TWM589910U - 直立式設計的晶片天線 - Google Patents

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廖文照
蔡昀展
洪世勳
楊士弘
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昌澤科技有限公司
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Abstract

一種直立式設計的晶片天線,包括:一基板、一輻射單體、至少一個匹配元件及一調頻元件。基板上具有第一接地面、裸空區、信號饋入單元、電極單元及第二接地面。輻射單體由基體及金屬層組成並電性連結在電極單元上,基體的二端面各具有第一電極部及第二電極部與該金屬層電性連結,第一電極部與金屬層之間電性連結調頻元件的第一接點及第二接點。該些匹配元件以電性連結於該信號饋入單元與該第一接地面之間。使輻射單體可以直立式的電性連結於該基板上,可以應用在基板離金屬上蓋較近的環境下使用,使天線的場型與輻射效率不會被阻擋與吸收。

Description

直立式設計的晶片天線
本新型係有關一種天線,尤指一種將輻射單體的晶片採直立式的焊接於基板上的晶片天線。
隨著網路的普及,人們對於網路的日漸依賴,也發展出越來越多行動上網裝置,例如桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、電子書(E-reader)、智慧型手機等行動上網裝置在市場盛行時,其也傳出人們在意的是對於網路資訊的取得和網路人際間互動的方便性有所需求之外,其次就是通訊系統接收及發射的穩定性。
而這些資訊的傳送或接收主要是依賴行動裝置內建的無線區域網路(Wi-Fi)、3G 和全球衛星定位系統(GPS)等射頻(RF)無線模組(RF SiP Module)或 RF系統封裝元件(RF SiP Component)。相對地,這些通訊系統所使用的天線為晶片型天線結構,此種晶片型天線結構是包含有一輻射單體1a及一基板2a。該輻射單體1a係由一陶瓷材料或玻璃纖維製作成的基體11a,於該基體11a上設有可輻射訊號的金屬圖案12a。該基板2a的表面上設有至少一個接地面21a、訊號饋入線22a及至少一個淨空區23a。將該輻射單體1a設置於該淨空區23a上並與該基板2a的訊號饋入線22a電性連結。
目前使用的晶片型天線結構的輻射單體1a多為平躺的電性連結在基板2a上。同時,此晶片天線在安裝於電子通訊設備時,該電子通訊設備3a具有一金屬上蓋31a及一塑膠下蓋32a時,而平躺式設計的晶片天線被安裝於該金屬上蓋31a及該塑膠下蓋32a之間,該輻射單體1a朝向該塑膠下蓋32a,此時天線的場型在-y軸,一般而言–y軸位置是桌面的位置,故場型與輻射效率會被桌面阻擋與吸收。由於該基板2a離上蓋金屬過近,所以輻射效率容易被吸收,導致晶片天線的收發訊號不良。
因此,本創作之主要目的,在於解決傳統缺失,本創作將晶片天線採直立式的重新設計,使輻射單體可以直立式的電性連結於該基板上,使晶片天線可以應用在基板離金屬上蓋較近的環境下使用,使天線的場型與輻射效率不會被阻擋與吸收。相對也使得製程及元件簡化,材料配方替換性高。
本創作之另一目的,在於直立式設計的晶片天線,天線本體皆在空氣中,故空氣空間即是淨空區,使用上可有效利用基板的空間。
為達上述之目的,本創作提供一種直立式設計的晶片天線,包括:一基板、一輻射單體、至少一個匹配元件及一調頻元件。該基板正面具有一第一接地面、一裸空區、一信號饋入單元及一電極單元﹔該信號饋入單元設於該裸空區上,並延伸至與該第一接地面之間的凹凸交界處,該信號饋入單元由一第一金屬線段及一第二金屬線段組成﹔另,該電極單元設於裸空區上並與該信號饋入單元的第二金屬線段電性連結﹔又,該基板背面上具有一對應該第一接地面的第二接地面,於該基板上具有多個貫穿該基板的導通孔,該些導通孔使該第一接地面及該第二接地面電性連結。該輻射單體以電性連結在該電極單元上,由一基體及一設於該基體表面上的金屬層所組成﹔另,於該基體的二端面各具有一第一電極部及一第二電極部與該金屬層電性連結,該第一電極部電性連結於該電極單元上﹔又,於該第一電極部與該金屬層之間電性連結有一第一接點及一第二接點。該些匹配元件以電性連結於該第一金屬線段及該第二金屬線段與該第一接地面之間。該調頻元件,係以電性連結於該第一接點與該第二接點之間。
