天线装置以及具有此天线装置的天线模块的制作方法

文档序号:11179573阅读:294来源:国知局
天线装置以及具有此天线装置的天线模块的制造方法

【技术领域】

本发明是关于一种天线装置以及具有此天线装置的天线模块,且特别是关于一种用于电子装置中的天线装置以及具有此天线装置的天线模块。



背景技术:

天线的型态与种类繁多,以gps的应用领域为例,gps电子装置的天线可为平板天线(patchantenna)或螺旋天线(helixantenna)。一般来说,平板天线普遍会有所能接收的信号频宽较窄的问题,而螺旋天线则具有较大频宽。因此,螺旋天线通常会比平板天线还适于接收gps信号。然而,由于螺旋天线的材料通常比较软,所以螺旋天线的形状与结构在先天上容易受到外力的影响而产生形变。例如,在螺旋天线被组装到电子装置的过程或组装后的运送过程中,螺旋天线经常会因为外力挤压或碰撞而产生形变。当螺旋天线的结构产生形变时,螺旋天线的螺距或倾斜角等结构参数会产生变化。天线的结构参数一旦产生些微的变化,就会影响到天线收发信号的品质。

现在有一种天线装置,其包括了柱状体与螺旋天线,柱状体的柱身围绕着用来容置螺旋天线的通道,因此可先将螺旋天线顺着通道旋转并组装到柱状体上之后,再将柱状体组装到基板上。如此一来,柱状体可作为螺旋天线的支撑件,用以避免螺旋天线的结构产生形变。不过,由于此种天线装置在生产时需要多一道程序,来将螺旋天线组装到柱状体上,因此需要花费额外的工时与人力。

为解决上述的问题,如何避免螺旋天线因外力发生形变而影响螺旋天线的结构参数,以及如何简化生产程序,乃为业界亟需解决的问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提出一种天线装置以及具有此天线装置的天线模块,以期避免螺旋形的天线线路因外力发生形变而影响天线线路的结构参数,并且还能简化生产程序。

在一实施例中,天线装置包括第一介质层、接地导孔、第一天线线路、第二天线线路与第一导孔。接地导孔贯通第一介质层。第一天线线路设置于第一介质层的第一表面且环绕接地导孔。第二天线线路设置于第一介质层远离第一天线线路的第二表面且环绕接地导孔。第一导孔贯通第一介质层,且第一导孔的一端电性连接第一天线线路的第二端,第一导孔的另一端电性连接第二天线线路的第一端。

在一实施例中,第一天线线路与第二天线线路在垂直于接地导孔的延伸方向的投影面上彼此重叠。

在一实施例中,第一天线线路的第一端与第二天线线路的第一端彼此错位。

在一实施例中,第一导孔与接地导孔彼此平行。

在一实施例中,第一天线线路、第一导孔与第二天线线路形成类螺旋结构。

在一实施例中,第一天线线路的线长等于第二天线线路的线长。在另一实施例中,第一天线线路的线长大于第二天线线路的线长。

在一实施例中,天线装置还包括基底介质层、信号接点、接地接点与基底导孔。基底介质层位于第一介质层的第一表面,第一天线线路位于第一介质层与基底介质层之间,其中接地导孔还贯通基底介质层。信号接点与接地接点设置于基底介质层远离第一介质层的表面,其中接地导孔的一端电性连接接地接点。基底导孔贯通基底介质层,其中基底导孔的一端电性连接信号接点,基底导孔的另一端电性连接第一天线线路的第一端。

在一实施例中,接地导孔远离接地接点的另一端为开放端。并且,第二天线线路的第二端也为开放端。

在一实施例中,天线装置还包括第二介质层、第三天线线路与第二导孔。第二介质层位于第一介质层的第二表面,第二天线线路位于第一介质层与第二介质层之间,其中接地导孔还贯通该第二介质层。第三天线线路设置于第二介质层远离第二天线线路的表面且环绕接地导孔。第二导孔贯通第二介质层,其中第二导孔的一端电性连接第二天线线路的第二端,第二导孔的另一端电性连接第三天线线路的第一端。

在一实施例中,天线模块包括基板、信号输出电路、基板信号接点、基板接地接点与所述天线装置。信号输出电路设置于基板,基板信号接点与基板接地接点设置于基板,基板信号接点与基板接地接点分别电性连接信号输出电路。所述天线装置设置于基板,其中,第一天线线路电性连接基板信号接点,接地导孔电性连接基板接地接点。

