CN106611892B - 外置天线及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明还提供一种外置天线及其制造方法。外置天线包括：一个同轴导体组件，包括一个同轴电缆，所述同轴电缆包括一个外导体和一个与外导体绝缘的内导体；至少一个无源元件；一个柔性电路板，所述无源元件贴附在所述柔性电路板上，所述外导体和内导体通过所述柔性电路板与所述无源元件电连接，以形成一个天线回路；以及一个支撑管，与所述同轴导体组件连接的柔性电路板卷绕在所述支撑管上。在柔性电路板上电连接无源元件，使柔性电路板、无源元件、同轴电缆的外导体和内导体形成天线回路，提高了外置天线的工作频率的范围。

Description

外置天线及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种外置天线，尤其涉及一种基于柔性印刷电路板的外置天线 及其制造方法。

背景技术

目前，诸如手机、pad、笔记本之类的便携电子设备几乎都采用内置天线， 但内置天线的接收效果让不理想。而外置天线一般只能在部分频段范围内工作， 而不能在全频段范围内工作，因此使用范围受到限制。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方 面。

本发明的一个目的在于提供一种外置天线及其制作方法，通过设置复合尾 管，可以简化绝缘终端组件的结构，降低成本。

根据本发明的一个方面，提供一种外置天线，包括：一个同轴导体组件， 包括一个同轴电缆，所述同轴电缆包括一个外导体和一个与外导体绝缘的内导 体；至少一个无源元件；一个柔性电路板，所述无源元件贴附在所述柔性电路 板上，所述外导体和内导体通过所述柔性电路板与所述无源元件电连接，以形 成一个天线回路；以及一个支撑管，与所述同轴导体组件连接的柔性电路板卷 绕在所述支撑管上。

根据本发明的一种实施例的外置天线，所述支撑管上设有在轴向方向上延 伸的第一切口，所述同轴导体组件通过所述狭槽安装在所述支撑管内。

根据本发明的一种实施例的外置天线，所述无源元件包括一个电容元件和 一个电感元件，所述柔性电路板包括柔性基板和设置在柔性基板上的导电层， 所述导电层包括：第一导电部分，与所述电感元件的第一端和所述外导体电连

根据本发明的一种实施例的外置天线，所述支撑管上设有一个第二切口， 所述电容元件设置在所述第二切口中。

根据本发明的一种实施例的外置天线，所述第一导电部分和第三导电部分 中的至少一个上设有至少一个狭槽。

根据本发明的一种实施例的外置天线，所述柔性电路板的两个沿轴向方向 延伸的边缘设有焊接垫。

根据本发明的一种实施例的外置天线，所述同轴导体组件还包括安装在所 述同轴电缆上的安装接头，所述安装接头包括：导电插芯，与所述内导体电连 接；以及导电筒体，所述同轴电缆部分地插入所述导电筒体中，所述导电筒体 与所述插芯电绝缘且与所述外导体电连接，以将所述外置天线与一个电子设备 的天线接口连接。

根据本发明的一种实施例的外置天线，所述同轴导体组件还包括绝缘筒体， 安装在所述导电筒体上。

根据本发明的一种实施例的外置天线还包括保护管，所述保护管安装在所 述柔性电路板的外部，以保护所述柔性电路板。

根据本发明另一方面的实施例，还提供一种外置天线的制作方法，包括如 下步骤：提供一个同轴导体组件，所述同轴导体组件包括一个同轴电缆，所述 同轴电缆包括一个外导体和一个与外导体绝缘的内导体；将至少一个无源元件 贴附在一个柔性电路板上；将所述外导体和内导体通过所述柔性电路板与所述 无源元件电连接，以形成一个天线回路；以及将所述柔性电路板卷绕在所述支 撑管上。

根据本发明的一种实施例的制作方法，将至少一个无源元件贴附在柔性电 路板上的步骤包括如下步骤：将所述柔性电路板的导电层分成彼此绝缘的第一 导电部分、第二导电部分和第三导电部分。

根据本发明的一种实施例的制作方法，将至少一个无源元件贴附在柔性电 路板上的步骤还包括如下步骤：将无源元件中的一个电感元件的第一端连接至 所述第一导电部分；将所述内导体和所述无源元件中的一个电容元件的第一端 电连接至所述第二导电部分；以及将所述电感元件的第二端和电容元件的第二 端电连接至所述第三导电部分。

