包含距離感應(yīng)器的天線結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種包含距離感應(yīng)器的天線結(jié)構(gòu),包含一介電層,并于介電層一側(cè)設(shè)有一圖形化導(dǎo)電層、距離感應(yīng)器及電容器,圖形化導(dǎo)電層包括一組形成耦合饋入天線的第一導(dǎo)電層及一第二導(dǎo)電層,第一導(dǎo)電層具有一第一饋電端子與信號(hào)饋入線電連接,而第二導(dǎo)電層具有一第二饋電端子與接地信號(hào)線電連接;距離感應(yīng)器具有一與第二導(dǎo)電層電連接的外圍電路以及一電容轉(zhuǎn)數(shù)字電路;又電容器電連接于接地信號(hào)線與第二饋電端子之間。藉此將耦合饋入天線與距離感應(yīng)器共同設(shè)計(jì)在同一電路板上,讓天線一部分作為距離感應(yīng)器的電容器電極使用,有效節(jié)省空間及制作成本,并可降低天線其他部分對(duì)距離感應(yīng)器產(chǎn)生的干擾,提升感應(yīng)靈敏度。
【專利說明】包含距離感應(yīng)器的天線結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用在筆記本電腦或手持式電子裝置中的天線結(jié)構(gòu),特指一種將耦合饋入天線與距離感應(yīng)器共同設(shè)計(jì)在同一電路板上的天線結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]為控制手持式電子裝置對(duì)人體產(chǎn)生的輻射問題,一般在設(shè)計(jì)手持式電子裝置時(shí),需要在無線廣域網(wǎng)(WffAN)的主要天線位置額外加入距離感應(yīng)器(P-sensor)來感知人體接近,進(jìn)而啟動(dòng)功率縮減的保護(hù)機(jī)制,來降低裝置產(chǎn)生的輻射量值,此外,為了使感應(yīng)更加精確,目前業(yè)界大多趨向使用兩個(gè)距離感應(yīng)器來達(dá)成此目的。
[0003]如圖1及圖2所示,傳統(tǒng)筆記本電腦或手持式電子裝置的主要天線10以及距離感應(yīng)器11分屬兩個(gè)不同部件,且兩者之間必須具有一間隔距離,如圖所示,一般距離感應(yīng)器
11(p-sensor)的體積大小約為10毫米(mm),而主要天線10體積大約為61毫米(mm),而兩個(gè)距離感應(yīng)器11又分別間距5毫米(mm),其往往使得整個(gè)主要天線10與距離感應(yīng)器11的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度必須長(zhǎng)達(dá)91毫米(mm)。然而,隨著無線電通信傳輸技術(shù)的進(jìn)步,現(xiàn)有設(shè)計(jì)方式仍有尺寸微型化的需求。
[0004]因此,遂有另一種包含距離感應(yīng)器的天線結(jié)構(gòu)因而問世。如圖3及圖4所示,此種天線20包含一介電基板21以及一電容式距離感應(yīng)器22,所述介電基板21對(duì)置側(cè)上分別設(shè)有一第一圖案化導(dǎo)電層23及第二圖案化導(dǎo)電層24,所述第一圖案化導(dǎo)電層23以及第二圖案化導(dǎo)電層24對(duì)應(yīng)呈現(xiàn)一倒F型天線的圖案化軌跡,并以兩電容器25、26分別電連一信號(hào)線路27以及一接地線路28,而且所述第一圖案化導(dǎo)電層23以及第二圖案化導(dǎo)電層24另外通過一電感器29耦接于所述電容式距離感應(yīng)器22。
[0005]然而,此種天線結(jié)構(gòu)需采用雙層圖案化導(dǎo)電層、多個(gè)電容器以及多個(gè)電感器才能配合距離感應(yīng)器產(chǎn)生感應(yīng),對(duì)于將天線尺寸微型化的目的來說,尚有創(chuàng)新與進(jìn)步的空間。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的主要目的,旨在提供一種具有距離感應(yīng)器的天線結(jié)構(gòu),將耦合饋入天線與距離感應(yīng)器共同合并設(shè)計(jì)在同一電路板上,讓天線的一部分直接作為距離感應(yīng)器的電容器電極使用,改善現(xiàn)有技術(shù)中的天線與距離感應(yīng)器分別為獨(dú)立部件,且距離感應(yīng)器須為多個(gè)所造成的體積難以縮小的問題,有效節(jié)省空間以及制作成本。
