天线结构的制作方法

1.本发明涉及一种天线结构(antennastructure)，特别是涉及一种宽频带(wideband)的天线结构。
背景技术：
：：2.随着移动通信技术的发达，移动装置在近年日益普遍，常见的例如：手提式电脑、移动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的携带型电子装置。为了满足人们的需求，移动装置通常具有无线通信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围，例如：移动电话使用2g、3g、lte(longtermevolution)系统及其所使用700mhz、850mhz、900mhz、1800mhz、1900mhz、2100mhz、2300mhz以及2500mhz的频带进行通信，而有些则涵盖短距离的无线通信范围，例如：wi-fi、bluetooth系统使用2.4ghz、5.2ghz和5.8ghz的频带进行通信。3.天线(antenna)为无线通信领域中不可缺少的元件。倘若用于接收或发射信号的天线其操作频宽(operationalbandwidth)过窄，则很容易造成移动装置的通信品质下降。因此，如何设计出一种小尺寸、宽频带的天线结构，对设计者而言是一项重要课题。技术实现要素：4.在优选实施例中，本发明提出一种天线结构，包括：一第一辐射部，具有一馈入点；一第二辐射部，耦接至该第一辐射部；一第三辐射部，耦接至一第一接地点；一第四辐射部，其中该第三辐射部还经由该第四辐射部耦接至一第二接地点；一第五辐射部，耦接至该第三辐射部和该第四辐射部，其中该第五辐射部邻近于该第二辐射部；以及一介质基板，其中该第一辐射部、该第二辐射部、该第三辐射部、该第四辐射部，以及该第五辐射部都设置于该介质基板上；其中该第一辐射部和该第二辐射部至少部分由该第三辐射部、该第四辐射部，以及该第五辐射部所共同包围。5.在一些实施例中，该第一辐射部和该第二辐射部的组合呈现一l字形。6.在一些实施例中，该第三辐射部和该第四辐射部用于避免周遭环境对该天线结构的辐射性能造成负面影响。7.在一些实施例中，该第四辐射部还具有一挖空部分。8.在一些实施例中，该天线结构还包括：一第六辐射部，耦接至该第一辐射部，其中该第六辐射部和该第二辐射部大致朝相反方向作延伸。9.在一些实施例中，该天线结构还包括：一第七辐射部，耦接至该第三辐射部，其中该第七辐射部邻近于该第六辐射部。10.在一些实施例中，该天线结构涵盖一第一频带、一第二频带，以及一第三频带，该第一频带介于700mhz至900mhz之间，该第二频带介于1700mhz至2200mhz之间，而该第三频带介于2500mhz至2700mhz之间。11.在一些实施例中，该第一辐射部和该第二辐射部的总长度大致等于该第二频带的0.25倍波长。12.在一些实施例中，该第三辐射部和该第四辐射部的总长度大致等于该第一频带的0.5倍波长。13.在一些实施例中，该第三辐射部和该第五辐射部的总长度大致等于该第三频带的1.5倍波长。附图说明14.图1为本发明一实施例所述的天线结构的示意图；15.图2为本发明一实施例所述的天线结构的电压驻波比图；16.图3为本发明一实施例所述的销售时点信息系统的示意图。17.符号说明18.100:天线结构19.110:第一辐射部20.111:第一辐射部的第一端21.112:第一辐射部的第二端22.120:第二辐射部23.121:第二辐射部的第一端24.122:第二辐射部的第二端25.130:第三辐射部26.131:第三辐射部的第一端27.132:第三辐射部的第二端28.140:第四辐射部29.141:第四辐射部的第一端30.142:第四辐射部的第二端31.144:第四辐射部的挖空部分32.150:第五辐射部33.151:第五辐射部的第一端34.152:第五辐射部的第二端35.160:第六辐射部36.161:第六辐射部的第一端37.162:第六辐射部的第二端38.170:第七辐射部39.171:第七辐射部的第一端40.172:第七辐射部的第二端41.180:介质基板42.181:第一开孔43.182:第二开孔44.183:第三开孔45.190:信号源46.300:销售时点信息系统phone)、一平板电脑(tabletcomputer)、一笔记型电脑(notebookcomputer)、一无线分享器(wirelessaccesspoint)、一路由器(router)，或是具有通信功能的任一装置。