天线模块的制作方法

本实用新型与无线信号有关；特别是指一种天线模块。

背景技术：

随着无线通信科技的进步，越来越多电子产品通过无线信号进行数据传输。在无线系统之中，无线信号收发器则是作为无线信号的发送与接收之用，例如无线信号存取装置(Accesses point)。

现有的无线信号收发器包含有一电路板、一信号处理电路电与一天线，其中，信号处理电路设置于电路板上，天线独立于电路板之外且通过电接头或导线与电路板连接。如此的设计的缺点在于天线将占去相当的空间。此外，单独一个天线并无法让天线所发射的无线信号的波束任意地被操控制其发射的方向。在通讯装置尺寸日益精巧的今日，如何在有限空间内，设计出体积小，且具有良好辐射效果的天线，是目前业界努力的方向之一。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种天线模块，具有体积小、且可操控无线信号的波束的方向。

为达成上述目的，本实用新型提供的一种天线模块，包括一电路板与至少一天线组，其中天线组包括一驱动天线与多个寄生天线，驱动天线设置于电路板上；对应的寄生天线以驱动天线为中心且环绕驱动天线并设置于电路板上。

其中，驱动天线呈圆柱状，具有相连接的一第一段与一第二段，驱动天线的第二段位于驱动天线的第一段与电路板之间，第一段的直径大于第二段的直径，且第一段的长度大于第二段的长度。

其中，驱动天线的第一段的直径为7mm，长度为17mm；驱动天线的第二段的直径为5mm，长度为5mm。

其中，各寄生天线呈圆柱状，具有相连接的一第一段与一第二段，各寄生天线的第一段的直径大于各寄生天线的第二段的直径，且各寄生天线的第一段的长度大于各寄生天线的第二段的长度。

其中，各寄生天线的第一段的直径为5mm，长度为23mm。

其中，些寄生天线的数量为四个；相邻两寄生天线的中心轴线之间的距离为55～65mm之间；驱动天线的中心轴线至各寄生天线的中心轴线之间的距离为37.4～47.4mm之间。

其中，驱动天线呈圆柱状，具有依序连接的一第一段、一第二段与一第三段，其中，驱动天线的第三段位于驱动天线的第二段与电路板之间；驱动天线的第二段的直径大于驱动天线的第一段与驱动天线的第三段的直径，且驱动天线的第二段的长度大于驱动天线的第三段的长度，驱动天线的第一段的长度小于驱动天线的第二段的长度。

其中，驱动天线的第一段的直径为2.6mm，长度为2mm；驱动天线的第二段的直径为5mm，长度为5mm；驱动天线的第三段的直径为2.6mm，长度为4mm。

其中，各寄生天线呈圆柱状，具有相连接的一第一段与一第二段，各寄生天线的第一段的直径大于各寄生天线的第二段的直径，且各寄生天线的第一段的长度大于各寄生天线的第二段的长度；各寄生天线的第二段焊接于电路板的一焊接孔。

其中，各寄生天线第一段的直径为2.6mm，长度为15mm。

其中，些寄生天线的数量为四个；相邻两寄生天线的中心轴线之间的距离为25～35mm之间；驱动天线的中心轴线至各寄生天线的中心轴线之间的距离为16.2～26.2mm之间。

其中，至少一天线组的数量为多个，包含二第一天线组与二第二天线组，各第一天线组对应一第一频带，各第二天线组对应一第二频带，且第一频带与第二频带的频率范围不同；二第一天线组为错位设置，二第二天线组为错位设置，且每一第一天线组与二第二天线组相邻。

其中，天线组包含一第一支撑板与一第二支撑板分别结合于电路板，且第一支撑板与第二支撑板相交会；驱动天线布设于第一支撑板；些寄生天线包含四第一寄生天线，其中二个第一寄天线布设于第一支撑板，另二个第一寄生天线布设于第二支撑板。

