專利名稱：使用電容的地線輻射體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種用以構(gòu)成一地線輻射天線的地線輻射體，更具體而言，是關(guān)于一種可簡(jiǎn)化地線輻射天線的結(jié)構(gòu)的地線輻射體。
背景技術(shù)：
天線為一種可將存在于空氣中的射頻(radio frequency ;RF)信號(hào)接收至一使用者終端機(jī)中的裝置，或?yàn)橐环N可將存在于使用者終端機(jī)內(nèi)的信號(hào)傳送至外部的裝置。換言之，天線為一種用于無(wú)線通訊的基本元件。近來(lái)，存在使移動(dòng)通訊終端機(jī)輕薄化且配備有一 更細(xì)小的天線結(jié)構(gòu)的需求。此外，隨著借由無(wú)線通訊所收發(fā)的數(shù)據(jù)量增大，目前要求移動(dòng)通訊終端機(jī)配備有能提供更強(qiáng)效能的天線。因此，目前已有提出利用使用者裝置本身的地線輻射的天線作為一種用于滿足此種需求的裝置。更具體而言，當(dāng)借由利用使用者裝置的地線作為輻射體的一部分而構(gòu)成天線時(shí)，可顯著減小在天線內(nèi)占據(jù)最大空間量的輻射體的尺寸，進(jìn)而有助于使天線的尺寸的減縮。如上所述，歐洲專利第1962372號(hào)為利用使用者裝置的地線作為輻射體的現(xiàn)有地線輻射天線。該專利提出一種當(dāng)一使用者裝置的主體由可相互分離的二子本體(sub-body)構(gòu)成(例如為一折疊型使用者裝置)時(shí)且當(dāng)每一子本體皆借由一電性裝置(例如FPCB)彼此連接時(shí)，借由使用該使用者裝置的地線來(lái)設(shè)計(jì)一天線的技術(shù)。根據(jù)上述歐洲專利，在主體由二單獨(dú)的子本體構(gòu)成的折疊型使用者裝置中，在該二子本體之間插入一電容器，該電容器用于調(diào)整一電導(dǎo)體內(nèi)的共振頻率，該電導(dǎo)體是為達(dá)成一電感稱合而提供。因此，上述天線的缺點(diǎn)在于，該天線僅可用于一由二單獨(dú)的子本體構(gòu)成的使用者裝置(即折疊型使用者裝置或移動(dòng)終端機(jī))中。此外，因用于電感耦合的電導(dǎo)體的長(zhǎng)度被預(yù)先確定為具有一固定長(zhǎng)度，故天線的結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜，并且上述天線可適用的裝置的范圍亦非常有限。圖I例示一現(xiàn)有地線輻射天線的一實(shí)例性結(jié)構(gòu)的總體視圖。參照?qǐng)D1，現(xiàn)有地線輻射天線10配備有一輻射元件11，輻射元件11是用于支持并達(dá)成地線輻射，如圖I所示。更具體而言，輻射元件11為一復(fù)雜結(jié)構(gòu)，其由介電質(zhì)(dielectric substance)以及導(dǎo)線構(gòu)成。因此,為制造此種復(fù)雜結(jié)構(gòu)，需要高的成本以及一復(fù)雜的制造制程。此外，除輻射元件11之外，地線輻射天線亦由電感器以及電容器12a、12b及12c構(gòu)成，等電感器以及電容器12a、12b及12c是用于執(zhí)行阻抗匹配以及輻射效能控制。因此，盡管現(xiàn)有技術(shù)的地線輻射天線使用地線作為輻射元件，然而天線仍需要設(shè)置一單獨(dú)的輻射元件，單獨(dú)的輻射元件具有一復(fù)雜結(jié)構(gòu)。因此，現(xiàn)有技術(shù)的地線輻射天線的缺點(diǎn)在于，為實(shí)作上述輻射元件，需要較高的制造成本。此外，隨著天線的輻射體的結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜，會(huì)對(duì)小型化的使用者裝置造成限制。