專利名稱：立體天線結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種天線(antenna)，且特別是有關(guān)于一種內(nèi)建于電子裝置(electronic apparatus)中的立體天線結(jié)構(gòu)(three-dimensional antenna structure)。
背景技術(shù)：
隨著通訊科技的精進(jìn)，通訊技術(shù)在科技產(chǎn)品的應(yīng)用上亦日益增加，使得相關(guān)的通訊產(chǎn)品日趨多樣化，而且近年來(lái)消費(fèi)者對(duì)通訊產(chǎn)品的功能要求越來(lái)越高，所以許多具有不同設(shè)計(jì)和功能的通訊產(chǎn)品不斷被提出，具有無(wú)線通訊的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品更是近來(lái)的熱門趨勢(shì)。就通訊產(chǎn)品而言，其設(shè)計(jì)上重要的關(guān)鍵即為天線的設(shè)計(jì)，因?yàn)樘炀€設(shè)計(jì)品質(zhì)的良好與否將影響通訊的品質(zhì)。
一般而言，為了達(dá)到天線的水平面全向性，以接收來(lái)自各方向的信號(hào)，或?qū)⑿盘?hào)發(fā)送至各個(gè)方向，天線通常具有較高的高度，以致于讓天線采用外露式的設(shè)計(jì)。常見的非內(nèi)藏式天線包括單極天線(monopole antenna)、螺旋天線(helix antenna)及印刷偶極天線(printed dipole antenna)等。然而，為了降低天線的高度或?qū)⑻炀€隱藏起來(lái)，內(nèi)藏式天線大多采用平面化的設(shè)計(jì)。常見的內(nèi)藏式天線包括微帶天線(microstrip antenna)及平面倒F天線(planarinverted F antenna，以下簡(jiǎn)稱PIFA)等。
圖1A為現(xiàn)有的一種微帶天線的示意圖。請(qǐng)參考圖1A，微帶天線100包括一輻射金屬片(radiating patch)110、一饋送同軸電纜(feedcoaxial cable)120、及一接地面(ground plane)130。饋送同軸電纜120的內(nèi)部核心導(dǎo)線(inner core conductor)的一末端連接至輻射金屬片110的一饋送點(diǎn)112，使得輻射金屬片110通過(guò)由饋送同軸電纜120而連接至一信號(hào)源。此外，饋送同軸電纜120的外部屏蔽導(dǎo)體(outer shield conductor)的一末端更連接至接地面130。
圖1B為圖1A的微帶天線其輻射場(chǎng)形的示意圖。請(qǐng)參考同時(shí)圖1A及1B，當(dāng)微帶天線100接收或發(fā)送信號(hào)時(shí)，由于微帶天線100的輻射場(chǎng)形為垂向輻射(broadside radiation)(如圖1B)，因此微帶天線100的具有良好收發(fā)信號(hào)的區(qū)域僅局限于某一區(qū)域。更詳細(xì)地來(lái)說(shuō)，微帶天線100的垂直上方是屬于較為良好的收發(fā)信號(hào)區(qū)域，而微帶天線100的四周就屬于較差的收發(fā)信號(hào)區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種立體天線結(jié)構(gòu)，用以提供良好的通訊效果及穩(wěn)定的通訊品質(zhì)。
為達(dá)上述或是其它目的，本發(fā)明提出一種立體天線結(jié)構(gòu)，其適于內(nèi)建在電子裝置之中。此立體天線結(jié)構(gòu)包括垂直金屬片、環(huán)形金屬片以及接地金屬片。其中，垂直金屬片用以產(chǎn)生垂直電流。此外，環(huán)形金屬片的一末端連接至垂直金屬片，且環(huán)形金屬片環(huán)繞于垂直金屬片的一側(cè)，用以產(chǎn)生一環(huán)狀電流，其與垂直電流產(chǎn)生一全向性輻射場(chǎng)形。環(huán)形金屬片具有一饋送點(diǎn)(feed point)，其適于電性連接至一信號(hào)源。另外，接地金屬片的一末端連接至垂直金屬片，且環(huán)形金屬片連接至垂直金屬片的一末端與接地金屬片連接至垂直金屬片的一末端之間存在一第一距離。接地金屬片的另一末端具有一短路點(diǎn)(shorting point)，且短路點(diǎn)靠攏于饋送點(diǎn)，并適于電性連接至一接地端。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，遠(yuǎn)離環(huán)形金屬片連接至垂直金屬片一末端的另一末端與垂直金屬片之間存在一第二距離。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，遠(yuǎn)離環(huán)形金屬片連接至垂直金屬片一末端的另一末端具有一加寬部，且加寬部的寬度大于環(huán)形金屬片的其余部分的寬度。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，垂直金屬片、環(huán)形金屬片及接地金屬片是加工自同一材料金屬片。