專利名稱：單板式天線以及具有該天線的無線網(wǎng)絡裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種單板雙頻式天線，尤指一種適用在無線網(wǎng)絡裝置 上的 一體成型的單板彈片式的雙頻天線以及具有所述的天線的無線網(wǎng)絡裝置。
背景技術：
請參閱圖1，為一例如無線網(wǎng)絡卡的現(xiàn)有無線網(wǎng)絡裝置10的立體外觀圖。 所述的無線網(wǎng)絡裝置10—般是具有包括 一本體ll、位于本體ll內(nèi)部的一內(nèi) 部電路裝置12、位于本體11 一端的一連接器部13其是用來連接一外界主機(圖 中未示)、以及位于本體11上且相對于連接器部13的另一端的一天線信號收 發(fā)部14。大體來說，所述的天線信號收發(fā)部14的外殼是以非金屬材質所構成， 且當無線網(wǎng)絡裝置IO連接在外界主機上時，所述的天線信號收發(fā)部14需暴露 在外界主機的外部以便能有效地收發(fā)無線信號。
如圖2所示，為無線網(wǎng)絡裝置的一現(xiàn)有內(nèi)部電路裝置20示意圖。所述的無 線網(wǎng)絡裝置的現(xiàn)有內(nèi)部電路裝置20是包括有 一基板21、 一控制電路22位于 所述的基板21上、 一接地體23覆蓋在基板21上的一預定區(qū)域、以及一天線單 元24其是電性連接在所述的控制電^各22。在圖2所示的現(xiàn)有天線單元24中， 是包括有分別位于基板21兩旁側的一第一天線241與一第二天線242。由于此 現(xiàn)有內(nèi)部電路裝置20的天線設計，都以印刷式單極天線(Printed Monopole Antenna )方式設計在基板21上。而此類印刷式天線由于受限于其垂直方向上的 高度差，僅能通過設計不同形狀的所述的第一天線241與所述的第二天線242， 以達到在X-Y平面(水平方向上)上得到更佳的輻射場型與更高的增益，但在 垂直Z方向的增益幾乎無從改善的空間。然而，現(xiàn)今對于無線網(wǎng)絡裝置的設計 趨勢，乃是朝向直立式(Verticle Stand)設計，以降低空間的占用、同時提高無 線網(wǎng)絡裝置產(chǎn)品在外觀上的現(xiàn)代感與科技感。很顯然的，現(xiàn)有印刷式天線在垂 直Z方向上的不良增益將無法滿足直立式無線網(wǎng)絡裝置的需求。
例如，如圖3所示，其為如圖2所示的現(xiàn)有印刷式天線單元24的第一天線 在X-Y平面上測試所得的輻射場型圖。由圖3的所述的輻射場型圖中可知，所
述的第一天線241在垂直方向(Vertical)上的最大增益值只有-15.89dBi,其值 已明顯低在消費者所能忍受的底限( 一般要求的增益值至少應高在-10dBi以 上)，此對于一般市場對于高效能天線設計的要求，而顯然還有進一步改良的 空間。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的第 一 目的是在于提供一種單板雙頻式天線以及無線網(wǎng)絡裝 置，用以克服缺陷。
為達上述的目的，本實用新型的單極式超寬帶天線的一較佳實施例是包括 有 一基座體、 一接地體、 一輻射體以及一信號體?；w結合在無線網(wǎng)絡裝 置上。接地體一端連接在基座體且是自基座體起向上延伸一高度。信號體大體 上與輻射體、接地體與基座體均分別相垂直。信號體上側具有一連接邊其連接 在輻射體上、且其下端設有一饋入端點，而使信號體大體上呈現(xiàn)一上寬下窄的 倒立三角結構。輻射體還包括有一第一輻射部與一第二輻射部。第一輻射部是 自接地體的上端起沿著信號體的連接邊而延伸一第一長度，且第二輻射部是由 第一輻射部遠離接地體的端起以曲折方式延伸一第二長度。其中，所述的第一 與第二輻射部的不同延伸長度提供了兩個不同的無線通訊頻帶，例如
