專利名稱：環(huán)形天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)形天線，尤其是指一種內(nèi)置于電子設(shè)備且工作在ISM(Industry，Science，Medicine)頻帶下的環(huán)形天線。
對(duì)于應(yīng)用有天線相關(guān)設(shè)計(jì)的電子裝置而言，隨著電子裝置微型化及設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化的趨勢(shì)，包括內(nèi)置式天線在內(nèi)的各種組件體積相應(yīng)也有微型化及標(biāo)準(zhǔn)化的需求。但是，由于天線必需具備一定的工作性能要求，而為維持特定的電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)以符合業(yè)界規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，天線必須具有一定的尺寸長(zhǎng)度，以符合特定工作頻帶的需求。但天線體積的縮小除導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不易設(shè)計(jì)外，還會(huì)導(dǎo)致其上電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。如美國(guó)專利第5,767,813號(hào)所示，其利用在電路板上構(gòu)成環(huán)形天線以達(dá)到上述目的。請(qǐng)參照

圖1，該專利提供一種帶平面基座的小型環(huán)形天線4，包括有輻射裝置41、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)42及與電路板相連接的連接器43，其中輻射裝置41包括延伸于底部平面的導(dǎo)電平面基座411及導(dǎo)電環(huán)412，并且前述導(dǎo)電環(huán)412與導(dǎo)電平面基座411相連接，使電流在導(dǎo)電環(huán)412與導(dǎo)電平面基座411之間形成環(huán)路，而形成一環(huán)形天線4，并以此天線形式達(dá)到電子裝置微型化的需求。但是，前述環(huán)形天線需額外設(shè)置連接器43及導(dǎo)電環(huán)412，仍不利于天線小型化及設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單化。再者，當(dāng)應(yīng)用在已具有內(nèi)置式主天線(該天線為標(biāo)準(zhǔn)件)的電子裝置(如筆記本電腦)時(shí)，天線的性能常受到實(shí)際應(yīng)用環(huán)境(如筆記本電腦復(fù)雜且狹小的空間)的限制，而使共振頻帶內(nèi)的性能不易達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，且因其結(jié)構(gòu)整體固定，而無(wú)法運(yùn)用上述設(shè)計(jì)適當(dāng)調(diào)整其間所形成的環(huán)形天線工作頻帶。
本發(fā)明目的在于提供一種不改變?cè)b設(shè)在電子裝置內(nèi)的主天線尺寸，而可將原平面式單極天線形態(tài)轉(zhuǎn)換為環(huán)形天線形態(tài)，以有效減小天線體積的設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種可在不改變?cè)魈炀€尺寸的條件下，可調(diào)整天線工作頻帶的設(shè)計(jì)，以適應(yīng)不同環(huán)境的要求。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種天線的設(shè)計(jì)方法，既能使天線在共振頻帶內(nèi)性能符合業(yè)界規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，又能減小天線占用空間。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明環(huán)形天線，包括金屬導(dǎo)體及設(shè)在金屬導(dǎo)體上的主天線電路板和輔助電路板，其中輔助電路板上設(shè)有感應(yīng)裝置，感應(yīng)裝置由印蝕線路及與印蝕線路電性連接的金屬延伸導(dǎo)線組成，利用感應(yīng)裝置的電場(chǎng)感應(yīng)將主天線電路板上的平面式單極天線的高頻能量感應(yīng)至輔助電路板而形成環(huán)路，以達(dá)到將單極天線形態(tài)轉(zhuǎn)換為環(huán)形天線形態(tài)。
依據(jù)上述主要特征，本發(fā)明環(huán)形天線可通過(guò)改變輔助電路板上的金屬延伸導(dǎo)線的長(zhǎng)度，在不改變?cè)魈炀€電路板的條件下，調(diào)整天線工作頻帶，以滿足不同應(yīng)用環(huán)境的要求。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明環(huán)形天線，由于利用電場(chǎng)感應(yīng)形成，因此不須額外設(shè)置導(dǎo)電裝置及連接器，從而有利于天線小型化及簡(jiǎn)單化設(shè)計(jì)。同時(shí)，本發(fā)明環(huán)形天線的設(shè)計(jì)可適當(dāng)調(diào)整其間所形成的環(huán)形天線工作頻帶，使同一環(huán)形天線可適用于不同的應(yīng)用需求。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1為現(xiàn)有環(huán)形天線的示意圖。
