专利名称：适用在无线网络装置上的单极天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种单极天线，尤指一种适用在无线网络装置上的一
体成型单极式且单板弹片式的超宽带(Ultra Wide band;筒称UWB)天线以及 具有所迷的天线的无线网络装置。
背景技术：
请参阅图1，为一例如无线网络卡的现有无线网络装置10的立体外观图。 所述的无线网络装置IO—般是具有包括 一本体ll、位于本体ll内部的一内 部电路装置12、位于本体11 一端的一连接器部13其是用来连接一外界主机(图 中未示)、以及位于本体11上且相对于连接器部13的另一端的一天线讯号收 发部14。大体来说，所述的天线讯号收发部14的外壳是以非金属材质所构成， 且当无线网络装置IO连接在外界主机上时，所述的天线讯号收发部14需暴露 在外界主机的外部以便能有效地收发无线讯号。
如图2所示，为无线网络装置的一现有内部电路装置20示意图。所述的无 线网络装置的现有内部电路装置20是包括有 一基板21、 一控制电路22位于 所述的基板21上、 一接地体23覆盖在基板21上的一预定区域、以及一天线单 元24其是电连接在所述的控制电路22。在图2所示的现有天线单元24中，是 包括有分别位于基板21两旁侧的一第一天线241与一第二天线242。由于此现 有内部电路装置20的天线设计，都以印刷式单极天线(Printed Monopole Antenna)方式设计在基板21上。而此类印刷式天线由于受限于其垂直方向上的 高度差，仅能通过设计不同形状的所述的第一天线241与所述的第二天线242, 以达到在X-Y平面(水平方向上)上得到还佳的辐射场型与还高的增益，但在垂直z方向的增益几乎无从改善的空间。然而，现今对于无线网络装置的设计
趋势，乃是朝向『直立式(Verticle Stand)』设计，以降低空间的占用、同时提 高无线网络装置产品在外观上的现代感与科技感。很显然的，现有印刷式天线 在垂直Z方向上的不良增益将无法满足直立式无线网络装置的需求。
所述的第一天线241在垂直方向(Vertical )上的最大增益值只有-15.89dBi, 其值已明显低在消费者所能忍受的底限(一般要求的增益值至少应高在-10dBi 以上)，此对于一般市场对于高效能天线设计的要求，而显然还有进一步改良 的空间者。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种单极单板弹片式超宽带天线以及无线网络 装置用以克服上述缺陷。
为达上述的目的，本实用新型的单极式超宽带天线的一较佳实施例是包括 有 一基座体、 一接地体、 一辐射体以及一讯号体。接地体是自所述的基座体 向上延伸一预定高度。辐射体是结合在所述的接地体远离基座体的端且大体上 与所述的接地体相垂直。讯号体是结合在所述的辐射体上且大体上与讯号体与 接地体均分别相垂直，且在讯号体远离辐射体的端是设有一馈入端点。其中， 所述的接地体和基座体相连接边的宽度是小于接地体和辐射体相连接边的宽 度，且所述的讯号体和辐射体相连接边的宽度是大于讯号体远离辐射体的端的 宽度。所述的天线为具有导电性的金属薄片以一体冲压成型所构成的单一组件， 不仅制作方便快速，且便于组合在无线网络装置的一基板上，并且可提高无线 网络装置在垂直方向上的增益与频宽。
在一较佳实施例中，所述的讯号体和辐射体相连接边与接地体和辐射体相 连接边之间，是相隔有一间隔d而非直接相接触，通过调整所迷的间隔d的值 可以调整天线的操作频带。其中，当所述的间隔长度为d、且所述的间隔与讯号 体和辐射体相连接的所述的连接边相加的总长度为D时，则D/10<d<D/5。并且， 当所述的接地体和基座体相连接的连接边的宽度为t、且接地体和辐射体相连接的连接边的宽度为T时，则T/5<t<T。
