TWM519818U - 電子裝置印刷電路板貼片天線 - Google Patents

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TWM519818U
TWM519818U TW104211323U TW104211323U TWM519818U TW M519818 U TWM519818 U TW M519818U TW 104211323 U TW104211323 U TW 104211323U TW 104211323 U TW104211323 U TW 104211323U TW M519818 U TWM519818 U TW M519818U
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Taiwan
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printed circuit
antenna
metal
housing
electronic device
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TW104211323U
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禮銓 陳
保羅X 王
安格若 羅迪尼A 高梅茲
萊恩P 布魯克斯
烏瑪 阿薩德
永光 劉
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蘋果公司
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Description

電子裝置印刷電路板貼片天線
本申請案主張2014年7月23日申請之美國專利申請案14/339,366的優先權,該申請案在此以全文引用之方式併入本文中。
本文係關於電子裝置,且更特定言之係關於帶有無線通信電路之電子裝置。
電子裝置通常包括無線通信電路。射頻收發器耦接至天線以支援與外部設備通信。在操作期間,射頻收發器使用天線來傳輸及接收無線信號。
在電子裝置內併入無線組件(諸如天線結構)可能具有挑戰性。若不注意,則天線可能比預期消耗裝置內之更多空間,可展現不令人滿意的無線效能,或可干擾裝置中之控制電路的操作。
因此將需要能夠提供改良天線以用於電子裝置。
電子裝置可具備無線電路。電子裝置可為遙控器或使用無線通信來與外部電子設備互動的其他裝置。按鈕、軌跡墊及遙控器中之其他輸入輸出裝置可用於收集來自使用者之輸入。
無線電路可包括射頻收發器電路及天線。該天線可為由貼片天線諧振元件及天線接地物形成的貼片天線。該貼片天線諧振元件可由印 刷電路板上之金屬貼片形成。金屬貼片可為由印刷電路板上之經圖案化金屬跡線形成的矩形貼片。由印刷電路板上之金屬跡線之部分形成的傳輸線可耦接至貼片天線諧振元件。狹槽可提供於貼片中來幫助貼片天線匹配傳輸線的阻抗。
天線接地物可由金屬殼體形成,該金屬殼體諸如具有處於平行於金屬貼片之平面中的平面後壁的金屬殼體。用於遙控器或其他裝置之組件可安裝在殼體中。舉例而言,軌跡墊可安裝在殼體中,印刷電路可安裝在殼體中,按鈕可安裝在殼體中,電池可安裝在殼體中,且其他電路可安裝在殼體中。
塑膠填隙片或其他介電質結構可用於將可撓性印刷電路維持在距金屬貼片所要距離處。可撓性印刷電路可耦接至軌跡墊。玻璃層或其他介電質結構可安裝在殼體之正面上且可覆蓋貼片天線諧振元件及印刷電路板上之其他結構。
