申请/专利权人：环鸿电子(昆山)有限公司

申请日：2018-02-13

公开（公告）日：2020-09-15

公开（公告）号：CN108400436B

主分类号：H01Q1/38(20060101)

分类号：H01Q1/38(20060101);H01Q1/48(20060101);H01Q1/50(20060101);H01Q19/10(20060101);H01Q5/20(20150101);H01Q5/30(20150101);H01Q5/307(20150101);H01Q1/22(20060101);H01Q1/24(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.09.15#授权;2018.09.07#实质审查的生效;2018.08.14#公开

摘要：本发明公开一种天线模块，其包括载板、辐射部、信号馈入部以及接地部。载板具有第一面以及与所述第一面相反的第二面。辐射部设置于第一面，并具有一条形槽孔。辐射部的长轴延伸方向与条形槽孔的长轴延伸方向大致相同。信号馈入部设置在辐射部上并邻近于条形槽孔的一中段处。接地部设置于载板的第二面，并具有一L形槽孔。条形槽孔垂直投影在第二面的投影区域与L形槽孔部分重叠。

主权项：1.一种天线模块，其特征在于，所述天线模块包括：一载板，其具有一第一面以及一与所述第一面相反的第二面；一辐射部，其设置于所述第一面，其中，所述辐射部具有一条形槽孔，所述辐射部的长轴延伸方向与所述条形槽孔的长轴延伸方向大致相同；一信号馈入部，其设置在所述辐射部上并邻近于所述条形槽孔的一中段处；以及一接地部，其设置于所述载板的所述第二面，其中，所述接地部具有一L形槽孔，且所述条形槽孔垂直投影在所述第二面的投影区域与所述L形槽孔部分重叠，具有所述条形槽孔的所述辐射部与具有所述L形槽孔的所述接地部相互耦合，以在2.1GHz至3GHz之间的操作频率范围内产生至少三个第一共振模态，且在4.9GHz至5.9GHz之间的操作频率范围内产生至少两个第二共振模态。