4.9~5.85GHz頻帶以及2.4 2.5GHz頻帶；而倒立三角結構的信號體則可提高操 作頻寬。所述的天線為具有導電性的金屬薄片以一體沖壓成型所構成的單一組 件，不僅制作方便快速，且便于組合在無線網(wǎng)絡裝置的一基板上，并且可提高 無線網(wǎng)絡裝置在垂直方向上的增益與頻寬。
在一較佳實施例中，所述的第二輻射部是自第一輻射部遠離接地體的端起 先朝向與第一輻射部同平面但垂直在所述的連接邊的方向延伸一距離后、再朝
向接地體的方向以類似連續(xù)方波的形狀曲折延伸另 一距離，且所述的第二輻射 部延伸的總距離為所述的第二長度；并且，所述的第二輻射部曲折延伸的部分 與第 一 輻射部之間是相隔有 一 預定間距。
在一較佳實施例中，所述的預定高度為H,所述的第一長度為Ll,所述的 第二長度為L2 (圖中未標示)，所述的預定間距為s。其中，7mm<H<10mm; 15mm<Ll<17mm; 25mm<L2<35mm; 0.4mm<s<0.7mm。 如此本實用新型的天線當運用在無線網(wǎng)絡裝置上時，此無線網(wǎng)絡裝置包括 有 一基板、 一控制電路、以及至少一饋入線。所述的基板是由介電材料所構 成，且所述的基板上具有至少一開孔。所述的控制電路設置在所述的基板上， 可提供無線網(wǎng)絡傳輸功能。所述的饋入線其是與控制電路連接。當所述的天線 組裝在所述的無線網(wǎng)絡裝置上時，使所述的基座的一接地端點與所述的開孔對 位連接，且所述的基座體貼靠在所述的基板的一接地部上，并令所述的信號體 的饋入端點與所述的饋入線相連接。而使此無線網(wǎng)絡裝置得到還佳的輻射場型 與還高的垂直方向增益，而可大幅提高天線效能。
與現(xiàn)有技術比較本實用新型的有益效果在于，首先，對于所述的單板雙頻 式天線，其通過一體沖壓成型形成一單板立體天線的結構設計，以利制作且降
低成本；
其次對于設置所述天線的無線網(wǎng)絡裝置，其嵌置式天線設計，可快速組裝 結合在無線網(wǎng)絡裝置上，且具有較佳的天線輻射場型以提高垂直增益值并降低 死角，而同時還能增加操作頻寬。


圖1為典型無線網(wǎng)絡裝置的立體外觀圖2為無線網(wǎng)絡裝置的一現(xiàn)有內(nèi)部電路裝置示意圖3為如圖2所示的現(xiàn)有天線單元的第一天線在X-Y平面上測試所得的輻 射場型圖4為本實用新型單板雙頻式天線的較佳實施例立體結構示意圖； 圖5A是如圖4所示的本實用新型單板雙頻式天線的俯視圖； 圖5B是如圖4所示的本實用新型單板雙頻式天線的右視圖； 圖5C是如圖4所示的本實用新型單板雙頻式天線的前^L圖； 圖6是具有本實用新型單板雙頻式天線的無線網(wǎng)絡裝置的一較佳實施例的 結構示意圖7A是如圖6所示的本實用新型左側單板雙頻式天線在應用頻帶范圍 (2.45GHz)的X-Y平面上測試所得的輻射場型圖7B是如圖6所示的本實用新型左側單板雙頻式天線在應用頻帶范圍 (4.9GHz)的X-Y平面上測試所得的輻射場型圖；圖7C是如圖6所示的本實用新型左側單板雙頻式天線在應用頻帶范圍 (5.35GHz)的X-Y平面上測試所得的輻射場型圖7D是如圖6所示的本實用新型左側單板雙頻式天線在應用頻帶范圍 (5.85GHz)的X-Y平面上測試所得的輻射場型圖8是如圖6所示的本實用新型單板雙頻式天線測試折返損失所得的圖形。