射頻收發器電路可經由印刷電路上之跡線耦接至金屬貼片且可經由螺釘及殼體中之螺釘孔耦接至殼體之後壁。按鈕及其他電組件可安裝在印刷電路板上且可經由金屬貼片耦接至印刷電路板上之控制電路。電感器可插入於控制電路與按鈕之間的信號路徑中以阻斷來自射頻收發器電路之射頻信號。介電質支撐結構(諸如,帶有凹陷陣列之塑膠支撐結構)可插入於印刷電路板與金屬殼體之後壁之間。
10‧‧‧裝置
12‧‧‧殼體
12A‧‧‧前部部分
12B‧‧‧後部部分
12R‧‧‧金屬殼體後壁
14‧‧‧按鈕
16‧‧‧輸入輸出裝置
18‧‧‧埠
30‧‧‧儲存及處理電路
32‧‧‧輸入輸出裝置
34‧‧‧無線通信電路
40‧‧‧天線
40'‧‧‧貼片天線
44‧‧‧輸入輸出電路
90‧‧‧射頻收發器電路
92‧‧‧傳輸線
94‧‧‧正傳輸線
96‧‧‧接地傳輸線
98‧‧‧端子
100‧‧‧接地天線饋源端子
104‧‧‧天線接地
106‧‧‧諧振元件/天線諧振元件
120‧‧‧線
122‧‧‧方向
124‧‧‧線
126‧‧‧方向
132‧‧‧開關
134‧‧‧印刷電路基板
136‧‧‧金屬層
138‧‧‧跡線
144‧‧‧部件
146‧‧‧塗層
150‧‧‧電池
154‧‧‧印刷電路板
155‧‧‧介電質填充之空腔
160‧‧‧組件
162‧‧‧支撐結構
170‧‧‧電感器
180‧‧‧焊料
182‧‧‧電極
184‧‧‧金屬導通孔
200‧‧‧結構
202‧‧‧黏著劑
204‧‧‧按鈕部件
206‧‧‧開口
210‧‧‧開口
212‧‧‧螺釘
214‧‧‧區域
216‧‧‧狹槽
218‧‧‧邊緣
230‧‧‧跡線
232‧‧‧通孔
234‧‧‧跡線
235‧‧‧軸
236‧‧‧位置
240‧‧‧連接器
242‧‧‧可撓性印刷電路
244‧‧‧填隙片
圖1為根據一實施例的帶有無線通信電路之說明性電子裝置的透視圖。
圖2為根據一實施例的帶有無線通信電路之說明性電子裝置的示意圖。
圖3為根據一實施例的說明性天線的透視圖。
圖4為根據一實施例的說明性半球形開關的橫截面側視圖。
圖5為展示根據一實施例可如何將電子裝置中之射頻收發器電路及控制電路耦接至電子裝置中之金屬結構的圖。
圖6為根據一實施例的說明性電子裝置的橫截面側視圖。
圖7為根據一實施例的電子裝置中之按鈕及相關聯結構的橫截面側視圖。
圖8為根據一實施例的塑膠支撐結構之一部分的透視圖。
圖9為根據一項實施例的說明性電子裝置之內部部分的俯視圖。
圖10為展示螺釘可如何根據一實施例用於將印刷電路板安裝至殼體的說明性電子裝置之一部分的橫截面側視圖。
圖11為根據一實施例的圖10之螺釘的橫截面側視圖。
圖12為根據一實施例的具有帶有狹縫以進行阻抗調整的天線諧振元件的說明性印刷電路的俯視圖。
圖13為展示根據一實施例可如何使用塑膠填隙片將與組件相關聯之可撓性印刷電路維持在距印刷電路上之天線跡線充分距離處的電子裝置之一部分的橫截面側視圖。
圖1的電子裝置(諸如,裝置10)可含有無線電路。無線電路可用於與外部設備無線通信,該外部設備諸如電腦、電視、機上盒、媒體播放器、顯示器、可穿戴式裝置、蜂窩式電話或其他電子設備。電子裝置10可為遙控器或其他電子裝置(例如,攜帶型裝置、計算裝置、用於控制電腦之附件(諸如,無線軌跡墊或無線滑鼠)等)。有時在本文中作為實例描述裝置10之說明性組態,在該組態中,裝置10包括允許裝置10充當用於控制外部設備之遙控器的組件。然而,此僅為說明性的。裝置10可為任何合適的電子設備。