其中，第一支撑板具有一嵌槽，嵌槽位于驱动天线的上方；第二支撑板嵌于嵌槽。

其中，些寄生天线包含四第二寄生天线，其中二个第二寄天线布设于第一支撑板，另二个第二寄生天线布设于第二支撑板，且各第二寄生天线位于各第一寄生天线与驱动天线之间。

其中，驱动天线具有一顶部、一身部及位于身部两侧的二侧部，其中，顶部连接于身部，且顶部的长度小于身部的长度，顶部的宽度大于身部的宽度；各侧部往远离身部的方向具有依序连接的一第一段、一第二段与一第三段，第一段连接于身部，第二段的长度大于第一段的长度且小于第三段的长度，其中顶部的长度为5mm，宽度为10mm；身部的长度为15.5mm，宽度为4mm；各侧部的第一段的长度为1.5mm；各侧部的第二段的长度为4.5mm；各侧部的第三段的长度为9.5mm。

其中，驱动天线的中心轴线至位于第一支撑板上的各第一寄生天线的中心轴线之间的距离为35.19～45.19mm之间；驱动天线的中心轴线至位于第一支撑板上的各第二寄生天线的中心轴线之间的距离为16.85～25.85mm之间。

其中，驱动天线的中心轴线至位于第二支撑板上的各第一寄生天线的中心轴线之间的距离为26.34～36.34mm之间；驱动天线的中心轴线至位于第二支撑板上的各第二寄生天线的中心轴线之间的距离为5.6～15.6mm之间。

其中，位于第一支撑板上的各第一寄生天线的中心轴线至位于第二支撑板上的各第一寄生天线的中心轴线之间的距离为45.87～55.87mm之间；位于第一支撑板上的各第二寄生天线的中心轴线至位于第二支撑板上的各第二寄生天线的中心轴线之间的距离为16.85～.26.85mm之间。

本实用新型的效果在于，借由驱动天线与寄生天线于电路板上位置的配置，具有所占空间小，且形成波束可操控的天线模块，满足操控无线信号的波束往特定方向发射的需求。

附图说明

图1为本实用新型第一优选实施例的天线模块的立体图。

图2为本实用新型上述优选实施例的天线模块的俯视图。

图3为本实用新型上述优选实施例的天线模块的仰视图。

图4为本实用新型上述优选实施例的驱动天线的侧视图。

图5为本实用新型上述优选实施例的寄生天线的侧视图。

图6为本实用新型上述优选实施例的天线模块的操作于2.4GHz的频带的场型图。

图7为本实用新型第二优选实施例的天线模块的立体图。

图8为本实用新型上述优选实施例的天线模块的俯视图。

图9为本实用新型上述优选实施例的天线模块的仰视图。

图10为本实用新型上述优选实施例的驱动天线的侧视图。

图11为本实用新型上述优选实施例的寄生天线的侧视图。

图12为本实用新型上述优选实施例的天线模块的操作于5GHz的频带的场型图。

图13为本实用新型第三优选实施例的天线模块的立体图。

图14为本实用新型上述优选实施例的天线模块的俯视图。

图15为本实用新型第四优选实施例的天线模块的立体图。

图16为本实用新型上述优选实施例的第一支撑板正视图。

图17为本实用新型上述优选实施例的第二支撑板正视图。

图18为本实用新型上述优选实施例的天线模块的操作于2.4GHz的频带的场型图。

图19为本实用新型上述优选实施例的天线模块的操作于5GHz的频带的场型图。

【符号说明】

[本实用新型]

1 天线模块

10电路板 102焊接孔 12天线组

14驱动天线 142第一段 144第二段

146第三段 16寄生天线 162第一段

164第二段

2 天线模块

20电路板 202焊接孔 24天线组

26驱动天线 262第一段 264第二段

266第三段 268第四段 28寄生天线

282第一段 284第二段

3 天线模块

30电路板 32第一天线组 34第二天线组

4 天线模块

40电路板 402焊垫 404插孔

42天线组 44驱动天线 44a焊垫

442顶部 444身部 446侧部

446a第一段 446b第二段 446c第三段

46第一寄生天线 46a焊垫 48第二寄生天线

48a焊垫 50第一支撑板 502凸柱

504嵌槽 52第二支撑板 522凸柱

524缺口 526嵌槽

L1、L2 距离

具体实施方式

为能更清楚地说明本实用新型，兹举一优选实施例并配合图式详细说明如后。请参图1至图5所示，为本实用新型第一优选实施例的天线模块1，包含一电路板10与一天线组12，其中：

电路板10为印刷电路板，电路板10开设有多个焊接孔102，且电路板10上设置有控制天线组12的控制电路(图未示)及将电信号转换为无线信号的信号处理电路(图未示)。

