CN102646864A

CN102646864A - 可弯曲式复合天线

Info

Publication number: CN102646864A
Application number: CN2011100404622A
Authority: CN
Inventors: 李全镒; 黄麒成; 吴政勋
Original assignee: Inventec Appliances Pudong Corp; Inventec Appliances Nanjing Corp; Inventec Appliances Corp
Current assignee: Inventec Appliances Shanghai Corp; Inventec Appliances Pudong Corp; Inventec Appliances Nanjing Corp; Inventec Appliances Corp
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2012-08-22
Also published as: TWI466378B; TW201236260A

Abstract

本发明公开一种可弯曲式复合天线，为在一可弯曲式基板上设有多个不同频段的天线线路及一接地面，并在接地面设有分别匹配各天线线路的馈入部，且各天线线路与各馈入部之间分别由一传输线连接，又在各天线线路之间设有一隔离单元，用以隔离各天线线路彼此间的相互影响，由此形成可弯曲式复合天线。本发明的可弯曲式复合天线可依照所安装的电子装置的结构来调整其形状，并可通过同轴电缆线连接到电子装置上，或将接地面直接与电子装置的接地面连接，以达到更好的接地效果。

Description

可弯曲式复合天线

技术领域

本发明有关于天线，特别是有关于一种可弯曲式复合天线。

背景技术

近年来，随着无线传输技术的日益成熟，无线通信电子装置的应用是越来越普及了，例如无线鼠标、无线键盘或移动电话等，因此，需在无线通信电子装置中配置天线，用来进行数据的无线传输与接收。且无线通信电子装置在功能上，必须要能支持越来越多不同无线网络信号的传输，例如全球卫星定位信号、无线局域网络(WLAN)信号、蓝芽信号或数字电视信号等等。而这些无线信号分别使用不同的频段，为了接收这些不同频段的无线信号，需要在无线通信电子装置中建立许多天线。天线的种类繁多，举例来说，天线包含非内藏式与内藏式两种。非内藏式的天线包含单极天线(monopole antenna)、偶极天线(dipole antenna)及螺旋型天线(helix antenna)等，而内藏式的天线包含平面倒F型天线(Planar Inverted F Antenna,PIFA)及微带型天线(microstrip antenna)等。

再者，由于无线通信电子装置的外型要求轻薄短小的设计，因此其内置的天线也必须随着电子装置进行适当的调整与设计，使其适合电子装置的外型与尺寸要求。一般而言，天线可被设置在硬性的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)上，利用微带线或印刷的铜箔布局线路形成天线主体，由此降低天线所占的空间与其设计成本。虽然上述方式可降低天线的空间，但为保持信号的传输质量，印刷电路板上需保留空的区域来设置天线。由于目前电子装置的体积轻薄，因此天线所需的空区域也会受到电子装置的机构设计与印刷电路板组件的形状所限制，这会造成设计上的困难与影响天线的传输质量。

另外电子装置所配置的无线通信模块越来越多，电子装置内可能同时配置GPS通信模块及WiFi通信模块，每一种无线通信模块所使用的频段皆不相同，而大大增加频段被干扰的机率，传统用硬件电路设计来防干扰的方法已不敷使用。

以笔记本电脑为例，其天线设置的位置通常是在壳体内在屏幕的四周，但屏幕的周边可用的空间有限，往往造成天线设置上很大的困扰。以无线网络信号2.4G赫兹或5G赫兹的频率来说，只需使用一个很短长度的天线即可。若以偶极天线(dipole antenna)为例，主频率为5G赫兹的天线长度为3公分，而主频率为2.4G赫兹的天线长度约为6公分。但对较低频率的信号(如数字电视的极高频讯号(VHF，45M赫兹-300M赫兹)或超高频信号(UHF，300M赫兹-900M赫兹)来说，所需天线的长度将会相当的长，举例来说，主频率为150M赫兹的偶极天线的长度约为100公分，而主频率为150M赫兹的平面倒F型天线(PIFA)的长度约为70公分。在这种情况下，要以常见的方式，将各种不同的天线设置在单一硬式电路板中就变得相当的困难。

另外基于电子装置的外型与尺寸要求，例如：各种不同频率的天线，必需依照产品需求而被设置在电子装置的曲面形状位置处，此时，传统将天线印刷在硬式电路板的设计方式，将因为硬式电路板无法弯曲而无法使用此法将天线设置在电子装置内的圆弧位置处。

