雙頻天線模塊的制作方法

雙頻天線模塊的制作方法
【專利摘要】一種雙頻天線模塊，其包括接地基板及連接于接地基板的立體天線結構。立體天線結構包括主輻射部、饋入部、輻射分支部、阻抗匹配部及接地匹配部。主輻射部和接地基板面對面地設置并相隔一預定距離。饋入部由主輻射部朝接地基板的方向延伸，其中饋入部的寬度由主輻射部朝接地基板的方向漸減，且饋入部設有一位于饋入部末端部的信號饋入點。阻抗匹配部凸出于饋入部的其中一側邊。輻射分支部與饋入部分別設置在主輻射部的兩相對側，且輻射分支部由主輻射部朝接地基板的方向延伸。接地匹配部連接于主輻射部與接地基板之間，其中接地匹配部與輻射分支部位于主輻射部的相同側。本實用新型可支持2.4GHz與5GHz兩種不同的頻段，且具有較大的操作頻寬。
【專利說明】
雙頻天線模塊
技術領域
[0001] 本實用新型設及一種雙頻天線模塊，特別設及一種可操作在2.4GHz頻段和5G化頻 段的雙頻天線模塊。
【背景技術】
[0002] 便攜式電子產品近年來隨著行動通訊技術的發達而日益普遍，常見的便攜式電子 產品例如:手提式電腦、行動電話、多媒體播放器W及其他混合功能的便攜式電子裝置。運 些便攜式電子產品通過無線通訊裝置來發射或接收無線電波，W傳遞或交換無線電信號， 進而存取無線網絡。
[0003] 天線是無線通訊設備中重要的元件之一，卻也經常是電路模塊中面積、尺寸最大 的元件之一。隨著無線通訊產品越來越強調輕、薄、短、小的趨勢，天線的尺寸也必須不斷縮 小才能符合產品發展的方向。
[0004] 有些無線通訊裝置需要支持多頻段(例如2.4G化頻段和5G化頻段)傳收的功能。運 些無線通訊裝置需要配備多個天線，才能在不同的頻段上傳收無線信號。對于欲精簡體積 的無線通訊裝置而言，設置多個天線所需的空間，顯然是造成裝置整體體積難W進一步縮 小的因素之一。
[000引因此，如何設計具有良好天線福射特性、尺寸精簡、能于多頻段收發信號、且具有 足夠頻寬的天線結構，一直是業界長期來所遭遇到的難題。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型實施例在于提供一種雙頻天線模塊，其天線單元的結構經特殊設計， W可操作在兩種不同的頻段，并可增加雙頻天線模塊的操作頻寬。
[0007] 本實用新型所提供的雙頻天線模塊包括接地基板及連接于接地基板的立體天線 結構。立體天線結構包括主福射部、饋入部、福射分支部、阻抗匹配部及接地匹配部。主福射 部和接地基板面對面地設置并相隔一預定距離。饋入部由主福射部朝接地基板的方向延 伸，其中饋入部的寬度由主福射部朝接地基板的方向漸減，且饋入部設有一位于饋入部末 端部的信號饋入點。阻抗匹配部凸出于饋入部的其中一側邊。福射分支部與饋入部分別設 置在主福射部的兩相對側，且福射分支部由主福射部朝接地基板的方向延伸。接地匹配部 連接于主福射部與接地基板之間，其中接地匹配部與福射分支部位于主福射部的相同側。
[0008] 在本實用新型的一個實施例中，雙頻天線模塊還包括一彈性體，其中彈性體的頂 部與底部分別抵靠主福射部與接地基板，彈性體的兩相對側壁分別抵靠饋入部與接地匹配 部。
[0009] 在本實用新型的一個實施例中，彈性體的一端部位于接地匹配部與福射分支部之 間。
[0010] 在本實用新型的一個實施例中，饋入部、福射分支部及接地匹配部均與主福射部 相互垂直。
[0011] 在本實用新型的一個實施例中，主福射部的一端至福射分支部的距離與福射分支 部的延伸長度大致相同。
[0012] 在本實用新型的一個實施例中，福射分支部的延伸長度小于饋入部的延伸長度， 且福射分支部的寬度大于接地匹配部的寬度。
[0013] 在本實用新型的一個實施例中，主福射部和接地基板均為矩形金屬片，其中接地 基板的長度大于主福射部的長度。
[0014] 在本實用新型的一個實施例中，饋入部與福射分支部彼此錯位設置在主福射部的 兩相對側。
[0015] 在本實用新型的一個實施例中，主福射部和接地基板之間的間距介于10mm至12mm 之間。
[0016] 在本實用新型的一個實施例中，饋入部連接主福射部的一側的寬度與主福射部的 長度的比值介于0.5至0.7之間。