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，立體天線結(jié)構(gòu)更包括一固定金屬片，其一側(cè)連接至垂直金屬片，并適于固定至一載體上。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，固定金屬片更電性連接至接地端。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，垂直金屬片、環(huán)形金屬片、接地金屬片及固定金屬片是加工自同一材料金屬片。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，饋送點(diǎn)通過(guò)由連接至一同軸電纜的內(nèi)部核心導(dǎo)線的一末端來(lái)電性連接至一信號(hào)源，而短路點(diǎn)是通過(guò)由連接至同軸電纜的環(huán)繞內(nèi)部核心導(dǎo)線的一外部屏蔽導(dǎo)體的一末端來(lái)電性連接至一接地端。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，饋送點(diǎn)及短路點(diǎn)之間存在一第三距離，其實(shí)質(zhì)上等于同軸電纜的內(nèi)部核心導(dǎo)線暴露于外部屏蔽導(dǎo)體以外的長(zhǎng)度，并使得饋送點(diǎn)及短路點(diǎn)之間的等效電阻值實(shí)質(zhì)上等于一預(yù)設(shè)電阻值。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，預(yù)設(shè)電阻值為50歐姆。
本發(fā)明的立體天線結(jié)構(gòu)乃是通過(guò)由垂直金屬片及環(huán)形金屬片所分別產(chǎn)生的垂直電流及環(huán)狀電流來(lái)產(chǎn)生全向性的輻射場(chǎng)形，故可提供良好的通訊效果及穩(wěn)定的通訊品質(zhì)。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1A為現(xiàn)有的一種微帶天線的示意圖；圖1B為圖1A的微帶天線其輻射場(chǎng)形的示意圖；圖2A為本發(fā)明的一實(shí)施例的一種立體天線結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2B為圖2A的立體天線結(jié)構(gòu)其輻射場(chǎng)形的示意圖；圖3為圖2A的饋送點(diǎn)及短路點(diǎn)連接于同軸電纜的示意圖。
100微帶天線110輻射金屬片112饋送點(diǎn)120饋送同軸電纜130接地面200立體天線結(jié)構(gòu)210垂直金屬片220環(huán)形金屬片222、224、232、234末端224a加寬部226饋送點(diǎn)230接地金屬片236短路點(diǎn)240固定金屬片A同軸電纜A1內(nèi)部核心導(dǎo)線A2外部屏蔽導(dǎo)體A3絕緣層
A4保護(hù)層C載體S信號(hào)源D1第一距離D2第二距離D3第三距離具體實(shí)施方式
圖2A為本發(fā)明的一實(shí)施例的一種立體天線結(jié)構(gòu)的示意圖。請(qǐng)參考圖2A，本實(shí)施例的立體天線結(jié)構(gòu)200適于內(nèi)建在電子裝置之中，以接收或發(fā)送電子信號(hào)。立體天線結(jié)構(gòu)200包括一垂直金屬片210、一環(huán)形金屬片220及一接地金屬片230。
垂直金屬片210用以產(chǎn)生垂直電流。在本實(shí)施例中，垂直金屬片210可固定于一載體C上，此載體C例如是電子裝置中的一電路板。此外，垂直金屬片210可以焊接、貼附或是插置等方式固定于載體C上。
環(huán)形金屬片220環(huán)繞于垂直金屬片210的一側(cè)。環(huán)形金屬片220的一末端222連接至垂直金屬片210，而環(huán)形金屬片220的另一末端224是位于遠(yuǎn)離環(huán)形金屬片220連接至垂直金屬片210的末端222的地方，且末端224與垂直金屬片210之間會(huì)存在著一第二距離D2。此外，環(huán)形金屬片220具有一饋送點(diǎn)226，且饋送點(diǎn)226適于電性連接至一信號(hào)源S。在本實(shí)施例中，環(huán)形金屬片220的末端224更可具有一加寬部224a，且加寬部224a的寬度大于環(huán)形金屬片220的其余部分的寬度。
接地金屬片230的一末端232連接至垂直金屬片210，且環(huán)形金屬片220連接至垂直金屬片210的末端222與接地金屬片230連接至垂直金屬片210的末端232之間，存在著第一距離D1。此外，接地金屬片230的另一末端234具有一短路點(diǎn)236，且短路點(diǎn)236靠攏于饋送點(diǎn)226，并適于電性連接至一接地端。
在本實(shí)施例中，饋送點(diǎn)226與短路點(diǎn)236可通過(guò)由一同軸電纜A(如圖3所示)，以分別電性連接至信號(hào)源S及接地端，且饋送點(diǎn)226與短路點(diǎn)236之間存在著一第三距離D3。