天线组12包括一驱动天线14与多个寄生天线16，本实施例中，驱动天线14受控制电路控制，发射中心频率为2.4GHz的频带的无线信号；寄生天线16个别受控制电路控制而将驱动天线14所发射的无线信号导引或反射到特定的方向，使天线组12构成波束可操控的天线。

请配合图4，驱动天线14呈圆柱状，具有依序连接的一第一段142、一第二段144与一第三段146，其中，第一段142形成驱动天线14的顶部负载(Top Load)，第一段142的直径大于第二段144的直径，第一段142的长度大于第二段144的长度；第二段144位于第一段142与电路板10之间；第三段146的直径小于第二段144的直径，第三段146形成驱动天线14的焊针(Solder Pin)，第三段146通过锡膏(Solder Paste)焊接于电路板10的焊接孔102，使驱动天线14设置于电路板10上。本实施例中，第一段142的直径为7mm，长度为17mm；第二段144的直径为5mm，长度为5mm；第三段146的直径为2.5mm，长度为1.6mm。实务上，因为第三段146仅供焊接使用，也可不设置第三段146，而将第二段144直接焊接于电路板上。

寄生天线16的数量于本实施例中为四个，但不以此为限，寄生天线16环绕分布于驱动天线14的周围且以驱动天线14为中心设置于电路板10上。请配合图5，各寄生天线16呈圆柱状，具有相连接的一第一段162与一第二段164，第一段162的直径大于第二段164的直径，第一段162的长度大于第二段164的长度；第二段164形成寄生天线16的焊针，通过锡膏焊接于电路板10的焊接孔102，使寄生天线16设置于电路板10上。本实施例中，寄生天线16第一段162的直径为5mm，长度为23mm；第二段164的直径为2.5mm，长度为1.6mm。各寄生天线16的中心轴线与驱动天线14的中心轴线的距离相等，寄生天线16的中心轴线至驱动天线14的中心轴线之间的距离L1为37.4～47.4mm之间，于本实施例中为42.4mm。相邻两寄生天线16的中心轴线之间的距离L2为55～65mm之间，于本实施例中为60mm。

请配合图2与图6，其中图6的(a)图为控制天线组12发射的无线信号波束全向(Omni directional)发射的场型；(b)图为控制天线组12，使无线信号的波束被操控而往图2右侧方向发射的场型；(c)图为控制天线组12，使无线信号的波束被操控而往图2上侧方向发射的场型；(d)图为控制天线组12，使无线信号的波束被操控而往图2下侧方向发射的场型；(e)图为控制天线组12，使无线信号的波束被操控而往图2左侧方向发射的场型。

由上述可知，本实施例的天线模块1借由驱动天线14与寄生天线16于电路板10上位置的配置，具有所占空间小，且可以形成波束可操控的天线模块1，藉以满足操控无线信号的波束强化特定方向发射的需求。

图7至图11所示者为本实用新型第二优选实施例的天线模块2，其具有大致相同于第一实施例的结构，包含一电路板20与一天线组24，不同的是：

本实施例中，驱动天线26是用来发射中心频率为5GHz的频带的无线信号，更详而言，驱动天线26具有依序连接的一第一段262、一第二段264、一第三段266与一第四段268，其中，第二段264形成驱动天线26的中间负载(Medium Load)，第三段266位于第二段264与电路板20之间；第二段264的直径大于第一段262与第三段266的直径，且第二段264的长度大于第三段266的长度，第一段262的长度小于第二段264的长度；第四段268的直径小于第三段266的直径，第四段268形成驱动天线的焊针，第四段268通过锡膏焊接于电路板20的焊接孔202。本实施例中，第一段的直径为2.6mm，长度为2mm；第二段的直径为5mm，长度为5mm；第三段266的直径为2.6mm，长度为4mm；第四段268的直径为2.5mm，长度为1.6mm。实务上，亦可不设置第四段268，而将第三段直接焊接于电路板20上。

寄生天线28具有相连接的一第一段282与一第二段284，第一段282的直径大于第二段284的直径，且第一段282的长度大于第二段284的长度；第二段284形成焊针焊接于电路板20的焊接孔202。本实施例中，第一段282的直径为2.6mm，长度为15mm，第二段284的直径为1mm，长度为1.6mm。寄生天线28的中心轴线至驱动天线26的中心轴线之间的距离L1为16.2～26.2mm之间，于本实施例中为21.2mm。相邻两寄生天线28的中心轴线之间的距离L2为25～35mm之间，于本实施例中为30mm。