圖2為本發(fā)明一實(shí)施例應(yīng)用在筆記本電腦上時(shí)的示意圖。
圖3為圖2的局部放大圖，其顯示本發(fā)明主天線電路板與輔助電路板組裝在筆記本電腦樞軸上時(shí)所形成的環(huán)形天線。
圖4為圖3所示實(shí)施例中的主天線電路板的立體示意圖。
圖5為圖3所示實(shí)施例中的輔助電路板的立體示意圖。
圖6為圖3所示實(shí)施例的組裝示意圖(一)。
圖7為圖3所示實(shí)施例的組裝示意圖(二)。
圖8為圖2所示實(shí)施例當(dāng)筆記本電腦的蓋體處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，本發(fā)明環(huán)形天線的工作性能測(cè)量表。
圖9為圖2所示實(shí)施例當(dāng)筆記本電腦的蓋體處于閉合狀態(tài)時(shí)，本發(fā)明環(huán)形天線的工作性能測(cè)量表。
圖10為圖2所示實(shí)施例當(dāng)筆記本電腦的蓋體處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，本發(fā)明環(huán)形天線的金屬延伸導(dǎo)線與工作頻帶關(guān)系的工作性能測(cè)量表。
圖11為圖2所示實(shí)施例當(dāng)筆記本電腦的蓋體處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，本發(fā)明環(huán)形天線的金屬延伸導(dǎo)線與工作頻帶關(guān)系的另一工作性能測(cè)量表。
請(qǐng)參照?qǐng)D2至圖5所示，本發(fā)明環(huán)形天線2包括金屬導(dǎo)體、設(shè)置有饋線212的主天線電路板21、輔助電路板22。其中金屬導(dǎo)體在本實(shí)施例中為設(shè)置在筆記本電腦1的蓋體11與座體12之間的樞軸13，主天線電路板21和輔助電路板22則設(shè)在所述樞軸13的相鄰兩側(cè)，饋線212從主天線電路板21上延伸出來(lái)。
主天線電路板21呈縱長(zhǎng)板狀構(gòu)造，其一側(cè)表面鋪設(shè)有連續(xù)彎折的第一印蝕線路211，相對(duì)的另一側(cè)表面則鋪設(shè)有第一金屬鍍層214。其中第一印蝕線路211用以與饋線212內(nèi)的內(nèi)蕊線相導(dǎo)接，第一金屬鍍層214則用以與所述內(nèi)蕊線外包覆的屏蔽層相焊接，以形成接地回路。
輔助電路板22也呈縱長(zhǎng)板狀構(gòu)造，其上設(shè)有感應(yīng)裝置，在本實(shí)施例中感應(yīng)裝置為設(shè)于輔助電路板22一側(cè)面的第二印蝕線路222及與第二印蝕線路222電性相連的金屬延伸導(dǎo)線24，其長(zhǎng)度以L表示。另外輔助電路板22上設(shè)有與第二印蝕線路222位于同一側(cè)表面且彼此電性相連的第二金屬鍍層224。
饋線23在本實(shí)施例中為一同軸線纜，其主要將高頻信號(hào)導(dǎo)入環(huán)形天線。主要包括有內(nèi)蕊線及包覆在內(nèi)蕊線外屏蔽用的遮蔽層，其中內(nèi)蕊線的一端穿過(guò)主天線電路板21而與第一印蝕線路211相焊接，而在該處的遮蔽層則焊接在第一金屬鍍層214上。另外在饋線23另一端則組接有一連接器(未圖標(biāo))，以形成一線纜組合，進(jìn)而與筆記本電腦1內(nèi)主機(jī)板上所設(shè)的配合連接器配接(未圖標(biāo))。
請(qǐng)參照?qǐng)D2及圖6、圖7所示，當(dāng)將本發(fā)明應(yīng)用于筆記本電腦1上時(shí)，主天線電路板21可由螺絲(未圖標(biāo))穿過(guò)第一螺孔213固定在筆記本電腦1的樞軸13的一表面上，而輔助電路板22則由另一螺絲(未圖標(biāo))穿過(guò)第二螺孔223固定在筆記本電腦1的樞軸13上與主天線電路板21相鄰的另外一表面，這樣，主天線電路板21的第一金屬鍍層214與輔助電路板22的第二金屬鍍層224通過(guò)樞軸13電性導(dǎo)接，并且輔助電路板22的金屬延伸導(dǎo)線221朝主天線電路板21所在的平面彎折延伸。這樣，主天線電路板21及設(shè)在主天線電路板21上的饋線212與樞軸(用以接地)13所組成的平面式單極天線即可通過(guò)電場(chǎng)感應(yīng)將主天線電路板21上的高頻能量感應(yīng)至輔助電路板22上，而在主天線電路板21與輔助電路板22上形成一天線環(huán)路3(參照?qǐng)D3)。通過(guò)此方式達(dá)到將平面式單極天線組態(tài)轉(zhuǎn)換為環(huán)形天線組態(tài)以達(dá)到在既定頻帶下可縮小天線所占的體積的目的。