更具體而言，由于對(duì)地線輻射的基本現(xiàn)象缺乏理解并為達(dá)成地線輻射而使用一過(guò)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故在現(xiàn)有技術(shù)的地線輻射天線中，制造成本升高且制造制程變得更加復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的本發(fā)明的一目的是借由消除具有一復(fù)雜結(jié)構(gòu)的輻射元件并借由使用更簡(jiǎn)單的元件達(dá)成地線輻射體來(lái)提供一種制造制程更加簡(jiǎn)化、天線結(jié)構(gòu)更加細(xì)小且制造成本顯著降低的地線輻射體。本發(fā)明的技術(shù)解決方案本發(fā)明的另一目的是借由利用一電容器的電容以及一電感器的電感而提供一種結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單的地線輻射體。 另外，本發(fā)明的另一目的是提供一種地線輻射體，地線輻射體僅使用一電容性元件來(lái)運(yùn)作，而無(wú)需任何單獨(dú)的輻射元件。本發(fā)明的效果在此，本發(fā)明可提供一種結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單并表現(xiàn)出優(yōu)異的輻射效能的地線輻射天線。此外，根據(jù)本發(fā)明，借由簡(jiǎn)化輻射體的結(jié)構(gòu)，可最小化制造成本，并可更加簡(jiǎn)化制造制程。


圖I例示一現(xiàn)有技術(shù)的地線輻射天線的一實(shí)例性結(jié)構(gòu)的總體視圖；圖2例示根據(jù)本發(fā)明一第一實(shí)施例的一地線輻射體；圖3例示根據(jù)本發(fā)明一第二實(shí)施例的一地線輻射體；圖4例示根據(jù)本發(fā)明一第三實(shí)施例的一地線輻射體；圖5例示一基于一饋入至地線輻射體的頻率的實(shí)例性電流分布；圖6例示根據(jù)本發(fā)明的一地線天線的結(jié)構(gòu)圖，在地線天線中，一地線輻射體與一饋入電路被構(gòu)成為一體；圖7例示根據(jù)本發(fā)明的一使用一天線輻射體的天線；以及圖8例示根據(jù)本發(fā)明的一地線天線的結(jié)構(gòu)圖，其中一地線輻射體與一饋入電路是單獨(dú)構(gòu)成。
具體實(shí)施例方式為提供一種表現(xiàn)出優(yōu)異的輻射效能并同時(shí)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的地線輻射天線具有一更簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的地線輻射體改良形式，經(jīng)過(guò)反復(fù)地進(jìn)行全面研究，基于一能達(dá)成地線輻射的地線輻射元件的基本原理而設(shè)計(jì)出本發(fā)明。在現(xiàn)有技術(shù)的天線中，試圖借由為天線單獨(dú)配備一用于地線輻射的輻射元件、并借由改變輻射元件的構(gòu)造或結(jié)構(gòu)來(lái)提高輻射效能。更具體而言，試圖借由利用一電容器及一電感器組合成一兼具電感及電容的元件來(lái)實(shí)現(xiàn)一輻射體。然而，本案申請(qǐng)人能夠發(fā)現(xiàn)，當(dāng)利用地線的電感時(shí)，僅借由將電容器連接至地線便可制成一優(yōu)異的地線輻射元件，而無(wú)須使用一由一復(fù)雜結(jié)構(gòu)構(gòu)成的單獨(dú)元件。為用作天線的輻射元件，應(yīng)同時(shí)存在具有電容的電容器與具有電感的電感器以形成共振。本案申請(qǐng)亦發(fā)現(xiàn)，因地線提供產(chǎn)生共振所需的電感，故僅需使用電容器及地線便可執(zhí)行輻射元件的功能，而無(wú)須配備一用于提供電感的單獨(dú)元件。然而，現(xiàn)有技術(shù)的地線輻射體無(wú)法有效利用地線所提供的電感。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，試圖借由配置具有一復(fù)雜結(jié)構(gòu)且兼具電容及電感的元件來(lái)產(chǎn)生共振。