CN103515816A - 可挠式传输装置及通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可挠式传输装置，用于一通信装置中，用来在一第一通信模块与一第二通信模块之间，传输一射频信号，该可挠式传输装置包含有一软性基板；一第一金属片，形成于该软性基板之上，且耦接于该第一通信模块的地端以及该第二通信模块的地端之间；一第二金属片，形成于该软性基板之上，且耦接于该第一通信模块的地端以及该第二通信模块的地端之间；以及一第三金属片，形成于该软性基板上位于该第一金属片以及该第二金属片之间，且耦接于该第一通信模块以及该第二通信模块的信号端之间，用来传输该射频信号。本发明另提供一种通信装置。该可挠式传输装置及通信装置可让电子产品的设计可更轻薄且更具弹性。

Description

可挠式传输装置及通信装置

【技术领域】

本发明关于一种可挠式传输装置及其相关通信装置，尤其关于一种轻薄且具有可挠性的可挠式传输装置及其相关通信装置。

【背景技术】

随着科技的进步，电子产品朝着轻薄短小的趋势发展。因此，电子产品的组装元件亦需具备轻薄短小的特色，否则将会限制电子产品的厚度以及尺寸。

然而，在笔记本电脑中，通常会使用同轴电缆（coaxial cable）来连接天线与通信模块，以在天线与通信模块间传输射频（radio frequency，RF）信号。同轴电缆的直径通常为1.37毫米（mm），因而可能限制住笔记本电脑的厚度。举例来说，当天线被配置在笔记本电脑液晶屏幕的后方时，液晶屏幕的壳体厚度必须包含同轴电缆的厚度，否则壳体与液晶屏幕将会在进行压力测试时破裂。也就是说，同轴电缆的厚度将限制住笔记本电脑的厚度。此外，现有通信模块需要使用连接器（connector），才可与同轴电缆连接，进而造成笔记本电脑的制造成本上升且限制笔记本电脑的布局。

因此，若有厚度小于同轴电缆直径的一传输装置，其可在天线与通信模块间传送射频信号，则此传输装置将可取代同轴电缆，从而进一步降低笔记本电脑的厚度。此外，若是传输装置与通信模块间的连接可被省略，笔记本电脑的布局可更具弹性，且笔记本电脑的制造成本亦可被降低。

【发明内容】

有鉴于此，本发明揭露一种可挠式传输装置，用来在两通信模块间传送射频信号。

本发明揭露一种可挠式传输装置，用来传输一射频信号，该可挠式传输装置包含有一软性基板；一第一金属片，形成于该软性基板之上，且其两端分别耦接于地端；一第二金属片，形成于该软性基板之上，且其两端分别耦接于地端；以及一第三金属片，形成于该软性基板上位于该第一金属片以及该第二金属片之间，且用来传输该射频信号。

本发明还揭露一种可挠式传输装置，用来传输一射频信号，该可挠式传输装置包含有：一软性基板；一第一金属片，形成于该软性基板之上，且其两端分别耦接于地端；以及一第二金属片，与该第一金属片形成于该软性基板的不同面上，用来传输该射频信号，其中，该第一金属片包含设置在该第二金属片的两侧的部分，以屏蔽该第二金属片。

本发明另揭露一种通信装置，包含有一第一通信模块；一第二通信模块；以及一可挠式传输装置，包含有一软性基板；一第一金属片，形成于该软性基板之上，且耦接于该第一通信模块的地端以及该第二通信模块的地端之间；一第二金属片，形成于该软性基板之上，且耦接于该第一通信模块的地端以及该第二通信模块的地端之间；以及一第三金属片，形成于该软性基板上位于该第一金属片以及该第二金属片之间，且耦接于该第一通信模块以及该第二通信模块的信号端之间，用来传输该射频信号。

本发明还揭露一种通信装置，包含有：一第一通信模块；一第二通信模块；以及一可挠式传输装置，包含有：一软性基板；一第一金属片，形成于该软性基板之上，且耦接于该第一通信模块的地端以及该第二通信模块的地端之间；以及一第二金属片，与该第一金属片形成于该软性基板的不同面上，且耦接于该第一通信模块以及该第二通信模块的信号端之间，用来传输该射频信号，其中，该第一金属片包含设置在该第二金属片的两侧的部分，以屏蔽该第二金属片。

