连续弯折形式的天线装置与其应用系统的制作方法

本发明关于一种天线装置与其系统，特别是一种具有连续弯折并易于调整辐射场强方向的天线装置，及其应用系统。

背景技术：

在通讯技术发展日新月异的今日，许多尺寸小又轻巧的天线被开发出来，以应用于各种轻薄的电子装置中。举例来说，在结构轻薄、传输效能良好的要求下的电子装置中，常采用设于装置内壁的平面倒F形天线(planar inverse-F antenna，PIFA)，在现有技术中，以一同轴缆线的内层导体层与外围导体层分别焊接于平面倒F形天线的信号馈入点与信号接地点，以将信号经由平面倒F形天线辐射出去。

然而，在现有应用于电子装置内的天线为了要符合特定频率的要求，可能会因为天线尺寸过长，或是天线长边与短边长度差异过大产生不容易适用其他装置的问题，同时有占用空间的问题。也就是说，现有所提出的平面倒F形天线因为有长边与短边的结构，当为特定电子装置设计并安装于其中，并无法轻易在装置内有限的空间中进行位置、角度上的调整，也就不容易对该电子装置装设的位置进行辐射场的优化作业。

技术实现要素：

本发明揭露书揭露一种连续弯折形式的天线装置与其应用系统，解决现有常用于电子装置内平面倒F形天线因为结构造成不易于装置内进行优化(位置与角度调整)的问题，揭露书所记载的天线装置特征之一在于其结构的长宽尺寸比例约1:1，使得此天线除了方便安装于特定电子装置设定的位置上，更能够轻易地依照需求调整天线位置，特别是天线因为长宽比例接近而能轻易调整角度。

本发明提供了一种连续弯折形式的天线装置，至少包括一第一辐射部、一第二辐射部、一第三辐射部、一第四辐射部与一第五辐射部形成的延伸辐射体，该第一辐射部不与该第五辐射部连接，而通过弯折结构延伸朝向第四辐射部，各相邻辐射部的交界处形成具有一致弯折方向的结构，所述的天线装置包括：

一天线主体区，具有至少三个L型连续弯折结构的辐射体，涵盖该第一辐射部、该第二辐射部、该第三辐射部与该第四辐射部的部分，于该第四辐射部上设有一信号接地端，于该第一辐射部设有一信号馈入端；其中该第一辐射部与该第二辐射部的交界处具有一个L型弯折结构、该第二辐射部与该第三辐射部的交界处具有一个L型弯折结构、该第三辐射部与该第四辐射部的交界处具有一个L型弯折结构；以及

一天线接地区，具有至少一个L型弯折结构的辐射体，涵盖该第五辐射部以及该第四辐射部的另一部分，该天线接地区涵盖的该第四辐射部结构连接该天线主体区涵盖的该第四辐射部结构；其中该第四辐射部与该第五辐射部的交界处具有一个L型弯折结构。

根据实施例，连续弯折形式的天线装置的辐射主体可略分为第一辐射部、第二辐射部、第三辐射部、第四辐射部与第五辐射部形成的延伸辐射体，而相邻辐射部形成一个弯折结构，弯折方向为一致，第一辐射部不与第五辐射部相连，而借着弯折结构朝向第四辐射部。

天线装置的天线主体区具有至少三个L型连续弯折结构的辐射体，涵盖第一辐射部、第二辐射部、第三辐射部与第四辐射部的部份，于第四辐射部上设有一信号接地端，于第一辐射部设有一信号馈入端；天线装置的天线接地区具有至少一个L型弯折结构的辐射体，涵盖第五辐射部以及第四辐射部的另一部分。

在一实施例中，天线装置为一平面结构，该平面结构中的两相邻边的长宽尺寸比例约1:1，并指为第三辐射部的边以及第四辐射部的边。

前述天线主体区的信号馈入端与信号接地端以一导线连接，而连接关系形成一个馈入信号方向，若馈入信号方向为设有天线装置的一电子装置的水平方向，即形成一主要发展在水平方向(强化水平方向极化)上的辐射场强，若馈入信号方向为电子装置的垂直方向，即形成一主要发展在垂直方向(强化垂直方向极化)上的辐射场强。

在一实施例中，天线装置的特征更包括可以藉由改变信号馈入位置(或角度)调整天线装置的辐射长度，以改变其操作频率，也就是通过微调信号接地端至信号馈入端的信号方向改变天线操作频率。

