专利名称：环形天线的制作方法
技术领域：
本发明有关一种天线，特别是一种可伸縮的环形天线。
背景技术：
随着科技的进步，无线通讯系统的发展带来生活上诸多便利。其中，无线通讯系统 的重要组件之一便是天线。将天线装设于无线通讯装置上，发射器将电压或电流信号转换 为无线信号，藉由天线将无线信号以辐射形式在空中传播。另一方面，天线也可接收空中的 无线信号，转换为电压或电流后再经由无线通讯装置进行处理，以达到无线传输的目的。
由于，无线通讯的发展使得手持行动装置，例如行动电话(mobil印hone)、个人 数字助理(PDA)或智能型手机(smart phone)等，皆为现代人带来生活上的便利性，而手持 行动装置的收讯好坏与天线有着密不可分的关系。由于，天线为传送与接收电磁波的窗口， 是收发无线讯号的重要装置，因此天线设计的好坏，关系到无线通讯装置的传输效能。
然而，随着电子产品逐渐朝向轻薄化与微型化的趋势迈进时，手持行动装置的体 积也受到影响而日益縮小。当手持行动装置的体积縮小，同时表示手持行动装置中的天线， 所分配到的布局空间将受到限制。在手持行动装置内部有限的空间，所设计出来的天线效 率自然会受到影响，而使得天线效率不好，进而影响通讯质量。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种环形天线，且该环形天线为可伸縮式。当本发明所提出 的环形天线装设于手持行动装置内，可将环形天线利用伸縮的方式来提高天线效率，如此 可改善手持装置日益縮小的天线空间而对收讯所造成的影响。 本发明提出一种环形天线，包含基板、第一辐射部、第一连接部、第二连接部及第 二辐射部。基板具有第一表面与第二表面，且第一表面上具有接地面。第一辐射部一端设 置于第一表面且邻近该端的基板具有馈入点，另一端设置于第二表面，而形成环形。第一连 接部具有第一端与第二端，第一端设置于第一表面且耦接于接地面。第二连接部具有第三 端与第四端，第三端设置于第二表面且经由基板耦接于第一辐射部。第二辐射部以滑动方 式设置于第一连接部的第二端与第二连接部的第四端之间，用以调整与第一辐射部所形成 的环形辐射路径。
本发明还提出一种环形天线，包含基板、第一辐射部、第一连接部、第二连接部、
第二辐射部、匹配电路。基板具有第一表面与第二表面与馈入点。第一辐射部一端设置于
第一表面且另一端设置于第二表面，而形成环形。第一连接部具有第一端与第二端，第一端
设置于第一表面且经由基板而接地。第二连接部具有第三端与第四端，第三端设置于第二
表面且经由基板耦接于第一辐射部。第二辐射部以滑动方式设置于第一连接部的第二端与
第二连接部的第四端之间，用以调整与第一辐射部所形成的环形辐射路径。匹配电路耦接
于第一辐射部，用以匹配第一辐射部与第二辐射部。 有关本发明的较佳实施例及其功效，兹配合图式说明如后。
图1A :环形天线的第一实施例示意图(一 ) 图IB :环形天线的第一实施例示意图(二 ) 图1C :环形天线的第一实施例剖面图 图2A :环形天线的第二实施例示意图(一 ) 图2B :环形天线的第二实施例示意图(二 ) 图3A :环形天线延展前Sll反射系数的频率响应图 图3B :环形天线延展后Sll反射系数的频率响应图 主要组件符号说明10第一辐射部20第二辐射部22支撑件24软性印刷电路板30基板32第一表面34第二表面40第一连接部41Zr^y 丄山 鬼一顺42Zr^y ~ 丄山 鬼 一顺50第二连接部51Zr^y ~"丄山 鬼二顺52第四端62第一匹配单元64第二匹配单元
具体实施例方式
0032] 请同时参照图1A，为环形天线的第一实施例示意图(一)，与图IC，为环形天线的 第一实施例剖面图。本发明所提出的环形天线包含一第一辐射部10、一第二辐射部20、一 基板30、一第一连接部40、一第二连接部50。 基板30具有一第一表面32与一第二表面34。其中，基板30可为手持行动装置， 例如行动电话、个人数字助理或智能型手机等的印刷电路板(PCB)。第一辐射部10 —端 设置于第一表面32，且位于该端附近的基板30上具有馈入点(如图2A中所示)，而另一端 设置于第二表面34。由图1A中所示可知，第一辐射部10于基板30的第一表面32与第二 表面34之间形成环形，且第一辐射部10为固定的设置于基板30，因此第一辐射部10属于 固定式环型辐射部。 由图1C中所示可知，第一连接部40具有一第一端41与一第二端42，其中第一端 41设置于第一表面32且位于第一端41的第一表面32上具有接地面(图中未示)，使第一 端41耦接于接地面。第二连接部50具有一第三端51与一第四端52，第三端51设置于第二表面34且耦接于第一辐射部10。