疊的方式設置，其中第一 電路板11上可設置至少一連接單元139，並透過連接單元139電性連接第一接地層136及第二接地層153或連接相對應的導電線路。具體來說連接單元139可貫穿第一電路板11，或者是沿著第一電路板11的側邊設置，皆可達到電性連接第一接地層136及第二接地層153或連接第一電路板與第二電路板上之相對應之導電線路的目的，當然上述連接單元139的設置方式僅為本創作一實施例，並不為本創作的範圍限制。而第一電路板上之射頻電路137，也依射頻裝置之電氣特性需求，電性連接到第二電路板15，唯此連接並未標示於示意圖中。
在本創作一實施例中，如第3圖所示，第二電路板15可包括 一第二淨空區155，其中第二淨空區155位於第一淨空區138的垂直延伸位置。當第一電路板11設置在第二電路板15上時，第一電路板11上的第一淨空區138會與第二電路板15上的第二淨空區155約略重疊。
在本創作一實施例中，天線單元131包括至少一基材1311及 複數個導電層1313/1315，其中各個導電層1313/1315可設置在基材1311的表面或內部，天線單元131設置於第一電路板11的第一淨空區138內，其中至少一個接地線132連接天線單元131的一個導電層1315，而訊號饋入線134則連接天線單元131的至少一導電層1315，各個導電層1313/1315之間可形成電容效應，並產生天線單元131的共振頻率。例如：導電層可包括一第一導電層1313及一第二導電層1315，其中第一導電層1313設置在基材1311的表 面、底表面或內部，並電性連接第一頻率調整單元133之後連接接地線132。 第二導電層1315設置於基材1311的表面、頂表面或內部，連接訊號饋入線134及至少一接地線132，並透過訊號餽入線134電性連接第一阻抗匹配單元135。第一導電層1313及第二導電層1315之間用以產生電容效應，並形成天線單元131的共振頻率。
具體來說第一導電層1313及第二導電層1315可分別設置在 基材1311的不同平面上，其中部分的第一導電層1313與部分的第二導電層1315重疊，使得兩者之間重疊的部分產生電容效應，以形成天線單元131的共振頻率，如第4圖所示。在不同實施例中，第一導電層1313及第二導電層1315設置於基材1311的相同或相近的平面上，其中第一導電層1313及第二導電層1315之間存在一間隙1314，使得第一導電層1313及第二導電層1315之間可以產生電容效應，並形成天線單元131的共振頻率，如第5圖所示。當然第4圖及第5圖所述的天線單元131僅為本創作的實施方式，並不為本創作的限制，對本創作所屬技術領域中具通常知識者，亦可更換不同形式的天線單元，依據本創作的專利範圍之精神和範圍內，進行修改、均等構件及其置換，皆為本創作所涵蓋的範圍。
在本創作另一實施例中，如第6圖及第7圖所示，第二電路 板15上亦可設置一第二阻抗匹配單元157，其中第二電路板15上的第二阻抗匹配單元157電性連接第一電路板11上的第一阻抗匹配單元135。當射頻模組13設置於第二電路板15後，因為電氣環境之改變，導致天線單元131的阻抗產生偏移時，可利用第二阻抗匹配單元157來調整天線單元131的阻抗。
在本創作一實施例中，第一阻抗匹配單元135及第二阻抗匹 配單元157可以是由電阻、電容及/或電感所形成的π匹配電路。一般而言，將第一電路板11及射頻模組13設置在第二電路板15上時，射頻模組13的天線單元131之阻抗會受到第二電路板15尺寸及/或其他元件的影響而造成天線單元131與射頻電路137間的阻抗匹配不適當。為此可進一步調整第二電路板15上的第二阻抗匹配單元157，例如選擇適當的電阻、電容及/或電感，使得射頻模組13上的天線單元131與射頻電路137間的阻抗可互相匹配。
由本創作上述實施例可得知，在將第一電路板11及射頻模組 13設置在第二電路板15上時，往往會因為第二電路板15尺寸及/或其他元件的影響，造成射頻模組13的天線單元131所產生的共振頻率偏移，或者使得天線單元131與射頻電路137之間的阻抗不互相匹配。在實務應用時，若遭遇上述的問題，往往只能依據第二電路板15對射頻模組13的影響，而重新調整第一電路板11及射頻模組13上的第一頻率調整單元133與第一阻抗匹配單元135，例如更換射頻模組13上的第一頻率調整單元133及/或第一阻抗匹配單元135的電容或電感或電阻。但是，如果第一電路板11或射頻模組13已經過特定單位認證或是因其他原因，導致無法變更第一電路板11或射頻模組13上之元件時，本創作即提供一有效之解決方案。
