专利名称：天线结构的制作方法
技术领域：
本实用新型有关一种天线结构，特别是一种可增加整体天线的辐射效果的天线结 构。
背景技术：
无线通讯技术的发展，促成许多无线通讯装置，如手机、笔记型计算机、个人数字 助理(PDA)、GPS卫星导航系统、电子书阅读器(E-book reader)等，除具有无线通讯功能 外，还可透过隐藏式天线取代过去的外露式天线，使得无线通讯装置在具有良好的无线通 讯质量下，更可兼顾美观及轻薄的工业设计。然，在电子产品频频追求具设计质感的外观设计下，往往希望将其外壳以金属材 质制成，或于外壳上镀上金属层，这对无线通讯质量却会造成影响。由于金属的屏蔽作用， 将阻隔电磁波传递，造成天线讯号不佳。请参照图1所示，为习知无线通讯装置Ia的示意图。传统上，为了改善上述情形， 外壳12a必须具有非金属部122a及金属部124a。非金属部122a可由塑料、碳纤维等非金 属材质构成，藉以使电磁波可通过非金属部122a，而得以被设置于外壳12a内的天线(未示 于图中)接收，或使天线辐射的电磁波可通过非金属部122a辐射出去。请参照图2所示，为美国专利申请案公开第20100141535号的示意图。其利用配 置在电子装置2a的外壳22a上的一金属片24a，提升外壳22a内的天线26a的场型与平均 增益。然，金属片24a必须避免与天线26a过度重叠，否则将无法达到提升天线增益的功效， 反而造成前述的屏蔽作用。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提出一种天线结构，藉以提升增益、增加频 宽并可具有多模态。本实用新型的次要目的在于提出一种天线结构，其具有零件少、易于设 置的优点，可减少产品的成本及制造时间。为达上述目的，本实用新型提供一种天线结构，包含辐射单元；及一金属罩体， 包含凹面及凸面，凹面朝向辐射单元，金属罩体与辐射单元绝缘，用以被辐射单元激发而产 生至少一共振模态，金属罩体包含破孔，贯穿于凹面与凸面之间。优选的，该天线结构更包含一基板，该辐射单元设置于该基板上，该金属罩体连接 至该基板。优选的，该辐射单元选自由微带天线、槽孔天线、单极天线、偶极天线、平板天线、 回路天线、螺旋天线、同轴天线、芯片天线及阵列天线所组成的群组。优选的，该破孔正投影至该辐射单元的一投影部，至少部分重叠该辐射单元。本实用新型提出的天线结构可提升辐射单元的增益，并透过金属罩体的立体设 计，金属罩体可直接连接于基板上，无需透过其它固定件，可降低制造成本及生产时间。有关本实用新型的较佳实施例及其功效，兹配合图式说明如后。
图1为习知无线通讯装置的示意图。图2为美国专利申请案公开第20100141535号的示意图。图3为本实用新型第一实施例的示意图。图4为本实用新型第一实施例的侧视图。图5为本实用新型第一实施例的增益比较图。图6为本实用新型第一实施例的回馈损失比较图。图7为本实用新型第二实施例的示意图。图8为本实用新型第三实施例的示意图。主要组件符号说明12 辐射单元14 金属罩体142:凹面144:凸面146 破孔148 投影部16 基板26a 天线
具体实施方式
以下举出具体实施例以详细说明本实用新型的内容，并以图式作为辅助说明。说 明中提及的符号参照图式符号。请参照图3及图4所示，为本实用新型第一实施例的示意图及侧视图。一种天线 结构，包含辐射单元12及金属罩体14。辐射单元12包含馈入部及辐射部(未示于图中)。 馈入部用以馈入电讯号。辐射部电连接馈入部，用以转换电讯号而发出电磁波讯号；或者， 辐射部接收电磁波讯号后，馈入部转换电磁波讯号而输出电讯号。于此，辐射单元12更可 包含接地部(未示于图中)，电连接辐射部，用以电连接至接地准位。辐射单元12可为微带
(microstrip antenna)(slot antenna)、H及(monopole antenna)
极天线(dipole antenna)、平板天线(patch antenna)、回足各天线(loop antenna)、电累旋天 _ (spiral antenna) >(coaxial antenna)(chip antenna)
(array antenna)或其组成的群组。金属罩体14包含凹面142及凸面144，凹面142朝向辐射单元12，金属罩体14与 辐射单元12绝缘，透过耦合能量方式，被辐射单元12激发而产生至少一共振模态。金属罩 体14包含破孔146，贯穿于凹面142与凸面144之间。且金属罩体14不可馈入任何电讯号 或接地。于此，金属罩体14的材质可为镁、铝、不锈钢、铜或其合金。图3所示的金属罩体 14呈半球型，仅为了方便说明，并非用以限制本实用新型。当辐射单元12辐射电磁波讯号时，具破孔146的金属罩体14耦合电磁波讯号，并 藉由其较辐射单元12为大的辐射面积，将电磁波讯号发出，因此，辐射单元12的增益可藉