根据本发明的一种实施例的制作方法，所述支撑管上设有在轴向方向上延 伸的第一切口，所述同轴导体组件通过所述第一切口安装在所述支撑管内。

根据本发明的一种实施例的制作方法，所述支撑管上设有一个第二切口， 所述电容元件设置在所述第二切口中。

根据本发明的一种实施例的制作方法，利用构图工艺在所述第一导电部分 和第三导电部分中的至少一个上形成至少一个狭槽。

根据本发明的一种实施例的制作方法，将所述柔性电路板卷绕在所述支撑 管上的步骤包括：利用形成在所述柔性电路板的两个沿轴向方向延伸的边缘上 焊接垫，将所述柔性电路板的边缘焊接在一起。

根据本发明的一种实施例的制作方法，将一个保护管安装在所述柔性电路 板的外部，以保护所述柔性电路板。

在本发明的上述各种实施例的外置天线及其制作方法中，在柔性电路板上 电连接无源元件，使柔性电路板、无源元件、同轴电缆的外导体和内导体形成 天线回路，提高了外置天线的工作频率的范围，可以提供符合4G通信标准的全 频段的工作频率，并具有较高的灵敏度，从而提高了天线的应用范围。

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显 而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

附图说明

图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的外置天线的柔性电路板的平 面示意图；

图2显示图1中A部分的放大示意图；

图3显示形成在柔性电路板的背面的焊接垫的原理示意图；

图4显示柔性电路板的柔性基板的背面的平面示意图；

图5显示图1所示的柔性电路板的在连接了无源元件时的平面示意图；

图6显示图5中B部分的放大示意图；

图7显示根据本发明的一种示例性实施例的外置天线的同轴导电组件的立 体示意图；

图8显示将同轴导电组件连接至图5所示的柔性电路板上时的立体示意图；

图9显示图8中C部分的放大示意图；

图10显示根据本发明的一种示例性实施例的外置天线的支撑管的立体示意 图；

图11显示将图8所示的柔性电路板安装在图10所示的支撑管上时的立体 示意图，图中的柔性电路板还未卷绕；

图12显示将图8所示的柔性电路板卷绕在图9所示的支撑管上时的立体示 意图；

图13显示图12中D部分的放大示意图；

图14显示根据本发明的一种示例性实施例的外置天线的保护管的立体示意 图；以及

图15显示根据本发明的一种示例性实施例的外置天线的立体示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。 在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对 本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解 为对本发明的一种限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供 对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体 细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式 体现以简化附图。

根据本发明的一个总体技术构思，提供一种外置天线，包括一个同轴导体 组件、至少一个无源元件、一个柔性电路板以及一个支撑管。同轴导体组件包 括一个同轴电缆，所述同轴电缆包括一个外导体和与一个外导体绝缘的内导体。 所述无源元件贴附在所述柔性电路板上，所述外导体和内导体通过所述柔性电 路板与所述无源元件电连接，以形成一个天线回路。与所述同轴导体组件连接 的柔性电路板卷绕在所述支撑管上。

图15显示根据本发明的一种示例性实施例的外置天线的立体示意图。本发 明实施例的外置天线100可以应用在诸如手机、pad、笔记本之类的便携式电子 设备上。图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的外置天线的柔性电路板 的平面示意图；图2显示图1中A部分的放大示意图；图5显示图1所示的柔 性电路板的在连接了无源元件时的平面示意图；图6显示图5中B部分的放大 示意图；图7显示根据本发明的一种示例性实施例的外置天线的同轴导电组件 的立体示意图；图8显示将同轴导电组件连接至图5所示的柔性电路板上时的 立体示意图；图9显示图8中C部分的放大示意图；图10显示根据本发明的一 种示例性实施例的外置天线的支撑管的立体示意图；图11显示将图8所示的柔 性电路板安装在图10所示的支撑管上时的立体示意图，图中的柔性电路板还未 卷绕；图12显示将图8所示的柔性电路板卷绕在图9所示的支撑管上时的立体 示意图；图13显示图12中D部分的放大示意图。

参见图1、2、5、6和14，根据本发明的一种示例性实施例的外置天线，包 括一个同轴导体组件1、至少一个无源元件2、一个柔性电路板3以及一个由绝 缘材料制成的支撑管4。

如图7所示，同轴导体组件1包括一个同轴电缆11，所述同轴电缆11包括 一个外导体111和与一个通过绝缘层113与外导体111绝缘的内导体112。如图 5、6、8和9所示，无源元件2例如通过表面贴附技术(Surface Mounted Technology，SMT)连接在所述柔性电路板3上，所述外导体111和内导体112 通过所述柔性电路板3与所述无源元件2电连接，以形成一个天线回路。如图 10所示，与所述同轴导体组件1连接的柔性电路板3卷绕在具有预定刚性和柔 性的支撑管9上。这样，可以允许外置天线100可以相对于轴向方向在一定范 围内弯曲。

