專利名稱：適用在無線網(wǎng)絡裝置上的單極天線的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種單極天線，尤指一種適用在無線網(wǎng)絡裝置上的一
體成型單極式且單板彈片式的超寬帶(Ultra Wide band;筒稱UWB)天線以及 具有所迷的天線的無線網(wǎng)絡裝置。
背景技術：
請參閱圖1，為一例如無線網(wǎng)絡卡的現(xiàn)有無線網(wǎng)絡裝置10的立體外觀圖。 所述的無線網(wǎng)絡裝置IO—般是具有包括 一本體ll、位于本體ll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其是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(fā)部14。大體來說，所述的天線訊號收發(fā)部14的外殼是以非金屬材質所構成， 且當無線網(wǎng)絡裝置IO連接在外界主機上時，所述的天線訊號收發(fā)部14需暴露 在外界主機的外部以便能有效地收發(fā)無線訊號。
如圖2所示，為無線網(wǎng)絡裝置的一現(xiàn)有內部電路裝置20示意圖。所述的無 線網(wǎng)絡裝置的現(xiàn)有內部電路裝置20是包括有 一基板21、 一控制電路22位于 所述的基板21上、 一接地體23覆蓋在基板21上的一預定區(qū)域、以及一天線單 元24其是電連接在所述的控制電路22。在圖2所示的現(xiàn)有天線單元24中，是 包括有分別位于基板21兩旁側的一第一天線241與一第二天線242。由于此現(xiàn) 有內部電路裝置20的天線設計，都以印刷式單極天線(Printed Monopole Antenna)方式設計在基板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，僅能通過設計不同形狀的所述的第一天線241與所述的第二天線242, 以達到在X-Y平面(水平方向上)上得到還佳的輻射場型與還高的增益，但在垂直z方向的增益幾乎無從改善的空間。然而，現(xiàn)今對于無線網(wǎng)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(wǎng)絡裝置產(chǎn)品在外觀上的現(xiàn)代感與科技感。很顯然的，現(xiàn)有印刷式天線 在垂直Z方向上的不良增益將無法滿足直立式無線網(wǎng)絡裝置的需求。
所述的第一天線241在垂直方向(Vertical )上的最大增益值只有-15.89dBi, 其值已明顯低在消費者所能忍受的底限(一般要求的增益值至少應高在-10dBi 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 的空間者。
發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提供一種單極單板彈片式超寬帶天線以及無線網(wǎng)絡 裝置用以克服上述缺陷。
為達上述的目的，本實用新型的單極式超寬帶天線的一較佳實施例是包括 有 一基座體、 一接地體、 一輻射體以及一訊號體。接地體是自所述的基座體 向上延伸一預定高度。輻射體是結合在所述的接地體遠離基座體的端且大體上 與所述的接地體相垂直。訊號體是結合在所述的輻射體上且大體上與訊號體與 接地體均分別相垂直，且在訊號體遠離輻射體的端是設有一饋入端點。其中， 所述的接地體和基座體相連接邊的寬度是小于接地體和輻射體相連接邊的寬 度，且所述的訊號體和輻射體相連接邊的寬度是大于訊號體遠離輻射體的端的 寬度。所述的天線為具有導電性的金屬薄片以一體沖壓成型所構成的單一組件， 不僅制作方便快速，且便于組合在無線網(wǎng)絡裝置的一基板上，并且可提高無線 網(wǎng)絡裝置在垂直方向上的增益與頻寬。
在一較佳實施例中，所述的訊號體和輻射體相連接邊與接地體和輻射體相 連接邊之間，是相隔有一間隔d而非直接相接觸，通過調整所迷的間隔d的值 可以調整天線的操作頻帶。其中，當所述的間隔長度為d、且所述的間隔與訊號 體和輻射體相連接的所述的連接邊相加的總長度為D時，則D/10<d<D/5。并且， 當所述的接地體和基座體相連接的連接邊的寬度為t、且接地體和輻射體相連接的連接邊的寬度為T時，則T/5<t<T。