请配合图8与图12，其中图12的(a)图为控制天线组24发射的无线信号波束全向发射的场型；(b)图为控制天线组24，使无线信号的波束被操控而往图8右侧方向发射的场型；(c)图为控制天线组24，使无线信号的波束被操控而往图8上侧方向发射的场型；(d)图为控制天线组24，使无线信号的波束被操控而往图8下侧方向发射的场型；(e)图为控制天线组24，使无线信号的波束被操控而往图8左侧方向发射的场型。

由上述可知，本实施例的天线模块2同样可以达到减少占用空间及操控无线信号的波束往特定方向发射的需求。

图13与图14所示者为本实用新型第三优选实施例的天线模块，其是以第一、第二实施例为基础，包含一电路板30与多个天线组，天线组包含二第一天线组32与二第二天线组34，其中，各第一天线组32的结构与第一实施例的天线组12结构相同，各第二天线组34的结构与第二实施例的天线组24结构相同。各第一天线组32对应一第一频带(频率对应2.4GHz的频带)，各第二天线组34对应一第二频带(频率对应5GHz的频带)，且第一频带与第二频带的频率范围不同。二第一天线组32为错位设置，二第二天线组34为错位设置，且每一个第一天线组32与二个第二天线组34相邻设置。藉此，本实施例的天线模块3可以形成2×2MIMO(Multiple Input Multiple Output)的天线模块，但并不以此数量或组成为限。

图15至图17所示者为本实用新型第四优选实施例的天线模块4，包含有一电路板40与至少一天线组42，本实施例为多个天线组42。

电路板40上布设有多数个焊垫402，且开设有多个插孔404，另外，电路板40设置有控制各天线组的控制电路(图未示)及信号处理电路(图未示)。

本实施例的各天线组42的结构相同，兹以图15右下角的天线组42为例说明。天线组42包括一个驱动天线44、多个寄生天线多个支撑板。寄生天线包括四第一寄生天线46与四第二寄生天线48，与前述各实施例不同的是，本实施例的驱动天线44及第一、第二寄生天线46,48寄生天线是以平面布局(layout)的方式布设于支撑板上，而支撑板插设于电路板40的插孔404，其中支撑板可以印刷电路板的技术实现，但不以此为限。

更详而言，请配合图16与图17，支撑板还包含一第一支撑板50与一第二支撑板52，第一支撑板50与第二支撑板52的底部分别具有一凸柱502,522，凸柱502,522供插入电路板40的插孔404。第一支撑板50于顶部中央处凹入有一嵌槽504，第二支撑板52中央处具有一矩形的缺口524由下往上凹入形成，缺口524顶部边缘的中央处向上凹入成形另一嵌槽526，借由第一、第二撑板50,52的嵌槽504,526相嵌合使第一、第二支撑板50,52垂直交会。

第一支撑板50上布设有驱动天线44、二个第一寄生天线46与二个第二寄生天线48。驱动天线44位于嵌槽504下方，二个第一寄生天线46分别位于驱动天线44的左、右两侧，二个第二寄生天线48分别位于驱动天线44的左、右两侧且位于各第一寄生天线46与驱动天线44之间。

第二支撑板52上布设有二个第一寄生天线46与二个第二寄生天线48，其中，二个第二寄生天线48分别位于缺口524的两侧，二个第二寄生天线48位分别位于第二寄生天线48的外侧，使第二寄生天线48位于第一寄生天线46与驱动天线44之间。

驱动天线44与第一、第二寄生天线46,48各具有一焊垫44a,46a,48a，焊垫44a,46a,48a是通过锡贴片焊接于电路板40的焊垫402上，藉此，第一、第二支撑板50,52上的第一、第二寄生天线46,48以驱动天线44为中心设置于电路板40上。

