天线模块的制作方法

1.本发明是有关于一种天线模块，且特别是有关于一种多频天线模块。


背景技术：

2.5g-sub 6g的lte主天线和副天线所需涵盖的频带越来越多，由原本698～960mhz和1710～2700mhz的频带，增加了n77～n79的3300～5000mhz的频带、laa b252和b255的5150～5925mhz的频带及低频的b71频带(617～698mhz)。天线模块要如何能够涵盖多频带是本领域的研究范围。


技术实现要素：

3.本发明提供一种天线模块，其能够涵盖多频带。
4.本发明的一种天线模块，包括一第一天线辐射体、一第二天线辐射体、一第一接地辐射体、一第二接地辐射体及一电容元件。第一天线辐射体包括一馈入端。第二天线辐射体设置于第一天线辐射体的一侧，且与第一天线辐射体之间形成一第一槽缝。第二天线辐射体包括靠近第一天线辐射体的一主体部分以及一第一分支，第一槽缝形成在主体部分与第一天线辐射体之间。第一接地辐射体设置于第一天线辐射体的另一侧，且与第一天线辐射体之间形成一第二槽缝。第二接地辐射体设置于第二天线辐射体及第一接地辐射体之间。第二天线辐射体的第一分支延伸自主体部分且靠近第二接地辐射体，第二天线辐射体的第一分支与第二接地辐射体之间形成一第三槽缝。电容元件设置于第三槽缝上且连接第二天线辐射体与第二接地辐射体。
5.在本发明的一实施例中，上述的第一天线辐射体包括靠近第二天线辐射体的一l型部分，第一槽缝形成于l型部分与第二天线辐射体之间。
6.在本发明的一实施例中，上述的第一天线辐射体包括远离第二天线辐射体的一梯形部分，梯形部分的一上底靠近第一接地辐射体，馈入端位于梯形部分的上底。
7.在本发明的一实施例中，上述的第一槽缝包括一第一子槽缝与一第二子槽缝，第二子槽缝的宽度大于第一子槽缝的宽度，第一子槽缝连接第二子槽缝且与第二子槽缝具有一小于180度的夹角。
8.在本发明的一实施例中，上述的第二天线辐射体还包括延伸自主体部分且靠近第二子槽缝的一第二分支，第一分支的宽度与第二分支的宽度小于主体部分的宽度。
9.在本发明的一实施例中，上述的第二天线辐射体还包括延伸自主体部分且远离第二分支的一第三分支，第三分支的宽度小于主体部分的宽度。
10.在本发明的一实施例中，上述的馈入端连接于一第一同轴传输线的一正端，第一接地辐射体连接于第一同轴传输线的一负端，第一分支的一转折处连接于一第二同轴传输线的一正端，第二接地辐射体连接于第二同轴传输线的一负端。
11.在本发明的一实施例中，上述的第一接地辐射体与第二接地辐射体在朝向彼此的轮廓呈互补。
12.在本发明的一实施例中，上述的天线模块设置于一支架，支架包括依序相连的一第一面、一第二面、一第三面及一第四面，第一接地辐射体的一部分与第二接地辐射体的一部分设置于第一面，第二天线辐射体的一部分及第二接地辐射体的另一部分设置于第二面，第二天线辐射体的另一部分及第一天线辐射体的一部分设置于第三面，第一天线辐射体的另一部分及第一接地辐射体的另一部分设置于第四面。
13.在本发明的一实施例中，上述的第一接地辐射体及第二接地辐射体通过一导体导通于一系统接地面。
14.基于上述，本发明的天线模块的第二天线辐射体的主体部分与第一天线辐射体之间形成第一槽缝。第一接地辐射体与第一天线辐射体之间形成第二槽缝。第二接地辐射体与第二天线辐射体的第一分支之间形成第三槽缝。电容元件设置于第三槽缝上且连接第二天线辐射体与第二接地辐射体。上述设计可使本发明的天线模块具有多频的效果。
附图说明
15.图1是依照本发明的一实施例的一种天线模块的摊平示意图。
16.图2是图1的天线模块设置在支架上的立体示意图。
17.图3是隐藏图2的支架的示意图。
18.图4是图3的其他视角的示意图。
19.图5是将图1的天线模块设置在电子装置上的示意图。
20.图6是图5的天线模块的频率-vswr的关系图。
21.图7是图5的天线模块的频率-隔离度的关系图。
22.图8是图5的天线模块的频率-天线效率的关系图。
23.其中，附图标记说明如下：
24.a1～a7、b1、b2、d1～d8、g1～g9：位置
25.c1：第一子槽缝
26.c2：第二子槽缝
27.c3：第二槽缝
