TW201352079A - 具有天線結構之電路板 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種具有天線結構之電路板，係主要應用於可攜式通訊裝置，該電路板包含基板及天線主體，該基板具有彼此相鄰之第一表面、第二表面及第三表面，該基板設置有平行第三表面之接地金屬件，該天線本體具有輻射部、饋入部及接地部，該輻射部係設置於第一表面與第二表面，該饋入部設置於第三表面並與該輻射部連接，該接地部設置於第三表面並與該輻射部及接地金屬件連接；故本發明係可提供具有高、低頻之操作頻段的天線結構之電路板，並解決因電子組件或結構元件之裝設而造成天線設置位置之限制及可利用面積不足之問題。

Description

具有天線結構之電路板
本發明係關於一種電路板，尤其係為一種具有天線結構之電路板。
市面上之可攜式通訊裝置(例如手機、筆記型電腦或平板電腦等)大多藉由天線來進行無線通訊傳輸，且為因應各種通訊標準之頻段需求，該可攜式通訊產品內部之天線必須具有多個工作頻段，除了例如GSM850(824~894 MHz)、GSM900(880~960 MHz)、DCS(1710~1880 MHz)、PCS(1850~1990 MHz)、UMTS(1920~2170 MHz)或WLAN/2.4GHz(2400~2484 MHz)等目前2G/3G通訊標準之工作頻段之外，現今更朝向符合4G通訊標準的LTE(Long-Term Evolution)700 MHz之低頻頻段發展。
然而，天線之工作頻段係與天線本體之長度有關，工作頻段愈低頻之天線本體的長度需要愈長，如第1圖所示，其係為可攜式通訊裝置內部之基板20，該基板20之正面21係平行主電路板且對應顯示面板，而習知天線一般係採用平面式倒F型天線(Planar Inverted F Antenna,PIFA)或迴圈型天線(Loop type Antenna)，其係設置於該基板之正面的邊緣處(天線位置23,24,25,26)並位於同一平面上。然隨著電子產品輕薄化之趨勢，該可攜式通訊裝置內部的電子組件(例如鏡頭、連接器或麥克風等)及結構設計的不同亦影響 了天線的設置，導致該上基板20上天線可利用的面積愈來愈少，同時，為將該基板20與其他元件或外殼鎖固，該基板20之正面21的邊緣上需設置有鎖固孔22，使該天線之長度、可利用面積與天線結構之型式大幅被限制，不利於低頻天線結構之設計，進而導致應用於可攜式通訊裝置之多頻段應用之天線的設計困難。
本發明之目的為提供一種具有天線結構之電路板，其係具有高、低頻之操作頻段，而可涵蓋各種標準之多頻段應用。
本發明之另一目的為提供一種具有天線結構之電路板，將天線本體設置於基板的轉角處彼此相鄰之三面上，以解決習知技術中由於其他電子組件或結構元件之裝設而造成天線設置位置之限制及可利用面積不足之問題。
為了達成上述目的，本發明提供一種具有天線結構之電路板，其係應用於可攜式通訊裝置，該電路板包含：基板，係用於供主電路板的裝設，該基板具有第一表面、第二表面及第三表面，且該第一表面、該第二表面及該第三表面之其中任二者係彼此相鄰，且該基板設置有平行該第三表面之接地金屬件；以及天線本體，係設置於該基板上，該天線本體具有輻射部、饋入部及接地部，該輻射部設置於該第一表面與該第二表面，該饋入部設置於該第三表面並與該輻射部電性連接，該接地部設置於該第三表面並與 該輻射部及該接地金屬件電性連接。
上述之具有天線結構之電路板中，該基板係進一步包含框架及承載板，該第一表面、該第二表面及該第三表面係位於該框架上，該接地金屬件係設置於該承載板上。
上述之具有天線結構之電路板中，該輻射部係具有第一延伸段、第二延伸段及連接該第一延伸段與該第二延伸段之彎折段，且該第一延伸段與該第二延伸段之間係具有一固定間距；其中，該第一延伸段之一端係由該第一表面延伸連接於該饋入部，該第二延伸段之一端係由該第一表面或第二表面延伸連接於該接地部；此外，該固定間距係大於0.1公釐；並且，該天線本體係可形成迴圈式(Loop Type)之天線型式。
上述之具有天線結構之電路板中，該天線本體進一步包含至少一調頻部，用以調整天線結構之共振點，且該至少一調頻部之材料係可與該天線本體相同。
上述之具有天線結構之電路板中，該天線本體係為金屬片、金屬膜或軟性電路板(FPCB)。