其中，第一连接部40可采用弹性顶针(pogo pin)的设 计方式，使第一连接部40耦接第二辐射部20之处(亦即第二端42)为顶针，如此可让第二 辐射部20与第一连接部40藉由顶针而电性导通。同样的，第二连接部50也可采用弹性顶 针的设计方式，使第二连接部50耦接第二辐射部20之处(亦即第四端52)为顶针，如此可 让第二辐射部20与第二连接部50藉由顶针而电性导通。 第二辐射部20是以滑动方式设置于第一连接部40的第二端42与第二连接部50 的第四端52之间。由图1A中所示可知，第二辐射部20可在第一连接部40与第二连接部 50之间伸縮滑动，因此相对于第一辐射部20属于固定式环型辐射部，而第二辐射部20便属 于移动式环型辐射部。 请同时参照图1A与图1B，由两图比较可知，图1A为第二辐射部20伸縮之前的环 形天线示意图，而图1B为第二辐射部20伸縮之后的环形天线示意图。于此，第二辐射部20
与第一辐射部io两者可共同形成整体环形天线的环形辐射路径，而藉由滑动第二辐射部
20可用以调整环形辐射路径。如图1A拉伸之前的环形天线，其环形辐射路径较短，而图1B 拉伸之后的环形天线，其环形辐射路径较长。 上述的第二辐射部20可包含一支撑件22与一软性印刷电路板(flexible printed circuit, FPC) 24。支撑件22由非金属导体的材质所构成。相对的，软性印刷电路 板24由金属导体的材质所构成。如图1A中所示，软性印刷电路板24贴附于支撑件22靠 近第一连接部40与第二连接部50之侧。由于，支撑件22并非导体为单纯用以支撑软性印 刷电路板24，因此即使软性印刷电路板24贴附于支撑件22，两者也不会产生讯号的干扰。
天线的特性中，当辐射部的电气长度越长，所产生的天线效能会越好，但由于天线 所装设的通讯装置的空间有限，因此无法无限的扩展辐射部的电气长度。因此，本发明提出 第一辐射部10与第二辐射部20的电气长度其最佳者至少为1/4波长(入)。
请参照图2A，该图所示为环形天线的第二实施例示意图( 一 )。于第二实施例中 更包含一匹配电路，于此匹配电路可包含一第一匹配单元62与一第二匹配单元64。
首先，简单说明匹配(match)的功用。每一天线皆具有其工作频率点，举例说明， 假设天线的理想工作频率点为2. 4GHz，但有时天线实际产生的工作频率点位在2. 35GHz或 2. 45GHz等，此时偏离正常工作频率点2. 4GHz的2. 35GHz或2. 45GHz即为频偏点。而匹配 电路便可用以修正频偏点，使频偏点可调整回所需的正常工作频率点。于此，第一匹配单元 62与第二匹配单元64可由电容或电感等组件所组成，其中电容可将工作频率往高频方向 调整，而电感可将工作率往低频方向调整。此外，匹配电路也具有使环形天线可达到50奥 姆阻抗匹配的功用。 于此，第一匹配单元62设置于基板30，耦接至基板30上的馈入点，用以匹配第一 辐射部10与第二辐射部20。第二匹配单元64设置于第二辐射部20的软性印刷电路板24 上，当环形辐射路径为最大时(亦即第二辐射部20滑动拉伸至最大时)，第二匹配单元64 与第一匹配单元62共同匹配第一辐射部10与第二辐射部20。 第一匹配单元62用来匹配尚未拉出的第二辐射部20与第一辐射部10所组成的 拉伸前的环形天线。请续参照图2A，第二辐射部20尚未拉出，其所形成拉伸前环形天线的 环形辐射路径，图中以虚线绘制其讯号流向。首先，讯号由馈入点流向第一匹配单元62，之 后沿着第一辐射部10由第一表面32流到第二表面34，再藉由第二连接部50流向第二辐射部20，此时由于第二辐射部20尚未拉出，因此讯号不会流经第二匹配单元64，而直接沿着 第二辐射部20流往第一表面32，最后流向第一连接部40而接地，完成拉伸前环形天线的第 一操作频率的环形辐射路径。 由上述说明可知，当第二辐射部20尚未拉出时，讯号所流经的环形辐射路径仅会 经过第一匹配单元62，因此当环形天线拉伸前，是由第一匹配单元62来执行匹配的动作。
请参照图2B为环形天线的第二实施例示意图(二 )。第二匹配单元64用来匹配 第二辐射部20拉出后，第二辐射部20与第一辐射部10所组成的环形天线。图2B中第二 辐射部20已拉出，此时第一辐射部10与第二辐射部20所形成的环形天线的环形辐射路 径，同样以虚线绘制其讯号流向。首先，讯号由馈入点流向第一匹配单元62，之后沿着第一 辐射部10由第一表面32流到第二表面34，藉由第二连接部50流向第二辐射部20，此时由 于第二辐射部20已拉出，因此讯号会流经第二匹配单元64，再沿着第二辐射部20流往第一 表面32，最后流向第一连接部40而接地，完成拉伸后环形天线的第二操作频率的环形辐射 路径。 由上述说明可知，当第二辐射部20拉出后，讯号所流经的环形辐射路径会同时经 过第一匹配单元62与第二匹配单元64，因此当环形天线伸縮后，会由第一匹配单元62与第 二匹配单元64共同来执行匹配的动作。 