專利名稱：利用介電材料調(diào)整天線工作頻率的無(wú)線通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系提供一種無(wú)線通信系統(tǒng)，尤指一種利用介電材料調(diào)整天線頻率阻抗匹配的無(wú)線通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代的信息生活中，每個(gè)人都希望能隨時(shí)隨地方便地取得有用的信息；而無(wú)線通信器材在使用時(shí)不須光纖、電纜就能傳輸信號(hào)，無(wú)疑是傳遞信息的極佳途徑。隨著技術(shù)的演進(jìn)，各種便攜式的無(wú)線通信器材，例如行動(dòng)電話及個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等，其輕巧便利的特性，也已成為現(xiàn)代人重要的信息交流工具。而在無(wú)線通信器材中，用來(lái)發(fā)射接收無(wú)線電波以傳遞交換無(wú)線電數(shù)據(jù)信號(hào)的天線，無(wú)疑是最重要的元件之一。尤其是在現(xiàn)代的便攜式無(wú)線通信器材中，不僅天線要輕薄短小，設(shè)計(jì)上盡量不占用機(jī)構(gòu)布局的空間，以配合便攜式無(wú)線通信器材體積縮小的趨勢(shì)。
請(qǐng)參閱圖1，圖1為現(xiàn)有天線10的示意圖。天線10包含一發(fā)射體12，用來(lái)接收與發(fā)射無(wú)線電信號(hào)，一饋入端14，連接于一纜線15，用來(lái)與一射頻電路(未繪于圖中)傳輸天線10所接收與發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)，以及一接地端16，平行設(shè)置于發(fā)射體12的下方，用來(lái)將天線10接地。天線10的運(yùn)作方式主要是通過(guò)發(fā)射體12產(chǎn)生的共振電流來(lái)傳送及接收無(wú)線電電波，而發(fā)射體12的長(zhǎng)度可影響傳送及接收無(wú)線電電波的頻率范圍，而無(wú)線電信號(hào)于天線10與該射頻電路間的傳入與傳出乃通過(guò)天線10的饋入端14與纜線15的連結(jié)而傳輸。
然而由于天線本身物理特性的關(guān)系，天線的工作頻率或效能常會(huì)受到天線周圍機(jī)構(gòu)環(huán)境的影響而有所變動(dòng)，舉例來(lái)說(shuō)，通常于不同機(jī)型的筆記型電腦，其內(nèi)部會(huì)有不同的機(jī)構(gòu)配置，而若皆設(shè)置同一天線于不同的機(jī)構(gòu)環(huán)境中，則會(huì)有不同的天線效能特性，例如天線的電壓駐波比(voltage standing waveratio，VSWR)等，故需因應(yīng)各種不同機(jī)型的筆記型電腦而采用相對(duì)應(yīng)的天線，或改變天線發(fā)射體的長(zhǎng)度，以避免因天線物理特性的變異而造成效能的降低。然而于現(xiàn)今無(wú)線通信產(chǎn)品價(jià)格日趨下降的趨勢(shì)下，如何降低廠商天線設(shè)計(jì)的成本，例如天線的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化甚或加入共用性的考量，便成為天線設(shè)計(jì)重點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明系提供一種利用介電材料調(diào)整天線頻率阻抗匹配的無(wú)線通信系統(tǒng)，以解決上述的問(wèn)題。
本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍系揭露一種無(wú)線通信系統(tǒng)，其包含有一殼體，一天線，安裝于該殼體的內(nèi)側(cè)，該天線包含有一發(fā)射體，用來(lái)收發(fā)射頻信號(hào)，以及一接地端，連接于該發(fā)射體，用來(lái)接地，該無(wú)線通信系統(tǒng)另包含一介電材料，安裝于該殼體的內(nèi)側(cè)，且并非設(shè)于該天線的發(fā)射體及接地端之間。


圖1為現(xiàn)有天線的示意圖。
圖2為本發(fā)明的精神實(shí)施于無(wú)線通信系統(tǒng)的功能方塊示意圖。