如此本實用新型的天線當運用在無線網(wǎng)絡裝置上時，此無線網(wǎng)絡裝置包括 有 一基板、 一控制電路、以及至少一饋入線。所述的基板是由介電材料所構 成，且所迷的基板上具有至少一開孔。所述的控制電路設置在所述的基板上， 可提供無線網(wǎng)絡傳輸功能。所述的饋入線其是與控制電路連接。當所述的天線 組裝在所述的無線網(wǎng)絡裝置上時，使所述的基座的一接地端點與所述的開孔對 位連接，且所述的基座體貼靠在所述的基板的一接地部上，并令所述的訊號體 的饋入端點與所述的饋入線相連接。而使此無線網(wǎng)絡裝置得到還佳的輻射場型 與還高的垂直方向增益，而可大幅提高天線效能。
與現(xiàn)有技術比較本實用新型的有益效果在于，制作成本低、輯高垂直增益 值并降低死角，而同時還能增加操作頻寬以及大幅提高天線效能。
圖1為典型無線網(wǎng)絡裝置的立體外觀圖2為無線網(wǎng)絡裝置的一現(xiàn)有內部電路裝置示意圖3為本實用新型單極天線的較佳實施例立體結構示意圖4A為本實用新型單極天線的較佳實施例正視結構示意圖4B為本實用新型單極天線的較佳實施例左視結構示意圖4C為本實用新型單極天線的較佳實施例下視結構示意圖5為具有本實用新型單極天線的無線網(wǎng)絡裝置的一較佳實施例的結構示 意圖6A為如圖5所示的本實用新型左側單極天線在應用頻帶范圍(3.432GHz) 的X-Y平面上測試所得的輻射場型圖6B為如圖5所示的本實用新型左側單極天線在應用頻帶范圍(4488GHz)的X-Y平面上測試所得的輻射場型圖7為如圖5所示的本實用新型單極天線測試折返損失所得的圖形。
附圖標記說明10 無線網(wǎng)絡裝置；ll-本體；12 內部電路裝置；13~連接 器部；14 天線訊號收發(fā)部 ；20 現(xiàn)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、 5a 天線；51~ 基座體511 上表面 ；5111、 5112~兩斜邊；5113~連接邊；512~接點；513 接 地端點；514~切口； 52~接地體；521 連4妄邊；53 輻射體；531 漸窄梯形輪廓； 532~間隔；54 訊號體；541 饋入端點；542 連接邊；6 無線網(wǎng)絡裝置；61 基 板；611 開孔；62 控制電路；63 接地部；64 饋入線；H 高度；t、 T 寬度； D、 d 長度；s 間隔。
具體實施方式
以下結合附圖，對本新型上述的和另外的技術特征和優(yōu)點作更詳細的說明。
本實用新型的單極天線與具有所述的天線的無線網(wǎng)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，可以使所述的天線快速組裝結 合在無線網(wǎng)絡裝置的基板上。其中，本實用新型的單極天線的輻射體與基座體 之間的高度差可有效提升垂直方向增益。并且，通過獨特的上寬下窄的接地體 與訊號體結構來提高操作頻寬。此外，還在訊號體和輻射體相連接邊與接地體 和輻射體相連接邊之間設置一間隔，通過調整所述的間隔的大小可以調整天線 的操作頻帶，使本實用新型的單極天線能適用在超寬帶(Ultra Wideband;簡稱 UWB)通訊協(xié)議。如此，不僅可得到還高的垂直方向增益與還寬的操作頻寬， 且在制作與使用組合上還加便利，也還節(jié)省成本。
請參閱圖3、以及圖4A至圖4C所示，其是分別為本實用新型單極式超寬 帶天線的較佳實施例立體結構以及正視、右視以及下視結構示意圖。本實用新 型的單極式超寬帶天線5為具有導電性的金屬薄板(例如銅、鐵、鋁、錫、金 或合金等)通過沖壓一體成型制程所彎折形成的單板彈片式立體組件。因此， 除轉折折彎處外，幾乎都具有相同的一厚度。所述的天線5包括有 一基座體51、 一接地體52、 一輻射體53、以及一訊號體54。