[0007]本實(shí)用新型的次要目的在于距離感應(yīng)器所連接的圖形化導(dǎo)電層,不直接接觸接地信號(hào)線以及信號(hào)饋入線,降低天線其他部分對(duì)距離感應(yīng)器產(chǎn)生的干擾,有效提升距離感應(yīng)器的靈敏度。
[0008]為達(dá)到所述目的,本實(shí)用新型主要是通過一傳輸線路電連接于至少一收發(fā)器電路共同形成一電子裝置內(nèi)部的無線通信電路,所述傳輸線路具有一信號(hào)饋入線以及接地信號(hào)線。
[0009]本實(shí)用新型包含距離感應(yīng)器的天線結(jié)構(gòu)包含:一圖形化導(dǎo)電層、一距離感應(yīng)器、一電容器以及一介電層。
[0010]于第一較佳實(shí)施例中,所述圖形化導(dǎo)電層設(shè)有一組形成耦合饋入天線的第一導(dǎo)電層以及一第二導(dǎo)電層,所述第一導(dǎo)電層具有一與所述信號(hào)饋入線電連接的第一饋電端子,而所述第二導(dǎo)電層具有一與所述接地信號(hào)線電連接的第二饋電端子。
[0011]所述距離感應(yīng)器具有一與所述第二導(dǎo)電層電連接的外圍電路以及一與所述外圍電路電連接的電容轉(zhuǎn)數(shù)字電路(Capacitance to Digital Circuit);所述電容器設(shè)置于所述第二饋電端子與接地信號(hào)線之間;而所述介電層具一第一側(cè)以及一相對(duì)的第二側(cè),所述圖形化導(dǎo)電層、距離感應(yīng)器與電容器皆位于所述介電層的第一側(cè)。
[0012]于此一實(shí)施例中,所述第一導(dǎo)電層包含一第一輻射部以及一形成所述第一饋電端子的饋電部,所述第二導(dǎo)電層包含一平行于所述第一輻射部的第二輻射部以及一形成所述第二饋電端子的分支部;所述距離感應(yīng)器的外圍電路電連接于所述分支部;而所述介電層可設(shè)為一獨(dú)立設(shè)置于所述電子裝置內(nèi)部的介電基板,或是直接將所述電子裝置的保護(hù)殼當(dāng)作介電層使用。
[0013]于第二較佳實(shí)施例中,所述圖形化導(dǎo)電層設(shè)有一組形成耦合饋入天線的第一導(dǎo)電層以及一第二導(dǎo)電層,所述第一導(dǎo)電層具有一第一饋電端子與所述信號(hào)饋入線電連接。
[0014]所述距離感應(yīng)器,具有一與所述第二導(dǎo)電層電連接的外圍電路以及一與所述外圍電路電連接的電容轉(zhuǎn)數(shù)字電路,并由所述外圍電路電連接所述接地信號(hào)線;所述電容器介設(shè)于所述外圍電路與接地信號(hào)線之間;而介電層具一第一側(cè)以及一相對(duì)的第二側(cè),所述圖形化導(dǎo)電層、距離感應(yīng)器與電容器皆位于所述介電層的第一側(cè)。
[0015]于此一實(shí)施例中,所述第一導(dǎo)電層包含一第一輻射部以及一形成所述第一饋電端子的饋電部,所述第二導(dǎo)電層包含一平行于所述第一輻射部的第二輻射部以及一與所述外圍電路電連接的分支部。而所述介電層同樣可設(shè)為一獨(dú)立設(shè)置于所述電子裝置內(nèi)部的介電基板,或是直接將所述電子裝置的保護(hù)殼當(dāng)作介電層使用。
[0016]前述兩較佳實(shí)施例的實(shí)施結(jié)構(gòu)雖有不同,但二者的運(yùn)作原理相同,本實(shí)用新型在一第一頻率運(yùn)作時(shí),所述電容器具有一形成開路的高阻抗值,致使所述第二導(dǎo)電層作為所述距離感應(yīng)器的電容器電極使用;而本實(shí)用新型在一第二頻率運(yùn)作時(shí),所述電容器具有一形成短路的低阻抗值,使所述第二導(dǎo)電層與第一導(dǎo)電層共同作用形成耦合型天線輻射導(dǎo)體。其中,所述第一頻率為IMHZ以下,而所述第二頻率為700MHZ以上。