本发明进一步提供了一种使用一连续弯折形式的天线装置的应用系统，包括一电子装置以及装设于该电子装置内的一天线装置，其中该天线装置至少包括一第一辐射部、一第二辐射部、一第三辐射部、一第四辐射部与一第五辐射部形成的延伸辐射体，该第一辐射部不与该第五辐射部连接，而通过弯折结构延伸朝向第四辐射部，各相邻辐射部的交界处形成具有一致弯折方向的结构，所述的天线装置包括：

一天线主体区，具有至少三个L型连续弯折结构的辐射体，涵盖该第一辐射部、该第二辐射部、该第三辐射部与该第四辐射部的部分，于该第四辐射部上设有一信号接地端，于该第一辐射部设有一信号馈入端；其中该第一辐射部与该第二辐射部的交界处具有一个L型弯折结构、该第二辐射部与该第三辐射部的交界处具有一个L型弯折结构、该第三辐射部与该第四辐射部的交界处具有一个L型弯折结构；以及

一天线接地区，具有至少一个L型弯折结构的辐射体，涵盖该第五辐射部以及该第四辐射部的另一部分，该天线接地区涵盖的该第四辐射部结构连接该天线主体区涵盖的该第四辐射部结构；其中该第四辐射部与该第五辐射部的交界处具有一个L型弯折结构。

为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明、图式，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体之了解，然而所附图式与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1显示本发明连续弯折形式的天线装置的实施例图；

图2显示本发明连续弯折形式的天线装置的实施例的一例图；

图3A与图3B显示本发明连续弯折形式的天线装置的频率响应图；

图4显示本发明连续弯折形式的天线装置设置于一装置的实施例图；

图5显示本发明连续弯折形式的天线装置的另一实施例图；

图6A与图6B显示本发明连续弯折形式的天线装置的频率响应图；

图7显示本发明连续弯折形式的天线装置设置于一装置的实施例图；

图8A至图8H显示本发明连续弯折形式的天线装置的各实施例图；

图9A至图9E显示本发明连续弯折形式的天线装置的各信号方向实施例图；

图10A至图10D显示本发明连续弯折形式的天线装置的实施例图。

其中，附图标记说明如下：

天线装置10 电线12

信号馈入端101 信号接地端102

辐射体103 天线主体区104

天线接地区105

第一辐射部a 第二辐射部b

第三辐射部c 第四辐射部d

第五辐射部e 第一边长201

第二边长202 信号方向203

壳体40 固定部401a,401b,401c,401d

电路板42 射频电路421

信号方向503

天线装置10’ 机壳70

固定部701a,701b,701c,701d

信号馈入端101’ 信号接地端102’

电线12’ 电路板72

射频电路721

天线装置80 信号馈入端801

信号接地端802

信号方向901、902、903、904、905

辐射部e’ 辐射部e”

弯折结构1001,1002

具体实施方式

揭露书关于一种连续弯折形式的天线装置与其应用系统，提供一种可以轻易于装置内进行优化(位置与角度调整)的天线结构，天线装置特征之一在于天线装置的两边长为相同长度，或是较长边与较短边的长度比例范围在1至1.1，除了方便安装于特定电子装置设定的位置上，更能够轻易地依照需求调整天线位置，特别是天线因为长宽比例接近而能轻易调整角度，以进行优化的动作。

在天线的设计中，可自其中信号馈入端开始至天线接地部约略等于所设计频段中使用频率共振波长的二分之一长度，因此可以使此辐射体作为特定频率辐射的辐射体，特别的是，如上所述，天线尺寸上的设计在于天线长边与短边比例约等于1:1，方便于设置于电子装置内时，可以通过角度调整(约90度)达到形成特定辐射场强方向的目的。此两相邻边的长宽尺寸比例约1:1的天线设计将方便改变在特定电子装置内的设置方向，可参考图1所示的天线主体结构实施例示意图。

在此实施例图中，显示有一连续弯折形式的天线装置10，天线装置10的结构主要为平面设计，天线信号馈入方式的实施例之一系可直接以电线12(如同轴缆线)的内层导体层与外围导体层其中之一连接到信号馈入端101，另一端则是连接到辐射体103的天线主体区104上的信号接地端102，天线主体区104可具有至少三个L型连续弯折的辐射体，信号馈入端101与信号接地端102之间也有导线连接，为电线12的延伸结构。