相反，根據(jù)本發(fā)明，借由能夠有效利用地線本身所提供的電感，可借由配置一具有一簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的輻射體而將電容器連接至地線，進(jìn)而引發(fā)共振。在此，盡管提到僅利用地線本身的電感，然而更具體而言，此表示大部分電感存在于地線內(nèi)。舉例而言，電感亦可存在于用于將電容器連接至地線的導(dǎo)線 中。因此，根據(jù)本發(fā)明,地線的電感表示一包括地線的電感與一導(dǎo)線的電感二者的電感。在此,盡管可在一地線印刷電路板(printed circuit board ;PCB)上使用一具有一常規(guī)電容性結(jié)構(gòu)的電容器，然而更佳是使用一芯片電容器。圖2例示根據(jù)本發(fā)明一第一實(shí)施例的一地線輻射體。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的地線輻射體包含一地線區(qū)20、一第一導(dǎo)線22以及一第二導(dǎo)線24，其中第一導(dǎo)線22將地線區(qū)20連接至一電容器23、一電容器23，第二導(dǎo)線24則連接地線區(qū)20與電容器23。此時(shí)，第一導(dǎo)線22、第二導(dǎo)線24以及電容器23是形成于一凈空區(qū)(clearancearea) 200上。于此，凈空區(qū)為使用者終端機(jī)地線中被移除的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，因可借由利用電容器23的電容來(lái)控制一共振頻率，故可提供一能夠輕易地控制共振頻率且具有一寬頻帶特性的天線。圖3例示根據(jù)本發(fā)明一第二實(shí)施例的一地線輻射體。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的地線輻射體包含一地線區(qū)30、一第一導(dǎo)線32以及一第二導(dǎo)線34，其中第一導(dǎo)線32將地線區(qū)30連接至一電容器33，第二導(dǎo)線34則連接地線區(qū)30與電容器33。本發(fā)明的第二實(shí)施例是關(guān)于一種用于構(gòu)成地線輻射體而無(wú)需于一地線印刷電路板上形成一凈空區(qū)的結(jié)構(gòu)。圖4例示根據(jù)本發(fā)明一第三實(shí)施例的一地線輻射體。如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的地線輻射體包含一地線區(qū)40、一第一導(dǎo)線42以及一第二導(dǎo)線44，其中第一導(dǎo)線42將地線區(qū)40連接至一第一電容器43、一第一電容器43，以及第二導(dǎo)線44則連接地線區(qū)40與第一電容器43。第一電容器43與地線40的此種連接可形成一第一電流回路(electriccurrent loop)410。作為另外一種選擇，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的地線輻射體包含一地線區(qū)40、一第三導(dǎo)線46、一第二電容器47以及一第四導(dǎo)線48，其中第三導(dǎo)線46將地線區(qū)40連接至第二電容器47，第四導(dǎo)線48則連接地線區(qū)40與第二電容器47。第二電容器47與地線區(qū)40的此種連接可形成一第二電流回路420。此外，除第一電流回路410以及第二電流回路420外，一第三電流回路430亦可形成于根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的地線輻射體中。于此，第三電流回路430流經(jīng)第一電容器43以及第二電容器47。如上所述，因所述多個(gè)電流回路會(huì)使得在多頻帶(multi-band)中發(fā)生共振，故在本發(fā)明中可構(gòu)成一具有一多頻帶的天線。圖5例示一實(shí)例性電流分布，該實(shí)例性電流分布是基于一饋入至地線輻射體的頻率。圖5 (a)顯示當(dāng)饋入一最低頻率時(shí)的電流分布。