[0017]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于將耦合饋入天線與距離感應(yīng)器共同合并設(shè)計(jì)在同一電路板上,改善現(xiàn)有技術(shù)中的天線與距離感應(yīng)器分別為獨(dú)立部件所造成的體積難以縮小的問題,有效節(jié)省空間以及制作成本。此外,距離感應(yīng)器所連接的圖形化導(dǎo)電層,通過電容器與耦合式圖形化導(dǎo)電層設(shè)計(jì),不直接與接地信號(hào)線、信號(hào)饋入線接觸,降低天線其他部分對(duì)距離感應(yīng)器產(chǎn)生的干擾,有效提升距離感應(yīng)器的靈敏度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的電子裝置安裝天線與距離感應(yīng)器的狀態(tài)圖;
[0019]圖2為圖1中的天線與距離感應(yīng)器的示意圖;
[0020]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中的另一種電子裝置整合天線結(jié)構(gòu)與距離感應(yīng)器的示意圖;
[0021]圖4為圖3中的天線結(jié)構(gòu)的立體圖;[0022]圖5為本實(shí)用新型電子裝置內(nèi)部無線通信電路的示意圖;
[0023]圖6為本實(shí)用新型天線結(jié)構(gòu)第一較佳實(shí)施例的示意圖;
[0024]圖7為本實(shí)用新型天線結(jié)構(gòu)于低頻狀態(tài)下電容器呈開路狀態(tài)的示意圖;
[0025]圖8為本實(shí)用新型天線結(jié)構(gòu)于高頻狀態(tài)下電容器呈短路狀態(tài)的示意圖;
[0026]圖9為本實(shí)用新型天線結(jié)構(gòu)第二較佳實(shí)施例的示意圖。
[0027]附圖標(biāo)記說明:
[0028]10主要天線;11距離感應(yīng)器;20天線;21介電基板;22電容式距離感應(yīng)器;23—第一圖案化導(dǎo)電層;24-—第二圖案化導(dǎo)電層;25-—電容器;26電容器;27信號(hào)線路;28接地線路;29電感器;30天線結(jié)構(gòu);31圖形化導(dǎo)電層;311第一導(dǎo)電層;312第二導(dǎo)電層;313第一輻射部;314饋電
部;315---第一饋電端子;316---第二福射部;317---分支部;318---第二饋電端子;
32距離感應(yīng)器;321外圍電路;322電容轉(zhuǎn)數(shù)字電路;33電容器;34介電層;341第一側(cè);342第二側(cè);40電子裝置;50傳輸線路;51信號(hào)饋入線;52接地信號(hào)線;60收發(fā)器電路;70無線通信電路。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為便于更進(jìn)一步對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)造、使用及其特征有更深一層明確詳實(shí)的認(rèn)識(shí)與了解,現(xiàn)舉出較佳實(shí)施例,配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0030]如圖5所示,本實(shí)用新型天線結(jié)構(gòu)30主要安裝在一電子裝置40中,并配合一傳輸線路50連接至少一收發(fā)器電路60共同使用,以形成一作為傳輸手段的無線通信電路70。
[0031]所述電子裝置40 —般可為桌面計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、平板計(jì)算機(jī)、攜帶型計(jì)算機(jī)、游戲播放器、音樂播放器、遠(yuǎn)程控制機(jī)、全球定位系統(tǒng)設(shè)備(GPS)或手持式或佩戴式行動(dòng)設(shè)備,如:手機(jī)、手表、眼鏡、耳機(jī)、垂掛件等小型器件。