裝置10可含有在遠程通信頻帶(諸如蜂窩式電話頻帶)中操作的無線通信電路及在近程通信頻帶(諸如2.4GHz Bluetooth®頻帶及2.4GHz 與5GHz WiFi®無線區域網路頻帶(有時被稱作IEEE 802.11頻帶或無線區域網路通信頻帶))中操作的無線電路。裝置10亦可含有用於實施近場通信、基於光之無線通信(例如,紅外光通信及/或可見光通信)、衛星導航系統通信或其他無線通信的無線通信電路。有時在本文中作為實例描述用於裝置10之無線電路的說明性組態,在該組態中,在2.4GHz通信頻帶上執行無線通信(例如,Bluetooth®或WiFi®連結)。
如圖1中所示,裝置10可具有殼體,諸如殼體12。有時可被稱作罩殼或外殼的殼體12可由塑膠、玻璃、陶瓷、纖維複合材料、金屬(例如,不鏽鋼、鋁等)、其他合適材料或該等材料中之任何兩種或更多種的組合形成。殼體12可使用單體式組態形成,在該組態中,殼體12之一些或全部經加工或模製為單一結構,或可使用多個結構(例如,內部框架結構、形成外部殼體表面的一或多個結構等)形成。對於一個說明性組態,殼體12可包括後部部分(諸如部分12B)及前部部分(諸如前部部分12A)。後部部分12B可包括後壁(例如,平面壁)及沿該後壁之四個邊緣中之每一者延行的四個側壁。側壁可為彎曲的,可為平面的,或可具有其他合適形狀。若需要,殼體12之後部部分12B之側壁可形成後部殼體的不斷平滑延伸部分。亦可使用裝置10之殼體12之側壁垂直向上(圖1之圖中的維度Z)延伸的組態。
殼體12之前部部分12A可在殼體12之前表面的部分或全部上延伸,如圖1中所示。殼體12之前部部分12A可由塑膠或其他合適材料(例如,一或多種不同塑膠、單一種塑膠、塑膠與金屬、玻璃等)形成。介電材料(諸如,玻璃或塑膠層)用以覆蓋殼體12之前部部分12A(亦即,以形成正面殼體部分)的用途允許經由殼體12之前部傳輸及接收無線信號。金屬用以形成殼體12之後部部分12B的用途允許後部部分12B充當裝置10之電路的部分。舉例而言,後部部分12B可充當裝置10之天線中的天線接地物。
裝置10可包括按鈕,諸如按鈕14。裝置10中可存在任何合適數目之按鈕14(例如,單一按鈕14、一個以上按鈕14、兩個或兩個以上按鈕14、五個或五個以上按鈕14、六個或六個以上按鈕14等)。按鈕14可由安裝在殼體12中的半球形開關或其他開關形成。用於按鈕14之按鈕部件可由玻璃、塑膠或其他材料形成且可抵靠安裝在殼體12中之半球形開關或其他開關按壓。
按鈕14可經組織以形成方向鍵(D鍵)或其他控制鍵,可包括向上及向下按鈕,可經配置以允許功能控制(諸如媒體音量、頻道選擇、向上及向下翻頁、功能表返回/向前、後退播放、暫停播放、停止播放及向前播放、快進及快退、時段跳過、取消、輸入等),可包括數字鍵及/或字母鍵,可與機上盒、電視或其他設備之專用功能相關聯,可包括用於開啟及關閉遠端設備之電源按鈕,或可具有其他合適功能。圖1之六按鈕佈局僅為說明性的。
若需要,裝置10可包括一或多個輸入輸出裝置,諸如輸入輸出裝置16。輸入輸出裝置16可包括顯示器,諸如液晶顯示器、有機發光二極體顯示器、電泳顯示器或其他視覺輸出組件。替代地,或與視覺輸出組件組合,輸入輸出裝置16可包括觸摸感測器。舉例而言,輸入輸出裝置16可為觸控板或併有觸摸感測器陣列以從使用者收集觸摸輸入的另一組件。使用者可(例如)使用一或多個指狀物供應觸摸輸入。觸摸輸入可包括單指命令及/或多指手勢(例如,滑移、捏縮以縮放命令等)。輸入輸出裝置16之觸摸感測器陣列可包括電容式觸摸感測器陣列(亦即,輸入輸出裝置16可為形成觸控板的電容式觸摸感測器)或可包括基於其他觸摸技術(例如,電阻式觸摸、聲學觸摸、基於力之觸摸、基於光之觸摸等)之觸摸感測器組件。
