專利名稱：平板倒f式天線以及具有該天線的無線網絡裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種平板倒F式天線，尤指一種適用于無線網絡裝置上的一體 成型的單頻天線以及具有該天線的無線網絡裝置。
背景技術：
請參閱圖1，為一例如無線網絡卡的現有無線網絡裝置10的立體外觀圖。該無線 網絡裝置10 —般包括一本體11、位于本體11內部的一內部電路裝置12、位于本體11 一 端的一連接器部13其用來連接一外界主機(圖中未示)、以及位于本體11上且相對于連接 器部13的另一端的一天線訊號收發部14。大體來說，該天線訊號收發部14的外殼以非金 屬材質所構成，且當無線網絡裝置10連接在外界主機上時，該天線訊號收發部14需暴露于 外界主機的外部以便能有效地收發無線訊號。如圖2所示，為無線網絡裝置的一現有內部電路裝置20示意圖。該無線網絡裝置 的現有內部電路裝置20包括有一基板21、一控制電路22位于該基板21上、一接地體23 覆蓋于基板21上的一預定區域、以及一天線單元24其電氣連接于該控制電路22。于圖2 所示的現有天線單元24中，包括有分別位在基板21兩旁側的一第一天線241與一第二天 線242。由于此現有內部電路裝置20的天線設計，皆以印刷式單極天線(Printed Monopole Antenna)方式設計于基板21上。而此類印刷式天線由于受限于其垂直方向上的高度差， 僅能藉由設計不同形狀的該第一天線241與該第二天線242，以達到在X-Y平面(水平方 向上)上得到更佳的輻射場型與更高的增益，但在垂直Z方向的增益幾乎無從改善的空間。 然而，現今對于無線網絡裝置的設計趨勢，乃是朝向直立式(Verticle Stand)設計，以降低 空間的占用、同時提高無線網絡裝置產品于外觀上的現代感與科技感。很顯然的，現有印刷 式天線于垂直Z方向上的不良增益將無法滿足直立式無線網絡裝置的需求。例如，如圖3所示，其為如圖2所示的現有印刷式天線單元24的第一天線于X-Y平 面上測試所得的輻射場型圖。由圖3的該輻射場型圖中可知，該第一天線241于垂直方向 (Vertical)上的最大增益值只有_15. 89dBi，其值已明顯低于消費者所能忍受的底限(一 般要求的增益值至少應高于-IOdBi以上)，此對于一般市場對于高效能天線設計的要求， 而顯然還有進一步改良的空間。
發明內容本實用新型的目的是在于提供一種平板倒F式天線(Planar Inverted F Armterma ；簡稱PIFA)和具有該天線的無線網絡裝置，其藉由一體沖壓成型形成一單板單 頻天線的結構設計，以利于縮小具有該天線的無線網絡裝置的整體體積。為達上述的目的，本實用新型的平板倒F式天線，于俯視來看大致呈U形結構，其 包括有一位于該U形結構底側的橫向連接體、以及自該連接體兩端所向上延伸的兩輻射 體。該連接體上設有至少一饋入端及至少一接地端。每一該輻射體的一端部分別垂直連接 于該連接體的兩端，并相互平行且形狀對應。該兩輻射體上分別具有一 L形缺口以形成倒鉤狀，并于每一該輻射體的另一端部彎折一扣合端，該扣合端大致與該連接體平行，以利于 該扣合端卡合于該無線網絡裝置的一基板上。于本實用新型的一較佳實施例中，該平板倒F式天線的輻射體的該L形缺口與該 饋入端及該接地端朝向同一方向，且該L形缺口所垂直延伸的一溝槽往該輻射體的該末端 延伸。兩輻射體相連接的該連接體的兩端邊長寬度大于該饋入端與該接地端的長度；該饋 入端及該接地端分別為兩組，且該饋入端分別位于該兩組接地端的兩側。