CN101479881B - 天线部件和组件 - Google Patents

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Abstract

一种无线天线设计为在具有槽的电路板上使用。该天线这样定形，使得一个辐射器段位于槽中，而其他段位于该槽外。同样，电路板和布置的天线的总厚度可以减小。天线可以是具有支撑块的芯片天线，该支撑块用于将辐射器段布置在支撑块的相对侧。支撑块可以具有梯级，从而一个或多个不同的辐射器段可以布置在梯级表面，并且电路板具有多个分别连接至梯级表面上的辐射器段的导电条以提供天线的接地和馈电。

Description

天线部件和组件
技术领域
本发明总体上涉及无线天线，并且更具体地涉及安装在电路板上的芯片天线。
背景技术
随着移动电话变得越来越薄，希望减小电话部件的厚度。本发明提供一种减小具有天线的电路板的总厚度的方法。
发明内容
当无线天线设计为在电路板上使用时，该天线这样定形：使得第一辐射器段基本上平行于第二辐射器段，并且分开大于该电路板厚度的距离。在电路板上制造槽或凹部以便第二辐射器段位于该槽或凹部中。同样，电路板和天线的总厚度可以减小。特别地，天线是具有支撑块的芯片天线，该支撑块用于将第一辐射器段和第二辐射器段布置在支撑块的相对侧。支撑块在尺寸上适合槽或凹部。在本发明的一个实施方式中，支撑块具有梯级，从而一个或多个不同的辐射器段可以布置在梯级表面，并且电路板具有多个分别连接至梯级表面上的辐射器段的导电条以向天线提供接地和馈电。
因此，本发明的第一方面是具有位于相对芯片表面上的电连接的辐射器段的芯片天线。该芯片可以具有梯级以布置其他辐射器段，从而在芯片天线实现在具有槽的电路板上时，出于接地和馈电目的，梯级上的辐射器段可以电连接至电路板上的导电条。
本发明的第二方面是具有布置在电路板上的天线的无线天线组件，其中天线具有第一辐射器段和电连接至第一辐射器段的第二辐射器段，并且电路板具有槽或凹部，使得第二辐射器段位于槽或凹部中，而第一辐射器段位于该槽或凹部之外。当第一辐射器段和第二辐射器段基本上彼此平行并且分开大于电路板厚度的距离时，将第二辐射器段置于槽或凹部中减小天线组件的总厚度。该天线可以是具有支撑块的芯片天线，支撑块在尺寸上适合该槽或凹部。
本发明的第三方面是用于在电路板上实现无线天线的方法。该方法包括在电路板上提供槽或凹部，从而允许天线的部分位于该槽或凹部中。
本发明的第四方面是通信设备，诸如移动电话，其具有部分地位于电路板凹部中的芯片天线。
在结合图1到图4c阅读描述时，本发明将变得易见。
附图说明
图1a是根据本发明的芯片天线的示例。
图1b是芯片天线的另一示例。
图2a是根据本发明实施方式的具有芯片天线的电路板的示意性图示。
图2b是图2a的电路板的剖面图。
图3是根据本发明实施方式的具有芯片天线和电路板的移动电话的示意性图示。
图4a是根据本发明另一实施方式的电路板的示意性图示。
图4b是根据本发明不同实施方式的电路板的示意性图示。
图4c是根据本发明又一实施方式的电路板的示意性图示。
具体实施方式
本发明提供一种用于减小具有在其上布置的天线的电路板的总厚度的方法。电路板例如可以是印刷电路板(PCB)或印刷线路板(PWB)。这些板通常具有相当的厚度。因此，当可以在装配天线的位置处去除一部分或全部板厚度时，总厚度可以减小。
在本发明的一个实施方式中，天线布置在芯片1上，如图1a所示。如图1所示，芯片本身具有厚度T。芯片具有梯级厚度为H的梯级结构。同样，芯片具有第一表面10和相对的第二表面20，其与第一表面分开厚度T。此外，存在基本上平行于第一表面和第二表面并且位于芯片的两侧上的两个表面15和16，以及诸如垂直于第一表面和第二表面的侧表面12和13的更多表面。