如此本实用新型的天线当运用在无线网络装置上时，此无线网络装置包括 有 一基板、 一控制电路、以及至少一馈入线。所述的基板是由介电材料所构 成，且所迷的基板上具有至少一开孔。所述的控制电路设置在所述的基板上， 可提供无线网络传输功能。所述的馈入线其是与控制电路连接。当所述的天线 组装在所述的无线网络装置上时，使所述的基座的一接地端点与所述的开孔对 位连接，且所述的基座体贴靠在所述的基板的一接地部上，并令所述的讯号体 的馈入端点与所述的馈入线相连接。而使此无线网络装置得到还佳的辐射场型 与还高的垂直方向增益，而可大幅提高天线效能。
与现有技术比较本实用新型的有益效果在于，制作成本低、辑高垂直增益 值并降低死角，而同时还能增加操作频宽以及大幅提高天线效能。
图1为典型无线网络装置的立体外观图2为无线网络装置的一现有内部电路装置示意图3为本实用新型单极天线的较佳实施例立体结构示意图4A为本实用新型单极天线的较佳实施例正视结构示意图4B为本实用新型单极天线的较佳实施例左视结构示意图4C为本实用新型单极天线的较佳实施例下视结构示意图5为具有本实用新型单极天线的无线网络装置的一较佳实施例的结构示 意图6A为如图5所示的本实用新型左側单极天线在应用频带范围(3.432GHz) 的X-Y平面上测试所得的辐射场型图6B为如图5所示的本实用新型左侧单极天线在应用频带范围(4488GHz)的X-Y平面上测试所得的辐射场型图7为如图5所示的本实用新型单极天线测试折返损失所得的图形。
附图标记说明10 无线网络装置；ll-本体；12 内部电路装置；13~连接 器部；14 天线讯号收发部 ；20 现有内部电路装置；21~基板；22 控制电路； 23 接地体；24 天线单元；241 第一天线；242 第二天线；5、 5a 天线；51~ 基座体511 上表面 ；5111、 5112~两斜边；5113~连接边；512~接点；513 接 地端点；514~切口； 52~接地体；521 连4妄边；53 辐射体；531 渐窄梯形轮廓； 532~间隔；54 讯号体；541 馈入端点；542 连接边；6 无线网络装置；61 基 板；611 开孔；62 控制电路；63 接地部；64 馈入线；H 高度；t、 T 宽度； D、 d 长度；s 间隔。
具体实施方式
以下结合附图，对本新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
本实用新型的单极天线与具有所述的天线的无线网络装置的主要原理，主 要是以一体冲压成型形成立体天线的结构设计，可以使所述的天线快速组装结 合在无线网络装置的基板上。其中，本实用新型的单极天线的辐射体与基座体 之间的高度差可有效提升垂直方向增益。并且，通过独特的上宽下窄的接地体 与讯号体结构来提高操作频宽。此外，还在讯号体和辐射体相连接边与接地体 和辐射体相连接边之间设置一间隔，通过调整所述的间隔的大小可以调整天线 的操作频带，使本实用新型的单极天线能适用在超宽带(Ultra Wideband;简称 UWB)通讯协议。如此，不仅可得到还高的垂直方向增益与还宽的操作频宽， 且在制作与使用组合上还加便利，也还节省成本。
请参阅图3、以及图4A至图4C所示，其是分别为本实用新型单极式超宽 带天线的较佳实施例立体结构以及正视、右视以及下视结构示意图。本实用新 型的单极式超宽带天线5为具有导电性的金属薄板(例如铜、铁、铝、锡、金 或合金等)通过冲压一体成型制程所弯折形成的单板弹片式立体组件。因此， 除转折折弯处外，几乎都具有相同的一厚度。所述的天线5包括有 一基座体51、 一接地体52、 一辐射体53、以及一讯号体54。
所述的基座体51具有一上表面511，所述的基座体51远离讯号体54的边 是呈一三角形(triangle)的两斜边51U、 5112形状，而使基座体51的整个上 表面511大致是具有一五边形轮廓。在所述的基座体51与接地体52相连接的 所述的连接边5113处附近是设有一接点512 (如图4B所示)，且在基座体51 远离接地体52的侧也设有一接地端点513，以供电连接外界的一接地部 (ground),例如位于无线网络装置6的基板61上的接地部63(请另参阅图5)。 并且，在基座体51对应在所述的讯号体54下端的一馈入端点541的位置处是 设有内凹的一切口 514,而使馈入端点541可延伸至基座体51下方且不会和基 座体51接触。