透過本創作所述的內容，即可在第二電路板15上，設置第二 頻率調整單元151及/或第二阻抗匹配單元157之電路，並讓第二頻率調整單元151及/或第二阻抗匹配單元157分別與第一電路板11的第一頻率調整單元133及/或第一阻抗匹配單元135電性相連接，當射頻模組13及第一電路板11設置在第二電路板15後，再適當的調整第二頻率調整單元151及/或第二阻抗匹配單元157，便可讓天線單元131所產生的共振頻率符合要求，並讓天線 單元131與射頻電路137之阻抗相互匹配。
請參閱第8圖，為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻 裝置又一實施例的立體示意圖。本創作實施例所述之射頻裝置100的構造與第2圖所述之射頻裝置10的構造相近，主要的差別在於本創作實施例所述的射頻裝置100中，未連接第一頻率調整單元133的接地線132，不會直接連接第一電路板11的第一接地層136。相較之下，第2圖所示之天線單元131中，未連接第一頻率調整單元133的接地線132，則會直接連接第一電路板11上的第一接地層136。
具體來說射頻裝置100中的天線單元131可透過未連接第一 頻率調整單元133的接地線132及一第二阻抗匹配單元157連接第二電路板15的第二接地層153。此外該接地線132還電性連接訊號饋入線134及第一阻抗匹配單元135，並透過訊號饋入線134及第一阻抗匹配單元135電性連接射頻電路137。
由於第二電路板15上的第二阻抗匹配單元157電性連接第一 電路板11上的第一阻抗匹配單元135。因此當射頻模組130設置於第二電路板15後，因為電氣環境之改變，導致天線單元131的阻抗產生偏移時，可利用第二阻抗匹配單元157來調整天線單元131的阻抗。在本創作一實施例中，第二阻抗匹配單元157可以是電阻、電容、電感或者是由上述元件所組成的匹配電路。
請參閱第9圖及第10圖，分別為本創作可調整天線阻抗及天 線頻率的射頻裝置一實施例的方塊連接示意圖及立體示意圖。如圖所示，射頻裝置20主要包括一第一電路板21、一射頻模組23及一第二電路板25， 其中射頻模組23設置於第一電路板21上，而第二電路板25則設置在第一電路板21的下方。
在本創作一實施例中，可將第一電路板21上的元件及線路定 義為射頻模組23，其中射頻模組23包括一天線單元231、複數個接地線232、一第一頻率調整單元2331、一第二頻率調整單元2333、一第一訊號饋入線2341、一第二訊號饋入線2343、一第一阻抗匹配單元2351、一第二阻抗匹配單元2353、一第一接地層236、一射頻電路237及一第一淨空區238。第一淨空區238位於第一電路板21上，而天線單元231設置在第一電路板21的第一淨空區238內。
本創作實施例所述的天線單元231具有兩個不同的共振頻 率，其詳細的構造會在後面的實施例中具體說明。天線單元231電性連接複數個接地線232、第一訊號饋入線2341、第二訊號饋入線2343、第一頻率調整單元2331及第二頻率調整單元2333，其中天線單元231可透過其中一個接地線232電性連接第一頻率調整單元2331，並透過另一個接地線232電性連接第二頻率調整單元2333。
第一頻率調整單元2331電性連接天線單元231、第一訊號饋 入線2341及至少一接地線232，而第二頻率調整單元2333電性連接天線單元231、第二訊號饋入線2343及至少一接地線232。
第一阻抗匹配單元2351電性連接第一訊號饋入線2341，而第 二阻抗匹配單元2353則電性連接第二訊號饋入線2343。射頻電路237電性連接第一訊號饋入線2341及第二訊號饋入線2343，其中射頻電路237可透過第一訊號饋入線2341及第一阻抗匹配單元2351連接天線單元231，並透過第二 訊號饋入線2343及第二阻抗匹配單元2353連接天線單元231。
具體來說，天線單元231可用以產生第一共振頻率及第二共 振頻率，其中天線單元231可透過第一訊號饋入線2341及第一阻抗匹配單元2351傳輸第一共振頻率的訊號，並透過第二訊號饋入線2343及第二阻抗匹配單元2353傳輸第二共振頻率的訊號。
第二電路板25包括一第三頻率調整單元2511、一第四頻率調 整單元2513及一第二接地層253，其中第二接地層253電性連接第一電路板21上的第一接地層236，第三頻率調整單元2511電性連接第一電路板21上的第一頻率調整單元2331，而第四頻率調整單元2513則電性連接第一電路板21上的第二頻率調整單元2333。例如第三頻率調整單元2511可並聯第一電路板21上的第一頻率調整單元2331，而第四頻率調整單元2513則可並聯第一電路板21上的第二頻率調整單元2333。