上述之具有天線結構之電路板中，該天線本體係藉由黏膠層貼附、熱熔結合、雷射直接成型(Laser Direct Structuring)製程或雙料射出製程形成於該基板上。
因此，本發明之具有天線結構之電路板主要藉由將天線本體設置於可攜式電子裝置內部之基板的轉角處彼此相鄰之三表面上，而可解決習知技術中由於其他電子組件或結構元件之裝設而造成天線設置位置之限制及可利用面積 不足之問題，有利於低頻之操作頻段之天線結構設計，故本發明之具有天線結構之電路板可具有高、低頻之操作頻段以涵蓋各種通訊標準之多頻段應用。
為充分了解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由以下具體實施例，並配合所附圖式，對本發明作一詳細說明。
請參照第2圖，其係為本發明實施例之具有天線結構之電路板的示意圖；本發明實施例之具有天線結構的電路板1係應用可攜式通訊裝置，該電路板1包含基板200及天線本體100，該基板200係用於供主電路板10的裝設，該基板200具有第一表面210、第二表面220及第三表面230，且該第一表面210、該第二表面220及該第三表面230之其中任二者係彼此相鄰，該基板200設置有平行該第三表面230之接地金屬件240；該天線本體100係設置於該基板200上，該天線本體100具有輻射部110、饋入部120及接地部130，其中，該輻射部110係設置於該第一表面210與該第二表面220，該饋入部120係設置於該第三表面230並與該輻射部110電性連接，並可藉由饋入線材11電性連接於該主電路板10；該接地部130係設置於該第三表面230並與該輻射部110及該接地金屬件240電性連接。
如第2圖所示，該基板200係供可攜式電子裝置內部的主電路板10及各種電子組件(例如鏡頭、連接埠或麥克風等)的裝設，該基板200具有用於鎖固主電路板10、其它 電子組件及外殼(圖未示)鎖固的螺柱之鎖固孔250、260，該主電路板10係藉由螺絲13穿設於鎖固孔12而與該基板200之鎖固孔260結合；並且，該基板200具有該第一表面210、該第二表面220及該第三表面230，且該第一表面210、該第二表面220及該第三表面230之其中任二者係彼此相鄰，即該第一表面210、該第二表面220及該第三表面230係分別對應於該可攜式電子裝置的其中一轉角處的兩個相鄰側面與正面，所述之正面(第三表面230)係為該基板200上面積最大的表面，且該第三表面230係平行該主電路板10與該可攜式通訊裝置之顯示面板(圖未示)，所述之兩個相鄰側面(第一表面210及第二表面220)係為該基板200上相對正面之面積為小的表面，且該第一表面210及該第二表面220係大體上垂直於該第三表面230，即該第一表面210及該第二表面220的位置係對應於該可攜式通訊裝置的側面；第2圖中該基板200係形成有較厚之框架201與較薄之承載板202，在此，第一表面210、該第二表面220及第三表面230係設於該框架201上，該接地金屬件240係設置於該承載板202上，該框架201係用於提供足夠之側面面積以供設置該天線本體100，然其係不限於此，該基板200亦可為單一板體，即該接地金屬件240係直接設置於該第三表面230上；此外，如圖所示，該第一表面210及該第二表面220相交處係可具有圓導角之特徵，而形成一弧面由該第一表面210延伸至該第二表面220。
本發明實施例之電路板1中，該輻射部110係具有第 一延伸段111、第二延伸段112及連接該第一延伸段111與該第二延伸段112之彎折段113，且該第一延伸段111與該第二延伸段112之間係具有一固定間距D；其中如第2圖所示，該第一延伸段111之一端係由該第一表面210延伸連接於該饋入部120，該第二延伸段112之一端亦由該第一表面210延伸連接於該接地部130，換言之，該輻射部110係於第二表面220上形成彎折段113轉折的形狀，即該彎折段113位於該第二表面220，並且，連接於該彎折段113之第二延伸段112係由該第二表面220延伸至該第一表面210而連接於該接地部130；據此，本發明實施例之電路板1中所具有的天線結構係可符合迴圈式(Loop type)之共振模態的天線型式；此外，作為另一實施態樣並參照第3圖，該第一延伸段111之一端係由該第一表面210延伸連接於該饋入部120，該第二延伸段112之一端係由該第二表面220延伸連接於該接地部130，換言之，該輻射部110係於第二表面220上形成轉折的形狀，即該彎折段113位於該第二表面220，而連接於該彎折段113之第二延伸段112係由該第二表面220連接至該第三表面230上之接地部130。