辐射体103的另一半则作用为天线接地区105，系为天线装置10的辐射体的一部分，包括至少一L型弯折结构的辐射体，天线装置10特色之一系可通过改变信号馈入位置以改变信号的传输路径与方向，可藉此调整操作频率，以及改变辐射场强方向。需要一提的是，信号馈入端101与信号接地端102可为占据辐射体上一定面积的连接区域。

根据示意图所表示的天线装置10，电线12电性连接信号馈入端101，以及跨线至另一端信号接地端102，天线自信号馈入端101开始为辐射体，辐射体延伸一预定长度后成接近90度转折，辐射体向前延伸另一预定长度后再以接近90度转折，如图1天线主体区104中呈现出三次弯折，天线装置10整体则可包括连续多次转折，如加上天线接地区105的一次弯折，整体共有四次弯折结构，形成揭露书所揭露的连续弯折形式的天线装置10。

再请参阅图2所示的连续弯折形式的天线装置的结构描述示意图。

图中显示有一具有连续弯折结构的天线装置10，图式显示依照弯折结构概分为第一辐射部a、第二辐射部b、第三辐射部c、第四辐射部d与第五辐射部e，每个辐射部为矩形辐射体结构，相邻辐射部形成一个弯折结构，实施方式可为一个接近90度角的L型弯折结构，其中第一辐射部a到第二辐射部b之间有一弯折、第二辐射部b到第三辐射部c之间有一弯折、第三辐射部c与第四辐射部d之间有另一弯折，以及第四辐射部d到第五辐射部e有再一弯折，此实施例共同形成四次主要弯折。其中第一辐射部a与第二辐射部b交界处的弯折结构使得第一辐射部a弯折延伸的方向朝向第四辐射部d，而不与第五辐射部e相连而形成一个间隔，整体形成回旋形式的天线结构。

另有结构实施例可以依照需要在特定位置形成调整匹配、焊点目的的次要结构，甚至可以在特定辐射体位置形成其他弯折结构。

天线装置10根据功能可将辐射体103区分为天线主体区104与天线接地区105，其中天线主体区104为天线装置10的辐射体的一部分，涵盖第一辐射部a、第二辐射部b、第三辐射部c以及第四辐射部d的一部分，其中包括至少三个弯折结构的辐射体，如此实施例显示具有三次弯折结构。

根据图示的天线主体区104实施例，系具有至少三个L型连续弯折结构的辐射体，于第四辐射部d上设有一信号接地端102，于第一辐射部a设有一信号馈入端101。就主体结构来看，第一辐射部a与第二辐射部b的交界处具有一个L型弯折结构、第二辐射部b与第三辐射部c的交界处具有一个L型弯折结构、第三辐射部c与第四辐射部d的交界处具有一个L型弯折结构。

天线接地区105为天线装置10的另一部分，涵盖的辐射体有第四辐射部d的一部分以及第五辐射部e，其中交界处可涵盖至少一次L型弯折延伸结构，即示意图显示在第四辐射部d与第五辐射部e的连接结构上。天线接地区105涵盖的第四辐射部d结构连接天线主体区104涵盖的第四辐射部d结构的另一部分。

根据图示的天线主体区104与天线接地区105实施例，第一辐射部a、第三辐射部c与第五辐射部e相互平行设置，第一辐射部a介于第三辐射部c与第五辐射部e之间，但是第一辐射部a、第三辐射部c与第五辐射部e相互间亦可以非平行设置且彼此不相交；第二辐射部b与第四辐射部d相互平行设置，但是第二辐射部b与第四辐射部d相互间亦可以非平行设置且彼此不相交。

结构上，两个边长(201,202)的相关辐射结构即为天线装置10的主要结构，例如有天线主体区104的第一边长201，如第三辐射部c的边，第二边长202如第四辐射部d的边，第一边长201与第二边长202相邻且为接近垂直的辐射结构，平面结构中两相邻边的长宽尺寸比例约1:1，即图示的第一边长201与第二边长202的长度比约1:1。

