专利名称：电子装置及其立体天线构造的制作方法
技术领域：
本发明有关一种电子装置，特别有关于一种具有立体天线构造的电子装置。
(2)背景技术在使用笔记本电脑、袖珍电脑(Pocket PC)或个人数字助理(PDA)上网时，一般是通过网络卡及网络线，以有线方式连接互联网。欲以无线方式连接上网时，则多半使用PCMCIA(Personal Computer Memory Card InternationalAssociation)界面的无线网络卡或小型快闪界面(Compact Flash Interface)的无线网络卡。根据PC卡及CF卡的定义，这些界面卡的结构大小有一定的限制，因此，如何在有限的空间中利用体积适当且场强均匀的天线构造，让使用者能享受到无线网络卡所发挥的最佳效益是一个重要的课题。
在众多的天线构造中，倒F型天线(Inverse F Antenna)具有以下的特性而非常适用于小型化内藏式天线的结构○天线辐射机制的设计弹性很大。
○经适当的设计可使天线的极化及辐射场型皆均匀化。
但是不论是使用无线网络PC卡或是无线网络CF卡，在如此局促的空间中，许多方向的辐射能量会受到机构内其他金属构件或塑胶构件的影响而产生反射及损耗，反射效应会导致天线辐射场型的扭曲，而损耗效应则会降低天线整体的辐射效率。
在习知技术中，美国专利第6,259,409、6,348,893、6,437,745以及6,545,643号是将倒F型天线应用于CF界面卡(Compact Flash Card)，这些美国专利均应用平面型的倒F型天线形成于扩充卡的天线平面上。此外，如台湾专利第520583号所揭示的，其平面型的倒F型天线藉由印刷电路板而形成于介电质的表面上，并应用于笔记本电脑的无线网络卡中。但该天线平面均伴随着扩充卡进入所使用的电子装置中，因此天线的辐射会受到该电子装置中的其他电子元件的影响而产生反射及损耗，而影响其效能，且平面型的倒F天线亦具有无法调整无线电波的辐射场型与方向性的问题。
因此本发明利用立体的金属结构实现倒F的基础辐射架构，虽然台湾专利第456068号揭示了一种立体倒F天线的制造方法，但本发明的倒F形天线还结合了特别设计的调整片，可依据需要调整辐射场型与极化方向，而发挥最佳效益。
(3)发明内容有鉴于此，本发明的目的是以倒F型天线构造为基础，发展出立体的天线构造，并配合数个调整片，以便使天线相容于相邻的环境中，而大幅提升天线的效能。
为达到上述目的，本发明提供一种立体天线构造，其中包括一天线本体、一接地面、一馈入线、一第一调整片、一第二调整片，以及一第三调整片。该天线本体相邻该电路板组件设置，具有一第一天线部以及一第二天线部，该第二天线部的一侧边连接于该第一天线部，相对的第二天线部另一侧边连接于该接地面。该第一调整片设于该第一天线部的一侧边，该第二调整片设于该第一天线部的另一侧边且相邻于该第一调整片，该第三调整片设于该接地面且平行于该第一调整片。
该第一天线部、该第二天线部以及该馈入线形成一立体的倒F形。藉由该调整片的作用以调整无线电波的辐射场型及增益的方向性，使该天线用于电子装置时可避免受到机构内其他金属构件或塑胶构件的影响而产生反射及损耗。
为了让本发明的上述和其他目的、特点和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图进行详细说明如下(4)
图1表示使用本发明立体天线构造的无线网络卡的立体图。
图2为使用本发明立体天线构造的无线网络卡移除金属屏蔽构件及天线护盖后的立体图。
图3为图2的立体天线构造的局部放大图。
图4表示使用本发明立体天线构造的无线网络卡从另一方向观察的立体图。
图5表示本发明的无线网络卡使用于笔记本电脑的状态的立体图。
图6表示本发明的立体天线的返回损失量测结果。
(5)具体实施方式
图1表示使用本发明立体天线构造的无线网络卡的立体图。本发明的立体天线构造可应用于不同的无线通讯装置中，在此是以CF界面的无线网络卡举例说明。如图1所示，无线网络卡总成1包含天线护盖2、金属屏蔽构件4以及网络卡本体6。天线护盖2覆盖并保护本发明的立体天线构造，而金属屏蔽构件4覆盖后述的电路板组件8。如图5所示，例如插入一笔记本电脑，其中天线护盖2所覆盖的部分于使用时露在该笔记本电脑的外部。
图2为使用本发明立体天线构造的无线网络卡移除金属屏蔽构件及天线护盖后的立体图，并藉由一参考座标系统X-Y-Z以定义该立体天线构造的方向。其中电路板组件8装设于网络卡本体6内，金属屏蔽盖82、84覆盖电路板组件8上的高频电路，以防止高频电路产生的电磁波杂讯外泄，并防止外界的电磁波杂讯对高频电路产生干扰，可解决电磁干扰(ElectromagneticInterference，EMI)问题及抑制电磁波溢泄。