圖5 (b)顯示當(dāng)饋入一中間頻率時(shí)的電流分布。此外，圖5 (C)顯示當(dāng)饋入一最高頻率時(shí)的電流分布。參照?qǐng)D5,顯而易見(jiàn)，隨著所饋入頻率的電位降低，電流的分布變寬。參照?qǐng)D5，即使電容器的電容為固定的，電流分布亦會(huì)隨所饋入頻率的電位而變化。最終，地線所提供的電感亦可變化，并可在一更寬頻帶中出現(xiàn)一共振。因此，已知本發(fā)明可作為一具有寬頻帶特性的天線輻射體而運(yùn)作。天線是由一用于輻射一射頻信號(hào)的天線輻射體以及一用于饋入所欲輻射的信號(hào)的饋入電路(或饋入線路)構(gòu)成。以下將詳細(xì)闡述根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的由地線輻射體與饋入電路組合構(gòu)成的天線。圖6例示根據(jù)本發(fā)明的一地線輻射天線的結(jié)構(gòu)圖，在地線輻射天線中，一地線輻 射體與一饋入電路被構(gòu)成為一體。參照?qǐng)D6，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的使用天線輻射體的地線輻射天線包含一饋入部620、一地線60、一第一導(dǎo)線61、一第二導(dǎo)線64a、一電容性元件63以及一第三導(dǎo)線64b，其中饋入部620是由一饋入源62以及一饋入傳輸線68構(gòu)成。饋入部620、第一導(dǎo)線61、電容性元件63以及第二導(dǎo)線64a共同地作為一饋入電路而運(yùn)作以激發(fā)天線輻射，從而可借由天線輻射體而輻射一射頻信號(hào)。另外，第一導(dǎo)線61、電容性元件63以及第二導(dǎo)線64a協(xié)同地(共同地)作為一天線福射體形成電路(antennaradiator-forming circuit)而運(yùn)作,天線福射體形成電路能夠確實(shí)地福射射頻信號(hào)。更具體而言，在根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的天線中，第一導(dǎo)線61、電容性元件63以及第二導(dǎo)線64a為天線的饋入電路的一部分，且亦可為輻射體形成電路的一部分。同時(shí)，為達(dá)成阻抗匹配而增加第三導(dǎo)線64b。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，較佳使電容性元件為一集總電路元件(lumped circuitelement),例如一芯片電容器。然而，除芯片電容器之外，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中亦可使用一具有一常規(guī)電容性結(jié)構(gòu)的電容性元件。此外，電容性元件可由一單一電容器構(gòu)成，或可借由將二或更多個(gè)電容器彼此連接而構(gòu)成。在此，天線輻射體是指一單元(或位置)，射頻信號(hào)輻射主要發(fā)生于單元(或位置)中。此外，饋入電路(或饋入線路)是指一用于提供一射頻信號(hào)的電路，目的是使地線天線作為使用者裝置的天線而運(yùn)作。因此，所用術(shù)語(yǔ)“饋入電路”并非表示一點(diǎn)也不發(fā)生射頻信號(hào)輻射。然而，因大部分輻射是借由地線輻射體而發(fā)生，故將天線輻射體稱為地線輻射體。該原理同等地適用于本發(fā)明的其他實(shí)施例。如本發(fā)明的該實(shí)施例中所述，當(dāng)使用本發(fā)明的輻射體時(shí)，可達(dá)成一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且具有優(yōu)異的輻射效率的天線，而無(wú)須單獨(dú)地配置一具有一復(fù)雜結(jié)構(gòu)的輻射元件。圖7例示根據(jù)本發(fā)明的一使用一天線輻射體的天線。