CN1156939C - 平面印刷天线 - Google Patents

Abstract

一种平面印刷天线，安装于电子装置上，该电子装置包括内部设置有金属基座的枢轴，而该平面印刷天线包括印刷电路板、设置在电路板第一表面上的矩形波状第一天线组件、设在电路板第二表面上并与电子装置的枢轴的金属基座相抵触导通的铜箔、及一同轴线缆，该同轴线缆的芯线与第一天线组件相接合，而包覆芯线的屏蔽层则与铜箔相接通以形成单极平面印刷天线。本发明通过第二天线组件与枢轴的金属基座之间的抵触导通，而将平面印刷天线安装在该电子装置的枢轴内，从而可有效防止金属基座对天线性能的障碍作用。

Description

平面印刷天线

【技术领域】

本发明涉及一种平面印刷天线，尤其是指应用在具有金属基座的电子装置的单极平面印刷天线。

【背景技术】

对于应用在移动式电子装置(如笔记本电脑)上的天线而言，其接收/发射讯号效果及可靠性十分重要，因而要求设置天线的位置尽可能远离可传导/吸收讯号的材料如电子装置的金属部分，以避免其对天线辐射所造成的阻碍效果。如果将天线设置在电子装置的外部固然可以提升其工作性能，不过却会由于磨损或弯折等原因而显著缩短其工作寿命，而且极易导致外界的不慎触碰而影响其使用性能。

笔记本电脑通常包括显示器、主机以及连接显示器及主机的枢轴。现有笔记本电脑的天线通常安装在显示器四周的空间内。该种天线的安装位置的优点在于：天线处在笔记本电脑的内部，可避免磨损或触碰而影响其使用寿命；而该种安装位置的缺点在于：笔记本电脑的枢轴内的金属基座对天线效应具有障碍作用，从而干扰天线接收/发射信号，尤其是当显示器沿枢轴转动时，干扰现象更严重。此外，在减小笔记本电脑的体积而又增大其显示器屏幕的趋势下，显示器面板的空间已不足以容纳现有天线。

另外，像笔记本电脑类电子装置的体积越来越小，以适应便携移动性办公的趋势，所以也要求包括内置型天线在内的各部分组件的体积相应缩小。然而天线在必须具备一定工作性能的条件下，其体积的缩小除导致结构不易设计外，亦会导致其电路的复杂性。在现有单极天线中，其用以接收/发射讯号的本体与接地参考面大体呈垂直配置，从而占用了较多的空间。

因此，如何利用电子装置内现有的组件与有限的宝贵空间，并减弱枢轴的金属部分对天线性能的影响，而设计出一种符合业界标准的天线确实是一个值得研究的课题。

【发明内容】

本发明目的在于提供一种应用于具金属基座的电子装置中的单极平面印刷天线，其可减弱电子装置的枢轴内的金属基座对天线工作时造成的不必要的干扰，以提升平面印刷天线的工作性能，而通过天线整体尺寸的减小，可节省该电子装置的宝贵空间，还可通过天线组件间的排列关系增加其有效电性长度。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：平面印刷天线设置在电子装置上，该电子装置包括内部具有金属基座的枢轴，其包括设有第一表面及第二表面的印刷电路板，该第一表面与第二表面相平行并具有特定的间隔，矩形波状第一天线组件印刷设置于电路板第一表面上，而印刷电路板第二表面上设有铜箔，且当印刷电路板与电子装置的金属基座组接后，铜箔与金属基座相抵触导通而形成平面印刷天线的接地参考面，同轴线缆从电路板上适当位置处的通孔中穿过，其芯线与第一天线组件相接合，而包覆芯线的屏蔽层则与铜箔相接通，从而形成单极平面印刷天线，且第一天线组件与铜箔分别位于同轴线缆穿过印刷电路板的通孔的两侧。

由于采用了上述技术方案，本发明通过第二天线组件与枢轴的金属基座之间的抵触导通而将平面印刷天线安装在该电子装置的枢轴内，从而将电子装置金属基座设置为单极平面印刷天线接地构造的一部分，而可减弱其对天线性能的阻碍作用，并使其整体尺寸得以缩减，有利于节省所占用的电子装置的空间。下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

【附图说明】

图1是本发明设置在具有金属基座的笔记本电脑的位置示意图。

图2是本发明与笔记本电脑的金属基座的立体分解图。

图3是本发明与笔记本电脑的金属基座于另一角度的立体分解图。

图4是本发明平面印刷天线的剖视图。

图5是显示本发明在笔记本电脑的盖体处于开启状态时的工作性能量测值的图表。

图6是显示本发明在笔记本电脑的盖体处于闭合状态时的工作性能量测值的图表。

【具体实施方式】

请参照图1所示，本发明平面印刷天线设置在移动式电子设备如笔记本电脑10的内部空间，该笔记本电脑10设有盖体12及座体14，其中盖体12可以是液晶显示器或气体放电显示器，而座体14上设有键盘并内设有主电路板等构造，盖体12与座体14间通过枢轴16连接而可使其分别处于开启或闭合位置，其中金属基座162(请配合参阅图2)位于枢轴16内部靠近一端的特定位置处，且当盖体12相对于座体14枢转时该金属基座162相对保持于固定状态。该平面印刷天线20设置于金属基座162相邻的位置处，从而使笔记本电脑10与其它电子设备间进行无线通信，且其工作在无需执照的ISM(Industry，Science，Medicine，即工业、科学、医学)频带的2.4-2.5GHz下。