请同时参照图3A与图3B分别为环形天线延展前与延展后，Sll反射系数的频率 响应图。于此所称的延展前与延展后，即为第二辐射部20伸縮前与伸縮后。图3A以环形 天线延展前，环形辐射路径为13. 7公分为例，所得的实验图形，且假设所需的工作频率为 2. 442GHz。由图3A右上角可看出实验所得的数据为在2. 442GHz，环形天线测得-12. 36dB。 相对的，图3B以环形天线延展后，环形辐射路径为26公分为例，所得的实验图形，同样假设 所需的工作频率为2.442GHz。由图3B右上角可看出实验所得的数据为在2. 442GHz，天线 测得-15. 89dB。由此可知，当环形天线经延展后可得到较佳的dB值。 此外，同样以图3A与图3B的条件，实验所得的天线效率，当环形天线延展前的天 线效率为81. 07%，而当环形天线延展后的天线效率提升为92. 42%。由此，可清楚得知，藉 由本发明所提出的可伸縮式的环形天线，可在手持装置日益縮小的空间内用以提升天线效率。 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权利要求所界定者为准。
权利要求
一种环形天线，包含一基板，具有一第一表面与一第二表面，且该第一表面上具有一接地面；一第一辐射部，一端设置于该第一表面且邻近该端的该基板具有一馈入点，另一端设置于该第二表面，而形成一环形；一第一连接部，具有一第一端与一第二端，该第一端设置于该第一表面且耦接于该接地面；一第二连接部，具有一第三端与一第四端，该第三端设置于该第二表面且经由该基板耦接于该第一辐射部；及一第二辐射部，以滑动方式设置于该第一连接部的该第二端与该第二连接部的该第四端之间，用以调整与该第一辐射部所形成的一环形辐射路径。
2. 如权利要求1所述的环形天线，其特征在于该第二辐射部包含 一支撑件，为非金属导体；及一软性印刷电路板(FPC)，贴附于该支撑件，且为金属导体。
3. 如权利要求1所述的环形天线，其特征在于该第一连接部包含一弹性顶针(pogo pin)。
4. 如权利要求1所述的环形天线，其特征在于该第二连接部包含一弹性顶针(pogo pin)。
5. 如权利要求1所述的环形天线，其特征在于更包含一第一匹配单元，设置于该基板，并耦接至该馈入点，用以匹配该第一辐射部与该第二 辐射部。
6. 如权利要求5所述的环形天线，其特征在于，更包含一第二匹配单元，设置于该第二辐射部，当该环形辐射路径为最大时，与该第一匹配单 元共同匹配该第一辐射部与该第二辐射部。
7. —种环形天线，包含一基板，具有一第一表面、一第二表面与一馈入点；一第一辐射部， 一端设置于该第一表面且另一端设置于该第二表面，而形成一环形； 一第一连接部，具有一第一端与一第二端，该第一端设置于该第一表面且经由该基板 而接地；一第二连接部，具有一第三端与一第四端，该第三端设置于该第二表面且经由该基板 耦接该第一辐射部；一第二辐射部，以滑动方式设置于该第一连接部的该第二端与该第二连接部的该第四 端之间，用以调整与该第一辐射部所形成的一环形辐射路径；及一匹配电路，耦接于该第一辐射部与该第二辐射部，用以匹配该第一辐射部与该第二 辐射部。
8. 如权利要求7所述的环形天线，其特征在于该第二辐射部，包含 一支撑件，为非金属导体；及一软性印刷电路板(FPC)，贴附于该支撑件，且为金属导体。
9. 如权利要求7所述的环形天线，其特征在于该第一连接部包含一弹性顶针(pogo pin)。
10. 如权利要求7所述的环形天线，其特征在于该第二连接部包含一弹性顶针(pogo pin)。
11. 如权利要求7所述的环形天线，其特征在于该匹配电路包含 一第一匹配单元，设置于该基板，并耦接至该馈入点处，用以匹配该第一辐射部与该第二辐射部。
12. 如权利要求11所述的环形天线，其特征在于，更包含一第二匹配单元，设置于该第二辐射部，当该环形辐射路径为最大时，与该第一匹配单 元共同匹配该第一辐射部与该第二辐射部。
全文摘要
一种环形天线，包含基板、第一辐射部、第一连接部、第二连接部及第二辐射部。基板具有第一表面与第二表面。第一辐射部一端设置于第一表面且另一端设置于第二表面，而形成环形。第一连接部具有第一端与第二端，第一端设置于第一表面且接地。第二连接部具有第三端与第四端，第三端设置于第二表面且经由基板耦接于第一辐射部。第二辐射部以滑动方式设置于第一连接部的第二端与第二连接部的第四端之间，用以调整与第一辐射部所形成的环形辐射路径。
文档编号H01Q7/00GK101740851SQ20081017526
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月10日 优先权日2008年11月10日
发明者涂元亨 申请人:倚天资讯股份有限公司