[0017] 本實用新型的有益效果可W在于，本實用新型實施例所提供的雙頻天線模塊，通 過立體天線結構的設計，可支持2.4G化與5G化兩種不同的頻段，且具有較大的操作頻寬。除 此的外，本實用新型實施例所提供的雙頻天線模塊具有較小的體積，而有利于使電子產品 體積更小。
[0018] 為使能更進一步了解本實用新型的特征及技術內容，請參閱W下有關本實用新型 的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本實用新型加 W限制。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本實用新型實施例的雙頻天線模塊的立體示意圖。
[0020] 圖2為圖1的雙頻天線模塊其中一側的側視示意圖。
[0021] 圖3為圖1的雙頻天線模塊另一側的側視示意圖。
[0022] 圖4為本實用新型另一實施例的雙頻天線模塊的立體示意圖。
[0023] 圖5為本實用新型立體天線結構在不同頻率下所得到的反射損耗(Return Loss) 的曲線圖。
[0024] 圖6為本實用新型雙頻天線模塊頻率2G化至3G化所得到的福射效率的曲線圖。
[0025] 圖7為本實用新型雙頻天線模塊操作于不同頻率時在X-Y平面的福射場型示意圖。
[0026] 圖8為本實用新型雙頻天線模塊操作于不同頻率時在X-Z平面的福射場型示意圖。
[0027] 圖9為本實用新型雙頻天線模塊操作于不同頻率時在Y-Z平面的福射場型示意圖。 [002引其中，附圖標記說明如下：
[0029] 雙頻天線模塊 100、100'
[0030] 接地基板 10
[0031 ] 上表面 10a
[0032] 下表面 10b
[0033] 立體天線結構 20
[0034] 主福射部 21
[003引第一邊緣 S1
[0036] 第二邊緣 S2
[0037]第一端 21a
[003引第二端 2化
[0039] 饋入部 22
[0040] 第一側邊 221
[0041 ]第一線段 221a
[0042] 第二線段 221b
[0043] 第二側邊 222
[0044] 阻抗匹配部 23
[004引福射分支部 24
[0046] 福射分支部延伸長度al
[0047] 福射分支部寬度 bl
[0048] 最短距離 a2
[0049] 接地匹配部 25
[0050] 彈性體 3
[0051 ]距離 h
[0052] 主福射部長度 L1
[0053] 接地基板長度 L2
[0054] 第一寬度 wl
[005引第二寬度 w2
[0056] 信號饋入點 223
[0057] 接地匹配部寬度 W
[005引 曲線 F11、F12、F13、E1
[0059] 最大值 Μ
【具體實施方式】
[0060] W下是通過特定的具體實例來說明本實用新型所公開"雙頻天線模塊"的實施方 式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容輕易了解本實用新型的優點與功效。本實 用新型也可通過其他不同的具體實施例加 W施行或應用，本說明書中的各項細節也可基于 不同觀點與應用，在不惇離本實用新型的精神下進行各種修飾與變更。另外，本實用新型的 附圖僅為簡單說明，并非依實際尺寸描繪，也即未反應出相關構成的實際尺寸，先予敘明。 W下的實施方式將進一步詳細說明本實用新型的相關技術內容，但所公開的內容并非用W 限制本實用新型的技術范疇。
[0061] 請參照圖1至圖3,圖1為本實用新型實施例的雙頻天線模塊的立體示意圖。圖2為 圖1的雙頻天線模塊其中一側的側視示意圖。圖3為圖1的雙頻天線模塊另一側的側視示意 圖。
[0062] 本實用新型實施例的雙頻天線模塊100包括接地基板10與立體天線結構20,其中 立體天線結構20設置于接地基板10上。詳細而言，接地基板10具有上表面10a及與前述上表 面10a相對的下表面10b，而立體天線結構20是設置于上表面10a上。
[0063] 在本實用新型實施例中，接地基板10可W由導體材料所構成，用W作為立體天線 結構20的天線反射板。在其他實施例中，接地基板10也可W是絕緣體，但在設置立體天線結 構20的上表面10a上形成一導體層，W導體層作為天線反射面。接地基板10可W禪接至通訊 裝置的一系統接地面，或可屬于系統接地面之一部份。
