CN103165981A

CN103165981A - 适用于手持装置的天线结构

Info

Publication number: CN103165981A
Application number: CN2011104214928A
Authority: CN
Inventors: 郑昌岳
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2013-06-19

Abstract

本发明提供一种天线结构，以及一种包含该天线结构的手持装置。该天线结构利用手持装置外壳上设置的外部金属件作为天线结构的一部分，还包括匹配电路和软性电路板。匹配电路用以提供一阻抗值。软性电路板具有可变的形状，该软性电路板上布有一金属走线。外部金属件经由软性电路板上的金属走线和匹配电路，连接到一信号源。本发明的天线结构可以增加天线结构设计时的弹性，并缩小天线结构所占据的空间。

Description

适用于手持装置的天线结构

所属技术领域

本发明涉及一种天线结构，尤其涉及一种适用于手持装置的天线结构。

背景技术

随着移动通信技术的发达，手持装置在近年日益普遍，常见的例如：手提式电脑、移动电话、多媒体播放器以及其它混合功能的携带型电子装置。为了满足人们的需求，手持装置通常具有无线通信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE系统及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通信，而有些则涵盖短距离的无线通信范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth以及WiMAX系统使用2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。

在现有的技术中，常以固定尺寸的一金属件作为天线主体，该金属件的长度须等于所需频带对应的二分之一波长或四分之一波长。传统的设计方式限制了金属件的大小以及形状，增加了外观设计的难度，而固定尺寸的金属件也限制了天线的场型方向。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种天线结构，可利用手持装置(例如：手机、平板电脑)外壳上设置的外部金属件作为天线结构的一部分，还包括可变形状的软性电路板和一匹配电路。

根据以上说明，本发明提供一种天线结构，包括：一匹配电路，提供一阻抗值；一软性电路板，具有可变的形状，其中该软性电路板上布有一金属走线；以及一外部金属件，经由该软性电路板上的该金属走线和该匹配电路，连接到一信号源。

另外，本发明提供一种手持装置，包括：一外壳；以及一天线结构，包括：一匹配电路，提供一阻抗值；一软性电路板，具有可变的形状，其中该软性电路板上布有一金属走线；以及一外部金属件，设置于该外壳上，并经由该软性电路板上的该金属走线和该匹配电路，连接到一信号源。

本发明的天线结构利用手持装置(例如：手机、平板电脑)外壳上设置的外部金属件作为天线结构的一部分，通过调整软性电路板的长度和匹配电路的阻抗值，可以轻易地涵盖所需要的频带。与现有技术相比，本发明的天线结构可以增加天线结构设计时的弹性，并缩小天线结构所占据的空间。

附图说明

图1为根据本发明一实施例所述的天线结构的示意图；

图2为根据本发明较佳实施例所述的天线结构的示意图；

图3A为根据本发明一实施例所述的天线结构设置于手机的剖面图；

图3B为根据本发明一实施例所述的天线结构设置于手机的立体图；

图4为根据本发明较佳实施例所述的天线结构的折返损失图；

图5为根据本发明另一实施例所述的天线结构的折返损失图。

主要组件符号说明：

100、200～天线结构； 110～匹配电路；

120、320～软性电路板；

125、325～金属走线； 130～外部金属件；

150～信号源；

160、360、380～连接件；

210、310～绕线式电感器；

300～手机； 301～外壳；

FB1、FB2、FB3、FB4～频带。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文通过具体实施例，并配合附图，详细说明如下。

图1为根据本发明一实施例所述的天线结构100的示意图。如图1所示，天线结构100包括：匹配电路110、软性电路板(flexible printed circuit board，FPCB)120、外部金属件130，以及信号源150。信号源150也可设置于天线结构100之外，用以提供馈入天线结构100的信号或能量。匹配电路110可以包括一或复数个电感器(inductor)或(和)电容器(capacitor)，以提供适合的阻抗值(impedance)。软性电路板120具有可变的形状。例如：软性电路板120可以是直条形、不规则形，甚至折叠起来成为一立体形状。软性电路板120上布有至少一金属走线125，其长度和软性电路板120的长度大致相同。外部金属件130可以设置于一手持装置(例如：手机、平板电脑、笔记型电脑)的外壳上，并经由软性电路板120上的金属走线125和匹配电路110连接到信号源150。值得注意的是，在图1中，匹配组件110和软性电路板120的位置可以互相对调。

图2为根据本发明较佳实施例所述的天线结构200的示意图。如图2所示，天线结构200包括：绕线式电感器210、软性电路板120、外部金属件130、连接件160，以及信号源150。天线结构200和图1所示的天线结构100相似，差异处仅为匹配电路110被取代为一绕线式电感器210，而外部金属件130还经由一连接件160连接到软性电路板120上的金属走线125。绕线式电感器210可用以提供天线结构200适合的电感值，并有效地缩短天线结构200的总长度。在本发明较佳实施例中，绕线式电感器210的电感值约为12nH。连接件160可以是一金属弹片或一顶针(pogo pin)。值得注意的是，设计者可以根据所需的天线结构频带，自由地改变软性电路板120的长度和绕线式电感器210的电感值。