所述的基座體51具有一上表面511，所述的基座體51遠離訊號體54的邊 是呈一三角形(triangle)的兩斜邊51U、 5112形狀，而使基座體51的整個上 表面511大致是具有一五邊形輪廓。在所述的基座體51與接地體52相連接的 所述的連接邊5113處附近是設有一接點512 (如圖4B所示)，且在基座體51 遠離接地體52的側也設有一接地端點513，以供電連接外界的一接地部 (ground),例如位于無線網(wǎng)絡裝置6的基板61上的接地部63(請另參閱圖5)。 并且，在基座體51對應在所述的訊號體54下端的一饋入端點541的位置處是 設有內凹的一切口 514,而使饋入端點541可延伸至基座體51下方且不會和基 座體51接觸。
接地體52的一底端是結合在所述的基座體51的上表面511上，且接地體 52是自所述的基座體51上表面511起大體上垂直向上延伸一預定高度H。所述 的接地體52和基座體51相連接的一連接邊5U3的寬度t是小于接地體52和輻 射體53相連接的另一連接邊521的寬度T,而使接地體52大體上呈現(xiàn)一上寬下 窄的結構。在本實施例中，T/5<t<T, 2mm<T<8mm,且4mm<H<12mm。通過控 制所述的預定高度H的值可以提升本實用新型的單極天線5在垂直方向上的增 益值并降低死角，而上寬下窄的接地體52結構則可以增加本實用新型的單極天 線5的操作頻寬。
輻射體53的一旁側端是結合在所述的接地體52遠離基座體51的所述的連 接邊521位置處，且輻射體53是自所述的接地體52起大體上水平延伸一預定 長度D。因此，所述的輻射體53大體上與所述的接地體52相垂直、且大體上 與基座體51上表面511相平行。所述的輻射體53在垂直方向的投影是大體上 被基座體51的上表面511所涵蓋，且在輻射體53遠離訊號體54的邊是呈一漸 窄梯形(trapezoid)輪廓531，而使輻射體53的上視面大致呈現(xiàn)一六邊形。
訊號體54的一上側端的連接邊542是結合在所述的輻射體53上，且訊號 體54是自所述的輻射體53起向下延伸一預定高度，并使位于訊號體54下端(也 就是訊號體54遠離輻射體53的端)的饋入端點541是略低在基座體51的位置。 因此，所述的訊號體54大體上是與輻射體53、接地體52與基座體51均分別相垂直。所述的訊號體54和輻射體53相連接的所述的連接邊542的寬度是大于 訊號體54遠離輻射體53的端(也就是饋入端點541)的寬度，而使訊號體54 大體上呈現(xiàn)一上寬下窄的結構。此一上寬下窄的訊號體54結構也同樣可以增加 本實用新型的單極天線5的操作頻寬。此外，所述的訊號體54和輻射體53相 連接的所述的連接邊542與接地體52和輻射體53相連接的連接邊521之間， 是相隔有一間隔532而非直接相接觸。通過調整所述的間隔532的大小，可以 調整與控制本實用新型的單極天線5的操作頻帶，使其符合超寬帶(UWB)通 訊協(xié)議的操作頻帶需求。在本實施例中，當所述的間隔532的長度為d、且所述 的間隔532與訊號體54和輻射體53相連4妻的所述的連接邊542相加的總長度 (也就是輻射體53水平延伸的總長度)為D,則D/l(KcKD/5，其中， 12mm<D<24mm。.
請參閱圖5所示，其為具有本實用新型單極天線的無線網(wǎng)絡裝置中，其內 部電路裝置的一較佳實施例的示意圖。本實用新型的無線網(wǎng)絡裝置6是包括有 一基板61、 一控制電路62、 一接地部63、至少一饋入線64以及至少一本實用 新型的單極天線5、 5a。所述的基板61是由介電材料所構成，且大體上是略呈 扁平矩形狀的基板61。所述的基板61是具有復數(shù)個開孔611。所述的接地部63 是提供電性接地(GND)的功能且是廣泛涵蓋了設置有單極天線5、 5a的區(qū)域。 所述的控制電路62是設置在基板61上，其包括有電路布局、若干集成電路組 件與若干電子組件，可提供符合超寬帶(UWB)通訊協(xié)議的無線網(wǎng)絡傳輸功能。
征，故以下將不贅述其詳細構成。
