CN102130371B - 应用于移动装置的内藏式调频发射天线 - Google Patents

应用于移动装置的内藏式调频发射天线 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种应用于移动装置的内藏式调频发射天线，其包括：基板单元、第一天线单元、导电单元及第二天线单元。基板单元具有电路基板、至少一设置于电路基板上的接地层、及多个设置于电路基板上的导电焊垫。第一天线单元设置于基板单元的上方且与基板单元相互平行。导电单元电连接于基板单元与第一天线单元之间。第二天线单元直接设置于基板单元的电路基板上边缘，其中第二天线单元的两末端分别电连接于其中两个导电焊垫之间，且第二天线单元的两末端分别通过上述其中两个导电焊垫以分别电连接于一调频芯片模块及导电单元。

Description

应用于移动装置的内藏式调频发射天线
技术领域
本发明涉及一种调频发射天线，尤其是涉及一种应用于移动装置的内藏式调频发射天线。 
背景技术
调频(Frequency Modulation，FM)广播系统是一种利用频率调变技术，传送声音信号的广播系统。相比较于调幅(Amplitude Modulation，AM)广播系统，调频广播系统的广播信号具有许多优点，如固定峰值(ConstantEnvelope)、抗非线性失真及抗衰减效应(Fading Effect)的能力较佳。因此，调频广播系统的信号品质较佳，且调频广播系统可以传送左右声道的信号，因而具有立体声的效果。 
调频广播系统的接收端(收音机)通过天线接收调频广播信号，经过降频、解调等运作后，以声音信号的方式输出，其中影响收音机所输出的声音品质的主要关键在于天线的接收效率。传统用于调频广播系统的接收天线大多为外露式天线结构，其中又以拉杆式单极天线与外被聚乙烯(Polyethelyne，PE)的偶极天线为主要的天线类型。 
请参阅图1及图2所示，其分别为现有一拉杆式单极天线1a及一外披聚乙烯的FM偶极天线2a的示意图。拉杆式单极天线1a通常固定在可携式音响或手持式收音机机壳的一角落，当要收听广播节目时，需将拉杆式单极天线1a拉出至一定长度，而不使用时，则可将拉杆式单极天线1a向内缩而进行收纳，以节省使用空间。由于收听广播节目时，拉杆式单极天线1 
a必须拉出至一定长度(约为76厘米)，使得拉杆式单极天线1a非常容易遭受外力而折断，且占据空间、破坏美观。相较之下，外披聚乙烯的FM偶极天线2a通常使用于固定式音响设备，其可避免受外力而折断的问题。然而，外披聚乙烯的FM偶极天线2a的价格较高(约一块美金左右)，且必须通过一长传输线20a连接FM偶极天线2a的辐射金属导线22a、2 4a与音响上的天线插座，非常容易造成FM偶极天线2a缠绕、打结等，使用上也不方便。 
简言之，拉杆式单极天线1a的天线尺寸较大，在实际应用时外露在可携式或手持式音响与收音机机壳的上方，容易遭受外力而折断，且占据空间、破坏美观，而FM偶极天线2a的生产成本较高，且非常容易缠绕、打结等。这些天线架构不但增加了使用者操作不便，同时更破坏产品整体的外观造型。要解决上述外露式天线使用不便、破坏美观等问题，就必须设计出阻抗、频宽满足调频频带操作的内藏式天线。 
其中，中国台湾专利第M283445号提出“具有FM天线的手机”，其揭示一种缩小化调频天线结构，其组装在手机本体的两侧与底部。这样的结构通常因为天线离系统接地面太接近，天线的电感及电抗过大，阻抗匹配因而变差，影响调频天线收讯品质。 
另外，中国台湾专利第200620752号提出“移动终端用天线及移动终端”，其所揭露的天线由多个不同单元组合，包含外露机壳的天线元素及内藏在机壳内部的金属线圈。这样的设计需结合移动电话天线与机壳内部的金属线圈，因此会提高天线的制作成本与复杂度。 
此外，美国专利公开第US 2006/0111163A1号提出“在手持式终端的FM发射天线装置”，其天线主要附着在一手持式终端表面，并通过一软性电路板(FPC)连接天线至FM发射器。这样的架构较为复杂，且天线面积也小，辐射特性差。 
缘是，本发明人有感上述缺失的可改善，悉心观察且研究之，并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改善上述缺失的本发明。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题，在于提供一种应用于移动装置的内藏式调频发射天线。 