圖3為圖2A的饋送點(diǎn)及短路點(diǎn)連接于同軸電纜的示意圖。請(qǐng)同時(shí)參考圖2A及圖3，同軸電纜A具有一內(nèi)部核心導(dǎo)線A1、一外部屏蔽導(dǎo)體A2、一絕緣層A3及一保護(hù)層A4。外部屏蔽導(dǎo)體A2環(huán)繞內(nèi)部核心導(dǎo)線A1，而絕緣層A3配置于內(nèi)部核心導(dǎo)線A1及外部屏蔽導(dǎo)體A2之間，且保護(hù)層A4包覆住外部屏蔽導(dǎo)體A2。
環(huán)狀金屬片220的饋送點(diǎn)226即是連接至內(nèi)部核心導(dǎo)線A1的一末端，以電性連接至信號(hào)源S。此外，接地金屬片220的短路點(diǎn)236則是連接至外部屏蔽導(dǎo)體A2的一末端，以電性連接至接地端。
值得注意的是，一部分的內(nèi)部核心導(dǎo)線A1會(huì)暴露于外部屏蔽導(dǎo)體A2以外，且暴露于外部屏蔽導(dǎo)體A2以外的內(nèi)部核心導(dǎo)線A1長(zhǎng)度大致上會(huì)等于第三距離D3，并且使饋送點(diǎn)226與短路點(diǎn)236之間的等效電阻實(shí)質(zhì)上等于一預(yù)設(shè)電阻值。在本實(shí)施例中，此預(yù)設(shè)電阻值為信號(hào)傳輸?shù)囊话銟?biāo)準(zhǔn)規(guī)格，即為50歐姆。
圖2B為圖2A的立體天線結(jié)構(gòu)其輻射場(chǎng)形的示意圖。請(qǐng)同時(shí)參考圖2A及圖2B，當(dāng)立體天線結(jié)構(gòu)200運(yùn)作時(shí)，環(huán)形金屬片220會(huì)產(chǎn)生一水平的環(huán)狀電流，而此水平的環(huán)狀電流會(huì)與垂直金屬片210所產(chǎn)生的垂直電流作用產(chǎn)生一全向性輻射場(chǎng)形(如圖2B圖)。相較于現(xiàn)有的微帶天線所具有的垂向輻射的輻射場(chǎng)形(如圖1B圖)而言，立體天線結(jié)構(gòu)200的全向性輻射場(chǎng)形提供較大的收發(fā)信號(hào)范圍，因此本實(shí)施例的立體天線結(jié)構(gòu)200具有較良好的通訊效果及較穩(wěn)定的通訊品質(zhì)。
在本實(shí)施例中，更可通過(guò)由改變末端222與末端232之間的第一距離D1、末端224與垂直金屬片210之間的第二距離D2、或末端224的加寬部224a的寬度，來(lái)調(diào)整立體天線結(jié)構(gòu)200的輻射場(chǎng)形，以獲得良好的收發(fā)信號(hào)效果。此外，同時(shí)水平移動(dòng)饋送點(diǎn)226以及短路點(diǎn)236的位置，也可以達(dá)到調(diào)整立體天線結(jié)構(gòu)200輻射場(chǎng)形的目的。另外，更可通過(guò)由改變環(huán)形金屬片220的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整立體天線結(jié)構(gòu)200所收發(fā)的信號(hào)頻率。
在本實(shí)施例中，垂直金屬片210、環(huán)形金屬片220及接地金屬片230可從同一材料金屬片加工而形成。也就是說(shuō)，垂直金屬片210、環(huán)形金屬片220及接地金屬片230可為一體成型，而不需再使用焊接、鎖附或貼合等方式將垂直金屬片210、環(huán)形金屬片220及接地金屬片230相互連接在一起，故可節(jié)省立體天線結(jié)構(gòu)200的制作成本。
請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D2A，為了讓立體天線結(jié)構(gòu)200能夠穩(wěn)固地固定于載體C上，立體天線結(jié)構(gòu)200更可包括一固定金屬片240，其一側(cè)連接至垂直金屬片210。固定金屬片240可與垂直金屬片210、環(huán)形金屬片220及接地金屬片230從同一材料金屬片加工而形成。因此，立體天線結(jié)構(gòu)200可通過(guò)由固定金屬片240而穩(wěn)固地固定于載體C上。在本實(shí)施例中，固定金屬片240更可以焊接、貼合或鎖附等方式固定于載體C上。當(dāng)固定金屬片240電性連接至接地端時(shí)，固定金屬片240更可作為立體天線結(jié)構(gòu)200的一輔助接地端。
綜上所述，本發(fā)明的立體天線結(jié)構(gòu)乃是利用垂直金屬片所產(chǎn)生的垂直電流，與環(huán)形金屬片所產(chǎn)生的水平環(huán)狀電流作用以形成全向性的輻射場(chǎng)形，用以提供較大的收發(fā)信號(hào)范圍，因而具有良好的通訊效果及穩(wěn)定的通訊品質(zhì)。
除此之外，當(dāng)本發(fā)明的立體天線結(jié)構(gòu)配設(shè)于一電子裝置時(shí)，由于立體天線結(jié)構(gòu)的接地金屬片不需與電子裝置的接地端連接，因此立體天線結(jié)構(gòu)在電子裝置中的配設(shè)位置可作彈性地調(diào)整。