如图显示在辐射体103的第一辐射部a上的信号馈入端101，以及跨线至另一端设于第四辐射部d上的信号接地端102，信号馈入端101与信号接地端102以一导线连接，连接关系形成一个馈入信号方向，如图中箭头(信号方向203)所示，可以直接自采用此天线装置10的电子装置(未示于本图)输入电气信号，由信号接地端102馈入信号至信号馈入端101，将电气信号延伸至信号馈入端101所在的辐射部a上。

举例来说，图2显示的天线装置10在一座标系(X,Y,Z)中，电气信号自信号接地端102向信号馈入端101传输，形成信号方向203，在此例的座标系中方向为Y方向，也就是在X-Y平面上强化水平方向极化，形成一个主要发展在X-Y平面上的辐射场强，此适用于需要水平方向强度较强的产品应用。相关场强模拟图显示于图3A与图3B，图2所示天线装置10的接点关系形成的信号方向203造成X-Y平面上具有较饱满而平均的辐射强度。图3A与图3B座标轴上的强度值显示为频率响应(response，dB)。

图2显示的天线装置10可应用于一应用系统内，应用系统如一无线网路存取点(Access Point)、路由器(router)等需要考量其天线辐射场强方向性的电子装置，以及装设于电子装置内的连续弯折形式的天线装置，可参阅图4所示本发明天线装置所应用的系统实施例示意图。

图4显示的应用系统包括连续弯折形式的天线装置10以及采用此天线装置10的电子装置，天线装置10安装于电子装置的壳体40内，可以各种形式的卡固结构固定于壳体40内的某个位置，此例显示有多个(如四个)固定部401a、401b、401c与401d，根据本发明可以容许天线装置10调整天线方向的发明概念，卡固结构的设计目的系能够容许在相同的电子装置中依照需求而安装此天线装置10，而此应用系统采用的卡固结构并非限定于图中所示的样态。

在一实施例中，前述天线装置上的信号馈入端与信号接地端以一导线连接，而连接关系形成一个馈入信号方向，其中，若馈入信号方向为电子装置的水平方向，即形成一主要发展在水平方向上的辐射场强；若馈入信号方向为电子装置的垂直方向，即形成一主要发展在垂直方向上的辐射场强。如此，使得具有此卡固结构的电子装置适用此天线装置10的馈入信号方向可调整为水平方向或垂直方向。

图4中，天线装置10设置于电子装置的壳体40内，天线装置10以电线12电性连接装置的电路板42，例如一负责处理射频(RF)信号的射频电路421，根据电子装置的用途将产生的射频(RF)信号通过天线装置10辐射出去。此例显示天线装置10依照图2所示的座标系(X,Y,Z)，其电气信号自信号接地端102向信号馈入端101传输形成主要发展在X-Y平面上的辐射场强，也就是图中水平方向的辐射场强，也就是在此例中，在X-Y平面的水平方向有较佳辐射场强的天线装置10适合摆设在一个水平空间中的网路设备，如无线存取点(AP)、无线路由器，或网路分享器等。

在另一实施例中，如图5显示的天线装置10，同样在一座标系(X,Y,Z)中，但是设置方向与图2不同，两者相差90度角，电气信号自信号接地端102向信号馈入端101传输，所形成的信号方向503在Z方向，形成一个主要发展在X-Z平面上的辐射场强，也就是强化垂直方向极化达到主要发展在垂直方向辐射场强的目的，使得适合需要垂直方向(方向为上-下)的强度较强的产品应用。

图5所示天线装置10的设置方向同样影响了其频率响应的表现，相关场强模拟图显示于图6A与图6B。因为图5所示的天线装置10的接点关系形成的信号方向503造成X-Z平面上具有较饱满而平均的辐射强度(频率响应(dB))。

图7显示使用如前述主要发展在垂直方向上的辐射场强的天线装置的应用系统实施例，此例显示具有某一转向设置的天线装置10’，与设置于图4所示电子装置内的天线装置10的方向不同，设于机壳70内由固定部701a,701b,701c,701d固定在某处位置，而固定的手段并非限定于此图示的方式，其他方式例如改变固定部的数量、通过固定天线装置10’四个角落的卡固结构等方式，主要的发明概念是可以让安装此长宽尺寸比例约1:1的天线装置10’的电子装置依照需求调整天线的信号方向，通过位置改变天线装置10’的转向角度。