圖3為本發(fā)明天線裝設(shè)于無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的正視圖。
圖4為本發(fā)明天線裝設(shè)于無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的側(cè)視圖。
圖5為介電材料安裝于天線周圍的示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明的精神實(shí)施于一無(wú)線通信系統(tǒng)20的功能方塊示意圖。無(wú)線通信系統(tǒng)20可為一行動(dòng)電話、一無(wú)線網(wǎng)絡(luò)存取點(diǎn)(access point)、一具備無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸功能的個(gè)人數(shù)字助理(PDA)或筆記型電腦等。無(wú)線通信系統(tǒng)20包含一殼體21，處理模塊22，安裝于殼體21內(nèi)，用來(lái)主控?zé)o線通信系統(tǒng)20的操作，一無(wú)線通信模塊24，安裝于殼體21內(nèi)，其設(shè)有一基頻電路26，一射頻電路28，以及一天線30。處理模塊22可將電子通信信號(hào)傳送至基頻電路26，而基頻電路26便可將處理模塊22傳來(lái)的電子通信信號(hào)編碼為適當(dāng)?shù)幕l信號(hào)，再傳輸至射頻電路28，由射頻電路28將基頻信號(hào)調(diào)變后以射頻的方式通過(guò)天線30發(fā)射出去；而射頻電路28也可通過(guò)天線30接收射頻信號(hào)，將其解調(diào)為基頻信號(hào)，再由基頻電路26將其解編為通信信號(hào)后回傳至處理模塊22進(jìn)行處理，便可達(dá)到無(wú)線通信傳輸數(shù)據(jù)的功能。而天線30所傳輸?shù)臒o(wú)線電信號(hào)系可為IEEE 802.11a、IEEE 802.11b或IEEE 802.11g等其他通信協(xié)定所規(guī)范的載波。
請(qǐng)參閱圖3與圖4，圖3為本發(fā)明天線30裝設(shè)于無(wú)線通信系統(tǒng)20內(nèi)的正視圖，圖4為本發(fā)明天線30裝設(shè)于無(wú)線通信系統(tǒng)20內(nèi)的側(cè)視圖。如圖3所示，無(wú)線通信系統(tǒng)20系為一具有無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能的筆記型電腦，無(wú)線通信系統(tǒng)20另包含一液晶面板32，用來(lái)顯示無(wú)線通信系統(tǒng)20所處理的數(shù)據(jù)，一托架(bracket)34，安裝于液晶面板32的上方，天線30系安裝于無(wú)線通信系統(tǒng)20的殼體21內(nèi)，且安裝于托架34的上方，而天線30周圍則設(shè)有多個(gè)介電材料36，其系安裝于無(wú)線通信系統(tǒng)20的殼體21內(nèi)側(cè)，而其安裝方式可為以背膠的方式粘貼于殼體21的內(nèi)側(cè)，或鎖合于殼體21的內(nèi)側(cè)，或嵌合于殼體21的內(nèi)側(cè)，亦可以一體成型的方式與殼體21的內(nèi)側(cè)相連接，而介電材料36的材質(zhì)可為塑膠材料，陶瓷材料，或?yàn)橛袡C(jī)玻璃纖維基板(FR4)等，即為可提供相當(dāng)?shù)慕殡娤禂?shù)的材料皆可作為介電材料36的材料，而介電材料36的結(jié)構(gòu)形狀可為立方體、圓柱體、或其他各種形狀的結(jié)構(gòu)體等。如圖4所示，殼體21包含一液晶屏幕外框(bezel)38，以及一液晶屏幕蓋板(LCD cover)40，液晶屏幕外框38與液晶屏幕蓋板40可共同包覆液晶面板32，以保護(hù)液晶面板32不受污損，而介電材料36可連接于液晶屏幕外框38或液晶屏幕蓋板40的內(nèi)側(cè)，而天線30系由托架34所支撐且安裝于液晶屏幕外框38與液晶屏幕蓋板40之間。