諸如埠18之連接器埠可經組態以接收外部電纜上之插塞及其他附件。埠18可(例如)含有與數位資料電纜之末端上的連接器配合的連 接器。
展示可用於裝置10中的說明性組件的示意圖在圖2中得以展示。如圖2中所展示,裝置10可包括控制電路,諸如儲存及處理電路30。儲存及處理電路30可包括儲存器,諸如硬碟機儲存器、非揮發性記憶體(例如,快閃記憶體或經組態以形成固態磁碟機之其他電可程式化唯讀記憶體)、揮發性記憶體(例如,靜態或動態隨機存取記憶體)等。儲存及處理電路30中之處理電路可用於控制裝置10之操作。此處理電路可基於一或多個微處理器、微控制器、數位信號處理器、基頻處理器積體電路、特殊應用積體電路等。
儲存及處理電路30可用於在裝置10上執行軟體。舉例而言,裝置10上執行的軟體可用於處理來自使用者的輸入命令,使用輸入輸出組件諸如按鈕14、輸入輸出裝置16(輸入輸出裝置16可為觸控板或軌跡墊)及其他輸入輸出電路供應該等輸入命令。為支援與外部設備之互動,儲存及處理電路30可用於實施通信協定。可使用儲存及處理電路30實施之通信協定包括網際網路協定、無線區域網路協定(例如,IEEE 802.11協定,其有時被稱作WiFi®)、用於其他近程無線通信連結之協定(諸如,Bluetooth®協定)等。
裝置10可包括輸入輸出電路44。輸入輸出電路44可包括輸入輸出裝置32。輸入輸出裝置32可用於允許將資料供應至裝置10及允許將資料自裝置10提供至外部裝置。輸入輸出裝置32可包括使用者介面裝置、資料埠裝置及其他輸入輸出組件。舉例而言,輸入輸出裝置可包括觸控式螢幕、不具有觸摸感測器能力之顯示器、按鈕(例如按鈕14)、操縱桿、滾輪、觸控板(例如,輸入輸出裝置16)、小鍵盤、鍵盤、麥克風、攝影機、按鈕、揚聲器、狀態指示符、光源、音訊插口及其他音訊埠組件、數位資料埠裝置、光感測器、運動感測器(加速度計)、電容式感測器、接近度感測器(例如,電容式近接感測器及/或紅外光 近接感測器)、磁性感測器以及其他感測器及輸入輸出組件。
輸入輸出電路44可包括用於與外部設備無線通信的無線通信電路34。無線通信電路34可包括由一或多個積體電路形成之射頻(RF)收發器電路、功率放大器電路、低雜訊輸入放大器、被動RF組件、一或多個天線、傳輸線及用於處置RF無線信號之其他電路。無線信號亦可使用光(例如,使用紅外光通信)發送。
無線通信電路34可包括用於處置各種射頻通信頻帶之射頻收發器電路90。舉例而言,無線通信電路34可包括可處置用於WiFi®(IEEE 802.11)通信之2.4GHz及5GHz頻帶的無線區域網路收發器電路、可處置2.4GHz Bluetooth®通信頻帶的無線收發器電路、用於處置在介於700MHz與2700MHz之間的通信頻帶或其他合適頻率(作為實例)中之無線通信的蜂窩式電話收發器或其他無線通信電路。若需要,無線通信電路34可包括用於其他近程及遠程無線連結(若需要)的電路。舉例而言,無線通信電路34可包括60GHz收發器電路、用於接收電視及無線電信號之電路、傳呼系統收發器、近場通信(NFC)電路、衛星導航系統接收器電路等。在WiFi®及Bluetooth®連結及其他近程無線連結中,無線信號通常用於在數十或數百呎內傳送資料。在蜂巢式電話連結及其他遠程連結中,無線信號通常用於在數千呎或哩內傳送資料。為了省電,在一些實施例中,可能需要組態無線通信電路34,以使得射頻收發器電路90獨佔地處置近程無線連結,諸如2.4GHz連結(例如,Bluetooth®及/或WiFi®連結)。若需要,其他組態可用於無線通信電路34(例如,具有在額外通信頻帶中涵蓋範圍的組態)。