本創作所述的第一頻率調整單元2331、第二頻率調整單元 2333、第三頻率調整單元2511及第四頻率調整單元2513，主要用以調整天線單元231所產生的共振頻率，例如第一頻率調整單元2331、第二頻率調整單元2333、第三頻率調整單元2511及第四頻率調整單元2513可包括電容、電感及/或電阻等被動元件。具體來說可透過第一頻率調整單元2331及第三頻率調整單元2511調整天線單元231產生的第一共振頻率，並透過第二頻率調整單元2333及第四頻率調整單元2513調整天線單元231產生的第二共振頻率。
在實際應用時，將第一電路板21及射頻模組23設置在第二電 路板25上時，往往會因為第二電路板25尺寸及/或其他元件的影響，而導致 射頻模組23上天線單元231的共振頻率產生偏移，此時可調整第二電路板25上的第三頻率調整單元2511及第四頻率調整單元2513，以改變射頻模組23的天線單元231所產生的共振頻率。如此將可以在不更動射頻模組23及第一電路板21的前提下，達到調整天線單元231的共振頻率的目的。當第一電路板21或射頻模組23已經過特定單位認證，或是因某種原因無法變更第一電路板21或射頻模組23上之元件時，本創作即提供一有效之解決方案，來調整射頻模組23之天線單元231的共振頻率。
第一電路板21設置於第二電路板25以堆疊的方式設置，其中 第一電路板21上可設置至少一連接單元239，並透過連接單元239電性連接第一接地層236及第二接地層253或連接第一電路板與第二電路板上之相對應之導電線路。具體來說連接單元239可貫穿第一電路板21，或者是沿著第一電路板21的側邊設置，皆可達到電性連接第一接地層236及第二接地層253或連接第一電路板與第二電路板上之相對應之導電線路的目的，當然上述連接單元239的設置方式僅為本創作一實施例，並不為本創作的範圍限制。
在本創作一實施例中，如第11圖所示，第二電路板25亦可包 括一第二淨空區255，其中第二淨空區255位於第一淨空區238的垂直延伸位置。當第一電路板21設置在第二電路板25上時，第一電路板21上的第一淨空區238會與第二電路板25上的第二淨空區255約略重疊。此外第二電路板25上的第三頻率調整單元2511及第四頻率調整單元2513分別連接一連接線路252，其中部分的連接線路252延伸至第一電路板21及/或第一淨空區238的下方，使得第一頻率調整單元2331及第二頻率調整單元2333可透過穿透 第一電路板21的連接單元239連接該連接線路252，其中第一頻率調整單元2331及第二頻率調整單元2333可分別並聯第三頻率調整單元2511及第四頻率調整單元2513。
在本創作一實施例中，如第12圖所示，天線單元231包括至 少一基材2311及複數個導電層2313/2315/2317，其中各個導電層2313/2315/2317可設置在基材2311的表面或內部，其中複數個接地線232分別連接天線單元231的各個導電層2313/2315/2317，而第一訊號饋入線2341及第二訊號饋入線2343則分別連接天線單元231的兩個不同的導電層2313/2315，並分別用以傳輸或接收不同頻率的訊號。各個導電層2313/2315/2317之間可形成兩個具電容效應的區域，並產生天線單元231的兩個共振頻率。
在本創作一實施例中導電層可包括一第一導電層2313、一第 二導電層2315及一第三導電層2317，其中第一導電層2313設置在基材2311的頂表面、表面或內部，電性連接第一頻率調整單元2331，並透過第一訊號饋入線2341電性連接第一阻抗匹配單元2351與射頻模組237，此外第一導電層2313亦可透過接地線232電性連接第一接地層236。
第二導電層2315設置於基材2311的頂表面、表面或內部，電 性連接第二頻率調整單元2333，並透過第二訊號饋入線2343電性連接第二阻抗匹配單元2353與射頻模組237，此外第二導電層2315亦可透過接地線232連接第一接地層236。在本創作一實施例中，第一導電層2313及第二導電層2315分別透過至少一接地線232電性連接第一接地層236。
至少一第三導電層2317設置於基材2311的底表面、表面或內 部，第三導電層2317設置的平面與第一導電層2313或第二導電層2315設置的平面不同，且部分第三導電層2317分別與部分第一導電層2313及部分第二導電層2315重疊，以形成兩個具電容效應的區域。此外第三導電層2317透過至少一接地線232電性連接第一頻率調整單元2331、第二頻率調整單元2333及第一接地層236。
