CN108604731B

CN108604731B - 电路板上的天线结构

Info

Publication number: CN108604731B
Application number: CN201680079958.1A
Authority: CN
Inventors: 应志农; 托马斯·博林
Original assignee: Sony Mobile Communications Inc
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2016-01-28
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2020-11-24
Anticipated expiration: 2036-01-28
Also published as: EP3408890B1; WO2017130027A1; US20180366832A1; US10573970B2; EP3408890A1; CN108604731A

Abstract

本发明涉及一种电路板(10)上的天线结构，该电路板沿着长度方向L和宽度方向W延伸，宽度方向垂直于长度方向。天线结构包括：蜂窝带天线(20)；与蜂窝带天线关联的接地面(30)；以及设置在接地面的缝隙天线部(32)中的缝隙天线(40)，该缝隙天线包括位于接地面中的缝隙(42)，该缝隙在宽度方向上具有从接地面的长度方向延伸边缘(34)延伸的缝隙延伸，缝隙延伸为缝隙天线部的宽度方向延伸总宽度的50％‑95％。

Description

电路板上的天线结构

技术领域

本发明涉及电路板上的天线结构。

背景技术

具有集成蜂窝带天线的、小于信用卡尺寸的小尺寸射频模块在区间700MHz-900MHz内的射频带下呈现差空中性能。这是由于这种射频模块的接地面的尺寸的限制而造成。因此，需要提高尺寸小于信用卡的射频模块在700MHz-900MHz内的空中性能。

发明内容

鉴于上述内容，本发明的目的是提供上面提及的改进。

根据第一方面，提供了一种电路板上的天线结构。电路板沿着长度方向L和宽度方向W延伸，宽度方向垂直于长度方向。天线结构包括：蜂窝带天线；接地面，该接地面与蜂窝带天线关联；以及缝隙天线，该缝隙天线设置在接地面的缝隙天线部中，缝隙天线包括在接地面中的缝隙，缝隙在宽度方向上具有从接地面的长度方向延伸边缘延伸的缝隙延伸，缝隙延伸为缝隙天线部的宽度方向延伸总宽度的50％-95％。

因此，提供接地面的几何延伸，这提高蜂窝带天线的空中性能。特别地，根据本设计，利用缝隙天线的缝隙来形成缝隙天线和接地面的几何延伸这两者。因此，根据本天线结构，电延长了对蜂窝带天线平衡的接地面。这提高蜂窝带天线的空中性能。由此，根据本天线结构，在电路板中同时实现两个功能：接地面的长度的几何延长和高执行缝隙天线的实施。

接地面可以包括在长度方向和宽度方向上延伸的中间部，该中间部设置在蜂窝带天线与缝隙天线之间，该中间部在宽度方向上具有从接地面的边缘延伸的中间部延伸，该中间部延伸小于缝隙延伸，优选地为缝隙延伸的20％-60％。接地面的这种构造进一步几何地延长接地面的长度。

接地面可以包括蜂窝带天线连接部，该蜂窝带天线连接部在宽度方向上具有从接地面的边缘延伸的连接部延伸，该连接部延伸大于中间部延伸，其中，在接地面的蜂窝带天线连接部处将蜂窝带天线连接到接地面的连接部在宽度方向上被定位为与接地面的边缘间隔大于中间部延伸的距离，该距离优选地为中间部延伸的至少两倍。接地面的这种构造和将蜂窝天线连接到接地面的连接部的定位进一步几何地延长接地面的长度。

