TWM523979U

TWM523979U - 雙層晶片訊號元件結構

Info

Publication number: TWM523979U
Application number: TW104219560U
Authority: TW
Inventors: Wen-Jiao Liao; wei-hong Cai
Original assignee: Power Wave Electronic Co Ltd
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2016-06-11

Description

雙層晶片訊號元件結構

本創作係關於一種天線，尤指一種雙頻單饋入式單極天線。

隨著無線通訊科技的發展，電子產品例如筆記型電腦、行動電話、個人數位助理(PDA)等可攜式電子裝置均朝向輕薄化進行設計開發。用以收發電波訊號的天線尺寸相對縮小，或是改變天線結構型態，方可內置於電子產品內部使用。

目前市面上常見的多頻單饋入天線具有一晶片天線及一天線基板。該晶片天線係以陶瓷材料製作成一方形的載體，並於該載體上披覆有信號射或接收的輻射金屬圖案，該晶片天線在與該天線基板電性連結時，係將該晶片天線的輻射金屬圖案與天線基板(印刷電路板)上的信號饋入線進行電性連結，在該信號饋入線與銅軸電纜線電性連結後，該輻射金屬圖案在收到信號後，並將信號經信號饋入線傳給銅軸電纜線，再由銅軸電纜線傳給電子裝置的主機板進行處理，或者主機板處理後的信號經銅軸電纜線傳至該輻射金屬圖案上發射，以達通訊之目的。

由於該晶片天線以陶瓷材料製作後，該晶片天線體積較傳統的天線縮小許多，但是與該晶片天線搭配使用的天線基板為了與該晶片天線具有一較佳的匹配特性時，該天線基板的體積較該晶片天線大上數倍，在運用於行動電子裝置上可以降低該電子裝置的厚度，但無法對該電子裝置的體積縮小。因此要使天線基板的體積縮小，相對該晶片天線的體積也要縮小數倍，才可與縮小後的天線基板匹配使用。

本創作之主要目的，在於解決傳統缺失，本創作將高頻頻段及低頻頻段的輻射單元分別設於該基體的頂面及底面，藉由上述的該頂面的輻射單元來控制高頻頻段阻抗、共振頻率與輻射效應，並利用週期性結構產生低頻頻段的倍頻並控制高頻頻段頻率偏移，且藉由底面的輻射單元來控制低頻頻段而達到預定的目標阻抗、共振頻率、頻寬與輻射效應，可有效縮小天線尺寸。

為達上述之目的，本創作提供一種雙層晶片訊號元件結構，至少包括有：一基體、一第一輻射單元、一第二輻射單元及一導電體。該基體上具有一頂面及一底面。該第一輻射單元設於該基體的頂面上，該第一輻射單元上具有二相對稱方形的第一輻射面，該二第一輻射面間電性連結有二相對稱的第一輻射線，二相對稱的第二輻射線及二相對稱的第三輻射線，且以該二第三輻射線電性連結該第一輻射線及該第二輻射線。該第二輻射單元設於該基體的底面。該導電體以埋設於該基體內部，以該導電體的一端電性連結該第一輻射單元，該導電體的另一端電性連結該第二輻射單元。

在本創作之一實施例中，該第一輻射線上各具有一第一U形線段及一S形線段，該二第一U形線段一端與該二S形線段一端電性連結，該二S形線段另一端與該二第一輻射面電性連結。

在本創作之一實施例中，該第二輻射線上各具有一第二U形線段及一字形線段，該二一字形線段的一端與該二第二U形線段的一端電性連結，該二一字形線段另一端相互電性連結並與該二第二U形線段的另一端相對應。

在本創作之一實施例中，該第三輻射線上各具有二位於該第一輻射線及該第二輻射線之間的第三U形線段，該二第三U形線段的一端各電性連結有一直線段，另一端電性連結有二L形線段，該二直線段與該二第一U形線段電性連結，該二L形線段與該二第二U形線段電性連結。

在本創作之一實施例中，該雙層晶片訊號元件結構的頂面及底面的第一輻射單元及該第二輻射單元上設有一防焊層，該底面上的防焊層使該第二輻射單元的第二輻射面及該第三輻射面的部份外露，該部份外露的面積形成二電極端。

在本創作之一實施例中，該防焊層表面上設有一識別層。

在本創作之一實施例中，該第二輻射單元具有一方形的第二輻射面及一方形的第三輻射面，該第二輻射面的面積大於該第三輻射面的面積。

在本創作之一實施例中，該導電體係由複數個導電柱組成，該些導電柱係以埋設於該基體內部，以該些導電柱的一端與該二第一輻射面電性連結，該些導電柱的另一端與該第二輻射面及該第三輻射面電性連結。