[0032]所述傳輸線路50可設(shè)為同軸電纜、微帶傳輸線、帶狀傳輸線等不同樣態(tài),其中所述傳輸線路50包含一信號(hào)饋入線51以及一接地信號(hào)線52(如圖6所示)。
[0033]所述無線通信電路70中的收發(fā)器電路60包括用于處理多個(gè)射頻通信頻帶,如WiFi通訊電路的2.4GHz及5GHz頻帶以及藍(lán)牙通訊電路的2.4GHz頻帶,或是用于蜂巢式電話電路的850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz等GSM頻帶以及2100MHz數(shù)據(jù)頻帶;除此之外,所述收發(fā)器電路60亦可包括用于無線電及電視信號(hào)的無線電路及傳呼電路。
[0034]如圖6所示第一較佳實(shí)施例,本實(shí)用新型天線結(jié)構(gòu)30主要包含一圖形化導(dǎo)電層31、一距離感應(yīng)器32、一電容器33以及一介電層34,其中,所述圖形化導(dǎo)電層31設(shè)有一組形成耦合饋入天線的第一導(dǎo)電層311以及一第二導(dǎo)電層312,所述第一導(dǎo)電層311包含一第一輻射部313以及一形成第一饋電端子315的饋電部314,所述第一饋電端子315用與所述信號(hào)饋入線51電連接;而所述第二導(dǎo)電層312包含一平行于所述第一輻射部313的第二輻射部316以及一形成第二饋電端子318的分支部317,所述第二饋電端子318用于與所述接地信號(hào)線52電連接。
[0035]所述距離感應(yīng)器32具有一與所述第二導(dǎo)電層312電連接的外圍電路321以及一與所述外圍電路321電連接的電容轉(zhuǎn)數(shù)字電路322 (Capacitance to Digital Circuit),如圖所示,所述距離感應(yīng)器32的外圍電路321直接電連接于所述第二導(dǎo)電層312的分支部317。
[0036]所述電容器33設(shè)置于所述第二饋電端子318與接地信號(hào)線52之間;而所述介電層34具一第一側(cè)341以及一相對(duì)的第二側(cè)342,所述圖形化導(dǎo)電層31、距離感應(yīng)器32與電容器33皆位于所述介電層34的第一側(cè)341,于圖示一較佳實(shí)施例中,所述介電層34設(shè)為一獨(dú)立設(shè)置于所述電子裝置40內(nèi)部的介電基板。
[0037]如圖7所示,本實(shí)用新型天線結(jié)構(gòu)30處于相對(duì)低頻的第一頻率(1MHZ以下)運(yùn)作時(shí),如圖示虛線框設(shè)處,所述電容器33具有一相當(dāng)于開路(open circuit)的高阻抗值,致使所述距離感應(yīng)器32將第二導(dǎo)電層312直接作為電容器電極使用,此時(shí),所述第一導(dǎo)電層311與所述第二導(dǎo)電層312之間并未作用。
[0038]如圖8所示,本實(shí)用新型天線結(jié)構(gòu)30處于相對(duì)高頻的第二頻率(700MHZ以上)運(yùn)作時(shí),所述電容器33具有一相當(dāng)于短路(short circuit)的低阻抗值,使所述第二導(dǎo)電層312與第一導(dǎo)電層311共同作用形成耦合型天線輻射導(dǎo)體。
[0039]本實(shí)用新型將耦合饋入圖形化導(dǎo)電層31與距離感應(yīng)器32共同設(shè)計(jì)在同一電路板上,讓天線結(jié)構(gòu)30的一部分直接作為距離感應(yīng)器32的電容器電極使用,通過測(cè)量電容數(shù)值的變化可以判斷外部對(duì)象是否位于天線結(jié)構(gòu)30附近。
[0040]若距離感應(yīng)器32未偵側(cè)到外部對(duì)象靠近,則電子裝置40所采用傳輸射頻信號(hào)的功率將不會(huì)受到限制。但是,若距離感應(yīng)器32偵測(cè)到附近有外部對(duì)象存在時(shí),將減小傳輸射頻信號(hào)的功率來降低近場(chǎng)的電磁輻射強(qiáng)度,使電子裝置40在用戶近距離操作使用時(shí),能夠符合現(xiàn)行法令規(guī)章所限制的射頻信號(hào)功率大小。