这样来对天线芯片1的辐射器进行构图：使得导电段50位于第一表面10上并且辐射器的另一导电段50’位于第二表面20上。这些段通过位于梯级表面16和侧表面13上的连接段电连接。天线芯片1还可以具有不同的导电段52。导电段52的部分位于梯级表面15上。
应该理解，如图1所示的图案仅是一个示例并且辐射器可以呈这样的图案以至于导电段位于所有或大部分芯片表面上。
图1b是芯片天线的另一个示例。如图1b所示，天线芯片1具有馈线53，其具有位于梯级表面15上的馈电衬垫53’。此外，馈线53还具有侧表面17上的导电段。同样，导电段50延伸到侧表面13和梯级表面16。
如图2a所示，天线芯片1装配在厚度为H’的电路板60上。如图所示，电路板60具有尺寸上适合天线芯片1的底部的槽70。电路板还具有导电条62和64。在装配之后，导电条62和64电连接至位于天线芯片1的梯级表面15和16上的导电段。导电条可以用作天线的馈线和接地线。如图2b所示，包括天线芯片的装配电路板的总厚度是T+H’-H。最佳地，H＝H’并且总厚度是天线芯片1的厚度T。然而，H可以小于或大于H’。
没有槽70，总厚度将是T+H’。因此，H＝H’，总厚度减小H’/(T+H’)。
图3是根据本发明实施方式的具有装配的电路板的移动电话100的示意性图示。如图所示，移动电话100具有上壳部分112和下壳部分114以容纳电路板60。上壳部分112可以具有小键盘130和显示器120。电路板60可以具有一个或多个电子部件，诸如布置在其上的信号处理器和显示器驱动器82和84。电路板60还具有接地平面(未示出)。
应该指出，电路板60上容纳芯片1的凹部不一定是图2a和图2b所示的槽70。可以制造不同的凹部。例如，凹部71的深度小于电路板60的厚度。
天线芯片1可以是陶瓷芯片天线。然而，天线芯片1的支撑块可以由铁氧体、塑料或其他绝缘材料制造。而且，相同的原理还适用于由导线或平面条制成的天线，而无需支撑块。导线或条形天线的部分可以位于电路板60内的槽70内，如图4b所示。而且，辐射器部分50’可以位于电路板60底部之下，突出于槽70，如图4c所示。
示例天线芯片1a和1b是基本的双带单极类型天线概念。本领域的技术人员应该理解天线概念的确切类型并且因此可以在该支撑块的任何或所有表面上改变镀金法以给出至少一个并且不限于以下的天线概念：螺旋(螺旋天线)、PIFA(平面倒F形天线)、IFA(倒F形天线)、PILA(平面倒L形天线)、贴片天线、槽天线和其他已知天线设计概念。而且，可以制造不同的支撑块形状。例如，不仅在块的底部上制造梯级，还可以在块的顶部上制造梯级以对辐射器段50定形。
除了天线概念类型，本发明可以用于为以下任何或所有已知协议提出薄天线方案，例如，GSM、E-GSM、CDMA、PDC、WCDMA、BLUETOOTH、WLAN、HLAN、GPS、WiMax、UWB、FM、RFID、DVB-H、DRM、DAB、AM和其他蜂窝和非蜂窝无线系统。应该理解，上述列表并不全面，并且仅用于阐释的目的，因为本发明也可以用于其他无线频带。
总之，本发明提供将布置在具有凹部或槽的电路板上的天线部件。天线部件包括辐射元件，用于接收或发射指示无线通信信号的电磁波。辐射元件具有多个导电段。这些段中的至少一个位于凹部或槽内。天线元件可以具有用于对辐射元件进行馈电的不同的导电段和用于对辐射元件进行接地的另一导电段。天线部件可以具有用于支撑导电段的装置。支撑装置可以是陶瓷块、塑料块等。优选地，块具有类梯级的结构，从而天线部件的部分可以落在凹部或槽中。本发明还提供一种通过将无线天线部件布置在具有凹部或槽的电路板上以及通过对天线部件的辐射元件定形以使得辐射元件的部分位于凹部或槽中以及辐射元件的部分位于凹部或槽之外来减小电路板的总厚度的方法。
