TWI659564B

TWI659564B - 射頻天線裝置

Info

Publication number: TWI659564B
Application number: TW106101190A
Authority: TW
Inventors: 湯嘉倫; 江啟名; 張鈞全; 簡子翔
Original assignee: 耀登科技股份有限公司
Priority date: 2017-01-13
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2019-05-11
Also published as: TW201826615A

Abstract

一種射頻天線裝置，包括承載體以及設置於承載體的天線結構、高頻阻隔單元、及接近感測器。天線結構包含設置於承載體上的支撐架、位於支撐架的第一耦合區塊、位於承載體的第二耦合區塊、黏接上述第一耦合區塊及第二耦合區塊的絕緣黏貼層、設置於支撐架並連接第一耦合區塊的輻射體、及設置於支撐架的饋入導體。其中，請入導體用以供射頻訊號饋入並能將所述射頻訊號傳送至輻射體。高頻阻隔單元電性連接於第一耦合區塊，接近感測器電性連接於高頻阻隔單元，並且接近感測器經由高頻阻隔單元而電性連接於第一耦合區塊與輻射體。

Description

射頻天線裝置

本發明涉及一種天線裝置，且特別是有關於一種射頻天線裝置。

由於手持式電子裝置的操作會對人體產生輻射量值的問題，所以一般在設計手持式電子裝置時，需要在無線廣域網路(WWAN)的主要天線位置額外加入接近感測器(Proximity sensor，P-sensor)來感知人體接近，進而啟動功率縮減的保護機制，來降低手持式電子裝置所產生的輻射量值。

再者，現有天線結構中的輻射體與接地端之間至少需要設置有一個電容器，藉以使輻射體能夠搭配連接於所述接近感測器並可以作為接近感測器的電容電極使用。也就是說，由於現有天線結構的輻射體必須作為上述接近感測器的電容電極，所以輻射體上必須設有電容器。然而，在上述輻射體搭配電容器使用的架構下，則明顯會影響射頻輻射效率、提升成本、及增加製造步驟等問題。

於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。

本發明實施例在於提供一種射頻天線裝置，用來改善現有天線結構所易產生的問題。

本發明實施例公開一種射頻天線裝置，包括：一承載體；一天線結構，其包含：一支撐架，其設置於所述承載體上；一接地導體，其具有相互分離設置的一第一耦合區塊以及一第二耦合區塊，並且部分所述第一耦合區塊設置於所述支撐架，而所述第二耦合區塊用來接地並且設置於所述承載體；一絕緣黏貼層，其設置於所述第一耦合區塊與所述第二耦合區塊之間，以使所述第一耦合區塊貼附於所述第二耦合區塊，並且不影響所述第一耦合區塊與所述第二耦合區塊的相互耦合；一輻射體，其設置於所述支撐架並且連接於所述第一耦合區塊；及一饋入導體，其設置於所述支撐架，所述饋入導體用以供一射頻訊號饋入並能將所述射頻訊號傳送至所述輻射體；其中，所述輻射體能作為一電容電極，以使所述輻射體能與一外部物件之間產生依據距離而相對應變化的電容值；一高頻阻隔單元，其安裝於所述承載體並且電性連接於所述第一耦合區塊；以及一接近感測器，其安裝於所述承載體並且電性連接於所述高頻阻隔單元，所述接近感測器經由所述高頻阻隔單元而電性連接於所述第一耦合區塊與所述輻射體。

本發明實施例也公開一種射頻天線裝置，包括：一天線結構，其包含：一接地導體，其具有相互分離設置且彼此耦合的一第一耦合區塊與一第二耦合區塊，並且所述第二耦合區塊用來接地；一輻射體，其連接於所述第一耦合區塊；及一饋入導體，其用以供一射頻訊號饋入並能將所述射頻訊號傳送至所述輻射體；其中，所述輻射體能作為一電容電極，以使所述輻射體能與一外部物件之間產生依據距離而相對應變化的電容值；一高頻阻隔單元，其電性連接於所述第一耦合區塊；以及一接近感測器，其電性連接於所述高頻阻隔單元，並且所述接近感測器經由所述高頻阻隔單元而電性連接於所述第一耦合區塊與所述輻射體。

依上所述，本發明實施例所公開的射頻天線裝置，其透過接地導體的第一耦合區塊與第二耦合區塊分離設置且相互耦合，因而無須另行安裝會影響天線結構之射頻輻射效果的電容器，進而可使本實施例天線結構的元件成本能夠被降低、製造流程可以簡化、及有效地提升射頻輻射效果。