综上所述,本发明的实施例的天线装置以及具有此天线装置的天线模块,不但能避免螺旋形的天线线路因外力发生形变而影响天线线路的结构参数的情况,并且天线线路可通过印刷电路板(printedcircuitboard,pcb)的电路制作方式而直接成形在介质层上,因此还能简化生产程序并提高生产效率,除此之外,也能缩短工时并节省人力。

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点,其内容足以使任何熟悉相关技艺者暸解本发明的技术内容并据以实施,且根据本说明书所揭露的内容、申请专利范围及图式,任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

【附图说明】

图1为本发明第一实施例的天线装置于一视角的示意图。

图2为本发明第一实施例的天线装置于另一视角的示意图。

图3为本发明第一实施例的第一天线线路与第二天线线路投影于虚拟投影面上的示意图。

图4为本发明第二实施例的天线装置的示意图。

图5为本发明第三实施例的天线装置的爆炸示意图。

图6为本发明第三实施例的天线装置的示意图。

图7为本发明第四实施例的天线装置的示意图。

图8为本发明第五实施例的天线模块的爆炸示意图。

图9为本发明第五实施例的天线模块的示意图。

【具体实施方式】

请参照图1与图2,图1为本发明第一实施例的天线装置100于一视角的示意图,而图2为本发明第一实施例的天线装置100于另一视角的示意图。在本实施例中,天线装置100可装设于电子装置(如gps导航器)之中并可用来收发gps信号,但不限于此。天线装置100包括第一介质层110、接地导孔120、第一天线线路130、第二天线线路140与第一导孔150。第一介质层110为绝缘体,其可为印刷电路板的基板材质。第一介质层110包括彼此相对且平行的第一表面111与第二表面112,而第一介质层110的厚度(也就是第一表面111与第二表面112的间距)可视情况需要调整,并不限于图式所示。接地导孔120贯通第一介质层110的第一表面111与第二表面112,且接地导孔120的延伸方向垂直于第一表面111与第二表面112。接地导孔120包括相对的顶端121与底端122,其中,顶端121为接地导孔120位于第二表面112上的开口端,而底端122为接地导孔120位于第一表面111上的开口端。接地导孔120之中设置有导电线路,此导电线路可成形于接地导孔120的孔壁上,且此导电线路是由顶端121延伸至底端122。并且,此导电线路相当于天线装置100的地线。

如图2所示,第一天线线路130设置于第一介质层110的第一表面111上,且第一天线线路130是以接地导孔120由其顶端121延伸至底端122的轴心为环绕的中心而环绕着接地导孔120。第一天线线路130包括第一端131与第二端132,第一端131与第二端132并未彼此连接,也就是第一端131与第二端132彼此具有一预定间隔。换句话说,第一天线线路130的环绕路径接近一圈但还未满一圈,即第一天线线路130的环绕路径始于第一端131并止于第二端132。

如图1所示,第二天线线路140设置于第一介质层110远离第一天线线路130的第二表面112上,且第二天线线路140也是以接地导孔120的轴心为环绕的中心而环绕着接地导孔120。第二天线线路140包括第一端141与第二端142,第一端141与第二端142并未彼此连接,也就是第一端141与第二端142彼此具有一预定间隔。换句话说,第二天线线路140的环绕路径接近一圈但还未满一圈,即第二天线线路140的环绕路径始于第一端141并止于第二端142。第一天线线路130与 第二天线线路140是通过印刷电路板的电路制作方式而分别成形于第一表面111与第二表面112上,但不限于此。

在本实施例中,第一天线线路130的线长等于第二天线线路140的线长,且第一天线线路130与第二天线线路140皆呈圆弧形,换句话说,第一天线线路130与第二天线线路140的线长相当于其弧长。在其他实施例中,第一天线线路130与第二天线线路140也可呈其他种几何形状,例如矩形、椭圆形或三角形。