于一較佳實施例中，兩輻射體相連接的該連接體的兩端邊長寬度為H，該輻射體長 度為Ll，該連接體長度為L2，該L形缺口寬度為Wl，該溝槽寬度為W2 ；其中，3mm < H < 5mm ； Ilmm < Ll < 14mm ； IOmm < L2 < 15mm ；0. 5mm < Wl < 3mm ；0. 2mm < W2 < 1. 5mm。該平板倒F式天線其操作頻帶大致為2. 2GHz 2. 6GHz ；然而，于本實施例中，該 平板倒F式天線的較佳操作頻帶大致為2. 4 2. 5GHz左右。該平板倒F式天線是具有導 電性的金屬薄片以一體沖壓成型所構成的單一元件。于一實施例中，該平板倒F式天線裝設于一無線網絡裝置的一基板上，該輻射體 所彎折的該扣合端與該L形缺口分別卡合于該基板上，并分別與該基板周緣的一凹槽與一 定位端相卡合，且該輻射體的表面大致垂直于該基板的表面，同時使兩組的該接地端電氣 連接于該基板的一接地部(ground)，另外兩組的該饋入端則電氣連接于該基板的一控制電路。具有該平板倒F式天線的無線網絡裝置更包括一串列埠匯流排(USB)接頭與該基 板上的該控制電路電氣連接。該串列埠匯流排(USB)的傳輸規格可以是USB2.0、USB3.0其 中之一。不僅制作方便快速，且方便于組合于無線網絡裝置的該基板上，并且縮小無線網絡 裝置的整體體積。本實用新型提供了一種平板倒F式天線，其包括有一連接體，其上設有至少一饋入端及至少一接地端；以及兩輻射體，每一該輻射體的一端部垂直連接于該連接體，并該兩輻射體相互平行 且形狀對應；其中，于該兩輻射體上均具有一 L形缺口以形成倒鉤狀，并于每一該輻射體的另 一端部彎折一扣合端，該扣合端與該連接體平行。實施時，該平板倒F式天線是具有導電性的金屬薄片以一體沖壓成型所構成的單 一立體元件。實施時，與兩輻射體的兩端邊長寬度大于該饋入端與該接地端的長度。實施時，該饋入端及該接地端分別為兩組，且該饋入端分別位于該兩組接地端的 兩側。實施時，該輻射體所彎折的該扣合端與該L形缺口分別卡合于一無線網絡裝置的 一基板上，并分別與該基板周緣的一凹槽與一定位端相卡合，且該輻射體的表面垂直于該 基板的表面；其中，該接地端電氣連接于該基板的一接地部；而該饋入端電氣連接于該基 板的一控制電路。實施時，該平板倒F式天線的操作頻帶介于2. 4GHz和2. 5GHz之間。 實施時，該輻射體的該L形缺口與該饋入端及該接地端朝向同一方向，且該L形缺 口所垂直延伸的一溝槽往該輻射體具有該扣合端的該端部方向延伸；并且，兩輻射體相連接的該連接體的兩端邊長寬度為H，該輻射體長度為Li，該連接體長度為L2，該L形缺口寬 度為W1，該溝槽寬度為W2 ；其中，3mm < H < 5mm ；Ilmm < Ll < 14mm ；IOmm < L2 < 15mm ；0. 5mm < Wl < 3mm ；0. 2mm < W2 < 1. 5mm。本實用新型還提供了一種具有平板倒F式天線的無線網絡裝置，包括有一基板，由介電材料所構成，該基板具有多個開孔，且于該基板上設有電氣接地的 一接地部；一控制電路，設置于該基板上，可提供無線網絡通訊功能；以及至少一平板倒F式天線，是一 U形結構且設置于該基板上，該平板倒F式天線包括 有一連接體，其上設有至少一饋入端及至少一接地端，且分別插置于該開孔中，使該 基板位于兩輻射體之間；以及兩輻射體，每一該輻射體的一端部連接于該連接體并相互平行且形狀對應，而該 輻射體與該連接體相垂直；其中，于兩輻射體上均具有一 L形缺口以形成倒鉤狀，并于每一該輻射體的另一 端部彎折一扣合端，該扣合端與該連接體平行；該接地端電氣連接于該基板的該接地部，而 該饋入端電氣連接于該基板的該控制電路。