专利名称：螺旋式天线及螺旋式天线的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种螺旋式天线的制造方法，特别是涉及一种可使制造成本更为减少的螺旋式天线的制造方法。
背景技术：
一般来说，螺旋式天线(helix antenna)已被广泛地应用于全球定位系统(global positioning system，GPS)及通讯系统的中，其可用来接收来自卫星的微弱信号。
日本专利公开第2001-168631号披露有一种螺旋式天线的制造方法，并且其主要是针对螺旋式天线的圆极化辐射(circularly polarized radiation)频率可大于200MHz的制造方法。首先，如图1A所示，在一实心陶瓷圆柱1的外表面上先包覆(电镀)一金属(铜)层2，然后再对实心陶瓷圆柱1钻设一中心穿孔3。接着，以一激光蚀刻系统(未显示)来对实心陶瓷圆柱1的金属(铜)层2做特定形状的蚀刻，而蚀刻完成后的实心陶瓷圆柱1是如图1B所示。然后，如图1C所示，将含有一外露铜芯41的一同轴电缆(coaxial cable)4穿入至实心陶瓷圆柱1的中心穿孔3中，再将外露铜芯41弯折并焊接至位于实心陶瓷圆柱1的顶部上的金属(铜)层2上，即可完成同轴电缆4与金属(铜)层2之间的电性连接，此时，外露铜芯41乃是做为一信号馈入部(feeder)。值得注意的是，由于实心陶瓷圆柱1的立体形状，故激光蚀刻系统在对金属(铜)层2做特定形状蚀刻的过程中并无法很精确地进行，因而使得螺旋式天线的一些重要参数，例如射频(radio frequency，RF)大小与阻抗匹配(impedance matching)等，未必能符合要求，此时，即须再藉由一测试调整装置(未显示)来对螺旋式天线进行参数微调。
接下来将大略说明螺旋式天线的参数微调步骤。首先，将如图1C所示的螺旋式天线连接于测试调整装置，并将测试调整装置的多个探针(probe)耦接至螺旋式天线的上，以量测其在一些特定位置上的相对相位(relative phase)大小与电流振幅(amplitude ofcurrent)值等。然后，根据以上所量测的数据，再利用激光蚀刻系统来对实心陶瓷圆柱1的顶部上的金属(铜)层2进行蚀刻以形成多个开口21，如图1D所示。特别的是，这些开口21的位置、形状及大小均需经过精确计算，以进行微调螺旋式天线的电感值，进而使得螺旋式天线可具有200Mhz以上的圆极化辐射频率。
然而，在上述螺旋式天线的制造过程中会具有诸多缺点。首先，将外露铜芯41弯折并焊接至实心陶瓷圆柱1的顶部上的金属(铜)层2上的过程会增加制造上所需的时间与不便。再者，激光蚀刻系统是非常昂贵的，且其激光头在使用约1500个小时后即需更换，故会增加螺旋式天线的制造成本，同时，利用激光蚀刻系统来对金属(铜)层2进行蚀刻是非常耗时的。另外，由于激光蚀刻系统在对金属(铜)层2做特定形状蚀刻的过程中必定会产生些许误差，故每一个螺旋式天线的还必须再同时以测试调整装置与激光蚀刻系统来进行参数微调，以额外在实心陶瓷圆柱1的顶部上的金属(铜)层2上蚀刻形成多个开口21，因此，上述的参数微调过程不但耗时，而且会增加制造成本。
有鉴于此，本发明的目的是要提供一种改良的螺旋式天线的制造方法，其可使螺旋式天线的制造成本更为降低、制造过程更为简易、制造时间更为缩短以及大量制造更为容易。
发明内容