第一导孔150贯通第一介质层110的第一表面111与第二表面112,且第一导孔150的延伸方向垂直于第一表面111与第二表面112。第一导孔150包括相对的顶端151与底端152,其中,顶端151为第一导孔150位于第二表面112上的开口端,而底端152为第一导孔150位于第一表面111上的开口端。第一导孔150之中设置有导电线路,此导电线路可成形于第一导孔150的孔壁上,且此导电线路是由其顶端151延伸至底端152。第一导孔150的一端电性连接第一天线线路130的第二端132,第一导孔150的另一端电性连接第二天线线路140的第一端141。具体而言,第一导孔150的导电线路延伸至其底端152的一端连接到第一天线线路130的第二端132,而第一导孔150的导电线路延伸至其顶端151的一端则连接到第二天线线路140的第一端141。

第一天线线路130的第一端131为信号的馈入端,而接地导孔120的底端122为接地端,也就是说,当天线装置100装设到电子装置中,第一天线线路130的第一端131会电性连接到用以接收信号的相关线路或组件,至于接地导孔120的底端122则会电性连接到用以接地的相关线路或组件。而第二天线线路140的第二端142与接地导孔120的顶端121则为开放端,所谓开放端的意思是第二天线线路140的第二端142与接地导孔120的顶端121不会再电性连接到其他线路或组件。在其他实施例中,地线线路与信号线路可作相反的配置,也即接地导孔120的底端122会成为信号馈入端,并会电性连接到用以接收信号的相关线路或组件;而第一天线线路130的第一端131则会成为接地端,并会电性连接到用以接地的相关线路或组件。

请再同时参照图3,图3为本发明第一实施例的第一天线线路130与第二天线线路140投影于虚拟投影面vp上的示意图。第一天线线路130与第二天线线路140在一轴向上重叠,具体而言,第一天线线路130与第二天线线路140是在垂直于接地导孔120的延伸方向的虚拟投影面vp上的投影会彼此重叠。如图3所示,第一天线线路130沿接地导孔120的延伸方向投影至虚拟投影面vp,从而于虚拟投影面vp产生第一天线线路投影130’;第二天线线路140沿接地导孔120的延伸方向投影至虚拟投影面vp,从而于虚拟投影面vp产生第二天线线路投影140’,第一天线线路投影130’与第二天线线路投影140’重叠,且第一天线线路投影130’与第二天线线路投影140’于虚拟投影面vp上形成完整的圆形。除此之外,第一天线线路130的第一端131与第二天线线路140的第一端141彼此错位。具体 而言,如图3所示,第一天线线路130的第一端131与第二端132沿接地导孔120的延伸方向投影至虚拟投影面vp,从而于虚拟投影面vp产生第一端投影131’与第二端投影132’;第二天线线路140的第一端141与第二端142沿接地导孔120的延伸方向投影至虚拟投影面vp,从而于虚拟投影面vp产生第一端投影141’与第二端投影142’。第一端投影131’与第一端投影141’彼此错位而并未重叠,而第二端投影132’与第一端投影141’则彼此重叠。

如图1与图2所示,在本实施例中,第一导孔150与接地导孔120彼此平行,具体来说,第一导孔150与接地导孔120的延伸方向或轴向彼此平行。并且,第一天线线路130、第一导孔150与第二天线线路140共同形成类螺旋结构,也就是类似于螺旋天线的三维结构。换句话说,本实施例是以层迭的天线线路以及连接于层与层之间的导孔来组成螺旋天线的三维结构,如此一来,天线装置100就可达到相当于螺旋天线于收发信号上的功效。在本实施例中,第一天线线路130与第二天线线路140相当于各绕了一圈,因此天线装置100可类比于绕线两圈的螺旋天线。

请参照图4,图4为本发明第二实施例的天线装置200的示意图。天线装置200包括第一介质层210、接地导孔220、第一天线线路230、第二天线线路240与第一导孔250。第一介质层210包括相对的第一表面211与第二表面212,而接地导孔220与第一导孔250分别贯通第一介质层210。接地导孔220包括相对的顶端221与底端222,而第一导孔250包括相对的顶端251与底端252。第一天线线路230设置于第一表面211上且环绕接地导孔220,第一天线线路230包括第一端231与第二端232,且第二端232电性连接第一导孔250的底端252。第二天线线路240设置于第二表面212上且环绕接地导孔220。第二天线线路240包括第一端241与第二端242,且第一端241电性连接第一导孔250的顶端251。