[0041]如圖9所示第二較佳實(shí)施例,本實(shí)用新型天線結(jié)構(gòu)30同樣包含一圖形化導(dǎo)電層31、一距離感應(yīng)器32、一電容器33以及一介電層34,其中所述圖形化導(dǎo)電層31設(shè)有一組形成率禹合饋入天線的第一導(dǎo)電層311以及一第二導(dǎo)電層312,所述第一導(dǎo)電層311包含一第一輻射部313以及一形成第一饋電端子315的饋電部314,所述第一饋電端子315用于與所述信號(hào)饋入線51電連接;而所述第二`導(dǎo)電層312包含一平行于所述第一輻射部313的第二輻射部316以及一分支部317。
[0042]所述距離感應(yīng)器32具有一與所述第二導(dǎo)電層312電連接的外圍電路321以及一與所述外圍電路321電連接的電容轉(zhuǎn)數(shù)字電路322 (Capacitance to Digital Circuit),如圖所示,所述距離感應(yīng)器32的外圍電路321除與所述第二導(dǎo)電層312的分支部317電連接之外,所述外圍電路321亦與所述傳輸線路50的接地信號(hào)線52互相電連接。
[0043]所述電容器33設(shè)置于所述外圍電路321與接地信號(hào)線52之間;而所述介電層34具一第一側(cè)341以及一相對(duì)的第二側(cè)342,所述圖形化導(dǎo)電層31、距離感應(yīng)器32與電容器33皆位于所述介電層34的第一側(cè)341,于圖示一較佳實(shí)施例中,所述介電層34作為所述電子裝置40的保護(hù)殼一部分使用。
[0044]其與第一較佳實(shí)施例的差異之處在于所述接地信號(hào)線52電連接于所述電容器33與外圍電路321,然而,此一電路設(shè)計(jì)差異不影響天線結(jié)構(gòu)30的運(yùn)作。但是在所述第一頻率(1MHZ以下)狀態(tài)下,所述電容器33同樣具有一相當(dāng)于開路的高阻抗值,致使所述距離感應(yīng)器32將第二導(dǎo)電層312直接作為電容器電極使用;而在所述第二頻率(700MHZ以上)狀態(tài)下,所述電容器33同樣具有一相當(dāng)于短路的低阻抗值,使所述第二導(dǎo)電層312與第一導(dǎo)電層311共同作用形成耦合型天線輻射導(dǎo)體。[0045] 以上所舉實(shí)施例僅用為方便說明本實(shí)用新型并非加以限制,在不離本實(shí)用新型精神范疇,熟悉本行業(yè)技術(shù)人員所可作的各種簡(jiǎn)易變形與修飾,均仍應(yīng)含括于本實(shí)用新型專利保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種包含距離感應(yīng)器的天線結(jié)構(gòu),通過一傳輸線路電連接于至少一收發(fā)器電路共同形成一電子裝置內(nèi)部的無線通信電路,所述傳輸線路具有一信號(hào)饋入線以及接地信號(hào)線,其特征在于:所述天線結(jié)構(gòu)包含: 一圖形化導(dǎo)電層,設(shè)有一組形成耦合饋入天線的第一導(dǎo)電層以及一第二導(dǎo)電層,所述第一導(dǎo)電層具有一與所述信號(hào)饋入線電連接的第一饋電端子,而所述第二導(dǎo)電層具有一與所述接地信號(hào)線電連接的第二饋電端子; 一距離感應(yīng)器,具有一與所述第二導(dǎo)電層電連接的外圍電路以及一與所述外圍電路電連接的電容轉(zhuǎn)數(shù)字電路; 一電容器,設(shè)置于所述第二饋電端子與接地信號(hào)線之間;以及一介電層,具一第一側(cè)以及一相對(duì)的第二側(cè),所述圖形化導(dǎo)電層、距離感應(yīng)器與電容器皆位于所述介電層的第一側(cè); 