為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。

100‧‧‧射頻天線裝置

1‧‧‧承載體

2‧‧‧天線結構

21‧‧‧支撐架

211‧‧‧頂面

212‧‧‧底面

213、213’‧‧‧長側面

214‧‧‧短側面

22‧‧‧軟板

23‧‧‧接地導體

231‧‧‧第一耦合區塊

2311‧‧‧調整部

2312‧‧‧連接部

232‧‧‧第二耦合區塊

24‧‧‧絕緣黏貼層

25‧‧‧輻射體

26‧‧‧饋入導體

27‧‧‧電連接器

3‧‧‧高頻阻隔單元

4‧‧‧接近感測器

200‧‧‧訊號饋入線

圖1為本發明射頻天線裝置的立體示意圖。

圖2為圖1的分解示意圖。

圖3為圖1中的局部元件的立體示意圖。

圖4為圖1中的局部元件另一視角的立體示意圖。

圖5為圖3的分解示意圖。

圖6為圖4的分解示意圖。

圖7為本發明射頻天線裝置另一實施態樣的立體示意圖。

請參閱圖1至圖7，為本發明的實施例，需先說明的是，本實施例對應附圖所提及的相關數量與外型，僅用來具體地說明本發明的實施方式，以便於了解本發明的內容，而非用來侷限本發明的保護範圍。

如圖1所示，本實施例公開一種射頻天線裝置100，用以安裝於一電子設備(圖略)中，藉以配合電子設備內的一訊號饋入線200使用。其中，上述電子設備例如是筆記型電腦、平板電腦、全球定位系統設備(GPS)、手持式行動設備(如：手機)、或是配戴式行動設備(如：手錶)。

所述射頻天線裝置100於本實施例中包括有一承載體1、一天線結構2、設置於上述承載體1的一高頻阻隔單元3、及設置於上述承載體1並且通過高頻阻隔單元3來電性連接於天線結構2的一接近感測器4(P-sensor module)。其中，所述承載體1可以是獨立的電路載板或是電子設備的電路板或背蓋，本發明在此不加以限制。

如圖2至圖4所示，本實施例的天線結構2較佳是未包含有任何電容器，但本發明不以此為限。所述天線結構2包含有一支撐架21、一軟板22、一接地導體23、一絕緣黏貼層24、一輻射體25、一饋入導體26、及一電連接器27。其中，如圖5和圖6，本實施例的支撐架21大致呈長方柱狀並包含有一頂面211、一底面212、兩個長側面213、213’、及兩個短側面214。所述支撐架21是以其底面212設置於上述承載體1上。所述軟板22可彎折地包覆在支撐架21的至少四個表面(如：上述頂面211、底面212、及兩個長側面213、213’)上。

如圖2至圖4所示，所述接地導體23具有相互分離設置的一第一耦合區塊231以及一第二耦合區塊232。所述第一耦合區塊231是形成於軟板22上，並且部分第一耦合區塊231設置於支撐架21的底面212並定義為一連接部2312，而其餘部分第一耦合區塊231未設置在支撐架21上並定義為一調整部2311。其中，所述調整部2311的主要功用在於耦合上述第二耦合區塊232，並且由於調整部2311無須設置在支撐架21上，所以能夠依據設計者需求而變更尺寸。舉例來說，為使支撐架21能夠有效地承載上述調整部2311，所述調整部2311的面積較佳是不大於支撐架21的外表面積的1/3，但本發明不受限於此。

再者，所述第二耦合區塊232設置於承載體1，並且所述第二耦合區塊232的主要功用在於耦合上述第一耦合區塊231以及用以接地。其中，本實施例第一耦合區塊231與第二耦合區塊232是位於彼此相向的位置，並且所述第二耦合區塊232較佳是位於上述第一耦合區塊231的調整部2311朝向承載體1正投影所形成的投影區域內，但本發明不以此為限。

舉例來說，如圖7所示，所述第一耦合區塊231可以與上述第二耦合區塊232大致位於相同平面上，並且所述第一耦合區塊231是與第二耦合區塊232呈彼此分離設置並且相互耦合；或者，在未繪示的實施例中，所述第二耦合區塊232也可以是位於上述第一耦合區塊231朝向承載體1正投影所形成的投影區域內，藉以使第一耦合區塊231的調整部2311與連接部2312能耦合於上述第二耦合區塊232。

所述絕緣黏貼層24設置於上述第一耦合區塊231與所述第二耦合區塊232之間，以使所述第一耦合區塊231經由絕緣黏貼層24來貼附於第二耦合區塊232，並且不影響所述第一耦合區塊231與第二耦合區塊232的相互耦合。進一步地說，所述調整部2311必然是需要被固定，而本實施例在以上述絕緣黏貼層24進行固定調整部2311的同時，還能以絕緣黏貼層24作為隔絕第一耦合區塊231與第二耦合區塊232的介電材料，藉以使調整部2311的固定作業及上述第一耦合區塊231與第二耦合區塊232的耦合作業能夠在同一步驟中實施，有效地精簡所述射頻天線裝置100的製造流程。