为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种应用于移动装置的内藏式调频发射天线，其包括：一基板单元、一第一天线单元、一导电单元及一第二天线单元。基板单元具有一电路基板、至少一设置于电路基板上的接地层、及多个设置于电路基板上的导电焊垫。第一天线单元设置于基板单元的上方且实质上与基板单元相互平行。导电单元电连接于基板 单元与第一天线单元之间。第二天线单元直接设置于基板单元的电路基板上边缘，其中第二天线单元的两末端分别电连接于其中两个导电焊垫之间，且第二天线单元的两末端分别通过上述其中两个导电焊垫以分别电连接于一调频芯片模块及导电单元。 
为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种应用于移动装置的内藏式调频发射天线，其包括：一基板单元、一第一天线单元、一导电单元及一第二天线单元。基板单元具有一安装在移动装置内的电路基板、至少一设置于电路基板上的接地层、及多个设置于电路基板上的导电焊垫。第一天线单元设置于基板单元的上方且贴附或成形在移动装置的外壳体的内表面上，其中第一天线单元实质上与基板单元相互平行。导电单元电连接于基板单元与第一天线单元之间。第二天线单元直接设置于基板单元的电路基板上边缘，其中第二天线单元的两末端分别电连接于其中两个导电焊垫之间，且第二天线单元的两末端分别通过上述其中两个导电焊垫以分别电连接于一调频芯片模块及导电单元。 
因此，本发明的有益效果在于：基板单元的至少一接地层、第一天线单元及第二天线单元相互搭配在一起，以形成一类似谐振器的等效电路。换言之，本实施例的内藏式调频发射天线为一复合式天线设计，其包含一第二天线单元(具有产生电感的特性)及一大致上平放在一基板单元(即具有接地层的系统电路板)的上方的第一天线单元(类似平板电容器，其具有电容特性)，以用于形成一类似RLC谐振器的等效电路。 
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。 
附图说明
图1为现有拉杆式单极天线的示意图； 
图2为现有外披聚乙烯的FM偶极天线的示意图； 
图3为本发明应用于移动装置的内藏式调频发射天线的第一实施例的立体组合示意图 
图4A为本发明第二实施例的第一天线单元与导电单元电性配合的上视示意图； 
图4B为本发明第三实施例的第一天线单元与导电单元电性配合的上视示意图； 
图5A为本发明第四实施例的第二天线单元的立体示意图； 
图5B为本发明第五实施例的第二天线单元的立体示意图； 
图5C为本发明第六实施例的第二天线单元直接成形在电路基板上边缘的立体示意图；以及 
图6为本发明第一实施例应用于移动装置的立体分解示意图。 
主要元件符号说明 
现有 
拉杆式单极天线            1a 
外披聚乙烯的FM偶极天线    2a 
传输线                    20a 
辐射金属导线              22a、24a 
本发明 
基板单元        1     电路基板  10 
裸露区域        100 
接地层          11 
导电焊垫        12 
第一天线单元    2     狭缝      20A 
开孔            20B 
导电单元        3     第一末端  3A 
第二末端        3B 
第二天线单元    4     末端      4A 
末端            4B 
绝缘本体        40 
金属线          41 
调频芯片模块    F 
移动装置        M     外壳体    C 
上壳体          C1 
下壳体          C2 
具体实施方式
请参阅图3所示，其为本发明应用于移动装置的内藏式调频发射天线的第一实施例的立体组合示意图。由图中可知，本发明第一实施例提供一种应用于移动装置的内藏式调频发射天线，其包括：一基板单元1、一第一天线单元2、一导电单元3及一第二天线单元4。 
其中，基板单元1具有一电路基板10、至少一设置于电路基板10上的接地层11、及多个设置于电路基板10上的导电焊垫12。以本实施例所举的例子而言，上述至少一接地层11及该些导电焊垫12皆设置于电路基板10的上表面，而该些导电焊垫12并未被上述至少一接地层11所覆盖，并且电路基板10的上表面有其中一区域为一未被上述至少一接地层11所覆盖的裸露区域100。 
