平面倒F型(PIFA)架构变形的GPS晶片天线的制作方法

本实用新型是有关一种天线，尤指一种方形陶瓷平面倒f型(pifa)架构设计，可实现小尺寸天线在低介电常数(k)材料中完成设计的平面倒f型架构变形的gps晶片天线。

背景技术：

随着网络的普及，人们对于网络的日渐依赖，也发展出越来越多移动上网装置，例如桌上型电脑、笔记型电脑、平板电脑、电子书(e-reader)、智能手机等移动上网装置在市场盛行时，其也传出人们在意的是对于网络信息的取得和网络人际间互动的方便性有所需求之外，其次就是通讯系统接收及发射的稳定性。

而这些信息的传送或接收主要是依赖移动装置内建的无线区域网络(wi-fi)、3g和全球卫星定位系统(gps)等射频(rf)无线模块(rfsipmodule)或rf系统封装元件(rfsipcomponent)。

现有的方形gps的天线皆采用平板式天线(patchantenna)架构，该平板式天线包括有：一陶瓷材料的基体、一设于基体顶面的辐射金属片、一设于基体底面的接地金属片及一针状式贯穿基体的信号馈入体。此种平板式天线在设计调整上易受限于基体本身陶瓷材料介质的影响，介质越高，天线尺寸越小。

技术实现要素：

因此，本实用新型的主要目的，在于解决传统缺失，本实用新型将辐射单体采用方形陶瓷的平面倒f型(pifa)架构设计，可实现小尺寸天线在低介电常数(k)的材料中完成，该辐射单体与基板的接地面的位置，可以使gps晶片天线能有极化天线与平面倒f型(pifa)天线的场型。

为达上述的目的，本实用新型提供一种平面倒f型架构变形的gps晶片天线，包括：一基板、一辐射单体及至少一匹配元件。该基板正面具有一第一接地面、一第一净空区、一信号馈入单元、一电极单元及一接地线；该信号馈入单元设于该第一净空区上，并延伸至与该第一接地面之间裸空区；该电极单元设于该第一净空区，并与该信号馈入单元及接地线电性连结；另，该接地线与该信号馈入单元相邻，其上一端与该电极单元电性连结，另一端与该第一接地面之间具有一间距；又，在该基板背面上具有一第二接地面，以及该基板上具有多个贯穿该基板的导通孔，该些导通孔使该第一接地面及该第二接地面电性连结。该辐射单体包含一基体、一金属层、一第一导电柱、一第二导电柱及一焊接单元；该金属层设于该基体的表面上，该金属层具有一口字形图案层，于该口字形图案层一侧延伸有一与该口字形图案层相邻的l形图案层；该第一导电柱及该第二导电柱分别贯穿该基体，使该第一导电柱及该第二导电柱的一端分别与该l形图案层电性连结，另一端与该焊接单元电性连结，该焊接单元与该电极单元电性连结。该些匹配元件以电性连结于该信号馈入单元之间及该接地线与该第一接地面之间。

在本实用新型的一实施例中，该第一净空区呈凸字形。

在本实用新型的一实施例中，该信号馈入单元由一第一金属线段及一第二金属线段组成，该第一金属线段及一第二金属线段之间通过该些匹配元件电性连结。

在本实用新型的一实施例中，该电极单元由多个电极接点组成，该些电极接点与该信号馈入单元的第二金属线段及该接地线电性连结。

在本实用新型的一实施例中，该焊接单元由多个焊接点组成。

在本实用新型的一实施例中，该基板的正面及背面上都具有二相对应的一第一净空区及一第二净空区。

在本实用新型的一实施例中，该基体的中央处上具有一贯穿基体的第三导电柱。

在本实用新型的一实施例中，该辐射单体的基体的顶面的中央处上具有一方形金属图案层，且该方形金属图案层位于该金属层的口字形图案层中央位置处，该方形金属图案层电性连结贯穿该基体的第三导电柱。

在本实用新型的一实施例中，该辐射单体的基体的顶面的中央处上具有一十字形金属图案层，且该十字形金属图案层位于该金属层的口字形图案层中央位置处，该十字形金属图案层电性连结贯穿该基体的第三导电柱。

