TWM539708U - 可提升效能的外置式天線結構 - Google Patents

Description

可提升效能的外置式天線結構

本新型係關於一種天線，尤指一種可提升效能的外置式天線結構。

為了提升無線訊號的收發能力，在許多無線基地台、智慧電視等電子設備上，皆會安裝有一外置式天線，使訊號收發能力得以提升，目前的外置式天線皆採用多路徑設計方式，以形成多種模態，讓該外置式天線可以接收不同模態下的無線訊號。

但是現有技術中的外置式天線，在設計上採用多路徑設計的方式，讓該外置式天線形成多種模態，以接收不同模態的無線訊號，這種設計方式，雖然可以達到寬頻的模態的效果，但是在中間頻帶的模態，會因為電流反向導致阻抗特性不佳，以至於中間頻帶在使用上造成訊號影響等狀況發生，使得該外置式天線在使用上非常不方便。

如圖8所示，現有技術中又有一種外置式天線，其包括一基板90，該基板90上設有一饋入端91、一輻射體92以及一線材93，該線材93的一端透過銲錫分別與該饋入端91及該輻射體92連接，該線材93的另一端連接一天線接頭(圖中未示)，該線材93透過一黏著層94固定於該輻射體92上，使該線材93不會晃動，該天線接頭與無線基地台或者智慧電視等電子設備連接，藉由該黏著層94可將該線材93固定於該基板90上，但是以黏著的方式固定，不僅可能有固定不牢靠的問題，也會導致外置式天線的阻抗匹配、輻射耦合的效果變差，以影響使用效能；此外，也有採用固定元件的方式來固定該線材93，但是，透過固定元件的方式固定也會導致外置式天線的效能變差，並且使生產成本提升，因此，現有技術存在有待改善的空間。

有鑑於上述現有技術所存在的問題，本新型係提供一種可提升效能的外置式天線結構，藉由設於外置式天線上的輻射體形成較佳的阻抗匹配及輻射耦合的效能，並且於該外置式天線上形成有一固定線的結構，以直接固定訊號連接線，而不需要透過黏著方式，或者固定元件來固定訊號連接線，藉此達到方便固定兼具提升天線效能的目的。

為達成上述目的所採取的技術手段，係令前述可提升效能的外置式天線結構，其包括： 一基板，其具有一表面； 一第一輻射體，其設於該表面的上端； 一饋入部，其設於該表面的上端及下端之間，該饋入部的上端與該第一輻射體連接； 一第二輻射體，其設於該表面的下端，該第二輻射體形成有貫穿該基板的一穿孔； 一訊號連接件，其具有相對一第一端及一第二端，該第一端連接該饋入部，該第二端穿過該穿孔以固定該訊號連接件。

透過上述構造可知，藉由該第一輻射體與該第二輻射體形成較佳的阻抗匹配及輻射耦合效能，使本新型外置式天線具有良好的輻射場型效能，並且透過該穿孔固定該訊號連接件，以提升本新型外置式天線的使用效能，藉此達到方便固定兼具提升天線效能的目的。

關於本新型可提升效能的外置式天線結構的較佳實施例，如圖1、2所示，其包括一基板10、一第一輻射體20、一饋入部30、一第二輻射體40及一訊號連接件50，在本實施例中，包括有一第一軸向(Z軸)、一第二軸向(Y軸)及一第三軸向(Z軸)，該第一軸向(Z軸)分別與該第二軸向(Y軸)及該第三軸向(Z軸)相垂直，該第二軸向(Y軸)與該第三軸向(Z軸)相垂直，該基板10具有相對的一前表面及一後表面，該基板10的前表面及後表面在該第二軸向(Y軸)上相對應，該基板10的上端與下端在該第一軸向(Z軸)上相對應，其中，該第一軸向(Z軸)與該第二軸向(Y軸)構成一ZY平面、該第一軸向(Z軸)與該第三軸向(X軸)構成一ZX平面、該第二軸向(Y軸)與該第三軸向(X軸)構成一XY平面。

該第一輻射體20設於該基板10前表面的上端，本實施例中，該第一輻射體20呈一長矩形狀。

該饋入部30設於該基板10表面的上端及下端之間，該饋入部30的上端與該第一輻射體20連接，本實施例中，該第一輻射體20與該饋入部30相連接處，進一步朝該基板10的上端凹陷形成一凹槽21，以包圍該饋入部30的上端，該凹槽21呈矩形。

該第二輻射體40設於該基板10前表面的下端，該第二輻射體40上形成有貫穿該基板10的前表面及後表面的一穿孔41，該穿孔41供穿設該訊號連接件50，本實施例中，該穿孔41呈橢圓形。

本實施例中，該第一輻射體20具有一第一長度L1，該第二輻射體40具有一第二長度L2，該第二輻射體40的第二長度L2大於該第一輻射體20的第一長度L1，使訊號於該第二輻射體40上具有較長的傳遞路徑，使本新型外置式天線具有較寬的低頻帶頻寬，而且，該第一輻射體20與該第二輻射體40分別設於該基板10前表面的上端及下端，形成對稱結構，以提升本新型外置式天線的輻射場型的全向性。