第一天线线路230与第二天线线路240在垂直于接地导孔220的延伸方向的投影面上彼此重叠,且第一天线线路230的第一端231与第二天线线路240的第一端241彼此错位。在本实施例中,第一天线线路230的环绕路径接近一圈,而第二天线线路240的环绕路径接近半圈,因此,第一天线线路230的线长大于第二天线线路240的线长。第一天线线路230、第一导孔250与第二天线线路240共同形成类螺旋结构,并且在本实施例中,天线装置200可类比于绕线一又二分之一圈的螺旋天线。

请参照图5与图6,图5为本发明第三实施例的天线装置300的爆炸示意图,而图6为本发明第三实施例的天线装置300的示意图。天线装置300包括第一介质层310、接地导孔320、第一天线线路330、第二天线线路340与第一导孔350,且在本实施例中,天线装置300还包括基底介质层360、信号接点370、接地接点380与基底导孔390。第一介质层310包括相对的第一表面311与第二表面312,而接地导孔320与第一导孔350分别贯通第一介质层310。第一天线线路330设置于第 一表面311上且环绕接地导孔320,且第一天线线路330包括第一端331与第二端332,而第二端332电性连接第一导孔350的底端352。第二天线线路340设置于第二表面312上且环绕接地导孔320,且第二天线线路340包括第一端341与第二端342,而第一端341电性连接第一导孔350的顶端351。基底介质层360位于第一介质层310的第一表面311的一侧,因此设置在第一表面311上的第一天线线路330会夹在第一介质层310与基底介质层360之间。基底介质层360包括彼此相对且平行的第一表面361与第二表面362,具体而言,第一天线线路330位于第一介质层310的第一表面311与基底介质层360的第二表面362之间。

在本实施例中,接地导孔320还贯通基底介质层360,换句话说,接地导孔320是由第一介质层310的第二表面312延伸至基底介质层360的第一表面361,且接地导孔320的延伸方向或轴心垂直于第二表面312与第一表面361。因此,接地导孔320的顶端321位于第一介质层310的第二表面312,底端322则位于基底介质层360的第一表面361。基底导孔390贯通基底介质层360,且基底导孔390的轴心垂直于基底介质层360的第一表面361与第二表面362。基底导孔390包括相对的顶端391与底端392,且顶端391位于基底介质层360的第二表面362,而底端391则位于第一表面361。并且,基底导孔390的孔壁中具有由顶端391延伸至底端392的导电线路。

信号接点370与接地接点380设置于基底介质层360远离第一介质层310的第一表面361上且彼此分隔,其中接地导孔320的底端322电性连接接地接点380,而基底导孔390的底端392则电性连接信号接点370。除此之外,基底导孔390的顶端391则电性连接第一天线线路330的第一端331。在本实施例中,信号接点370与接地接点380可为接合垫(bondingpad)的形式,其可用于实施表面黏着技术(surfacemounttechnique,smt)制程。换句话说,天线装置300可通过信号接点370与接地接点380,以smt制程快速地组装到对应的基板上。

请参照图7,图7为本发明第四实施例的天线装置400的示意图。天线装置400包括第一介质层410、接地导孔420、第一天线线路430、第二天线线路440、第一导孔450、基底介质层460、信号接点470、接地接点480与基底导孔490,并且,天线装置400还包括第二介质层510、第二导孔520与第三天线线路530。第一介质层410包括相对的第一表面(未标示)与第二表面412,而第一导孔450贯通第一介质层410。第一天线线路430设置于第一介质层410的第一表面上,且第一天线线路430位于第一介质层410与基底介质层460之间,而第一天线线路430的第二端432电性连接第一导孔450的底端452。第二天线线路440设置于第一介质层410的第二表面412上且第二天线线路440的第一端441电性连接第一导孔450的顶端451。

第二介质层510包括彼此相对且平行的第一表面511与第二表面512,且第二介质层510位于第一介质层410的第二表面412上。具体而言,第二天线线路440 位于第二介质层510的第一表面511与第一介质层410的第二表面412之间。第二导孔520贯通第二介质层510,且第二导孔520包括顶端521与底端522。其中第二导孔520的顶端521位于第二表面512而其底端522位于第一表面511,并且第二天线线路440的第二端442电性连接第二导孔520的底端522。第三天线线路530设置于第二介质层510远离第二天线线路440的第二表面512上,且第三天线线路530包括第一端531与第二端532。第三天线线路530的第一端531电性连接至第二导孔520的顶端521,而第三天线线路530的第二端532则为开放端。