本发明基本上采用如下所详述的特征以为了要解决上述的问题。也就是说，本发明的一目的是要提供一种螺旋式天线的制造方法，其包括下列步骤提供一陶瓷圆柱，其中，该陶瓷圆柱具有一中心穿孔、一第一圆环表面以及一第二圆环表面，该第一圆环表面相对于该第二圆环表面，该中心穿孔成形于该第一圆环表面与该第二圆环表面之间；提供一软性印刷电路板，其中，该软性印刷电路板具有一馈入金属条，该馈入金属条延伸于该软性印刷电路板之外；以及将该软性印刷电路板卷绕及附着于该陶瓷圆柱的圆周表面上。
又根据上述目的，其还包括一步骤将该馈入金属条自该陶瓷圆柱的该第一圆环表面穿过该中心穿孔，以使该馈入金属条延伸于该第二圆环表面之外。
又根据上述目的，该软性印刷电路板还具有一接地金属条，该接地金属条延伸于该软性印刷电路板之外。
又根据上述目的，其还包括一步骤将该接地金属条自该陶瓷圆柱的该第一圆环表面穿过该中心穿孔，以使该接地金属条延伸于该第二圆环表面之外。
又根据上述目的，该软性印刷电路板的长度等于该陶瓷圆柱的圆周长度，以及该软性印刷电路板的宽度等于该陶瓷圆柱的高度。
又根据上述目的，该软性印刷电路板还具有至少一第一金属条以及至少一第二金属条，该第一金属条平行于该第二金属条，该第一金属条与该第二金属条以一特定角度倾斜于该软性印刷电路板的一侧边，该馈入金属条连接于该第一金属条，以及该接地金属条连接于该第二金属条。
又根据上述目的，该第一金属条以及该第二金属条以电镀方式成形于该软性印刷电路板的上。
又根据上述目的，该第一金属条以及该第二金属条以印刷方式成形于该软性印刷电路板的上。
又根据上述目的，该软性印刷电路板具有一特定的阻抗匹配值。
本发明的另一目的是要提供一种螺旋式天线，其包括一陶瓷圆柱，具有一中心穿孔、一第一圆环表面以及一第二圆环表面，其中，该第一圆环表面相对于该第二圆环表面，以及该中心穿孔成形于该第一圆环表面与该第二圆环表面之间；以及一软性印刷电路板，该软性印刷电路板卷绕及附着于该陶瓷圆柱的圆周表面上，其中，该软性印刷电路板具有一馈入金属条，该馈入金属条延伸于该软性印刷电路板之外，并且自该第一圆环表面穿过该中心穿孔而延伸于该第二圆环表面之外。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例并结合附图做详细说明。
图1A是显示一公知螺旋式天线的制造过程的立体示意图；图1B是显示根据图1A的螺旋式天线的制造过程示意图；图1C是显示根据图1B的螺旋式天线的制造过程示意图；图1D是显示根据图1C的螺旋式天线的立体示意图；图2A是显示本发明的螺旋式天线的陶瓷圆柱的立体示意图；
图2B是显示本发明的螺旋式天线的间隔层与金属电路的平面示意图；图3是显示本发明的螺旋式天线的组装过程示意图；以及图4是显示本发明的螺旋式天线的立体示意图。
附图符号说明1～实心陶瓷圆柱2～金属(铜)层3～中心穿孔4～同轴电缆21～开口41～外露铜芯100～螺旋式天线110～陶瓷圆柱111～中心穿孔112～第一圆环表面113～第二圆环表面120～软性印刷电路板131～第一金属条132～第二金属条133～馈入金属条134～接地金属条L～长度W～宽度θ～特定角度具体实施方式
现结合
本发明的较佳实施例。
首先，如图2A所示，提供一陶瓷圆柱110，并且陶瓷圆柱110具有一中心穿孔111、一第一圆环表面112以及一第二圆环表面113。第一圆环表面112是相对于第二圆环表面113，中心穿孔111成形于第一圆环表面112与第二圆环表面113之间。