在本創作之一實施例中,該裸空區呈一凸字形,且位於該第一接地面的中央位置處。
在本創作之一實施例中,該金屬層係由多個設於基體表面的直線條及多個貫穿該基體的導電柱組成,該些導電柱貫穿基體後電性連結設於該基體表面上的該些直線條,使該些直線條與該些導電柱形成螺旋狀纏繞設於該基體上的該金屬層。
在本創作之一實施例中,該基體為陶瓷材料或玻璃纖維。
在本創作之一實施例中,該些匹配元件及調頻元件為電感器或電容器。
在本創作之一實施例中,該些匹配元件及該調頻元件為電感器及電容器。
為達上述之目的,本創作另提供一種直立式設計的晶片天線,包括:一基板、一輻射單體、至少一個匹配元件及一調頻元件。該基板正面具有一第一接地面、一第一淨空區、一信號饋入單元及一電極單元﹔該信號饋入單元設於該第一淨空區上,並延伸至該第一接地面之間的一裸空區上,該信號饋入單元係由多段式的金屬線段組成﹔該基板背面上具有一對應該第一接地面的第二接地面、一對應該第一淨空區的第二淨空區﹔又,於該基板上具有多個貫穿該基板的導通孔,該些導通孔使該第一接地面及該第二接地面電性連結。該輻射單體以電性連結在該電極單元上,由一基體及一設於該基體表面上的金屬層所組成﹔另,於該基體的二端面各具有一第一電極部及一第二電極部與該金屬層電性連結,該第一電極部電性連結於該電極單元上﹔又,於該第一電極部與該金屬層之間電性連結有一第一接點及一第二接點。該些匹配元件以電性連結於該些金屬線段之間及該些金屬線段與該第一接地面之間。該調頻元件以電性連結於該第一接點與該第二接點之間。
在本創作之一實施例中,該金屬層係由多個設於基體表面的直線條及多個貫穿該基體的導電柱組成,該些導電柱貫穿基體後電性連結設於該基體表面上的該些直線條,使該些直線條與該些導電柱形成螺旋狀纏繞設於該基體上的該金屬層。
在本創作之一實施例中,該基體為陶瓷材料或玻璃纖維。
在本創作之一實施例中,該些匹配元件及調頻元件為電感器或電容器。
在本創作之一實施例中,該些匹配元件及該調頻元件為電感器及電容器。
為達上述之目的,本創作再提供一種直立式設計的晶片天線,包括:一輻射單體及一調頻元件。該輻射單體由一基體及一設於該基體表面上的金屬層所組成﹔另,於該基體的二端面各具有一第一電極部及一第二電極部與該金屬層電性連結,該第一電極部電性連結於該電極單元上﹔又,於該第一電極部與該金屬層之間電性連結有一第一接點及一第二接點。該調頻元件以電性連結於該第一接點與該第二接點之間。
在本創作之一實施例中,該金屬層係由多個設於基體表面的直線條及多個貫穿該基體的導電柱組成,該些導電柱貫穿基體後電性連結設於該基體表面上的該些直線條,使該些直線條與該些導電柱形成螺旋狀纏繞設於該基體上的該金屬層。
在本創作之一實施例中,該基體為陶瓷材料或玻璃纖維。
在本創作之一實施例中,該些匹配元件及調頻元件為電感器或電容器。
在本創作之一實施例中,該些匹配元件及該調頻元件為電感器及電容器。
茲有關本創作之技術內容及詳細說明,現在配合圖式說明如下:
請參閱圖3、3A、4、5,係本創作之第一實施例的直立式設計的晶片天線的正面分解、輻射單體放大、組合及背面示意圖。如圖所示:本創作之直立式設計的晶片天線,該直立式設計的晶片天線10包含有:一基板1、一輻射單體2、至少一個匹配元件3及一調頻元件4。
該基板1的正面具有一第一接地面11、一呈凸字形的裸空區12、一信號饋入單元13及一電極單元14。該裸空區12位於該第一接地面11的中央位置處,該信號饋入單元13設於該裸空區12上,並延伸至與該第一接地面11之間凹凸交界處121,該信號饋入單元13係由一第一金屬線段131及一第二金屬線段132組成。另,該電極單元14設於裸空區12上並與該信號饋入單元13的第二金屬線段132電性連結。又,在該基板1背面上具有一對應該第一接地面11的第二接地面15。又於該基板1上具有多個貫穿該基板1的導通孔(Via hole)16,該些導通孔16使該第一接地面11及該第二接地面15電性連結。
該輻射單體2,係由一基體21及一設於該基體21表面上的金屬層22所組成。該金屬層22係由多個設於該基體21表面的直線條221及多個貫穿該基體21的導電柱222組成,該些導電柱222貫穿基體21後電性連結設於該基體21表面上的該些直線條221,使該些直線條221與該些導電柱222形成螺旋狀纏繞設於該基體21上的金屬層22。另,於該基體21的二端面23各具有一第一電極部231及一第二電極部232與該金屬層22電性連結,該第一電極部231以電性連結於該電極單元14上。又,於該第一電極部231與該金屬層22之間電性連結有一第一接點24及一第二接點25,該第一接點24及該第二接點25以電性連結一調頻元件4。在本圖式中,該基體21為陶瓷材料或玻璃纖維。