图3A为根据本发明一实施例所述的天线结构设置于手机300的剖面图。如图3A所示，外部金属件330设置于手机300的外壳301上。外部金属件330可以是直条型、圆弧型或不规则形。绕线式电感器310连接到信号源150，并经由一连接件380连接到软性电路板320上的金属走线325。另外，外部金属件330也经由另一连接件360连接到软性电路板320上的金属走线325。相似地，连接件360、380可以分别为一金属弹片或一顶针(pogo pin)。在本实施例中，绕线式电感器310、连接件380、软性电路板320上的金属走线325、连接件360，以及外部金属件330可以共同形成一单极天线结构(monopole)。在其它实施例中，连接件360、380也可以从该单极天线结构中移除。由于有了绕线式电感器310和可弯折的软性电路板320，该单极天线结构可以占用更少的空间。设计者可轻易将该单极天线结构设置于手持装置上。

图3B为根据本发明一实施例所述的天线结构设置于手机300的立体图。如图3B所示，外部金属件330设置于手机300的外壳301之上。当使用者操作手机300时，外部金属件330将和指向天空的Z方向大致垂直，以使天线结构在Z方向能有足够的天线增益(Gain)。

图4为根据本发明较佳实施例所述的天线结构的折返损失图。如图4所示，纵轴代表折返损失(单位：dB)，而横轴代表操作频率(单位：MHz)。当信号馈入天线结构时，匹配电路110(或绕线式电感器210)、软性电路板120上的金属走线125，以及外部金属件130可以共同激发产生频带FB1、FB2。在本发明较佳实施例中，频带FB1的范围大约介于737MHz到837MHz之间，而频带FB2的范围大约介于1525MHz到1625MHz之间。频带FB1为天线结构的第一共振模态(fundamental oscillation mode)，而频带FB2为天线结构的第二共振模态(second oscillation mode)。值得注意的是，本发明提供的天线结构是以第二共振模态涵盖GPS(Global Positioning System)频带，而非第一共振模态。在一较佳实施例中，外部金属件130的长度约为50mm，而软性电路板120的长度约为80mm，且金属走线125的长度约为80mm。相似地，设计者可以根据所需的天线结构频带，自由地改变软性电路板120的长度和外部金属件130的长度。

图5为根据本发明另一实施例所述的天线结构的折返损失图。如图5所示，纵轴代表折返损失(单位：dB)，而横轴代表操作频率(单位：MHz)。当信号馈入天线结构时，匹配电路110(或绕线式电感器210)、软性电路板120上的金属走线125，以及外部金属件130可以共同激发产生频带FB3、FB4。在本发明较佳实施例中，频带FB3的范围大约介于1150MHz到1250MHz之间，而频带FB4的范围大约介于2350MHz到2450MHz之间。频带FB3为天线结构的第一共振模态(fundamental oscillation mode)，而频带FB4为天线结构的第二共振模态(second oscillation mode)。

本发明的天线结构皆搭配外部金属件，通过调整软性电路板的长度和匹配电路的阻抗值，可以轻易地涵盖所需要的频带。

本发明虽以较佳实施例揭示如上，但其并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的修改与变化，因此本发明的保护范围当以权利要求书的界定为准。

Claims

1.一种天线结构，包括：

一匹配电路，提供一阻抗值；

一软性电路板，具有可变的形状，其中该软性电路板上布有一金属走线；以及

一外部金属件，经由该软性电路板上的该金属走线和该匹配电路，连接到一信号源。

2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该匹配电路为一绕线式电感器。

3.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该外部金属件还经由一连接件连接到该软性电路板上之该金属走线。

4.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该外部金属件设置于一手持装置的一外壳上。

5.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该匹配电路、该软性电路板上之该金属走线，以及该外部金属件共同激发产生一第一频带和一第二频带。

6.如权利要求5所述的天线结构，其特征在于，该第一频带的范围介于737MHz到837MHz之间，而该第二频带的范围介于1525MHz到1625MHz之间。

7.如权利要求5项所述之天线结构，其中该第一频带的范围介于1150MHz到1250MHz之间，而该第二频带的范围介于2350MHz到2450MHz之间。

8.一种手持装置，包括：

一外壳；以及

一天线结构，包括：

一匹配电路，提供一阻抗值；

一外部金属件，设置于该外壳上，并经由该软性电路板上的该金属走线和该匹配电路，连接到一信号源。

9.如权利要求8所述的手持装置，其特征在于，该匹配电路为一绕线式电感器。

10.如权利要求8所述的手持装置，其特征在于，该外部金属件还经由一连接件连接到该软性电路板上的该金属走线。

11.如权利要求8所述的手持装置，其特征在于，该匹配电路、该软性电路板上的该金属走线，以及该外部金属件共同激发产生一第一频带和一第二频带。