參照?qǐng)D7，根據(jù)本發(fā)明的利用地線輻射的天線包含一饋入部720、一饋入源72、一地線70、一第一導(dǎo)線71、一第一元件73、一第二導(dǎo)線72a、一第二元件75、一第三導(dǎo)線72b、一電容性元件77、一第四導(dǎo)線74a以及一第五導(dǎo)線74b，其中饋入部720是由一饋入源72以及一饋入傳輸線780構(gòu)成。地線70于一通訊裝置例如一移動(dòng)通訊使用者終端機(jī)(或使用者裝置)內(nèi)提供一參考電壓。一般而言，較佳使一使用者終端機(jī)地線形成于一印刷電路板(PCB)中，使用者裝置(或終端機(jī))的運(yùn)作所需的各電路裝置在印刷電路板中相互組合。根據(jù)本發(fā)明，除提供參考電壓外，地線70亦執(zhí)行天線的一地線輻射體的功能。該特性同等地適用于本發(fā)明的其他實(shí)施例，這些其他實(shí)施例將于下詳述。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，饋入部720、第一導(dǎo)線71、第一元件73、第二導(dǎo)線72a、第二元件75以及第三導(dǎo)線72b共同地作為一饋入電路而運(yùn)作以激發(fā)天線輻射，從而可借由天線輻射體而輻射一射頻信號(hào)。另外，第四導(dǎo)線74a、電容性元件77以及第五導(dǎo)線74b共同地作為一天線輻射體形成電路而運(yùn)作，天線輻射體形成電路能夠確實(shí)地輻射射頻信號(hào)。更具體而言，根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，饋入部720、第一導(dǎo)線71、第一元件73、第二導(dǎo)線72a、第二元件75以及第三導(dǎo)線72b共同地作為饋入電路而運(yùn)作，并且第四導(dǎo)線74a、電容性元件77以及第五導(dǎo)線74b共同地作為天線的一輻射元件而運(yùn)作，輻射元件是根據(jù)饋A電路的饋入而輻射射頻信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，第一元件73可為一電感元件、一電容性元件或一簡(jiǎn)單導(dǎo)線。另外，第二元件75亦可為一電感元件、一電容性元件或一簡(jiǎn)單導(dǎo)線。此時(shí)，在第一元件73為一電容性元件的情形中，第一導(dǎo)線71、第一元件73、第二導(dǎo)線72a、第二元件75以及第三導(dǎo)線72b可共同地作為饋入電路而運(yùn)作，且亦可共同地作為輻射體形成電路而運(yùn)作。此外，根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的天線可具有多頻帶特性。圖8例示根據(jù)本發(fā)明的一地線天線的結(jié)構(gòu)圖，在地線天線中，一地線輻射體與一饋入電路是單獨(dú)構(gòu)成。參照?qǐng)D8，根據(jù)本發(fā)明的使用天線輻射體的地線輻射天線包含一饋入部820、一地線80、一第一導(dǎo)線81、一第二導(dǎo)線84a、一第一電容性元件83、一第三導(dǎo)線84b、一第四導(dǎo)線86a、一第二電容性元件85以及一第五導(dǎo)線86b，其中饋入部820是由一饋入源82與一饋入傳輸線88構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，饋入部820、第一導(dǎo)線81、第二導(dǎo)線84a以及第一電容性元件83共同地作為一饋入電路而運(yùn)作以激發(fā)天線輻射，俾可借由天線輻射體而輻射一射頻信號(hào)。另外，第一導(dǎo)線81、第一電容性元件83以及第二導(dǎo)線84a共同地作為一天線輻射體形成電路而運(yùn)作，天線輻射體形成電路能夠確實(shí)地輻射射頻信號(hào)。更具體而言，在根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的天線中，第一導(dǎo)線81、第一電容性元件83以及第二導(dǎo)線84a為天線的饋入電路的一部分，且亦可為天線輻射體形成電路的一部分。同時(shí)，為達(dá)成阻抗匹配而增加第三導(dǎo)線84b。