全文数据：天线模块技术领域[0001]本发明涉及一种应用于可携式电子产品的天线模块，特别是涉及一种双频平板天线（Dual-bandPatchAntenna模块。背景技术[0002]可携式电子产品近年来随着行动通信技术的发达而日益普遍，常见的可携式电子产品例如:手提式电脑、行动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的可携式电子装置。这些可携式电子产品系通过天线来发射或接收无线电波，以传递或交换无线电信号，进而存取无线网络。[0003]随着现有的可携式电子产品体积越来越小，天线的置放空间也越来越有限。因此，天线的体积也会受到置放空间的限制而必须相应的缩小。另一方面，对于可携式电子产品而言，天线的操作频段产生较宽的频宽，才能涵盖较多的通信范围以及增加数据传输速率。[0004]目前已知的平板天线patchantenna因尺寸小，且制作成本低，而可广泛应用于现有的可携式电子产品中。然而，平板天线的其中一个缺点是频宽较窄。当平板天线被装设于可携式电子产品内的装设角度稍有偏差时，天线的辐射效率便会受到很大的影响。据此，设计出一种具有小体积以及具有较大频宽的天线，仍为本领域从业人员所追求的目标。发明内容[0005]本发明针对现有技术的不足提供一种天线模块，其为双频平板天线Dual-bandPatchAntenna模块，且低频操作频段与高频操作频段能够分别产生一个以上的共振模态，由此可增加低频操作频段的频宽范围以及高频操作频段的频宽范围。[0006]为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种天线模块，其包括载板、辐射部、信号馈入部以及接地部。载板具有第一面以及与所述第一面相反的第二面。辐射部设置于第一面，并具有一条形槽孔，其中，辐射部的长轴延伸方向与条形槽孔的长轴延伸方向大致相同。信号馈入部设置在辐射部上并邻近于条形槽孔的一中段处。接地部设置于载板的第二面，并具有一L形槽孔，其中，条形槽孔垂直投影在第二面的投影区域与L形槽孔部分重叠。[0007]本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的天线模块为平面式天线模块，其能通过“辐射部、接地部以及条形槽孔与L形槽孔相互耦合”的技术方案，使得高频操作频段以及低频操作频段能够分别产生一个以上的共振模态，由此以增加低频操作频段的频宽以及高频操作频段的频宽。[0008]本发明所提供的天线模块体积较小，因此可缩减天线模块所需占用的空间，从而使可携式电子产品的整体体积可进一步缩小。另外，即便天线模块的体积缩减，仍可在各操作频段具有较大的频宽。如此，当天线模块设置于可携式电子产品内时，天线的辐射效率较不会因天线模块的放置角度和位置略有偏移而受到影响。[0009]为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。附图说明[0010]图1为本发明其中一实施例的天线模块的俯视示意图。[0011]图2为本发明其中一实施例的天线模块的仰视示意图。[0012]图3为本发明其中一实施例的天线模块的局部剖面放大示意图。[0013]图4为本发明实施例的天线模块在不同频率下的反射损失returni〇ss的曲线图。[0014]附图标记如下：[0015]天线模块1[0016]载板10[0017]第一面l〇a[0018]第二面l〇b[0019]辐射部11[0020]第一短边S1[0021]第二短边S2[0022]条形槽孔110[0023]第一端E1[0024]第二端E2[0025]弧形段110c[0026]接地部12[0027]L形槽孔120[0028]长线段121[0029]短线段122[0030]信号馈入部13[0031]同轴缆线14[0032]信号传输导线141[0033]接地外层140[0034]定位部15[0035]第一最小距离D1[0036]第二最小距离D2[0037]第一共振模态Mil、Ml2、Ml3[0038]频宽冊1、BW2[0039]第二共振模态M21、M22具体实施方式[0040]以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“天线模块”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不违背本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。[0041]应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件或者信号，但这些元件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一元件与另一元件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。[0042]请参阅图1以及图2,图1显示本发明其中一实施例的天线模块的俯视示意图。图2为本发明其中一实施例的天线模块的仰视示意图。本发明所提供的天线模块1，可适用于装设在可携式电子产品内，用以传输信号。前述的可携式电子产品例如是手机、平板电脑、笔记本电脑或者是其他可携式电子产品。另外，本发明实施例的天线模块1为双频平板天线，也就是可操作在一低频操作频段以及一高频操作频段，且具有较小的体积，以尽可能减少占据可携式电子产品的内部空间，从而使可携式电子产品整体体积可进一步缩小。[0043]如图1以及图2所示，本发明实施例所提供的天线模块1包括载板10、辐射部11、接地部12以及信号馈入部13。[0044]载板10具有第一面10a以及与第一面10a相反的第二面10b。在一实施例中，载板10的俯视外观为矩形，且载板10的长度与宽度的比值是介于9至12之间，可根据实际的需求来设定。然而，在本发明中，载板10的俯视外观并未限制于本实施例的形状，也可以是其他几何形状。[0045]构成载板10的材料为绝缘材，其例如是玻璃纤维强化BTbismaleimide-triazine树脂、FR4玻璃纤维强化环氧树脂fiberglassreinforcedepoxyresin、聚醜亚胺polyimide等复合材料，或者是氧化铝或钛酸镁等陶瓷材料。另外，在本实施例中，载板10的厚度很薄，大约是介于1.2mm至2mm。在一实例中，载板10的厚度为1.6mm。[0046]如图1所示，辐射部11会设置于载板10的第一面10a上，以辐射能量。辐射部11的俯视形状大致呈矩形，且辐射部11具有一条形槽孔110。辐射部11的长轴延伸方向与条形槽孔110的长轴延伸方向大致相同。[0047]本发明实施例的条形槽孔110的几何中心相对于辐射部11的几何中心偏离。辐射部11具有一第一短边S1以及和第一短边S1相反的第二短边S2,而条形槽孔110具有一第一端E1以及与第一端E1相反的第二端E2。条形槽孔110的第一端E1与辐射部11的第一短边S1之间的一第一最小距离D1会小于第二端E2与辐射部11的第二短边S2之间的一第二最小距离D2。[0048]此外，条形槽孔110的长度与辐射部11的长度的比值是介于0.5¾.7之间。前述条形槽孔110的长度是指第一端E1至第二端E2之间的直线距离。[0049]请再参照图1，信号馈入部I3设置在辐射部11上，并邻近于条形槽孔110的一中段部分设置，以馈入信号。条形槽孔110的第一端E1与第二端E2之间的一假想连接直线会通过信号馈入部13。据此，条形槽孔110邻近于信号馈入部I3的中段部分的边缘轮廓会配合信号馈入部13的外缘而弯曲成弧形。