TWI479809B - 行動通訊裝置 - Google Patents

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TWI479809B
TWI479809B TW102104236A TW102104236A TWI479809B TW I479809 B TWI479809 B TW I479809B TW 102104236 A TW102104236 A TW 102104236A TW 102104236 A TW102104236 A TW 102104236A TW I479809 B TWI479809 B TW I479809B
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Wen Yi Tsai
Pei Cheng Hu
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Description

行動通訊裝置
本發明係指一種行動通訊裝置，尤指一種利用一軟性印刷電路板作為一天線來收發無線訊號的行動通訊裝置。
近年來由於無線通訊的蓬勃發展，對於無線通訊的需求與日俱增，愈來愈多的資訊透過無線網路來傳遞。再加上隨著筆記型電腦、平板電腦及智慧型手機技術的進步，對產品外觀以及其輕、薄、短、小的要求逐漸提高。因此，如何有效利用行動通訊裝置的內部空間以及電路結構設計，將天線整合入行動通訊裝置中，已成為業界的努力目標之一。
因此，本發明之主要目的即在於提供一種行動通訊裝置，可透過其中的一軟性印刷電路板作為一天線來收發無線訊號，以有效利用行動通訊裝置的內部空間以及電路結構設計。
本發明揭露一種行動通訊裝置，包含有一主機板，該主機板包含有一中央處理器，設置於該主機板上，用來輸出以及接收一控制訊號；以及一無線收發器，設置於該主機板上，耦接於該中央處理器，用來調變以及解調一無線訊號，以供該中央處理器作進一步訊號處理；一軟性印刷電路板，耦接於該中央處理器，用來傳遞該控制訊號，以及用來收發該無線訊號，以作為一天線，該軟性印刷電路板包含有一傳輸部，耦接於該中央處理器，用來傳遞該控制訊號；一輻射部，用來收發該無線訊號；以及一饋入點，形成於該輻射部上，用來饋入該無線訊號至該 輻射部；以及一傳輸線，耦接於該饋入點與該無線收發器之間，用來傳遞該無線訊號。
10‧‧‧行動通訊裝置
11‧‧‧主機板
12‧‧‧軟性印刷電路板
13‧‧‧傳輸線
14‧‧‧按鍵
110‧‧‧中央處理器
112‧‧‧無線收發器
114‧‧‧接地部
120‧‧‧傳輸部
122‧‧‧輻射部
124‧‧‧饋入點
CTL‧‧‧控制訊號
WSG‧‧‧無線訊號
GND‧‧‧系統接地
15‧‧‧殼體
151‧‧‧表面
116‧‧‧連接器
131‧‧‧外背編織網
132‧‧‧內芯線
16‧‧‧匹配電路
P‧‧‧位置
T1、T2、T3‧‧‧印刷線路
第1圖為本發明實施例一行動通訊裝置的功能方塊示意圖。
第2A圖及第2B圖分別為第1圖的行動通訊裝置的電路結構側視圖以及上視圖。
第2C圖為第1圖的行動通訊裝置的局部放大示意圖。
第3圖為本發明實施例一軟性印刷電路板的示意圖。
第4A圖至第4C圖分別為第1圖的行動通訊裝置在頻率1.57GHz、1.6GHz以及1.65GHz的輻射場形圖。
由於軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit，FPC)具有薄如紙張的小體積、良好的彎折性以及多變的設計彈性等優點，因此廣泛地應用於電子及行動通訊裝置中，用來作為元件與元件之間的訊號傳遞橋梁。本發明即是利用軟性印刷電路板的優點，將一天線設計於軟性印刷電路板上，如此可省去傳統軟性印刷電路板與天線分開製作的生產成本，也可有效利用行動通訊裝置的內部空間以及電路結構設計。