所述輻射體25形成於軟板22並設置於所述支撐架21的頂面211及其中一個長側面213，並且所述輻射體25連接於位在支撐架21底面212的第一耦合區塊231部位，而所述第一耦合區塊231的調整部2311遠離位在長側面213上的輻射體25部位。其中，所述輻射體25的外型與設置於支撐架21的位置，皆可依據設計者的要求而任意調整，並不受限於本實施例。

所述饋入導體26形成於軟板22並設置於支撐架21的頂面211及另一個長側面213’(如圖5)，並且所述饋入導體26連接於上述訊號饋入線200，用以供一射頻訊號饋入並能將所述射頻訊號傳送至上述輻射體25。其中，本實施例的饋入導體26與輻射體25為分離設置並且相互耦合，但不受限於此。舉例來說，在未繪示的實施例中，所述饋入導體26可以連接於輻射體25，並且於饋入導體26上設置有電容器。

所述電連接器27安裝於上述第一耦合區塊231的調整部2311上，並且電連接器27與絕緣黏貼層24分別位於所述第一耦合區塊231的(調整部2311)相反兩側。

所述高頻阻隔單元3安裝於承載體1並且電性連接於第一耦合區塊231。其中，高頻阻隔單元3於本實施例中是指能夠產生電感效應的元件或構造(如：電感器及其相連的導線、或是微帶線)。並且本實施例的高頻阻隔單元3是通過電連接器27而可分離地電性連接於第一耦合區塊231。再者，所述接近感測器4其安裝於承載體1並且電性連接於上述高頻阻隔單元3，並且所述接近感測器4經由高頻阻隔單元3而電性連接於上述第一耦合區塊231與輻射體25。

以上即為本實施例射頻天線裝置100的構造說明，而所述射頻天線裝置100的運作方式說明如下。所述輻射體25能作為感測外部物件(如：人體)的一電容電極；也可以說，所述輻射體25能作為所述接近感測器4的電容電極。因此，當所述輻射體25作為上述電容電極時，所述輻射體25能夠與外部物件之間產生依據距離而相對應變化的電容值。

再者，所述接地導體23的第一耦合區塊231與第二耦合區塊 232能夠在上述輻射體25作為電容電極時，呈現開路狀態，藉以使偵測訊號不會流經第二耦合區塊232。所述高頻阻隔單元3則是能夠在上述饋入導體26傳遞(如：耦合)射頻訊號至輻射體25時，呈現開路狀態，藉以使射頻訊號不會流至所述接近感測器4。

更詳細地說，當天線結構2之輻射體25具有感測訊號時，所述接地導體23的第一耦合區塊231與第二耦合區塊232之間具有相當於開路的高阻抗值，而高頻阻隔單元3具有相當於短路的低阻抗值，以使輻射體25能直接被作為所述接近感測器4的電容電極之用。當天線結構2饋入導體26傳遞(如：耦合)射頻訊號至輻射體25時，所述接地導體23的第一耦合區塊231與第二耦合區塊232之間具有相當於短路的低阻抗值，而高頻阻隔單元3具有相當於開路的高阻抗值，以使所述接近感測器4能夠有效地與射頻訊號隔絕，並且使請入導體26、接地導體、與輻射體25能夠傳遞射頻訊號，而作為單極天線之用。

藉此，當外部物件離所述天線結構2較遠時，則使用本實施例之射頻天線裝置100的電子設備(圖略)，其所傳輸的射頻訊號功率並不會受到接近感測器4的限制與影響。但是，當外部物件離所述天線結構2較近時，天線結構2的輻射體25與外部物件之間的電容值將對應增加，以使接近感測器4傳輸相對應之訊號給所述電子設備，藉以減少電子設備傳輸射頻訊號的功率，來降低近場的電磁輻射強度，進而令使用者近距離操作使用電子設備時，能夠符合現行法令規章所限制的射頻訊號功率大小。

此外，在另一未繪示的實施例中，所述射頻天線裝置100可以省略承載體1、支撐架21、軟板22、及絕緣黏貼層24的至少其中之一，再配合其他構件或製造方法實施。其中，所述射頻天線裝置100省略上述絕緣黏貼層24後，所述接地導體23的第一耦合區塊231與第二耦合區塊232可以是彼此相向或是設置於相同平面，並以空氣隔開。

綜上所述，本發明實施例所公開的射頻天線裝置100，其接地導體23是通過絕緣黏貼層24來接合第一耦合區塊231與第二耦合區塊232，並同時使第一耦合區塊231與第二耦合區塊232相互耦合，因而無須另行安裝會影響天線結構2之射頻輻射效果的電容器，進而可使本實施例天線結構2的元件成本能夠被降低、製造流程可以簡化、及有效地提升射頻輻射效果。