如图2所示，本发明的立体天线构造10包括天线本体20、接地面40、馈入线(以虚线表示，如图4中的28)、第一调整片22、第二调整片24，以及第三调整片26。其中，天线本体20设于电路板组件8旁的接地面40上，包括第一天线部202及第二天线部204，该第二天线部204连接至该接地面40。而第一天线部202、第二天线部204可以呈板状。
请参阅图3，其所绘示的为图2的天线构造的局部放大图，其中第一调整片22及第二调整片24相邻地设于该第一天线部202的侧边上，第三调整片26立设于接地面40上且垂直于该第一天线部202的延伸方向。请参照图4，其表示使用本发明立体天线构造的无线网络卡从另一方向观察的立体图，其中馈入线28连接于该天线本体20的第一天线部202的底部，且不与接地面40直接电性连接。
如图4所示，本发明的立体天线构造10由天线本体20的第一天线部202、第二天线部204与馈入线28形成一倒F型的立体结构。倒F型天线的设计是为了能于狭小空间中发挥天线的最大效益，而将天线本体设计成倒F型。一般所使用者为平面形的倒F型天线，不但无法调整无线电波的辐射场型与极化方向，而且其增益较小，因此本发明使用立体的结构，并配合第一调整片22、第二调整片24、第三调整片26的设置，进行辐射场型与极化方向的调整，以期得到较大的增益(Gain)并拥有全向性的辐射场型及良好的辐射效率。
请参照图3，第一调整片22、第二调整片24设立于天线本体20的第一天线部202的边缘。其中，调整第一天线部202的宽度(沿参考座标系统的X轴方向)及长度(沿参考座标系统的Y轴方向)，可以改善立体天线10整体的近场感应效果并增加感应面积。而且，改变第一天线部202在Y方向的长度，即可调整该立体天线10的中心频率；另外，设定第一天线部202在X方向的宽度，即可调整该立体天线10的特性阻抗(Characteristic Impedance)。
本发明的立体天线10由于第一调整片22及第二调整片24的设置，以及其与第一天线部202之间夹角构型所产生的电容效应，，故可以藉此调整天线10共振时的天线本体20表面电流的大小与相位分布，进而调整辐射场型，并可同时调整该立体天线10的中心频率。因此，第一调整片22与第二调整片24即为立体天线10的场型调整片22、24。
如图3所示，第一调整片22及第二调整片24是面向网络卡的电路板组件8以及其他的电子装置如笔记本电脑等，其中第一天线部202邻接的第一调整片22是沿参考座标系统的X轴方向设置，而第二调整片24则是沿参考座标系统的Y轴方向设置，由于在这些方向的电波辐射易受影响而产生反射或损耗，故藉由该第一调整片22、第二调整片24的作用，修正因网络卡或其他电子装置的金属构件所影响的辐射场型，并集中辐射的能量分布在最有利的方向。
因为本发明的天线本体20的垂直方向极化作用较佳，而水平方向较弱，故将第三调整片26直立设置于接地面40上，且与第一天线部202互相垂直。当天线共振时，第三调整片26可与天线本体20作用而增强水平方向(参考平面XY)的极化效果，使整体极化作用均匀，以得到全向性的辐射场型以利于接收。因此，第三调整片26即为立体天线10的极化调整片26。
上述的场型调整片22、24与极化调整片26(即第一调整片22、第二调整片、24、第三调整片26)及其他的天线构造皆结合无线网络卡内部的金属及塑料构件以电脑软件模拟而决定尺寸，以期达到最佳的辐射效益。该场型调整片22、24(第一调整片22与第二调整片24)可于制造天线本体20时一体成形，而立体天线10的构件天线本体20、接地面40、馈入线28、第一调整片22、第二调整片24，以及第三调整片26等，可由金属材料或其他导电材料所制成。例如，可以无氧铜作为天线本体20的材质，利用其导电系数较佳的特性，使能量在立体天线上产生的损耗较少。此外，并且可以在无氧铜外镀一层钯镍合金，利用钯镍合金的导电系数与无氧铜相近且易于镀锡的功能，使立体天线10容易藉由焊锡而固定于印刷电路板8上。
此外，藉由调整第一天线部202，将立体天线本身的特性阻抗设定为精确的50欧姆，因此不需利用额外的匹配电路，可提升立体天线的电气效能并降低其生产成本。
请参阅表1且同时参阅图6。