接地导孔420垂直贯通第二介质层510、第一介质层410与基底介质层460,换句话说,接地导孔420是由第二介质层510的第二表面512延伸至基底介质层460的第一表面461。因此,接地导孔420的顶端421是位于第二介质层510的第二表面512,而接地导孔420的底端422则位于基底介质层460的第一表面461。基底导孔490贯通基底介质层460,且基底导孔490的顶端491电性连接第一天线线路430的第一端431。信号接点470与接地接点480设置于基底介质层460远离第一介质层410的第一表面461上,其中接地导孔420的底端422电性连接接地接点480,而基底导孔490的底端492电性连接信号接点470。

在本实施例中,第一天线线路430的环绕路径接近一圈,而第二天线线路440的环绕路径同样也接近一圈,但第三天线线路530的环绕路径则为四分之一圈,因此,第一天线线路430的线长约等于第二天线线路440的线长,但第一天线线路430与第二天线线路440的线长皆大于第三天线线路530的线长。第一天线线路430、第一导孔450、第二天线线路440、第二导孔520与第三天线线路530共同形成类螺旋结构,并且在本实施例中,天线装置400可类比于绕线二又四分之一圈的螺旋天线。

请参照图8与图9,图8为本发明第五实施例的天线模块60的爆炸示意图,而图9为本发明第五实施例的天线模块60的示意图。天线模块60包括基板610、信号输出电路620、基板信号接点630、基板接地接点640与天线装置400。在本实施例中,天线装置400即为图7所示的第四实施例的天线装置400,但不限于此。信号输出电路620设置于基板610上,而基板信号接点630与基板接地接点640也设置于基板610上。基板信号接点630通过基板610上的基板线路631电性连接信号输出电路620中的对应电路,而基板接地接点640则通过基板610上的基板线路641电性连接信号输出电路620的对应电路。基板信号接点630与基板接地接点640为接合垫的形式,其可用于进行smt制程。

在进行天线模块60的组装作业时,可先分别进行天线装置400的制作以及基板610、信号输出电路620、基板信号接点630、基板接地接点640与基板线路631、641的制作。接着,如图8所示,将天线装置400的信号接点470与接地接点480分别对齐基板610的基板信号接点630与基板接地接点640,并以smt制程将信号接点470与接地接点480分别连接基板信号接点630与基板接地接点640,如图9所 示,如此就完成了天线模块60的组装作业。根据本实施例的设计,天线模块60的组装过程不但方便而且快速。在天线模块60的组装完成后,如图9所示,并参照图7与图8,天线装置400的第一天线线路430会电性连接基板信号接点630,而接地导孔420则电性连接基板接地接点640。具体而言,第三天线线路530、第二导孔520、第二天线线路440、第一导孔450、第一天线线路430、基底导孔490、信号接点470会与基板信号接点630、基板线路631与信号输出电路620的对应电路形成电性导通,而接地导孔420、接地接点480则会与基板接地接点640、基板线路641与信号输出电路620的对应电路形成电性导通。在本实施例中,接地导孔420远离接地接点480的顶端421为开放端,而第三天线线路530的第二端532也是开放端,换句话说,接地导孔420的顶端421与第三天线线路530的第二端532不会再电性连接到其他线路或组件。

天线模块60可设置于电子装置(如gps导航器)之中,并可用来收发gps信号,但不限于此。其中,天线模块60可通过天线装置400接收gps信号,并通过信号输出电路620将接收到的gps信号传送至所述电子装置内部的相关处理模块,以作进一步运用。在其他实施例中,信号接点470、接地接点480、基板信号接点630与基板接地接点640也可省略,例如,直接以印刷电路板的多层板与多层电路的制作方式来制造基板610与天线装置400,在此情况下,基底导孔490与接地导孔420中的导电线路可分别且直接地电性连接到基板610的信号输出电路620的对应电路。除此之外,信号输出电路620可设置于基板610远离天线装置400的一面或设置于基板610内部的多层板上。而天线装置100、天线装置200、天线装置300及天线装置400以印刷电路板的多层板与多层电路的制作方式来制作,以达成天线制作及组装的简化及成本降低。

虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰,皆应涵盖于本发明的范畴内,因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

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