发明内容

由于现有技术的上述问题，本发明目的就是在提供一种可弯曲式复合天线，以解决无法将天线设置在电子装置内圆弧位置处的问题。

为实现上述目的，本实用新型可通过以下技术方案予以解决：

一种可弯曲式复合天线，在一可弯曲式基板上设有多个不同频段的天线线路、多个馈入部及一接地面，其中接地面设在可弯曲式基板的一侧，且各天线线路设在可弯曲式基板上，其一端连接接地面，另一端则在可弯曲式基板上迂回弯曲，用以在可弯曲式基板形成所需的长度及天线特性，各馈入部为设在可弯曲式基板设有接地面的位置处，并分别由一传输线连接到其中一个天线线路，又可弯曲式基板在各天线之间设有一隔离单元，用以隔离各天线间的相互影响，以形成可弯曲式复合天线。

其中，可弯曲式基板为一软性电路板(FPC：Flexible Printed Circuit)。

其中，可弯曲式基板的一面覆设的金属形成接地面。

其中，多个不同频段的天线线路为一第一频段天线线路及一第二频段天线线路。

其中，第一频段天线线路所接收的频率范围是1.575MHz、1.71GHz－2.17GHz或2.3GHz－2.5GHz。

其中，第一频段天线线路为GPS(Global Positioning System)天线、WIFI天线、蓝牙芽天线、GSM1800/2100天线或WiMax天线。