在本創作之一實施例中，更包含有一天線基板，該天線基板與該雙層晶片訊號元件結構電性連結，該天線基板正面上具有一第一接地金屬層及一裸空部，該裸空部上具有一固接端及一訊號饋入線，以該第二輻射單元與該固接端及該訊號饋入線與固接端相對應的一端電性連結，該訊號饋入線包含一第一訊號饋入線、一第二訊號饋入線及一位於該第一訊號饋入線與該第二訊號饋入線之間的間距，以及該第一訊號饋入線及該第二訊號饋入線與該第一接地金屬層之間具有一間隙，以一匹配電路電性連結該第二訊號饋入線與該第一接地金屬層；另，該天線基板的背面具有一第二接地金屬層及一淨空區。

在本創作之一實施例中，更包含有一天線基板，該天線基板與該雙層晶片訊號元件結構電性連結，該天線基板正面上具有一第一接地金屬層及一裸空部，該裸空部上具有一固接端及一訊號饋入線，以該第二輻射單元與該固接端及該訊號饋入線與固接端相對應的一端電性連結，該訊號饋入線包含一第一訊號饋入線及一與該第一訊號饋入線電性連結的第二訊號饋入線，該第二訊號饋入線與該第一接地金屬層之間具有一間隙；另，該天線基板的背面具有一第二接地金屬層及一淨空區。

在本創作之一實施例中，該基體為方形體的玻璃纖維材質。

10‧‧‧雙層晶片訊號元件結構

1‧‧‧基體

11‧‧‧頂面

12‧‧‧底面

2‧‧‧第一輻射單元

21‧‧‧第一輻射面

22‧‧‧第一輻射線

221‧‧‧第一U形線段

222‧‧‧S形線段

23‧‧‧第二輻射線

231‧‧‧第二U形線段

232‧‧‧一字形線段

24‧‧‧第三輻射線

241‧‧‧第三U形線段

242‧‧‧直線段

243‧‧‧L形線段

3‧‧‧第二輻射單元

31‧‧‧第二輻射面

32‧‧‧第三輻射面

31a及32a‧‧‧電極端

4‧‧‧導電體

41‧‧‧導電柱

5‧‧‧防焊層

6‧‧‧識別層

20、30‧‧‧天線基板

201、301‧‧‧第一接地金屬層

202、302‧‧‧裸空部

203、303‧‧‧固接端

204、304‧‧‧訊號饋入線

204a、304a‧‧‧第一訊號饋入線

204b、304b‧‧‧第二訊號饋入線

204c‧‧‧間距

205、305‧‧‧間隙

圖1，係本創作之第一實施例的雙層晶片訊號元件結構外觀立體示意圖示意圖。

圖2，係圖1的底面示意圖。

圖3，係本創作之第二實施例的雙層晶片訊號元件結構頂面示意圖。

圖4，係本創作之第二實施例的雙層晶片訊號元件結構底面示意圖。

圖5，係圖3與圖4的側剖視示意圖。

圖6，係本創作之第三實施例的雙層晶片訊號元件結構與第一種的天線基板電性連結示意圖。

圖7，係圖6的反射損失曲線示意圖。

圖8，係本創作之第四實施例的雙層晶片訊號元件結構與第二種的天線基板電性連結示意圖。

圖9，係圖8的反射損失曲線示意圖。

茲有關本創作之技術內容及詳細說明，現配合圖式說明如下：請參閱圖1~圖2，係本創作之第一實施例的雙層晶片訊號元件結構外觀立體及圖1的底面示意圖。如圖所示：本創作之雙層晶片訊號元件結構10至少包括有：一基體1、一第一輻射單元2、一第二輻射單元3及一導電體4。

該基體1，其上具有一頂面11及一底面12。在本圖式中，該基體1為玻璃纖維材質。在本圖式中，該基體1為方形體。

該第一輻射單元2，係設於該基體1的頂面11上。該第一輻射單元2上具有二相對稱方形的第一輻射面21，該二第一輻射面21間電性連結有二相對稱的第一輻射線22，二相對稱的第二輻射線23及二相對稱的第三輻射線24。該二相對稱的第一輻射線22上各具有一第一U形線段221及一S形線段222，該二第一U形線段221一端與該二S形線段222一端電性連結，該二S形線段222另一端與該二第一輻射面21電性連結。該二相對稱的第二輻射線23上各具有一第二U形線段231及一字形線段232，該二一字形線段232的一端與該二第二U形線段231的一端電性連結，該二一字形線段232另一端相互電性連結並與該二第二U形線段231的另一端相對應。另，該二相對稱的第三輻射線24上各具有二位於該第一輻射線22及該第二輻射線23之間的第三U形線段241，該二第三U形線段241的一端各電性連結有一直線段242，另一端電性連結有二L形線段243，該二直線段242與該二第一U形線段221電性連結，該二L形線段243與該二第二U形線段231電性連結。

該第二輻射單元3，係設於該基體1的底面12，該第二輻射單元3具有一方形的第二輻射面31及一方形的第三輻射面32，該第二輻射面31的面積大於該第三輻射面32的面積。

該導電體4，係由複數個導電柱41組成，該些導電柱係以埋設於該基體1內部，以該些導電柱41的一端與該二第一輻射面21電性連結，該些導電柱41的另一端與該第二輻射面31及該第三輻射面32電性連結。