請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一行動通訊裝置10的功能方塊示意圖。行動通訊裝置10包含有一主機板11、一軟性印刷電路板12、一傳輸線13以及一按鍵14。主機板11包含有一中央處理器110、一無線收發器112以及一接地部114。中央處理器110設置於11主機板上，用來輸出以及接收一控制訊號CTL。無線收發器112設置於主機板11上，耦接於中央處理器110，用來調變以及解調一無線訊號WSG，以供中央處理器110做進一步訊號處理。接地部114形成於主機板11上，耦接於中央處理器110以及無線收發器112，用來提供一系統接地GND。 軟性印刷電路板12耦接於中央處理器110，用來傳遞控制訊號CTL，以及用來收發無線訊號WSG，以作為一天線。軟性印刷電路板12包含有一傳輸部120、一輻射部122以及一饋入點124。傳輸部120耦接於中央處理器110，用來傳遞控制訊號CTL。輻射部122用來收發無線訊號WSG，也就是說，行動通訊裝置10於發射訊號時，輻射部122可將無線訊號WSG輻射至空中；而行動通訊裝置10於接收訊號時，輻射部122可由空中感應無線訊號WSG。饋入點124形成於輻射部122上，用來將無線訊號WSG饋入至輻射部122。傳輸線13耦接於饋入點124與無線收發器112之間，用來傳遞無線訊號WSG。
值得注意的是，軟性印刷電路板12的輻射部122耦接於主機板11的接地部114(即系統接地GND)，因此軟性印刷電路板12可視為一平面倒F式天線(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)，用來收發無線訊號WSG。
簡單來說，軟性印刷電路板12上形成有傳輸部120以及輻射部122，分別用來傳遞控制訊號CTL以及收發無線訊號WSG，因此軟性印刷電路板12不再只是傳統用來傳輸訊號的傳輸線，也可視為一天線。
如此一來，軟性印刷電路板12可將控制訊號CTL的傳輸線(即傳輸部120)以及收發無線訊號WSG的天線(即輻射部122)整合為同一個零組件(即軟性印刷電路板12)，因此可省去習知技術將兩者分開製造的製作成本以及製作時間。
關於行動通訊裝置10具體的電路結構，請參考第2A圖至第2C圖，第2A圖及第2B圖分別為本發明實施例行動通訊裝置10的側視圖以及上視圖。第2C圖為行動通訊裝置10的局部放大示意圖。行動通訊裝置10另包含有一殼體15，用來包覆行動通訊裝置10中的電子元件。如第2A圖所示，按鍵14形成於殼體15的一表面151，按鍵14可受一外力按壓而產生控制訊號CTL，或受外力滑動而調整控制訊號CTL。舉 例來說，本實施例的按鍵14以按壓式的按鍵表示，使用者可按壓按鍵14而開啟或關閉行動通訊裝置10的一顯示螢幕的電源(未繪於第2A圖至第2C圖)。
如第2B圖所示，軟性印刷電路板12耦接於按鍵14的一端與表面151平行，而軟性印刷電路板12耦接於主機板11的一端則可將之彎折，而使軟性印刷電路板12與主機板11平行。其中軟性印刷電路板12可透過一連接器116耦接於主機板11，連接器116再將控制訊號CTL以及系統接地GND分別連接至中央處理器110以及接地部114。
如第2C圖所示，傳輸線13較佳地為一同軸電纜，由於同軸電纜具有較佳的傳輸效能，因此可改善無線訊號WSG的插入耗損(Insertion loss)以及回返耗損(Return loss)。傳輸線13包含有一外背編織網131以及一內芯線132。外背編織網131可焊接於主機板11上並耦接至系統接地GND，內芯線132可焊接於饋入點124(未繪於第2C圖)以將無線訊號WSG饋入至輻射部122(未繪於第2C圖)。如此一來，軟性印刷電路板12即可作為一天線，用來收發無線訊號WSG。
除此之外，行動通訊裝置10可另包含有一匹配電路16，設置於主機板11上，耦接於傳輸線13與無線收發器112之間，用來匹配傳輸線13與無線收發器112之間的傳輸阻抗。然而，匹配電路16設置的位置不限，匹配電路16也可耦接於傳輸線13與饋入點124之間(如第2B圖中位置P所標示)，用來匹配傳輸線13與饋入點124之間的傳輸阻抗。