[0064] 詳細而言，立體天線結構20包括主福射部21、饋入部22、阻抗匹配部23、福射分支 部24W及接地匹配部25。在一實施例中，構成立體天線結構20的材料可W是金屬，例如是 銅、銀、鐵、侶或是其合金。另外，立體天線結構20可W是由具有特殊設計的金屬片彎折而形 成。
[0065] 主福射部21和接地基板10面對面地設置，并且相隔一預定距離h。在本實施例中， 前述的預定距離h是介于10mm至12mm之間。在本實施例中，主福射部21與接地基板10的外觀 大致上均呈矩形，并且主福射部21在垂直方向的正投影會完全和接地基板10重迭。在一實 施例中，主福射部21與接地基板10皆為矩形金屬片，且主福射部21的長度L1小于接地基板 10的長度L2。
[0066] 請參照圖1，主福射部21具有一第一邊緣S1、與第一邊緣S1相對的第二邊緣S2、第 一端21a W及與前述第一端21a相對的第二端21b。
[0067] 請參照圖2,饋入部22由主福射部21朝接地基板10的方向延伸。詳細而言，饋入部 22是由主福射部21的第一邊緣S1向接地基板10的上表面10a垂直延伸。也就是說，在本實施 例中，饋入部22與主福射部21之間形成約90度的夾角。然而，饋入部22并未連接至接地基板 10。
[0068] 此外，饋入部22的寬度會由主福射部21朝接地基板10的方向漸減。饋入部22在連 接主福射部21的邊緣具有第一寬度wl，而在饋入部22的末端具有第二寬度且第二寬度 w2會小于第一寬度wl。在本實用新型實施例中，饋入部22為外觀呈倒Ξ角形或卿趴形的金 屬片。如此，可形成多種電流路徑，而增加頻寬。
[0069] 在饋入部22的末端部上，則設有信號饋入點223。立體天線結構20通過信號饋入點 223電性連接于外部線路。另外，饋入部22的第一寬度wl與主福射部21的長度L1的比值介于 0.5 至 0.7。
[0070] 另外，饋入部22具有較靠近主福射部21第一端21a的第一側邊221W及較遠離第一 端21a的第二側邊222,其中第一側邊221包括和第一邊緣S1垂直的第一線段221a，W及和前 述第一線段221a形成純角的第二線段22化。
[0071] 請繼續參照圖2,雙頻天線模塊100的阻抗匹配部23由饋入部22的第二側邊222朝 主福射部21的第二端2化延伸，W獲得較佳的阻抗匹配。具體而言，阻抗匹配部23為凸出于 饋入部22其中一側的多邊形凸片。阻抗匹配部23的外觀可根據實際應用的需求來設計，W 得到較佳的阻抗匹配值。
[0072] 請參照圖3。雙頻天線模塊100的福射分支部24與饋入部22分別位于主福射部21的 兩相對側。進一步而言，福射分支部24與饋入部22是彼此錯位地設置在主福射部21的兩相 對側。
[0073] 如圖3所示，福射分支部24由主福射部21的第二邊緣S2朝接地基板10的方向延伸。 并且，福射分支部24與主福射部21之間相互垂直。
[0074] 在本實施例中，福射分支部24的外觀呈矩形，且福射分支部24的延伸長度al與主 福射部21的第二端2化至福射分支部24的最短距離曰2大致相同。值得一提的是，福射分支部 24的設置可在減少立體天線結構20整體長度的條件下，增加立體天線結構20的福射波長。 另外，福射分支部24的延伸長度al小于饋入部22的延伸長度。
[0075] 請繼續參照圖3。接地匹配部25連接于主福射部21與接地基板10之間，且接地匹配 部25與福射分支部24是位于主福射部21的相同側，并和饋入部22相對設置。另外，接地匹配 部25和主福射部21之間形成約90度的夾角。在本實用新型實施例中，接地匹配部25呈矩形， 且接地匹配部25的寬度W小于福射分支部24的寬度bl。
[0076] 須說明的是，接地匹配部25可用來調整阻抗，W增加天線的匹配。因此，接地匹配 部25可根據實際應用，改變接地匹配部25的外觀尺寸W及所設置的位置。
[OOW]請再參照圖1，整體而言，在接地匹配部25左側，也就是包含主福射部21的第一端 21a所形成的所有電流路徑，使雙頻天線模塊100可操作在5G化（5.15~5.35細z/5.725~ 5.82501Z)的頻段。另外，在接地匹配部25右側，也就是包含主福射部21的第二端2化所形成 的所有電流路徑，使雙頻天線模塊100可操作在2.4G化(2.4G化~2.4835GHz)的頻段。
