CN105098350A - 利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其是在连接器本体的绝缘座体一侧处设有具有插槽的对接部，在绝缘座体内定位的端子组一侧处设有位于插槽内的接触部，且端子组的另一侧处设有外露于绝缘座体并与电路板连接的焊接部，而连接器本体上结合有金属遮蔽罩的外壳，在外壳二侧处的二侧板底侧处分别设有连接于电路板上的第一接脚与第二接脚，此种金属遮蔽罩可利用第一接脚与第二接脚作信号线与接地线以构成平面倒Ｆ型单极天线，并凭借金属遮蔽罩折绕成型整合于连接器本体上利用几何变化来改善天线的阻抗匹配及工作频宽，实现双频或多频天线的效能，也不会影响到金属遮蔽罩原有的电磁相容特性，以达成抑制电磁干扰的功效。

Description

利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线

技术领域

本发明涉及一种利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，尤指连接器本体上结合有金属遮蔽罩，并由第一接脚与第二接脚作信号线与接地线以构成平面倒Ｆ型单极天线，便可利用几何变化来改善天线的阻抗匹配及工作频宽实现双频或多频天线的效能，也不会影响到金属遮蔽罩的电磁相容特性，以达成抑制电磁干扰的功效。

背景技术

现今电子科技快速发展，使得笔记本电脑、平板电脑等电子装置已普遍存在于社会上各个角落中，且因网际网路的蓬勃发展，若使用者欲获得即时信息、传输文件或邮件等可通过电子装置连结于网路进行作业，并凭借网路搜寻各种信息、即时通讯或线上游戏等，且因电子装置发展趋势都趋向于轻、薄、短、小设计，以致使电路板上的电子元件构造必须配合其缩小且更为精密，而一般电子装置大都会利用连接器达成与电路板间的连接，便可将外部插头插接于连接器内，使信号可通过电路板传送至电子装置的控制电路中。

而随着电子装置实际的应用，便发展出各种不同型式的连接器〔如网路连接器(ＲＪ－45)、通用串行总线(ＵＳＢ)连接器等〕，并使连接器体积也随之越来越微小且较不占用空间，但连接器小型化即需考量其电磁效应产生的信号干扰问题，一般会影响连接器的电磁波干扰大致上可分成以下二种，其一为主要经由电路板上的电力线路、信号线路等导体传输至连接器所产生的传导干扰，其二为以电磁波型态传播至连接器周围所造成的电磁波干扰，故为了解决电磁波干扰的问题在连接器外部通常都会罩覆有金属屏蔽壳体进行接地，或者是可将连接器内部的滤波模块以电子元件的接脚搭接至金属屏蔽壳体上形成一共同接地的回路，以避免影响到电子装置整体正常的运作。

再者，由于现今影音串流的需求不断升高，便有越来越多电子装置的天线开始支援可操作在5ＧＨｚ的频带上，除可利用其频带上有较宽可利用的通道外，让使用者体验影音不中断的享受，同时也舒缓了目前2.4ＧＨｚ拥挤的无线环境，以提升整体网路使用者的使用经验，然而，目前只能运行在2.4ＧＨｚ的电子装置还是占大多数，因此天线可支援2.4ＧＨｚ仍有其必要性，以弹性提供2.4ＧＨｚ和5ＧＨｚ无线服务，而电子装置的天线设计主要架构为利用平面倒Ｆ型单极天线(ＰｌａｎａｒＩｎｖｅｒｔｅｄ－ＦＡｎｔｅｎｎａ，ＰＩＦＡ)，便可凭借改变几何形状(如辐射面进行折绕、辐射面或接地面上加入不同波长槽口等)达到双频或多频段天线谐振的效能，故平面倒Ｆ型单极天线被广泛的应用在电子装置的通讯接口中使用。