上述揭露的可挠式传输装置及通信装置可让电子产品的设计可更轻薄且更具弹性。

【附图说明】

图1为本发明实施例一可挠式传输装置的示意图。

图2A～2B为本发明实施例中图1所示的可挠式传输装置的插入损失及反射损失的频率响应图。

图2C～2D为本发明另一实施例中图1所示的可挠式传输装置的插入损失及反射损失的频率响应图。

图3A为图1所示的可挠式传输装置运作时的电场分布图。

图3B为图1所示的可挠式传输装置运作时的磁场分布图。

图3C为图1所示的可挠式传输装置运作时的电流分布图。

图4A～4B为本发明另一实施例中可挠式传输装置的插入损失及反射损失的频率响应图。

图4C～4D为本发明另一实施例中可挠式传输装置的插入损失及反射损失的频率响应图。

图5为本发明实施例中另一可挠式传输装置的示意图。

图6为本发明实施例中一通信装置的示意图。

【具体实施方式】

请参考图1，图1为本发明实施例一可挠式传输装置10的示意图。可挠式传输装置10用来在一第一通信模块（未绘示在图1中）与一第二通信模块（未绘示在图1中）间传输射频信号。其中，第一通信模块可为一天线，第二通信模块可为能够处理射频信号的一通信模块。如图1所示，可挠式传输装置10包含有一软性基板100、金属片102～106以及沟槽108、110。软性基板100可为轻薄且具可挠性的软性印刷电路板（printed circuit board，PCB）。金属片102～106形成于软性基板100的一平面上。金属片102与金属片104耦接于第一通信模块及第二通信模块的地端。金属片106形成于金属片102与金属片104中间，用来在第一通信模块与第二通信模块间传送射频信号。沟槽108形成于金属片102与金属片106之间。相似地，沟槽110形成于金属片104与金属片106之间。然而，此仅作为范例说明，而非本发明的限制。本领域的技术人员在此基础上作出的适当修改，同样属于本发明的涵盖范围，例如金属片102可与金属片104、106形成于软性基板100的不同面上，或者金属片104与金属片106可形成于软性基板100的不同面上。相较于传统的同轴电缆，可挠式传输装置10具有更薄的厚度（例如0.3毫米），从而达成轻薄且具可挠性的传输装置。

详细来说，为了在传输射频信号时得到良好的传输品质，可挠式传输装置10中金属片106的一阻抗IM106（即传输路径的一阻抗）应为一预设值，以消除传输线效应（transmission line effects）。此预设值是根据第一通信模块与第二通信模块的阻抗所决定（例如为50欧姆（ohm））。阻抗IM106与金属片106的一宽度W106成反比。因此，通过改变宽度W106，阻抗IM106可被调整为预设值。相似地，阻抗IM106与沟槽108的一宽度W108以及沟槽110的一宽度W110成反比。藉由改变宽度W108以及宽度W110，阻抗IM106亦可被调整至预设值。

举例来说，请参考图2A与图2B，图2B为本发明实施例的可挠式传输装置10的插入损失（insertion loss）及反射损失（return loss）的示意图。如图2A所示，可挠式传输装置10耦接于一通信模块COM1及一通信模块COM2之间。在此实施例中，可挠式传输装置10被设计用来传输频率为2.4G赫兹（Hz）以及5G赫兹的射频信号。通过在通信模块COM1的一传输埠COM1a及通信模块COM2的一传输埠COM2a间传输射频信号，可测得插入损失与反射损失。如图2B所示，传输埠COM1a与传输埠COM2a间的插入损失由曲线C_I1表示。相似地，传输埠COM1a反射损失由曲线C_R1表示，而传输埠COM2a的反射损失由曲线C_R2表示。由曲线C_I1可知，插入损失在频率1G赫兹到8G赫兹的频率区间内皆小于-2分贝（dB）。此外，如曲线C_R1、C_R2所示，当频率为2.4G赫兹以及5G赫兹时，传输埠COM1a及传输埠COM2a的反射损失大致小于-10分贝。因此，可挠式传输装置10可用来在通信模块COM1及通信模块COM2间传递射频信号。

此外，请参考图2C与图2D，图2C为本发明实施例可挠式传输装置10弯曲时的插入损失及反射损失的示意图。不同于图2A所示的可挠式传输装置10，图2C所示的可挠式传输装置10是在弯曲时传输射频信号。请参考图2D，如曲线C_I2（对应于传输埠COM1a与传输埠COM2a间的插入损失）所示，插入损失在频率为1G赫兹～8G赫兹的频率区间内仍然低于-2分贝。并且，如曲线C_R3与曲线C_R4（分别对应于传输埠COM1a及传输埠COM2a的反射损失）所示，反射损失在频率为2.4G赫兹及5G赫兹时亦大致低于-10分贝。由此可知，可挠式传输装置10在传递射频信号时可被弯曲，且不会大幅降低可挠式传输装置10的效能。

另一方面，请再次参考图1，金属片102与金属片104形成于金属片106之两侧，以屏蔽（shielding）金属片106，进而降低射频信号的损失。值得注意的是，阻抗IM106与金属片102的一宽度W102或是金属片104的一宽度W104间的较无关联性。然而，宽度W102及宽度W104应尽可能地宽，以在传输射频信号时得到较佳的反射损失。