[0078] 請參照圖4,為本實用新型另一實施例的雙頻天線模塊的立體示意圖。本實施例和 圖1的實施例中相同的元件具有相同的標號，且相同的部分不再寶述。在本實施例中，雙頻 天線模塊100'還包括一彈性體3,且彈性體3是位于主福射部21、饋入部22、接地基板10W及 接地匹配部25所圍設而定義出的容置空間內。
[0079] 具體而言，彈性體3的頂部與底部會分別抵靠主福射部21與接地基板10,而彈性體 3的兩相對側壁會分別抵靠饋入部22與接地匹配部25。另外，彈性體3的一端部是位于接地 匹配部25與福射分支部24之間。
[0080] 須說明的是，立體天線結構20的厚度大約只有0.3mm，且饋入部22與接地匹配部25 均與主福射部21形成一預定的夾角，若是饋入部22或接地匹配部25受外力而變形或彎折， 有可能使雙頻天線模塊100的操作頻段偏移。因此，彈性體3的設置可維持立體天線結構20 的形狀，W盡可能降低饋入部22或接地匹配部25受外力而變形的機率，W免影響雙頻天線 模塊100'的操作頻段。
[0081] 請參照圖5。圖5為本實用新型立體天線結構在不同頻率下所得到的反射損耗 (Return Loss)的曲線圖。如圖5所示，顯示立體天線結構20的反射波與入射波的比值。通過 立體天線結構20在2G化至6G化的頻段所表現的反射系數而得出立體天線結構20在該頻段 的損耗值是否符合業界要求，W證明天線確實可W在該特定頻段運作。反射損耗越低表示 天線反射越小，顯示其福射功率越大。
[0082] 在對本實用新型實施例的雙頻天線模塊所界定的結構來進行測試之后，結果顯示 出立體天線結構20分別在2.40G化、2.45G化、2.50G化、5.15G化、5.70細Z及5.90G化六Ξ個 頻率點A~F的資料下所得到的反射損耗值，分別約是-IS.eSldB.-lS.lSldB.-lO.eggdB.- iO. 345 地、-10.743 地及-14.277 地。
[008引因此，本實用新型實施例所提供的雙頻天線模塊100確實可在2.4G化的頻段 (2.4GHz ~2.4835細Z)及 5GHz的頻段下（5.15~5.35GHZ/5.725~5.825細Z)操作。
[0084] 請參照圖6。圖6為本實用新型雙頻天線模塊頻率2.4GHz至2.5G化所得到的福射效 率的曲線圖。
[0085] 如圖6所示，對本實用新型實施例的雙頻天線模塊所界定的結構來進行測試，而結 果顯示出立體天線結構20所得到的福射效率曲線E1，在2.44G化有最大的福射效率Μ，其中Μ 大約64.5%。
[0086] 圖7至圖9為本實用新型雙頻天線模塊操作于不同頻率時分別在Χ-Υ平面、X-Z平面 及Y-Z平面的福射場型示意圖。詳細而言，圖7為雙頻天線模塊在X-Y平面的福射場型，圖8為 雙頻天線模塊在X-Z平面的福射場型，圖9為雙頻天線模塊在Y-Z平面的福射場型。
[0087] 請參閱圖7,并配合圖1中所界定的座標方向，圖7顯示本實用新型實施例的雙頻天 線模塊100操作于2400MHz、2450MHz及2500MHz時的福射場型在X-Y平面的量測曲線分別為 F1UF12及F13。由圖7中可看出，在2400MHz、2450MHz及2500ΜΗζΞ個不同的操作頻率下，立 體天線結構20的福射能量分布在各方向上。
[008引請配合參照下表1，表1顯示在雙頻天線模塊100操作于2400ΜΗζ、2450Μ化及 2500MHz時的福射場型在Χ-Υ平面的最大值、最小值W及平均值。
[0089] 表1
[0090]
[0091 ]請參閱圖8，并配合圖1中所界定的座標方向，圖8顯示本實用新型實施例的雙頻天 線模塊100操作于2400MHz、2450MHz及2500MHz時的福射場型在X-Z平面的量測曲線分別為 F1UF12及F13。由圖8中可看出，在24001化、24501化及25001化^個不同的操作頻率下，立 體天線結構20的福射能量分布在各方向上。