再者，本實施例的接地導體23之第一耦合區塊231、輻射體25、饋入導體26皆是形成於相同的軟板22上，而後再將軟板22彎折包覆於支撐架21，藉以能夠有效地簡化天線結構2的生產步驟，進而提升產量。

以上所述僅為本發明的優選可行實施例，並非用來侷限本發明的保護範圍，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的權利要求書的保護範圍。

Claims

一種射頻天線裝置，包括：一承載體；一天線結構，其包含：一支撐架，其設置於所述承載體上；一接地導體，其具有相互分離設置的一第一耦合區塊以及一第二耦合區塊，並且部分所述第一耦合區塊設置於所述支撐架，而所述第二耦合區塊用來接地並且設置於所述承載體；一絕緣黏貼層，其設置於所述第一耦合區塊與所述第二耦合區塊之間，以使所述第一耦合區塊貼附於所述第二耦合區塊，並且不影響所述第一耦合區塊與所述第二耦合區塊的相互耦合；一輻射體，其設置於所述支撐架並且連接於所述第一耦合區塊；及一饋入導體，其設置於所述支撐架，所述饋入導體用以供一射頻訊號饋入並能將所述射頻訊號傳送至所述輻射體；其中，所述輻射體能作為一電容電極，以使所述輻射體能與一外部物件之間產生依據距離而相對應變化的電容值；一高頻阻隔單元，其安裝於所述承載體並且電性連接於所述第一耦合區塊；以及一接近感測器，其安裝於所述承載體並且電性連接於所述高頻阻隔單元，所述接近感測器經由所述高頻阻隔單元而電性連接於所述第一耦合區塊與所述輻射體；其中，所述第一耦合區塊的至少部分未設置在所述支撐架上並定義為一調整部，所述調整部的面積不大於所述支撐架的外表面積的1/3。
如請求項1所述的射頻天線裝置，其中，所述天線結構包含有一軟板，所述接地導體的所述第一耦合區塊、所述輻射體、及所述饋入導體皆形成於所述軟板上，並且所述軟板包覆在所述支撐架的至少四個表面上。
如請求項1所述的射頻天線裝置，其中，所述天線結構具有安裝於所述調整部上的一電連接器，並且所述電連接器以及所述絕緣黏貼層分別位於所述調整部的相反兩側，所述高頻阻隔單元通過所述電連接器而可分離地電性連接於所述第一耦合區塊。
如請求項1至3中任一項所述的射頻天線裝置，其中，所述饋入導體與所述輻射體為分離設置並且能相互耦合。
如請求項4所述的射頻天線裝置，其中，所述天線結構未包含有任何電容器。
一種射頻天線裝置，包括：一天線結構，其包含：一支撐架；一接地導體，其具有相互分離設置且彼此耦合的一第一耦合區塊與一第二耦合區塊，部分所述第一耦合區塊設置於所述支撐架，並且所述第二耦合區塊用來接地；一輻射體，其設置於所述支撐架並連接於所述第一耦合區塊；及一饋入導體，其設置於所述支撐架、並用以供一射頻訊號饋入並能將所述射頻訊號傳送至所述輻射體；其中，所述輻射體能作為一電容電極，以使所述輻射體能與一外部物件之間產生依據距離而相對應變化的電容值；一高頻阻隔單元，其電性連接於所述第一耦合區塊；以及一接近感測器，其電性連接於所述高頻阻隔單元，並且所述接近感測器經由所述高頻阻隔單元而電性連接於所述第一耦合區塊與所述輻射體；其中，所述第一耦合區塊的至少部分未設置在所述支撐架上並定義為一調整部，所述調整部的面積不大於所述支撐架的外表面積的1/3。
如請求項6所述的射頻天線裝置，其中，所述天線結構包含有設置於所述第一耦合區塊與所述第二耦合區塊之間的一絕緣黏貼層，以使所述第一耦合區塊貼附於所述第二耦合區塊，並且不影響所述第一耦合區塊與所述第二耦合區塊的相互耦合。
如請求項7所述的射頻天線裝置，其中，所述天線結構具有安裝於所述第一耦合區塊上的一電連接器，並且所述電連接器與所述絕緣黏貼層分別位於所述第一耦合區塊的相反兩側，所述高頻阻隔單元通過所述電連接器而可分離地電性連接於所述第一耦合區塊。
如請求項6至8中任一項所述的射頻天線裝置，其中，所述饋入導體與所述輻射體為分離設置並且相互耦合，所述天線結構未包含有任何電容器。