實施時，該平板倒F式天線是具有導電性的金屬薄片以一體沖壓成型所構成的單 一立體元件；并且，該兩輻射體的兩端邊長寬度大于該饋入端與該接地端的長度；該輻射 體所彎折的該扣合端與該L形缺口分別卡合于該基板上，并分別與該基板周緣的一凹槽與 一定位端相卡合，且該輻射體的表面垂直于該基板的表面。實施時，該輻射體的該L形缺口與該饋入端及該接地端朝向同一方向，且該L形缺 口所垂直延伸的一溝槽往該輻射體具有該扣合端的該端部方向延伸；并且，兩輻射體相連 接的該連接體的兩端邊長寬度為H，該輻射體長度為Li，該連接體長度為L2，該L形缺口寬 度為W1，該溝槽寬度為W2 ；其中，3mm < H < 5mm ；Ilmm < Ll < 14mm ；IOmm < L2 < 15mm ；0. 5mm < Wl < 3mm ；0. 2mm < W2 < 1. 5mm。與現有技術相比，本實用新型所述的平板倒F式天線和具有該天線的無線網絡裝 置，其通過一體沖壓成型形成一單板單頻天線的結構設計，以利于縮小具有該天線的無線 網絡裝置的整體體積。
圖1是典型無線網絡裝置的立體外觀6[0043]圖2是無線網絡裝置的一現有內部電路裝置示意圖；圖3是如圖2所示的現有天線單元的第一天線于X-Y平面上測試所得的輻射場型 圖；圖4是本實用新型平板倒F式天線的較佳實施例立體結構示意圖；圖5A是如圖4所示的本實用新型平板倒F式天線的俯視圖；圖5B是如圖4所示的本實用新型平板倒F式天線的左側視圖；圖5C是如圖4所示的本實用新型平板倒F式天線的前視圖；圖6A是具有本實用新型平板倒F式天線的無線網絡裝置的一實施例的立體俯視 示意圖；圖6B是具有本實用新型平板倒F式天線的無線網絡裝置的一實施例的立體仰視 示意圖；圖7A是本實用新型平板倒F式天線左輻射體于應用頻帶范圍(2. 4 2. 5GHz)的 X-Y平面上測試所得的輻射場型圖；圖7B是本實用新型平板倒F式天線右輻射體于應用頻帶范圍(2. 4 2. 5GHz)的 X-Y平面上測試所得的輻射場型圖；圖8A是本實用新型平板倒F式天線左輻射體測試折返損失圖；圖8B是本實用新型平板倒F式天線右輻射體測試折返損失圖。附圖標記說明10-無線網絡裝置；11-本體；12-內部電路裝置；13-連接器部； 14-天線訊號收發部；20-現有內部電路裝置；21-基板；22-控制電路；23-接地體；24-天 線單元；241-第一天線；242-第二天線；5-天線；51-連接體；511-饋入端；512-接地端； 513,513'-末端；52-左輻射體；52，-右輻射體；521,521'-端部；522、522，-端部；523、 523，-L形缺口 ；5231、5231，_溝槽；524、524，_扣合端；6-無線網絡裝置；61-基板；611-開 孔；612、612，-凹槽；613、613，-定位端；62-控制電路；63-接地部；64-USB接頭。
具體實施方式
為了能更清楚地描述本實用新型所提出的平板倒F式天線及具有該天線的無線 網絡裝置，以下將配合圖式詳細說明之。本實用新型的平板倒F式天線及具有該天線的無線網絡裝置的主要原理，主要 是以一體沖壓成型形成立體天線的結構設計，可以使該天線快速組裝結合于一無線網絡 裝置的基板上，進一步減少該無線網絡裝置的總體積。其中，本實用新型的平板倒F式天 線(PIFA)的兩輻射體藉由獨特的倒鉤狀輻射體提供所需的無線通訊頻帶，例如2. 2GHz 2. 6GHz的頻帶。藉此，不僅縮小該平板倒F式天線的體積，且在制作及使用組合上更加便 利，也更節省成本。請參閱圖4、以及圖5A至圖5C所示，其分別為本實用新型平板倒F式天線的較佳 實施例立體結構以及俯視圖、左側視圖以及前視圖的結構示意圖。本實用新型的平板倒F 式天線5是具有導電性的金屬薄板(例如銅、鐵、鋁、錫、鎳、銀、鉻、金或其合金等)藉由沖 壓一體成型制程所彎折形成的單板彈片式立體元件。因此，除轉折折彎處外，幾乎皆具有相