本實施例中，該第二輻射體40的左側及右側的一端進一步分別向上延伸形成一彎折部42，該等彎折部42係為從該第二輻射體40的左側的一端及右側的一端分別沿該第一軸向(Z軸)向上延伸形成一第一延伸段421，該等第一延伸段421的一端再分別沿該第一軸向(Z軸)向上延伸後形成一第二延伸段422，該等第二延伸段422的一端分別沿該第三軸向(X軸)朝向該饋入部30彎折及延伸後形成一轉折段423，該等轉折段423的一端再分別沿該第一軸向(Z軸)向下彎折及延伸後形成一第三延伸段424，該等彎折部42呈倒U型，並且分別位於該饋入部30的左側及右側，該等彎折部42的第三延伸段424的一端分別沿該第一軸向(Z軸)向下經延伸並構成連接。

本實施例中，該等彎折部42與該饋入部30之間分別具有一間隔，該等間隔係相同寬度，透過調整該等間隔的寬度，使本新型天線具有不同的阻抗匹配、輻射場型效能以及低頻帶頻寬，藉此讓本新型天線在設計上更具彈性。

本實施例中如圖1、1A所示，該第一延伸段421具有一第一寬度W1、該第二延伸段422具有一第二寬度W2、該轉折段423具有一第三寬度W3、該第三延伸段424具有一第四寬度W4，該第二延伸段422的第二寬度W2等於該第三延伸段424的第四寬度W4，該第一延伸段421的第一寬度W1分別大於該第二延伸段422的第二寬度W2及該第三延伸段424的第四寬度W4，該轉折段423的第三寬度W3分別大於該第一延伸段421的第一寬度W1、該第二延伸段422的第二寬度W2以及該第三延伸段424的第四寬度W4，透過前述構造使本新型外置式天線具有較寬的低頻帶的頻寬。

請參閱圖1、2所示，該訊號連接件50具有相對的一第一端及一第二端，該第一端連接於該饋入部30的下端以及該等彎折部42相連接處，該第二端從該基板10的前表面穿過該穿孔41並且靠置於該基板10的後表面，該第二端與一天線接頭60連接，透過該穿孔41使該訊號連接件50固定於該基板10上，使該訊號連接件50不會因晃動而影響天線的效能，並且由於該訊號連接件50係貼靠於該第二輻射體40上，以提升本新型外置式天線的低頻帶的頻寬，藉此提升使用效能，此外，透過該穿孔41固定該訊號連接件50，也不需要擔心固定牢靠的問題，還能提升製造良率，本實施例中，透過該天線接頭60讓本新型外置式天線與一電子設備(圖中未示)連接。

本實施例中，該訊號連接件50由內向外依序包括一芯線51、一絕緣層52、一接地層53及一外包覆層54，該絕緣層52用以隔絕該芯線51及該接地層53，該外包覆層54用以保護該芯線51、該絕緣層52及該接地層53，該芯線51透過銲錫連接於該饋入部30的下端，該接地層53透過銲錫連接於該等彎折部42相連接處。

為了說明，該第一輻射體20與該第二輻射體40呈對稱結構，以及透過該穿孔41固定該訊號連接件50，讓使用效能提升的結果，請參閱圖3、4所示，為本新型天線以圖1所呈現的示意結構應用在470兆赫茲(Mega Hertz, MHz, 以下簡稱MHz)到820MHz頻段下，所量測到的效率波形圖及增益波形圖，本新型天線在470MHz具有最大效率為65.3%，在740MHz具有最大增益值(Gain)為2.94增益功率值(dBi)。

請參閱圖5至7，為本新型天線以圖1所呈現的示意結構，在470MHz至820MHz頻段下所量測到的平面場型圖。如圖5所示，繪製了470MHz、600MHz、700MHz及820MHz的ZX平面場型圖。如圖6所示，繪製了470MHz、600MHz、700MHz及820MHz的ZY平面場型圖。如圖7所示，繪製了470MHz、600MHz、700MHz及820MHz的XY平面場型圖。

ZX平面、ZY平面及XY平面中，各頻率下的天線增益最大值及平均值的記載如下表格。

<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0001"><TBODY><tr><td>   </td><td> ZX平面 </td><td> ZY平面 </td><td> XY平面 </td></tr><tr><td> 頻率(MHz) </td><td> 最大值(dB) </td><td> 平均值(dB) </td><td> 最大值(dB) </td><td> 平均值(dB) </td><td> 最大值(dB) </td><td> 平均值(dB) </td></tr><tr><td> 470 </td><td> -0.31 </td><td> -2.17 </td><td> 0.17 </td><td> -1.97 </td><td> -1.06 </td><td> -2.47 </td></tr><tr><td> 600 </td><td> 2.36 </td><td> -2.27 </td><td> 2.37 </td><td> -2.09 </td><td> -0.25 </td><td> -3.38 </td></tr><tr><td> 700 </td><td> 1.80 </td><td> -1.67 </td><td> 1.80 </td><td> -1.92 </td><td> 1.98 </td><td> -1.81 </td></tr><tr><td> 820 </td><td> 1.89 </td><td> -1.15 </td><td> -0.74 </td><td> -3.03 </td><td> 0.93 </td><td> -1.56 </td></tr></TBODY></TABLE>