因此，尽管已经关于一个或多个本发明的实施方式对本发明进行了描述，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以在形式和细节方面做出前述和各种其他改变、省略和变形。

Claims (24)

1.一种无线天线部件，其在空间上布置在具有凹部的电路板上，其特征在于：
所述电路板具有限定板厚度的第一板表面和相对的第二板表面；
辐射元件，其包括多个导电段；
馈电点，其电耦合至所述辐射元件，其中至少部分所述辐射元件位于所述凹部中；以及
支撑块，其包括至少一个梯级表面、第一块表面和相对的第二块表面，所述第一块表面和第二块表面在空间上位于所述凹部中或之外，所述至少一个梯级表面位于所述第一块表面和第二块表面之间的平面上，所述导电段中的至少一个位于所述至少一个梯级表面上，当所述第二块表面位于所述凹部中或之外时，可以使所述至少一个梯级表面接触所述第一板表面，从而与所述电路板进行电接触。
2.根据权利要求1所述的无线天线部件，其特征进一步在于，
所述支撑块具有多个表面，其中所述辐射元件包括多个布置在所述多个表面中的两个或多个上的导电段。
3.根据权利要求2所述的无线天线部件，其特征在于，所述支撑块由陶瓷制成。
4.根据权利要求2所述的无线天线部件，其特征在于，所述支撑块由塑料制成。
5.一种无线天线组件，其特征在于：
具有凹部的电路板，所述电路板具有限定板厚度的第一板表面和相对的第二板表面；
无线天线部件，包括布置在所述电路板上的辐射元件，所述辐射元件包括多个导电段，其中至少部分所述辐射元件位于所述凹部中；以及
支撑块，其包括至少一个梯级表面、第一块表面和相对的第二块表面，所述第一块表面和第二块表面在空间上位于所述凹部中或之外，所述至少一个梯级表面位于所述第一块表面和第二块表面之间的平面上，所述导电段中的至少一个位于所述至少一个梯级表面上，当所述第二块表面位于所述凹部中或之外时，可以使所述至少一个梯级表面接触所述第一板表面，从而与所述电路板进行电接触。
6.根据权利要求5所述的无线天线组件，其特征在于，所述凹部包括贯穿所述板厚度制成的槽，并且所述辐射元件包括位于所述槽中的第一段和位于所述槽之外的第二段。
7.根据权利要求6所述的无线天线组件，其特征在于，所述电路板包括至少一个布置在所述第一板表面上的导电条，以及所述辐射元件包括电连接至所述导电条的不同段。
8.根据权利要求7所述的无线天线组件，其特征在于，所述导电条用于对所述辐射元件接地。
9.根据权利要求8所述的无线天线组件，其特征进一步在于，馈电点电耦合至所述辐射元件，其中所述电路板进一步包括布置在所述第一板表面上电耦合至馈电点的不同导电条。
10.根据权利要求5所述的无线天线组件，其特征进一步在于，所述支撑块具有多个表面，其中所述辐射元件具有位于两个或多个所述表面上的多个导电段。
11.根据权利要求10所述的无线天线组件，其特征在于，所述支撑块和所述辐射元件集成在芯片天线中。
12.根据权利要求5所述的无线天线组件，其特征在于，至少一个导电段位于所述至少一个梯级表面上，并且所述电路板具有所述第一板表面上的、电连接至所述至少一个导电段的至少一个导电条。
13.根据权利要求10所述的无线天线组件，其特征在于，所述凹部包括贯穿所述板厚度制成的槽，并且所述导电段包括位于所述槽中的第一段和与所述第一段隔开大于所述板厚度的距离的第二段。
14.根据权利要求5所述的无线天线组件，其特征在于，所述凹部包括贯穿所述板厚度制成的槽，并且所述辐射元件包括多个导电段和位于所述槽中的至少一个所述导电段。
15.根据权利要求14所述的无线天线组件，其特征在于，所述导电段包括位于所述槽中的第一段以及与所述第一段隔开的第二段，并且所述第一段和第二段配置为使得所述第一段位于所述第一板表面和所述第二板表面之间，并且所述第二板表面位于所述第一段和所述第二段之间。