蜂窝带天线和缝隙天线可以沿长度方向设置在电路板的相反侧部上。这种构造提供电路板的表面积的最佳使用，以取得尽可能几何延伸的接地面。

电路板的侧部可以在电路板的在长度方向上看的端部的5％-20％内。

电路板可以为印刷电路板，并且其中，蜂窝带天线和接地面可以包括在印刷电路板上的相应印刷迹线。

蜂窝带天线、接地面以及缝隙天线中的至少两项可以被形成为不同层。

层可以由过孔连接。

蜂窝带天线可以被配置为在包括区间700MHz-900MHz的至少一个射频带上工作。

缝隙天线可以被配置为在包括区间700MHz-3500MHz的至少一个射频带上工作。

缝隙天线可以包括由以下各项构成的天线组中的天线：全球导航卫星系统GNSS天线、蓝牙天线、蜂窝带天线、蜂窝带分集天线、WiFi天线以及WiFi分集天线。

缝隙天线可以与接地面关联。

电路板可以具有小于85mm的沿着长度方向的长度延伸和小于85mm的沿着宽度方向的宽度延伸，该宽度延伸优选地为小于50mm。

本发明的适用性的另外范围将从下面给出的具体实施方式变得清楚。然而，应理解，因为本发明范围内的各种变更和修改将从该具体实施方式对本领域技术人员变得清楚，所以具体实施方式和具体示例虽然指示本发明的优选实施方式，但仅以例示的方式给出。

因此，将理解，本发明不限于所描述装置的具体部件部分或所描述方法的步骤(因为这种装置和方法可以变化)。还将理解，这里所用的术语仅是为了描述特定实施方式的目的且不旨在限制。必须注意，冠词“一”、“一个”以及“所述”旨在意指存在元件中的一个或更多个，除非上下文另外清楚指示。由此，例如，对“单元”的参照可以包括若干装置等。此外，词语“包括”、“包含”以及类似措辞不排除其他元件或步骤。

附图说明

现在将参照示出本发明的实施方式的附图更详细地描述本发明的上述和其他方面。附图不应被认为将本发明限于具体实施方式；相反它们用于说明并理解本发明。

如图例示，层以及区域的尺寸为例示目的而夸大且由此被提供为例示本发明的实施方式的一般结构。同样的附图标记自始至终表示同样的元素。

图1例示了电路板上的天线结构。

图2例示了电路板上的另选天线结构。

图3例示了电路板上的又一另选天线结构。

图4例示了电路板上的另外另选天线结构。

具体实施方式

现在将在下文中参照示出了本发明的当前优选实施方式的附图更完全地描述发明。然而，本发明可以以许多不同的形式来具体实施，并且不应被解释为限于这里阐述的实施方式；相反，这些实施方式为了全面且完整而提供，并且向技术人员完全传达本发明的范围。

图1例示了电路板10上的天线结构。天线结构包括蜂窝带天线20、接地面30以及缝隙天线40。天线结构形成电子装置的一部分；电子装置优选地为物联网IoT模块。

电路板10沿着长度方向L和宽度方向W延伸。宽度方向W垂直于长度方向L。优选地，电路板10具有小于信用卡的尺寸。电路板10具有小于85mm的、沿着长度方向L的长度延伸。电路板10具有小于85mm的沿着宽度方向W的宽度延伸，宽度延优选地为小于50mm。电路板10优选地为印刷电路板。然而，也可以使用其他种类的电路板。蜂窝带天线20可以包括印刷迹线。接地面30可以包括印刷迹线。蜂窝带天线20、接地面30以及缝隙天线40中的至少两项可以被形成为不同层。层可以由过孔连接。

优选地，蜂窝带天线20和缝隙天线40可以沿长度方向设置在电路板10的相反侧部上。然而，参见下文，还可以使用天线结构的其他设计。电路板10的侧部在电路板10的在长度方向L上看的端部的5％-20％内。

蜂窝带天线20被配置为在包括区间700MHz-900MHz的至少一个射频带上工作。接地面30与蜂窝带天线关联。接地面30充当蜂窝带天线20的平衡。

缝隙天线40设置在接地面30的缝隙天线部32中，缝隙天线40包括接地面30中的缝隙42或凹部。缝隙42在宽度方向W上具有从接地面30的长度方向L延伸边缘34延伸的缝隙延伸。缝隙延伸为缝隙天线部32的宽度方向W延伸总宽度的50％-95％。