其中,所述天線結(jié)構(gòu)在一第一頻率運(yùn)作時(shí),所述電容器具有一形成開路的高阻抗值,致使所述第二導(dǎo)電層作為所述距離感應(yīng)器的電容器電極使用;而所述天線結(jié)構(gòu)在一第二頻率運(yùn)作時(shí),所述電容器具有一形成短路的低阻抗值,使所述第二導(dǎo)電層與第一導(dǎo)電層共同作用形成耦合型天線輻射導(dǎo)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包含距離感應(yīng)器的天線結(jié)構(gòu),其特征在于:所述介電層為一獨(dú)立介電基板或所述電子裝置的保護(hù)殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包含距離感應(yīng)器的天線結(jié)構(gòu),其特征在于:所述第一導(dǎo)電層包含一第一輻射部以及一形成所述第一饋電端子的饋電部,所述第二導(dǎo)電層包含一平行于所述第一輻射部的第二輻射部以及一形成所述第二饋電端子的分支部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的包含距離感應(yīng)器的天線結(jié)構(gòu),其特征在于:所述距離感應(yīng)器的外圍電路電連接于所述分支部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包含距離感應(yīng)器的天線結(jié)構(gòu),其特征在于:所述第一頻率為IMHZ以下,而所述第二頻率為700MHZ以上。
6.一種包含距離感應(yīng)器的天線結(jié)構(gòu),通過一傳輸線路電連接于至少一收發(fā)器電路共同形成一電子裝置內(nèi)部的無線通信電路,所述傳輸線路具有一信號(hào)饋入線以及接地信號(hào)線,其特征在于:所述天線結(jié)構(gòu)包含: 一圖形化導(dǎo)電層,設(shè)有一組形成耦合饋入天線的第一導(dǎo)電層以及一第二導(dǎo)電層,所述第一導(dǎo)電層具有一與所述信號(hào)饋入線電連接的第一饋電端子; 一距離感應(yīng)器,具有一與所述第二導(dǎo)電層電連接的外圍電路以及一與所述外圍電路電連接的電容轉(zhuǎn)數(shù)字電路,并由所述外圍電路電連接所述接地信號(hào)線; 一電容器,設(shè)置于所述外圍電路與接地信號(hào)線之間;以及 一介電層,具一第一側(cè)以及一相對(duì)的第二側(cè),所述圖形化導(dǎo)電層、距離感應(yīng)器與電容器皆位于所述介電層的第一側(cè); 其中,所述天線結(jié)構(gòu)在一第一頻率運(yùn)作時(shí),所述電容器具有一形成開路的高阻抗值,致使所述第二導(dǎo)電層作為所述距離感應(yīng)器的電容器電極使用;而所述天線結(jié)構(gòu)在一第二頻率運(yùn)作時(shí),所述電容器具有一形成短路的低阻抗值,使所述第二導(dǎo)電層與第一導(dǎo)電層共同作用形成耦合型天線輻射導(dǎo)體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的包含距離感應(yīng)器的天線結(jié)構(gòu),其特征在于:所述介電層為一獨(dú)立介電基板或所述電子裝置的保護(hù)殼。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的包含距離感應(yīng)器的天線結(jié)構(gòu),其特征在于:所述第一導(dǎo)電層包含一第一輻射部以及一形成所述第一饋電端子的饋電部,所述第二導(dǎo)電層包含一平行于所述第一輻射部的第二輻射部以及一與所述外圍電路電連接的分支部。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的包含距離感應(yīng)器的天線結(jié)構(gòu),其特征在于:所述第一頻率為IMHZ以下,而所述第二頻率 為700MHZ以上。
【文檔編號(hào)】H01Q1/22GK203674391SQ201420027925
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】湯慶仲, 張圣鑫 申請(qǐng)人:臺(tái)灣立訊精密有限公司