請(qǐng)參照?qǐng)D8所示，當(dāng)筆記本電腦1的蓋體11相對(duì)于座體12處于開(kāi)啟狀態(tài)且環(huán)形天線2工作在2346-2617 MHZ頻帶時(shí)，環(huán)形天線2滿足駐波比小于2.0的業(yè)界規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。
請(qǐng)參照?qǐng)D9所示，當(dāng)筆記本電腦1的蓋體11相對(duì)于座體12處于閉合狀態(tài)且環(huán)形天線2工作在2326-2601 MHZ頻帶時(shí)，環(huán)形天線2也符合駐波比小于2.0的業(yè)界規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。
請(qǐng)參照?qǐng)D10及圖11所示，在筆記本電腦1的蓋體11相對(duì)于座體12處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，當(dāng)輔助電路板22的金屬延伸導(dǎo)線221長(zhǎng)度L＝14mm時(shí)，該環(huán)形天線2頻帶為2063-2486 MHZ；當(dāng)L＝13mm時(shí)，該環(huán)形天線2頻帶為2133-2513 MHZ；當(dāng)L＝12mm時(shí)，該環(huán)形天線2頻帶為2164-2551 MHZ；當(dāng)L＝11mm時(shí)，該環(huán)形天線2頻帶為2300-2573 MHZ，工作在ISM頻帶的環(huán)形天線2均符合駐波比小于2.0的業(yè)界規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)L＝14mm和L＝13mm時(shí)，工作在ISM頻帶的環(huán)形天線2亦均符合駐波比小于2.0的業(yè)界規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，這樣，本發(fā)明還可達(dá)到在不改變?cè)魈炀€電路板21尺寸的條件下，通過(guò)調(diào)整金屬延伸導(dǎo)線221的長(zhǎng)度L的值有效調(diào)整環(huán)形天線2的工作頻帶，以滿足不同的需求。
從圖8至圖11所示的實(shí)際量測(cè)結(jié)果可知，不論筆記本電腦的蓋體處于開(kāi)啟還是閉合的狀態(tài)下，由平面式單極天線轉(zhuǎn)換而成的環(huán)形天線在ISM頻帶寬度時(shí)滿足駐波比皆小于2.0(業(yè)界標(biāo)準(zhǔn))。同時(shí)，還可通過(guò)調(diào)整金屬延伸導(dǎo)線221的長(zhǎng)度L控制頻帶位置。本發(fā)明可用作無(wú)線區(qū)域網(wǎng)(Wireless LAN)及藍(lán)芽(Bluetooth)等無(wú)線通訊模塊的發(fā)射/接收天線，且可充分利用筆記本電腦內(nèi)的有效空間。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)形天線，包括有金屬導(dǎo)體、設(shè)置于所述金屬導(dǎo)體的第一表面且具有一饋線的主天線電路板、設(shè)置于所述金屬導(dǎo)體第二表面的輔助電路板，其特征在于輔助電路板上設(shè)有感應(yīng)裝置，通過(guò)感應(yīng)裝置的電場(chǎng)感應(yīng)在主天線電路板與輔助電路板之間形成天線環(huán)路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形天線，其特征在于其中感應(yīng)裝置由設(shè)在輔助電路板上的第二印蝕線路及與第二印蝕線路電性連接的金屬延伸導(dǎo)線組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)形天線，其特征在于其中主天線電路板和輔助電路板上分別設(shè)有第一金屬鍍層及第二金屬鍍層以與金屬導(dǎo)體電性導(dǎo)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)形天線，其特征在于其適用頻帶可通過(guò)前述金屬延伸導(dǎo)線的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的環(huán)形天線，其特征在于其中主天線電路板的饋線具有內(nèi)蕊線及包覆其外的遮蔽層，在主天線電路板上的第一金屬鍍層的相對(duì)表面設(shè)有第一印蝕線路，而饋線一端的內(nèi)蕊線及遮蔽層則分別焊接在前述第一印蝕線路及第一金屬鍍層上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的環(huán)形天線，其特征在于其中主天線電路板與輔助電路板設(shè)在金屬導(dǎo)體的相鄰二表面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的環(huán)形天線，其特征在于上述環(huán)形天線工作在ISM頻帶。
