CN101453055A - 具有内置天线的印刷电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有内置天线的印刷电路板，包括第一单元基板，其中形成地线和第一辐射体；第二单元基板，其堆叠在第一单元基板上方，并且其中形成具有与第一辐射体的频带不同的频带的第二辐射体；带状线对，形成于第一单元基板中并与地线连接；第一通孔，其将第一辐射体与第二辐射体连接；第二通孔对，其中的每一个具有分别与该带状线对连接的一侧；以及连接图案，其将该第二通孔对的另一侧彼此连接。该具有内置天线的印刷电路板可采用多频带，并能以较小的尺寸实施，从而应用在较小的通信装置中。

Description

具有内置天线的印刷电路板
相关申请的交叉参考
本申请要求于2007年12月4日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2007-0124796号的优先权，其全部内容以引用方式结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种印刷电路板，更具体地，涉及一种具有内置天线的印刷电路板(PCB)。
背景技术
现有技术中用于实现移动通信装置的天线的方法包括，堆叠许多PCB材料，然后在聚碳酸酯材料的电介质上方实施电镀、机械地接触金属辐射体(radiator)、或焊接(solder)印刷电路板与天线之间的触点。然而，由于对于更低成本和模块化的需求，人们已经在向开发出具有内置天线的印刷电路板的方向上进行了积极的研究。
根据现有技术，在具有内置天线的印刷电路板中，仅使用基板的上侧或下侧从而以二维(平面)结构来提供天线。当将其应用于具有单频带的无线鼠标中时，这种具有以二维结构实现的内置天线的印刷电路板不会在空间局限方面引起突出问题。这是因为单频带可能不需要大量的空间来达到所需的辐射效率。
然而，在将具有内置天线的印刷电路板应用于具有多频带的移动通信终端中时，可能就不能获得使辐射效率最大化所必需的足够的体积(容积，volume)。为了使辐射效率最大化，不得不使得天线具有较大的长度。为其配备足够大的空间会增大安装在移动通信终端中的主印刷电路板(main printed circuit board)的尺寸，因此会导致印刷电路板的成本增加。尺寸的增加还为提供具有较小尺寸的移动通信终端强加了多种限制。
发明内容
本发明提供了一种具有内置天线的印刷电路板，其采用三维结构的天线，以提供较小尺寸并使得多频带的应用成为可能。
本发明的一个方面提供了一种具有内置天线的印刷电路板，所述印刷电路板包括：第一单元基板(unit substrate)，其中形成地线和第一辐射体；第二单元基板，其堆叠在第一单元基板上方，并且在其中形成具有与第一辐射体频带不同的频带的第二辐射体；带状线对，其形成于第一单元基板中并与地线连接；第一通孔，其将第一辐射体与第二辐射体连接；第二通孔对，它们中的每一个具有分别与带状线对连接的一侧；以及连接图案，其使得第二通孔对的另一侧彼此连接。
本文中，第一辐射体的频带可以低于第二辐射体的频带。印刷电路板可以进一步包括电源部件，其可以为第一辐射体和第二辐射体供电。
本发明的其它方面和优点，部分地将在以下描述中进行阐释，部分地将可通过该描述变得显而易见，或可通过实施本发明而获知。
附图说明
图1是根据本发明的一种实施方式的具有内置天线的印刷电路板的示意图。
图2是根据本发明的一种实施方式的具有内置天线的印刷电路板的横截面图。
图3是根据本发明的一种实施方式的具有内置天线的印刷电路板的俯视图。
图4是根据本发明的一种实施方式的具有内置天线的印刷电路板的仰视图。
图5是根据本发明的一种实施方式的具有内置天线的印刷电路板的示意图。
图6是在根据本发明的一种实施方式的具有内置天线的印刷电路板中形成的带状线部分(portion)的等效电路图。