抑或，天线结构100可以套用于一电子装置(electronicdevice)当中，例如：一物联网(internetofthings，iot)中的任一单元。64.如图1所示，天线结构100至少包括：一第一辐射部(radiationelement)110、一第二辐射部120、一第三辐射部130、一第四辐射部140、一第五辐射部150，以及一介质基板(dielectricsubstrate)180，其中第一辐射部110、第二辐射部120、第三辐射部130、第四辐射部140，以及第五辐射部150都可用金属材质制成，例如：铜、银、铝、铁，或是其合金。65.第一辐射部110可以大致呈现一直条形。详细而言，第一辐射部110具有一第一端111和一第二端112，其中一馈入点(feedingpoint)fp位于第一辐射部110的第一端111处。馈入点fp还可耦接至一信号源(signalsource)190。例如，信号源190可为一射频(radiofrequency，rf)模块，其可用于激发天线结构100。66.第二辐射部120可以大致呈现一较长直条形，其可与第一辐射部110大致互相垂直。例如，第一辐射部110和第二辐射部120的组合可以大致呈现一l字形。详细而言，第二辐射部120具有一第一端121和一第二端122，其中第二辐射部120的第一端121耦接至第一辐射部110的第二端112，而第二辐射部120的第二端122为一开路端(openend)。67.第三辐射部130可以大致呈现一蜿蜒形状(meanderingshape)。详细而言，第三辐射部130具有一第一端131和一第二端132，其中第三辐射部130的第一端131耦接至一第一接地点(groundingpoint)gp1。第一接地点gp1还可耦接至一接地电位(groundvoltage)vss。例如，接地电位vss可由一系统接地面(systemgroundplane)所提供(未显示)。68.第四辐射部140可以大致呈现另一蜿蜒形状。详细而言，第四辐射部140具有一第一端141和一第二端142，其中第四辐射部140的第一端141耦接至一第二接地点gp2，而第四辐射部140的第二端142耦接至第三辐射部130的第二端132。亦即，第三辐射部130可经由第四辐射部140耦接至第二接地点gp2，其中第二接地点gp2还可耦接至接地电位vss。在一些实施例中，第四辐射部140还具有一挖空部分(hollowportion)144。例如，第四辐射部140的挖空部分144可以大致呈现一梯形或一半圆形，但也不仅限于此。69.第五辐射部150可以大致呈现一u字形。详细而言，第五辐射部150具有一第一端151和一第二端152，其中第五辐射部150的第一端151耦接至第三辐射部130的第二端132和第四辐射部140的第二端142，而第五辐射部150的第二端152为一开路端。例如，第五辐射部150的第二端152和第二辐射部120的第二端122可以大致朝相同方向作延伸。第五辐射部150邻近于第二辐射部120。必须注意的是，本说明书中所谓「邻近」或「相邻」一词可指对应的二元件间距小于一既定距离(例如：5mm或更短)，但通常不包括对应的二元件彼此直接接触的情况(亦即，前述间距缩短至0)。在一些实施例中，第五辐射部150和第二辐射部120之间形成一第一耦合间隙gc1。必须注意的是，第一辐射部110和第二辐射部120至少部分由第三辐射部130、第四辐射部140，以及第五辐射部150所共同包围。70.在一些实施例中，天线结构100还包括一第六辐射部160，其可用金属材质所制成。第六辐射部160可以大致呈现一不等宽直条形。详细而言，第六辐射部160具有一第一端161和一第二端162，其中第六辐射部160的第一端161耦接至第一辐射部110的第二端112，而第六辐射部160的第二端162为一开路端。例如，第六辐射部160的第二端162和第二辐射部120的第二端122可以大致朝相反且互相远离的方向作延伸。在一些实施例中，第一辐射部110、第二辐射部120，以及第六辐射部160的组合大致呈现一t字形。必须理解的是，第六辐射部160仅为一选用元件(optionalcomponent)，在其他实施例中也可移除之。71.在一些实施例中，天线结构100还包括一第七辐射部170，其可用金属材质所制成。第七辐射部170可以大致呈现一较短直条形。详细而言，第七辐射部170具有一第一端171和一第二端172，其中第七辐射部170的第一端171耦接至第三辐射部130上的一连接点(connectionpoint)cp，而第七辐射部170的第二端172为一开路端。