请参阅图2及图3所示，该平面印刷天线20包括一矩形状印刷电路板22，该印刷电路板22的尺寸为26×7×0.8mm(长×宽×高)，而形成相互平行且具一定间隔的上、下表面，第一天线组件24为设置在印刷电路板22上表面且沿它长度方向延伸的矩形波状印刷线路，其可通过电镀印刷方式设在印刷电路板22上表面上，而铜箔26则设置在印刷电路板22下表面上，其可为粘结在印刷电路板22下表面的一整片铜箔，也可为通过电镀印刷在印刷电路板22下表面的铜箔印刷线路。第一天线组件22及铜箔26间的位置及其本身的长度会改变其电压驻波比值(VSWR)，该比值越小越容易得到更佳的发射功率，在一般业界标准中，电压驻波比值大于1为合理值，且涵盖2.4-2.5GHz频带的反射损耗需要大于10dB。

再请配合参阅图4所示，一同轴线缆28作为平面印刷天线的馈线，其一端穿过印刷电路板22适当位置处的通孔222，且使中心芯线导体282与第一天线组件24在位置242处相接合，而包覆芯线282的外屏蔽层284则与铜箔26在位置262处相接通，从而形成单极平面印刷天线20，该同轴线缆28相对的另一端连接至电子装置10主电路板的特定电路以实现讯号传输。其中，第一天线组件24与铜箔26沿印刷电路板22长度方向而分别位于供同轴线缆28穿越的通孔222的两侧，从而可增加天线的有效电性长度。调整该同轴线缆28与第一天线组件24及铜箔印刷线路26间接合的位置，或者选择具有不同参数如阻抗、编织屏蔽度等的同轴线缆28均会影响到整个天线的性能。

笔记本电脑的金属基座162则位于印刷电路板22下表面的一侧，当印刷电路板22上另开通孔224且通过螺丝164与笔记本电脑10的金属基座162相锁接组固时，平面印刷天线20的铜箔26与金属基座162相抵触导通而形成平面印刷天线20的立体参考接地面，从而将笔记本电脑10的金属基座162设置为单极平面印刷天线20接地构造的一部分，且可有效地避免其作为阻碍物而对天线效应造成的不良影响。

再请参阅图5所示，当笔记本电脑10的盖体12相对于座体14处于开启状态时，该平面印刷天线20在反射损耗大于10dB时其相应频宽为2.25-2.73GHz。

再请参阅图6所示，当笔记本电脑10的盖体12相对于座体14处于闭合状态时，该平面印刷天线20在反射损耗大于10dB时其相应频宽为2.23-2.74GHz。

从而通过实际测量的结果，可知不论笔记本电脑10的盖体12处于开启还是闭合的状态下，在2.4-2.5GHz频带内的反射损耗皆大于10dB(业界标准)，即盖体12的开合不会影响天线的接收/发射的性能，且在2.40/2.45/2.50GHz三频率点量测最大增益值约为-1dBi。本发明可应用于无线区域网(Wireless LAN)及蓝牙(Bluetooth)等无线通讯模式的发射/接收天线，且可充分利用笔记本电脑机壳内的有效空间。当然本发明亦可应用在大型电子设备或工作在其它频宽下，或将本发明的印刷电路板上设置数个天线组件而形成天线阵列。

Claims (7)

1.一种平面天线，安装于电子装置上，该电子装置包括内部设置有金属基座的枢轴，而该平面天线是单极天线，包括具有第一表面和第二表面的印刷电路板、位于印刷电路板第一表面上的第一天线组件、位于印刷电路板第二表面上的第二天线组件、及将第一天线组件与第二天线组件相接合的馈线，其特征在于：第二天线组件与设置在电子装置的枢轴内的金属基座相抵触导通。

2.根据权利要求1所述的平面天线，其特征在于：所述第一、第二表面之间具有一定间隔并且相互平行。

3.根据权利要求2所述的平面天线，其特征在于：第一天线组件呈矩形波状且通过电镀印刷方式设于印刷电路板上。

4.根据权利要求2所述的平面天线，其特征在于：第二天线组件为粘结在印刷电路板第二表面上的一整片铜箔。

5.根据权利要求2所述的平面天线，其特征在于：印刷电路板上贯穿第一、第二表面设置有通孔，第一天线组件和第二天线组件分别位于所述通孔的相对两侧。

6.根据权利要求5所述的平面天线，其特征在于：馈线为一同轴线缆，其芯线末端穿过印刷电路办的通孔连接于第一天线组件的适当位置，包覆芯线的屏蔽层连接于第二天线组件上而形成单极平面天线。

7.根据权利要求2所述的平面天线，其特征在于：印刷电路板通过螺丝组固在电子装置的金属基座上。

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