藉由上述的該第一輻射單元2來控制高頻頻段阻抗、共振頻率與輻射效應，並利用週期性結構產生低頻頻段的倍頻並控制高頻頻段頻率偏移，且藉由該第二輻射單元3來控制低頻頻段而達到預定的目標阻抗、共振頻率、頻寬與輻射效應，可有效縮小天線尺寸。

請參閱圖3~圖5，係本創作之第二實施例的雙層晶片訊號元件結構頂面、底面及圖3、4的側剖視示意圖。如圖所示：在本創作之雙層晶片訊號元件結構10的頂面11及底面12的第一輻射單元2及該第二輻射單元3製作完成後，於該頂面11及該底面12上設有一防焊層5，於該頂面11上的防焊層5以覆蓋該第一輻射單元2，該底面12上的防焊層5係以該覆蓋該第二輻射單元3，僅使該第二輻射單元的第二輻射面31及該第三輻射面32的部份外露，該部份外露的面積形成二電極端31a及32a。

在該雙層晶片訊號元件結構10的頂面11的防焊層5表面上設有一識別層6，該識別層6上具有各式的圖案、文字或數字，以識別該雙層晶片訊號元件結構10方向或公司商標、產品型號、貨號、尺寸。

請參閱圖6及圖7，係本創作之第三實施例的雙層晶片訊號元件結構與第一種的天線基板電性連結及圖6的反射損失曲線示意圖。如圖所示：將該雙層晶片訊號元件結構10與天線基板20電性連結，該雙層晶片訊號元件結構10電性連結在一個具有淨空區(圖中未示)的天線基板20上做說明。

該天線基板20正面上具有一第一接地金屬層201及一裸空部202，該裸空部202上具有一固接端203及一訊號饋入線204，以該雙層晶片訊號元件結構10的二電極端31a及32a與該固接端203及該訊號饋入線204與固接端203相對應的一端電性連結。該訊號饋入線204包含一第一訊號饋入線204a、一第二訊號饋入線204b及一位於該第一訊號饋入線204a與該第二訊號饋入線204b之間的間距204c，以及該第一訊號饋入線204a及該第二訊號饋入線204b與該第一接地金屬層201之間的間隙205可透過匹配電路(圖中未示)電性連結，以進行阻抗及頻率調整。另，該天線基板20的背面具有一第二接地金屬層(圖中未示)及一淨空區(圖中未示)。

在該雙層晶片訊號元件結構10與該天線基板20電性連結後，該天線的反射損失曲線下：當△1在2.4GHZ頻段時，該反射損失為-11.170dB。

當△2在2.45GHZ頻段時，該反射損失為-21.497dB。

當△3在2.5GHZ頻段時，該反射損失為-11.503dB。

當△4在5.15GHZ頻段時，該反射損失為-17.484dB。

當△5在5.47GHZ頻段時，該反射損失為-13.587dB。

當△6在5.85GHZ頻段時，該反射損失為-16.058dB。

請參閱圖8及圖9，係本創作之第四實施例的雙層晶片訊號元件結構與第二種的天線基板電性連結及圖8的反射損失曲線示意圖。如圖所示：將該雙層晶片訊號元件結構10與天線基板30電性連結，該雙層晶片訊號元件結構10電性連結在一個具有淨空區(圖中未示)的天線基板30上做說明。

該天線基板30正面上具有一第一接地金屬層301及一裸空部302，該裸空部302上具有一固接端303及一訊號饋入線304，以該雙層晶片訊號元件結構10的二電極端31a及32a與該固接端303及該訊號饋入線304與固接端303相對應的一端電性連結。該訊號饋入線304包含一第一訊號饋入線304a及一與該第一訊號饋入線304a電性連結的第二訊號饋入線304b，該第二訊號饋入線304b與該第一接地金屬層301之間的間隙305。另，該天線基板30的背面具有一第二接地金屬層(圖中未示)及一淨空區(圖中未示)。

在該雙層晶片訊號元件結構10與該天線基板30電性連結後，該天線的反射損失曲線下：當△1在2.4GHZ頻段時，該反射損失為-7.2992dB。

當△2在2.45GHZ頻段時，該反射損失為-11.724dB。

當△3在2.5GHZ頻段時，該反射損失為-22.564dB。

當△4在5.485GHZ頻段時，該反射損失為-33.675dB。

當△5在5.150GHZ頻段時，該反射損失為-8.1785dB。

當△6在5.50GHZ頻段時，該反射損失為-31.917dB。

當△7在5.85GHZ頻段時，該反射損失為-7.7384dB。

因此，藉由該第一輻射單元2來控制2.45GHZ至5GHZ頻段阻抗、共振頻率與輻射效應，並利用週期性結構產生2.45GHZ頻段的倍頻並控制5GHZ頻段頻率偏移，且藉由該第二輻射單元3來控制2.45GHZ頻段而達到預定的目標阻抗、共振頻率、頻寬與輻射效應，可有效縮小天線尺寸。

上述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。