具体实施方式
由于本发明允许各种变化和大量的实施方式，因而将在附图中示出具体的实施方式并在说明书中对其进行详细描述。然而，这并不是想要将本发明限制于具体的实施方式，而应该认为，在不脱离本发明的精神和技术范围的前提下，所有的变化、等同物，以及替代物都包括在本发明的范围内。在本发明的说明书中，当我们认为某些对现有技术的详细阐释会不必要地造成本发明的主旨晦涩难懂时，将对其进行省略。
诸如“第一”和“第二”等之类的术语可以被用于描述各种元件，但这样的元件不必局限于上述术语。上述术语仅仅是用于将一个元件与其他元件进行区分。例如，如果在不脱离本发明的权利范围的情况下，第一元件可以是指第二元件，同样，第二元件可以是指第一元件。术语“和/或”包括所披露的多个相关事项(item)的组合以及所披露的多个相关事项中的任意事项。
本说明书所使用的术语仅仅是用于描述具体的实施方式，并不是想要限制本发明。所使用的单数表达包括复数的表达，除非上下文中具有明显的不同含义。在本说明书中，还可以认为诸如“包括”或“具有”等的术语是想要表明本说明书中披露的特征、数目、步骤、行为、元件、部件、或它们的组合的存在，并不是想要排除一个或多个其他特征、数目、步骤、行为、元件、部件、或它们的组合存在或被加入的可能性。
除非另有定义，本文中所使用的所有术语包括技术或科学术语，其具有与本发明所属技术领域中的普通技术人员的一般理解相同的含义。如在常用辞典中定义的那些术语被解释为具有与相关技术领域中的语境含义相同的含义，而不应被解释为具有理想化或过于形式上的含义，除非在本申请中清楚地限定。
以下将参考附图详细描述本发明的实施方式。
参考图1至图4，对根据本发明的一种实施方式的具有内置天线的印刷电路板描述如下。图1是根据本发明的一种实施方式的具有内置天线的印刷电路板的示意图。图2是根据本发明的一种实施方式的具有内置天线的印刷电路板的横截面图。图3是根据本发明的一种实施方式的具有内置天线的印刷电路板的俯视图。图4是根据本发明的一种实施方式的具有内置天线的印刷电路板的仰视图。
在图1至图4中，示出了具有内置天线的印刷电路板110、单元基板111、112、天线121、122、带状线对123、通孔130、连接图案(connector pattern)131、电源部件140，以及地线150。
本发明的这种实施方式提供了一种具有内置天线的印刷电路板110，其可以包括彼此堆叠的多个单元基板111、112。该印刷电路板可以不是由单个单元基板形成的，而是通过堆叠两个或多个单元基板111、112而形成。
本文中，可以在多个单元基板111、112中形成辐射体，其中对图1至图4的描述假设了一种在两层中形成辐射体的实例的情况。
参见图1至图4，可以在多个单元基板111、112中形成辐射体121、122。如图2至图4所示，辐射体121、122中的每一个可以形成在不同的单元基板中。通过在不同的单元基板中形成辐射体，可以增加具有内置天线的印刷电路板的辐射效率。
在天线中，辐射体中的寄生电容(C)会在不希望的频带中产生共振，从而会降低效率。然而，在该实施方式中，相比于由在单个单元基板中形成的辐射体所产生的寄生电容，由于可在多个单元基板中形成辐射体，所以寄生电容可以较低，从而可使辐射效率的降低最小化，并可使辐射效率增加。
在各个层中形成的辐射体可以具有不同的频带。也就是说，由每一个形成在多个单元基板中的辐射体形成的用于通信的频带可以不同。例如，如果用于一个辐射体的频带是GSM900，则用于其他辐射体的频带是DSC1800带。可用于每一个天线的频带的范围可以彼此部分重叠。
在本发明的一种实施方式中，在形成有地线150的相同单元基板111中形成的辐射体122的频带，比在没有形成地线150的单元基板112中形成的辐射体121的频带相对较低。
