專利名稱：電子裝置及其立體天線構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種電子裝置，特別有關(guān)于一種具有立體天線構(gòu)造的電子裝置。
(2)背景技術(shù)在使用筆記本電腦、袖珍電腦(Pocket PC)或個人數(shù)字助理(PDA)上網(wǎng)時，一般是通過網(wǎng)絡(luò)卡及網(wǎng)絡(luò)線，以有線方式連接互聯(lián)網(wǎng)。欲以無線方式連接上網(wǎng)時，則多半使用PCMCIA(Personal Computer Memory Card InternationalAssociation)界面的無線網(wǎng)絡(luò)卡或小型快閃界面(Compact Flash Interface)的無線網(wǎng)絡(luò)卡。根據(jù)PC卡及CF卡的定義，這些界面卡的結(jié)構(gòu)大小有一定的限制，因此，如何在有限的空間中利用體積適當(dāng)且場強(qiáng)均勻的天線構(gòu)造，讓使用者能享受到無線網(wǎng)絡(luò)卡所發(fā)揮的最佳效益是一個重要的課題。
在眾多的天線構(gòu)造中，倒F型天線(Inverse F Antenna)具有以下的特性而非常適用于小型化內(nèi)藏式天線的結(jié)構(gòu)○天線輻射機(jī)制的設(shè)計彈性很大。
○經(jīng)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計可使天線的極化及輻射場型皆均勻化。
但是不論是使用無線網(wǎng)絡(luò)PC卡或是無線網(wǎng)絡(luò)CF卡，在如此局促的空間中，許多方向的輻射能量會受到機(jī)構(gòu)內(nèi)其他金屬構(gòu)件或塑膠構(gòu)件的影響而產(chǎn)生反射及損耗，反射效應(yīng)會導(dǎo)致天線輻射場型的扭曲，而損耗效應(yīng)則會降低天線整體的輻射效率。
在習(xí)知技術(shù)中，美國專利第6,259,409、6,348,893、6,437,745以及6,545,643號是將倒F型天線應(yīng)用于CF界面卡(Compact Flash Card)，這些美國專利均應(yīng)用平面型的倒F型天線形成于擴(kuò)充卡的天線平面上。此外，如臺灣專利第520583號所揭示的，其平面型的倒F型天線藉由印刷電路板而形成于介電質(zhì)的表面上，并應(yīng)用于筆記本電腦的無線網(wǎng)絡(luò)卡中。但該天線平面均伴隨著擴(kuò)充卡進(jìn)入所使用的電子裝置中，因此天線的輻射會受到該電子裝置中的其他電子元件的影響而產(chǎn)生反射及損耗，而影響其效能，且平面型的倒F天線亦具有無法調(diào)整無線電波的輻射場型與方向性的問題。
因此本發(fā)明利用立體的金屬結(jié)構(gòu)實現(xiàn)倒F的基礎(chǔ)輻射架構(gòu)，雖然臺灣專利第456068號揭示了一種立體倒F天線的制造方法，但本發(fā)明的倒F形天線還結(jié)合了特別設(shè)計的調(diào)整片，可依據(jù)需要調(diào)整輻射場型與極化方向，而發(fā)揮最佳效益。
(3)發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的是以倒F型天線構(gòu)造為基礎(chǔ)，發(fā)展出立體的天線構(gòu)造，并配合數(shù)個調(diào)整片，以便使天線相容于相鄰的環(huán)境中，而大幅提升天線的效能。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種立體天線構(gòu)造，其中包括一天線本體、一接地面、一饋入線、一第一調(diào)整片、一第二調(diào)整片，以及一第三調(diào)整片。該天線本體相鄰該電路板組件設(shè)置，具有一第一天線部以及一第二天線部，該第二天線部的一側(cè)邊連接于該第一天線部，相對的第二天線部另一側(cè)邊連接于該接地面。該第一調(diào)整片設(shè)于該第一天線部的一側(cè)邊，該第二調(diào)整片設(shè)于該第一天線部的另一側(cè)邊且相鄰于該第一調(diào)整片，該第三調(diào)整片設(shè)于該接地面且平行于該第一調(diào)整片。