接地体52的一底端是结合在所述的基座体51的上表面511上，且接地体 52是自所述的基座体51上表面511起大体上垂直向上延伸一预定高度H。所述 的接地体52和基座体51相连接的一连接边5U3的宽度t是小于接地体52和辐 射体53相连接的另一连接边521的宽度T,而使接地体52大体上呈现一上宽下 窄的结构。在本实施例中，T/5<t<T, 2mm<T<8mm,且4mm<H<12mm。通过控 制所述的预定高度H的值可以提升本实用新型的单极天线5在垂直方向上的增 益值并降低死角，而上宽下窄的接地体52结构则可以增加本实用新型的单极天 线5的操作频宽。
辐射体53的一旁侧端是结合在所述的接地体52远离基座体51的所述的连 接边521位置处，且辐射体53是自所述的接地体52起大体上水平延伸一预定 长度D。因此，所述的辐射体53大体上与所述的接地体52相垂直、且大体上 与基座体51上表面511相平行。所述的辐射体53在垂直方向的投影是大体上 被基座体51的上表面511所涵盖，且在辐射体53远离讯号体54的边是呈一渐 窄梯形(trapezoid)轮廓531，而使辐射体53的上视面大致呈现一六边形。
讯号体54的一上侧端的连接边542是结合在所述的辐射体53上，且讯号 体54是自所述的辐射体53起向下延伸一预定高度，并使位于讯号体54下端(也 就是讯号体54远离辐射体53的端)的馈入端点541是略低在基座体51的位置。 因此，所述的讯号体54大体上是与辐射体53、接地体52与基座体51均分别相垂直。所述的讯号体54和辐射体53相连接的所述的连接边542的宽度是大于 讯号体54远离辐射体53的端(也就是馈入端点541)的宽度，而使讯号体54 大体上呈现一上宽下窄的结构。此一上宽下窄的讯号体54结构也同样可以增加 本实用新型的单极天线5的操作频宽。此外，所述的讯号体54和辐射体53相 连接的所述的连接边542与接地体52和辐射体53相连接的连接边521之间， 是相隔有一间隔532而非直接相接触。通过调整所述的间隔532的大小，可以 调整与控制本实用新型的单极天线5的操作频带，使其符合超宽带(UWB)通 讯协议的操作频带需求。在本实施例中，当所述的间隔532的长度为d、且所述 的间隔532与讯号体54和辐射体53相连4妻的所述的连接边542相加的总长度 (也就是辐射体53水平延伸的总长度)为D,则D/l(KcKD/5，其中， 12mm<D<24mm。.
请参阅图5所示，其为具有本实用新型单极天线的无线网络装置中，其内 部电路装置的一较佳实施例的示意图。本实用新型的无线网络装置6是包括有 一基板61、 一控制电路62、 一接地部63、至少一馈入线64以及至少一本实用 新型的单极天线5、 5a。所述的基板61是由介电材料所构成，且大体上是略呈 扁平矩形状的基板61。所述的基板61是具有复数个开孔611。所述的接地部63 是提供电性接地(GND)的功能且是广泛涵盖了设置有单极天线5、 5a的区域。 所述的控制电路62是设置在基板61上，其包括有电路布局、若干集成电路组 件与若干电子组件，可提供符合超宽带(UWB)通讯协议的无线网络传输功能。
征，故以下将不赘述其详细构成。
在本较佳实施例中，由于所述的天线5、 5a大部份的组件是相同或类似在 前述实施例，因此相同的组件将直接给予相同的名称与编号，且所述的天线5、 5a为二个，略成相互垂直位于所述的基板61上，当然依需要所述的天线5也可 是一个或其它数量，以预定位置或预定排列方式设置在所述的基板61上，此非 本实用新型的主要技术特征，故以下将不赘述。而由于所述的天线5中，所述 的接点512、接地端点513与馈入端点541的位置是——对应各开孔611的位置 而设置，因此当将所述的天线5底部的各点512、 513、 541与所述的开孔611 进行对位连接时，会使所述的基座体51贴靠在所述的基板61的上表面，且所述的馈入端点541则与所述的馈入线64相连接，以及所述的馈入线64是与所 述的控制电路62相连接，而提供讯号传输的功能。