在本較佳實施例中，由于所述的天線5、 5a大部份的組件是相同或類似在 前述實施例，因此相同的組件將直接給予相同的名稱與編號，且所述的天線5、 5a為二個，略成相互垂直位于所述的基板61上，當然依需要所述的天線5也可 是一個或其它數(shù)量，以預定位置或預定排列方式設置在所述的基板61上，此非 本實用新型的主要技術特征，故以下將不贅述。而由于所述的天線5中，所述 的接點512、接地端點513與饋入端點541的位置是——對應各開孔611的位置 而設置，因此當將所述的天線5底部的各點512、 513、 541與所述的開孔611 進行對位連接時，會使所述的基座體51貼靠在所述的基板61的上表面，且所述的饋入端點541則與所述的饋入線64相連接，以及所述的饋入線64是與所 述的控制電路62相連接，而提供訊號傳輸?shù)墓δ堋?br>
請參閱圖6A與圖6B所示，其分別為如圖5所示的本實用新型左側天線在 應用頻帶范圍3.432GHz與4.488GHz的X-Y平面上測試所得的輻射場型圖。由 圖6A的所述的輻射場型圖中可知，本實用新型左側的所述的天線5在應用頻帶 范圍(3.432GHz)時，其垂直方向(Vatical)上的增益值可高達-2.49dBi;而圖6B 的所述的輻射場型圖中可知，本實用新型左側的天線5在應用頻帶范圍 (4.488GHz)時，其垂直方向(Vatical)上的增益值可高達1.01dBi，其增益效果 顯然比現(xiàn)有技術-15.89dBi高出許多。
再參閱圖7所示，為如圖5所示的本實用新型天線測試折疼損失所得的圖 形。由圖7的圖中可知，本實用新型天線在3GHz至5GHz之間的頻段的折返損 失大體上是介在-16.13dBi至-11.37dBi之間，其值均小于-10dB,已足夠一般市 場對于高效能天線設計的要求?？上攵?，本實用新型的天線5不僅在垂直方 向上當然可提供較現(xiàn)有技術還良好的無線訊號通訊質量與傳輸效率，且其3GHz 至5GHz的可操作頻寬也較現(xiàn)有技術還為寬廣，此外，還通過一體沖壓成型形成 單板彈片式立體天線的結構設計，而可利制作并降低成本。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，對本發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非 限制性的。本專業(yè)技術人員理解，在本發(fā)明權利要求所限定的精神和范圍內可 對其進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求1.一種單極天線，其適用在一無線網(wǎng)絡裝置上，其特征在于所述的天線包括有一基座體，其具有一上表面；一接地體，其一端是結合在所述的基座體的上表面上，且自所述的基座體上表面大體上垂直向上延伸一預定高度；一輻射體，其一端是結合在所述的接地體遠離基座體的一端；所述的輻射體與所述的接地體相垂直、且輻射體與基座體上表面相平行；以及一訊號體，其是結合在所述的輻射體上，所述的訊號體與輻射體、接地體與基座體均分別相垂直，且在訊號體遠離輻射體的端是設有一饋入端點。
2. 根據(jù)權利要求1所述的單極天線，其特征在于所述的單極天線為具有導 電性的金屬薄片以一體沖壓成型所構成的單一立體組件；并且，所述的接地體 和基座體相連接的一連接邊的寬度小于接地體和輻射體相連接的另 一連接邊的 寬度，而使接地體呈現(xiàn)一上寬下窄的結構；此外，所述的訊號體和輻射體相連 接的一連接邊的寬度大于所述訊號體遠離輻射體端的寬度，而使訊號體呈現(xiàn)一 上寬下窄的結構。
3. 根據(jù)權利要求2所述的單極天線，其特征在于所述的訊號體和輻射體相 連接的所述的連接邊與接地體和輻射體相連接的連接邊之間，是相隔有一間隔 而非直接相接觸；當所述的間隔長度為d、且所述的間隔與訊號體和輻射體相連 接的所述的連接邊相加的總長度為D時，則D/10<d<D/5;并且，當所述的接地 體和基座體相連接的連接邊的寬度為t、且接地體和輻射體相連接的連接邊的寬 度為T時，則T/5<t<T。
4. 根據(jù)權利要求3所述的單極天線，其特征在于所述接地體的所述預定高 度為H;其中，4mm<H<12mm， 12mm<D<24mm，且2mm<T<8mm。
