[发明专利]螺旋天线装置

说明书

【技术领域】

本发明关于一种天线，且特别是关于一种螺旋天线装置。

【背景技术】

利用卫星进行定位与导航的电子装置，例如全球定位系统(Global Positioning System,GPS)电子装置，其需与卫星进行无线通信。为了实现无线通信的目的，GPS电子装置必须设置天线，并以天线来接收GPS信号。天线的型态与种类繁多，以GPS的应用领域为例，GPS电子装置的天线可为平板天线(Patch antenna)或螺旋天线(Helix antenna)。一般来说，平板天线普遍会有所能接收的信号带宽较窄的问题，而螺旋天线则具有较大带宽。因此，螺旋天线通常会比平板天线更适于接收GPS信号。

然而，由于螺旋天线的材料通常比较软，所以螺旋天线的形状与结构在先天上容易受到外力的影响而产生形变。在螺旋天线被组装到电子装置的过程或组装后的运送过程中，螺旋天线经常会因为外力挤压或碰撞而产生形变。当螺旋天线的结构产生形变时，螺旋天线的螺距或倾斜角等结构参数会产生变化。天线的结构参数一旦产生些微的变化，就会影响到天线收发信号的质量。

不过，为了确保螺旋天线在组装过程或运送过程中不会因外力而发生形变，那么生产在线的操作员与运送人员势必要极为小心谨慎地进行作业以避免螺旋天线遭到挤压或碰撞，因而势必要花费更多时间，进而大幅提高生产与运送的成本而不切实际。

除此之外，以螺旋天线的辐射场型(radiation pattern)来看，其在特定方向上(如GPS信号的来向)的辐射强度，相较于其他方向，并没有显著差异。换句话说，螺旋天线本身在特定方向上的信号接收能力可能不足。并且，螺旋天线所连接的信号输入输出电路或电子装置上的电路也可能对于螺旋天线在信号收发方面造成干扰。

为解决上述的问题，如何将螺旋天线方便地组装至基板上，而且不易因外力发生形变而影响螺旋天线的结构参数，以及加强螺旋天线的信号接收能力与避免电路干扰，乃为业界亟需解决的问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提出一种螺旋天线装置，以期螺旋天线简便且精准地组装至基板上，而且不易因外力而发生形变，以确保螺旋天线的结构参数。除此之外，还可加强螺旋天线的信号接收能力与抗电路干扰能力。

在一实施例中，一种螺旋天线装置包括基板、信号输出电路、柱状体、地线、螺旋天线与环状金属件。信号输出电路设置于基板，而柱状体包括有通道 与螺旋槽。柱状体的底面固设于基板，且沿柱状体的中央轴向形成有所述通道，而螺旋槽环设于柱状体的环形侧面。地线穿设于通道，而地线的一端固定于基板且电性连接至信号输出电路。螺旋天线环绕柱状体且其至少一部分设置于螺旋槽，而螺旋天线的一端固定于基板且电性连接至信号输出电路。环状金属件设置于基板上并环绕柱状体。

在一实施例中，基板包括电路层、第一绝缘层、接地层与第二绝缘层。第一绝缘层位于电路层与接地层之间，接地层位于第一绝缘层与第二绝缘层之间，信号输出电路设置于电路层。

在一实施例中，信号输出电路与螺旋天线在相对于接地层的铅直方向上被接地层隔离。

在一实施例中，螺旋天线的底段穿过第二绝缘层、接地层与第一绝缘层后可固定且电性连接于电路层。

在一实施例中，环状金属件定义出第一环形开口横截面与第二环形开口横截面，第一环形开口横截面邻接基板上，第二环形开口横截面与基板之间存在一铅直高度，其中第一环形开口横截面的面积小于第二环形开口横截面的面积，其中环状金属件的横截面的面积由第一环形开口横截面朝第二环形开口横截面的方向依序递增。

在一实施例中，螺旋天线的顶段远离基板，螺旋天线的顶段的径向断面的法向量平行于柱状体的环形侧面的切线方向。

在一实施例中，基板包括有第一穿孔与第二穿孔，地线的底段穿设并固定于第一穿孔，螺旋天线的底段穿设并固定于第二穿孔。

在一实施例中，柱状体包括至少一卡扣件，基板包括至少一第三穿孔，卡扣件凸设于柱状体的底面，且用以扣合第三穿孔。