介紹

在過去的十年，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有著爆炸性的進(jìn)步。我們可以在網(wǎng)絡(luò)的世界里找到我們需要的數(shù)據(jù)且我們的日常生活也變得更依賴他了。大部分的人其生活作息已經(jīng)與網(wǎng)絡(luò)世界融合在一起了。因此，在我們的生活中無線的網(wǎng)絡(luò)連接變成一個必要的方式，亦就是所有攜帶式裝置都要有無線通信的能力。 更進(jìn)一步，物聯(lián)網(wǎng)勢必變成科技業(yè)發(fā)展的一個焦點(diǎn)。最終，每一個對象將會透過無線通信裝置連接在一起。在無線產(chǎn)業(yè)的競爭環(huán)境里，一個微型天線技術(shù)可使得攜帶式裝置更薄、更小與更輕，讓您的產(chǎn)品更具有競爭力，也讓您的產(chǎn)品在這個廣大的市場中獲得勝利。

觀察過去電子產(chǎn)品的發(fā)展軌跡，我們可以知道，如何依新世代產(chǎn)品的需求先期開發(fā)關(guān)鍵組件，實(shí)時推出新產(chǎn)品所需要的組件，或提供性能優(yōu)越的替代組件，將能使該新產(chǎn)品在市場上占有相對優(yōu)勢及增加競爭力。就無線通信產(chǎn)品而言，天線產(chǎn)品或技術(shù)，就是占有重要地位的關(guān)鍵零組件。為了能有穩(wěn)定的上網(wǎng)能力與數(shù)據(jù)下載速度，個人行動裝置都需要效能優(yōu)越的天線裝置，來強(qiáng)化其訊號收發(fā)能力，以便能隨時輕輕松松上網(wǎng)無障礙。而詠業(yè)科技獨(dú)特的專利芯片天線(Chip Antenna)技術(shù)，能提供給客戶高收訊效率的微小型芯片天線，提高客戶無線通信產(chǎn)品的效能。

以網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)相當(dāng)重要的無線路由器(WiFi AP Router)為例，大多數(shù)市售機(jī)種還是采用外置雙極(Dipole)棒狀天線，不但影響外觀設(shè)計、占用很大的體積、使用不方便，材料與組裝成本也都很高。尤其是商務(wù)人士用的口袋型路由器，如果還要外掛一支棒狀天線，更是不搭調(diào)。

以平板計算機(jī)當(dāng)例子，F(xiàn)PC天線仍被廣泛的使用。但要使用FPC天線，必須先將FPC天線用人工組裝的方式黏貼到平板計算機(jī)的外殼上，并在主板上焊接兩個彈片，以便讓FPC天線與主板做電性連接。這樣的做法不只是總成本高，而且人工組裝之FPC天線的穩(wěn)定性不佳。但以詠業(yè)的芯片天線而言，只需將芯片天線利用SMT制程打件在主板上，即可完成，具有方便性、穩(wěn)定性與總成本低等特點(diǎn)。

如何設(shè)計一個內(nèi)建型的天線

智能型手機(jī)、平板計算機(jī)、手持式裝置等產(chǎn)品的天線，主要仍以內(nèi)建型天線為主。想要將天線設(shè)計為內(nèi)置，目前主要有幾種形式可供選擇，包括：金屬片沖壓成型天線、印刷電路板(PCB)或軟板(FPC)天線、LDS天線以及芯片天線。模具沖壓成型金屬天線，在生產(chǎn)上都需要開發(fā)金屬加工成型模具，開模具不但貴而且時程長，對于新產(chǎn)品開發(fā)的成本與時程控制甚為不利。而且不論是使用印刷電路板制成的天線、模具沖壓成型金屬天線或LDS天線，最后都需要用人工組裝于行動裝置內(nèi)，不僅人工成本高昂，而且人工組裝的良率較不穩(wěn)，對質(zhì)量的管控較困難。而且，不管是金屬沖壓天線或是LDS天線，其尺寸都相當(dāng)大，并不符合個人可攜式產(chǎn)品輕薄短小的趨勢需求。所以，具有輕薄短小優(yōu)勢的芯片天線，便成為另一種頗具吸引力之選擇，芯片天線之設(shè)計方式，主要以單極(Monopole或PIFA)天線與回路(Loop)天線為主。

而內(nèi)建型的天線在實(shí)際應(yīng)用上會遭遇哪些主要問題呢？我們例舉如下:
1.人體靠近時對天線特性的影響
2.天線尺寸與效率的關(guān)系
3.輻射場型對有效訊號傳輸能力的影響
4.是否需針對每一機(jī)型制作客制化天線
5.生產(chǎn)成本