如上所述，根据本发明的一种实施方式，由于形成在印刷电路板中的辐射体所使用的频率可以不同，因此该印刷电路板不仅可用于使用单频带的通信装置，而且还可以用于使用多频带的通信装置。本文中，可以认为术语“通信装置”包括需要使用天线的所有形式的装置。
带状线对123可以形成在单元基板112中。参考图1，可将带状线对123的一端与地线150相连，而将其另一端与辐射体122相连。同样，参考图2，可将带状线对123中的每一个连接至通孔对130的一侧，而将该通孔对130的另一侧通过连接图案131彼此连接。带状线对123可以用于阻抗匹配(impedance matching)。稍后将参考图5和图6对其进行进一步详细描述。
电源部件140可以通过通孔130与带状线对123和辐射体122连接。电源部件140可以用来为每一个辐射体121、122供电。
通孔130可以连接辐射体121、122，以及地线150和带状线对123等。
现在将参考图5和图6，对根据本发明的一种实施方式利用具有内置天线的印刷电路板中的带状线来进行的阻抗匹配描述如下。图5是根据本发明的一种实施方式的具有内置天线的印刷电路板的示意图，而图6是在根据本发明的一种实施方式的具有内置天线的印刷电路板中形成的带状线部分的等效电路图。
图6中示出了图5的印刷电路板图示中的虚线区域410示出的带状线对123的等效电路图。如上所述，由于利用带状线对123，寄生电容(C)610或电感(L)620的值可以为了调谐(tuning)而改变，所以与现有技术中的具有内置天线的印刷电路板相比，可以更容易地实现阻抗匹配。
阻抗匹配是指当从电源传送至负载(load)时，提供可使接触点上的电流或功率的反射最小化，或使传送至负载的功率最大化的条件。换言之，阻抗匹配是指提供了用于使天线中的辐射效率最大化的条件。
为了使基于本发明的一种实施方式的具有内置天线的印刷电路板中的辐射效率最大化，必须进行阻抗匹配。在阻抗匹配需要增加寄生电容值(C)610的情况下，可减小带状线对123之间的间隙，从而增加寄生电容(C)610。另一方面，如果需要增加电感值(L)620，则可以通过增加带状线对123的长度来实现。因此，通过调节带状线对123之间的间隙和长度，可以调谐印刷电路板中的内置天线以进行阻抗匹配。这样，通过这些调谐步骤的方式，可将具有内置天线的印刷电路板制成具有最大的辐射效率。
如上所述，根据本发明的某些方面，可以提供具有内置天线的较小的印刷电路板。具有内置天线的印刷电路板仅加入了简单的工艺就允许了多频带的使用，且不增加成本。
尽管已经参照特定实施方式详细描述了本发明的精神，但这些实施方式仅是出于举例说明的目的而不是为了限制本发明。本领域技术人员将明了，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以改变或修改这些实施方式。同样，在所附权利要求中，除了上述实施方式之外，可以发现许多其他的实施方式。

Claims (3)

1.一种具有内置天线的印刷电路板，所述印刷电路板包括：
第一单元基板，具有形成于其中的地线和第一辐射体；
第二单元基板，堆叠在所述第一单元基板上并具有形成于其中的第二辐射体，所述第二辐射体具有与所述第一辐射体的频带不同的频带；
带状线对，形成于所述第一单元基板中，所述带状线对与所述地线连接；
第一通孔，将所述第一辐射体与所述第二辐射体连接；
第二通孔对，其中每一个通孔具有分别与所述带状线对接的一侧；以及
连接图案，将所述第二通孔对的另一侧彼此连接。
2.根据权利要求1所述的印刷电路板，其中，所述第一辐射体的频带低于所述第二辐射体的频带。
3.根据权利要求1所述的印刷电路板，进一步包括：
电源部件，被构造成为所述第一辐射体和所述第二辐射体供电。
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