在本实用新型的一实施例中，该基体为陶瓷材料或玻璃纤维。

在本实用新型的一实施例中，该匹配元件为电感器或电容器，或者电感器及电容器。

为达上述的目的，本实用新型另提供一种平面倒f型架构变形的gps晶片天线，包括：一基板、一辐射单体及至少一匹配元件。该基板上正面具有一第一接地面及一裸空区，该裸空区上具有一信号馈入单元及一接地线。该信号馈入单元设于该裸空区上，另该接地线设于该裸空区与该信号馈入单元相邻，且一端与该第一接地面之间具有一间距，又在该基板背面上具有一第二接地面，以及该基板上具有多个贯穿该基板的导通孔，该些导通孔使该第一接地面及该第二接地面电性连结。该辐射单体包含一基体、一金属层、一第一导电柱、一第二导电柱及一焊接单元；该金属层设于该基体的表面上，该金属层具有一口字形图案层，于该口字形图案层一侧延伸有一与该口字形图案层相邻的l形图案层；该第一导电柱及该第二导电柱分别贯穿该基体，使该第一导电柱及该第二导电柱的一端分别与该l形图案层电性连结，另一端与该焊接单元电性连结，该焊接单元与该第一接地面、该信号馈入单元及该接地线电性连结。该些匹配元件以电性连结于该信号馈入单元之间及该接地线与该第一接地面之间。

在本实用新型的一实施例中，该信号馈入单元由一第一金属线段及一第二金属线段组成，该第一金属线段及一第二金属线段之间通过该些匹配元件电性连结。

在本实用新型的一实施例中，该焊接单元由多个焊接点组成。

在本实用新型的一实施例中，该基体的中央处上具有一贯穿基体的第三导电柱。

在本实用新型的一实施例中，该辐射单体的基体的顶面的中央处上具有一方形金属图案层，且该方形金属图案层位于该金属层的口字形图案层中央位置处，该方形金属图案层电性连结贯穿该基体的第三导电柱。

在本实用新型的一实施例中，该辐射单体的基体的顶面的中央处上具有一十字形金属图案层，且该十字形金属图案层位于该金属层的口字形图案层中央位置处，该十字形金属图案层电性连结贯穿该基体的第三导电柱。

在本实用新型的一实施例中，该基体为陶瓷材料或玻璃纤维。

在本实用新型的一实施例中，该匹配元件为电感器或电容器，或者电感器及电容器。

为达上述的目的，本实用新型再提供一种平面倒f型架构变形的gps晶片天线，包括：一辐射单体。该辐射单体包含有一基体、一金属层、一第一导电柱、一第二导电柱及一焊接单元；该金属层设于该基体的表面上，该金属层具有一口字形图案层，于该口字形图案层一侧延伸有一与该口字形图案层相邻的l形图案层；该第一导电柱及该第二导电柱分别贯穿该基体，使该第一导电柱及该第二导电柱的一端分别与该l形图案层电性连结，另一端与该焊接单元电性连结。

在本实用新型的一实施例中，该焊接单元由多个焊接点组成。

在本实用新型的一实施例中，该基体的中央处上具有一贯穿基体的第三导电柱。

在本实用新型的一实施例中，该辐射单体的基体的顶面的中央处上具有一方形金属图案层，且该方形金属图案层位于该金属层的口字形图案层中央位置处，该方形金属图案层电性连结贯穿该基体的第三导电柱。

在本实用新型的一实施例中，该辐射单体的基体的顶面的中央处上具有一十字形金属图案层，且该十字形金属图案层位于该金属层的口字形图案层中央位置处，该十字形金属图案层电性连结贯穿该基体的第三导电柱。

在本实用新型的一实施例中，该基体为陶瓷材料或玻璃纤维。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1，是本实用新型的第一实施例的平面倒f型架构变形的gps晶片天线正面分解示意图；