然而，该电子装置使用的天线与连接器分别为单一个体，无法依实际需求整合在一起，并造成天线与连接器分别装设在电子装置内部所占用的体积将难以缩小，同时也将影响到电路板上的电路布局，甚至是必须更改原来的规格，以致布建上的弹性便会受到一定限制，而考量到整体的结构设计仍有很大的改善空间，如此，若是能研发出一种可利用连接器金属屏蔽壳体作设计的天线，便可将天线与连接器共用同一主体使其所具备的功能整合为一，且不会相互影响彼此原有的功能，以有效解决天线与连接器分开设置所衍生的问题与缺失，即为有待从事于此行业者所亟欲研究改善的关键所在。

发明内容

故，发明人有鉴于现有天线与连接器分开设置使用上的问题与缺失，乃搜集相关资料经由多方评估及考量，并利用从事于此行业的多年研发经验不断的试作与修改，始设计出此种利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线的发明专利诞生。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其特征在于：包括有连接器本体及金属遮蔽罩，其中：

该连接器本体具有绝缘座体，在绝缘座体一侧处设有具有插槽的对接部，且绝缘座体内定位有端子组，而端子组一侧处设有位于插槽内的弯折状接触部，且在接触部的另一侧处设有外露于绝缘座体并与预设电路板连接形成电性传导路径的焊接部；

该金属遮蔽罩结合于连接器本体上并具有至少一个外壳，而外壳表面上形成有对应于插槽处的开口，在外壳二侧处设有侧板，且二侧板底侧处分别设有至少一个连接于预设电路板上使金属遮蔽罩构成平面倒Ｆ型单极天线的第一接脚与第二接脚。

所述的利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其中：该连接器本体绝缘座体的另一侧处向前剖设有贯穿至对接部插槽内的复数穿置通道，在绝缘座体后方处结合有一端子座，该端子座上设有可供端子组定位的复数端子槽，且端子组的接触部穿过穿置通道并伸入插槽内。

所述的利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其中：该连接器本体的对接部插槽底部前缘处向后剖设有镂空状的限位槽，在限位槽前方开口壁面处形成有相对的挡块。

所述的利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其中：该连接器本体的对接部二外侧壁面处设有复数嵌扣槽及位于嵌扣槽后方一距离位置的凸扣，而金属遮蔽罩的二侧板上设有向内转折并嵌扣于嵌扣槽内的复数扣接片，以及在扣接片周围处所剖设有扣持于扣槽内缘处结合成为一体的扣槽。

所述的利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其中：该金属遮蔽罩的外壳位于开口二侧内缘处设有向后弯折的抵持弹片，在外壳二侧处设有向后弯折的侧板。

所述的利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其中：该金属遮蔽罩的外壳顶部设有向后弯折的顶板，在顶板相邻于侧板内侧处形成有向后延伸的延伸片。

所述的利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其中：该金属遮蔽罩的外壳底部设有向后弯折的底板。

所述的利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其中：该金属遮蔽罩的第一接脚纵向直线路径为平面倒Ｆ型单极天线的高频辐射路径，其长度接近高频工作频段的四分之一波长，并由第一接脚到第二接脚的横向沿面长度为低频辐射路径，其长度接近低频工作频段的四分之一波长。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：

该连接器本体的绝缘座体一侧处设有具有插槽的对接部，在绝缘座体内定位的端子组一侧处设有位于插槽内的接触部，且端子组的另一侧处设有与电路板连接的焊接部，而连接器本体外部结合有具外壳的金属遮蔽罩，在外壳二侧处的二侧板底侧处分别设有连接于电路板上的第一接脚与第二接脚，此种金属遮蔽罩可利用第一接脚与第二接脚作信号线与接地线以构成平面倒Ｆ型单极天线，并凭借金属遮蔽罩整合于连接器本体上利用几何变化来改善天线的阻抗匹配及工作频宽，实现双频或多频天线的效能，不仅具有体积小型化、稳定增益及架构简单等优点，并保有连接器本体既有功能，也不会影响到金属遮蔽罩原有的电磁相容特性，以达成抑制电磁干扰的功效。