其中，第二频段天线线路所接收的频率范围介于824MHz－960MHz及1.71GHz－2.17GHz。

其中，第二频段天线线路为GSM天线。

其中，第一频段天线线路及第二频段天线线路，为由可弯曲式基板设置接地面的一面的一边缘迂回弯曲的印刷金属线路。

其中，多个馈入部包括一馈入点及一分隔区，分隔区为接地面内未设置金属的一空白处，各馈入点为空白处中央覆设与接地面之间不导通的金属。

其中，隔离单元为由接地面延伸设在第一频段天线线路及第二频段天线线路之间的金属。

其中，传输线为设在可弯曲式基板另一面，并穿过导通第一频段天线线路及第二频段天线线路，及其匹配的馈入点之间。

其中，传输线的阻抗匹配值为50欧姆(Ω)。

其中，可弯曲式基板的一面设有一保护层覆盖在接地面、各天线线路及隔离单元上，并露出各馈入点。

其中，保护层在相邻多个馈入部的位置分别设有一接地端，各接地端为提供同轴电缆线的编织金属网连接。

综上所述，本发明的可弯曲式复合天线，其可具有一或多个下述优点：

(1) 将多个不同频段的天线线路设在同一个可弯曲式基板。以节省电子装置装设天线线路的空间。

(2) 在可弯曲式基板上可弹性的设置接地面及馈入点的位置。

(3) 可弯曲式复合天线可直接以可弯曲式基板连接到电子装置的硬式电路板上，或通过同轴电缆线连接到电子装置的硬式电路板上。

(4) 可弯曲式复合天线的各天线间以隔离单元分隔，产生相当好的隔离效果，使得各天线彼此间不会相互影响。

(5) 可弯曲式复合天线的可弯曲的特性，可依照所安装的电子装置的结构来调整其形状，使其可设置在电子装置内圆弧的位置处。

(6) 可弯曲式复合天线的接地面可单独形成所需的接地效果，更可进一步连接到电子装置的接地面，或其他的接地面上，以达到更好的接地效果。

(7) 可弯曲式复合天线可依照所需在可弯曲式基板设置多个不同频段的天线线路。

附图说明

图1A为本发明的可弯曲式复合天线的正面示意图。

图1B为本发明的可弯曲式复合天线连接同轴电缆线及保护层的示意图。

图2为本发明的可弯曲式复合天线的背面示意图。

图3为本发明的可弯曲式复合天线的返回损失对应工作频率的曲线示意图。

图4为第一比对可弯曲式复合天线的示意图。

图5为第一比对可弯曲式复合天线的返回损失对应工作频率的曲线示意图。

图6为第二比对可弯曲式复合天线的示意图。

图7为第二比对可弯曲式复合天线的返回损失对应工作频率的曲线示意图。

图8为第三比对可弯曲式复合天线的示意图。

图9为第三比对可弯曲式复合天线的返回损失对应工作频率的曲线示意图。

图10为第四比对可弯曲式复合天线的示意图。

图11为第四比对可弯曲式复合天线的返回损失对应工作频率的曲线示意图。

图中：

10，可弯曲式基板；

11，保护层；

12，天线线路；

120，第一频段天线线路；

122，第二频段天线线路；

13，接地端；

14，馈入部；

140，馈入点；

142，分隔区；

15，同轴电缆线；

150，编织金属网；

16，传输线；

18，隔离单元；

19，接地面。

具体实施方式

如图1A、1B及2所示，分别为本发明的可弯曲式复合天线的正面示意图、可弯曲式复合天线连接同轴电缆线暨保护层的示意图及可弯曲式复合天线的背面示意图。图中，包括一可弯曲式基板10、多个天线线路12、多个馈入部14、多个传输线16、至少一隔离单元18及一接地面19。其中接地面19设在可弯曲式基板10的一面，并由该可弯曲式基板10的一端缘向另一端缘延伸。各天线线路12设在可弯曲式基板10的一面的另一端缘到接地面19之间，各天线线路12一端连接接地面19，另一端则在可弯曲式基板10上迂回弯曲，以在可弯曲式基板10形成所需的长度及天线特性。各馈入部14为设在可弯曲式基板10设有接地面19的位置处。各传输线16设在该可弯曲式基板10另一面上，并连接各馈入部14与其匹配的各天线线路12之间(如第2图所示)，传输线16的阻抗匹配值为50欧姆(Ω)。各该隔离单元18为设在各该天线线路12之间，并与该接地面19连接，用以隔离各天线线路12彼此间的相互影响，以形成可弯曲式复合天线。

在本发明的一实施例中，可弯曲式基板10为一软性电路板(FPC：Flexible Printed Circuit)。可弯曲式基板10的一面覆设的金属(如：铜箔、银箔或金箔…等导电金属)形成接地面。该多个不同频段的天线线路12包括一第一频段天线线路120及一第二频段天线线路122。第一频段天线线路120所接收的频率范围是1.575GHz、2.3GHz－2.5GHz、1.71 GHz－2.17 GHz，更进一步为GPS(Global Positioning System)天线、WIFI天线、蓝牙天线、GSM1800/2100天线或WiMax天线。第二频段天线线路122所接收的频率范围是介于824MHz－960MHz及1.71GHz-2170GHz，更进一步为GSM天线。所以本发明可弯曲式复合天线可以应用在GPS(1.575GHz)、GSM(880－960MHz)、DCS(1710－1880MHz)、PCS(1850－1990MHz)与UMTS(1920－2170MHz )、WIFI与蓝牙(2.45GHz)等无线通信系统。

如图1B所示，在该实施例中，第一频段天线线路120及第二频段天线线路122，为由可弯曲式基板10设置接地面19的一面的一边缘迂回弯曲的印刷金属(如：铜箔、银箔或金箔…等导电金属)线路。各馈入部14为包括一馈入点140及一分隔区142，分隔区142为接地面19内未设置金属(如：铜箔、银箔或金箔…等导电金属)的一空白处，各馈入点140为空白处中央覆设与接地面19间不导通的金属(如：铜箔、银箔或金箔…等导电金属)。该隔离单元18为由接地面19延伸设在第一频段天线线路120及第二频段天线线路122之间的金属(如：铜箔、银箔或金箔…等导电金属)。传输线16为设在可弯曲式基板10另一面，并穿过导通第一频段天线线路120及第二频段天线线路122，及其匹配的馈入点之间。

如图1B所示，可弯曲式基板10的一面更进一步设有一保护层11覆盖在接地面19、各天线线路12及隔离单元18上，并露出馈入点140。且保护层11在相邻多个馈入部14的位置设有一接地端13，各接地端13为提供同轴电缆线15的编织金属网150连接(如图1B所示)。

如图3所示，为本发明的可弯曲式复合天线的返回损失对应工作频率的曲线示意图。图中，第一频段天线线路120在无线频率1.57GHz的频率范围内，其返回损失(return loss(S11))均小于-10dB，已符合要求，故其收信频率范围显然符合GPS天线的无线频率范围。又第二频段天线线路122在无线频率824MHz－960MHz及1.71GHz－2.17GHz的频率范围内，其返回损失(return loss(S22))均小于-6dB，已符合要求，故其收信频率范围显然符合GSM 5频天线的无线频率范围。

为能更了解隔离单元对于各天线线路的作用及功效，以下列举出若干比对可弯曲式复合天线进行说明。

如图4及图5所示，图4为第一比对可弯曲式复合天线的示意图，图5为第一比对可弯曲式复合天线的返回损失对应工作频率的曲线示意图。图中，在第一频段天线线路120及第二频段天线线路122间并无任何隔离单元81，其中第一频段天线线路120的返回损失(return loss(S11))小于-10dB的频率范围偏移到WiFi天线的无线频率范围。第二频段天线线路122的返回损失(return loss(S22))小于-6dB的频率点偏高，且带宽变宽。

如图6及图7所示，图6为第二比对可弯曲式复合天线的示意图，图7为第二比对可弯曲式复合天线的返回损失对应工作频率的曲线示意图。图中，可弯曲式复合天线具有偏向第二频段天线线路122的隔离单元18，其中第一频段天线线路120的返回损失(return loss(S11))小于-10dB的无线频率点偏高，且带宽变宽。第二频段天线线路122的返回损失(return loss(S22))小于-6dB的频率点偏低，且带宽变窄。