附圖標記說明10 無線網(wǎng)絡裝置；11~本體；12 內(nèi)部電路裝置；13~連接 器部；14 天線信號收發(fā)部；20 現(xiàn)有內(nèi)部電路裝置；21~基板；22 控制電路； 23 接地體；24 天線單元；241 第一天線；242 第二天線；5、 5a 天線；51~ 基座體；511~上表面；512 連接邊；513~接點；514 接地端點；515~切口； 52~ 接地體；521 上端；53 輻射體；531 第一輻射部；532 第二輻射部；54 信號 體；541 連接邊；542 饋入端點；6 無線網(wǎng)絡裝置；61~基板；611~開孔；62~ 控制電路；63~接地部；64~饋入線；H 高度；Ll 長度；s 間距。
具體實施方式
以下結合附圖，對本新型上述的和另外的技術特征和優(yōu)點作更詳細的說明。 本實用新型的單板雙頻式天線與具有所述的天線的無線網(wǎng)絡裝置的主要原 理，主要是以一體沖壓成型形成立體天線的結構設計，可以使所述的天線快速 組裝結合在無線網(wǎng)絡裝置的基板上。其中，本實用新型的單板雙頻式天線的輻 射體與基座體之間的高度差可有效提升垂直方向增益。同時，通過獨特的上寬 下窄的信號體結構來提高操作頻寬，且輻射體所包含的兩個不同長度的第一與 第二輻射部則提供了兩組不同的無線通訊頻帶，例如4.9 5.85GHz頻帶以及 2.4 2.5GHz頻帶。并且，還在第一與第二輻射部之間設置一預定間距，通過調 整所述的間距的大小可以調整天線的操作頻帶并提高水平方向的增益。如此， 不僅可得到還高的垂直方向增益與還寬的操作頻寬，且在制作與使用組合上還 加i"更利，也還節(jié)省成本。
請參閱圖4、以及圖5A至圖5C所示，其是分別為本實用新型單板雙頻式 天線的較佳實施例立體結構以及三視結構示意圖。本實用新型的單板雙頻式天 線5為具有導電性的金屬薄板(例如銅、鐵、鋁、錫、鎳、銀、鉻、金或其合 金等)通過沖壓一體成型制程所彎折形成的單板彈片式立體組件。因此，除轉 折折彎處外，幾乎都具有相同的一厚度。在本實施例中，所述的天線5為一平
板倒F式天線(Planar Inverted F Anntenna; PIFA )且是包括有 一基座體51 、 一接地體52、 一輻射體53、以及一信號體54。
所述的基座體51具有一上表面511，其大體上呈現(xiàn)一矩形輪廓。在所述的 基座體51與接地體52相連接處附近的連接邊512是設有一接點513，且在基座 體51遠離接地體52的側也設另有一接地端點514，以供電性連接外界的一接地 部(ground ),例如位于無線網(wǎng)絡裝置6的基板61上的接地部63 (請另參閱圖 6)。在本實用新型中，所述的接點513可以是如圖4所示的位于連接邊512末 端的一向下凸伸的端點、也可以是位于較接近接地體52附近的焊接點(不向下 凸伸)。并且，在基座體51對應在所述的信號體54下端的一饋入端點541的 位置處是設有內(nèi)凹的一切口 515,而使饋入端點541可延伸至基座體51下方且 不會和基座體51 4姿觸。
接地體52的一底端是結合在所述的基座體51的上表面511上，且接地體 52是自所述的基座體51起大體上垂直向上延伸一預定高度H。其中， 7mm<H<10mm;且通過控制與調整所述的預定高度H的值，可以提升本實用新 型的單板雙頻式天線5在垂直方向上的增益值并降低死角。
輻射體53的 一旁側端是結合在所述的接地體52遠離基座體51的 一上端521 位置處，且輻射體53是自所述的接地體52上端521起大體上水平延伸一預定 形狀與長度。因此，所述的輻射體53大體上與所述的接地體52相垂直、且大 體上與基座體51上表面511相平行；并且，所述的輻射體53在垂直方向的投 影是大體上被基座體51的上表面511所涵蓋。