而詠業(yè)的專利芯片天線，采用改良的回路天線設(shè)計原理，在上述的幾個問題領(lǐng)域，都有優(yōu)越的表現(xiàn)。詠業(yè)的芯片天線如何克服以上的問題，并與其他類型的天線做一比較，敘述如下:

1.人體靠近時對天線特性的影響
天線的電抗近場分為電場與磁場兩種型式，人體屬于電介質(zhì)，對電抗近場的電場效應(yīng)影響較大，會造成天線饋入阻抗的變化。目前市場上大多數(shù)芯片天線，都運(yùn)用單極天線或PIFA天線的設(shè)計原理，天線電抗近場中的電場效應(yīng)較強(qiáng)，當(dāng)人體靠近天線時(例如:以手握持手機(jī))，天線的效能會受到比較顯著的影響。而詠業(yè)科技的芯片天線采用經(jīng)過改良的回路天線設(shè)計原理，天線電抗近場中磁場效應(yīng)的比例較高，相對降低電場效應(yīng)的影響，因而降低了人體對天線效能的影響。

2.天線尺寸與效率的關(guān)系
詠業(yè)的專利芯片天線，是利用芯片天線周邊的金屬，來增加天線之輻射效能，換句話說，雖然芯片天線的體積縮到很小，但只要天線兩邊的金屬具有足夠長度的話，仍可擁有相當(dāng)好的輻射效率。但對一般以LDS或FPC制作的PIFA天線而言，天線的輻射體長度要達(dá)到4分之一波長且天線本體要離金屬越遠(yuǎn)越好，如此輻射效率才會好。但以現(xiàn)在3C產(chǎn)品的發(fā)展趨勢來看，越做越薄是ㄧ個主要的趨勢，PIFA天線會離電路板越來越近，導(dǎo)致天線的輻射效率受到影響，除非把天線覆蓋到的電路板上的金屬層全部移除，否則天線效率會大幅下降。而詠業(yè)所發(fā)明的芯片天線克服了上述的問題，即使將天線尺寸縮小到3.2*1.6*0.5(mm)，還能保持高的輻射效率。此一芯片天線的推出，也立即受到國際一級大廠的熱烈采用。

3.輻射場型對訊號傳輸能力的影響
采用PIFA結(jié)構(gòu)設(shè)計的天線，輻射場型的主要方向會指向接地金屬的方向，因此天線工程師無法輕易的調(diào)整天線的設(shè)計形狀，來改變輻射場型的方向，導(dǎo)致輻射場型的主要輻射方向不一定是該產(chǎn)品需要的方向。例如，智能型手機(jī)上要建置一個GPS天線，一般而言，因為手機(jī)的下端會設(shè)計LTE/3G的主天線，所以GPS天線都會設(shè)計在智能型手機(jī)的頂端，如果運(yùn)用PIFA結(jié)構(gòu)來設(shè)計的話，輻射場型的主要輻射方向會是朝向下方，亦就是朝向地面，但是GPS的衛(wèi)星訊號又是來自于天空，如此真正可以用于接收GPS訊號的有效輻射增益其實(shí)是很低的。而詠業(yè)的芯片天線，將天線的電流流動局限在芯片天線的周圍，如此可輕易的將輻射場型設(shè)計成指向上方的天空，也就是衛(wèi)星訊號來源的方向，因此，有效的輻射增益可大幅增加，換句話說，GPS的訊號接收能力即可大幅提升。

4.是否需針對每一機(jī)型制作客制化天線
天線的基本物理特性顯示，天線放置的位置及周遭環(huán)境，對其電氣特性的影響是很大的，所以每一個3C產(chǎn)品的天線都需要客制化制作，如此會造成開發(fā)時程較久、庫存壓力大、成本高等問題產(chǎn)生。但詠業(yè)的芯片天線，有獨(dú)家的調(diào)頻組件設(shè)計，當(dāng)同一個芯片天線裝置在不同機(jī)構(gòu)環(huán)境時，即使天線之共振頻率有所偏移，皆可輕易的利用調(diào)頻組件將共振頻率調(diào)到該產(chǎn)品所需的頻段。產(chǎn)品開發(fā)與制造單位，只要準(zhǔn)備單一天線組件，即可滿足各個不同產(chǎn)品之開發(fā)需求。而產(chǎn)品開發(fā)過程中，也不用重復(fù)地微調(diào)天線，因此，天線開發(fā)過程變得很簡單，開發(fā)時程可大幅縮短，庫存成本與制造成本也可顯著降低。