如图8及图9所示，图8为第三比对可弯曲式复合天线的示意图，图9为第三比对可弯曲式复合天线的返回损失对应工作频率的曲线示意图。图中，可弯曲式复合天线具有偏向第一频段天线线路120的隔离单元18，其中第一频段天线线路120的返回损失(return loss(S11))小于-10dB的无线频率点偏高，且带宽变窄。第二频段天线线路122的返回损失(return loss(S22))小于-6dB的频率点偏低，且带宽变窄。

如图10及图11所示，图10为第四比对可弯曲式复合天线的示意图，图11为第四比对可弯曲式复合天线的返回损失对应工作频率的曲线示意图。图中，可弯曲式复合天线具有偏向第一频段天线线路120的隔离单元18，且此隔离单元18的长度比第8图的隔离单元18短，其中第一频段天线线路120的返回损失(return loss(S11))小于-10dB的无线频率范围偏移到WiFi天线的无线频率范围，且带宽变窄。第二频段天线线路122的返回损失(return loss(S22))小于-6dB的频率点偏高，且带宽变宽。

综上所述，在第一频段天线线路120及第二频段天线线路122间的隔离单元18的长度，以完全隔开第一频段天线线路120及第二频段天线线路122比较好，及隔离单元18与第一频段天线线路120及第二频段天线线路122间的间隔，以隔离单元18一侧到第一频段天线线路120的间隔及以隔离单元18另侧到第二频段天线线路122的间隔，以两者距离相等比较好。如此，本发明由隔离单元18用以隔离各天线线路彼此间的相互影响。此外，可弯曲式复合天线可依照所安装的电子装置的结构来调整其形状，并可通过同轴电缆线连接到电子装置上，或将接地面直接与电子装置的接地面连接，以达到更好的接地效果。

但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims

1.一种可弯曲式复合天线，其特征在于：其包括：

一可弯曲式基板；

一接地面，为设在所述可弯曲式基板的一面，并由该可弯曲式基板的一端缘向另一端缘延伸；

多个天线线路，该多个天线线路设在所述可弯曲式基板的一面的另一端缘到所述接地面之间，其一端连接所述接地面，另一端则在所述可弯曲式基板的一面的另一端缘到所述接地面之间迂回弯曲，形成所需的长度及天线特性，并分别接收不同频段的无线信号；

多个馈入部，其数量与所述多个天线线路相当，为设在所述可弯曲式基板设有所述接地面的位置处；

多个传输线，其数量与所述多个天线线路及多个馈入部相当，为设在所述可弯曲式基板另一面上，并连接各所述馈入部与其匹配的各所述天线线路之间；以及

至少一隔离单元，为设在所述可弯曲式基板在各所述天线线路之间，并与所述接地面连接。

2.根据权利要求1所述的可弯曲式复合天线，其特征在于：其中所述可弯曲式基板的一面覆设的金属形成所述接地面。

3.根据权利要求2所述的可弯曲式复合天线，其特征在于：其中所述多个天线线路，包含一第一频段天线线路及一第二频段天线线路。

4.根据权利要求3所述的可弯曲式复合天线，其特征在于：其中所述第一频段天线线路所接收的频率范围是1.575MHz、2.3GHz－2.5GHz或1.71 GHz－2.17 GHz。

5.根据权利要求3所述可弯曲式复合天线，其特征在于：其中所述第二频段天线线路所接收的频率范围是介于824MHz－960MHz及1.71GHz－2.17GHz。

6.根据权利要求3所述的可弯曲式复合天线，其特征在于：其中所述第一频段天线线路及第二频段天线线路，为由所述可弯曲式基板设置在所述接地面与所述可弯曲式基板另一端缘间迂回弯曲的印刷金属线路。

7.根据权利要求6所述的可弯曲式复合天线，其特征在于：其中所述多个馈入部为分别包括一馈入点及一分隔区，该分隔区为所述接地面内未设置金属的一空白处，各所述馈入部为空白处中央覆设与所述接地面之间不导通的金属。

8.根据权利要求7所述的可弯曲式复合天线，其特征在于：其中所述隔离单元为由所述接地面延伸设在所述第一频段天线线路及第二频段天线线路之间的金属，并与所述接地面连接。

9.根据权利要求3所述的可弯曲式复合天线，其特征在于：其中所述传输线为设在所述可弯曲式基板另一面，并穿过导通所述第一频段天线线路及第二频段天线线路，及其匹配的各所述馈入点之间。

10.根据权利要求9所述的可弯曲式复合天线，其特征在于：其中所述传输线的阻抗匹配值为50欧姆。