例如，第七辐射部170邻近于第六辐射部160，并可与第六辐射部160大致互相垂直。在一些实施例中，第七辐射部170和第六辐射部160之间形成一第二耦合间隙gc2。必须理解的是，第七辐射部170仅为另一选用元件，在其他实施例中也可移除之。72.在一些实施例中，第三辐射部130还具有一第一开孔(opening)181，其可邻近于第七辐射部170。在一些实施例中，第四辐射部140还具有一第二开孔182和一第三开孔183，其中第二开孔182可邻近于第四辐射部140的第一端141，而第三开孔183可邻近于第四辐射部140的第二端142。例如，第一开孔181、第二开孔182，以及第三开孔183的每一者可各自大致呈现一圆形、一正方形，或一正三角形，但也不仅限于此。在一些实施例中，第三辐射部130和第四辐射部140可通过使用第一开孔181、第二开孔182，以及第三开孔183而固定于介质基板180上。然而，本发明并不仅限于此。在另一些实施例中，第一开孔181、第二开孔182，以及第三开孔183也可用金属材质来填满。73.介质基板180可为一fr4(flameretardant4)基板、一印刷电路板(printedcircuitboard，pcb)，或是一软性电路板(flexibleprintedcircuit，fpc)。第一辐射部110、第二辐射部120、第三辐射部130、第四辐射部140、第五辐射部150、第六辐射部160，以及第七辐射部170都可设置于介质基板180的同一表面上，使得天线结构100可为一平面式(planar)天线结构。然而，本发明并不仅限于此。在另一些实施例中，第一辐射部110、第二辐射部120、第三辐射部130、第四辐射部140、第五辐射部150、第六辐射部160，以及第七辐射部170也可设置于介质基板180的不同表面上，以形成一立体天线结构。74.图2是显示根据本发明一实施例所述的天线结构100的电压驻波比(voltagestandingwaveratio，vswr)图，其中横轴代表操作频率(mhz)，而纵轴代表电压驻波比。根据图2的测量结果，天线结构100可涵盖一第一频带(frequencyband)fb1、一第二频带fb2，以及一第三频带fb3。例如，第一频带fb1可介于700mhz至900mhz之间，第二频带fb2可介于1700mhz至2200mhz之间，而第三频带fb3可介于2500mhz至2700mhz之间。因此，天线结构100将至少可支持lte(longtermevolution)的宽频操作。75.在一些实施例中，天线结构100的操作原理可如下列所述。第一辐射部110和第二辐射部120可激发产生前述的第二频带fb2。第三辐射部130和第四辐射部140可由第一辐射部110和第二辐射部120所耦合激发，以形成前述的第一频带fb1。第三辐射部130和第五辐射部150可由第一辐射部110和第二辐射部120所耦合激发，以形成前述的第三频带fb3。根据实际测量结果，第三辐射部130和第四辐射部140可用于避免周遭环境(或许有邻近金属元件存在)对天线结构100的辐射性能造成负面影响。另外，第四辐射部140的挖空部分144可用于提供额外的电流路径(currentpath)，从而能增加第一频带fb1的操作频宽(operationalbandwidth)。必须注意的是，由于对应lte通信的所有辐射部都可整合于单一天线结构100当中，故天线结构100的整体尺寸将可有效地作微缩。76.在一些实施例中，天线结构100的元件尺寸可如下列所述。第一辐射部110和第二辐射部120的总长度l1可以大致等于天线结构100的第二频带fb2的0.25倍波长(λ/4)。第三辐射部130和第四辐射部140的总长度l2可以大致等于天线结构100的第一频带fb1的0.5倍波长(λ/2)。第三辐射部130和第五辐射部150的总长度l3可以大致等于天线结构100的第三频带fb3的1.5倍波长(3λ/2)，或可以大致等于天线结构100的第一频带fb1的0.5倍波长(λ/2)。第六辐射部160的长度l4可介于5mm至15mm之间。第七辐射部170的长度l5可介于3mm至7mm之间。在第四辐射部140中，挖空部分144的长度lh可介于10mm至14mm之间，而挖空部分144的宽度wh可介于3mm至7mm之间。以上尺寸和参数范围是根据多次实验结果而得出，其有助于最佳化天线结构100的操作频宽和阻抗匹配(impedancematching)。77.