具有隔离机制的立体式天线的制作方法

本实用新型是关于立体式天线，尤指一种设有低频段隔离金属板及/或高频段隔离金属板，且能对该立体式天线作用于低频段或高频段时，形成良好的隔离(Isolation)作用的立体式天线。

背景技术：

随着无线通信产业的迅速发展，各种无线通信设备亦不断地推陈出新，市场上对这些无线通信设备的要求，除了着重其外观上的轻薄短小，更着重其是否能兼顾稳定传输信号的通信质量，其中，「天线」更是这些无线通信设备中，用以收发无线信号并传输数据所不可或缺的关键元件，其相关技术的研发亦随着无线通信产业的迅速发展，成为相关技术领域所关注的焦点。

承上，「天线」是一种能将电磁能量(electromagnetic energy)发射至空间中或从空间中接收电磁能量的导电体或导电系统，一般言，天线会同时朝四面八方辐射出电磁能量，令该电磁能量所形成的无线信号能被远程的其他电子设备所接收，而根据不同的天线结构，无线信号在不同方向的传输效能也有所差异，然而，对于小坪数的房型来说，为能节省居住空间，有愈来愈多使用者采用「嵌入式无线基地台」的产品，但是，由于「嵌入式无线基地台」的使用方式，是嵌入于墙壁中，因此，其天线设计及天线所能形成的场形、隔离度、返回损失比…等特性，均较一般桌上型无线基地台更为严苛与困难。

现以隔离度(Isolation)为例，当「嵌入式无线基地台」使用双频MIMO天线的结构时，本领域工作人员通常是调整两支天线彼此之间的空间、距离，以形成特定频段(如：2G、5G)所需的隔离作用，但前述结构会受到轻薄化影响而加大设计难度，同时，本领域工作人员亦需逐一将复数天线分别组装至电路板上，拖延了生产效率，此外，当本领域工作人员所使用的天线为立体式结构时，往往会因工作人员或机器施力不当，造成天线弯折，进而无法正常工作。故，如何针对「嵌入式无线基地台」设计出更为适用的天线架构，即成为本实用新型在此亟欲解决的一重要课题。

技术实现要素：

有鉴于应用至「嵌入式无线基地台」与一般桌上型无线基地台的安装环境不同，且其所采用的多支天线均为独立设置，进而造成生产与设计上的难度，故，发明人经过长久努力研究与实验，终于开发设计出本实用新型的一种具有隔离机制的立体式天线，以期通过本实用新型的问世，能有效解决前述问题。

本实用新型的一目的，提供一种具有隔离机制的立体式天线，应用于一嵌入式无线基地台，且能固定至一电路板上，包括一第一天线、一第二天线、一电性金属线与至少一低频段隔离金属板，其中，该第一天线与第二天线的构形相同，且分别位于电路板上相对应的位置，并相隔一距离，这些天线分别设有一主板体与一辅板体，该主板体的底端设有一馈入端，以能与一馈入元件相电气连接，该主板体的顶端则沿该电路板的轴线方向延伸，并与该辅板体的顶端相连接，该辅板体的中间区段会与该板体相隔一间距，且该辅板体的底端则固定至该电路板，又，该电性金属线的两端分别连接至各该辅板体，另，该低频段隔离金属板的底端连接至该电性金属线的中间区域，其顶端则沿该电路板的轴线方向延伸，当该第一天线及该第二天线作用于低频段时，该低频段隔离金属板能产生多轴向电流分布，以形成低频段的解耦合效应。

本实用新型的另一目的，提供一种具有隔离机制的立体式天线，应用于一嵌入式无线基地台，且能固定至一电路板上，包括一第一天线、一第二天线、一电性金属线与二高频段隔离金属板，其中，该第一天线与第二天线的构形相同，且分别位于电路板上相对应的位置，并相隔一距离，这些天线分别设有一主板体与一辅板体，该主板体的底端设有一馈入端，以能与一馈入元件相电气连接，该主板体的顶端则沿该电路板的轴线方向延伸，并与该辅板体的顶端相连接，该辅板体的中间区段会与该板体相隔一间距，且该辅板体的底端则固定至该电路板，又，该电性金属线的两端分别连接至各该辅板体，另，该二高频段隔离金属板分别邻近该二辅板体，其底端会连接至该电性金属线，其顶端则沿该电路板的轴线方向延伸，当第一天线及该第二天线作用于高频段时，该二高频段隔离金属板能分别与该二辅板体产生反向电流，以形成高频段的解耦合效应。