28.c4：第三槽缝
29.l1、l6：长度
30.l2、l4：高度
31.l3、l5、l7：宽度
32.l8：距离
33.o：电容元件
34.x、y、z：坐标
35.10：电子装置
36.12：第一同轴传输线
37.14：第二同轴传输线
38.20：支架
39.21：第一面
40.22：第二面
41.23：第三面
42.24：第四面
43.25：第五面
44.30、32：导体
45.40：主机板
46.100、100’：天线模块
47.110：第一天线辐射体
48.112：梯形部分
49.114：第一部分
50.116：第二部分
51.120：第二天线辐射体
52.122：主体部分
53.124：第一分支
54.126：第三分支
55.128：第二分支
56.130：接地辐射体
57.132：长条状接地辐射体
58.134：梯形接地辐射体
59.135：第二接地辐射体
具体实施方式
60.图1是依照本发明的一实施例的一种天线模块的摊平示意图。图2是图1的天线模块设置在支架上的立体示意图。图3是隐藏图2的支架的示意图。
61.图4是图3的其他视角的示意图。要说明的是，图1是将图2的天线模块100与支架20的表面摊平之后的示意图。在图1中，最上面与最下面是支架20的同一个面(第一面21)。
62.请参阅图1至图4，本实施例的天线模块100包括一第一天线辐射体110、一第二天线辐射体120、一第一接地辐射体(包括长条状接地辐射体132与梯形接地辐射体134)、一第二接地辐射体135及一电容元件o。
63.第二天线辐射体120设置于第一天线辐射体110的一侧，第二天线辐射体120与第一天线辐射体110之间形成一第一槽缝。第一槽缝包括一第一子槽缝c1与一第二子槽缝c2。第一子槽缝c1连接第二子槽缝c2且与第二子槽缝c2具有一小于180度的夹角。
64.在本实施例中，第一天线辐射体110包括靠近第二天线辐射体120的一l型部分(由弯折连接的第一部分114与第二部分116组成)及远离第二天线辐射体120的一梯形部分112。第一天线辐射体110的一馈入端(位置a1)位于梯形部分112的上底处。在本实施例中，梯形部分112的上底由位置b1、b2所贡献，位置b1、b2位在位置a1的两侧，而使得上底加宽，而可提升高频的频宽。
65.第一槽缝的第一子槽缝c1形成于第一部分114与第二天线辐射体120之间，第一槽缝的第二子槽缝c2形成于第二部分116与第二天线辐射体120之间。
66.在本实施例中，第二子槽缝c2的宽度大于第一子槽缝c1的宽度，第一子槽缝c1具
有较小的宽度，而可具有较佳的耦合表现。第一子槽缝c1的宽度例如是0.5毫米至1毫米，例如是0.6毫米。第二子槽缝c2的宽度例如是0.5毫米至1.5毫米，例如是1毫米，但第一子槽缝c1、第二子槽缝c2的宽度不以此为限制。
67.此外，第二天线辐射体120包括靠近第一天线辐射体110的一主体部分122、延伸自主体部分122且靠近第二接地辐射体135的一第一分支124、延伸自主体部分122且靠近第二子槽缝c2的一第二分支128、及延伸自主体部分122且远离第二分支128的一第三分支126。由图1可见，第一分支124的宽度、第二分支128的宽度及第三分支126的宽度小于主体部分122的宽度。
68.第一槽缝(第一子槽缝c1与第二子槽缝c2)位在主体部分122与第一天线辐射体110之间。第一接地辐射体(长条状接地辐射体132与梯形接地辐射体134)设置于第一天线辐射体110的另一侧，且与第一天线辐射体110之间形成一第二槽缝c3。
69.第一天线辐射体110的梯形部分112的上底靠近第一接地辐射体(长条状接地辐射体132与梯形接地辐射体134)，第二槽缝c3位于梯形部分112的上底与第一接地辐射体(长条状接地辐射体132与梯形接地辐射体134)之间。
70.第二接地辐射体135设置于第二天线辐射体120及第一接地辐射体(长条状接地辐射体132与梯形接地辐射体134)之间。第二接地辐射体135与第二天线辐射体120之间形成一第三槽缝c4。第三槽缝c4形成在第一分支124与第二接地辐射体135之间。天线模块100通过第三槽缝c4来调整高频的阻抗匹配频宽。