图3是显示根据本发明一实施例所述的销售时点信息(pointofsale，pos)系统300的示意图。在图3的实施例中，销售时点信息系统300包括前述的天线结构100，因此销售时点信息系统300将能支持无线通信(wirelesscommunication)的功能。在一些实施例中，销售时点信息系统300还包括一射频电路(rfcircuit)、一滤波器(filter)、一放大器(amplifier)、一处理器(processor)，或(且)一外壳，但也不仅限于此。必须注意的是，天线结构100可根据销售时点信息系统300的外型而略为调整其自身的立体结构，但不致影响其通信品质。图3的销售时点信息系统300的其余特征都与图1的天线结构100类似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。78.本发明提出一种新颖的天线结构。与传统设计相比，本发明至少具有小尺寸、宽频带，以及低制造成本等优势，故其很适合应用于各种各式的移动通信装置或物联网当中。79.值得注意的是，以上所述的元件尺寸、元件形状，以及频率范围都非为本发明的限制条件。天线设计者可以根据不同需要调整这些设定值。本发明的天线结构并不仅限于图1～图3所图示的状态。本发明可以仅包括图1～图3的任何一或多个实施例的任何一或多项特征。换言之，并非所有图示的特征均需同时实施于本发明的天线结构当中。80.在本说明书以及权利要求中的序数，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同元件。81.本发明虽以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉此项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以所附的权利要求所界定的为准。当前第1页12当前第1页12
技术特征：
1.一种天线结构，包括：第一辐射部，具有馈入点；第二辐射部，耦接至该第一辐射部；第三辐射部，耦接至第一接地点；第四辐射部，其中该第三辐射部还经由该第四辐射部耦接至第二接地点；第五辐射部，耦接至该第三辐射部和该第四辐射部，其中该第五辐射部邻近于该第二辐射部；以及介质基板，其中该第一辐射部、该第二辐射部、该第三辐射部、该第四辐射部，以及该第五辐射部都设置于该介质基板上；其中该第一辐射部和该第二辐射部至少部分由该第三辐射部、该第四辐射部，以及该第五辐射部所共同包围。2.如权利要求1所述的天线结构，其中该第一辐射部和该第二辐射部的组合呈现l字形。3.如权利要求1所述的天线结构，其中该第三辐射部和该第四辐射部用于避免周遭环境对该天线结构的辐射性能造成负面影响。4.如权利要求1所述的天线结构，其中该第四辐射部还具有挖空部分。5.如权利要求1所述的天线结构，还包括：第六辐射部，耦接至该第一辐射部，其中该第六辐射部和该第二辐射部大致朝相反方向作延伸。6.如权利要求5所述的天线结构，还包括：第七辐射部，耦接至该第三辐射部，其中该第七辐射部邻近于该第六辐射部。7.如权利要求1所述的天线结构，其中该天线结构涵盖第一频带、第二频带，以及第三频带，该第一频带介于700mhz至900mhz之间，该第二频带介于1700mhz至2200mhz之间，而该第三频带介于2500mhz至2700mhz之间。8.如权利要求7所述的天线结构，其中该第一辐射部和该第二辐射部的总长度大致等于该第二频带的0.25倍波长。9.如权利要求7所述的天线结构，其中该第三辐射部和该第四辐射部的总长度大致等于该第一频带的0.5倍波长。10.如权利要求7所述的天线结构，其中该第三辐射部和该第五辐射部的总长度大致等于该第三频带的1.5倍波长。

技术总结
本发明公开一种天线结构，包括：一第一辐射部、一第二辐射部、一第三辐射部、一第四辐射部、一第五辐射部，以及一介质基板。第一辐射部具有一馈入点。第二辐射部耦接至第一辐射部。第三辐射部耦接至一第一接地点。第三辐射部还经由第四辐射部耦接至一第二接地点。第五辐射部耦接至第三辐射部和第四辐射部，其中第五辐射部邻近于第二辐射部。第一辐射部、第二辐射部、第三辐射部、第四辐射部，以及第五辐射部都设置于介质基板上。第一辐射部和第二辐射部至少部分由第三辐射部、第四辐射部，以及第五辐射部所共同包围。射部所共同包围。射部所共同包围。


技术研发人员：陈俊宜 王俊元 赵育晨 洪崇庭
受保护的技术使用者：广达电脑股份有限公司
技术研发日：2022.01.27
技术公布日：2023/7/25