TWI380512B - - Google Patents

Description

1380512 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一天線裝置，特別是指一種具有尺寸 不大於工作波長兩倍且由導體輻射器組成的電氣上之短天 •線的天線裝置。 【先前技術】 參閱圖1，一般在使用具有全球衛星定位系統（Gl〇bal Positioning System，以下簡稱GPS)的可攜式通訊裝置9時 ，是讓通訊裝置9呈直立狀態，方便使用者能夠一邊注意 路況一邊看著通訊裝置9的螢幕來得知所在位置或要行進 的方向^ 因此，通訊裝置9的GPS天線91必須是具有良好的z 方向訊號收發能力的天線，亦即其輻射場型的上半面最好 是接近完整的半球，所以通訊裝置9中Gps天線91的設置 方式不同於一般的天線92，如圖1所示，此設置方式可確 保GPS天線91具有較-般天線92更佳的z方向訊號的收 發能力。 但是，現今個人電子產品多做得非常薄，並沒有太多 空間讓GPS天線91以平行於xy平面的方式設置於通訊裝 置9中，製作合乎現代對於電子產品尺寸上的需求的gPS 天線91便是重要的天線議題之一。 【發明内容】 因此，本發明之目的，即在提供一種輻射場型的上半 面接近完整半球且體積嬌小的天線裝置。 3 1380512 於是，本發明夭線裝置包含一第一基板及概呈垂直地 設於該第-基板的表面上的第二基板，於第一基板的表面 上還設有一用以接地的接地部、一用以供訊號饋入的饋入 段及一端與該接地部連接的一短路段，該第二基板上則設 有一天線本體，此天線本體具有一與該饋入段連接的饋入 點，及一與該短路段連接的短路點。較佳地，天線裝置的 天線本體可以是包括一於該第二基板的第一表面上延伸的 第一輻射部，以及於該第二基板的第二表面上延伸的一第 二輻射部；第一轄射部具有該饋入點及一第一連接端，而籲 該第二輻射部具有該短路點及一與該第一連接端電連接的. 第'一連接端。 · 更佳地，天線裝置的第二基板上穿設有一灌孔，該灌 孔橋接於該第一連接端與該第二連接端之間。 更佳地，天線裝置還包含一於該第一基板上的表面上 延伸的耗。’並且—端與該接地部連接，該_合段是間 隔地鄰近於該第二輻射部。 本發明之另一目的，在於提供一種製作方便且組裝容_ 易的天線裝置。 更佳地天線裝置的第二基板具有一凸塊，而該第一 基板上穿。又有一供该凸塊插設的插槽，並且該饋入段是與 該饋入點焊接在-起’而該短路段是與該短路點焊接在一 起。 本發明之功效在於，利用第二基板是垂直地設於該第 -基板的表面上’讓佈設於第二基板上的天線本體能夠在 4 1380512 天線裝置成直立狀態時，對著天頂的方向，使得其輕射場 型的上半面擁有接近完整半球的形狀，也就是具有良好的z 方向訊號收發能力。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中將可 清楚的呈現。 參閱圓2，圖2為本發明天線裝置10之較佳實施例的 、.且S立體圖。天線裝置1〇包含一第一基板丄及概呈垂直地 設於該第一基板丨的表面n上的第二基板2。本實施例中 第基板1實際上是一般可攜式通訊裝置的主要電路板 ，通常其上布滿了各種晶片及線路等等，圖中僅繪出與本 發明天線裝置1〇相關的部分，其餘電子元件皆省略而本 實施例是能夠適用於全球衛星定位系統（G1〇bal p〇siti〇ning System，以下簡稱 GPS)的一載波頻率（1575 42±1〇23 MHz) ，並且可維持天線基本的接收效能，更將之小型化。 配合參閱圖3、圖4與圖5,圖3為第一基板i及其表 面U上各個το件的正視圖，圖4與圖5則分別是第二基板 2及其上各個元件的正視圖與背視圖。該第二基板2具有兩 凸塊23、24,而該第一基板1上則於角落位置穿設有一供 此一凸塊23、24分別對應插設的二個插槽13、14 ;在第二 基板2插設於第一基板1上之後，還可以於不影響其電性 連接關係的前提下，選擇適當位置，以錫塊將兩基板1、2 焊接固定起來，以增進其結構穩定性。 5 天線裝置10還包含有設於第一基板i的表面上的一用 以接地的接地部31、一用以供訊號饋入的饋入段32、一端 與該接地部31連接的一短路段33,以及一端與該接地部 31連接的耦合段34 ;此饋入段32可供訊號饋入線（圖未示） 連接，而該耦合段34是沿著第一基板丨表面u之一邊延伸 ，並且與第二基板2相間隔地平行。 天線裝置10還包含設於該第二基板2的一第一表面21 與一第二表面22上的一天線本體4,本實施例的第二基板 2不含凸塊23、24是一面積僅只有23*5 mm2且厚度為 的板體，而此天線本體4是包括設於第一表面上 呈帶狀地延伸的一第一輻射部41，以及設於第二表面22上 延伸的第二輻射部42 ;該第一輻射部41是沿著第一表面u 的對角線延伸，並且具有一與第一基板丨上的饋入段32焊 接的饋入點411，以及一遠離饋入點411的第一連接端 ，該饋入點411是位於該第一表面21鄰近該第一基板丨的 一角隅上，而第一連接端412則是位在該角隅之對向的角 隅；該第二輻射部42則包括一帶狀區421，及一端與該帶 狀區421連接的三角區422，帶狀區421具有一第二連接端 423，此第二連接端423是位於第二表面22的一角隅上， 與第一連接端412分別是位在第二、第一表面22、21的互 相背對的位置上，並且第二連接端423是透過第二基板2 上的灌孔25與相對位置的第一連接端412電連接，而該帶 狀區421由此角隅沿著該第二表面22與該第—基板！垂直 的一邊往第一基板1延伸；第二輻射部42的三角區422是 1380512