图3显示形成在柔性电路板的背面的焊接垫的原理示意图；图4显示柔性 电路板的柔性基板的背面的平面示意图。如图3和4所示，根据本发明的一种 实施例的柔性电路板3包括柔性基板34和设置在柔性基板34上的导电层，所 述柔性基板34例如通过粘合剂贴附在导电层的背面上。

在进一步的实施例中，如图5和6所示，无源元件2包括一个电 容元件21和一个电感元件22。所述柔性电路板3的导电层包括：与 所述电感元件22的第一端和同轴电缆11的外导体111电连接的第一 导电部分31；与所述内导体112和所述电容元件21的第一端电连接 的第二导电部分32；以及与所述电感元件22的第二端和电容元件21 的第二端电连接的第三导电部分33。在一种可替换的实施例中，电 感元件连接在第二导电部分和第三导电部分之间，而电容元件连接在 第一导电部分和第三导电部分之间。

在一种实施例中，可以采用例如包括涂覆光刻胶、曝光、显影、刻蚀等工 艺的构图工艺将柔性电路板3的导电层构图成彼此断开的第一导电部分31、第 二导电部分32和第三导电部分33，并在断开的部位露出柔性基板34；之后， 分别在第一导电部分31、第二导电部分32和第三导电部分33上形成多个焊接 垫331；之后，将电容元件21、电感元件22、外导体111和内导体112分别焊 接至相应的焊接垫331上，从而形成具有收发电信号功能的天线回路。同轴电 缆11的外导体111和内导体112用做该天线回路的两个接线端。进一步地，在 第一导电部分31和第三导电部分33中的至少一个上设有至少一个狭槽332。通 过设置狭槽332的形状和数量，可以具有狭槽的柔性电路板与电容元件21和电 感元件22一起确定天线回路的工作频率范围。由于本发明实施例的外置天线100 在柔性电路板上设置了电容元件21、电感元件22以及狭槽332，可以提供符合 4G通信标准的全频段的工作频率，并具有较高的灵敏度，从而提高了天线的应 用范围。

在本发明的一种实施例的外置天线100中，如图9-11所示，支撑管4上设 有在轴向方向上延伸的第一切口41，所述同轴导体组件1通过所述第一切口41 安装在所述支撑管4内。这样，同轴导体组件1不占据支撑管4外部的空间， 使得柔性电路板3的表面紧密贴附在支撑管4上，降低外置天线的外部尺寸， 外置天线100的外部轮廓更加紧凑。

进一步地，支撑管4上设有一个第二切口42，所述电容元件21设置在所述 第二切口42中。一般地，电容元件21相对于电感元件22具有较大的外部尺寸， 由此将电容元件21放置在第二切口42中，这样可以进一步降低外置天线的外 部尺寸，并使电容元件21的电性能稳定。

在一种实施例中，如图3和13所示，所述柔性电路板3的两个沿轴向方向 延伸的边缘设有焊接垫35。在柔性电路板3卷绕在支撑管4的圆柱形的表面上 的情况下，柔性电路板3的两个边缘搭接在一起，并通过焊接方式机械地固定 在一起。这样，可以有效防止涂覆在柔性基板34背面上的粘合剂开胶，从而将 柔性电路板3牢固地固定在支撑管4的圆柱形表面上。

如图7和13所示，在一种示例性实施例中，所述同轴导体组件1还包括安 装在所述同轴电缆11的端部上的安装接头12，所述安装接头包括：与内导体 112电连接的导电插芯121；以及导电筒体122，所述同轴电缆11部分地插入所 述导电筒体122中，所述导电筒体122与所述插芯121电绝缘且与所述外导体 111电连接，以将所述外置天线100与一个电子设备(未示出)的天线接口连接。 例如，安装接头12可以是一种SMA(Sub-Miniature A)天线接口，在导电筒体 122内设有内螺纹，以与电子设备的天线接口的外螺纹结合。在一种实施例中， 同轴导体组件1还包括安装在所述导电筒体122上的绝缘筒体13。

图14显示根据本发明的一种示例性实施例的外置天线的保护管的立体示意 图。如图14所示，外置天线100还包括保护管6，所述保护管6安装在所述柔 性电路板3的外部，以保护柔性电路板3。保护管6可以延伸到绝缘筒体13上， 例如可以通过粘合剂将保护管6固定在绝缘筒体13上。另外，如图10所示， 在支撑管4的端部形成第三切口43，以允许绝缘筒体13穿过第三切口43进入 支撑管4的内部。