該第一天線部、該第二天線部以及該饋入線形成一立體的倒F形。藉由該調(diào)整片的作用以調(diào)整無線電波的輻射場型及增益的方向性，使該天線用于電子裝置時可避免受到機(jī)構(gòu)內(nèi)其他金屬構(gòu)件或塑膠構(gòu)件的影響而產(chǎn)生反射及損耗。
為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明如下(4)


圖1表示使用本發(fā)明立體天線構(gòu)造的無線網(wǎng)絡(luò)卡的立體圖。
圖2為使用本發(fā)明立體天線構(gòu)造的無線網(wǎng)絡(luò)卡移除金屬屏蔽構(gòu)件及天線護(hù)蓋后的立體圖。
圖3為圖2的立體天線構(gòu)造的局部放大圖。
圖4表示使用本發(fā)明立體天線構(gòu)造的無線網(wǎng)絡(luò)卡從另一方向觀察的立體圖。
圖5表示本發(fā)明的無線網(wǎng)絡(luò)卡使用于筆記本電腦的狀態(tài)的立體圖。
圖6表示本發(fā)明的立體天線的返回?fù)p失量測結(jié)果。
(5)具體實施方式
圖1表示使用本發(fā)明立體天線構(gòu)造的無線網(wǎng)絡(luò)卡的立體圖。本發(fā)明的立體天線構(gòu)造可應(yīng)用于不同的無線通訊裝置中，在此是以CF界面的無線網(wǎng)絡(luò)卡舉例說明。如圖1所示，無線網(wǎng)絡(luò)卡總成1包含天線護(hù)蓋2、金屬屏蔽構(gòu)件4以及網(wǎng)絡(luò)卡本體6。天線護(hù)蓋2覆蓋并保護(hù)本發(fā)明的立體天線構(gòu)造，而金屬屏蔽構(gòu)件4覆蓋后述的電路板組件8。如圖5所示，例如插入一筆記本電腦，其中天線護(hù)蓋2所覆蓋的部分于使用時露在該筆記本電腦的外部。
圖2為使用本發(fā)明立體天線構(gòu)造的無線網(wǎng)絡(luò)卡移除金屬屏蔽構(gòu)件及天線護(hù)蓋后的立體圖，并藉由一參考座標(biāo)系統(tǒng)X-Y-Z以定義該立體天線構(gòu)造的方向。其中電路板組件8裝設(shè)于網(wǎng)絡(luò)卡本體6內(nèi)，金屬屏蔽蓋82、84覆蓋電路板組件8上的高頻電路，以防止高頻電路產(chǎn)生的電磁波雜訊外泄，并防止外界的電磁波雜訊對高頻電路產(chǎn)生干擾，可解決電磁干擾(ElectromagneticInterference，EMI)問題及抑制電磁波溢泄。
如圖2所示，本發(fā)明的立體天線構(gòu)造10包括天線本體20、接地面40、饋入線(以虛線表示，如圖4中的28)、第一調(diào)整片22、第二調(diào)整片24，以及第三調(diào)整片26。其中，天線本體20設(shè)于電路板組件8旁的接地面40上，包括第一天線部202及第二天線部204，該第二天線部204連接至該接地面40。而第一天線部202、第二天線部204可以呈板狀。
請參閱圖3，其所繪示的為圖2的天線構(gòu)造的局部放大圖，其中第一調(diào)整片22及第二調(diào)整片24相鄰地設(shè)于該第一天線部202的側(cè)邊上，第三調(diào)整片26立設(shè)于接地面40上且垂直于該第一天線部202的延伸方向。請參照圖4，其表示使用本發(fā)明立體天線構(gòu)造的無線網(wǎng)絡(luò)卡從另一方向觀察的立體圖，其中饋入線28連接于該天線本體20的第一天線部202的底部，且不與接地面40直接電性連接。
如圖4所示，本發(fā)明的立體天線構(gòu)造10由天線本體20的第一天線部202、第二天線部204與饋入線28形成一倒F型的立體結(jié)構(gòu)。倒F型天線的設(shè)計是為了能于狹小空間中發(fā)揮天線的最大效益，而將天線本體設(shè)計成倒F型。一般所使用者為平面形的倒F型天線，不但無法調(diào)整無線電波的輻射場型與極化方向，而且其增益較小，因此本發(fā)明使用立體的結(jié)構(gòu)，并配合第一調(diào)整片22、第二調(diào)整片24、第三調(diào)整片26的設(shè)置，進(jìn)行輻射場型與極化方向的調(diào)整，以期得到較大的增益(Gain)并擁有全向性的輻射場型及良好的輻射效率。
請參照圖3，第一調(diào)整片22、第二調(diào)整片24設(shè)立于天線本體20的第一天線部202的邊緣。其中，調(diào)整第一天線部202的寬度(沿參考座標(biāo)系統(tǒng)的X軸方向)及長度(沿參考座標(biāo)系統(tǒng)的Y軸方向)，可以改善立體天線10整體的近場感應(yīng)效果并增加感應(yīng)面積。而且，改變第一天線部202在Y方向的長度，即可調(diào)整該立體天線10的中心頻率；另外，設(shè)定第一天線部202在X方向的寬度，即可調(diào)整該立體天線10的特性阻抗(Characteristic Impedance)。