本实施例的驱动天线44为双频单极天线用来发射中心频率为2.4GHz及5GHz的频带的无线信号，请配合图16，驱动天线44具有一顶部442、一身部444及位于身部444两侧的二侧部446，其中，顶部442形成驱动天线44的顶部负载，顶部442连接于身部444的上方，且顶部442的长度小于身部444的长度，顶部442的宽度大于身部444的宽度。各侧部446往远离身部444的方向具有依序连接的一第一段446a、一第二段446b与一第三段446c，第一段446a连接于身部444，第二段446b于第二支撑板纵向上的长度大于第一段446a的长度且小于第三段446c的长度。二个侧部446形成驱动天线44的底部负载(Bottom Load)。本实施例中，顶部442的长度为5mm，宽度为10mm；身部444的长度为15.5mm，宽度为4mm；各侧部446的第一段446a的长度为1.5mm，宽度为2mm；各侧部446的第二段446b的长度为4.5mm，宽度为2.5mm；各侧部446的第三段446c的长度为9.5mm，宽度为2.5mm。本实施例中，顶部442是对应2.4GHz的频带，二侧部446是对应5GHz的频带。

第一、第二支撑板50,52上的第一寄生天线46的长度为22.8mm，宽度为3.5mm；第二寄生天线48的长度为12.8mm，宽度为2mm。第一寄生天线46是受控制电路控制而将驱动天线44所发射的2.4GHz无线信号导引或反射到特定的方向；第二寄生天线48是受控制电路控制而将驱动天线44所发射的5GHz无线信号导引或反射到特定的方向。

驱动天线44的中心轴线至位于第一支撑板50上的各第一寄生天线46的中心轴线之间的距离为35.19～45.19mm之间，于本实施例为40.19mm；驱动天线44的中心轴线至位于第一支撑板50上的各第二寄生天线48的中心轴线之间的距离为16.84～25.85mm之间，于本实施例为21.85mm。

驱动天线44的中心轴线至位于第二支撑板52上的各第一寄生天线46的中心轴线之间的距离为26.34～36.34mm之间，于本实施例为31.34mm；驱动天线44的中心轴线至位于第二支撑板52上的各第二寄生天线48的中心轴线之间的距离为5.6～15.6mm之间，于本实施例为10.6mm。

位于第一支撑板50上的各第一寄生天线46的中心轴线至位于第二支撑板52上的各第一寄生天线46的中心轴线之间的距离为45.87～55.87mm之间，于本实施例为50.87mm；位于第一支撑板50上的各第二寄生天线48的中心轴线至位于第二支撑板52上的各第二寄生天线48的中心轴线之间的距离为16.85～.26.85mm之间，于本实施例为20.85mm。

请配合图15及图18，以右下角的天线组42发射2.4GHz无线信号为例说明，其中图18的(a)图为控制天线组42发射的无线信号波束全向(Omni directional)发射的场型；(b)图为控制天线组42，使无线信号的波束被操控而往图15右侧方向发射的场型；(c)图为控制天线组42，使无线信号的波束被操控而往图15上侧方向发射的场型；(d)图为控制天线组42，使无线信号的波束被操控而往图15下侧方向发射的场型；(e)图为控制天线组42，使无线信号的波束被操控而往图15左侧方向发射的场型。

请配合图15及图19，以右下角的天线组42发射5GHz无线信号为例说明，其中图19的(a)图为控制天线组42发射的无线信号波束全向(Omni directional)发射的场型；(b)图为控制天线组42，使无线信号的波束被操控而往图15右侧方向发射的场型；(c)图为控制天线组42，使无线信号的波束被操控而往图15上侧方向发射的场型；(d)图为控制天线组42，使无线信号的波束被操控而往图15下侧方向发射的场型；(e)图为控制天线组42，使无线信号的波束被操控而往图15左侧方向发射的场型。

藉此，本实施例的天线模块4可以形成3×3MIMO(Multiple Input Multiple Output)的天线模块。

由上述可知，本实施例的天线模块4同样可以达到节省空间及操控无线信号的波束往特定方向发射的需求。实务上，第一、第二支撑板50,52上亦可仅设置第一寄生天线46而不设置第二寄生天线48，或者仅设置第二寄生天线48而不设置第一寄生天线46，而成为单频带的天线组42。

据上所述，本实用新型的天线模块借由在电路板上配置驱动天线及多个围绕于驱动天线的寄生天线，可供控制天线组发射全向或发射往特定方向的无线信号的波束，形成波束可操控的天线模块，有效减少天线模块所占用的空间，且电路板上亦可供设置控制电路，更达到减少无线信号收发装置所占用的空间。

以上所述仅为本实用新型优选可行实施例而已，举凡应用本实用新型说明书及申请专利范围所为的等效变化，理应包含在本实用新型的专利范围内。