在本創作另一實施例中，如第13圖至第15圖所示，第二電路 板25上亦可設置一第三阻抗匹配單元2571及/或一第四阻抗匹配單元2573，其中第二電路板25上的第三阻抗匹配單元2571電性連接第一電路板21上的第一阻抗匹配單元2351，而第二電路板25上的第四阻抗匹配單元2573則電性連接第一電路板21上的第二阻抗匹配單元2353。例如第二電路板25上的第三阻抗匹配單元2571及第四阻抗匹配單元2573分別連接一連接線路252，其中部分的連接線路252延伸至第一電路板21的下方，使得第一阻抗匹配單元2351及第二阻抗匹配單元2353可透過穿透第一電路板21的連接單元239連接該連接線路252。
第一阻抗匹配單元2351、第二阻抗匹配單元2353、第三阻抗 匹配單元2571及/或一第四阻抗匹配單元2573主要用以調整射頻模組23上天線單元231與射頻電路237間的阻抗匹配，使得第一電路板21及射頻模組23設置在第二電路板25之後，天線單元231與射頻電路237間的阻抗仍然是相互匹配的。
在本創作一實施例中，第一阻抗匹配單元2351、第二阻抗匹 配單元2353、第三阻抗匹配單元2571及一第四阻抗匹配單元2573可以是由電阻、電容及/或電感所形成的π匹配電路。
由本創作上述實施例可得知，在將第一電路板21及射頻模組 23設置在第二電路板25上時，往往會因為第二電路板25尺寸及/或其他元件的影響，造成射頻模組23的天線單元231所產生的共振頻率偏移，或者使得天線單元231與射頻電路237之間的阻抗匹配不佳。而當第一電路板21或射頻模組23已經過特定單位認證或是其他原因，導致無法變更第一電路板21或射頻模組23上之元件時，本創作即提供一有效之解決方案，來調整射頻模組23之天線單元231的共振頻率及其與射頻電路237之間的阻抗匹配。
透過本創作所述的內容，即可在第二電路板25上，設置第三 頻率調整單元2511、第四頻率調整單元2513、第三阻抗匹配單元2571、第四阻抗匹配單元2573之電路，並讓第三頻率調整單元2511及/或第三阻抗匹配單元2571，分別與第一電路板21的第一頻率調整單元2331及/或第一阻抗匹配單元2351電性連接，也讓第四頻率調整單元2513及/或第四阻抗匹配單元2573，分別與第一電路板21的第二頻率調整單元2333及/或第二阻抗匹配單元2353電性連接，當射頻模組23及第一電路板21設置在第二電路板25後，即可適當的調整第三頻率調整單元2511及/或第三阻抗匹配單元2571，來調整天線單元231所產生的一個共振頻率及其與射頻電路237間的阻抗匹配，同時也可以經由調整第四頻率調整單元2513及/或第四阻抗匹配單元2573，來調整天線單元231所產生的另一個共振頻率及其與射頻電路237間的阻抗匹配。
請參閱第16圖，為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻 裝置又一實施例的立體示意圖。本創作實施例所述之射頻裝置30的構造與第2圖所述之射頻裝置10的構造相近，主要的差別在於本創作實施例所述 的射頻裝置30中，連接第一頻率調整單元133的接地線132未直接連接第一電路板11上的第一接地層136。相較之下，第2圖所示之天線單元131中，連接第一頻率調整單元133的接地線132則會連接第一電路板11上的第一接地層136。
請參閱第17圖，為本創作可調整天線阻抗及天線頻率的射頻 裝置又一實施例的立體示意圖。本創作實施例所述之射頻裝置40的構造與第2圖所述之射頻裝置10的構造相近，主要的差別在於本創作實施例所述的射頻裝置40中，連接第一頻率調整單元133的接地線132透過至少一電阻器41，例如0歐姆的電阻，電性連接第一電路板11上的第一接地層136。相較之下，第2圖所示之天線單元131中，連接第一頻率調整單元133的接地線132則是直接連接第一電路板11上的第一接地層136。
在本創作中所述之連接指的是一個或多個物體或構件之間 的直接連接或者是間接連接，例如可在一個或多個物體或構件之間存在有一個或多個中間連接物。
說明書中所描述之也許、必須及變化等字眼並非本創作之限 制。說明書所使用的專業術語主要用以進行特定實施例的描述，並不為本創作的限制。說明書所使用的單數量詞(如一個及該個)亦可為複數個，除非在說明書的內容有明確的說明。例如說明書所提及之一個裝置可包括有兩個或兩個以上之裝置的結合，而說明書所提之一物質則可包括有多種物質的混合。