该连接器本体所组构的金属遮蔽罩由第一接脚与第二接脚作为平面倒Ｆ型单极天线的信号线与接地线，而为了达到双频或多频段谐振的效能，利用第一接脚的纵向直线路径为高频辐射路径，其长度接近高频工作频段的四分之一波长，并由第一接脚到第二接脚的横向沿面长度为低频辐射路径，其长度接近低频工作频段的四分之一波长，而金属遮蔽罩则可利用几何变化，改善天线的阻抗匹配及工作频宽，并与电路板的电路阻抗相匹配有效抑制高频电磁波(ＥＭＩ)、杂讯等干扰，进而提升无线信号传输的品质且更为稳定。

附图说明

图1是本发明的立体外观图；

图2是本发明的立体分解图；

图3是本发明另一视角的立体分解图；

图4是本发明金属遮蔽罩进行折绕成型前的平面图；

图5是本发明的电压驻波比与频率测量图。

附图标记说明：1-连接器本体；11-绝缘座体；110-穿置通道；111-端子座；112-端子槽；12-对接部；121-插槽；122-限位槽；1221-挡块；123-嵌扣槽；124-凸扣；13-端子组；131-接触部；132-焊接部；2-金属遮蔽罩；21-外壳；210-开口；211-抵持弹片；22-侧板；221-第一接脚；222-第二接脚；223-扣接片；224-扣槽；23-顶板；231-延伸片；24-底板。

具体实施方式

为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及其构造，兹绘图就本发明的较佳实施例详加说明其构造与功能如下，俾利完全了解。

请参阅图1、图2、图3、图4、图5所示，分别为本发明的立体外观图、立体分解图、另一视角的立体分解图、金属遮蔽罩进行折绕成型前的平面图及电压驻波比与频率测量图，由图中可清楚看出，本发明为包括有连接器本体1及金属遮蔽罩2，其中：

该连接器本体1具有绝缘座体11，在绝缘座体11一侧处设有具有插槽121的对接部12，且绝缘座体11的另一侧处向前剖设有横向间隔排列并贯穿至插槽121内的复数穿置通道110，而绝缘座体11后方处结合有一端子座111，其端子座111上所设的端子槽112内定位有端子组13，在端子组13一侧处都设有穿过穿置通道110而伸入插槽121内的弯折状接触部131，且位于接触部131的另一侧处设有向下穿出端子座111底部而外露于绝缘座体11外部的焊接部132。

再者，连接器本体1的对接部12插槽121底部前缘处向后剖设有镂空状的限位槽122，在限位槽122前方开口壁面处形成有相对的挡块1221，且对接部12的二外侧壁面处设有相对的复数嵌扣槽123及位于嵌扣槽123后方一距离位置的凸扣124，而绝缘座体11配合端子组13的结构设计方式很多，也可依实际需要在绝缘座体11内部进一步设置有滤波模块或其它电子元件，并由滤波模块连接于端子组13形成电性传导路径，以抑制异常电压及滤除不必要的杂讯与高频电磁波干扰(ＥＭＩ)。

该金属遮蔽罩2结合于连接器本体1的对接部12上，并具有至少一个外壳21，其外壳21表面上形成有对应于插槽121处而可供外部插头(图中未示出)插入于其内的开口210，且开口210二侧内缘处设有向后弯折的抵持弹片211，而外壳21二侧处设有向后弯折的侧板22，在侧板22底侧处分别设有至少一个可为信号线或接地线的第一接脚221与第二接脚222，且二侧板22表面上设有向内转折的阶面状复数扣接片223及位于扣接片223周围处所剖设的扣槽224；另，外壳21顶部设有向后弯折的顶板23，其顶板23相邻于其中一侧板22内侧处形成有向后延伸并与侧板22形成垂直的延伸片231，且外壳21底部设有向后弯折的底板24。

