CN108232430A - 天线设备及应用所述天线设备的电子装置 - Google Patents

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Abstract

一种天线设备，应用于一电子装置中，所述天线设备包括一电路板、一天线本体及一金属部，所述电路板包括一第一表面、一第二表面及一通孔，所述第一表面与所述第二表面相对，所述天线本体设置于所述第一表面，所述金属部设置于所述第二表面，所述通孔连接于所述第一表面与所述第二表面之间所述天线本体通过所述通孔与所述金属部产生电容效应。本发明还提供一种应用所述天线设备的电子装置。所述天线设备及应用所述天线设备的电子装置可以有效地缩短天线的尺寸，以利于系统板上的其他元件布局。

Description

天线设备及应用所述天线设备的电子装置
技术领域
本发明涉及一种天线设备及应用所述天线设备的电子装置。
背景技术
随着科技的不断发展，越来越多的电子产品集合了多项无线通信功能(如GPS及WIFI等)。
然而，传统的倒F型平面天线(PIFA antenna)模块的天线尺寸不容易缩小，并且需要很大的空间才能达到所需要的频段，会占用系统板上较大的空间区域，不利于系统板上的其他元件布局。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种有效缩小天线尺寸的天线设备及应用所述天线设备的电子装置。
一种天线设备，应用于一电子装置中，所述天线设备包括一电路板、一天线本体及一金属部，所述电路板包括一第一表面、一第二表面及一通孔，所述第一表面与所述第二表面相对，所述天线本体设置于所述第一表面，所述金属部设置于所述第二表面，所述通孔连接于所述第一表面与所述第二表面之间所述天线本体通过所述通孔与所述金属部产生电容效应。
进一步地，所述第一表面平行于所述第二表面。
进一步地，所述天线本体平行于所述金属部。
进一步地，所述天线的一端接地，所述金属部的一端接地，所述天线的接地方向平行于所述金属部的接地方向，所述天线的接地方向与所述金属部的接地方向相反。
进一步地，所述电路板的长度为90毫米，所述电路板的宽度为50毫米。
进一步地，所述电路板的厚度为0.4毫米，所述电路板10的介电常数为4.4。
一种电子装置，包括一用于传输信号的天线设备，所述天线设备包括一电路板、一天线本体及一金属部，所述电路板包括一第一表面、一第二表面及一通孔，所述第一表面与所述第二表面相对，所述天线本体设置于所述第一表面，所述金属部设置于所述第二表面，所述通孔连接于所述第一表面与所述第二表面之间所述天线本体通过所述通孔与所述金属部产生电容效应。
进一步地，所述第一表面平行于所述第二表面，所述第一表面的表面积等于所述第一表面的表面积，所述天线的一端接地，所述金属部的一端接地，所述天线的接地方向平行于所述金属部的接地方向，所述天线的接地方向与所述金属部的接地方向相反。
进一步地，所述电路板的长度为90毫米，所述电路板的宽度为50毫米。
进一步地，所述电路板的厚度为0.4毫米，所述电路板10的介电常数为4.4。
上述天线设备及应用所述天线设备的电子装置通过所述天线本体与所述金属部之间的电容耦合，以对应调整所述天线本体的谐振频率。如此在缩短所述天线本体尺寸的情况下，可以得到所述天线本体所需要的频率大小，并且利于系统板上的其他元件布局。
附图说明
图1是一种电子装置的一较佳实施方式的方框图。
图2是图1中天线设备的一较佳实施方式的示意图。
图3是图2中天线本体与金属部之间的电容效应的等效电路图。
图4是图3中天线本体的谐振频率的仿真图。
主要元件符号说明
天线设备 100
电子装置 200
电路板 10
第一表面 12
第二表面 14
通孔 16
天线本体 20
信号源 22
金属部 30
电容 C1
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图及实施方式，对本发明中的天线设备及应用所述天线设备的电子装置作进一步详细描述及相关说明。
请参考图1，一种天线设备100用以传输无线信号，所述天线设备100应用于一电子装置200中。所述电子装置200可以是手机、平板电脑等消费性无线产品。
请参考图2，所述天线设备100包括一电路板10、一天线本体20及一金属部30。
所述电路板10包括一第一表面12、一第二表面14及一通孔16，所述第一表面12与所述第二表面14相对，所述第一表面12平行于所述第二表面12。
在本实施例中，所述通孔16连接于所述第一表面12及所述第二表面14之间。
所述天线本体20设置于所述电路板10的第一表面12上，所述金属部30设置于所述电路板10的第二表面14上。
所述第一表面12上的天线本体20平行于所述第二表面14上的金属部30。
在一实施例中，所述天线本体20通过所述通孔16与所述金属部30产生电容耦合效应。