为便于对本实用新型目的、技术特征及其功效，做更进一步的认识与了解，现举实施例配合附图，详细说明如下：

附图说明

图1为本实用新型的第一实施例的示意图；

图2A为本实用新型的第一实施例的第一天线于低频段的电流模拟图；

图2B为本实用新型的第一实施例的第二天线于低频段的电流模拟图；

图3A为本实用新型的第一实施例的第一天线于高频段的电流模拟图；

图3B为本实用新型的第一实施例的第二天线于高频段的电流模拟图；

图4为本实用新型的第一实施例的天线S参数图；

图5为本实用新型的第二实施例的示意图；

图6A为本实用新型的第二实施例的第一天线于低频段的电流模拟图；

图6B为本实用新型的第二实施例的第一天线于高频段的电流模拟图；

图7为本实用新型的第三实施例的示意图；

图8A为本实用新型的第三实施例的第一天线于低频段的电流模拟图；

图8B为本实用新型的第三实施例的第一天线于高频段的电流模拟图；

图9为本实用新型的第四实施例的示意图；

图10A为本实用新型的第四实施例的第一天线于低频段的电流模拟图；及

图10B为本实用新型的第四实施例的第一天线于高频段的电流模拟图。

【主要元件符号说明】

[本实用新型]

第一天线 ......1

第一主板体 ......11

第一馈入端 ......111

第一辐射体 ......12

第一辅板体 ......13

第二天线 ......2

第二主板体 ......21

第二馈人端 ......211

第二辐射体 ......22

第二辅板体 ......23

电性金属线 ......3

低频段隔离金属板 ......41、51、61、71

连接板体 ......411、511

延伸板体 ......413、613、713

高频段隔离金属板 ......42A、42B、52A、52B、62A、62B、72A、72B

电路板 ......E

轴线 ......L

具体实施方式

本实用新型一种具有隔离机制的立体式天线，应用于一嵌入式无线基地台，请参阅图1所示，在一第一实施例中，该立体式天线包括一第一天线1、一第二天线2、一电性金属线3、至少一低频段隔离金属板41与二高频段隔离金属板42A、42B，该立体式天线能由金属片一体成形制成，以提高本领域工作人员的生产便利性及速率，但在本实用新型的其它实施例中，本领域工作人员亦能够采用多片金属片焊接组装而成，又，该立体式天线能够固定于一电路板E上，为避免图面过于复杂，图1省略电路板E上的线路与其它电子元件，惟，本领域技术人员，能够根据产品需求调整该电路板E的样式，只要该立体式天线具有后续说明的相关结构，且能直立架构于电路板E上，即为本实用新型所述的立体式天线。

复请参阅图1所示，该第一天线1能够形成共振低频段(如：2.4GHz～2.5GHz)与高频段(如：5GHz～6GHz)模态，以能接收或发射对应频率的电磁波，在该实施例中，该第一天线1至少由一第一主板体11、一第一辐射体12与一第一辅板体13所构成，其中，该第一主板体11的底端设有一第一馈入端111，该第一馈入端111能与一馈入元件相电气连接，例如，该馈入元件能够为一馈入线，且该馈入线的一端能焊接至该第一馈入端111上，或者，该馈入元件能够为电路板E上的一接点，该第一馈入端111能焊接至该接点，而该接点则能与馈入线相电气连接。