当本发明于组装时，先将金属遮蔽罩2的外壳21为罩覆于连接器本体1的对接部12前侧表面上，并使开口210对应于对接部12的插槽121处形成相连通，且各抵持弹片211伸入插槽121内形成一悬空状，再将侧板22的扣接片223分别嵌扣于对接部12的嵌扣槽123内，而对接部12的凸扣124则扣持于扣接片223周围处的扣槽224内缘处结合成为一体，同时将顶板23罩覆于对接部12上方处，且底板24罩覆于对接部12前侧下方处，如此可将连接器本体1与金属遮蔽罩2组构成符合ＲＪ－45连接器的插座，并由端子组13的焊接部132，以及金属遮蔽罩2二侧板22的第一接脚221与第二接脚222分别插入于电路板(图中未示出)上对应的接点(如线路、金属接地平面的插孔)中后，再利用穿孔(Ｔｈｒｏｕｇｈ－Ｈｏｌｅ)焊接方式焊固于电路板上形成电性连接，使金属遮蔽罩2配合电路板可构成一平面倒Ｆ型单极天线(ＰＩＦＡ)的辐射体，且电路板表面上对应于金属遮蔽罩2的部位形成镂空状而不能有金属(如铜片、铝箔或其它金属材质的接地平面)或电子元件，以避免影响到金属遮蔽罩2作为平面倒Ｆ型单极天线收发无线信号时的稳定性。

然而，本发明的连接器本体1与金属遮蔽罩2较佳实施为可组构成网路连接器(ＲＪ－45)的插座，但于实际应用时，也可依使用需求或结构设计组构成层迭式网路连接器、通用串行总线(ＵＳＢ)连接器或其它可利用天线收发无线信号的连接器，而金属遮蔽罩2配合连接器本体1可为半罩式或全罩式的设计，并可依实际的应用改变几何形状来改善天线的阻抗匹配及工作频宽达到双频或多频天线的效能，举凡运用本发明说明书及图式内容所为的简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的专利范围内，合予陈明。

当本发明于使用时，先将外部插头(图中未示出)为由金属遮蔽罩2的开口210处横向插接于连接器本体1的插槽121内，并使外部插头上的弹性扣片嵌入限位槽122内且扣持于挡块1221上呈一定位，便可将外部插头内的各对接端子分别与端子组13的接触部131形成电性连接，使连接器本体1可通过电路板与电子装置之间进行正确地信号传输，且外部插头插接于连接器本体1内后，也可凭借电路板上的控制电路自动切断金属遮蔽罩2进行收发无线信号，以避免影响到电子装置(如电脑或伺服器的主机、网路设备等)正常的运作。

本发明连接器本体1所组构的金属遮蔽罩2由二侧板22的第一接脚221与第二接脚222作为平面倒Ｆ型单极天线的信号线与接地线，而为了达到双频或多频段谐振的效能，利用第一接脚221(如信号线)的纵向直线路径为高频的辐射路径，其长度接近高频工作频段的四分之一波长，并由第一接脚221(如信号线)到第二接脚222(如接地线)的横向沿面长度为低频的辐射路径，其长度接近低频工作频段的四分之一波长，且该平面倒Ｆ型单极天线所使用的波长为以相对应的工作频段的中心频率来计算，而金属遮蔽罩2则可利用外壳21的开口210、抵持弹片211，以及侧板22的扣接片223、扣槽224等的几何变化，改善天线的阻抗匹配及工作频宽，并与电路板的电路阻抗相匹配有效抑制高频电磁波(ＥＭＩ)、杂讯等干扰，进而提升无线信号传输的品质且更为稳定。

当本发明的金属遮蔽罩2作为平面倒Ｆ型单极天线以无线区域网路(ＷＬＡＮ)Ｄｕａｌ－ＩＳＭ频段为应用实施例时，整体天线的操作模态阻抗匹配的低频操作频段为介于2.4ＧＨｚ～2﹒5ＧＨｚ之间，高频操作频段为介于5﹒15ＧＨｚ～5﹒85ＧＨｚ之间，其电压驻波比(ＶＳＷＲ)在低频与高频操作频段中所测量出的结果为小于2而具有良好的阻抗匹配，并参考以下表一的天线测量频率与立体(3ＤＰａｔｔｅｒｎ)辐射效率、增益对照表，由表中可清楚看出，当金属遮蔽罩2在低频操作频段为2400ＭＨｚ～2500ＭＨｚ时，其所测量出的辐射效率为介于64﹒6～76﹒7％之间，天线的增益为介于3﹒5～4﹒2ｄＢｉ之间；当金属遮蔽罩2在高频操作频段为5150ＭＨｚ～5850ＭＨｚ时，其所测量出的辐射效率为介于66﹒6～76﹒3％之间，天线的增益强度为介于4﹒3～7﹒2ｄＢｉ之间，由此可知本发明的连接器本体1利用金属遮蔽罩2折绕成型构成平面倒Ｆ型单极天线可实现双频或多频天线的效能，并利用金属遮蔽罩2的几何变化来改善天线的阻抗匹配及工作频宽，且不会影响到金属遮蔽罩2原有的电磁相容特性，以克服端子组13信号传输时的电磁干扰问题。