在本實施例中，所述的輻射體53還包括有一第一輻射部531與一第二輻射 部532。所述的第一輻射部531是自接地體52的所述的上端521起沿著信號體 54與輻射體53相連接的連接邊541而延伸一第一長度L1;且第二輻射部532 是由第一輻射部531遠離接地體52的端起以曲折方式延伸一第二長度L2(圖中 未標示)。在本實施例中，所述的第二輻射部532是自第一輻射部531遠離接 地體52的末端起先朝向與第一輻射部531同平面但垂直在所述的信號體54的 連接邊541的方向延伸一距離后、再朝向接地體52的方向以類似連續(xù)方波的形 狀曲折延伸另 一距離，且所述的第二輻射部532延伸的總距離為所述的第二長 度L2(圖中未標示)。并且，所述的第二輻射部532曲折延伸的部分與第一輻 射部531之間是相隔有一預定間距s。其中，15mm<Ll<17mm; 25mm<L2<35mm;
且0.4mm<s<0.7mm。所述的第一輻射部531是提供無線網(wǎng)絡裝置6在一第一頻 帶進行無線通訊(例如4.9 5.85GHz,通常是適用在IEEE802.11a或超寬帶 (UWB)所規(guī)范的無線通訊頻帶)，且所述的第二輻射部532是提供所述的無 線網(wǎng)絡裝置6在一第二頻帶進行無線通訊(例如2.4 2.5GHz,通常是適用在 IEEE802.11b/g所規(guī)范的無線通訊頻帶)。因此，本實用新型的單;f反雙頻式天線 5可適用在2.4~2.5GHz與4.9~5.85GHz兩種不同頻段，且通過調整所述的間距s 的大小可以調整天線5的操作頻帶并提高水平方向的增益。
信號體54的上側的連接邊541是連結在所述的輻射體53的第一輻射部531 上，且信號體54是自所述的輻射體53起向下延伸一預定高度，并使位于信號 體54下端(也就是信號體54遠離輻射體53的端)的饋入端點542是略低在基 座體51的位置。如此，所述的信號體54大體上是與輻射體53、接地體52與基 座體51均分別相垂直。所述的信號體54和輻射體53相連接的所述的連接邊541 的寬度是大于信號體54遠離輻射體53的端(也就是饋入端點541 )的寬度，而 使信號體54大體上呈現(xiàn)一上寬下窄的倒立三角結構。此一上寬下窄的信號體54 結構可以增加本實用新型的單板雙頻式天線5的操作頻寬。
請參閱圖6所示，其為具有本實用新型單板雙頻式天線的無線網(wǎng)絡裝置中， 其內(nèi)部電路裝置的一較佳實施例的示意圖。本實用新型的無線網(wǎng)絡裝置6是包 括有 一基板61、 一控制電路62、 一接地部63、至少一饋入線64以及至少一 本實用新型的單板雙頻式天線5、 5a。所述的基板61是由介電材料所構成，且 大體上是略呈扁平矩形狀的基板61。所述的基板61是具有復數(shù)個開孔611。所 述的接地部63是提供電性接地(GND )的功能且是廣泛涵蓋了設置有單板雙頻 式天線5、 5a的區(qū)域。所述的控制電路62是設置在基板61上，其包括有電路 布局、若干集成電路組件與若干電子組件，可提供符合802.11 a、 802.1 lb、 802.11 g、 802.11n或/與超寬帶(UWB)等通訊協(xié)議的無線網(wǎng)絡傳輸功能。由于此所述的 控制電路62可選用現(xiàn)有技術來使用，且非本實用新型的主要技術特征，故以下 將不贅述其詳細構成。
在本較佳實施例中，由于所述的天線5、 5a大部份的組件是相同或類似在 前述實施例，因此相同的組件將直接給予相同的名稱與編號，且所述的天線5、 5a為二個，略成相互鏡射地位于所述的基板61的前端兩旁側上。當然依需要所 述的天線5也可是一個或其它數(shù)量，以預定位置或預定排列方式設置在所述的