承上，复请参阅图1所示，在该第一实施例中，该第一主板体11的顶端会沿该电路板E的轴线L方向向上延伸，并与该第一辐射体12的一端相连接，该第一辐射体12的另一端则朝垂直该电路板E的轴线L方向水平延伸，意即，该第一辐射体12的底面会与该第一主板体11的内侧面(即，朝向电路板E的方向)保持垂直，又，在该实施例中，该第一辐射体12呈T形，且较细窄的另一端延伸成自由端，但不以此为限，本领域工作人员能够根据产品需求，自行调整该第一辐射体12的造形样式。另，该第一辅板体13与该第一主板体11相隔一间距，且其顶端会与该第一辐射体12的一端相连接，其底端则能固定至该电路板E上，在该实施例中，该第一辅板体13的面积会小于该第一主板体11的面积，且该第一辅板体13的内侧面会与该第一主板体11的内侧面保持于同一水平面。此外，在本实用新型的其它实施例中，根据天线的运作需求，该第一天线1能够为双频天线或单频天线，且该第一天线1能够不设有第一辐射体12，仅使该第一主板体11与第一辅板体13两者的顶端相连接，且其两者的中间区段能相隔一间距。

复请参阅图1所示，在该第一实施例中，该第二天线2的构形相同于该第一天线]，且其于电路板E上的位置亦会对应于该第一天线1，又，该第二天线2至少由一第二主板体21、一第二辐射体22与一第二辅板体23所构成，其中，该第二主板体21的底端设有一第二馈入端211，以能与该电路板E的另一馈入元件(如：馈入线或电路板E上的另一接点)相电气连接，该第二主板体21的顶端沿该电路板E的轴线方向向上延伸，并与该第二辐射体22的一端相连接，该第二辐射体22的另一端会朝垂直该电路板E的轴线L方向水平延伸，意即，该第二辐射体22的底面会与该第二主板体21的内侧面(即，朝向电路板E的方向)保持垂直，同时，该第二辐射体22的另一端能对应于该第一辐射体12的另一端，又，该第二辅板体23与该第二主板体21相隔一间距，且其顶端会与该第二辐射体22的一端相连接，其底端则能固定至该电路板E上，在该实施例中，该第二辅板体23的面积会小于该第二主板体21的面积，且该第二辅板体23的内侧面会与该第二主板体21的内侧面保持于同一水平面，但不以此为限，且第二天线2亦能为双频天线或单频天线，且不设有第二辐射体22。

复请参阅图1所示，在该实施例中，该电性金属线3呈U形(不以此为限)，且其一端能连接至该第一辅板体13，其另一端则能连接至该第二辅板体23，在该第一实施例中，该电性金属线3的两端会位于邻近对应的第一、二辅板体13、23的底端位置，且处于电路板E的周缘，但在本实用新型的其它实施例中，本领域工作人员能够亦能够调整该电性金属线3与第一、二辅板体13、23或电路板E彼此间的位置。

再者，复请参阅图1所示，在该第一实施例中，该低频段隔离金属板41的底端连接至该电性金属线3上，其顶端会先沿该电路板E的轴线L方向向上延伸，并能弯折而朝垂直该电路板E的轴线L方向水平延伸，又，该低频段隔离金属板41尚设有至少一连接板体411(图1以两个连接板体411为例)及至少一延伸板体413(图1以两个延伸板体413为例)，这些连接板体411的底端能连接至该电性金属线3，这些连接板体411的顶端则能倾斜延伸至该低频段隔离金属板41，而这些延伸板体413则会分别朝远离该低频段隔离金属板41的方向延伸(如图1所示)，但不会碰触到该电性金属线3、该第一天线1与该第二天线2，如此，请参阅图2A～2B所示，为立体式天线的电流仿真图，当该第一天线1及该第二天线2各别激发(图2A为第一天线]被激发时，图2B则为第二天线2被激发时)且作用于低频段(如：2G)时，该低频段隔离金属板41均能产生多轴向电流分布(如虚线箭头所示)，以形成低频段的解耦合效应。

复请参阅图1所示，在该第一实施例中，其中一高频段隔离金属板42A位在邻近该第一辅板体13的位置，且与该第一辅板体13相隔一间距，该高频段隔离金属板42A的底端会连接至该电性金属线3，该高频段隔离金属板42A的顶端则会沿该电路板E的轴线L方向向上延伸，又，另一高频段隔离金属板42B会邻近该第二辅板体23，且与第二辅板体23相隔一间距，该高频段隔离金属板42B的底端会连接至该电性金属线3，其顶端亦会沿该电路板E的轴线L方向向上延伸，在该实施例中，该高频段隔离金属板42B与高频段隔离金属板42A两者相对应，且低频段隔离金属板41处于该二高频段隔离金属板42A、42B之间，如此，请参阅图3A～3B所示，为立体式天线的电流仿真图，当该第一天线1及该第二天线2各别激发(图3A为第一天线1被激发时，图3B则为第二天线2被激发时)且作用于高频段(如：5G)时，这些高频段隔离金属板42A、42B能分别与该第一辅板体13及该第二辅板体23产生反向电流(如虚线箭头所示，尤其是，高频段隔离金属板42A、42B与对应的第一辅板体13、第二辅板体23的短路区域)，以形成高频段的解耦合效应。