详细来说，根据马克思威尔（Maxwell）方程式，可推导出可挠式传输装置10的一电场以及一磁场。请参考图3A及图3B，图3A及图3B分别为可挠式传输装置10的电场分布及磁场分布的示意图。其中，可挠式传输装置10是沿着Y轴将射频信号由一传输点A传输至一传输点B（即由第一通信模块传输至第二通信模块）。请参考图3A，电场系垂直于金属片106的表面，且电场的方向是由金属片102指向金属片106以及由金属片104指向金属片106。请参考图3B，磁场是以顺时针方向环绕着金属片106，且磁场的方向平行于金属片106。由图3A以及图3B可知，最强的电场是位于金属片102与金属片106之间以及金属片104与金属片106之间（即位于沟槽108以及沟槽110）。

此外，请参考图3C，图3C为可挠式传输装置10电流分布的示意图。其中，可挠式传输装置10是沿着Y轴将射频信号由一传输点A传输至一传输点B。如图3C所示，产生在金属片102与金属片104上的电流大多集中在靠近金属片106的一侧。因此，当减少宽度W102与宽度W104时，不会大幅改变可挠式传输装置10的频率响应。

举例来说，请参考图4A～图4D，图4B及图4D分别为本发明不同实施例中一可挠式传输装置40a及一可挠式传输装置40b的插入损失和反射损失的示意图。可挠式传输装置40a及可挠式传输装置40b的架构相同于可挠式传输装置10，因此图中采用相同的元件符号10，以求简洁。如图4A及图4C所示，可挠式传输装置10耦接于一通信模块COM1及一通信模块COM2之间。图4B及图4D中的插入损失及反射损失分别通过可挠式传输装置40a与可挠式传输装置40b在传输模块COM1之传输埠COM1a及传输模块COM2之传输埠COM2a之间传输射频信号来测得。

请参考图4A，可挠式传输装置40a的宽度W102及宽度W104为9毫米。请参考图4B，对应于插入损失的曲线C_I3在1G赫兹～8G赫兹的频率区间内大致低于0分贝。曲线C_R5及曲线C_R6（分别对应于传输埠COM1a及传输埠COM2a之反射损失）在1G赫兹～8G赫兹的频率区间内低于-10分贝。相较之下，如图4C所示，可挠式传输装置40b的宽度W102及宽度W104减小为4.5毫米，而可挠式传输装置40b中其余的条件（如宽度W106、宽度W108以及宽度W110等条件）皆相同于可挠式传输装置40a。如图4D所示，对应于插入损失的曲线C_I4在1G赫兹～8G赫兹的频率区间内大致低于0分贝。曲线C_R7及曲线C_R8（分别对应于传输埠COM1a及传输埠COM2a之反射损失）在1G赫兹～8G赫兹的频率区间内低于-10分贝。由图4B及图4D可知，当减少宽度W102及宽度W104时，本发明所揭露的可挠式传输装置的插入损失及反射损失不会大幅改变。也就是说，减少宽度W102及宽度W104不会大幅降低本发明所揭露的可挠式传输装置传输射频信号的效能。

值得注意的是，以上所述的实施例通过形成于软性印刷电路板上的金属片，在两通信模块间传输射频信号。根据不同应用，本领域的技术人员可据此实施适当的修改及变化。

举例来说，请参考图5，图5为本发明另一实施例的一可挠式传输装置50的示意图。相似于可挠式传输装置10，可挠式传输装置50用来在第一通信模块（未绘示在图5）及第二通信模块（未绘示在图5）间传输射频信号。如图5所示，可挠式传输装置50包含有一软性基板500、一金属片502以及一金属片504。软性基板500及金属片502类似于可挠式传输装置10的软性基板100及金属片106。与可挠式传输装置10不同的是，金属片504（即耦接于第一通信模块以及第二通信模块之地端的金属片）是与金属片502（即用来传输射频信号的金属片）形成于软性基板500的不同面之上，并且金属片504包含设置在金属片502两侧的部分，以屏蔽金属片502，进而降低射频信号的损失。可挠式传输装置50亦具备轻薄和可挠性的特色，且可在两通信模块间传输射频信号。

另一方面，关于可挠式传输装置10的使用举例说明如下。请参考图6，图6为本发明实施例一通信装置60的示意图。通信装置60包含有一通信模块600、一天线602以及可挠式传输装置10。通信模块600包含一地端604、一地端606以及一输出端608，用来处理并传送/接收射频信号。天线602包含一输入端610，用来传送/接收射频信号。在此实施例中，天线602形成于可挠式传输装置10的软性基板100之上，但不限于此。可挠式传输装置10用来在通信模块600与天线602间传输射频信号。可挠式传输装置10的架构及功能可参考前述，为求简洁，在此不赘述。