16.根据权利要求14所述的无线天线组件，其特征在于，所述导电段包括位于所述槽中基本上与所述第一板表面共面的第一段，以及与所述第一段隔开的第二段，从而所述第二板表面位于所述第一段和所述第二段之间。
17.根据权利要求14所述的无线天线组件，其特征在于，所述导电段包括第一段和与所述第一段隔开的第二段，以及所述第一段和第二段配置为使得所述第一板表面位于所述第一段和所述第二板表面之间，并且所述第二板表面位于所述第一板表面和所述第二段之间。
18.一种无线天线组件的制造方法，其特征在于：
在具有凹部的电路板上布置无线天线部件，所述电路板具有限定板厚度的第一板表面和相对的第二板表面，所述无线天线部件包括辐射元件，所述辐射元件包括多个导电段；
使所述辐射元件成形以使得所述辐射元件的部分位于所述凹部中并且所述辐射元件的部分位于所述凹部之外；以及
为了布置所述多个导电段，提供包括至少一个梯级表面、第一块表面和相对的第二块表面的支撑块，所述第一块表面和第二块表面在空间上位于所述凹部中或之外，所述至少一个梯级表面位于所述第一块表面和第二块表面之间的平面上，所述至少一个梯级表面在空间上位于所述凹部中，所述导电段中的至少一个位于所述至少一个梯级表面上，从而使至少一个所述导电段可以布置于所述凹部中，当所述第二块表面位于所述凹部中或之外时，可以使所述至少一个梯级表面接触所述第一板表面。
19.根据权利要求18所述的无线天线组件的制造方法，其特征在于所述凹部包括贯穿所述板厚度制成的槽，并且至少一个所述导电段位于所述槽中。
20.一种通信设备，其特征在于：
外壳；
电路板，布置在所述外壳中，所述电路板具有凹部，所述电路板具有限定板厚度的第一板表面和相对的第二板表面；
无线天线部件，包括布置在所述电路板上的辐射元件，所述辐射元件包括多个导电段，其中至少部分所述辐射元件位于所述凹部中；以及
支撑块，其包括至少一个梯级表面、第一块表面和相对的第二块表面，所述第一块表面和第二块表面在空间上位于所述凹部中或之外，所述至少一个梯级表面位于所述第一块表面和第二块表面之间的平面上，所述导电段中的至少一个位于所述至少一个梯级表面上，当所述第二块表面位于所述凹部中或之外时，可以使所述至少一个梯级表面接触所述第一板表面，从而与所述电路板进行电接触。
21.根据权利要求20所述的通信设备，其特征在于，所述无线天线部件包括第一辐射器段和电连接至所述第一辐射器段的第二辐射器段，并且所述第一辐射器段位于所述凹部之外并且所述第二辐射器段位于所述凹部中。
22.根据权利要求20所述的通信设备，其特征在于，所述凹部包括贯穿所述板厚度制成的槽，并且所述无线天线部件包括第一辐射器段和电连接至所述第一辐射器段的第二辐射器段，并且所述第一辐射器段位于与所述第一板表面相邻的所述凹部之外并且所述第二辐射器段位于与所述第二板表面相邻的所述凹部之外。
23.根据权利要求21所述的通信设备，其特征在于，所述凹部包括贯穿所述板厚度制成的槽，并且所述第一辐射器段与所述第二辐射器段隔开大于所述板厚度的距离。
24.一种无线天线部件，其在空间上布置在具有凹部的电路板上，其特征在于：
所述电路板具有限定板厚度的第一板表面和相对的第二板表面；
辐射装置，用于辐射指示无线信号的电磁波；
装置，耦合至所述辐射装置，用于对所述辐射装置进行馈电，其中所述辐射装置包括多个导电段，至少部分所述辐射装置位于所述凹部中；以及
装置，其包括至少一个梯级表面、第一块表面和相对的第二块表面，所述第一块表面和第二块表面在空间上位于所述凹部中或之外，所述至少一个梯级表面位于所述第一块表面和第二块表面之间的平面上，所述导电段中的至少一个位于所述至少一个梯级表面上，当所述第二块表面位于所述凹部中或之外时，可以使所述至少一个梯级表面接触所述第一板表面。
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