基板61上，此非本實用新型的主要技術特征，故以下將不贅述。而由于所述的 天線5中，所述的接點513、接地端點514與饋入端點542的位置是——對應各 開孔611的位置而設置，因此當將所述的天線5底部的各點513、 514、 542與 各開孔611進行對位連接時，會使所述的基座體51下表面貼靠在所述的基板61 的上表面，且所述的饋入端點542則與所述的饋入線64相連接，以及所述的饋 入線64是與所述的控制電路62相連接，而提供信號傳輸?shù)墓δ堋?br> 請參閱圖7A至圖7D所示，其分別為如圖6所示的本實用新型左側天線5 在應用頻帶范圍2.45GHz、 4.9GHz、 5.35GHz與5.85GHz的X-Y平面上測試所 得的輻射場型圖。由圖7A的所述的輻射場型圖中可知，本實用新型左側的所述 的天線5在應用頻帶范圍(2.45GHz)時，其垂直方向(Vatical)上的增益值可高 達-1.72dBi;而圖7B的輻射場型圖顯示在應用頻帶范圍(4.9GHz)時其垂直方向 增益值可高達1.85dBi;而圖7C的輻射場型圖顯示在應用頻帶范圍(5.35GHz)時 其垂直方向增益值可高達3.15dBi;而圖7D的輻射場型圖顯示在應用頻帶范圍 (5.85GHz)時其垂直方向增益值可高達3.35dBi。由圖7A至圖7D可知，本實用 新型的單板雙頻式天線5在垂直方向增益效果顯然比如圖3所示的現(xiàn)有技術的 -15.89dBi高出許多。此外，由圖7B至圖7D可知，本實用新型的天線5的垂直 方向增益值在輻射場型圖上是接近在一圓形，表示在不同角度與方向都還為均 衡且無死角，因此可提供還良好的通訊質量。
再參閱圖8所示，為如圖6所示的本實用新型天線測試折返損失所得的圖 形。由圖8可知，本實用新型天線在2.4GHz至2.5GHz之間的頻段的折返損失 大體上是介于-11.48dBi至-13.03dBi之間；而在4.9GHz與5.85GHz的折返損失 則分別是-14.37dBi與-10.96dBi,其值均小于-10dB,已足夠一般市場對于高效 能天線設計的要求?？上攵?，本實用新型的天線5不僅在垂直方向上當然可 提供較現(xiàn)有技術還良好的無線信號通訊質量與傳輸效率，且其2.4 2.5GHz與 4.9~5.85GHz兩種不同頻帶的可操作頻寬也較現(xiàn)有技術還為寬廣。此外，還通過 一體沖壓成型形成單板彈片式立體PIFA天線的結構設計，而方便制作并降低成本。
以上說明對本新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人 員理解，在不脫離以下所附權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許 多修改，變化，或等效，但都將落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權利要求1.一種單板雙頻式天線，其特征在于其包括有一基座體；一接地體，其一端連接在所述的基座體上，且從所述的基座體向上延伸一預定高度；一輻射體，其一端連接在所述的接地體遠離基座體的一上端；所述的輻射體與所述的基座體相平行；以及一信號體，其具有一連接邊連接在所述的輻射體的上，所述的信號體大體上是與輻射體、接地體與基座體均分別相垂直，且在信號體遠離輻射體的端設有一饋入端點；其中，所述的輻射體還包括有一第一輻射部與一第二輻射部，所述的第一輻射部是自接地體的所述的上端起沿著信號體的所述的連接邊而延伸一第一長度，且第二輻射部由第一輻射部遠離接地體的端起以曲折方式延伸一第二長度。
2. 根據(jù)權利要求1所述的單板雙頻式天線，其特征在于所述的單^反雙頻式 天線為具有導電性的金屬薄片以一體沖壓成型所構成的單一立體組件；并且， 所述的輻射體在垂直方向的投影是被所述的基座體所涵蓋，且在所述的基座體 對應于所述的饋入端點的位置處設有一切口 ，而使所述的饋入端點延伸至所述 的基座體下方且不會和所述的基座體接觸；此外，至少在所述的基座體與接地 體相連接的處附近是設有 一接點以供電性連接在 一 無線網(wǎng)絡裝置的 一接地部。