图2，是图1的组合示意图；

图3，是图2背面示意图；

图4，是本实用新型的第一实施例的平面倒f型架构变形的gps晶片天线的反射系数测试曲线示意图；

图5，是本实用新型的第二实施例的平面倒f型架构变形的gps晶片天线的基板正面示意图；

图6，是图5的基板背面示意图；

图7，是本实用新型的第二实施例的平面倒f型架构变形的gps晶片天线的反射系数测试曲线示意图；

图8，是本实用新型的第三实施例的平面倒f型架构变形的gps晶片天线的基板正面示意图；

图9，是图8的基板背面示意图；

图10，是本实用新型的第四实施例的平面倒f型架构变形的gps晶片天线的基板正面示意图；

图11，是图10的基板背面示意图；

图12，是本实用新型的第五实施例的平面倒f型架构变形的gps晶片天线的辐射单体顶面示意图；

图13，是本实用新型的第六实施例的平面倒f型架构变形的gps晶片天线的辐射单体顶面示意图。

其中，附图标记

gps晶片天线10

基板1、1b、1c

第一接地面11、11b、11c

第一净空区12、12c

第二净空区12a、17c

裸空区121、18b、121c

信号馈入单元13、13b、13c

第一金属线段131、131b、131c

第二金属线段132、132b、132c

电极单元14、14c

电极接点141、141c

接地线15、15b、15c

间距151、151b、151c

第二接地面16、16b、16c

导通孔17、17b、19c

辐射单体2

基体21

金属层22

口字形图案层221

l形图案层222

第一导电柱23

第二导电柱24

焊接单元25

焊接点251

方形金属图案层26

第三导电柱27

十字形金属图案层28

匹配元件3

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本实用新型的目的、方案及功效，但并非作为本实用新型所附权利要求保护范围的限制。

请参阅图1、图2、图3，图1、图2、图3分别是本实用新型的第一实施例的平面倒f型(pifa)架构变形的gps晶片天线的正面分解、组合及背面示意图。如图所示：本实用新型的平面倒f型(pifa)架构变形的，该gps晶片天线10包含有：一基板1、一辐射单体2及至少一个匹配元件3。

该基板1的正面具有一第一接地面11、一呈凸字形的第一净空区12、一信号馈入单元13、一电极单元14及一接地线15。该信号馈入单元13设于该第一净空区12上，并延伸至与该第一接地面11之间的裸空区121，该信号馈入单元13由一第一金属线段131及一第二金属线段132组成，该第一金属线段131及一第二金属线段132之间通过该些匹配元件3电性连结。该电极单元14设于该第一净空区12，该电极单元14由多个电极接点141组成，该些电极接点141其一与该信号馈入单元13的第二金属线段132电性连结。另，该接地线15与该信号馈入单元13相邻，其上一端与该电极单元14的该些电极接点141电性连结，另一端与该第一接地面11之间具有一间距151，该接地线15与该第一接地面11之间也通过该些匹配元件3电性连结。又，在该基板1背面上具有一第二接地面16，以及该基板1上具有多个贯穿该基板1的导通孔(viahole)17，该些导通孔17使该第一接地面11及该第二接地面16电性连结。

该辐射单体2，由一基体21、一金属层22、一第一导电柱23、一第二导电柱24及一焊接单元25。该金属层22设于该基体21的表面上，该金属层22具有一口字形图案层221，于该口字形图案层221一侧延伸有一与该口字形图案层21相邻的l形图案层222。该第一导电柱23及该第二导电柱24分别贯穿该基体21，使该第一导电柱23及该第二导电柱24的一端分别与该l形图案层222电性连结，另一端与该焊接单元25的该些焊接点251电性连结，以该焊接单元25的该些焊接点251与该电极单元14的该些电极接点141电性连结。在本图式中，该基体21为陶瓷材料或玻璃纤维。

该些匹配元件3，以电性连结于该第一金属线段131及该第二金属线段132与第一接地面11之间，以及该接地线15与该第一接地面11之间，以该些匹配元件可以来调整晶片天线结构的阻抗及频率。在本图式中，该匹配元件3为电感器或电容器，或者电感器及电容器。

藉由，本实用新型的辐射单体2为方形陶瓷的平面倒f型(pifa)架构，可实现小尺寸天线在低介电常数(k)的材料中完成，该辐射单体2与该第一接地面11的位置，可使本gps晶片天线能有极化天线与平面倒f型(pifa)天线的场型。

请参阅图4，图4是本实用新型的第一实施例的平面倒f型架构变形的gps晶片天线的反射系数测试曲线示意图。如图所示：在使用时，第1点的频率在1.7840mhz时，为-9.9284db；第2点的频率在1.7950mhz时，为-9.5355db；第3点的频率在1.7890mhz时，为-12.7816db。从此曲线图中可以看出本实用新型的gps晶片天线能有极化天线与平面倒f型(pifa)天线的场型。

请参阅图5、图6、图7，图5、图6、图7分别是本实用新型的第二实施例的平面倒f型架构变形的gps晶片天线的基板正面、图5的基板背面及第二实施例的平面倒f型架构变形的gps晶片天线的反射系数测试曲线示意图。如图所示：本实施例与第一实施例大致相同，所不同处在于基板1的正面及背面上都具有二相对应的一第一净空区12及一第二净空区12a的设计。