無線通信電路34可包括一或多個天線,諸如天線40。天線40可使用任何合適天線類型形成。舉例而言,天線40可為帶有諧振元件之天線,該天線由環形天線結構、貼片天線結構、倒F天線結構、狹槽天線結構、平面倒F天線結構、螺旋天線結構、該等設計之混合等形成。若 需要,天線40可為背腔式天線(例如,接地平面具有空腔形狀的天線)。貼片天線結構可經組態以展現幫助增強極化不靈敏度及幫助降低方向性靈敏度的橫向天線電流。
諸如傳輸線92之傳輸線路徑可用於將天線40耦接至射頻收發器電路90。傳輸線92可耦接至與天線40相關聯的天線饋源結構。作為一實例,天線40可形成具有天線饋源之貼片天線或其他類型之天線,該天線饋源具有正天線饋源端子(諸如端子98)及接地天線饋源端子(諸如接地天線饋源端子100)。正傳輸線94可耦接至正天線饋源端子(如端子98),且接地傳輸線96可耦接至接地天線饋源端子(如傳輸線92)。若需要,可使用其他類型之天線饋源配置。圖2之說明性饋送組態僅為說明性的。傳輸線92可包括同軸電纜路徑、微帶傳輸線、帶狀線傳輸線、邊緣耦接微帶傳輸線、邊緣耦接帶狀線傳輸線、由該等類型之傳輸線之組合形成之傳輸線等。若需要,濾波器電路、切換電路、阻抗匹配電路及其他電路可插入傳輸線內。用於阻抗匹配電路的電路可由離散組件(例如,表面黏著技術組件)形成或可由殼體結構、印刷電路板結構、塑膠支撐件上之跡線等形成。諸如該等組件之組件亦可用於形成濾波器電路。
圖3為可用於實施裝置10之天線40的說明性貼片天線結構的圖。圖3之貼片天線40'具有天線諧振元件(諸如貼片天線諧振元件106)及天線接地(接地平面)104。諧振元件106可由印刷電路上之金屬跡線、金屬箔或其他導電結構形成。諧振元件106可處於平行於接地平面(如天線接地104)的平面中。接地平面(如天線接地104)可使用印刷電路上之金屬跡線、金屬裝置殼體結構(諸如部分或完全由金屬形成之殼體中的金屬殼體後壁或金屬壁)形成,或可由其他天線接地結構形成。舉例而言,接地平面(如天線接地104)可由處於平行於含有貼片天線諧振元件106之平面的平面中的金屬殼體後壁形成。
天線諧振元件106可具有矩形形狀或其他平面(貼片)形狀且可處於圖3之水平(X-Y)平面中。諧振元件106可具有橫向維度W1及W2。維度W1及W2之值可經選擇為在所關注操作頻率下的波長的一半(用以幫助增強天線效率)或長度可低於波長的一半(用以幫助將裝置10之大小最小化)。在2.4GHz下波長之一半為約2.5吋。
圖3之軸線Y可形成諧振元件106之縱向軸線,且亦可充當裝置10及殼體12之縱向軸線(例如參看圖1)。圖3之貼片諧振元件106在維度X中之大小(例如,寬度W1)可實質上等於裝置10之寬度。諧振元件106在維度Y(例如,維度W2)中之大小可等於殼體12之長度或可小於殼體12之長度(例如,為其70%或70%以下、50%或50%以下等)。諸如高度H之垂直距離可在垂直維度Z中將貼片諧振元件106與天線接地104分離。H之量值可為2mm至3mm、1mm至5mm或其他合適大小。
對於一個合適配置,天線諧振元件貼片(如諧振元件106)可由印刷電路上之跡線形成。該等跡線可形成用於積體電路之直流(DC)接地物及印刷電路上之電組件(亦即,DC接地物)。相同跡線(亦即,DC接地物)可形成天線諧振元件貼片(如諧振元件106)。貼片天線40'可具有由正天線饋源端子(如端子98)及接地天線饋源端子100形成之天線饋源。正天線饋源端子(如端子98)可耦接至諧振元件貼片(如諧振元件106)。接地天線饋源端子100可耦接至天線接地104。