3. 根據(jù)權利要求1所述的單板雙頻式天線，其特征在于所述的信號體和輻射體相連接的所述的連接邊的寬度大于信號體遠離輻射體端的寬度，而使所述 的信號體上呈現(xiàn)一上寬下窄的倒立三角結構。
4. 根據(jù)權利要求1所述的單板雙頻式天線，其特征在于所述的第二輻射部 從所述的第 一輻射部遠離接地體端起，先朝向與所述的第 一輻射部同平面但垂 直在所述的連接邊的方向延伸一距離后，再朝向接地體的方向以方波的形狀曲 折延伸另一距離，且所述的第二輻射部延伸的總距離為所述的第二長度；并且， 所述的第二輻射部曲折延伸的部分與第 一輻射部之間相隔有一預定間距。
5. 根據(jù)權利要求4所述的單板雙頻式天線，其特征在于所述的預定高度為 H，所述的第一長度為Ll,所述的第二長度為L2，所述的預定間距為s;其中， 7mm<H<10mmu 15mm<L 1 < 17mm; 25mm<L2<35mm; 0.4mm<s<0.7mm。
6. —種無線網(wǎng)絡裝置，其特征在于其包括有一基板，是由介電材料所構成，所述的基板具有復數(shù)個開孔，且在基板上 設有電性接地的 一接地部；一控制電路，設置在所述的基板上，可提供無線網(wǎng)絡通訊功能；至少一饋入線，其是與所述的控制電路相連接；以及至少一單板雙頻式天線，設置在所述的基板的接地部區(qū)域內(nèi)，所述的單板 雙頻式天線還包括有一基座體，與接地部電性連接；一接地體，其一端是連接在所述的基座體，且自所述的基座體起向上延伸 一預定高度；一輻射體，其一端是連接在所述的接地體遠離基座體的一上端；所述的輻 射體大體上與基座體相平行；以及一信號體，其具有一連接邊是連接在所述的輻射體的上，所述的信號體與 輻射體、接地體與基座體均分別相垂直，且在信號體遠離輻射體的端設有一饋 入端點，所述的饋入端點是與饋入線連接；其中，所述的輻射體還包括有一第一輻射部與一第二輻射部，所述的第一 輻射部從接地體的所述的上端，沿著所述的信號體的所述的連接邊而延伸 一 第 一長度，且第二輻射部由第一輻射部遠離接地體的端起，以曲折方式延伸一第 二長度。
7. 根據(jù)權利要求6所述的無線網(wǎng)絡裝置，其特征在于所述的單板雙頻式天 線為具有導電性的金屬薄片以一體沖壓成型所構成的單一立體組件；并且，所 述的輻射體在垂直方向的投影被基座體所涵蓋，且在所述的基座體對應在所述 的饋入端點的位置處是設有一切口 ，而使饋入端點延伸至基座體下方且不會和 基座體接觸；此外，至少在所述的基座體與接地體相連接的處附近設有一接點， 以供電性連接在無線網(wǎng)絡裝置的所述的接地部。
8. 根據(jù)權利要求6所述的無線網(wǎng)絡裝置，其特征在于所述的信號體和輻射 體相連接的所述的連接邊的寬度大于信號體遠離輻射體的端的寬度，而使所述 的信號體大體上呈現(xiàn)一上寬下窄的倒立三角結構。
專利摘要本實用新型為一種適用于無線網(wǎng)絡裝置上的單板雙頻式天線，包括有一基座體結合在無線網(wǎng)絡裝置上；一接地體一端連接在基座體且是自基座體起向上延伸一高度；一信號體與輻射體、接地體與基座體均分別相垂直。信號體上側具有一連接邊其連接在輻射體上、且其下端設有一饋入端點，使信號體呈現(xiàn)一上寬下窄的倒立三角結構。輻射體還包括有一第一輻射部與一第二輻射部。第一輻射部是自接地體的上端起沿著信號體的連接邊而延伸一第一長度，且第二輻射部是由第一輻射部遠離接地體的端起以曲折方式延伸一第二長度。其中，所述的第一與第二輻射部的不同延伸長度提供了兩個不同的無線通訊頻帶，而倒立三角結構的信號體則可提高操作頻寬。
文檔編號H01Q9/04GK201188447SQ200820001558
公開日2009年1月28日 申請日期2008年1月29日 優(yōu)先權日2008年1月29日
發(fā)明者吳榮泰, 陳錦波 申請人:友勁科技股份有限公司