請(qǐng)參閱圖5，圖5為介電材料36安裝于天線30周圍的示意圖。天線30可為一平面倒F型天線(planar inverted-F antenna，PIFA)，天線30包含一發(fā)射體42，用來(lái)接收與發(fā)射無(wú)線電信號(hào)，一饋入端44，連接于一纜線46，用來(lái)與射頻電路28(未繪于圖5中)傳輸天線30的發(fā)射體42所接收與發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)，以及一接地端48，設(shè)置于發(fā)射體42的下方，用來(lái)將天線30接地。天線30的運(yùn)作方式主要是通過(guò)發(fā)射體42產(chǎn)生的共振電流來(lái)傳送及接收無(wú)線電電波，而發(fā)射體42的長(zhǎng)度可影響傳送及接收無(wú)線電電波的頻率范圍，而無(wú)線電信號(hào)于天線30與射頻電路28間的傳入與傳出乃通過(guò)天線30的饋入端44與纜線46的連結(jié)而傳輸。而天線30周圍則設(shè)有多個(gè)介電材料36，但并非設(shè)于天線30的發(fā)射體42及接地端48之間，以避免影響天線30的信號(hào)傳輸品質(zhì)。而通過(guò)本發(fā)明于天線30周圍設(shè)有介電材料36的設(shè)計(jì)，可藉此調(diào)整天線30的頻率阻抗匹配，其作用原理乃為各介電材料36均有其固定的電磁特性，而于天線30附近增設(shè)介電材料36可增加天線30整體系統(tǒng)的介電系數(shù)值，而所增加的介電系數(shù)值端視介電材料36的材料特性、結(jié)構(gòu)形狀大小、以及擺設(shè)位置等?；旧蟻?lái)說(shuō)，擺設(shè)介電材料36的結(jié)構(gòu)尺寸越大，所增加介電系數(shù)值越高，而介電材料36的擺設(shè)位置距離天線30本體越近，則對(duì)天線30整體系統(tǒng)的等效介電系數(shù)增加的影響效應(yīng)越大。而若天線30整體系統(tǒng)的等效介電系數(shù)越增加，則天線30的有效工作頻率范圍便會(huì)隨的降低，此乃因天線30所傳輸無(wú)線電電磁波的波速與天線30整體系統(tǒng)的等效介電系數(shù)成反比(C=1μϵ,]]>C電磁波的波速；μ導(dǎo)磁率；ε介電系數(shù))，故若天線30整體系統(tǒng)的等效介電系數(shù)若增加，則天線30所傳輸無(wú)線電電磁波的波速便會(huì)降低，而電磁波的波速為電磁波傳遞頻率與波長(zhǎng)的乘積，故電磁波的傳輸頻率也會(huì)因此而降低，此時(shí)天線30可工作的頻率范圍亦可隨的降低，也就是說(shuō)可利用介電材料36的增設(shè)而達(dá)到降低天線30的有效工作頻率范圍的目的。
而通過(guò)上述作用原理的說(shuō)明，于天線30周圍增設(shè)介電材料36便可輔助天線于不同的機(jī)構(gòu)環(huán)境下，獲得相同的頻率阻抗匹配。舉例來(lái)說(shuō)，若欲于不同機(jī)型的筆記型電腦內(nèi)部設(shè)置相同天線結(jié)構(gòu)的天線模塊時(shí)，因不同機(jī)型的筆記型電腦內(nèi)部通常會(huì)有不同的機(jī)構(gòu)配置，故該天線模塊會(huì)顯現(xiàn)出不同的天線效能特性，如天線的電壓駐波比(VSWR)，因此天線于某些機(jī)型的機(jī)構(gòu)環(huán)境影響下能達(dá)到最佳的天線效能，即天線的有效工作頻率范圍與欲傳輸?shù)臒o(wú)線電電磁波頻率匹配，但于某些機(jī)型的機(jī)構(gòu)環(huán)境影響下便無(wú)法達(dá)到最佳的天線效能，即天線的有效工作頻率范圍與欲傳輸?shù)臒o(wú)線電電磁波頻率無(wú)法有效匹配，也就是于該有效工作頻率范圍內(nèi)天線的電壓駐波比未能符合標(biāo)準(zhǔn)要求，而超過(guò)要求標(biāo)準(zhǔn)值。此時(shí)若通過(guò)增設(shè)介電材料36來(lái)降低無(wú)線電電磁波的傳輸頻率，而達(dá)到與天線的有效工作頻率范圍匹配的目的，也就是說(shuō)此時(shí)天線的電壓駐波比于較低的頻率范圍仍能符合標(biāo)準(zhǔn)要求，而不會(huì)超過(guò)要求標(biāo)準(zhǔn)值。如此一來(lái)便無(wú)須為了因應(yīng)各種不同機(jī)型的筆記型電腦，而采用各種不同的天線，因而便可降低天線設(shè)計(jì)的成本。