以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用來限定 本創作實施之範圍，即凡依本創作申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵 及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本創作之申請專利範圍內。
10‧‧‧射頻裝置
11‧‧‧第一電路板
13‧‧‧射頻模組
131‧‧‧天線單元
132‧‧‧接地線
133‧‧‧第一頻率調整單元
134‧‧‧訊號饋入線
135‧‧‧第一阻抗匹配單元
137‧‧‧射頻電路
15‧‧‧第二電路板
151‧‧‧第二頻率調整單元

Claims (21)

  1. 一種可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置，包括：一第一電路板；一射頻模組，設置於該第一電路板上，並包括：一天線單元、一第一頻率調整單元、一第一阻抗匹配單元、一第一淨空區、複數個接地線、一射頻電路、一訊號饋入線及一第一接地層，其中該第一淨空區位於該第一電路板；該天線單元位於該第一電路板的該第一淨空區內，並電性連接至少一該接地線、該訊號饋入線及該第一頻率調整單元；該第一頻率調整單元，電性連接該天線單元及至少一該接地線；該第一阻抗匹配單元，電性連接該訊號饋入線，並經由該訊號饋入線電性連接該射頻電路與該天線單元；及一第二電路板，設置於該第一電路板的下方，並包括：一第二接地層、一第二頻率調整單元，其中該第二接地層電性連接該第一接地層；該第二頻率調整單元電性連接該第二接地層，並經由該第一電路板上的至少一該接地線電性連結該第一頻率調整單元。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的射頻裝置，其中連接該第一頻率調整單元的該接地線不直接連接第一電路板的接地層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的射頻裝置，其中連接該第一頻率調整單元的該接地線透過一電阻器電性連接該第一電路板的該第一接地層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的射頻裝置，還包括一第二阻抗匹配單元，位於該第二電路板，且該第二阻抗匹配單元電性連接該第一電路板上的該第一阻抗匹配單元。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的射頻裝置，其中該第二電路板包括一第二淨空區，位於該第一淨空區垂直延伸位置。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的射頻裝置，其中該天線單元包括：至少一基材；複數個導電層，設置於該基材的表面或內部，其中該至少一接地線連 接該天線單元的至少一該導電層，而該訊號饋入線則連接該天線單元的至少另一該導電層，該複數個導電層之間形成電容效應，並產生該天線單元的共振頻率。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的射頻裝置，其中該天線單元包括：至少一基材；至少一第一導電層，設置於該基材的表面或內部，其中該第一導電層電性連接該第一頻率調整單元；及至少一第二導電層，設置於該基材的表面或內部，該第二導電層連接該訊號饋入線及至少一該接地線，其中該第一導電層及該第二導電層之間用以產生電容效應，並形成該天線單元的共振頻率。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的射頻裝置，其中該第一導電層及該第二導電層分別設置在不同的平面，且部分該第一導電層與部分該第二導電層重疊以產生電容效應，並形成該天線單元的共振頻率。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的射頻裝置，其中該第一導電層及該第二導電層設置於相同或相近的平面上，且該第一導電層與該第二導電層之間存在一間隙以產生電容效應，並形成該天線單元的共振頻率。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的射頻裝置，其中該第一頻率調整單元及該第二頻率調整單元包括至少一電容或至少一電感或至少一電阻。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的射頻裝置，其中未連接該第一頻率調整單元的該接地線不直接連接第一電路板的該接地層，並透過一第二阻抗匹配單元電性連接該第二電路板的該第二接地層。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的射頻裝置，其中連接該第一頻率調整單元的該接地線不直接連接第一電路板的接地層。