同的一厚度。如圖4所示，于本實用新型實施例中，該平板倒F式天線5是具有導電性的金屬薄片以一體沖壓成型所構成的單一元件，其于俯視來看大致呈一 U形結構，且包括有一連接 體51、以及左、右輻射體52、52’。于俯視來看(如圖5A所示)，該連接體51是位于該U形 結構底側的一左右橫向延伸的狹長狀連接體51，且其兩末端513、513’分別垂直向上彎折 延伸出該左、右輻射體52、52’。并且，由前視圖來看(如圖5C所示)，于該連接體51上設 有至少一饋入端511及至少一接地端512。于本實施例中，饋入端511及接地端512是以沖 壓的方式于該連接體51連續沖壓出垂直向下延伸且相隔一預定距離的兩組饋入端511及 兩組接地端512。并且，該兩組接地端512是位于連接體51的較中央區域、而該饋入端511 則是分別位于該兩組接地端512的左右兩側。也就是說，于該連接體51上以機械沖壓的方式沖壓出4組間隔排列的金屬接點， 也就是上述的兩饋入端511及兩接地端512，其中較接近該連接體51的中央兩組金屬接點 即為該接地端512，而接近該連接體51的兩末端513、513’即分別為該兩饋入端511。請再參閱圖4所示，該左、右輻射體52、52，各自的一端部521、521，分別垂直連接 于該連接體51的兩末端513、513’且相互平行，進而使本實用新型的平板倒F式天線5且 呈該U形結構。于該左、右輻射體52、52’上分別具有一 L形缺口 523、523’以形成倒鉤狀， 并于各自的左、右輻射體52、52，的另一端部522、522，相對彎折一扣合端524、524，。該扣 合端524、524’分別與該連接體51大致平行，以利于該扣合端524、524’與一無線網絡裝置 6 (如圖六A、圖六B所示)進行卡合。該左、右輻射體52、52，上的L形缺口 523、523，與該饋入端511及該接地端512 均朝向同一垂直方向延伸。并且，該兩溝槽5231、5231’分別與所連接的該L形缺口 523、 523，的延伸方向相垂直，亦即，該兩溝槽5231、5231，分別往該左、右輻射體52、52，的該端 部522、522’朝水平方向延伸。該左、右輻射體52、52’的兩末端513、513’邊長寬度H大于 該饋入端511與該接地端512的長度h(即H > h)。由此可知，當左、右輻射體52、52’相連接的該連接體51的兩末端513、513’邊長 寬度為H、該左、右輻射體52、52’長度為Li、該連接體51長度為L2、該L形缺口 523、523’ 寬度為W1、以及該溝槽寬度5231、5231’為W2時，本實用新型該平板倒F式天線5的尺寸比 例范圍如下3mm < H < 5mm ； 1 Imm < Ll < 14mm ； IOmm < L2 < 15mm ；0. 5mm < Wl < 3mm ；0. 2mm < W2 < 1. 5mm。于本實用新型較佳實施例中，該平板倒F式天線5的操作頻帶大致為2. 2GHz 2. 6GHz的間；而于本實用新型的一較佳實施例中，該平板倒F式天線5(PIFA)的操作頻帶 大致為2. 4 2. 5GHz (2. 4 2. 5GHz頻寬通常是適用于IEEE 802. llb/g所規范的無線通 訊頻帶)為較佳。請參閱圖6A、以及圖6B所示，是具有本實用新型平板倒F式天線的無線網絡裝置 的一實施例的立體俯視圖與仰視圖。于本較佳實施例中，該平板倒F式天線5組裝于一無 線網絡裝置6之上。