请参阅图6A与图6B所示，其分别为如图5所示的本实用新型左侧天线在 应用频带范围3.432GHz与4.488GHz的X-Y平面上测试所得的辐射场型图。由 图6A的所述的辐射场型图中可知，本实用新型左侧的所述的天线5在应用频带 范围(3.432GHz)时，其垂直方向(Vatical)上的增益值可高达-2.49dBi;而图6B 的所述的辐射场型图中可知，本实用新型左侧的天线5在应用频带范围 (4.488GHz)时，其垂直方向(Vatical)上的增益值可高达1.01dBi，其增益效果 显然比现有技术-15.89dBi高出许多。
再参阅图7所示，为如图5所示的本实用新型天线测试折疼损失所得的图 形。由图7的图中可知，本实用新型天线在3GHz至5GHz之间的频段的折返损 失大体上是介在-16.13dBi至-11.37dBi之间，其值均小于-10dB,已足够一般市 场对于高效能天线设计的要求。可想而知，本实用新型的天线5不仅在垂直方 向上当然可提供较现有技术还良好的无线讯号通讯质量与传输效率，且其3GHz 至5GHz的可操作频宽也较现有技术还为宽广，此外，还通过一体冲压成型形成 单板弹片式立体天线的结构设计，而可利制作并降低成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非 限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可 对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
权利要求1.一种单极天线，其适用在一无线网络装置上，其特征在于所述的天线包括有一基座体，其具有一上表面；一接地体，其一端是结合在所述的基座体的上表面上，且自所述的基座体上表面大体上垂直向上延伸一预定高度；一辐射体，其一端是结合在所述的接地体远离基座体的一端；所述的辐射体与所述的接地体相垂直、且辐射体与基座体上表面相平行；以及一讯号体，其是结合在所述的辐射体上，所述的讯号体与辐射体、接地体与基座体均分别相垂直，且在讯号体远离辐射体的端是设有一馈入端点。
2. 根据权利要求1所述的单极天线，其特征在于所述的单极天线为具有导 电性的金属薄片以一体冲压成型所构成的单一立体组件；并且，所述的接地体 和基座体相连接的一连接边的宽度小于接地体和辐射体相连接的另 一连接边的 宽度，而使接地体呈现一上宽下窄的结构；此外，所述的讯号体和辐射体相连 接的一连接边的宽度大于所述讯号体远离辐射体端的宽度，而使讯号体呈现一 上宽下窄的结构。
3. 根据权利要求2所述的单极天线，其特征在于所述的讯号体和辐射体相 连接的所述的连接边与接地体和辐射体相连接的连接边之间，是相隔有一间隔 而非直接相接触；当所述的间隔长度为d、且所述的间隔与讯号体和辐射体相连 接的所述的连接边相加的总长度为D时，则D/10<d<D/5;并且，当所述的接地 体和基座体相连接的连接边的宽度为t、且接地体和辐射体相连接的连接边的宽 度为T时，则T/5<t<T。
4. 根据权利要求3所述的单极天线，其特征在于所述接地体的所述预定高 度为H;其中，4mm<H<12mm， 12mm<D<24mm，且2mm<T<8mm。
5. 根据权利要求1所述的单极天线，其特征在于所述的辐射体在垂直方向 的投影被基座体的上表面所涵盖，且在辐射体远离讯号体的边是呈 一 渐窄梯形轮廓；并且，所述的基座体远离讯号体的边是呈一三角形的两斜边形状，且在 基座体对应在所述的馈入端点的位置处设有一切口 ，而使馈入端点延伸至基座体下方且不会和基座体接触；此外，至少在所述的基座体与接地体相连接的所述的连接边处附近是设有 一接点以供电连接所述的无线网络装置的 一接地部。