根据本发明进一步发明的实施例，提供一种外置天线的制作方法，包括如 下步骤：

如图7所示，提供一个同轴导体组件1，所述同轴导体组件1包括一个同轴 电缆11，所述同轴电缆11包括一个外导体111和一个通过绝缘层113与外导体 111绝缘的内导体112；如图5和6所示，将至少一个无源元件2贴附在一个柔 性电路板3上；如图8所示，使得所述外导体111和内导体112通过所述柔性电 路板3与所述无源元件2电连接，以形成一个天线回路；以及，如图11-13所示， 将所述柔性电路板3卷绕在所述支撑管4上。

在一种示例性实施例中，将至少一个无源元件2贴附在柔性电路板3上的 步骤包括如下步骤：例如通过构图工艺将柔性电路板3的导电层分成彼此绝缘 的第一导电部分31、第二导电部分32和第三导电部分33，并露出一部分柔性 基板34。这样，导电层的各个彼此断开的部分在之后的操作工艺中保持固定形 状和状态，从而保持良好的电特性。在一种示例性实施例中，构图工艺包括涂 覆光刻胶、曝光、显影、刻蚀等工艺。

在一种示例性实施例中，将至少一个无源元件贴附在柔性电路板上的步骤 还包括如下步骤：将无源元件2中的一个电感元件22的第一端连接至柔性电路 板的第一导电部分31；将所述内导体112和所述无源元件中的一个电容元件21 的第一端电连接至所述第二导电部分32；以及将所述电感元件22的第二端和电 容元件21的第二端电连接至所述第三导电部分33。这样，电容元件21、电感 元件22、外导体111和内导体112形成具有收发电信号功能的天线回路，并且 外导体111和内导体112用做该天线回路的两个接线端。

在本发明的一种实施例的外置天线100的制作方法中，如图11和11所示， 支撑管4上设有在轴向方向上延伸的第一切口41，所述同轴导体组件1通过所 述第一切口41安装在所述支撑管4内。这样，同轴导体组件1不占据支撑管4 外部的空间，使得柔性电路板3的表面紧密贴附在支撑管4上，降低外置天线 的外径，外置天线100的外部轮廓更加紧凑。

进一步地，支撑管4上设有一个第二切口42，所述电容元件21设置在所述 第二切口42中。一般地，电容元件21相对于电感元件22具有较大的外部尺寸， 由此将电容元件21放置在第二切口42中，这样可以进一步降低外置天线的外 部尺寸，并使电容元件21的电性能稳定。

进一步地，如图1所示，利用构图工艺在所述第一导电部分31和第三导电 部分33中的至少一个上形成至少一个狭槽332。通过设置狭槽332的形状和数 量，可以与电容元件21和电感元件22一起确定天线回路的工作频率范围，以 提供符合4G通信标准的全频段的工作频率。

在一种实施例中，如图11-13所示，将所述柔性电路板3卷绕在所述支撑管 4上的步骤包括：利用形成在所述柔性电路板3的两个沿轴向方向延伸的边缘上 焊接垫34，将所述柔性电路板3的边缘焊接在一起。在柔性电路板3卷绕在支 撑管4的圆柱形的表面上的情况下，柔性电路板3的两个边缘搭接在一起，并 通过焊接方式机械地固定在一起。这样，可以有效防止涂覆在柔性基板34背面 上的粘合剂开胶，从而将柔性电路板3牢固地固定在支撑管4的圆柱形表面上。

根据本发明的制作方法的一种实施例，在将柔性电路板3卷绕在支撑管4 上之后，将一个保护管6安装在所述柔性电路板3的外部，以保护所述柔性电 路板3。

在本发明的上述各种实施例的外置天线及其制作方法中，在柔性电路板上 电连接无源元件，使柔性电路板、无源元件、同轴电缆的外导体和内导体形成 天线回路，提高了外置天线的工作频率的范围，可以提供符合4G通信标准的全 频段的工作频率，并具有较高的灵敏度，从而提高了天线的应用范围。本发明 的实施例的外置天线结构紧凑，产品整体上可以满足一定的弯曲要求而不影响 性能，其制作方法简单，可以降低整个电子设备的成本。

本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本 领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构 或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。

虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员 将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做 出改变，并且各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的 情况下可以进行自由组合，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (17)