該些匹配元件3,係以電性連結於該第一金屬線段131及該第二金屬線段132與第一接地面11之間,以該些匹配元件可以來調整晶片天線結構的阻抗及頻率。在本圖式中,該匹配元件3為電感器或電容器,或者電感器及電容器。
該調頻元件4,係以電性連結於該第一接點24與該第二接點25之間,在任何環境下,也無須改變該基板1的設計,只需調整該調頻元件4的電感量或電容量,即可調整晶片天線的收發頻率的效益。在本圖式中,該調頻元件4為電感器或電容器。
藉由,上述的直立式設計,使該輻射單體2的本體皆在空氣中,故空氣空間即是淨空區,使用上可有效利用基板1的空間。因此,本創作的直立式設計,可用於所有物聯網與sub-1G等技術上應用。
請參閱圖6,係本創作之第一實施例之直立式設計的晶片天線在868MH Z頻段的反射係數測試曲線示意圖。如圖所示:在使用時,第1點頻率在862.18894MH Z時,為-10.000dB;第2點頻率在868.50000MH Z時,為-23.489dB;第3點頻率在875.23098MH Z時,為-10.000dB。從此曲線圖中可以看出本創作的直立式設計的晶片天線10可以獲得良好的場型及效率。
請參閱圖7,係本創作之第一實施例之直立式設計的晶片天線在915MH Z頻段的反射係數測試曲線示意圖。如圖所示:在使用時,第1點頻率在902.67434MH Z時,為-10.000dB;第2點頻率在915.75000MH Z時,為-23.644dB;第3點頻率在929.20631MH Z時,為-10.000dB。從此曲線圖中可以看出本創作的直立式設計的晶片天線10可以獲得良好的場型及效率。
請參閱圖8,係本創作之第一實施例之直立式設計的晶片天線的使用狀態示意圖。如圖所示﹕當本實施例的直立式設計的晶片天線10運用在電子通訊設備20時,該電子通訊設備20的具有一金屬上蓋201及一塑膠下蓋202時,而直立式設計的晶片天線10被安裝於該金屬上蓋201及該塑膠下蓋202之間,此時該輻射單體2朝向該塑膠下蓋202,使天線的場型在XZ軸,一般而言–y軸位置是桌面的位置,故場型與輻射效率不會被桌面阻擋與吸收。由此可知,直立式設計的晶片天線10,可應用在基板1離金屬上蓋201較近的環境(下蓋是塑膠下蓋52)下使用。
請參閱圖9、10,係本創作之第二實施例之直立式設計的晶片天線及在2.4GH Z頻段的反射係數測試曲線示意圖。如圖所示﹕本第二實施例與第一實施例大致相同,所不同處係在於輻射單體2的基體21長度縮小,相對該金屬層22的長度也縮短,使本創作之直立式設計的晶片天線10可以適用於2.4GH Z的頻段上。
在使用時,第1點頻率在2400.0000MH Z時,為-13.421dB;第2點頻率在2450.0000MH Z時,為-21.356dB;第3點頻率在2483.0000MH Z時,為-15.581dB﹔第4點頻率在2450.0000MH Z時,為-21.356dB。從此曲線圖中可以看出本創作的直立式設計的晶片天線10可以獲得良好的場型及效率。
請參閱圖11、12,係本創作之第三實施例之直立式設計的晶片天線正面及背面示意圖。如圖所示﹕本實施例與第一、二實施例大致相同,所不同處係在於採有淨空區設計的基板5,該基板5的正面具有一第一接地面51、一第一淨空區52、一信號饋入單元53及一電極單元54。該信號饋入單元53設於該第一淨空區52上,並延伸至該第一接地面51的一裸空區521上,該信號饋入單元53係由一多段式的金屬線段531組成。該基板1背面上具有一對應該第一接地面51的第二接地面55、一對應該第一淨空區52的第二淨空區56。又,於該基板5上具有多個貫穿該基板5的導通孔(Via hole)57,該些導通孔57使該第一接地面51及該第二接地面55電性連結。
該些匹配元件3(與圖3相同)係以電性連結於該些金屬線段531之間及該些金屬線段531與第一接地面51之間。
上述的基板5的電極單元54同樣可以電性連結868MH Z、915MH Z或2.4GH Z的輻射單體2,以適用於不同頻段的晶片天線上。
惟以上所述僅為本創作之較佳實施例,非意欲侷限本創作的專利保護範圍,故舉凡運用本創作說明書或圖式內容所為的等效變化,均同理皆包含於本創作的權利保護範圍內,合予陳明。