按鈕14可包括在殼體12之前壁(如前部部分12A)之各別開口中的按鈕部件。殼體12之前部部分12A可(例如)具有圓形開口,圓形塑膠或玻璃按鈕部件在被使用者按壓時在該等圓形開口中移動。每一按鈕部件可與各別電氣開關(諸如半球形開關或其他合適開關)相關聯。
圖4中展示說明性半球形開關的橫截面側視圖。如圖4中所展示,半球形開關132可具有可壓縮半球形部件,諸如部件144。部件144可由諸如塑膠之材料形成。在操作期間,使用者可在壓縮部件144的按鈕部 件上以方向Z向下按壓。此引起部件144抵靠印刷電路板154之上表面摺疊。諸如金屬塗層146之金屬片或塗層可形成於半球形部件144之內表面上。金屬塗層可使用焊料180或其他電氣耦接機構短接至印刷電路板154中之印刷電路基板134上的金屬層136(亦即,在按鈕14之開啟狀態中,金屬塗層146可短接至開關132之外電極)。當向下壓縮時,塗層146可將中心半球形開關電極182短接至由金屬層136形成的外電極。中心電極182可耦接至金屬導通孔184及水平信號跡線138。跡線138及金屬層136可耦接至儲存及處理電路30(圖2)中之按鈕控制器電路。
控制電路(如儲存及處理電路30)及射頻收發器電路90可使用圖5中所展示類型之電路耦接至金屬跡線(如金屬層136)。如圖5中所展示,控制電路(如儲存及處理電路30)可使用各別電感器L1…LN耦接至按鈕14(例如按鈕B1…BN)。電感器170可直接耦接至金屬層136。當給定開關經壓下時,開關將關閉且將經由與給定開關相關聯的電感器、經由給定開關、經由金屬層136及經由含有電感器170之路徑形成短路。電感器L1…LN及電感器170可充當低通濾波器,其阻止高頻信號(諸如與射頻收發器電路90及貼片天線40'之操作相關聯的射頻信號)干擾控制電路(如儲存及處理電路30)之操作。金屬層136可具有圖3之貼片天線諧振元件106之形狀(例如,裝配在殼體12內之矩形貼片形狀)或可具有其他合適形狀。金屬層136可同時充當天線諧振元件106及用於控制電路(如儲存及處理電路30)及按鈕14之DC接地物(DCG)。
射頻收發器電路90可使用傳輸線92耦接至貼片天線40'。傳輸線92可具有耦接至貼片天線40'之正天線饋源端子(如端子98)的正信號路徑,諸如正傳輸線94。傳輸線92亦可具有耦接至接地天線饋源端子100的接地信號路徑,諸如接地傳輸線96。端子98可耦接至由金屬層136形成的天線諧振元件106。接地天線饋源端子100可耦接至天線接地物(ANTG),該天線接地物由金屬殼體12或用於形成天線接地平面(如天 線接地104)之其他結構形成。
圖6為沿線124截取且在圖1之方向126上觀察的圖1之裝置10之橫截面側視圖。如圖6中所展示,諸如按鈕14及輸入輸出裝置16(如觸控板)之組件或由裝置10之使用者操作的其他輸入輸出裝置可沿裝置10之前部(亦即,由殼體12之前部部分12A形成的裝置10之上表面)安裝在殼體12中。可撓性印刷電路電纜或其他信號路徑可用於將電池150及裝置10中之其他組件耦接至印刷電路板154。可撓性印刷電路電纜可使用板間連接器或其他耦接機構耦接至印刷電路板154中之金屬跡線。