另一方面，本發明中該天線本體係不限於應用迴圈式之天線結構，而可為其他天線型式，例如具有延伸形成高低頻段的輻射部之平面式倒F型天線(Planar Inverted F Antenna,PIFA)等，其係相較於迴圈式之天線型式具有尺寸可縮小約二分之一的優點，而可利於輕薄型之可攜式通訊 裝置的應用。
本發明實施例之具有天線結構之電路板中，天線輻射功率係與輻射部110之面積大小相關，當輻射部110面積愈大時，天線結構之輻射功率係愈高，如第2圖所示，該輻射部110之面積係與第一表面210之寬度t1、第二表面220之寬度t2、該固定間距D及該輻射部110所延伸之長度相關，而在給定該第一表面210之寬度t1、該第二表面220之寬度t2及該輻射部110所延伸之長度的狀況下，當該第一延伸段111與該第二延伸段112之間的固定間距D愈小時，該第一延伸段111與該第二延伸段112總合之面積(即輻射部110之總面積)係愈大，天線結構之輻射功率愈高，其中，該固定間距D係大於0.1公釐，較佳地是，該固定間距D係大於0.2公釐；另外，第一表面210之寬度t1及第二表面220之寬度t2的範圍係介於3至10公釐。
由於天線結構之工作頻段係與天線本體100之總長度有關，工作頻段愈低頻之天線本體100的總長度需要愈長；舉例而言，本發明實施例應用於700 MHz低頻頻段之天線設計時，該天線本體100之總長度應為10至32公分，即該輻射部110之第一延伸部111、彎折部113及第二延伸部112所延伸的長度之總和為10至32公分。
本發明實施例之具有天線結構之電路板中，該天線本體100係為金屬片，例如銅箔或鐵片等導電金屬材料，其係藉由例如背膠之黏膠層貼附於該基板200上，或者，該天線本體100可藉由熱熔結合於塑膠之基板200上；此外， 該天線本體100係可為軟性電路板(FPCB)，該天線本體100可撓地貼附於該第一表面210、該第二表面220及該第三表面230。另一方面，該天線本體100係可為金屬膜，且該天線本體100係藉由雷射直接成型(Laser Direct Structuring)製程或雙料射出製程形成於該基板200上。
如第4圖所示，其係為本發明實施例之具有天線結構之電路板中，該天線本體100進一步包含調頻部的示意圖，該調頻部140係用於調整天線結構之共振點，以使天線結構具有高頻共振模態之頻段，且該至少一調頻部之材料係與該天線本體相同；於本實施例中，該調頻部140係設於該輻射部110與該饋入部120連接處的位置，該調頻部140之材料係與該天線本體100相同，用以調整天線結構的共振路徑或共振面積；該調頻部140設置於天線本體100之位置與尺寸係依天線所要求之頻段或天線本體100之結構形態進行設計，故該天線本體於實際應用時可設計有一個以上之調頻部，而不限於本實施例及圖式所示例；而本發明實施例之天線本體100係藉由該調頻部140來調整符合天線結構所需應用之高頻頻段，其係基於低頻頻段耦合而為基頻之倍數的共振諧波(Harmonic)進行微調，例如，天線結構之低頻頻段為LTE 700MHz之操作頻段，其諧波係為基頻之倍數，即1400 MHz、2100 MHz、2800 MHz……，而藉由調頻部140的設置係可使天線結構具有符合例如1800 MHz、1900 MHz等高頻頻段，而進一步使電路板1具有應用於高、低頻的操作頻段的天線結構，而可涵蓋各 種標準之多頻段應用。
因此，本發明實施例之具有天線結構之電路板中，主要藉由將天線本體設置於可攜式電子裝置內部之基板的轉角處彼此相鄰之三表面上，而可解決習知技術中由於其他電子組件或結構元件之裝設而造成天線設置位置之限制及可利用面積不足之問題，有利於低頻之操作頻段之天線結構設計，故本發明實施例之具有天線結構之電路板可具有高、低頻之操作頻段以涵蓋各種通訊標準之多頻段應用。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，上述實施例僅用於說明本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍應以下文之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧電路板