而無(wú)線電電磁波的傳輸頻率所降低的幅度，則可通過(guò)調(diào)整介電材料36的材料特性、結(jié)構(gòu)形狀大小、以及擺設(shè)位置等來(lái)微調(diào)，基本上若整體的介電系數(shù)增加越多，則無(wú)線電電磁波的傳輸頻率所降低的幅度則越大，天線的有效工作頻率范圍也會(huì)降低越多。此外由于無(wú)線電電磁波可穿透本發(fā)明所應(yīng)用的介電材料36，如塑膠材料等，故介電材料36的增設(shè)并不會(huì)造成天線增益(gain)太大的變化。因此本發(fā)明的設(shè)計(jì)可使得同一組天線于不同的機(jī)構(gòu)環(huán)境下，獲得相同的頻率阻抗匹配，且并不會(huì)造成天線增益太大的變化。
相較于現(xiàn)有的無(wú)線通信系統(tǒng)，本發(fā)明的無(wú)線通信系統(tǒng)系利用介電材料設(shè)置于天線的周圍，來(lái)達(dá)到調(diào)整天線頻率阻抗匹配的目的，如此一來(lái)便可于不同的機(jī)構(gòu)環(huán)境下仍然使用相同的天線模塊，且可獲得相同的頻率阻抗匹配，或者是利用調(diào)整介電材料的材料特性、結(jié)構(gòu)形狀大小、以及擺設(shè)位置等來(lái)微調(diào)天線的有效工作頻率范圍。因此于現(xiàn)今無(wú)線通信產(chǎn)品價(jià)格日趨下降的趨勢(shì)下，可達(dá)到降低天線設(shè)計(jì)成本的功效，也可為天線共用化、標(biāo)準(zhǔn)化，以及模塊化找到一有效的解決方案。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的類似變化與修飾，都應(yīng)屬本權(quán)利要求書的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線通信系統(tǒng)，其包含有一殼體；一天線，安裝于該殼體的內(nèi)側(cè)，該天線包含有一發(fā)射體，用來(lái)收發(fā)射頻信號(hào)；以及一接地端，連接于該發(fā)射體，用來(lái)接地；以及一介電材料，安裝于該殼體的內(nèi)側(cè)，且并非設(shè)于該天線的發(fā)射體及接地端之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，該介電材料系以背膠的方式粘貼于該殼體的內(nèi)側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，該介電材料系鎖合于該殼體的內(nèi)側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，該介電材料系嵌合于該殼體的內(nèi)側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，該介電材料系以一體成型的方式與該殼體的內(nèi)側(cè)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，該殼體系為一液晶屏幕蓋板(LCD cover)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，該介電材料系為一塑膠材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，該介電材料系為一陶瓷材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，該介電材料系為一有機(jī)玻璃纖維基板(FR4)。
全文摘要
一種無(wú)線通信系統(tǒng)，其包含有一殼體，一天線，安裝于該殼體的內(nèi)側(cè)，該天線包含有一發(fā)射體，用來(lái)收發(fā)射頻信號(hào)，以及一接地端，連接于該發(fā)射體，用來(lái)接地，該無(wú)線通信系統(tǒng)另包含一介電材料，安裝于該殼體的內(nèi)側(cè)，且并非設(shè)于該天線的發(fā)射體及接地端之間。
文檔編號(hào)H01Q1/00GK1655395SQ20041000538
公開(kāi)日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2004年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月12日
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