習知﹕
1a‧‧‧輻射單體
11a‧‧‧基體
12a‧‧‧金屬圖案
2a‧‧‧基板
21a‧‧‧接地面
22a‧‧‧訊號饋入線
23a‧‧‧淨空區
3a‧‧‧電子通訊設備
31a‧‧‧金屬上蓋
32a‧‧‧塑膠下蓋
本創作﹕
10‧‧‧直立式設計的晶片天線
1‧‧‧基板
11‧‧‧第一接地面
12‧‧‧裸空區
121‧‧‧凹凸交界處
13‧‧‧信號饋入單元
131‧‧‧第一金屬線段
132‧‧‧第二金屬線段
14‧‧‧電極單元
15‧‧‧第二接地面
16‧‧‧導通孔
2‧‧‧輻射單體
21‧‧‧基體
22‧‧‧金屬層
221‧‧‧直線條
222‧‧‧導電柱
23‧‧‧端面
231‧‧‧第一電極部
232‧‧‧第二電極部
24‧‧‧第一接點
25‧‧‧第二接點
3‧‧‧匹配元件
4‧‧‧調頻元件
5‧‧‧基板
51‧‧‧第一接地面
52‧‧‧第一淨空區
521‧‧‧裸空區
53‧‧‧信號饋入單元
531‧‧‧金屬線段
54‧‧‧電極單元
55‧‧‧第二接地面
56‧‧‧第二淨空區
57‧‧‧導通孔
20‧‧‧電子通訊設備
201‧‧‧金屬上蓋
202‧‧‧塑膠下蓋
圖1,係傳統晶片天線示意圖﹔
圖2,係圖1晶片天線使用狀態示意圖﹔
圖3,係本創作之第一實施例之直立式設計的晶片天線的正面分解示意圖;
圖3A,係圖3的輻射單體放大示意圖﹔
圖4,係圖3的組合示意圖;
圖5,係圖4背面示意圖;
圖6,係本創作之第一實施例之直立式設計的晶片天線在868MHZ頻段的反射係數測試曲線示意圖﹔
圖7,係本創作之第一實施例之直立式設計的晶片天線在915MHZ頻段的反射係數測試曲線示意圖﹔
圖8,係本創作之第一實施例之直立式設計的晶片天線的使用狀態示意圖﹔
圖9,係本創作之第二實施例之直立式設計的晶片天線示意圖﹔
圖10,係本創作之第二實施例之直立式設計的晶片天線在2.4GHZ頻段的反射係數測試曲線示意圖﹔
圖11,係本創作之第三實施例之直立式設計的晶片天線正面示意圖﹔
圖12,係本創作之第三實施例之直立式設計的晶片天線背面示意圖。
10‧‧‧直立式設計的晶片天線
1‧‧‧基板
11‧‧‧第一接地面
12‧‧‧裸空區
121‧‧‧凹凸交界處
13‧‧‧信號饋入單元
131‧‧‧第一金屬線段
132‧‧‧第二金屬線段
14‧‧‧電極單元
15‧‧‧第二接地面
16‧‧‧導通孔
2‧‧‧輻射單體
21‧‧‧基體
22‧‧‧金屬層
221‧‧‧直線條
23‧‧‧端面
231‧‧‧第一電極部
232‧‧‧第二電極部
24‧‧‧第一接點
25‧‧‧第二接點
3‧‧‧匹配元件
4‧‧‧調頻元件

Claims (16)

  1. 一種直立式設計的晶片天線,包括: 一基板,其正面具有一第一接地面、一裸空區、一信號饋入單元及一電極單元﹔該信號饋入單元設於該裸空區上,並延伸至與該第一接地面之間的凹凸交界處,該信號饋入單元由一第一金屬線段及一第二金屬線段組成﹔另,該電極單元設於裸空區上並與該信號饋入單元的第二金屬線段電性連結﹔又,該基板背面上具有一對應該第一接地面的第二接地面,於該基板上具有多個貫穿該基板的導通孔,該些導通孔使該第一接地面及該第二接地面電性連結﹔ 一輻射單體,係以電性連結在該電極單元上,由一基體及一設於該基體表面上的金屬層所組成﹔另,於該基體的二端面各具有一第一電極部及一第二電極部與該金屬層電性連結,該第一電極部電性連結於該電極單元上﹔又,於該第一電極部與該金屬層之間電性連結有一第一接點及一第二接點﹔ 至少一匹配元件,係以電性連結於該第一金屬線段及該第二金屬線段與該第一接地面之間﹔ 一調頻元件,係以電性連結於該第一接點與該第二接點之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之晶片天線,其中,該裸空區呈一凸字形,且位於該第一接地面的中央位置處。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之晶片天線,其中,該金屬層係由多個設於基體表面的直線條及多個貫穿該基體的導電柱組成,該些導電柱貫穿基體後電性連結設於該基體表面上的該些直線條,使該些直線條與該些導電柱形成螺旋狀纏繞設於該基體上的該金屬層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之晶片天線,其中,該基體為陶瓷材料或玻璃纖維。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之晶片天線,其中,該些匹配元件及調頻元件為電感器或電容器。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之晶片天線,其中,該些匹配元件及該調頻元件為電感器及電容器。