其中，該無線網絡裝置6更包括有一基板61、一控制電路62、一接地 部63 (GND)、以及一串列埠匯流排(USB)接頭64。該基板61由介電材料所構成，該基板61 具有多個開孔611。該接地部63提供電性接地(GND)的功能且廣泛涵蓋了設置有平板倒F 式天線5的區域。控制電路62設置于基板61上，其包括有電路布局、若干積體電路元件與若干電子元件，可提供符合802. lla、802. lib,802. llg、802. Iln或/及超寬頻(UffB)等通訊協定的 無線網絡傳輸功能。由于此所述的控制電路62可選用現有技術來使用且非本實用新型的 主要技術特征，故以下將不贅述其詳細構成。該平板倒F式天線5裝設于該無線網絡裝置6的該基板61上。該左，右輻射體52、 52，所彎折的該扣合端524、524，與該L形缺口 523、523，分別卡合于該基板61上，并分別 與該基板61周緣相對應的兩凹槽612、612’與兩定位端613、613’相卡合。并且，該左，右 輻射體52、52’的表面大致垂直于該基板61的表面，藉以形成一垂直震蕩的該平板倒F式 天線5 (PIFA)，同時使該兩組接地端512貫穿該基板61上的該開孔611，進一步以焊接的方 式電氣連接于該基板61的接地部63 (ground)。另外兩組饋入端511則亦貫穿于該基板61 上所設置的開孔611中，并同樣以焊接的方式電氣連接于該基板61的控制電路62之上，使 得該左、右輻射體52、52’與該基板61整體構成電性回路進而產生震蕩頻率。該無線網絡裝置6的該串列埠匯流排(Universal Serial Bus,USB)接頭64與該 基板61上的該控制電路62電氣連接。該串列埠匯流排的傳輸規格可以是USB2. 0、USB3. 0 其中之一。當然，該無線網絡裝置6更可以包括一藍牙裝置(圖中未示)與該控制電路62 做電氣連接，藉以達到藍牙(Bluetooth)傳輸的功能，由于藍牙技術是現有且廣為市場運 用的無線通訊技術，故在此不再詳加贅述。由于該無線網絡裝置6與該平板倒F式天線5的組合方式，不僅制作方便快速，且 方便于組合于無線網絡裝置6的該基板61上，并且縮小無線網絡裝置6的整體體積。請參閱圖7A、圖7B所示，其分別是如圖7A所示的本實用新型該平板倒F式天線5 的左輻射體52于應用頻帶范圍2. 4GHz、2. 45GHz、及2. 5GHz的X-Y平面上測試所得的輻射 場型圖、以及如圖7B所示的本實用新型該平板倒F式天線5的右輻射體52’于應用頻帶范 圍2. 4GHz、2. 45GHz、及2. 5GHz的X-Y平面上測試所得的輻射場型圖。請參考以下表一所示，本實用新型平板倒F式天線(PIFA)5的該左、右輻射體52、 52，于X-Y平面上分別測試所得的的應用頻帶范圍(2. 4GHz、2. 45GHz、以及2. 5GHz)的水平、 垂直、以及總體頻率(dBi)最大值及平均值測試數值如下
權利要求一種平板倒F式天線，其特征在于，其包括有一連接體，其上設有至少一饋入端及至少一接地端；以及兩輻射體，每一該輻射體的一端部垂直連接于該連接體，并該兩輻射體相互平行且形狀對應；其中，于該兩輻射體上均具有一L形缺口以形成倒鉤狀，并于每一該輻射體的另一端部彎折一扣合端，該扣合端與該連接體平行。
2.如權利要求1所述的平板倒F式天線，其特征在于，該平板倒F式天線是具有導電性 的金屬薄片以一體沖壓成型所構成的單一立體元件。
3.如權利要求1所述的平板倒F式天線，其特征在于，與兩輻射體的兩端邊長寬度大于 該饋入端與該接地端的長度。
4.如權利要求1所述的平板倒F式天線，其特征在于，該饋入端及該接地端分別為兩 組，且該饋入端分別位于該兩組接地端的兩側。