8.一種應(yīng)用在電子裝置上的環(huán)形天線，包括有設(shè)置在電子裝置內(nèi)的金屬導(dǎo)體、感應(yīng)裝置以及內(nèi)置于電子裝置且具有饋線的主天線電路板，其特征在于主天線電路板呈平面單極天線組態(tài)，感應(yīng)裝置可通過(guò)電場(chǎng)感應(yīng)在金屬導(dǎo)體、主天線電路板與感應(yīng)裝置之間構(gòu)成一環(huán)形天線組態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的環(huán)形天線，其特征在于其中金屬導(dǎo)體上設(shè)有輔助電路板，感應(yīng)裝置由設(shè)于輔助電路板一側(cè)的第二印蝕線路及與第二印蝕線路電性連接的金屬延伸導(dǎo)線組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的環(huán)形天線，其特征在于其中主天線電路板上設(shè)有第一金屬鍍層以與金屬導(dǎo)體電性導(dǎo)接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的環(huán)形天線，其特征在于所述環(huán)形天線的適用頻帶可通過(guò)改變前述金屬延伸導(dǎo)線的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的環(huán)形天線，其特征在于其中主天線電路板的饋線具有內(nèi)蕊線及包覆其外的遮蔽層，在主天線電路板的第一金屬鍍層的相對(duì)表面設(shè)有第一印蝕線路，而饋線一端的內(nèi)蕊線及遮蔽層則分別焊接在前述第一印蝕線路及第一金屬鍍層上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的環(huán)形天線，其特征在于上述環(huán)形天線工作于ISM頻帶。
14.一種環(huán)形天線，包括有平面式單極天線及感應(yīng)裝置，其特征在于平面式單極天線通過(guò)感應(yīng)裝置形成環(huán)形天線組態(tài)，且前述環(huán)形天線組態(tài)的工作頻帶可以調(diào)節(jié)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的環(huán)形天線，其特征在于其中感應(yīng)裝置由第二印蝕線路及金屬延伸導(dǎo)線組成。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的環(huán)形天線，其特征在于其中工作頻帶通過(guò)金屬延伸導(dǎo)線的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整。
17.一種便攜式電子裝置，包括有蓋體、座體、設(shè)在蓋體與座體之間且具有第一表面及第二表面的金屬樞軸，以及設(shè)在前述金屬樞軸第一表面且具有饋線的主天線電路板和設(shè)在前述金屬樞軸第二表面的輔助電路板，其特征在于輔助電路板具有感應(yīng)裝置，并通過(guò)電場(chǎng)感應(yīng)方式在主天線電路板與輔助電路板之間形成天線環(huán)路。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的便攜式電子裝置，其特征在于其中感應(yīng)裝置由第二印蝕線路及與第二印蝕線路電性連接的金屬延伸導(dǎo)線組成。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的便攜式電子裝置，其特征在于其中主天線電路板和輔助電路板上分別設(shè)有第一金屬鍍層及第二金屬鍍層以與金屬樞軸電性導(dǎo)接。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的便攜式電子裝置，其特征在于其中主天線電路板的饋線一端電性連接主天線電路板，另一端則電性連接至便攜式電子裝置的主機(jī)電路板。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述便攜式電子裝置，其特征在于其中主天線電路板與輔助電路板設(shè)在金屬樞軸的相鄰二面上。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的便攜式電子裝置，其特征在于該環(huán)形天線工作于ISM頻帶。
全文摘要
一種環(huán)形天線,包括金屬導(dǎo)體及設(shè)在金屬導(dǎo)體上的主天線電路板和輔助電路板,其中輔助電路板上設(shè)有一金屬延伸導(dǎo)線,利用電場(chǎng)感應(yīng)可將由主天線電路板、電性連接于主天線電路板及電子裝置之間的饋線等所形成的平面式單極天線轉(zhuǎn)換成環(huán)形天線形態(tài),且所述金屬延伸導(dǎo)線的長(zhǎng)度可根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)合調(diào)整,用以調(diào)整所形成的環(huán)形天線的工作頻帶。
文檔編號(hào)H01Q1/22GK1350345SQ0013154
公開(kāi)日2002年5月22日 申請(qǐng)日期2000年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月24日
發(fā)明者蔡賜男, 沈祥輝, 戴新國(guó), 鄭昆德 申請(qǐng)人:富士康(昆山)電腦接插件有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司