積體電路及其他組件(例如參看組件160,其可形成如儲存及處理電路30之控制電路及輸入輸出電路44,諸如射頻收發器電路90)可使用焊料安裝在印刷電路板154之上表面及下表面上。支撐結構162(例如,泡沫支撐結構或由空心模製塑膠或其他介電材料形成的支撐結構)可安裝至殼體12且可用於在按鈕14下方支撐印刷電路板154。
圖7展示沿線120截取且在圖1之方向122上觀察的裝置10之橫截面視圖。如圖7中所展示,貼片天線40'可由天線諧振元件106及天線接地104形成。天線諧振元件106可由金屬跡線(如金屬層136)形成。金屬跡線(如金屬層136)可由印刷電路基板上之一或多個金屬層形成。如圖7中所展示,例如,金屬跡線(如金屬層136)可形成於印刷電路板154中之印刷電路基板134之最上層上。印刷電路板154可為具有印刷電路之剛性印刷電路板(例如,印刷電路基板134可由諸如玻璃纖維填充之環氧樹脂的剛性印刷電路板材料形成)或可為可撓性印刷電路(例如,印刷電路基板134可由聚醯亞胺薄片或其他可撓性聚合物層形成)。
天線接地104可由金屬裝置結構形成,該金屬裝置結構諸如金屬殼體(例如,具有金屬殼體後壁12R之)金屬殼體12。金屬殼體後壁12R可為處於平行於金屬跡線(如金屬層136)之平面的平面中的平面金屬結構。介電質填充之空腔155(例如,充滿空氣、塑膠、泡沫或其他介 電材料之空間)可插入於諧振元件106與金屬殼體後壁12R之間且可分離諧振元件106與金屬殼體後壁12R。在貼片天線40'之操作期間,天線信號可產生在天線接地104與諧振元件106之間延伸的電場。
天線諧振元件106可由金屬或其他導電材料形成。在圖7中所展示之類型之組態(其中天線諧振元件106由諸如印刷電路板154上之印刷電路中的金屬層136之跡線形成)中,金屬層136之跡線可同時用以形成天線諧振元件106及形成用於裝置10中之非射頻電路的直流(DC)接地物。作為一實例,金屬跡線(如金屬層136)可用以攜載與諸如按鈕14之按鈕相關聯的DC按鈕信號至裝置10中之控制電路(如儲存及處理電路30)。每一按鈕14可具有電性耦接至金屬層136之相關聯開關132。圖4之開關(諸如開關132)可為半球形開關或由保護層(諸如塑膠層)覆蓋的其他開關。如圖4中所展示,每一按鈕14可具有在殼體前部部分12A中之開口206(例如,圓形孔或其他合適形狀之孔)內垂直移動的按鈕部件,諸如按鈕部件204。殼體12之前部部分12A可由玻璃薄片、由塑膠層或由其他介電質結構形成以允許貼片天線40'作用(亦即,並不阻斷與貼片天線40'相關聯的信號的介電質)。若需要,殼體12之前部部分12A(如玻璃層)可使用黏著劑202及諸如結構200之可選結構(例如,內部金屬框架、塑膠支撐結構等)附接於裝置10之殼體12之後部部分12B。
可能需要在支撐結構162中形成一或多個開口以降低天線損失且從而增強貼片天線40'之效能。作為一實例,支撐結構162可具備開口,諸如圖8之開口210。開口210可為箱形空腔,可為帶有彎曲邊緣的凹陷,可為帶有筆直邊緣或筆直及彎曲邊緣之組合的凹陷,或可具有任何其他合適形狀。開口210可形成凹口陣列(例如,含有多個列及行之凹陷陣列)或可包括隨機分佈凹口或其他開口。
圖9為在已移除玻璃殼體上層(如殼體12之前部部分12A)來暴露裝置結構的組態中之裝置10的俯視圖。如圖9中所展示,用於按鈕14 之開關132可安裝在印刷電路板154上。螺釘212可用於將印刷電路板154安裝至殼體12且可用於將印刷電路板154上的金屬跡線電性短接至殼體12。金屬跡線(如金屬層136)可形成天線諧振元件106(例如,金屬層136可為經組態以形成結合圖3之天線諧振元件106所描述之矩形貼片天線的金屬層)。無線通信電路34及其他組件(例如,儲存及處理電路30中之按鈕控制器組件)可安裝至印刷電路板154之上表面及/或下表面的區域214中。輸入輸出裝置16(如觸控板)可安裝在殼體12中與區域214重疊的位置中(作為一實例)。電池150可位於殼體12的與區域214對置的末端處。