71.电容元件o设置于第三槽缝c4上且连接第二天线辐射体120与第二接地辐射体135。天线模块100通过位置d1、d2的路径与位置g6、g7的路径之间的电容元件o(33pf)可用来调整低频频带的阻抗匹配频宽。
72.馈入端(位置a1)连接于一第一同轴传输线12的一正端，且第一同轴传输线12的正端电性连接至主机板40(图5)的模块卡(未绘示)的信号端。第一接地辐射体的梯形接地辐射体134连接于第一同轴传输线12的一负端，第一同轴传输线12的负端电性连接至主机板的模块卡的接地端。
73.第一分支124的一转折处(位置d1)连接于一第二同轴传输线14的一正端，第二接地辐射体135连接于第二同轴传输线14的一负端，第二同轴传输线14的负端通过电容元件o(电容值下地)与位置g6连接到系统接地面(未绘示)。
74.此外，如图2所示，天线模块100设置于支架20，而为立体天线。在本实施例中，支架20与天线模块100的长度l1约为81毫米，宽度l3、l5约为13.5毫米，高度l2、l4约为6毫米。
75.天线模块100例如是设置在软性电路板上再贴覆到塑胶支架20。在其他实施例中，天线模块100也可以是利用铁件弯折而成或是以激光直接成型(lds)的方式制作。
76.支架20包括依序相连的一第一面21、一第二面22、一第三面23及一第四面24。由图1可见，第一接地辐射体的梯形接地辐射体134与第二接地辐射体135的一部分设置于第一面21。第二天线辐射体120的第一分支122、第二分支128、局部的第三分支126及第二接地辐射体135的另一部分设置于第二面22。
77.第二天线辐射体120的主体部分122及第一天线辐射体110的第二部分116设置于第三面23。第一天线辐射体110的第一部分114、梯形部分112及第一接地辐射体的长条状接地辐射体132设置于第四面24。在本实施例中，第一槽缝的第一子槽缝c1与第二子槽缝c2位
于同一平面。然而，在另一实施例中，第一子槽缝c1可朝向第一天线辐射体110的方向延伸，以增加第一子槽缝c1的宽度，使得部分的第一子槽缝c1与第二子槽缝c2位于不同平面，这样的设计可有助于宽频的效果。
78.此外，支架20还包括连接于第二面22的一第五面25，第二天线辐射体120的第三分支126延伸至第五面25。
79.请回到图1，在本实施例中，第一天线辐射体110通过位置a1、a2的路径连接位置a4、a3、a2、a5、a6、a7的l型路径，与第二接地辐射体135(位置g6、g7、g8、g9的路径)通过电容元件o经由位置d1、d3的路径连接位置d5、d4、d3、d6、d7、d8的t型路径之间所形成的l型第一槽缝(第一子槽缝c1与第二子槽缝c2)耦合，构成一开回路天线架构。
80.天线模块100通过增加位置d1、d3、d4、d5的路径在其末端(位置d5)的长度，可用来调整低频617mhz～800mhz、中高频2500～2700mhz、5g-sub6g其高频3300～3800mhz共振频带的落点位置。此外，调整第一槽缝(第一子槽缝c1与第二子槽缝c2)的间距可用来调整低频617mhz～800mhz、中高频2500～2700mhz、5g-sub 6g其高频3300～3800mhz共振频带的阻抗匹配频宽。
81.此外，天线模块100通过增加位置a1、a2、a5、a6、a7的路径的末端(位置a7)的长度，可用来调整低频800mhz～960mhz、中高频1900～2300mhz、5g-sub 6g其高频3800～5000mhz共振频带的落点位置。
82.再者，天线模块100通过调整位置a1、a2、a3、a4的路径的末端(位置a4)的长度，和调整位置d1、d3、d6、d7、d8的路径的末端(位置d8)的长度，可调整中高频1710～1900mhz共振频带的落点位置。
83.此外，位置a1、a2、a3、b2的路径面积可用来调整频段laa b465500～5925mhz的频带。位置a1、a2、a3、b1的路径面积可用来调整频段laa b465150～5500mhz的频带。调整第二槽缝c3的间距用来调整频段laa b465150～5500mhz的频带、频段laa b465500～5925mhz的频带的阻抗匹配。