在使用时，第1点的频率在1.8240mhz时，为-9.5687db；第2点的频率在1.8820mhz时，为-9.6459db；第3点的频率在1.8540mhz时，为-15.0184db。从此曲线图中可以看出本实用新型的gps晶片天线能有极化天线与平面倒f型(pifa)天线的场型。

请参阅图8、图9，图8、图9分别是本实用新型的第三实施例的平面倒f型架构变形的gps晶片天线的基板正面、图8的基板背面示意图。如图所示：本第三实施例的基板1b的正面具有一第一接地面11b及一裸空区18b，该裸空区18b上具有一信号馈入单元13b及一接地线15b。该信号馈入单元13b设于该裸空区18b上，该信号馈入单元13b由一第一金属线段131b及一第二金属线段132b组成，该第一金属线段131b及一第二金属线段132b之间通过该些匹配元件3电性连结(与图1相同)。另，该接地线15b设于该裸空区18b与该信号馈入单元13b相邻，另一端与该第一接地面11b之间具有一间距151b，该接地线15b与该第一接地面11b之间也通过该些匹配元件3电性连结(与图1相同)。又，在该基板1背面上具有一第二接地面16b，以及该基板1上具有多个贯穿该基板1的导通孔17b，该些导通孔17b使该第一接地面11b及该第二接地面16b电性连结。

以该焊接单元25(如图1)的该些焊接点251与该信号馈入单元13b的第二金属线段132b及该接地线15b电性连结。

请参阅图10、图11，图10、图11分别是本实用新型的第四实施例的平面倒f型架构变形的gps晶片天线的基板正面及图10的基板背面示意图。如图所示：本实施例的基板1c与第一、二实施例大致相同，所不同处在于基板1c，该基板1c的正面具有一第一接地面11c、一第一净空区12c、一信号馈入单元13c、一电极单元14c及一接地线15c。该信号馈入单元13c设于该第一净空区12c上，并延伸至该第一接地面11c的一裸空区121c上，该信号馈入单元13c由一第一金属线段131c及一第二金属线段132c组成，该第一金属线段131c及一第二金属线段132c之间通过该些匹配元件3电性连结(与图1相同)。该电极单元14c设于该第一净空区12c，该电极单元14c由多个电极接点141c组成，该些电极接点141c其一与该信号馈入单元13c的第二金属线段132c电性连结。另，该接地线15c与该信号馈入单元13c相邻，其上一端与该电极单元14c的该些电极接点141c电性连结，另一端与该第一接地面11c之间具有一间距151c，该接地线15c与该第一接地面11c之间也通过该些匹配元件3电性连结(与图1相同)。

该基板1c背面上具有一对应该第一接地面11c的第二接地面16c、一对应该第一净空区12c的第二净空区17c。又，于该基板1c上具有多个贯穿该基板1c的导通孔19c，该些导通孔19c使该第一接地面11c及该第二接地面16c电性连结。

请参阅图12，图12是本实用新型的第五实施例的平面倒f型架构变形的gps晶片天线的辐射单体顶面示意图；本实施例与第一实施例的辐射单体2大致相同，所不同处在于该辐射单体的基体21的顶面的中央处上具有一方形金属图案层26，且该方形金属图案层26位于该金属层22的口字形图案层221中央位置处，该方形金属图案层26电性连结贯穿该基体21的第三导电柱27。在此辐射单体2在使用时，该第三导电柱27虽然贯穿基体21至基体21的底部，但该第三导电柱27未与该基板1、1b、1c的第一接地面11、11b、11c电性连结。

藉以调整该方形金属图案层26的面积大小，即可以来微调平面倒f型架构变形的gps晶片天线的频率，以达可适用于不同的频段上收发信号。

请参阅图13，图13是本实用新型的第六实施例的平面倒f型架构变形的gps晶片天线的辐射单体顶面示意图；本实施例与第一实施例的辐射单体2大致相同，所不同处在于该辐射单体的基体21的顶面的中央处上具有一十字形金属图案层28，且该十字形金属图案层28位于该金属层22的口字形图案层221中央位置处，该十字形金属图案层28电性连结贯穿该基体21的第三导电柱27。在此辐射单体2使用时，该第三导电柱27虽然贯穿基体21至基体21的底部，但该第三导电柱27未与该基板1、1b、1c的第一接地面11、11b、11c电性连结。

藉以调整该方形金属图案层26的面积大小，即可以来微调平面倒f型架构变形的gps晶片天线的频率，以达可适用于不同的频段上收发信号。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。