本發(fā)明的立體天線10由于第一調(diào)整片22及第二調(diào)整片24的設(shè)置，以及其與第一天線部202之間夾角構(gòu)型所產(chǎn)生的電容效應(yīng)，，故可以藉此調(diào)整天線10共振時的天線本體20表面電流的大小與相位分布，進(jìn)而調(diào)整輻射場型，并可同時調(diào)整該立體天線10的中心頻率。因此，第一調(diào)整片22與第二調(diào)整片24即為立體天線10的場型調(diào)整片22、24。
如圖3所示，第一調(diào)整片22及第二調(diào)整片24是面向網(wǎng)絡(luò)卡的電路板組件8以及其他的電子裝置如筆記本電腦等，其中第一天線部202鄰接的第一調(diào)整片22是沿參考座標(biāo)系統(tǒng)的X軸方向設(shè)置，而第二調(diào)整片24則是沿參考座標(biāo)系統(tǒng)的Y軸方向設(shè)置，由于在這些方向的電波輻射易受影響而產(chǎn)生反射或損耗，故藉由該第一調(diào)整片22、第二調(diào)整片24的作用，修正因網(wǎng)絡(luò)卡或其他電子裝置的金屬構(gòu)件所影響的輻射場型，并集中輻射的能量分布在最有利的方向。
因為本發(fā)明的天線本體20的垂直方向極化作用較佳，而水平方向較弱，故將第三調(diào)整片26直立設(shè)置于接地面40上，且與第一天線部202互相垂直。當(dāng)天線共振時，第三調(diào)整片26可與天線本體20作用而增強(qiáng)水平方向(參考平面XY)的極化效果，使整體極化作用均勻，以得到全向性的輻射場型以利于接收。因此，第三調(diào)整片26即為立體天線10的極化調(diào)整片26。
上述的場型調(diào)整片22、24與極化調(diào)整片26(即第一調(diào)整片22、第二調(diào)整片、24、第三調(diào)整片26)及其他的天線構(gòu)造皆結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)卡內(nèi)部的金屬及塑料構(gòu)件以電腦軟件模擬而決定尺寸，以期達(dá)到最佳的輻射效益。該場型調(diào)整片22、24(第一調(diào)整片22與第二調(diào)整片24)可于制造天線本體20時一體成形，而立體天線10的構(gòu)件天線本體20、接地面40、饋入線28、第一調(diào)整片22、第二調(diào)整片24，以及第三調(diào)整片26等，可由金屬材料或其他導(dǎo)電材料所制成。例如，可以無氧銅作為天線本體20的材質(zhì)，利用其導(dǎo)電系數(shù)較佳的特性，使能量在立體天線上產(chǎn)生的損耗較少。此外，并且可以在無氧銅外鍍一層鈀鎳合金，利用鈀鎳合金的導(dǎo)電系數(shù)與無氧銅相近且易于鍍錫的功能，使立體天線10容易藉由焊錫而固定于印刷電路板8上。
此外，藉由調(diào)整第一天線部202，將立體天線本身的特性阻抗設(shè)定為精確的50歐姆，因此不需利用額外的匹配電路，可提升立體天線的電氣效能并降低其生產(chǎn)成本。
請參閱表1且同時參閱圖6。
表一是表示本發(fā)明的立體天線構(gòu)造于不同操作頻率(2.40GHz，2.45GHz，2.50GHz)下、在各參考平面XY、YZ、XZ上的尖峰增益(Peak Gain)與平均增益(Average Gain)的量測結(jié)果。由實際量測結(jié)果可知，該立體天線構(gòu)造在參考平面XY、YZ上的增益較在參考平面XZ上的效果更佳，因此可以概括涵蓋所有區(qū)域，故具有高度的實用性。
表一立體倒F天線的增益(天線是沿Y軸設(shè)置)單位dBi
立體天線是沿Y軸設(shè)置 單位dBi圖6是表示該立體天線的返回?fù)p失(Return Loss)量測結(jié)果，其中，位置標(biāo)號P2顯示該共同天線A操作于2.45GHz時的量測數(shù)據(jù)為-26.051dB，故其返回?fù)p失為26.051dB；位置標(biāo)號P1顯示其操作于2.40GHz時的量測數(shù)據(jù)為-17.667dB，故其返回?fù)p失為17.667dB；位置標(biāo)號P3顯示其操作于2.50GHz時的量測數(shù)據(jù)為-21.381dB，故其返回?fù)p失為21.381dB，因此該立體天線的操作特性極為良好，使得具有此立體天線的電子裝置具有高度的實用性。