5.如權利要求1所述的平板倒F式天線，其特征在于，該輻射體所彎折的該扣合端與 該L形缺口分別卡合于一無線網絡裝置的一基板上，并分別與該基板周緣的一凹槽與一定 位端相卡合，且該輻射體的表面垂直于該基板的表面；其中，該接地端電氣連接于該基板的 一接地部；而該饋入端電氣連接于該基板的一控制電路。
6.如權利要求1所述的平板倒F式天線，其特征在于，該平板倒F式天線的操作頻帶介 于 2. 4GHz 和 2. 5GHz 之間。
7.如權利要求1所述的平板倒F式天線，其特征在于，該輻射體的該L形缺口與該饋入 端及該接地端朝向同一方向，且該L形缺口所垂直延伸的一溝槽往該輻射體具有該扣合端 的該端部方向延伸；并且，兩輻射體相連接的該連接體的兩端邊長寬度為H，該輻射體長度 為Li，該連接體長度為L2，該L形缺口寬度為Wl，該溝槽寬度為W2 ；其中，3mm < H < 5mm ； Ilmm < Ll < 14mm ； IOmm < L2 < 15mm ； 0. 5mm < Wl < 3mm ； 0. 2mm < W2 < 1. 5mm。
8.一種具有平板倒F式天線的無線網絡裝置，其特征在于，包括有一基板，由介電材料所構成，該基板具有多個開孔，且于該基板上設有電氣接地的一接 地部；一控制電路，設置于該基板上；以及至少一平板倒F式天線，是一 U形結構且設置于該基板上，該平板倒F式天線包括有 一連接體，其上設有至少一饋入端及至少一接地端，且分別插置于該開孔中，使該基板 位于兩輻射體之間；以及兩輻射體，每一該輻射體的一端部連接于該連接體并相互平行且形狀對應，而該輻射 體與該連接體相垂直；其中，于兩輻射體上均具有一 L形缺口以形成倒鉤狀，并于每一該輻射體的另一端部 彎折一扣合端，該扣合端與該連接體平行；該接地端電氣連接于該基板的該接地部，而該饋 入端電氣連接于該基板的該控制電路。
9.如權利要求8所述的具有平板倒F式天線的無線網絡裝置，其特征在于，該平板倒F 式天線是具有導電性的金屬薄片以一體沖壓成型所構成的單一立體元件；并且，該兩輻射 體的兩端邊長寬度大于該饋入端與該接地端的長度；該輻射體所彎折的該扣合端與該L形 缺口分別卡合于該基板上，并分別與該基板周緣的一凹槽與一定位端相卡合，且該輻射體 的表面垂直于該基板的表面。
10.如權利要求8所述的具有平板倒F式天線的無線網絡裝置，其特征在于，該輻射體 的該L形缺口與該饋入端及該接地端朝向同一方向，且該L形缺口所垂直延伸的一溝槽往 該輻射體具有該扣合端的該端部方向延伸；并且，兩輻射體相連接的該連接體的兩端邊長 寬度為H，該輻射體長度為Ll，該連接體長度為L2，該L形缺口寬度為Wl，該溝槽寬度為W2 ； 其中，3mm < H < 5mm ； Ilmm < Ll < 14mm ； IOmm < L2 < 15mm ； 0. 5mm < Wl < 3mm ； 0. 2mm < W2 < 1. 5mm。
專利摘要本實用新型提供了一種適用于無線網絡裝置上的平板倒F式天線，包括有一連接體、以及兩輻射體。該連接體上設有至少一饋入端及至少一接地端。兩輻射體各自的一端部分別垂直連接于該連接體的兩端，并相互平行且形狀對應，且該兩輻射體上分別具有一L形缺口以形成倒鉤狀，并于各自的該輻射體的另一端部彎折一扣合端，該扣合端大致與該連接體平行，利于該扣合端卡合于該無線網絡裝置的一基板上。
文檔編號H04B1/38GK201708243SQ201020233740
公開日2011年1月12日 申請日期2010年6月21日 優先權日2010年6月21日
發明者李偉賓, 王昱讱 申請人:友勁科技股份有限公司