  7. 一種直立式設計的晶片天線,包括: 一基板,其上正面具有一第一接地面、一第一淨空區、一信號饋入單元及一電極單元﹔該信號饋入單元設於該第一淨空區上,並延伸至該第一接地面之間的一裸空區上,該信號饋入單元係由多段式的金屬線段組成﹔該基板背面上具有一對應該第一接地面的第二接地面、一對應該第一淨空區的第二淨空區﹔又,於該基板上具有多個貫穿該基板的導通孔,該些導通孔使該第一接地面及該第二接地面電性連結﹔ 一輻射單體,係以電性連結在該電極單元上,由一基體及一設於該基體表面上的金屬層所組成﹔另,於該基體的二端面各具有一第一電極部及一第二電極部與該金屬層電性連結,該第一電極部電性連結於該電極單元上﹔又,於該第一電極部與該金屬層之間電性連結有一第一接點及一第二接點﹔ 至少一匹配元件,係以電性連結於該些金屬線段之間及該些金屬線段與該第一接地面之間﹔ 一調頻元件,係以電性連結於該第一接點與該第二接點之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之晶片天線,其中,該金屬層係由多個設於基體表面的直線條及多個貫穿該基體的導電柱組成,該些導電柱貫穿基體後電性連結設於該基體表面上的該些直線條,使該些直線條與該些導電柱形成螺旋狀纏繞設於該基體上的該金屬層。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之晶片天線,其中,該基體為陶瓷材料或玻璃纖維。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之晶片天線,其中,該些匹配元件及調頻元件為電感器或電容器。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之晶片天線,其中,該些匹配元件及該調頻元件為電感器及電容器。
  12. 一種直立式設計的晶片天線,包括: 一輻射單體,由一基體及一設於該基體表面上的金屬層所組成﹔另,於該基體的二端面各具有一第一電極部及一第二電極部與該金屬層電性連結,該第一電極部電性連結於該電極單元上﹔又,於該第一電極部與該金屬層之間電性連結有一第一接點及一第二接點﹔及 一調頻元件,係以電性連結於該第一接點與該第二接點之間。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之晶片天線,其中,該金屬層係由多個設於基體表面的直線條及多個貫穿該基體的導電柱組成,該些導電柱貫穿基體後電性連結設於該基體表面上的該些直線條,使該些直線條與該些導電柱形成螺旋狀纏繞設於該基體上的該金屬層。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之晶片天線,其中,該基體為陶瓷材料或玻璃纖維。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之晶片天線,其中,該些匹配元件及調頻元件為電感器或電容器。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之晶片天線,其中,該些匹配元件及該調頻元件為電感器及電容器。
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TW (1) TWM589910U (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI779786B (zh) * 2021-08-20 2022-10-01 萬誠科技股份有限公司 天線結構及其結合方法
US11605874B1 (en) 2021-09-01 2023-03-14 Onewave Technology Co., Ltd. Antenna structure and antenna-structure combination method

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