在一实施例中，所述电路板10的长度为90mm，所述电路板10的宽度为50mm，所述电路板10的厚度为0.4mm，所述电路板10的介电常数为4.4。
请参考图3，图2中天线设备100中位于第一表面12上的天线本体20及位于第二表面14上的金属部30之间形成的电容耦合效应将组成如图3所述的等效电路。
所述天线本体20的第一端接地，所述天线本体20的第一端还连接一信号源22，所述天线本体20的第二端通过电容C1连接至所述金属部30的第一端，所述金属部30的第二端接地。
所述天线本体20的第一端接地方向平行于所述金属部30的第二端接地方向，所述天线本体20的第一端接地方向与所述金属部30的第二端接地方向为相反方向。
其中所述天线本体20的谐振频率将会随着所述耦合电容C1的电容值的改变而改变，所述天线本体20的谐振频率与所述耦合电容C1的电容值成反比例关系。
根据电子通信原理可得知所述天线本体20与所述金属部30之间的电容C1的电容值满足以下公式：
C＝ε×A/d
其中C为所述天线本体20与所述金属部30之间的耦合电容C1的电容值，ε为所述电路板10的介电常数，A为所述天线本体20与所述金属部30之间的耦合面积，d为所述天线本体20与所述金属部30之间的距离。
当适当调节所述天线本体20与所述金属部30之间的耦合面积大小或所述天线本体20与所述金属部30之间的距离大小时，所述电容C1的电容值将会进行适当的调整，以得到所需要设计的电容值。
如此，将可以通过调整所述天线本体20与所述金属部30之间的耦合电容值以对应调节所述天线本体20所产生的谐振频率大小，并能够得到所需要的频率值。
请参考图4，其示出了调整电容C1的电容值大小以得到多种不同的谐振频率的仿真图。图4为S参数的模拟结果，可以看出，通过调节电容C1的电容值大小，所述天线本体20所产生的谐振频率将可以涵盖在1.3GHz～1.82GHz之间。其中，所述天线本20的谐振频率将可以设计为1.575GHz，以适用于GPS(Global Positioning System，全球定位系统)产品所需要的频率。
通过调节所述天线本体20与所述金属部30之间的电容值，以对应调节所述天线本体20的谐振频率。如此，在缩短所述天线本体20尺寸的情况下，可以得到所述天线本体20所需要的频率大小，并且利于系统板上的其他元件布局。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种天线设备，应用于一电子装置中，其特征在于，所述天线设备包括一电路板、一天线本体及一金属部，所述电路板包括一第一表面、一第二表面及一通孔，所述第一表面与所述第二表面相对，所述天线本体设置于所述第一表面，所述金属部设置于所述第二表面，所述通孔连接于所述第一表面与所述第二表面之间所述天线本体通过所述通孔与所述金属部产生电容效应。
2.如权利要求1所述的天线设备，其特征在于：所述第一表面平行于所述第二表面。
3.如权利要求2所述的天线设备，其特征在于：所述天线本体平行于所述金属部。
4.如权利要求3所述的天线设备，其特征在于：所述天线的一端接地，所述金属部的一端接地，所述天线的接地方向平行于所述金属部的接地方向，所述天线的接地方向与所述金属部的接地方向相反。
5.如权利要求1所述的天线设备，其特征在于：所述电路板的长度为90毫米，所述电路板的宽度为50毫米。
6.如权利要求5所述的天线设备，其特征在于：所述电路板的厚度为0.4毫米，所述电路板10的介电常数为4.4。
7.一种电子装置，包括一用于传输信号的天线设备，其特征在于，所述天线设备包括一电路板、一天线本体及一金属部，所述电路板包括一第一表面、一第二表面及一通孔，所述第一表面与所述第二表面相对，所述天线本体设置于所述第一表面，所述金属部设置于所述第二表面，所述通孔连接于所述第一表面与所述第二表面之间所述天线本体通过所述通孔与所述金属部产生电容效应。
8.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于：所述第一表面平行于所述第二表面，所述第一表面的表面积等于所述第一表面的表面积，所述天线的一端接地，所述金属部的一端接地，所述天线的接地方向平行于所述金属部的接地方向，所述天线的接地方向与所述金属部的接地方向相反。
9.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于：所述电路板的长度为90毫米，所述电路板的宽度为50毫米。
10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于：所述电路板的厚度为0.4毫米，所述电路板10的介电常数为4.4。
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