另一方面，傳輸線13的形式不限於同軸電纜，傳輸線13也可以係一導線、一頂針(pogo pin)、一彈片、傳輸部的一印刷線路(trace)或主機板11的一印刷線路。舉例來說，請參考第3圖，第3圖為本發明實施例一軟性印刷電路板32的示意圖。軟性印刷電路板32另結合了傳輸無線訊號WSG的一印刷線路T1，而印刷線路T2及T3形成於印刷線 路T1的兩側，耦接至系統接地GND，用來做為印刷線路T1的參考接地，以改善無線訊號WSG的插入耗損以及回返耗損。如此可使行動通訊裝置10的零件數量更為精簡，對於產品的生產組裝也更容易且快速。
請參考第4A圖至第4C圖、表格1以及表格2，第4A圖至第4C圖分別為行動通訊裝置10在頻率1.57GHz、1.6GHz以及1.65GHz的輻射場形圖。其中，X-Y平面的場行曲線以實線表示，Y-Z平面的場行曲線以虛線表示，X-Z平面的場行曲線以長短線表示。
表格1列出了行動通訊裝置10在全球定位系統(Global Positioning System，GPS)頻段的輻射效率測試結果，表格2列出了行動通訊裝置10在Wi-Fi及藍牙傳輸頻段的輻射效率測試結果。其中，行動通訊裝置10以同軸電纜作為傳輸線13。
由第4A圖至第4C圖、表格1及表格2可知，軟性印刷電路板12整合入行動通訊裝置10中，其具有良好的天線效能，在全球定位系統頻段、Wi-Fi頻段以及藍牙傳輸頻段中，軟性印刷電路板12的輻射效率大約為50%，因此行動通訊裝置10可操作於上述頻段。
綜上所述，本發明主要是利用軟性印刷電路板具有薄如紙張的小體積、良好的彎折性以及多變的設計彈性等優點，將一天線設計於軟性印刷電路板上，因此可將傳輸線(即傳輸部120)以及的天線(即輻射部122)整合為同一個零組件(即軟性印刷電路板12)，以省去傳統軟性印刷電路板與天線分開製作的生產成本，也可有效利用行動通訊裝置的內部空間以及電路結構設計。
10‧‧‧行動通訊裝置
11‧‧‧主機板
12‧‧‧軟性印刷電路板
13‧‧‧傳輸線
14‧‧‧按鍵
110‧‧‧中央處理器
112‧‧‧無線收發器
114‧‧‧接地部
120‧‧‧傳輸部
122‧‧‧輻射部
124‧‧‧饋入點
CTL‧‧‧控制訊號
WSG‧‧‧無線訊號
GND‧‧‧系統接地

Claims (7)

  1. 一種行動通訊裝置，包含有：一主機板，該主機板包含有：一中央處理器，設置於該主機板上，用來輸出以及接收一控制訊號；以及一無線收發器，設置於該主機板上，耦接於該中央處理器，用來調變以及解調一無線訊號，以供該中央處理器作進一步訊號處理；一軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，耦接於該中央處理器，用來傳遞該控制訊號，以及用來收發該無線訊號，以作為一天線，該軟性印刷電路板包含有：一傳輸部，耦接於該中央處理器，用來傳遞該控制訊號；一輻射部，用來收發該無線訊號；以及一饋入點，形成於該輻射部上，用來饋入該無線訊號至該輻射部；以及一傳輸線，耦接於該饋入點與該無線收發器之間，用來傳遞該無線訊號。
  2. 如請求項1所述之行動通訊裝置，其中該軟性印刷電路板的該輻射部耦接於該主機板的一接地部，該接地部用來提供一系統接地。
  3. 如請求項2所述之行動通訊裝置，其中該軟性印刷電路板係作為一平面倒F式天線(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)。
  4. 如請求項1所述之行動通訊裝置，其另包含有：一殼體；一按鍵，形成於該殼體之一表面上，耦接於該軟性印刷電路板，該按鍵可受一外力按壓而產生該控制訊號，或受該外力滑動而調整該控制訊號。
  5. 如請求項1所述之行動通訊裝置，其另包含有一匹配電路，設置於該主 機板上，耦接於該傳輸線與該無線收發器之間，用來匹配該傳輸線與該無線收發器之間的傳輸阻抗。
  6. 如請求項1所述之行動通訊裝置，其另包含有一匹配電路，設置於該主機板上，耦接於該傳輸線與該饋入點之間，用來匹配該傳輸線與該饋入點之間的傳輸阻抗。
  7. 如請求項1所述之行動通訊裝置，其中該傳輸線係一同軸電纜、一導線、一頂針(pogo pin)、一彈片、該傳輸部的一印刷線路(trace)或該主機板的一印刷線路。
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