CN1144318C - 环形天线 - Google Patents

Abstract

一种环形天线，包括金属导体及设在金属导体上的主天线电路板和辅助电路板，其中主天线电路板设置在金属导体的第一表面，辅助电路板设置在金属导体的第二表面，第二表面垂直于第一表面，辅助电路板上设有一金属延伸导线，利用电场感应可将由主天线电路板、电性连接于主天线电路板及电子装置之间的馈线等所形成的平面式单极天线转换成环形天线，且所述金属延伸导线的长度可根据不同应用场合调整，用以调整所形成的环形天线的工作频带。

Description

环形天线

【技术领域】

本发明涉及一种环形天线，尤其是指一种内置于电子设备且工作在ISM(Industry，Science，Medicine)频带下的环形天线。

【背景技术】

对于应用有天线相关设计的电子装置而言，随着电子装置微型化及设计简化的趋势，包括内置式天线在内的各种组件体积相应也有微型化及标准化的需求。但是，由于天线必需具备一定的工作性能要求，而为维持特定的电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)以符合业界规格标准，天线必须具有一定的尺寸长度，以符合特定工作频带的需求。但天线体积的缩小除导致结构不易设计外，还会导致其上电路设计的复杂性。如美国专利第5,767,813号所示，其利用在电路板上构成环形天线以达到上述目的。请参照图1，该专利提供一种带平面基座的小型环形天线4，包括有辐射装置41、阻抗匹配网络42及与电路板相连接的连接器43，其中辐射装置41包括延伸于底部平面的导电平面基座411及导电环412，并且前述导电环412与导电平面基座411相连接，使电流在导电环412与导电平面基座411之间形成环路，而形成一环形天线4，并以此天线形式达到电子装置微型化的需求。但是，前述环形天线需额外设置连接器43及导电环412，仍不利于天线小型化及设计的简单化。再者，当应用在已具有内置式主天线(该天线为标准件)的电子装置(如笔记本电脑)时，天线的性能常受到实际应用环境(如笔记本电脑复杂且狭小的空间)的限制，而使共振频带内的性能不易达到标准规格，且因其结构整体固定，而无法运用上述设计适当调整其间所形成的环形天线工作频带。

【发明内容】

本发明目的在于提供一种不改变原装设在电子装置内的主天线尺寸，而可将原平面式单极天线转换为环形天线，以有效减小天线体积的设计。

本发明的另一目的在于提供一种可在不改变原主天线尺寸的条件下，可调整天线工作频带的设计，以适应不同环境的要求。

本发明的又一目的在于提供一种环形天线，既能使天线在共振频带内性能符合业界规格标准，又能减小天线占用空间。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：本发明环形天线，包括金属导体及设在金属导体上的主天线电路板和辅助电路板，其中主天线电路板设置在金属导体的第一表面，辅助天线设置在金属导体的第二表面，第二表面垂直于第一表面辅助电路板上设有感应装置，感应装置由印蚀线路及与印蚀线路电性连接的金属延伸导线组成，利用感应装置的电场感应将主天线电路板上的平面式单极天线的高频能量感应至辅助电路板而形成环路，以达到将单极天线转换为环形天线。

依据上述主要特征，本发明环形天线可通过改变辅助电路板上的金属延伸导线的长度，在不改变原主天线电路板的条件下，调整天线工作频带，以满足不同应用环境的要求。

相较于现有技术，本发明环形天线，由于利用电场感应形成，因此不须额外设置导电装置及连接器，从而有利于天线小型化及简单化设计。同时，本发明环形天线的设计可适当调整其间所形成的环形天线工作频带，使同一环形天线可适用于不同的应用需求。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