5.生產(chǎn)成本
天線的生產(chǎn)成本，可以從兩個層面來分析，一為直接成本，另一為間接成本:

一、直接成本:

以目前使用較普遍的LDS天線、FPC天線與芯片天線來做比較:

a.LDS的材料較昂貴、制程較復(fù)雜，其售價一直是所有天線種類里面最貴的一種
b.FPC的天線成本需包括天線本體、兩個彈片、組裝費(fèi)用(人工組裝與打件費(fèi)用)，其總成本雖較LDS便宜，但仍比芯片天線貴。
c.芯片天線只要將天線用SMT制程打件在電路板上即完成，沒有其他人工組裝與彈片的需求，其總成本是最低的。

二、間接成本:

任何電子產(chǎn)品在開發(fā)過程里，難以避免的需要隨時修改機(jī)構(gòu)或結(jié)構(gòu)，因此，像LDS天線與FPC天線，就必須隨著機(jī)構(gòu)的變更而變更天線設(shè)計，亦就是必須重新制作天線，導(dǎo)至開發(fā)時程的增長，如此開發(fā)成本勢必升高。但是使用詠業(yè)的芯片天線的話，同一天線標(biāo)準(zhǔn)品(單一料號)可以使用于各式產(chǎn)品，不必因為機(jī)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的變更，而重新設(shè)計芯片天線，電路板的布線(Layout)也不用改變，如此不僅可縮短開發(fā)時程，相對的整個開發(fā)成本自然也會下降。進(jìn)入量產(chǎn)之后，庫存也僅需要準(zhǔn)備單一料號的天線標(biāo)準(zhǔn)品，不需要為不同機(jī)型準(zhǔn)備不同料號的天線，庫存管理的復(fù)雜度與成本都可顯著降低，也不用擔(dān)心呆滯料的發(fā)生。

實(shí)施例子

Fig1:詠業(yè)科技的GPS和 WiFi/Bluetooth 芯片天線在平板計算機(jī)上的應(yīng)用實(shí)例

Fig2:詠業(yè)科技的雙頻WiFi (2.4G + 5G) 芯片天線在平板計算機(jī)上的應(yīng)用實(shí)例

Fig3:詠業(yè)科技的GPS芯片天線在智能型手機(jī)上的應(yīng)用實(shí)例

Fig4:詠業(yè)科技的WiFi芯片天線在無線分享器上的應(yīng)用實(shí)例

Fig5:詠業(yè)科技的Bluetooth芯片天線在耳機(jī)上的應(yīng)用實(shí)例

天線尺寸:3.2X1.6X0.5 mm

Fig.1 詠業(yè)科技的GPS和 WiFi/Bluetooth 芯片天線在平板計算機(jī)上的應(yīng)用實(shí)例

Table1 GPS&WiFi 芯片天線的3D輻射增益

天線尺寸:3.2X1.6X0.5 mm

Fig.2 詠業(yè)科技的雙頻WiFi (2.4G + 5G) 芯片天線在平板計算機(jī)上的應(yīng)用實(shí)例

Table2 雙頻WiFi芯片天線的3D輻射增益

天線尺寸:3.2X1.6X0.5 mm

Fig.3 詠業(yè)科技的GPS芯片天線在智能型手機(jī)上的應(yīng)用實(shí)例

Table 3 GPS芯片天線的3D輻射增益

天線尺寸:3.2X1.6X0.5 mm

Fig.4 詠業(yè)科技的WiFi 芯片天線在無線分享器上的應(yīng)用實(shí)例

Table 4 WiFi 芯片天線的3D輻射增益

Size:5.0X3.0X0.5 mm

Fig.5 詠業(yè)科技的Bluetooth芯片天線在耳機(jī)上的應(yīng)用實(shí)例

Table 5 Bluetooth芯片天線的3D輻射增益

結(jié)論:

詠業(yè)科技的芯片天線已成功的應(yīng)用在各種產(chǎn)品領(lǐng)域，例如:Smart phone、Tablet PC、PND、Portable router、Wireless dongle、BT earphone等產(chǎn)品，各國際品牌大廠也都熱烈地采用，在在的證明了我們芯片天線的優(yōu)勢，不管是在成本的競爭力，在研發(fā)使用的便利性、抗干擾的特性、天線的輕薄短小等方面，都非常具有吸引力。如下表，我們整理了芯片天線、LDS 天線與FPC天線的綜合特性比較，由此表中，即可看出詠業(yè)芯片天線的特性與優(yōu)點(diǎn)。