Ia 无线通讯装置 12a 外壳 122a 非金属部 124a 金属部 2a:电子装置 22a 外壳 24a 金属片以增大。另一方面，当接收电磁波讯号时，金属罩体14提供较大的面积以接收电磁波讯号。 因此辐射单元12的通讯质量可藉由金属罩体14而获得提升。金属罩体14将电磁波讯号 耦合至辐射单元12，而转换为电讯号。于此，辐射单元12与金属罩体14的破孔146需相隔 一距离，避免二者相隔太远而无法耦合电磁波讯号；或者，相隔太近，使得辐射出的电磁波 讯号强度超出法定标准。于此，破孔146的形状可为圆形、四方形等几何形状，亦可为不规则形状，如可设 计为商标的外型。且破孔146不可与金属罩体14的边缘连接，亦即，破孔146需为周围封 闭的孔洞。破孔146正投影至辐射单元12而形成投影部148，其至少部分与辐射单元12重叠。请参照图5所示，为本实用新型第一实施例的增益比较图，是与仅辐射单元12 及辐射单元12配合无破孔金属罩体的增益图进行比较。可见，虽于2GHz至4GHz频段 中，2. 2GHz 2. 9GHz及3. 6GHz 4GHz频段下，无破孔的金属罩体对增益有所帮助，但于 2. 9GHz 3. 6GHz频段下，增益却大幅降低。然，本实用新型实施例提出的天线结构可于 2GHz至4GHz频段下，明显提高天线的增益。由此可见，本实用新型提出的天线结构确实具 有较好的通讯能力。请参照图6所示，为本实用新型第一实施例的回馈损失(Return loss)比较图，是 仅辐射单元12及辐射单元12配合无破孔金属罩体的回馈损失图进行比较。可见虽于辐射 单元12上方增设无破孔的金属罩体，在2. 8GHz 3GHz频段可降低回馈损失，然于其它频 段均较仅辐射单元12的回馈损失高。反观，本实用新型实施例提出的天线结构于3. 7GHz 4GHz频段均可降低回馈损失，尤其于3. 05GHz频率时，可将回馈损失降低至_22dB。再次证 明本实用新型提出的天线结构确实具有较好的通讯能力。相较于仅单一辐射单元12，于加入金属罩体14后，辐射单元12与金属罩体14之 间产生电容效应，而得到较佳的阻抗匹配，而产生至少一共振模态，且其共振模态可提供更 大的频宽及增益。于此，图5及图6所使用的辐射单元12相同。为了明确指出本实用新型提出的天 线结构的功效，相较于仅辐射单元12或于辐射单元12上配合一金属罩体的差异，辐射单元 12采一微带天线为例进行量测，然本实用新型所指的辐射单元12并非以此为限。请参照图7所示，为本实用新型第二实施例的示意图。如前述的天线结构，天线结 构更可包含基板16，辐射单元12设置于基板16上。金属罩体14可连接至基板16，但与基 板16或基板16上的其它电气讯号线电气隔离，从而维持破孔146与辐射单元12的距离。 于此，金属罩体14与基板16可以焊接、黏合、螺栓锁接等方式连接。请参照图8所示，为本实用新型第三实施例的示意图。如本实用新型第一实施例 的天线结构，本实用新型实施例的金属罩体14亦包含凹面142及凸面144，举例而言，可呈 抛物线柱体状(Cylindrical paraboloid)。凹面142朝向辐射单元12，且金属罩体14亦 包含破孔146，贯穿于凹面142及凸面144之间。此外，本实用新型实施例的天线结构亦可 如本实用新型第二实施例所述，更包含基板16。综上所述，本实用新型提出的天线结构确实可提升辐射单元12的增益。并透过金 属罩体14的立体设计，金属罩体14可直接连接于基板16上，无需透过其它固定件(如支 撑架)，确实可降低制造成本及生产时间。[0042] 虽然本实用新型的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实 用新型，任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖 于本实用新型的范畴内，因此本实用新型的保护范围当视权利要求所界定者为准。
权利要求一种天线结构，其特征在于，包含一辐射单元；及一金属罩体，包含一凹面及一凸面，该凹面朝向该辐射单元，该金属罩体与该辐射单元绝缘，用以被该辐射单元激发而产生至少一共振模态，该金属罩体包含一破孔，贯穿于该凹面与该凸面之间。
2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于更包含一基板，该辐射单元设置于该基 板上，该金属罩体连接至该基板。
3.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于该辐射单元选自由微带天线、槽孔天 线、单极天线、偶极天线、平板天线、回路天线、螺旋天线、同轴天线、芯片天线及阵列天线所 组成的群组。
4.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于该破孔正投影至该辐射单元的一投影 部，至少部分重叠该辐射单元。
专利摘要一种天线结构，包含辐射单元及金属罩体。金属罩体包含凹面及凸面，凹面朝向辐射单元，金属罩体与辐射单元绝缘，用以被该辐射单元激发而产生至少一共振模态，且金属罩体包含破孔，贯穿于凹面与凸面之间。藉此可提升增益，增加频宽或者具有多模态。
文档编号H01Q1/36GK201773944SQ20102050910
公开日2011年3月23日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者叶树安, 王洋凯, 赖佑昌, 陈建宏 申请人:长盛科技股份有限公司