【附图说明】

图1为现有环形天线的示意图。

图2为本发明一实施例应用在笔记本电脑上时的示意图。

图3为图2的局部放大图，其显示本发明主天线电路板与辅助电路板组装在笔记本电脑枢轴上时所形成的环形天线。

图4为图3所示实施例中的主天线电路板的立体示意图。

图5为图3所示实施例中的辅助电路板的立体示意图。

图6为图3所示实施例的组装示意图(一)。

图7为图3所示实施例的组装示意图(二)。

图8为图2所示实施例当笔记本电脑的盖体处于开启状态时，本发明环形天线的工作性能测量表。

图9为图2所示实施例当笔记本电脑的盖体处于闭合状态时，本发明环形天线的工作性能测量表。

图10为图2所示实施例当笔记本电脑的盖体处于开启状态时，本发明环形天线的金属延伸导线与工作频带关系的工作性能测量表。

图11为图2所示实施例当笔记本电脑的盖体处于开启状态时，本发明环形天线的金属延伸导线与工作频带关系的另一工作性能测量表。

【具体实施方式】

请参照图2至图5所示，本发明环形天线2包括金属导体、设置有馈线212的主天线电路板21、辅助电路板22。其中金属导体在本实施例中为设置在笔记本电脑1的盖体11与座体12之间的枢轴13，主天线电路板21和辅助电路板22则设在所述枢轴13的相邻两侧，馈线212从主天线电路板21上延伸出来。

主天线电路板21呈纵长板状构造，其一侧表面铺设有连续弯折的第一印蚀线路211，相对的另一侧表面则铺设有第一金属镀层214。其中第一印蚀线路211用以与馈线212内的内蕊线相导接，第一金属镀层214则用以与所述内蕊线外包覆的屏蔽层相焊接，以形成接地回路。

辅助电路板22也呈纵长板状构造，其上设有感应装置，在本实施例中感应装置为设于辅助电路板22一侧面的第二印蚀线路222及与第二印蚀线路222电性相连的金属延伸导线221，其长度以L表示。另外辅助电路板22上设有与第二印蚀线路222位于同一侧表面且彼此电性相连的第二金属镀层224。

馈线212在本实施例中为一同轴线缆，其主要将高频信号导入环形天线。主要包括有内蕊线及包覆在内蕊线外屏蔽用的遮蔽层，其中内蕊线的一端穿过主天线电路板21而与第一印蚀线路211相焊接，而在该处的遮蔽层则焊接在第一金属镀层214上。另外在馈线212另一端则组接有一连接器(未图标)，以形成一线缆组合，进而与笔记本电脑1内主机板上所设的配合连接器配接(未图标)。

请参照图2及图6、图7所示，当将本发明应用于笔记本电脑1上时，主天线电路板21可由螺丝(未图标)穿过第一螺孔213固定在笔记本电脑1的枢轴13的一表面上，而辅助电路板22则由另一螺丝(未图标)穿过第二螺孔223固定在笔记本电脑1的枢轴13上与主天线电路板21相邻的另外一表面，这样，主天线电路板21的第一金属镀层214与辅助电路板22的第二金属镀层224通过枢轴13电性导接，并且辅助电路板22的金属延伸导线221朝主天线电路板21所在的平面弯折延伸。这样，主天线电路板21及设在主天线电路板21上的馈线212与枢轴(用以接地)13所组成的平面式单极天线即可通过电场感应将主天线电路板21上的高频能量感应至辅助电路板22上，而在主天线电路板21与辅助电路板22上形成一天线环路3(参照图3)。通过此方式达到将平面式单极天线转换为环形天线以达到在既定频带下可缩小天线所占的体积的目的。

请参照图8所示，当笔记本电脑1的盖体11相对于座体12处于开启状态且环形天线2工作在2346-2617 MHZ频带时，环形天线2满足驻波比小于2.0的业界规格标准。

请参照图9所示，当笔记本电脑1的盖体11相对于座体12处于闭合状态且环形天线2工作在2326-2601 MHZ频带时，环形天线2也符合驻波比小于2.0的业界规格标准。

请参照图10及图11所示，在笔记本电脑1的盖体11相对于座体12处于开启状态时，当辅助电路板22的金属延伸导线221长度L＝14mm时，该环形天线2频带为2063-2486 MHZ；当L＝13mm时，该环形天线2频带为2133-2513 MHZ；当L＝12mm时，该环形天线2频带为2164-2551 MHZ；当L＝11mm时，该环形天线2频带为2300-2573 MHZ，工作在ISM频带的环形天线2均符合驻波比小于2.0的业界规格标准。当L＝14mm和L＝13mm时，工作在ISM频带的环形天线2亦均符合驻波比小于2.0的业界规格标准，这样，本发明还可达到在不改变原主天线电路板21尺寸的条件下，通过调整金属延伸导线221的长度L的值有效调整环形天线2的工作频带，以满足不同的需求。