再者，第一天线单元2设置于基板单元1的上方且实质上与基板单元1相互平行，而最佳的实施态样是第一天线单元2与基板单元1完全平行，且第一天线单元2的面积大于基板单元1的面积。以本实施例所举的例子而言，第一天线单元2可为一金属平板、一金属薄膜或一任何设置于基板单元1的上方且实质上与基板单元1相互平行的导电物质。 
另外，导电单元3具有一第一末端3A及一相反于第一末端3A的第二末端3B，且第一末端3A及第二末端3B分别连性连接于基板单元1及第一天线单元2。因此导电单元3电连接于基板单元1与第一天线单元2之间，以作为基板单元1与第一天线单元2之间的电连接桥梁。以本实施例所举的例子而言，导电单元3可为一可挠性元件，例如：弹簧、弹片或任何弹性材料。换言之，本实施例只需使用一单件式(或一体成型式)可挠性元件即可达成基板单元1与第一天线单元2之间的电连接，而不需使用结构复杂的电连接器来作为基板单元1与第一天线单元2之间的电连接桥梁。 
此外，第二天线单元4直接设置于基板单元1的电路基板10上边缘(亦即电路基板10的上表面的边缘处)，亦即第二天线单元4不是设置在上述至少一接地层11上而是设置于电路基板10的裸露区域100上，其中第二天线单元4可设置于基板单元1与第一天线单元2之间，当然也可将第一天线单元2避开位于第二天线单元4上方的位置，而使得第二天线单元4上方不会被第一天线单元2所遮蔽。另外，第二天线单元4的两末端(4A、4B)分别电连接于其中两个导电焊垫12之间，且第二天线单元4的 两末端(4A、4B)分别通过上述其中两个导电焊垫12以分别电连接于一调频芯片模块F及导电单元3，另外本发明可通过第二天线单元4来降低天线的操作频率，以使得内藏式调频发射天线能产生良好的辐射特性。 
由此，基板单元1的至少一接地层11、第一天线单元2及第二天线单元4相互搭配在一起，以形成一类似谐振器的等效电路。换言之，本实施例的内藏式调频发射天线为一复合式天线设计，其包含一第二天线单元4(具有产生电感的特性)及一大致上平放在一基板单元1(即具有接地层11的系统电路板)的上方的第一天线单元2(类似平板电容器，其具有电容特性)，以用于形成一类似RLC谐振器的等效电路。此外，因为谐振器的谐振频率为 
Figure G2010100040922D00061
，所以本发明可通过控制第二天线单元4所产生的电感值与第一天线单元2所产生的电容值(此电容值可由第一天线单元2的面积大小所控制)，即可达成内藏式调频发射天线的实现。 
请参阅图4A所示，其为本发明第二实施例的第一天线单元与导电单元电性配合的上视示意图。配合图3及图4A所示，第二实施例与第一实施例最大的差别在于：在第二实施例中，第一天线单元2具有一邻近导电单元3的第二末端3B的狭缝20A，此狭缝20A的设计有助于调频发射天线输入阻抗的“电感值”的提升。 
请参阅图4B所示，其为本发明第三实施例的第一天线单元与导电单元电性配合的上视示意图。配合图3及图4B所示，第三实施例与第一实施例最大的差别在于：在第三实施例中，第一天线单元2具有一邻近导电单元3的第二末端3B的开孔20B，此开孔20B的设计有助于调频发射天线输入阻抗的“电容值”的提升。 
请参阅图5A所示，其为本发明第四实施例的第二天线单元的立体示意图。配合图3及图5A所示，第四实施例与第一实施例最大的差别在于：第四实施例揭露第二天线单元4的第一种细部实施例。在第四实施例中，第二天线单元4可为一芯片天线，其包括一绝缘本体40及一内嵌于绝缘本体4 
0内的金属线41，金属线41的两末端(4A、4B)裸露于绝缘本体4 
0的外部，作为天线与其他元件的电连接延伸，且金属线41的外观呈现一立体环绕状。 
请参阅图5B所示，其为本发明第五实施例的第二天线单元的立体示意图。配合图3及图5B所示，第五实施例与第一实施例最大的差别在于：第五实施例揭露第二天线单元4的第二种细部实施例。在第五实施例中，第二天线单元4可为一芯片天线，其包括一绝缘本体40及一内嵌于绝缘本体4 
0内的金属线41，金属线41的两末端(4A、4B)裸露于绝缘本体4 
0的外部，作为天线与其他元件的电连接延伸，且金属线41可盘绕在同一平面上，以形成一蜿蜒的形状。 
请参阅图5C所示，其为本发明第六实施例的第二天线单元直接成形在电路基板上边缘的立体示意图。配合图3及图5C所示，第六实施例与第一实施例最大的差别在于：第六实施例揭露第二天线单元4的第三种细部实施例。在第六实施例中，第二天线单元4可为一直接成形在基板单元1的电路基板10上边缘(亦即电路基板10的上表面的边缘处)的蜿蜒式金属线4 