由該帶狀區421遠離該第二連接# 423的一端沿著該第 表面2平貼著該第一基板i的一邊漸寬地延仲，三角區 422具有肖該短路段33焊接的短路點似。本實施例中 ’天，裝置1G的輕合段34可與天線本體4產生搞合效應 ’使付原本應工作於較GPS載波頻率還要高頻段的天線本 體4’可以在有限的空間内，達到降頻的效果，因此天線裝 置10才可應用於具有GPS功能的通訊裝置中。

本實施例的實際尺寸請參_ 6〜圖9, 0 6所示為第 -基板1及其表面U上各個元件的正視圖，圖7與圖8分 別是第二基板2及其上各個元件的正視圖與f視圖圓9 則是第二基板2的側視圖，各圖中數字單位為賴，可參閱 各項數據以得知本實施例的實際規格尺寸。

參閱圖10，圖10為本實施例天線裝置1〇的電壓駐波 比值（VSWR)量測數據圖，經實驗可得知，平面天線1〇的電 壓駐波比量測值，於1575.42±1.〇23 MHz的頻段内其電壓 駐波比（VSWR)皆低於2，達到天線的輻射效能基本要求， ，因此本實施例的確是可應用在GPS頻段中。 參閱下表1，表1為本實施例天線裝置1〇於各種可視 角度（Field of View，簡稱FOV)的增益極值（zenith gain)與增 益平均值（Avg. gain)。 FOV(elevation) zenith gain (dBic) Avg. Gain (dBic) 0°~75° -5.2 -4.9 0。~90〇 -5.2 -5.2 0°~120° -5.2 -5.7 0M800 -5.2 -6.4 7 本實施例其輻射場型（Radiation Pattern)，如圖11所示 。圖11為本實施例工作於1575 MHz時，在xy平面、χζ平 面、yz平面以及三維的輻射場型量測結果，其中三維的場 型圖是一般GPS領域中最常應用的右手圓極化波（rhCP)的 量測結果，顏色部分代表其增益值（gain，單位：dBic)，而 其他平面的場型圖，藍色虛線是右手圓極化波的量測結果 、而綠色虛線是左手圓極化波（LHCP)的量測結果，紅色。 由各輻射場型圖可得知，天線裝置1〇在z方向的輻射場型 接近全方向性輻射場型，也就是其天頂方向的輻射場型是 接近一個半球的型態，此特性也是為了配合GPS訊號皆是 來自於太空中的衛星’因此將天線裝置1〇直立放置，即可 達到良好的接收效能。 综上所述’本實施例利用第二基板2垂直地設於該第 一基板1的表面上，讓布設於第二基板2上的天線本體4 的第二輻射部42能夠在天線裝置10呈直立狀態時，對著 天頂的方向，使得天線裝置10的輻射場型的上半面擁有接 近兀整半球的形狀，也就是具有良好的z方向訊號收發能力 β並且，由於耦合段34可與天線本體4產生耦合效應，使 得天線本體4可印刷於面積僅有23*5画2的第二基板2上， 在如此有限的空間内，發揮出收發GPS訊號的功能。 处准以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 '及發月說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 1380512 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是一立體圖，繪示一般具有全球衛星定位 (Global Positioning System，以下簡稱GPS)的可攜式通訊 置； §裝 圖2為本發明天線裝置之較佳實施例的組合立體圖； 圖3為弟一基板及其表面上各個元件的正視圖； 圖4是第二基板及其上各個元件的正視圖； 圖5是第二基板及其上各個元件的背視圖； 圖6〜圖9所示為第一基板及第二基板2與位於兩者上 各個元件的尺寸圖； 圖10為本實施例天線裝置10的電壓駐波比值（VSWR) 量測數據圖；及 圖11為本實施例工作於1575 MHz時，在xy平面、ΧΖ 平面、yz平面以及三維的輻射場型量測結果。 9 1380512 【主要元件符號說明】 10........ •天線裝置 33…… …短路段 1 ......... •第一基板 34…… …耦合段 11........ •表面 4 ....... •…天線本體 13 、 14· •插槽 41…… …·第一輻射部 2 ......... •第一基板 411 ··· …第一饋入點 21........ •弟 表面 412… …第一連接端 22........ •第二表面 42…… …·第二輻射部 23 、 24· •凸塊 421 ··· …·帶狀區 25........ •灌孔 422… —^角£ 31........ •接地部 423… …第二連接端 32........ •饋入卞又 424… …·短路點