从图8至图11所示的实际量测结果可知，不论笔记本电脑的盖体处于开启还是闭合的状态下，由平面式单极天线转换而成的环形天线在ISM频带宽度时满足驻波比皆小于2.0(业界标准)。同时，还可通过调整金属延伸导线221的长度L控制频带位置。本发明可用作无线区域网(Wireless LAN)及蓝芽(Bluetooth)等无线通讯模块的发射/接收天线，且可充分利用笔记本电脑内的有效空间。

Claims (19)

1.一种环形天线，包括有金属导体、设置于所述金属导体的第一表面且具有一馈线的主天线电路板和设置于所述金属导体第二表面的辅助电路板，其特征在于：辅助电路板所处的第二表面大致垂直于主电路板所处的第一表面，辅助电路板上设有感应装置，通过感应装置的电场感应在主天线电路板与辅助电路板之间形成天线环路。

2.根据权利要求1所述的环形天线，其特征在于：其中主天线电路板和辅助电路板上分别设有第一金属镀层及第二金属镀层以与金属导体电性导接。

3.根据权利要求2所述的环形天线，其特征在于：其中主天线电路板的馈线具有内蕊线及包覆其外的遮蔽层，在主天线电路板上的第一金属镀层的相对表面设有第一印蚀线路，而馈线一端的内蕊线及遮蔽层则分别焊接在前述第一印蚀线路及第一金属镀层上。

4.根据权利要求3所述的环形天线，其特征在于：其中感应装置由设在辅助电路板上的第二印蚀线路及与第二印蚀线路电性连接的金属延伸导线组成。

5.根据权利要求4所述的环形天线，其特征在于：其适用频带可通过前述金属延伸导线的长度来调整。

6.根据权利要求5所述的环形天线，其特征在于：其中主天线电路板与辅助电路板设在金属导体的相邻二表面上。

7.根据权利要求6所述的环形天线，其特征在于：上述环形天线工作在ISM频带。

8.一种应用在电子装置上的环形天线，包括有设置在电子装置内的金属导体、感应装置以及内置于电子装置且具有馈线的主天线电路板，其特征在于：主天线电路板是平面单极天线，感应装置可通过电场感应在金属导体、主天线电路板与感应装置之间构成一环形天线。

9.根据权利要求8所述的环形天线，其特征在于：其中主天线电路板上设有第一金属镀层以与金属导体电性导接。

10.根据权利要求9所述的环形天线，其特征在于：其中主天线电路板的馈线具有内蕊线及包覆其外的遮蔽层，所述第一印蚀线路设置在主天线电路板的第一金属镀层的相对表面，而馈线一端的内蕊线及遮蔽层则分别焊接在前述第一印蚀线路及第一金属镀层上。

11.根据权利要求10所述的环形天线，其特征在于：其中金属导体上设有辅助电路板，感应装置由设于辅助电路板一侧的第二印蚀线路及与第二印蚀线路电性连接的金属延伸导线组成。

12.根据权利要求11所述的环形天线，其特征在于：所述环形天线的适用频带可通过改变前述金属延伸导线的长度来调节。

13.根据权利要求12所述的环形天线，其特征在于：上述环形天线工作于ISM频带。

14.一种便携式电子装置，包括有盖体、座体、设在盖体与座体之间且具有第一表面及第二表面的金属枢轴，以及设在前述金属枢轴第一表面且具有馈线的主天线电路板和设在前述金属枢轴第二表面的辅助电路板，其特征在于：辅助电路板具有感应装置，并通过电场感应方式在主天线电路板与辅助电路板之间形成天线环路。

15.根据权利要求14所述便携式电子装置，其特征在于：其中主天线电路板与辅助电路板设在金属枢轴的相邻二面上。

16.根据权利要求15所述的便携式电子装置，其特征在于：其中主天线电路板和辅助电路板上分别设有第一金属镀层及第二金属镀层以与金属枢轴电性导接。

17.根据权利要求16所述的便携式电子装置，其特征在于：其中主天线电路板的馈线一端电性连接主天线电路板，另一端则电性连接至便携式电子装置的主机电路板。

18.根据权利要求17所述的便携式电子装置，其特征在于：其中感应装置由第二印蚀线路及与第二印蚀线路电性连接的金属延伸导线组成。

19.根据权利要求18所述的便携式电子装置，其特征在于：该环形天线工作于ISM频带。

Images