雖然本發(fā)明已以一實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種立體天線結(jié)構(gòu)，適于內(nèi)建在一電子裝置之中，其特征在于，該立體天線結(jié)構(gòu)包括一垂直金屬片，用以產(chǎn)生一垂直電流；一環(huán)形金屬片，其一末端連接至該垂直金屬片，并環(huán)繞于該垂直金屬片的一側(cè)，用以產(chǎn)生一環(huán)狀電流，其與該垂直電流產(chǎn)生一全向性輻射場(chǎng)形，且該環(huán)形金屬片具有一饋送點(diǎn)，其適于電性連接至一信號(hào)源；以及一接地金屬片，其一末端連接至該垂直金屬片，且該環(huán)形金屬片的該末端與該接地金屬片的該末端之間存在一第一距離，而該接地金屬片的另一末端具有一短路點(diǎn)，其靠攏于該饋送點(diǎn)，并適于電性連接至一接地端。
2.如權(quán)利要求1所述的立體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述該環(huán)形金屬片的遠(yuǎn)離該末端的另一末端與該垂直金屬片之間存在一第二距離。
3.如權(quán)利要求1所述的立體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述該環(huán)形金屬片的遠(yuǎn)離該末端的另一末端具有一加寬部，其寬度大于該環(huán)形金屬片的其余部分的寬度。
4.如權(quán)利要求1所述的立體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述該垂直金屬片、該環(huán)形金屬片及該接地金屬片是加工自同一材料金屬片。
5.如權(quán)利要求1所述的立體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，更包括一固定金屬片，其一側(cè)連接至該垂直金屬片，并適于固定至一載體上。
6.如權(quán)利要求5所述的立體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述該固定金屬片電性連接至該接地端。
7.如權(quán)利要求5所述的立體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述該垂直金屬片、環(huán)形金屬片、接地金屬片及固定金屬片是加工自同一材料金屬片。
8.如權(quán)利要求1所述的立體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述該饋送點(diǎn)通過(guò)由連接至一同軸電纜的一內(nèi)部核心導(dǎo)線的一末端來(lái)電性連接至一信號(hào)源，而該短路點(diǎn)是通過(guò)由連接至該同軸電纜的環(huán)繞該內(nèi)部核心導(dǎo)線的一外部屏蔽導(dǎo)體的一末端來(lái)電性連接至一接地端。
9.如權(quán)利要求8所述的立體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述該饋送點(diǎn)及該短路點(diǎn)之間存在一第三距離，其實(shí)質(zhì)上等于該同軸電纜的該內(nèi)部核心導(dǎo)線暴露于該外部屏蔽導(dǎo)體以外的長(zhǎng)度，并使得該饋送點(diǎn)及該短路點(diǎn)之間的等效電阻值實(shí)質(zhì)上等于一預(yù)設(shè)電阻值。
10.如權(quán)利要求9所述的立體天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述該預(yù)設(shè)電阻值為50歐姆。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種立體天線結(jié)構(gòu)，適于內(nèi)建在電子裝置之中，其包括垂直金屬片、環(huán)形金屬片以及接地金屬片。垂直金屬片用以產(chǎn)生垂直電流。此外，環(huán)形金屬片的一末端連接至垂直金屬片，且環(huán)形金屬片環(huán)繞于垂直金屬片的一側(cè)，用以產(chǎn)生與垂直電流產(chǎn)生全向性輻射場(chǎng)形的水平環(huán)狀電流。環(huán)形金屬片具有饋送點(diǎn)，其適于電性連接至信號(hào)源。另外，接地金屬片的一末端連接至垂直金屬片，且環(huán)形金屬片連接至垂直金屬片的末端與接地金屬片連接至垂直金屬片的末端之間存在一距離。接地金屬片的另一末端具有一短路點(diǎn)，且短路點(diǎn)靠攏于饋送點(diǎn)，并適于電性連接至接地端。此立體天線結(jié)構(gòu)可提供良好的通訊效果及穩(wěn)定的通訊品質(zhì)。
文檔編號(hào)H01Q21/30GK101093913SQ20061008675
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2006年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月20日
發(fā)明者李國(guó)筠 申請(qǐng)人:仁寶電腦工業(yè)股份有限公司