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Claims (1)

1380512 101.08) 第097148750號發明專利申請案替換頁(修正日期 七、申請專利範圍： 1. 一種天線裝置，包含： 一第—基板，具有一表面； 接地。p，設於該第一基板上並用以接地； 一第二基板，概呈矩形，且概呈垂直地設於該第一 基㈣表面上，且具有一第一表面及一第二表面；及 ^ 天線本體，包括一第一輻射部及一第二輻射部，

该第一 _射部位於該第二基板的第—表面上且沿著該第 一表面的對角線呈帶狀地延伸，並具有一饋入點及一第 連接端，该饋入點與該第一連接端是分別位於該第一 表面评近该第一基板的一角隅，與該角隅之對向的角隅 ，該第二輻射部位於該第二基板的第二表面上延伸，且 匕括'、有與§亥第一連接端電連接的第二連接端的帶 狀區，及一具有一短路點且一端與該帶狀區連接的三角 區’ s玄二角區由該帶狀區遠離該第二連接端的一端沿 著δ亥第一表面鄰近該第一基板的一邊漸寬地延伸。 2.依據申請專利範圍第1項所述之天線裝置，其中，該第 二基板還具有一凸塊，而該第一基板上穿設有一供該凸 塊插設的插槽。 3.依據申請專利範圍第2項所述之天線裝置，還包含於該 第一基板的表面上延伸的一饋入段及一短路段，該饋入 段的一端與該天線本體的饋入點連接並用以供訊號饋入 ’而該短路段橋接於該接地部與該天線本體的短路點之 間。 11 1380512 胃097H8750號發明專利中請案替換頁修正日期：ι〇ι·〇幻 4. 依據申請專利範圍第 和阳矛J項所述之天線裝置，其中，該饋 入段疋與該饋人點焊接在__起而該短路段是與該短路 點焊接在一起。 5. 一種天線裝置，包含： 一第一基板，具有一表面； 接地口Ρ ’ δ又於該第一基板上並用以接地； 用以供訊號饋入的饋入段，於該第一基板的表面 上延伸； 短路#又，於該第一基板的表面上延伸並且一端與 該接地部連接； 一第二基板，概呈矩形，且概呈垂直地設於該第一 基板的表面上，且具有一第一表面及一第二表面；及_ 一天線本體，包括一第一輻射部及一第二輻射部， 該弟“射#位於該苐二基板的第一表面上且沿著該第 一表面的對角線呈帶狀地延伸，並具有一與該饋入段連 接的饋入點及一第一連接端，該饋入點與該第一連接端 是分別位於該第一表面鄰近該第一基板的一角隅，與該 角隅之對向的角隅，該第二輻射部位於該第二基板的第 一表面上延伸，且包括一具有一與該第一連接端電連接 的第二連接端的帶狀區，及具有一與該短路段連接的短 路點且一端與該帶狀區連接的三角區，該三角區由該帶 狀區遠離該第二連接端的一端，沿著該第二表面鄰近該 第一基板的一邊漸寬地延伸。 6·依據申請專利範圍第.5項所述之天線裝置，其中，該第 12 1380512 第097148750號發明專利申請案替換頁(修正日期：1〇1〇8) 二基板上穿設有一灌孔，該灌孔橋接於該第一連接端與 該第二連接端之間。 7. 依據申請專利範圍第5項所述之天線裝置，其中，該帶 狀區的第二連接端是位於該第二表面鄰近該第一連接端 的一角隅，而該帶狀區由該角隅沿著該第二表面與該第 一基板垂直的一邊往第一基板延伸。 8. 依據申請專利範圍第5項所述之天線裝置還包含一於 該第一基板上的表面上延伸的耦合段，並且—端與該接 地部連接，該耦合段是間隔地鄰近於該第二輻射部。 9. 依據申請專利範圍第5項所述之天線裝置，其中，該第 —基板還具有一凸塊，而該第一基板上穿設有一供該凸 塊插設的插槽。 10·依據中請專利範圍第9項所述之天線裝置其中，該饋 入奴疋與该饋入點焊接在一起，而該短路段是與該短路 點焊接在一起。

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