6.一种单极天线，其适用在一无线网络装置上，其特征在于其包括有 一基座体；一接地体，自所述的基座体向上延伸一预定高度；一辐射体，结合在所述的接地体远离基座体的 一端且与所述的接地体相垂 直；以及一讯号体，是结合在所述的辐射体上且与所述的讯号体与接地体均分别相 垂直，且在讯号体远离辐射体的一端是设有一馈入端点；其中，所述的接地体和基座体相连接边的宽度是小于接地体和辐射体相连 接边的宽度，且所述的讯号体和辐射体相连接边的宽度是大于讯号体远离辐射 体的端的宽度。
7. 根据权利要求6所述的单极天线，其特征在于所述的讯号体和辐射体相 连接边与接地体和辐射体相连接边之间，相隔有一间隔而非直接相接触；并且， 当所述的间隔长度为d、且所述的间隔与讯号体和辐射体相连接的所述的连接边 相加的总长度为D时，则D/10<d<D/5;并且，当所述的接地体和基座体相连接 的连接边的宽度为t、且接地体和辐射体相连接的连接边的宽度为T时，则 T/5<t<T;此外，接地体的所述的预定高度为H;其中，4mm<H<12mm， 12mm<D<24mm,且2mm〈T〈8mm。
8. 根据权利要求6所述的单极天线，其特征在于至少在所述的基座体与接 地体相连接的所述的连接边处附近是设有 一接点以供电连接一外界的接地部。
9. 一种无线网络装置，其特征在于其包括有一基板，是由介电材料所构成，所述的基板具有复数个开孔，且在基板上设有电性接地的 一接地部；一控制电路，设置在所述的基板上，提供无线网络传输功能； 至少一馈入线，其是与所述的控制电路相连接；以及 至少一天线，设置在所述的基板的接地部区域内，所述的天线还包括有 一基座体，与所述接地部电连接； 一接地体，自所述的基座体向上延伸一预定高度；一辐射体，结合在所述的接地体远离基座体的 一端且与所述的接地体相垂 直；以及一讯号体，是结合在所述的辐射体上且与讯号体与接地体均分别相垂直， 且在讯号体远离辐射体的端是设有一馈入端点，所述的馈入端点是电连接所述 的馈入线；其中，所述的接地体和基座体相连接边的宽度是小于接地体和辐射体相连 接边的宽度，且所述的讯号体和辐射体相连接边的宽度是大于讯号体远离辐射 体的端的宽度。IO,根据权利要求9所述的无线网络装置，其特征在于所述的天线为具有 导电性的金属薄片以一体冲压成型所构成的单一立体组件；并且，所述的讯号 体和辐射体相连接边与接地体和辐射体相连接边之间，是相隔有一间隔而非直接相接触；此外，当所述的间隔长度为d、且所述的间隔与讯号体和辐射体相连 接的所述的连接边相加的总长度为D时，则D/10<d<D/5;并且，当所述的接地 体和基座体相连接的连接边的宽度为t、且接地体和辐射体相连接的连接边的宽 度为T时，则T/5<t<T;此外，接地体的所述的预定高度为H;其中， 4mm<H<12mm， 12mm<D<24mm,且2mm<T<8mm。
专利摘要本实用新型为一种适用在无线网络装置上的单极天线，其包括有一基座体、一接地体、一辐射体以及一讯号体。接地体是自基座体向上延伸一预定高度。辐射体结合在接地体远离基座体的端且与所述的接地体相垂直。讯号体结合在辐射体上且与讯号体与接地体均分别相垂直，且在讯号体远离辐射体的端设有一馈入端点。其中，接地体和基座体相连接边的宽度是小于接地体和辐射体相连接边的宽度，且讯号体和辐射体相连接边的宽度是大于讯号体远离辐射体的一端的宽度。天线为具有导电性的金属薄片以一体冲压成型所构成的单一组件，不仅制作方便快速，且便于组合在无线网络装置的一基板上，并且可提高无线网络装置在垂直方向上的增益与频宽。
文档编号H01Q1/38GK201134504SQ200720176900
公开日2008年10月15日 申请日期2007年10月11日 优先权日2007年10月11日
发明者吴荣泰 申请人:友劲科技股份有限公司