表一天线测量频率与立体辐射效率、增益对照表

然而，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，非因此即局限本发明的专利范围，本发明为针对连接器本体1的对接部12上结合有金属遮蔽罩2，并利用金属遮蔽罩2的第一接脚221与第二接脚222作为平面倒Ｆ型单极天线的信号线与接地线，便可将金属遮蔽罩2折绕成型整合于连接器本体1上利用几何变化改善天线的阻抗匹配及工作频宽，实现双频或多频天线的效能，不仅具备有体积小型化、稳定增益及架构简单等优点，并保有连接器本体1既有的功能，也不会影响金属遮蔽罩2原有的电磁相容特性，以达成抑制电磁干扰的功效，故举凡可达成前述效果的形式都应受本发明所涵盖。

Claims (8)

1.一种利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其特征在于：包括有连接器本体及金属遮蔽罩，其中：

该连接器本体具有绝缘座体，在绝缘座体一侧处设有具有插槽的对接部，且绝缘座体内定位有端子组，而端子组一侧处设有位于插槽内的弯折状接触部，且在接触部的另一侧处设有外露于绝缘座体并与预设电路板连接形成电性传导路径的焊接部；

该金属遮蔽罩结合于连接器本体上并具有至少一个外壳，而外壳表面上形成有对应于插槽处的开口，在外壳二侧处设有侧板，且二侧板底侧处分别设有至少一个连接于预设电路板上使金属遮蔽罩构成平面倒Ｆ型单极天线的第一接脚与第二接脚。

2.根据权利要求1所述的利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其特征在于：该连接器本体绝缘座体的另一侧处向前剖设有贯穿至对接部插槽内的复数穿置通道，在绝缘座体后方处结合有一端子座，该端子座上设有可供端子组定位的复数端子槽，且端子组的接触部穿过穿置通道并伸入插槽内。

3.根据权利要求1所述的利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其特征在于：该连接器本体的对接部插槽底部前缘处向后剖设有镂空状的限位槽，在限位槽前方开口壁面处形成有相对的挡块。

4.根据权利要求1所述的利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其特征在于：该连接器本体的对接部二外侧壁面处设有复数嵌扣槽及位于嵌扣槽后方一距离位置的凸扣，而金属遮蔽罩的二侧板上设有向内转折并嵌扣于嵌扣槽内的复数扣接片，以及在扣接片周围处所剖设有扣持于扣槽内缘处结合成为一体的扣槽。

5.根据权利要求1所述的利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其特征在于：该金属遮蔽罩的外壳位于开口二侧内缘处设有向后弯折的抵持弹片，在外壳二侧处设有向后弯折的侧板。

6.根据权利要求1所述的利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其特征在于：该金属遮蔽罩的外壳顶部设有向后弯折的顶板，在顶板相邻于侧板内侧处形成有向后延伸的延伸片。

7.根据权利要求1所述的利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其特征在于：该金属遮蔽罩的外壳底部设有向后弯折的底板。

8.根据权利要求1所述的利用连接器金属遮蔽罩作设计的天线，其特征在于：该金属遮蔽罩的第一接脚纵向直线路径为平面倒Ｆ型单极天线的高频辐射路径，其长度接近高频工作频段的四分之一波长，并由第一接脚到第二接脚的横向沿面长度为低频辐射路径，其长度接近低频工作频段的四分之一波长。