此天线装置10’上设有信号馈入端101’与信号接地端102’，两个端点(101’、102’)焊点的金属面可以是前述图4的天线装置10的另一面。通过电线12’电性连接电路板72上的射频电路721，将射频信号经由电线12’馈入天线装置10’，形成由信号接地端102’向信号馈入端101’的信号方向，也就是形成主要发展在X-Z平面上垂直方向的辐射场强，就适用需要垂直方向场强的产品。例如为一具有垂直空间信号辐射需求的网路设备。

根据以上描述的本发明连续弯折形式的天线装置与其应用系统的实施例，天线装置中的信号馈入端与信号接地端的连接方向主导天线主要发展的辐射场强，此具有连续弯折结构的天线装置的设置转向也就主导了使用此天线的电子装置的信号特性，相关辐射场强方向的示意图可参阅图8A至图8H等图例。

图8A显示一通过连续弯折的延伸辐射体形成回旋形式的天线装置80，在结构上的信号接地端802与信号馈入端801的连接关系将影响整体天线装置80主要发展的辐射场强方向，图8A显示信号接地端802与信号馈入端801为水平方向，因此天线的辐射场强方向主要发展为水平方向，也就是水平方向的频率响应较佳，而使得采用此天线的无线通讯装置在水平空间的辐射涵盖率较佳。

图8B显示的天线装置上的信号接地端与信号馈入端的连接关系产生水平的信号方向，使得天线主要发展为水平方向的辐射场强。

图8C与图8D显示两个互为镜像转向的天线装置，其中信号接地端与信号馈入端也形成水平方向的馈入信号方向，天线亦具有主要发展为水平方向的辐射场强。

图8E与图8F显示想个互为镜像的天线装置，其中信号接地端与信号馈入端的信号方向为垂直，也就主要发展垂直方向的辐射场强。同理，图8G与图8H也是具有垂直方向馈入信号的天线装置，使得其主要发展垂直方向的辐射场强。

更者，本发明具有连续弯折结构的天线装置除了为易于调整辐射场强方向的天线外，其特征更包括可以藉由改变信号馈入位置(或角度)调整天线操作频率，也就是通过微调信号接地端至信号馈入端的信号方向改变天线操作频率。

实施例如图9A至图9E所示本发明连续弯折形式的天线装置的各信号方向的例图，其中图9A的信号方向901、图9B的信号方向902、图9C的信号方向903、图9D的信号方向904与图9E的信号方向905所呈现的不同信号方向系因各天线的信号接地端至信号馈入端的角度差异，根据发明的技术目的之一，通过改变信号馈入的方向改变天线辐射长度，藉此调整达到系统的操作频率。

本发明的连续弯折结构的天线装置本身可以依据需求调整其结构细节，可参阅图10A至图10C所示的天线装置的实施例图。

图10A显示的天线装置的主体结构以第一辐射部a、第二辐射部b、第三辐射部c、第四辐射部d与此例的辐射部e’来描述，此例的辐射部e’根据应用系统的需求而调整长度，但仍如前述实施例将第三辐射部c与第四辐射部d的边长的比例维持在约1:1，使得可以方便于装设在电子装置内还能因为需要而调整天线转向，使得方便改变其辐射场强的主要发展方向，如水平或垂直；另可以通过微调信号接地端的位置而修改信号馈入方向，使得微调适用的操作频率；亦可以通过修改辐射部e’的长度改变天线的辐射长度，使之适用特定操作频率。

图10B显示为较长的辐射部e”，且能维持整体结构在特定相邻边长比例在约1:1，以利装设于电子装置内，还能依据需求修改天线转向。

图10C所示的实施例显示天线装置的辐射体一端延伸部分形成有另一弯折结构1001，主要是根据频率运作的实际需求而有弹性的调整，弯折结构1001的设计则可以依据装设的结构空间而增减或改变角度，但其主要技术概念仍是要能依据辐射场强方向的需求调整天线转向。

图10D显示的天线装置则具有更多弯折的弯折结构1002，也是依照实际需要的操作频率以及所装设的结构空间而设计。

是以，本发明所揭露的连续弯折形式的天线装置是一种容易调整辐射场强方向的天线，可以依据需求提供水平强化(水平方向极化)或是垂直强化(垂直方向极化)的辐射场强，其中除了改变天线装置的转向改变辐射场强方向，也可改变馈入信号方向达成改变辐射长度的目的，其中设计不需要另外做独立接地区给天线使用，亦不需要搭系统的接地端作应用，如此可增加天线的设计机动性。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。