1.一种外置天线，包括：

一个同轴导体组件，包括一个同轴电缆，所述同轴电缆包括一个外导体和一个与外导体绝缘的内导体；

至少一个无源元件；

一个柔性电路板，所述无源元件贴附在所述柔性电路板上，所述外导体和内导体通过所述柔性电路板与所述无源元件电连接，以形成一个天线回路；以及

一个支撑管，与所述同轴导体组件连接的柔性电路板卷绕在所述支撑管上。

2.根据权利要求1所述的外置天线，其中，所述支撑管上设有在轴向方向上延伸的第一切口，所述同轴导体组件通过所述第一切口安装在所述支撑管内。

3.根据权利要求2所述的外置天线，其中，所述无源元件包括一个电容元件和一个电感元件，

所述柔性电路板包括柔性基板和设置在柔性基板上的导电层，所述导电层包括：

第一导电部分，与所述电感元件的第一端和所述外导体电连接；

第二导电部分，与所述内导体和所述电容元件的第一端电连接；以及

第三导电部分，与所述电感元件的第二端和电容元件的第二端电连接。

4.根据权利要求3所述的外置天线，其中，所述支撑管上设有一个第二切口，所述电容元件设置在所述第二切口中。

5.根据权利要求3所述的外置天线，其中，所述第一导电部分和第三导电部分中的至少一个上设有至少一个狭槽。

6.根据权利要求1所述的外置天线，其中，所述柔性电路板的两个沿轴向方向延伸的边缘设有焊接垫。

7.根据权利要求1所述的外置天线，其中，所述同轴导体组件还包括安装在所述同轴电缆上的安装接头，所述安装接头包括：

导电插芯，与所述内导体电连接；以及

导电筒体，所述同轴电缆部分地插入所述导电筒体中，所述导电筒体与所述插芯电绝缘且与所述外导体电连接，以将所述外置天线与一个电子设备的天线接口连接。

8.根据权利要求7所述的外置天线，其中，所述同轴导体组件还包括绝缘筒体，安装在所述导电筒体上。

9.根据权利要求1-8中的任一项所述的外置天线，还包括保护管，所述保护管安装在所述柔性电路板的外部，以保护所述柔性电路板。

10.一种外置天线的制作方法，包括如下步骤：

提供一个同轴导体组件，所述同轴导体组件包括一个同轴电缆，所述同轴电缆包括一个外导体和一个与外导体绝缘的内导体；

将至少一个无源元件贴附在一个柔性电路板上；

将所述外导体和内导体通过所述柔性电路板与所述无源元件电连接，以形成一个天线回路；以及

提供一个支撑管，将所述柔性电路板卷绕在所述支撑管上。

11.根据权利要求10所述的制作方法，其中，将至少一个无源元件贴附在柔性电路板上的步骤包括如下步骤：

将所述柔性电路板的导电层分成彼此绝缘的第一导电部分、第二导电部分和第三导电部分。

12.一种外置天线的制作方法，包括如下步骤：

提供一个同轴导体组件，所述同轴导体组件包括一个同轴电缆，所述同轴电缆包括一个外导体和一个与外导体绝缘的内导体；

将一个柔性电路板的导电层分成彼此绝缘的第一导电部分、第二导电部分和第三导电部分；

将所述外导体和无源元件中的一个电感元件的第一端连接至所述第一导电部分；

将所述内导体和所述无源元件中的一个电容元件的第一端电连接至所述第二导电部分；以及

将所述电感元件的第二端和电容元件的第二端电连接至所述第三导电部分；以及

提供一个支撑管，将所述柔性电路板卷绕在所述支撑管上。

13.根据权利要求12所述的制作方法，其中，所述支撑管上设有在轴向方向上延伸的第一切口，所述同轴导体组件通过所述第一切口安装在所述支撑管内。

14.根据权利要求12所述的制作方法，其中，所述支撑管上设有一个第二切口，所述电容元件设置在所述第二切口中。

15.根据权利要求12所述的制作方法，其中，

利用构图工艺在所述第一导电部分和第三导电部分中的至少一个上形成至少一个狭槽。

16.根据权利要求12所述的制作方法，其中，将所述柔性电路板卷绕在所述支撑管上的步骤包括：

利用形成在所述柔性电路板的两个沿轴向方向延伸的边缘上焊接垫，将所述柔性电路板的边缘焊接在一起。

17.根据权利要求10-16中的任一项所述的制作方法，其中，将一个保护管安装在所述柔性电路板的外部，以保护所述柔性电路板。