综上所述，如图4的天线S参数图可知，通过低频段隔离金属板41与高频段隔离金属板42A、42B的结构，确实能够使第一天线1与第二天线2作用于低频段(如：2.4GHz～2.5GHz)、高频段(5.15GHz～5.85GHz)时，形成如图4的细线线段的模式，进而能创造出良好的高隔离(Isolation)作用(如图4的粗线线段)；此外，由于第一天线1、第二天线2、低频段隔离金属板41与高频段隔离金属板42A、42B均会固定于电性金属线3上，而形成一个整体，因此，在组装上即为便利与稳定，本领域工作人员能够一次性地将立体式天线组装至电路板E，而不需分批组装，大幅提高生产上的便利性。

在本实用新型的其它实施例中，本领域工作人员能够根据产品的需求，而调整低频段隔离金属板与高频段隔离金属板的样式，例如，第一、二隔离金属板能够为直条状，或者第一、二隔离金属板的各个局部区域能够具有不同的宽度，甚至是其它变化方式，举例而言，请参阅图5所示，在第二实施例中，低频段隔离金属板51所设有的连接板体511，能够垂直于电性金属线3，而非如图1般呈现倾斜状，又，高频段隔离金属板52A、52B的顶端则能弯折向上延伸，而非如图1的直条状，请参阅图6A～6B所示，低频段隔离金属板51与高频段隔离金属板52A、52B能产生如第一实施例的电流流动样式，以分别对低频段与高频段形成隔离(Isolation)作用；请参阅图7所示，在第三实施例中，低频段隔离金属板61仅设有延伸板体613，而未设有连接板体，且低频段隔离金属板61的顶端亦不会弯折延伸，又，高频段隔离金属板62A、62B的顶端会弯折且朝垂直电路板E的轴线L方向(如图1所示)水平延伸，请参阅图8A～8B所示，低频段隔离金属板61与高频段隔离金属板62A、62B能产生如第一实施例的电流流动样式，以分别对低频段与高频段形成隔离(Isolation)作用；请参阅图9所示，在第四实施例中，立体式天线设有两个低频段隔离金属板71，且这些低频段隔离金属板71分别设有一延伸板体713，各该延伸板体713能呈L形，且其自由端会朝电性金属线3的方向弯折延伸，又，各该高频段隔离金属板72A、72B的顶端尚会弯折成U形，且各该高频段隔离金属板72A、72B的一侧面与对应的第一主板体11及该第二主板体21的一侧面保持同一水平面，请参阅图10A～10B所示，低频段隔离金属板71与高频段隔离金属板72A、72B能产生如第一实施例的电流流动样式，以分别对低频段与高频段形成隔离(Isolation)作用。

在此声明，虽然前述实施例中，该立体式天线具有两种隔离机制，即，低频段隔离金属板、高频段隔离金属板，但是，根据天线的种类，亦能够仅设有单一种隔离机制，举例而言，当第一天线为「2.4GHz～2.5GHz」的单频天线，第二天线为「2.4GHz～2.5GHz、5GHz～6GHz」的双频天线时，则能够仅具有低频段隔离金属板，另，当第一天线为「2.4GHz～2.5GHz、5GHz～6GHz」的双频天线，第二天线为「5GHz～6GHz」的单频天线时，则能够仅具有高频段隔离金属板，如此，本实用新型的立体式天线即能满足用户的各种需求。

以上所述，仅是本实用新型的优选实施例，惟，本实用新型所主张的权利范围，并不局限于此，凡本领域技术人员，依据本实用新型所揭露的技术内容，可轻易思及的等效变化，均应属不脱离本实用新型的保护范畴。