84.综上，本实施例的天线模块100具有可支援5g-sub 6g的多频段的特性。
85.另外，第二接地辐射体135在第二面22的位置g6、g7的路径连接第一面21中的位置g8、g9的路径，且第四面24中第一接地辐射体的长条状接地辐射体132在位置g3、g2、g1的路径连接第一面21中的第一接地辐射体的梯形接地辐射体134的位置g5、g4的路径。
86.第一接地辐射体的梯形接地辐射体134与第二接地辐射体135在朝向彼此的轮廓呈互补(为互补的梯形)。这样的设计可使得第一接地辐射体(长条状接地辐射体132与梯形接地辐射体134)及第二接地辐射体135拼装成大面积的接地辐射体130。
87.如图2所示，天线模块100的第一接地辐射体的梯形接地辐射体134及第二接地辐射体135通过导体30、32导通于系统接地面。导体30、32例如是铜箔与导电泡棉，导体30(铜箔)焊接于位置g3、g2、g1的路径，并于位置g4、g5、g8、g9的路径贴附导体32(导电泡棉)，使铜箔与导电泡棉能与系统接地面(金属中框)形成一完整接地，而具有较佳的性能表现。
88.拼装的接地辐射体130的设计再加上通过导体30、32导通于系统接地面的完整接地设计，可有效降低主机板40(图5)噪声对第一同轴传输线12与第二同轴传输线14于低频800mhz的影响。
89.另外，在本实施例中，位置d1用来连接到主机板40的感测电路(未绘示)的cx侦测
脚位，可使天线模块100的位置d2、d1、d5、d4、d3、d6、d7、d8的路径能够用来侦测物体靠近，调降发射功率的机制，而构成一混合式(hybrid)多频段天线的特性。
90.换句话说，本案将感测电路设计于主机板40而非天线模块100的图腾上，再通过同轴传输线连接侦测信号到天线模块100上，构成混合式天线的设计，可侦测人体靠近时，有调降发射功率的机制，同时可减少感测电路于天线模块100上占用的空间。
91.图5是将图1的天线模块设置在电子装置上的示意图。请参阅图5，在本实施例中，电子装置10例如是平板电脑，长度l6约为310毫米，宽度l7约为225毫米。天线模块100设置在电子装置10的长边处，另一天线模块100’设置在电子装置10的短边处，而分别作为5g-sub 6g其lte主天线和副天线。两天线模块100、100’之间的距离l8约为190毫米。
92.在本实施例中，天线模块100’的图腾可相同或相似于天线模块100，天线模块100’例如是使用主天线其镜射方式，以达到天线图腾共用，节省设计成本，而达到天线图腾共用设计的概念。
93.图6是图5的天线模块的频率-vswr的关系图。请参阅图6，在本实施例中，两天线模块100、100’的电压驻波比(vswr)在低频可小于6，而高频都可小于3，具有5g-sub 6g其多频带天线的特性。
94.图7是图5的天线模块的频率-隔离度的关系图。请参阅图7，在本实施例中，两天线模块100、100’之间的距离l8(图5)为190毫米时，两天线模块100、100’之间的隔离度在低频可小于-15db，而高频都可小于-25db，拥有良好的隔离度的表现。
95.图8是图5的天线模块的频率-天线效率的关系图。请参阅图8，在本实施例中，两天线模块100、100’的天线效率在lte b17(617～698mhz)为-3.0～-8.1dbi，其它频带的天线效率都可大于-6dbi以上的性能。
96.具体地说，在本实施例中，天线模块100(主天线)的频率617～960mhz的天线效率为-1.7～-7.4dbi，频率1710～2690mhz的天线效率为-2.2～-4.3dbi，频率3300～5000mhz的天线效率为-2.7～-4.4dbi，频率5150～5925mhz的天线效率为-3.1～-4.3dbi，拥有5g-sub 6g的lte宽频天线效率的表现。
97.综上所述，本发明的天线模块的第二天线辐射体的主体部分与第一天线辐射体之间形成第一槽缝。第一接地辐射体与第一天线辐射体之间形成第二槽缝。第二接地辐射体与第二天线辐射体的第一分支之间形成第三槽缝。电容元件设置于第三槽缝上且连接第二天线辐射体与第二接地辐射体。上述设计可使本发明的天线模块具有多频的效果。