5. 根據(jù)權利要求1所述的單極天線，其特征在于所述的輻射體在垂直方向 的投影被基座體的上表面所涵蓋，且在輻射體遠離訊號體的邊是呈 一 漸窄梯形輪廓；并且，所述的基座體遠離訊號體的邊是呈一三角形的兩斜邊形狀，且在 基座體對應在所述的饋入端點的位置處設有一切口 ，而使饋入端點延伸至基座體下方且不會和基座體接觸；此外，至少在所述的基座體與接地體相連接的所述的連接邊處附近是設有 一接點以供電連接所述的無線網(wǎng)絡裝置的 一接地部。
6.一種單極天線，其適用在一無線網(wǎng)絡裝置上，其特征在于其包括有 一基座體；一接地體，自所述的基座體向上延伸一預定高度；一輻射體，結合在所述的接地體遠離基座體的 一端且與所述的接地體相垂 直；以及一訊號體，是結合在所述的輻射體上且與所述的訊號體與接地體均分別相 垂直，且在訊號體遠離輻射體的一端是設有一饋入端點；其中，所述的接地體和基座體相連接邊的寬度是小于接地體和輻射體相連 接邊的寬度，且所述的訊號體和輻射體相連接邊的寬度是大于訊號體遠離輻射 體的端的寬度。
7. 根據(jù)權利要求6所述的單極天線，其特征在于所述的訊號體和輻射體相 連接邊與接地體和輻射體相連接邊之間，相隔有一間隔而非直接相接觸；并且， 當所述的間隔長度為d、且所述的間隔與訊號體和輻射體相連接的所述的連接邊 相加的總長度為D時，則D/10<d<D/5;并且，當所述的接地體和基座體相連接 的連接邊的寬度為t、且接地體和輻射體相連接的連接邊的寬度為T時，則 T/5<t<T;此外，接地體的所述的預定高度為H;其中，4mm<H<12mm， 12mm<D<24mm,且2mm〈T〈8mm。
8. 根據(jù)權利要求6所述的單極天線，其特征在于至少在所述的基座體與接 地體相連接的所述的連接邊處附近是設有 一接點以供電連接一外界的接地部。
9. 一種無線網(wǎng)絡裝置，其特征在于其包括有一基板，是由介電材料所構成，所述的基板具有復數(shù)個開孔，且在基板上設有電性接地的 一接地部；一控制電路，設置在所述的基板上，提供無線網(wǎng)絡傳輸功能； 至少一饋入線，其是與所述的控制電路相連接；以及 至少一天線，設置在所述的基板的接地部區(qū)域內，所述的天線還包括有 一基座體，與所述接地部電連接； 一接地體，自所述的基座體向上延伸一預定高度；一輻射體，結合在所述的接地體遠離基座體的 一端且與所述的接地體相垂 直；以及一訊號體，是結合在所述的輻射體上且與訊號體與接地體均分別相垂直， 且在訊號體遠離輻射體的端是設有一饋入端點，所述的饋入端點是電連接所述 的饋入線；其中，所述的接地體和基座體相連接邊的寬度是小于接地體和輻射體相連 接邊的寬度，且所述的訊號體和輻射體相連接邊的寬度是大于訊號體遠離輻射 體的端的寬度。IO,根據(jù)權利要求9所述的無線網(wǎng)絡裝置，其特征在于所述的天線為具有 導電性的金屬薄片以一體沖壓成型所構成的單一立體組件；并且，所述的訊號 體和輻射體相連接邊與接地體和輻射體相連接邊之間，是相隔有一間隔而非直接相接觸；此外，當所述的間隔長度為d、且所述的間隔與訊號體和輻射體相連 接的所述的連接邊相加的總長度為D時，則D/10<d<D/5;并且，當所述的接地 體和基座體相連接的連接邊的寬度為t、且接地體和輻射體相連接的連接邊的寬 度為T時，則T/5<t<T;此外，接地體的所述的預定高度為H;其中， 4mm<H<12mm， 12mm<D<24mm,且2mm<T<8mm。
專利摘要本實用新型為一種適用在無線網(wǎng)絡裝置上的單極天線，其包括有一基座體、一接地體、一輻射體以及一訊號體。接地體是自基座體向上延伸一預定高度。輻射體結合在接地體遠離基座體的端且與所述的接地體相垂直。訊號體結合在輻射體上且與訊號體與接地體均分別相垂直，且在訊號體遠離輻射體的端設有一饋入端點。其中，接地體和基座體相連接邊的寬度是小于接地體和輻射體相連接邊的寬度，且訊號體和輻射體相連接邊的寬度是大于訊號體遠離輻射體的一端的寬度。天線為具有導電性的金屬薄片以一體沖壓成型所構成的單一組件，不僅制作方便快速，且便于組合在無線網(wǎng)絡裝置的一基板上，并且可提高無線網(wǎng)絡裝置在垂直方向上的增益與頻寬。
文檔編號H01Q1/38GK201134504SQ200720176900
公開日2008年10月15日 申請日期2007年10月11日 優(yōu)先權日2007年10月11日
發(fā)明者吳榮泰 申請人:友勁科技股份有限公司