接着，如图2B所示，提供一已预先进行参数微调的软性印刷电路板(flexible printed circuit board，FPCB)120，在此，此已预先进行参数微调的软性印刷电路板120乃是指其上的射频(RF)大小及阻抗匹配等重要参数皆已预先调整妥当，而在本实施例的中，软性印刷电路板120的阻抗匹配条件为在接收频率为1575.42MHz时，其阻抗值为50Ω。
仍如图2B所示，软性印刷电路板120的长度L是等于陶瓷圆柱110的圆周长度(即陶瓷圆柱110的柱体展开长度、第一圆环表面112的外圆周值或第二圆环表面113的外圆周值)，以及软性印刷电路板120的宽度W是等于陶瓷圆柱110的高度。
在本实施例中，仍如图2B所示，软性印刷电路板120还包括有两第一金属条131、两第二金属条132、一馈入金属条133以及一接地金属条134。第一金属条131是平行于第二金属条132，并且第一金属条131与第二金属条132是以一特定角度θ倾斜于软性印刷电路板120的一侧边。馈入金属条133是同时连接于两第一金属条131，并且馈入金属条133是延伸于软性印刷电路板120之外。在另一方面，接地金属条134是同时连接于两第二金属条132，并且接地金属条134是延伸于软性印刷电路板120的外。
接着，如图3所示，将含有软性印刷电路板120卷绕及附着于陶瓷圆柱110的圆周表面上，此时，馈入金属条133及接地金属条134乃是位于陶瓷圆柱110的第一圆环表面112的上。然后，如图4所示，再将馈入金属条133及接地金属条134分别自第一圆环表面112穿过陶瓷圆柱110的中心穿孔111，使得馈入金属条133及接地金属条134延伸于陶瓷圆柱110的第二圆环表面113之外，即可完成螺旋式天线100的组装。如上所述，由于软性印刷电路板120上的第一金属条131与第二金属条132是以一特定角度θ倾斜于软性印刷电路板120的一侧边，故当软性印刷电路板120卷绕及附着于陶瓷圆柱110的圆周表面上时，第一金属条131与第二金属条132即会以螺旋状的方式围绕于陶瓷圆柱110(的柱体)上。
值得注意的是，第一金属条131与第二金属条132可以是以电镀或印刷等方式来成形于软性印刷电路板120的上，或者软性印刷电路板120的结构是在一基板上电镀或印刷有第一金属条131与第二金属条132。
综上所述，本实施例的螺旋式天线100的制造方法可具有诸多优点。首先，本实施例的制造方法可省略公知将外露铜芯41弯折并焊接至实心陶瓷圆柱1的顶部上的金属层2上的过程，故可使螺旋式天线100的制造时间缩短以及制造复杂度降低。再者，螺旋式天线100的制造方法可省略激光蚀刻系统与测试调整装置的使用，故可大幅降低螺旋式天线100的制造成本。此外，由于软性印刷电路板120中的重要参数在卷绕及附着于陶瓷圆柱110的圆周表面上前即已先调整妥当，故可省略公知同时以测试调整装置与激光蚀刻系统来进行参数微调的过程，因而也可降低螺旋式天线100的制造成本及制造时间。另外，本实施例的软性印刷电路板120可具有单一化的特性，故可使螺旋式天线100易于大量制造，进而可提升其产能。
虽然本发明已以较佳实施例披露于上，然其并非用以限定本发明，任何本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围应当权利要求范围所界定的为准。
权利要求
1.一种螺旋式天线的制造方法，包括下列步骤提供一陶瓷圆柱，其中，该陶瓷圆柱具有一中心穿孔、一第一圆环表面以及一第二圆环表面，该第一圆环表面相对于该第二圆环表面，该中心穿孔成形于该第一圆环表面与该第二圆环表面之间；提供一软性印刷电路板，其中，该软性印刷电路板具有一馈入金属条，该馈入金属条延伸于该软性印刷电路板之外；以及将该软性印刷电路板卷绕及附着于该陶瓷圆柱的圆周表面上。