根據圖5至7及上述表格可知，藉由該第一輻射體20及該第二輻射體40形成較佳的阻抗匹配及輻射耦合，使本新型外置式天線具有良好的輻射場型效能，並且透過該穿孔41直接固定該訊號連接件50，以提升低頻帶的頻寬讓使用效能提升，藉此達到方便固定以及提升天線效能的目的。

10,90‧‧‧基板
20‧‧‧第一輻射體
21‧‧‧凹槽
30‧‧‧饋入部
40‧‧‧第二輻射體
41‧‧‧穿孔
42‧‧‧彎折部
421‧‧‧第一延伸段
422‧‧‧第二延伸段
423‧‧‧轉折段
424‧‧‧第三延伸段
50‧‧‧訊號連接件
51‧‧‧芯線
52‧‧‧絕緣層
53‧‧‧接地層
54‧‧‧外包覆層
60‧‧‧天線接頭
91‧‧‧饋入端
92‧‧‧輻射體
93‧‧‧線材
94‧‧‧黏著層

圖1 係本新型較佳實施例的上視圖。 圖1A 係本新型較佳實施例的局部放大圖。 圖2 係本新型較佳實施例的側視圖。 圖3 係本新型較佳實施例在圖1所呈現的示意結構下所量測到的效率波形圖。 圖4 係本新型較佳實施例在圖1所呈現的示意結構下所量測到的增益波形圖。 圖5 係本新型較佳實施例在圖1所呈現的示意結構下所量測到的ZX平面場型圖。 圖6 係本新型較佳實施例在圖1所呈現的示意結構下所量測到的ZY平面場型圖。 圖7 係本新型較佳實施例在圖1所呈現的示意結構下所量測到的XY平面場型圖。 圖8 係習知的外置式天線的側視圖。

10‧‧‧基板

20‧‧‧第一輻射體

21‧‧‧凹槽

30‧‧‧饋入部

40‧‧‧第二輻射體

41‧‧‧穿孔

42‧‧‧彎折部

421‧‧‧第一延伸段

422‧‧‧第二延伸段

423‧‧‧轉折段

424‧‧‧第三延伸段

50‧‧‧訊號連接件

60‧‧‧天線接頭

Claims (10)

1. 一種可提升效能的外置式天線結構，其包括： 一基板，其具有一表面； 一第一輻射體，其設於該表面的上端； 一饋入部，其設於該表面的上端及下端之間，該饋入部的上端與該第一輻射體連接； 一第二輻射體，其設於該表面的下端，該第二輻射體形成有貫穿該基板的一穿孔； 一訊號連接件，其具有相對一第一端及一第二端，該第一端分別連接該饋入部，該第二端穿過該穿孔以固定該訊號連接件。
2. 如請求項1所述之可提升效能的外置式天線結構，其中該第一輻射體具有一第一長度，該第二輻射體具有一第二長度，該第二輻射體的第二長度大於該第一輻射體的第一長度。
3. 如請求項1所述之可提升效能的外置式天線結構，其中該第二輻射體的兩側分別向上延伸並經彎折後形成一彎折部，該等彎折部的一端分別延伸並構成連接。
4. 如請求項3所述之可提升效能的外置式天線結構，其中該等彎折部係為從該第二輻射體的兩側分別向上延伸形成一第一延伸段，並且從該等第一延伸段的一端分別向上延伸形成一第二延伸段，該等第二延伸段的一端分別朝該饋入部彎折並且經延伸形成一轉折段，該等轉折段的一端分別向下彎折及延伸形成一第三延伸段，該等彎折部的第三延伸段的一端分別經延伸並相連接。
5. 如請求項4所述之可提升效能的外置式天線結構，其中該等第一延伸段分別具有一第一寬度，該等第二延伸段分別具有一第二寬度，該等第一延伸段的第一寬度大於該等第二延伸段的第二寬度。
6. 如請求項5所述之可提升效能的外置式天線結構，其中該等轉折段分別具有一第三寬度，該等第三延伸段分別具有一第四寬度，該等轉折段的第三寬度分別大於該等第一延伸段的第一寬度、該等第二延伸段的第二寬度及該等第三延伸段的第四寬度，該等第二延伸段的第二寬度等於該等第三延伸段的第四寬度。
7. 如請求項3所述之可提升效能的外置式天線結構，其中該等彎折部呈一倒U字型。
8. 如請求項1所述之可提升效能的外置式天線結構，其中該第一輻射體與該饋入部相連接處，進一步形成一凹槽。
9. 如請求項3所述之可提升效能的外置式天線結構，其中該訊號連接件包括一芯線、一接地層，該芯線連接於該饋入部的下端，該接地層連接於該等彎折部相連接處。
10. 如請求項1所述之可提升效能的外置式天線結構，其中該訊號連接件的第二端進一步連接有一天線接頭。