此外，第四導(dǎo)線86a、第二電容性元件85以及第五導(dǎo)線86b共同地作為另一天線輻射體形成電路而運(yùn)作。因此，一兼作為天線輻射體與饋入電路而運(yùn)作的第一輻射體形成電路、以及一僅作為天線輻射體形成電路而運(yùn)作的第二輻射體形成電路同時(shí)存在于根據(jù)本發(fā)明的地線輻射體天線中。圖8所示根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的天線對(duì)應(yīng)于圖6所示地線輻射體天線的結(jié)構(gòu)，但更包含一天線輻射體形成電路。更具體而言，根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，天線輻射體形成電路可被實(shí)現(xiàn)為具有一與饋入電路分離的結(jié)構(gòu)。如上所述，當(dāng)配置根據(jù)本發(fā)明的使用一輻射體的天線時(shí)，無(wú)論輻射體與饋入電路是否成型為一體、或輻射體與饋入電路是否分別單獨(dú)地成型，均可實(shí)現(xiàn)一結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單并同時(shí)提供優(yōu)異的輻射效率的天線，而無(wú)須配置一具有一復(fù)雜結(jié)構(gòu)的輻射元件。除本發(fā)明的上述實(shí)施例 外，還可借由將根據(jù)本發(fā)明的輻射體與各種形式的饋入電路相組合而實(shí)現(xiàn)各種地線輻射天線。
權(quán)利要求
1.于一天線的輻射體借由一設(shè)備的一地線輻射射頻信號(hào)，一天線輻射體包含 一地線，配置于ー裝置的一印刷電路板上；以及 一電容器，直接連接至該地線。
2.如權(quán)利要求I所述的天線輻射體，其特征在于，該電容器是形成于ー凈空區(qū)中。
3.如權(quán)利要求I所述的天線輻射體，其特征在于，該電容器為ー集總電路元件。
4.如權(quán)利要求3所述的天線輻射體，其特征在于，該集總電路元件為ー芯片電容器。
5.如權(quán)利要求I所述的天線輻射體，其特征在于，該電容器為ー具有一常規(guī)的電容性結(jié)構(gòu)的電容器。
6.于一天線的輻射體借由一設(shè)備的一地線輻射ー射頻信號(hào)，一天線輻射體包含 一地線，提供一電感；以及 一電容性元件，與該地線的該電感產(chǎn)生一共振。
7.如權(quán)利要求6所述的天線輻射體，其特征在于，該電容器是形成于ー凈空區(qū)中。
8.如權(quán)利要求6所述的天線輻射體，其特征在干，該電容性元件為ー集總電路元件。
9.如權(quán)利要求8所述的天線輻射體，其特征在于，該集總電路元件為ー芯片電容器。
10.如權(quán)利要求6所述的天線輻射體，其特征在干，該電容性元件為一具有一常規(guī)的電容性結(jié)構(gòu)的電容器。
11.如權(quán)利要求6所述的天線輻射體，其特征在干，該電容性元件直接連接至該地線。
12.如權(quán)利要求6所述的天線輻射體，其特征在于，引起該共振的ー頻率是取決于該電容性元件的一電容。
13.如權(quán)利要求6所述的天線輻射體，其特征在于，該地線的該電感是隨根據(jù)各頻率而產(chǎn)生于該地線上的電流的一分布而變化。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種地線輻射體，其使用地線的電感產(chǎn)生共振。本發(fā)明的地線輻射體有效地使用地線的電感，因此在一天線僅僅使用地線輻射體且地線輻射體具有電容性元件耦合至地線的配置的情況下，本發(fā)明的地線輻射體可作為該天線的輻射體運(yùn)作。據(jù)此，本發(fā)明提供一種天線的輻射體，其具有大幅簡(jiǎn)化的配置，以降低天線的制造成本，并大幅減縮天線的尺寸。
文檔編號(hào)H01Q1/48GK102696146SQ201080054475
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者劉揚(yáng), 崔炯喆, 張炫慜, 裘歐 申請(qǐng)人:拉迪娜股份有限公司