  13. 一種可調整天線阻抗及天線頻率的射頻裝置，包括：一第一電路板；一射頻模組，設置於該第一電路板上，並包括：一天線單元、一第一頻率調整單元、一第二頻率調整單元、一第一阻抗匹配單元、一第二阻抗匹配單元、一第一淨空區、複數個接地線、一射頻電路、一 第一訊號饋入線、一第二訊號饋入線及一第一接地層，其中該第一淨空區位於該第一電路板；該天線單元具有兩個共振頻率，位於該第一電路板的該第一淨空區內，並電性連接該複數個接地線、該第一訊號饋入線、該第二訊號饋入線、該第一頻率調整單元及該第二頻率調整單元；該第一頻率調整單元，電性連接該天線單元、該第一訊號饋入線及至少一該接地線；該第二頻率調整單元，電性連接該天線單元、該第二訊號饋入線及至少一該接地線；該第一阻抗匹配單元，電性連接該第一訊號饋入線，並經由該第一訊號饋入線電性連接該射頻電路與該天線單元；該第二阻抗匹配單元，電性連接該第二訊號饋入線，並經由該第二訊號饋入線電性連接該射頻電路與該天線單元；及一第二電路板，設置於該第一電路板的下方，包括；一第二接地層、一第三頻率調整單元及一第四頻率調整單元，其中該第二接地層電性連接該第一接地層；該第三頻率調整單元電性連接該第一電路板上的該第一頻率調整單元；該第四頻率調整單元電性連接該第一電路板上的該第二頻率調整單元。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的射頻裝置，其中該第三頻率調整單元並聯該第一頻率調整單元，而該第四頻率調整單元則並聯該第二頻率調整單元。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的射頻裝置，包括一第三阻抗匹配單元，位於該第二電路板，並電性連接該第一阻抗匹配單元。
  16. 如申請專利範圍第13項所述的射頻裝置，包括一第四阻抗匹配單元，位於該第二電路板，並電性連接該第二阻抗匹配單元。
  17. 如申請專利範圍第13項所述的射頻裝置，其中該第二電路板包括一第二淨空區，位於該第一淨空區的垂直延伸位置。
  18. 如申請專利範圍第13項所述的射頻裝置，其中該天線單元包括：至少一基材；複數個導電層，設置於該基材的表面或內部，其中該複數個接地線分 別連接該天線單元的該各個導電層，而該第一訊號饋入線與該第二訊號饋入線則分別連接兩個不同的導電層，以傳輸或接收不同頻率的訊號，其中該複數個導電層之間形成兩個具電容效應之區域，並產生該天線單元的兩個共振頻率。
  19. 如申請專利範圍第13項所述的射頻裝置，其中該天線單元包括：至少一基材；至少一第一導電層，設置於該基材的表面或內部，其中該第一導電層電性連接該第一頻率調整單元，並經由該第一頻率調整單元連接該第一接地層；該第一導電層並透過該第一訊號饋入線電性連接該第一阻抗匹配單元，再經由該第一阻抗匹配單元連接該射頻電路；至少一第二導電層，設置於該基材的表面或內部，其中該第二導電層電性連接該第二頻率調整單元，並經由該第二頻率調整單元連接該第一接地層；該第二導電層並透過該第二訊號饋入線電性連接該第二阻抗匹配單元，再經由該第二阻抗匹配單元連接該射頻電路；及至少一第三導電層，設置於該基材的表面或內部，該第三導電層設置的平面與該第一導電層或該第二導電層設置的平面不同，其中該第三導電層透過至少一該接地線電性連接該第一頻率調整單元、該第二頻率調整單元及該第一接地層，且部分該第三導電層分別與部分該第一導電層及部分該第二導電層重疊，以形成兩個具電容效應的區域。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的射頻裝置，其中該第一導電層及該第二導電層分別透過至少一該接地線連接該第一接地層。
  21. 如申請專利範圍第13項所述的射頻裝置，其中該第一頻率調整單元、該第二頻率調整單元、該第三頻率調整單元及該第四頻率調整單元包括至少一電容或至少一電感或至少一電阻。
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