[0092] 請配合參照下表2,表2顯示在雙頻天線模塊100操作于2400MHz、2450M化及 2500MHz時的福射場型在X-Y平面的最大值、最小值W及平均值。
[0093] 表 2
[0094]
[0095] 請參閱圖9，并配合圖1中所界定的座標方向，圖9顯示本實用新型實施例的雙頻天 線模塊100操作于2400MHz、2450MHz及2500MHz時的福射場型在Y-Z平面的量測曲線分別為 F1UF12及F13。由圖8中可看出，在24001化、24501化及25001化^個不同的操作頻率下，立 體天線結構20的福射能量分布在各方向上。
[0096] 請配合參照下表3,表3顯示在雙頻天線模塊100操作于2400MHz、2450M化及 2500MHz時的福射場型在Χ-Υ平面的最大值、最小值W及平均值。
[0097] 表 3 [009引
2500(MHz) |-0.n地 I -18.14地 | -4.65地
[0099] 綜上所述，本實用新型實施例中，雙頻天線模塊的立體天線結構，使雙頻天線模塊 的福射效率皆可符合應用時需求。因此，本實用新型實施例的雙頻天線模塊可適用于操作 在2.4G化及5G化的頻帶內。除此的外，本實用新型實施例的雙頻天線模塊的饋入部由信號 饋入點至主福射部的寬度漸增，可增加雙頻天線模塊的電流路徑，從而增加操作頻寬。
[0100] W上所述僅為本實用新型的較佳可行實施例，非因此局限本實用新型的專利范 圍，故舉凡運用本實用新型說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含于本實用新型 的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種雙頻天線模塊，其特征在于，所述雙頻天線模塊包括： 一接地基板；以及 一立體天線結構，連接于所述接地基板，其中所述立體天線結構包括： 一主輻射部，其和所述接地基板面對面地設置并相隔一預定距離； 一饋入部，其由所述主輻射部朝所述接地基板的方向延伸，其中所述饋入部的寬度由 所述主輻射部朝所述接地基板的方向漸減，且所述饋入部設有一位于所述饋入部末端部的 信號饋入點； 一阻抗匹配部，其凸設于所述饋入部的其中一側邊； 一輻射分支部，其中所述輻射分支部與所述饋入部分別設置在所述主輻射部的兩相對 側，且所述輻射分支部由所述主輻射部朝所述接地基板的方向延伸;及 一接地匹配部，其連接于所述主輻射部與所述接地基板之間，其中所述接地匹配部與 所述輻射分支部位于所述主輻射部的相同側。2. 如權利要求1所述的雙頻天線模塊，其特征在于，還包括一彈性體，其中所述彈性體 的頂部與底部分別抵靠所述主輻射部與所述接地基板，所述彈性體的兩相對側壁分別抵靠 所述饋入部與所述接地匹配部。3. 如權利要求2所述的雙頻天線模塊，其特征在于，所述彈性體的一端部位于所述接地 匹配部與所述輻射分支部之間。4. 如權利要求1所述的雙頻天線模塊，其特征在于，所述饋入部、所述輻射分支部及所 述接地匹配部均與所述主輻射部相互垂直。5. 如權利要求1所述的雙頻天線模塊，其特征在于，所述主輻射部的一端至所述輻射分 支部的距離與所述輻射分支部的延伸長度大致相同。6. 如權利要求1所述的雙頻天線模塊，其特征在于，所述輻射分支部的延伸長度小于所 述饋入部的延伸長度，且所述輻射分支部的寬度大于所述接地匹配部的寬度。7. 如權利要求1所述的雙頻天線模塊，其特征在于，所述主輻射部和所述接地基板均為 矩形金屬片，其中所述接地基板的長度大于所述主輻射部的長度。8. 如權利要求1所述的雙頻天線模塊，其特征在于，所述饋入部與所述輻射分支部彼此 錯位設置在所述主輻射部的兩相對側。9. 如權利要求1所述的雙頻天線模塊，其特征在于，所述主輻射部和所述接地基板之間 的間距介于1 Omm至12mm之間。10. 如權利要求1所述的雙頻天線模塊，其特征在于，所述饋入部連接所述主輻射部的 一側的寬度與所述主輻射部的長度的比值介于0.5至0.7之間。
【文檔編號】H01Q5/50GK205429168SQ201521061248
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月17日
【發明人】陳智鵬, 劉文斯, 李明達, 陳銘耀
【申請人】美磊科技股份有限公司