1，亦即此蜿蜒式金属线41可直接成形于电路基板10的裸露区域100上。举例来说，具蜿蜒形状的金属线41可直接通过印刷、蚀刻或喷涂的方式而盘绕于电路基板10的裸露区域100上。 
请参阅图6所示，其为本发明第一实施例应用于移动装置的立体分解示意图。图6与图3最主要的差别在于：图6揭露一移动装置M及其外壳体C，外壳体C可由一上壳体C1及一下壳体C2所组成，且第一实施例的调频发射天线被安装于移动装置M内。 
举例来说，基板单元1及第二天线单元4皆安装于下壳体C2内，而第一天线单元2则位于基板单元1的上方且设置于移动装置M的上壳体C1的内表面上。此外，第一天线单元2可为一通过贴附的方式而设置于移动装置M的上壳体C1的内表面上的金属平板或金属薄膜(例如导电铜箔)，当然第一天线单元2也可为一通过直接成形的方式(例如印刷或喷涂)而设置于移动装置M的上壳体C1的内表面上的金属层。因此，本发明具有的结构简单、制作容易及制作成本低廉等优点。 
换言之，由于第一天线单元2的面积可选择性的增大，且可直接固定或成形在移动装置M的外壳体C的上壳体C1的内部。第一天线单元2的天线面积可与基板单元1(系统电路板)或上壳体C1大小相近，有别于传统的FM调频天线。当第一天线单元2的面积增大时，本发明可大幅增加有效辐射面积(effective radiating area)。此外，因着内藏式调频发射天线的有效辐 射面积大且辐射特性良好，非常适合应用在移动装置M内，且可保持产品整体外观的完整性，如作为车用FM发射器的调频发射天线使用。 
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及附图内容所为的等效技术变化，均包含于本发明的范围内。 

Claims (9)

1.一种应用于移动装置的内藏式调频发射天线，其特征在于，包括：
一基板单元，其具有一电路基板、至少一设置于该电路基板上的接地层、及多个设置于该电路基板上的导电焊垫；
一第一天线单元，其设置于该基板单元的上方且实质上与该基板单元相互平行；
一导电单元，其电连接于该基板单元与该第一天线单元之间；以及
一第二天线单元，其直接设置于该基板单元的电路基板上边缘，其中该第二天线单元的两末端分别电连接于其中两个导电焊垫之间，且该第二天线单元的两末端分别通过上述其中两个导电焊垫以分别电连接于一调频芯片模块及该导电单元；
其中该第一天线单元具有一邻近该导电单元的狭缝或开孔。
2.如权利要求1所述的应用于移动装置的内藏式调频发射天线，其特征在于：该导电单元为一可挠性元件。
3.如权利要求1所述的应用于移动装置的内藏式调频发射天线，其特征在于：该第一天线单元为一金属平板或一金属薄膜。
4.如权利要求1所述的应用于移动装置的内藏式调频发射天线，其特征在于：该第二天线单元为一芯片天线，其包括一绝缘本体及一内嵌于该绝缘本体内的金属线，该金属线的两末端裸露于该绝缘本体的外部，且该金属线的外观呈现一立体环绕状。
5.如权利要求1所述的应用于移动装置的内藏式调频发射天线，其特征在于：该第二天线单元为一芯片天线，其包括一绝缘本体及一内嵌于该绝缘本体内的金属线，该金属线的两末端裸露于该绝缘本体的外部，且该金属线盘绕在同一平面上。
6.如权利要求1所述的应用于移动装置的内藏式调频发射天线，其特征在于：该第二天线单元为一直接成形在该基板单元的电路基板上边缘的金属线。
7.如权利要求1所述的应用于移动装置的内藏式调频发射天线，其特征在于：该基板单元的至少一接地层、该第一天线单元及该第二天线单元相互搭配在一起，以形成一类似谐振器的等效电路。
8.一种应用于移动装置的内藏式调频发射天线，其特征在于，包括：
一基板单元，其具有一安装在该移动装置内的电路基板、至少一设置于该电路基板上的接地层、及多个设置于该电路基板上的导电焊垫；
一第一天线单元，其设置于该基板单元的上方且贴附或成形在该移动装置的外壳体的内表面上，其中该第一天线单元实质上与该基板单元相互平行；
一导电单元，其电连接于该基板单元与该第一天线单元之间；以及
一第二天线单元，其直接设置于该基板单元的电路基板上边缘，其中该第二天线单元的两末端分别电连接于其中两个导电焊垫之间，且该第二天线单元的两末端分别通过上述其中两个导电焊垫以分别电连接于一调频芯片模块及该导电单元；
其中该第一天线单元具有一邻近该导电单元的狭缝或开孔。
9.如权利要求8所述的应用于移动装置的内藏式调频发射天线，其特征在于：该基板单元的至少一接地层、该第一天线单元及该第二天线单元相互搭配在一起，以形成一类似谐振器的等效电路。
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