2.如权利要求1所述的螺旋式天线的制造方法，其特征在于还包括一步骤将该馈入金属条自该陶瓷圆柱的该第一圆环表面穿过该中心穿孔，以使该馈入金属条延伸于该第二圆环表面之外，其中，该软性印刷电路板还具有一接地金属条，该接地金属条延伸于该软性印刷电路板之外。
3.如权利要求2所述的螺旋式天线的制造方法，其特征在于还包括一步骤将该接地金属条自该陶瓷圆柱的该第一圆环表面穿过该中心穿孔，以使该接地金属条延伸于该第二圆环表面之外。
4.如权利要求2所述的螺旋式天线的制造方法，其特征在于该软性印刷电路板的长度等于该陶瓷圆柱的圆周长度，以及该软性印刷电路板的宽度等于该陶瓷圆柱的高度。
5.如权利要求4所述的螺旋式天线的制造方法，其特征在于该软性印刷电路板还具有至少一第一金属条以及至少一第二金属条，该第一金属条平行于该第二金属条，该第一金属条与该第二金属条以一特定角度倾斜于该软性印刷电路板的一侧边，该馈入金属条连接于该第一金属条，以及该接地金属条连接于该第二金属条。
6.如权利要求5所述的螺旋式天线的制造方法，其特征在于该第一金属条以及该第二金属条以电镀或印刷方式成形于该软性印刷电路板的上。
7.如权利要求1所述的螺旋式天线的制造方法，其特征在于该软性印刷电路板具有一特定的阻抗匹配值。
8.一种螺旋式天线，包括一陶瓷圆柱，该陶瓷圆柱具有一中心穿孔、一第一圆环表面以及一第二圆环表面，其中，该第一圆环表面相对于该第二圆环表面，以及该中心穿孔成形于该第一圆环表面与该第二圆环表面之间；以及一软性印刷电路板，该软性印刷电路板卷绕及附着于该陶瓷圆柱的圆周表面上，其中，该软性印刷电路板具有一馈入金属条，该馈入金属条延伸于该软性印刷电路板之外，并且自该第一圆环表面穿过该中心穿孔而延伸于该第二圆环表面之外。
9.如权利要求8所述的螺旋式天线，其特征在于该软性印刷电路板还具有一接地金属条，该接地金属条延伸于该软性印刷电路板之外，并且自该第一圆环表面穿过该中心穿孔而延伸于该第二圆环表面之外。
10.如权利要求9所述的螺旋式天线，其特征在于该软性印刷电路板的长度等于该陶瓷圆柱的圆周长度，以及该软性印刷电路板的宽度等于该陶瓷圆柱的高度。
11.如权利要求10所述的螺旋式天线，其特征在于该软性印刷电路板还具有至少一第一金属条以及至少一第二金属条，该第一金属条平行于该第二金属条，该第一金属条与该第二金属条以一特定角度倾斜于该软性印刷电路板的一侧边，该馈入金属条连接于该第一金属条，以及该接地金属条连接于该第二金属条。
12.如权利要求11所述的螺旋式天线，其特征在于该第一金属条以及该第二金属条以电镀或印刷方式成形于该软性印刷电路板的上。
13.如权利要求8所述的螺旋式天线，其特征在于该软性印刷电路板具有一特定的阻抗匹配值。
全文摘要
一种螺旋式天线及螺旋式天线的制造方法，其中螺旋式天线的制造方法包括下列步骤提供一陶瓷圆柱，其中，该陶瓷圆柱具有一中心穿孔、一第一圆环表面以及一第二圆环表面，该第一圆环表面相对于该第二圆环表面，该中心穿孔成形于该第一圆环表面与该第二圆环表面之间；提供一软性印刷电路板，其中，该软性印刷电路板具有一馈入金属条，该馈入金属条延伸于该软性印刷电路板之外；以及将该软性印刷电路板卷绕及附着于该陶瓷圆柱的圆周表面上。
文档编号H01Q1/38GK1790811SQ20041010206
公开日2006年6月21日 申请日期2004年12月17日 优先权日2004年12月17日
发明者刘国正, 范正宏, 林昆廷, 陈仁鹏 申请人:宏达国际电子股份有限公司