10‧‧‧主電路板
11‧‧‧饋入線材
12‧‧‧鎖固孔
13‧‧‧螺絲
20‧‧‧基板
21‧‧‧正面
22‧‧‧鎖固孔
23,24,25,26‧‧‧天線位置
100‧‧‧天線本體
110‧‧‧輻射部
111‧‧‧第一延伸段
112‧‧‧第二延伸段
113‧‧‧彎折段
120‧‧‧饋入部
130‧‧‧接地部
140‧‧‧調頻部
200‧‧‧基板
201‧‧‧框架
202‧‧‧承載板
210‧‧‧第一表面
220‧‧‧第二表面
230‧‧‧第三表面
240‧‧‧接地金屬件
250,260‧‧‧鎖固孔
D‧‧‧固定間距
t1‧‧‧寬度
t2‧‧‧寬度
第1圖係習知用於可攜式通訊裝置內部之基板與天線結構位置的示意圖。
第2圖係本發明實施例之具有天線結構之電路板的示意圖。
第3圖係本發明實施例之具有天線結構之電路板中，該天線本體另一實施態樣的示意圖。
第4圖係為本發明實施例之具有天線結構之電路板中，該天線本體進一步包含調頻部的示意圖。
1‧‧‧電路板
10‧‧‧主電路板
11‧‧‧饋入線材
12‧‧‧鎖固孔
13‧‧‧螺絲
100‧‧‧天線本體
110‧‧‧輻射部
111‧‧‧第一延伸段
112‧‧‧第二延伸段
113‧‧‧彎折段
120‧‧‧饋入部
130‧‧‧接地部
200‧‧‧基板
201‧‧‧框架
202‧‧‧承載板
210‧‧‧第一表面
220‧‧‧第二表面
230‧‧‧第三表面
240‧‧‧接地金屬件
250,260‧‧‧鎖固孔
D‧‧‧固定間距
t1‧‧‧寬度
t2‧‧‧寬度

Claims (9)

  1. 一種具有天線結構之電路板，其係應用於可攜式通訊裝置，該電路板包含：基板，係用於供主電路板的裝設，該基板具有第一表面、第二表面及第三表面，且該第一表面、該第二表面及該第三表面之其中任二者係彼此相鄰，且該基板設置有平行該第三表面之接地金屬件；以及天線本體，係設置於該基板上，該天線本體具有輻射部、饋入部及接地部，該輻射部設置於該第一表面與該第二表面，該饋入部設置於該第三表面並與該輻射部電性連接，該接地部設置於該第三表面並與該輻射部及該接地金屬件電性連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有天線結構之電路板，其中該基板係進一步包含框架及承載板，該第一表面、該第二表面及該第三表面係位於該框架上，該接地金屬件係設置於該承載板上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之具有天線結構之電路板，其中該輻射部係具有第一延伸段、第二延伸段及連接該第一延伸段與該第二延伸段之彎折段，且該第一延伸段與該第二延伸段之間係具有一固定間距。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之具有天線結構之電路板，其中該第一延伸段之一端係由該第一表面延伸連接於該饋入部，該第二延伸段之一端係由該第一表面或第二表面延伸連接於該接地部。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之具有天線結構之電路板，其中該固定間距係大於0.1公釐。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之具有天線結構之電路板，其中該天線本體係形成迴圈式(Loop Type)之天線型式。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之具有天線結構之電路板，其中該天線本體進一步包含至少一調頻部，其係連接該天線本體，用以調整天線結構之共振點。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之具有天線結構之電路板，其中該天線本體係為金屬片、金屬膜或軟性電路板(FPCB)。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之具有天線結構之電路板，其中該天線本體係藉由黏膠層貼附、熱熔結合、雷射直接成型(Laser Direct Structuring)製程或雙料射出製程形成於該基板上。
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