缝隙天线40被配置为在包括区间700MHz-3500MHz的至少一个射频带上工作。缝隙天线40包括由以下各项构成的天线组中的天线：全球导航卫星系统GNSS天线、蓝牙天线、蜂窝带天线、蜂窝带分集天线、WiFi天线以及WiFi分集天线。

缝隙天线40还连接到接地面30。缝隙天线40与接地面30之间的连接优选地被设置为紧密接近于与接地面30的边缘34相对的、缝隙42的端(在几mm内)。

接地面30还可以包括长度方向L和宽度方向W延伸中间部36。中间部36设置在蜂窝带天线20与缝隙天线40之间。中间部36在宽度方向W上具有从接地面30的边缘34延伸的中间部延伸。中间部延伸小于缝隙延伸，优选地为缝隙延伸的20％-60％。

接地面还可以包括蜂窝带天线连接部38。蜂窝带天线连接部38在宽度方向W上具有从接地面30的边缘34延伸的连接部延伸。连接部延伸大于中间部延伸，优选地为中间部延伸的至少两倍。

天线结构还可以包括将蜂窝带天线20连接到接地面30的连接部25。连接部25位于蜂窝带天线连接部处。连接部25在宽度方向上被定位为与接地面的边缘隔开大于中间部延伸的距离，该距离优选地为至少两倍。

根据以上所提出的接地面30的设计，接地面30展示蜿蜒图案；这使得接地面被使得几何地长于电路板的物理延伸。因此，接地面30借助于所引入的蜿蜒图案延长。特别地，根据本设计，利用了缝隙天线40来形成蜿蜒图案。由该设计，天线结构的两个功能集成到电路10的一个结构体即缝隙42中。缝隙42形成缝隙天线40和蜿蜒图案的至少一部分这两者。在图1中，示出了蜿蜒图案39的示例性设计。

本领域技术人员认识到，本发明决不限于以上所描述的优选实施方式。相反，许多修改例和变型例在保护范围内是可能的。

例如，在图1的示例性实施方式中，蜂窝带天线20被配置为形成电路板10的一部分；该设计得益于低成本和简单制造。然而，另选构造是将蜂窝带天线20设置在未示出的另外电路板上。该另外电路板可以为印刷电路板。该另外电路板可以与电路板30成角度地定向，优选地为正交地定向。将另外电路板用于保持蜂窝带天线提供了电路板30的较小设计。

而且，天线结构可以包括超过一个缝隙天线。示出了天线结构的另选构造的图2中例示了这一点。第二缝隙天线40b(参见图2)然后可以设置在缝隙天线部32内。因此，根据该示例性实施方式，天线结构包括第一缝隙天线40a和第二缝隙天线40b。第一和第二缝隙天线40a、40b可以被配置为来自由以下各项构成的天线组中的不同天线：全球导航卫星系统GNSS天线、蓝牙天线、蜂窝带天线、蜂窝带分集天线、WiFi天线以及WiFi分集天线。第一缝隙天线40a和第二缝隙天线40b被配置为具有位于接地面30的相反边缘处的外端。因为引入蜿蜒图案中的一个或更多个转弯，所以天线结构的该构造提供接地面的另外延长。

此外，在以上示例性实施方式中，缝隙天线40的缝隙42为直线的形式。然而，还可以使用其他形式的缝隙42。例如，缝隙42本身可以形成蜿蜒图案。通过改变缝隙42的蜿蜒图案的设计和转弯数，可以改变缝隙天线30的工作频带。而且，通过改变缝隙42的蜿蜒图案的设计和转弯数，可以进一步延长接地面30。图3和图4中例示了包括缝隙42具有蜿蜒图案的缝隙天线40的天线结构的示例性实施方式。然而，认识到还可以使用蜿蜒图案中的其他设计和其他转弯数。