此外，由于天线602及可挠式传输装置10皆形成于同一软性基板100之上，因此输入端610及可挠式传输装置10的金属片106可直接耦接。进一步地，地端604、地端606以及输出端608是通过焊接（soldering）方式，分别耦接于金属片102、104以及金属片106。因此，通信装置60不需要连接器（connector），进而降低通信装置60的制造成本。

综上所述，上述实施例揭露具有轻薄和可挠性的特色的可挠式传输装置。相较于现有技术，上述实施例揭露的可挠式传输装置可让电子产品的设计可更轻薄且更具弹性。更甚者，由于不需要使用连接器，电子产品的制造成本可被进一步降低。

虽然本发明已以具体实施例揭露如上，然其仅为了易于说明本发明的技术内容，而并非将本发明狭义地限定于该实施例，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视本发明的权利要求所界定者为准。

Claims (17)

1.一种可挠式传输装置，用来传输一射频信号，其特征在于，该可挠式传输装置包含有：

一软性基板；

一第一金属片，形成于该软性基板的表面，且其两端分别耦接于地端；

一第二金属片，形成于该软性基板的表面，且其两端分别耦接于地端；以及

一第三金属片，形成于该软性基板的表面且位于该第一金属片以及该第二金属片之间，用来传输该射频信号。

2.如权利要求1所述的可挠式传输装置，其特征在于，该第三金属片的一阻抗与该第三金属片的一宽度成反比。

3.如权利要求1所述的可挠式传输装置，其特征在于，该可挠式传输装置另包含有：

一第一沟槽，形成于该第一金属片以及该第三金属片之间；以及

一第二沟槽，形成于该第二金属片以及该第三金属片之间。

4.如权利要求3所述的可挠式传输装置，其特征在于，该第三金属片的一阻抗与该第一沟槽以及该第二沟槽的宽度成反比。

5.一种可挠式传输装置，用来传输一射频信号，其特征在于，该可挠式传输装置包含有：

一软性基板；

一第一金属片，形成于该软性基板之上，且其两端分别耦接于地端；以及

一第二金属片，与该第一金属片形成于该软性基板的不同面上，用来传输该射频信号，

其中，该第一金属片包含设置在该第二金属片的两侧的部分，以屏蔽该第二金属片。

6.如权利要求6所述的可挠式传输装置，其特征在于，该第二金属片的一阻抗与该第二金属片的一宽度成反比。

7.一种通信装置，其特征在于，该通信装置包含有：

一第一通信模块；

一第二通信模块；以及

一可挠式传输装置，包含有：

一软性基板；

一第一金属片，形成于该软性基板之上，且耦接于该第一通信模块的地端以及该第二通信模块的地端之间；

一第二金属片，形成于该软性基板之上，且耦接于该第一通信模块的地端以及该第二通信模块的地端之间；以及

一第三金属片，形成于该软性基板上位于该第一金属片以及该第二金属片之间，且耦接于该第一通信模块以及该第二通信模块的信号端之间，用来传输该射频信号。

8.如权利要求7所述的通信装置，其特征在于，该第三金属片的一阻抗与该第三金属片的一宽度成反比。

9.如权利要求7所述的通信装置，其特征在于，该通信装置另包含有：

一第一沟槽，形成于该第一金属片以及该第三金属片之间；以及

一第二沟槽，形成于该第二金属片以及该第三金属片之间。

10.如权利要求9所述的通信装置，其特征在于，该第三金属片的一阻抗与该第一沟槽以及该第二沟槽的宽度成反比。

11.如权利要求7所述的通信装置，其特征在于，该第一通信模块是一天线。

12.如权利要求11所述的通信装置，其特征在于，该天线形成于该软性基板之上。

13.如权利要求7所述的通信装置，其特征在于，该第二通信模块是用来处理该射频信号的一无线电处理单元。

14.如权利要求7所述的通信装置，其特征在于，该第三金属片通过焊接方式，耦接于该第一通信模块以及该第二通信模块的信号端之间。

15.如权利要求7所述的通信装置，其特征在于，该第一金属片以及该第二金属片通过焊接方式，耦接于该第一通信模块的地端以及该第二通信模块的地端之间。

16.一种通信装置，其特征在于，该通信装置包含有：

一第一通信模块；

一第二通信模块；以及

一可挠式传输装置，包含有：

一软性基板；

一第一金属片，形成于该软性基板之上，且耦接于该第一通信模块的地端以及该第二通信模块的地端之间；以及

一第二金属片，与该第一金属片形成于该软性基板之不同面上，且耦接于该第一通信模块以及该第二通信模块的信号端之间，用来传输该射频信号，

其中，该第一金属片包含设置在该第二金属片的两侧的部分，以屏蔽该第二金属片。

17.如权利要求16所述的通信装置，其特征在于，该第二金属片的一阻抗与该第二金属片的一宽度成反比。

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