也就是说，本实施例的条形槽孔110的俯视形状并非呈直线，而是至少具有一弧形段110c。弧形段ll〇c和信号馈入部13分离，且弧形段110c环绕信号馈入部13设置，也就是沿着信号馈入部I3的一部分外缘延伸。此外，弧形段ll〇c可调整辐射部11以及接地部12之间的耦合量，并可改善阻抗匹配以及增加频宽。[0050]接着，请再参照图2,接地部12会设置在载板10的第二面10b上，以作为辐射部11的辐射反射面。由于接地部12作为辐射部11的辐射反射面，接地部12的面积会大于辐射部ii垂直投影在第二面l〇b上的投影区域，从而使天线模块1所产生的辐射能量较为集中在载板10的法线方向上。[0051]进一步而言，本实施例的接地部12的俯视形状也大致呈矩形，并且接地部12的宽度和福射部11的宽度相同。但是，接地部12的长度会大于福射部11的长度，从而使接地部12的面积大于辐射部11垂直投影在第二面l〇b上的投影区域。[0052]如此，天线模块1可具有较高的指向性与天线增益，从而增加信号的接收以及传输范围。由于天线模块1的辐射能量大部分集中在载板10的第一面l〇a上方，因此位于可携式电子产品内，并设置于天线模块1的接地部12下方的其他元件，较不会和天线模块1相互干扰。[0053]如图2所示，接地部12具有一L形槽孔120，以和辐射部11的条形槽孔110相互耦合。也就是说，条形槽孔110在第二面10b的垂直投影与L形槽孔120会部分重叠。[0054]进一步而言，L形槽孔1加具有一长线段121以及一连接长线段121的短线段122,其中，短线段122由长线段121的一端延伸至接地部12的一边缘。长线段121会和条形槽孔110垂直投影在第二面l〇b的投影区域重叠，而短线段122和条形槽孔110垂直投影在第二面l〇b的投影区域完全不重叠。[0055]辐射部11与接地部12可以通过平面印刷方式制作在载板10两相反表面（第一面10a与第二面10b上。在另一实施例中，也可先在载板1〇两侧分别贴合两层导电片（如:铜箔之后，再分别对两层导电片蚀刻，以形成本实施例的辐射部11以及接地部12。[0056]另外，本发明实施例的天线模块1还包括两个设置在载板1〇上的定位部15。两个定位部15和辐射部11彼此分隔，并分别位于辐射部11的两相反侧。天线模块丨可通过两个定位部15被固定在可携式电子产品内。定位部15例如是定位孔或者是突出的卡合结构，其中卡合结构例如是定位柱。当定位部15为定位孔时，可配合其他固定元件，如:螺丝或者是插销，以使天线模块1被锁固或被卡固于可携式电子产品内，但本发明并不以此为限。[0057]另外，请参照图3,图3显示本发明实施例的天线模块的局部剖面放大图。具体而言，本发明实施例的天线模块1还可包括一同轴缆线14。同轴缆线14包括一信号传输导线141以及一接地外层140,其中接地外层140包覆信号传输导线141并和信号传输导线141电性绝缘。在本实施例中，信号传输导线141的一焊接部未标号）由载板10的第二面10b穿过载板10,并焊接于辐射部11，以形成信号馈入部13。接地外层140的一焊接部则并未穿过载板1〇，而是直接电性连接位于载板10第二面1Ob的接地部12。[0058]值得注意的是，相较于将信号馈入部13设置在条形槽孔11〇的第一端E1或第二端E2,本发明实施例的信号馈入部13邻近条形槽孔110的中段部分设置，可以使天线模块1所产生的辐射场型的空间分布较为平均。[0059]本发明实施例的天线模块1为平板双频天线，并可在一低频操作频段以及一高频操作频段操作。具体而言，请参照图4，图4为本发明一实施例的天线模块在不同频率下的反射损失returnloss的曲线图。[0060]在本实施例中，天线模块1需可操作在2.4GHz的频段低频操作频段）以及5GHz的频段高频操作频段）。天线模块1在低频操作频段以及在高频操作频段中的每一个频率所对应的反射损耗需低于一预设值，以符合业界要求。另外，反射损耗愈低表示天线模块丄的反射愈小，辐射功率愈大。[0061]在本发明实施例中，通过具有条形槽孔110的辐射部11与具有L形槽孔120的接地部12相互耦合，可以在低频操作频段产生三个第一共振模态Mil〜M13,并在高频操作频段产生两个第二共振模态M21、M22。[0062]请参照图4,在低频操作频段中，具有L形槽孔12〇的接地部12可产生第一共振模态Ml1，具有条形槽孔110的辐射部11可产生另一第一共振模态M13。此外，L形槽孔120与条形槽孔110相互耦合可产生另一第一共振模态M12。[0063]值得注意的是，在低频操作频段中，第一共振模态Ml1的峰值所对应的频率最小，另一第一共振模态Ml3的峰值所对应的频率较大，而由条形槽孔11〇与L形槽孔120所耦合出的第一共振模态組2是位于另外两个第一共振模态Mil、M12之间。本发明实施例的天线模块1所产生的三个第一共振模态Mil〜Ml3可在2.4GHz的频段中，使一特定频率范围内的每一个频率所对应的反射损失都小于-6dB，该特定频率范围被定义为低频操作频段的频宽BW1。[0064]相较于在2_4GHz的频段只产生一个共振模态的情况而言，本发明实施例的天线模块1通过具有L形槽孔120的接地部12以即具有条形槽孔110的辐射部^，可耦合出三个第一共振模态Mil〜M13,因而可以使低频操作频段具有较大的频宽BW1。在一实施例中，低频操作频段是介于2•1GHz到3GHz，频宽BW1为0.9GHz。[0065]相似地，本发明实施例的天线模块1在5GHz的频段可产生两个第二共振模态M21、M22，且第二共振模态M21、M22使另一特定频率范围内的每一个频率所对应的反射损失都小于_6dB，该特定频率范围被定义为高频操作频段的频宽BW2。在本发明实施例中，高频操作频段是介于4•9GHz到5•9GHz，频宽BW2为1GHz。[0066]具体而言，通过改变条形槽孔110的尺寸、L形槽孔120的尺寸以及条形槽孔11〇与L形槽孔120在载板10的厚度方向上相互重叠的区域大小，可以微调第一共振模态Mil〜M13以及第二共振模态吧1〜M22的峰值所对应的频率，从而使低频操作频段以及高频操作频段都具有较大的频宽。[0067]另外，由图4中可看出，本发明实施例的天线模块1在频率为2•4GHz时的反射损失-10•078dBA点），在频率为2.5GHz时的反射损失为-9•3352dBB点），在频率为5.15GHz时的反射损失为-11•878dBC点），在频率为5.85GHz时的反射损失为-7•2697dBD点）。据此，证明本发明实施例的天线模块1确实可操作于2•4GHz的频段以及5GHz的频段。[0068][实施例的有益效果][0069]本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的天线模块1为平板式双频天线模块，其通过使“辐射部11、接地部12以及条形槽孔110与L形槽孔120相互耦合”，从而在高频操作频段以及在低频操作频段能够分别产生一个以上的共振模态，以增加低频操作频段以及高频操作频段的频宽。据此，本发明所提供的天线模块1体积较小，因此可缩减天线模块1的占据空间，从而使可携式电子产品的整体体积可进一步缩小。另外，本发明实施例的天线模块1体积虽然小，却可在各操作频段产生较大的频宽，而可应用于较多的通信系统。[0070]另外，由于天线模块1的频宽较宽，当天线模块1设置于可携式电子产品内时，天线模块1的辐射效率较不会因天线模块1的放置角度和位置略有偏移而受到影响。[0071]以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求内。