而且，电路板还可以包括诸如电池50的另外电部件。另外电部件可以位于由接地面30的缝隙天线部32、中间部36以及蜂窝带天线连接部38界定的电路板的部分中。

另外，技术人员可以在实践所要求保护的发明时从附图、公开的研究理解并实施对所公开实施方式的变更。

Claims

1.一种电路板(10)上的天线结构，该电路板沿着长度方向L和宽度方向W延伸，该宽度方向垂直于该长度方向，所述天线结构包括：

蜂窝带天线(20)；

接地面(30)，该接地面与所述蜂窝带天线关联，其中，所述接地面(30)充当所述蜂窝带天线(20)的平衡；以及

缝隙天线(40)，该缝隙天线(40)设置在所述接地面的缝隙天线部(32)中，所述缝隙天线包括位于所述接地面中的缝隙(42)，所述缝隙(42)在所述宽度方向上具有从所述接地面的长度方向延伸边缘(34)延伸的缝隙延伸，所述缝隙延伸为所述缝隙天线部的宽度方向延伸总宽度的50％-95％，其中，所述接地面包括在长度方向和宽度方向延伸的中间部(36)，该中间部设置在所述蜂窝带天线与所述缝隙天线之间，所述中间部在所述宽度方向上具有从所述接地面的所述边缘延伸的中间部延伸，所述中间部延伸小于所述缝隙延伸。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其中，所述中间部延伸为所述缝隙延伸的20％-60％。

3.根据权利要求1或2所述的天线结构，其中，所述接地面包括蜂窝带天线连接部(38)，所述蜂窝带天线连接部在所述宽度方向上具有从所述接地面的所述边缘延伸的连接部延伸，所述连接部延伸大于所述中间部延伸，其中，在接地面的所述蜂窝带天线连接部处将所述蜂窝带天线连接到所述接地面的连接部(25)在所述宽度方向上被定位为与所述接地面的所述边缘隔开大于所述中间部延伸的距离。

4.根据权利要求3所述的天线结构，其中，该距离为所述中间部延伸的至少两倍。

5.根据权利要求1或2所述的天线结构，其中，所述蜂窝带天线和所述缝隙天线沿所述长度方向设置在所述电路板的相反侧部上。

6.根据权利要求5所述的天线结构，其中，所述电路板的侧部在所述电路板的在所述长度方向上看的端部的5％-20％内。

7.根据权利要求1或2所述的天线结构，其中，所述电路板为印刷电路板，并且其中，所述蜂窝带天线和所述接地面包括位于所述印刷电路板上的相应印刷迹线。

8.根据权利要求1或2所述的天线结构，其中，所述蜂窝带天线、所述接地面以及所述缝隙天线中的至少两者被形成为不同层。

9.根据权利要求8所述的天线结构，其中，所述层由过孔连接。

10.根据权利要求1或2所述的天线结构，其中，所述蜂窝带天线被配置为在包括区间700MHz-900MHz的至少一个射频带上工作。

11.根据权利要求1或2所述的天线结构，其中，所述缝隙天线被配置为在包括区间700MHz-3500MHz的至少一个射频带上工作。

12.根据权利要求1或2所述的天线结构，其中，所述缝隙天线包括由以下各项构成的天线组中的天线：全球导航卫星系统GNSS天线、蓝牙天线、蜂窝带天线、蜂窝带分集天线、WiFi天线以及WiFi分集天线。

13.根据权利要求1或2所述的天线结构，其中，所述缝隙天线与所述接地面关联。

14.根据权利要求1或2所述的天线结构，其中，所述电路板具有小于85mm的沿着所述长度方向的长度延伸和小于85mm的沿着所述宽度方向的宽度延伸。

15.根据权利要求14所述的天线结构，其中，该宽度延伸小于50mm。

16.根据权利要求1或2所述的天线结构，所述天线结构包括多个缝隙天线(40a、40b)。