本發(fā)明上述實施例所揭示的立體天線構(gòu)造，以立體結(jié)構(gòu)實現(xiàn)倒F的基礎(chǔ)輻射架構(gòu)，并藉由調(diào)整天線部及鄰接的調(diào)整片的相對關(guān)系，使得立體天線及具有此立體天線的電子裝置在安裝至其他裝置內(nèi)時，仍擁有全向性的輻射場型及良好的輻射效率。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本技術(shù)的人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作出種種的等效更動與替換，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種立體天線構(gòu)造，包括一接地面；一天線本體，具有一第一天線部以及一第二天線部，該第二天線部的一側(cè)邊連接于該第一天線部，該第二天線部的另一側(cè)邊連接于該接地面；一饋入線，連接于該天線本體；一場型調(diào)整片，設(shè)于該第一天線部的一側(cè)邊上；以及一極化調(diào)整片，立設(shè)于該接地面且垂直于該第一天線部延伸的方向。
2.如權(quán)利要求1所述的立體天線構(gòu)造，其特征在于，該饋入線與該第一天線部電性連接。
3.如權(quán)利要求1所述的立體天線構(gòu)造，其特征在于，該第一天線部、該第二天線部以及該饋入線形成一立體的倒F形。
4.如權(quán)利要求1所述的立體天線構(gòu)造，其特征在于，該場型調(diào)整片還包括一第一調(diào)整片，設(shè)于該第一天線部的一側(cè)邊上；以及一第二調(diào)整片，設(shè)于該第一天線部的另一側(cè)邊上且相鄰于該第一調(diào)整片。
5.如權(quán)利要求4所述的立體天線構(gòu)造，其特征在于，該第一調(diào)整片、第二調(diào)整片是與該天線本體一體成型。
6.如權(quán)利要求1所述的立體天線構(gòu)造，其特征在于，該天線本體的材質(zhì)為無氧銅。
7.如權(quán)利要求1所述的立體天線構(gòu)造，其特征在于，在該天線本體上鍍有一層鈀鎳合金。
8.一種電子裝置，包括一電路板組件；一接地面；一天線本體，具有一第一天線部以及一第二天線部，該第二天線部的一側(cè)邊連接于該第一天線部，該第二天線部的另一側(cè)邊連接于該接地面；一饋入線，連接于該第一天線部；一第一調(diào)整片，設(shè)于該第一天線部的一側(cè)邊上；一第二調(diào)整片，設(shè)于該第一天線部上靠近該電路板組件的另一側(cè)邊上且相鄰于該第一調(diào)整片；以及一第三調(diào)整片，立設(shè)于該接地面且垂直于該第一天線部延伸的方向。
9.如權(quán)利要求8所述的電子裝置，其特征在于，該第一天線部、該第二天線部以及該饋入線形成一立體的倒F形。
10.如權(quán)利要求8所述的電子裝置，其還包括一金屬屏蔽件，覆蓋于該電路板組件上，以及一護(hù)蓋，覆蓋于該天線本體、該饋入線以及該第一調(diào)整片、該第二調(diào)整片、該第三調(diào)整片上。
11.如權(quán)利要求8所述的電子裝置，其特征在于，該第一調(diào)整片、該第二調(diào)整片是與該天線本體一體成型。
12.如權(quán)利要求8所述的電子裝置，其特征在于，該天線本體的材質(zhì)為無氧銅。
13.如權(quán)利要求8所述的電子裝置，其特征在于，在該天線本體上鍍有一層鈀鎳合金。
全文摘要
一種電子裝置主要包括一電路板組件以及一立體天線。該立體天線構(gòu)造具有接地面、天線本體、連接于該天線本體的饋入線，以及分別設(shè)置于該天線本體與該接地面上的調(diào)整片，用以調(diào)整該天線的無線電波的輻射場型，并使該立體天線的增益具有方向性。
文檔編號H01Q1/24GK1567649SQ0314713
公開日2005年1月19日 申請日期2003年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月4日
發(fā)明者林暉, 邱顯杰 申請人:廣達(dá)電腦股份有限公司