表一是表示本发明的立体天线构造于不同操作频率(2.40GHz，2.45GHz，2.50GHz)下、在各参考平面XY、YZ、XZ上的尖峰增益(Peak Gain)与平均增益(Average Gain)的量测结果。由实际量测结果可知，该立体天线构造在参考平面XY、YZ上的增益较在参考平面XZ上的效果更佳，因此可以概括涵盖所有区域，故具有高度的实用性。
表一立体倒F天线的增益(天线是沿Y轴设置)单位dBi
立体天线是沿Y轴设置 单位dBi图6是表示该立体天线的返回损失(Return Loss)量测结果，其中，位置标号P2显示该共同天线A操作于2.45GHz时的量测数据为-26.051dB，故其返回损失为26.051dB；位置标号P1显示其操作于2.40GHz时的量测数据为-17.667dB，故其返回损失为17.667dB；位置标号P3显示其操作于2.50GHz时的量测数据为-21.381dB，故其返回损失为21.381dB，因此该立体天线的操作特性极为良好，使得具有此立体天线的电子装置具有高度的实用性。
本发明上述实施例所揭示的立体天线构造，以立体结构实现倒F的基础辐射架构，并藉由调整天线部及邻接的调整片的相对关系，使得立体天线及具有此立体天线的电子装置在安装至其他装置内时，仍拥有全向性的辐射场型及良好的辐射效率。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉本技术的人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作出种种的等效更动与替换，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种立体天线构造，包括一接地面；一天线本体，具有一第一天线部以及一第二天线部，该第二天线部的一侧边连接于该第一天线部，该第二天线部的另一侧边连接于该接地面；一馈入线，连接于该天线本体；一场型调整片，设于该第一天线部的一侧边上；以及一极化调整片，立设于该接地面且垂直于该第一天线部延伸的方向。
2.如权利要求1所述的立体天线构造，其特征在于，该馈入线与该第一天线部电性连接。
3.如权利要求1所述的立体天线构造，其特征在于，该第一天线部、该第二天线部以及该馈入线形成一立体的倒F形。
4.如权利要求1所述的立体天线构造，其特征在于，该场型调整片还包括一第一调整片，设于该第一天线部的一侧边上；以及一第二调整片，设于该第一天线部的另一侧边上且相邻于该第一调整片。
5.如权利要求4所述的立体天线构造，其特征在于，该第一调整片、第二调整片是与该天线本体一体成型。
6.如权利要求1所述的立体天线构造，其特征在于，该天线本体的材质为无氧铜。
7.如权利要求1所述的立体天线构造，其特征在于，在该天线本体上镀有一层钯镍合金。
8.一种电子装置，包括一电路板组件；一接地面；一天线本体，具有一第一天线部以及一第二天线部，该第二天线部的一侧边连接于该第一天线部，该第二天线部的另一侧边连接于该接地面；一馈入线，连接于该第一天线部；一第一调整片，设于该第一天线部的一侧边上；一第二调整片，设于该第一天线部上靠近该电路板组件的另一侧边上且相邻于该第一调整片；以及一第三调整片，立设于该接地面且垂直于该第一天线部延伸的方向。
9.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，该第一天线部、该第二天线部以及该馈入线形成一立体的倒F形。
10.如权利要求8所述的电子装置，其还包括一金属屏蔽件，覆盖于该电路板组件上，以及一护盖，覆盖于该天线本体、该馈入线以及该第一调整片、该第二调整片、该第三调整片上。
11.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，该第一调整片、该第二调整片是与该天线本体一体成型。
12.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，该天线本体的材质为无氧铜。
13.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，在该天线本体上镀有一层钯镍合金。
全文摘要
一种电子装置主要包括一电路板组件以及一立体天线。该立体天线构造具有接地面、天线本体、连接于该天线本体的馈入线，以及分别设置于该天线本体与该接地面上的调整片，用以调整该天线的无线电波的辐射场型，并使该立体天线的增益具有方向性。
文档编号H01Q1/24GK1567649SQ0314713
公开日2005年1月19日 申请日期2003年7月4日 优先权日2003年7月4日
发明者林晖, 邱显杰 申请人:广达电脑股份有限公司