权利要求：1.一种天线模块，其特征在于，所述天线模块包括：一载板，其具有一第一面以及一与所述第一面相反的第二面；一辐射部，其设置于所述第一面，其中，所述辐射部具有一条形槽孔，所述辐射部的长轴延伸方向与所述条形槽孔的长轴延伸方向大致相同；一信号馈入部，其设置在所述辐射部上并邻近于所述条形槽孔的一中段处；以及一接地部，其设置于所述载板的所述第二面，其中，所述接地部具有一L形槽孔，且所述条形槽孔垂直投影在所述第二面的投影区域与所述L形槽孔部分重叠。2.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述条形槽孔的长度与所述辐射部的长度的比值是介于0.5至0.7之间。3.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述辐射部具有一第一短边以及一与所述第一短边相反的第二短边，所述条形槽孔具有一第一端以及一与所述第一端相反的第二端，所述第一短边与所述第一端之间的一第一距离小于所述第二短边与所述第二端之间的一第二距离。4.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述L形槽孔具有一长线段以及一连接所述长线段的短线段，所述条形槽孔垂直投影在所述第二面的投影区域与所述长线段重叠，而与所述短线段彼此分离。5.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述L形槽孔具有一长线段以及一连接所述长线段的短线段，所述短线段从所述长线段的一端延伸至所述接地部的一边缘。6.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述接地部的面积大于所述辐射部的所述投影区域。7.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，具有所述条形槽孔的所述辐射部与具有所述L形槽孔的所述接地部相互耦合，以在2.1GHz至3GHz之间的操作频率范围内产生至少三个第一共振模态，且在4.9GHz至5.9GHz之间的操作频率范围内产生至少两个第二共振模〇8.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述天线模块的低频操作频段是介于2•1GHz至3GHz之间，且所述天线模块的高频操作频段是介于4•9GHz至5•9GHz之间。9.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述条形槽孔具有一与所述信号馈入部分离的弧形段，且所述弧形段沿着所述信号馈入部的一部分外缘延伸。10.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述的天线模块还包括一同轴缆线，所述同轴缆线包括一信号传输导线以及一接地外层，其中，所述接地外层电性绝缘地环绕所述信号传输导线，所述信号传输导线的一焊接部穿过所述载板且电性连接于所述信号馈入部，且所述接地外层的一焊接部不穿过所述载板而电性连接所述接地部。

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