若需要,諸如狹槽216之狹槽可形成於金屬層136中以調整天線諧振元件106之阻抗。狹槽216可(例如)平行於裝置10及殼體12之縱向軸線延行(例如,狹槽216可從金屬貼片(如金屬層136)之邊緣218向下延伸,如圖9中所展示)。可調整狹槽216之寬度及/或狹槽216之長度或與狹槽216相關聯的其他參數來幫助確保由金屬層136形成之貼片天線諧振元件之阻抗不會與傳輸線92之阻抗太相異,從而增強天線效能。
如圖10中所展示,諸如螺釘212之螺釘可用於將印刷電路板154中之金屬跡線短接至殼體12之金屬部分,諸如後部部分12B。圖11展示印刷電路板154可如何具有跡線(諸如跡線230),該等跡線排列在螺釘孔開口(諸如印刷電路板154中之通孔232)之內部。螺釘212之軸235可穿過開口(如通孔232)且可螺接至後部部分12B中之螺紋開口中或其他螺紋結構中以將螺釘212短接至天線接地104。
印刷電路板154可具有對置的上表面及下表面。印刷電路板154之上表面上之金屬跡線(如金屬層136)可用於形成天線諧振元件106。跡線(諸如跡線234)可嵌入印刷電路板154內且(若需要)可在諸如位置236之位置處短接至跡線230及螺釘212。金屬層136中之跡線及跡線234可形成傳輸線(例如,微帶傳輸線)之部分。舉例而言,金屬層136中之 跡線可形成正信號導體,且跡線234可形成接地信號導體。一般而言,任何合適的傳輸線結構可用於在裝置10中形成用於傳送天線信號的傳輸線(例如,傳輸線92)。圖11之組態僅為說明性的。
圖12為用於使用傳輸線92將射頻收發器電路90耦接至天線諧振元件106之說明性配置的俯視圖。如圖12中所展示,貼片天線40'之天線諧振元件106可由金屬貼片(如金屬層136)形成。金屬貼片(如金屬層136)可具有幫助使貼片天線40'之阻抗與傳輸線92之阻抗匹配的阻抗匹配狹槽,諸如狹槽216。傳輸線92可由正傳輸線94及接地傳輸線96(即接地跡線)形成。接地傳輸線96可位於跡線之形成正傳輸線94的一個側上或可如圖12中所展示形成於正傳輸線94之對置側上。若需要,接地傳輸線96可形成在正傳輸線94(即跡線)下方(例如,在藉由插入基板電介質層與正傳輸線94分離的印刷電路板154之層中)。
如圖12中所展示,接地傳輸線96可耦接至螺釘212,且經由螺釘212,其可耦接至充當天線接地104的金屬殼體12之後部部分12B(例如,金屬殼體後壁12R)。螺釘212可充當圖5之接地天線饋源端子100。接地天線饋源端子100及正天線饋源端子(如端子98)形成用於貼片天線40'之天線饋源。正傳輸線94與接地傳輸線96之間的間隔可為正傳輸線94之寬度的約三倍大(作為一實例)。
可能需要形成幫助阻止撓性印刷電路及其他導電結構中之金屬太靠近金屬跡線(如金屬層136)的介電質結構,因為此靠近可不利地影響天線效能。作為一實例考慮圖13之配置。圖13為裝置10之觸控板部分的橫截面側視圖。輸入輸出裝置16(如觸控板)可使用耦接至輸入輸出裝置16(如觸控板或觸摸感測器)之可撓性印刷電路(諸如可撓性印刷電路242)耦接至印刷電路板154上之連接器(諸如連接器240)。可撓性印刷電路242可含有金屬跡線。若天線跡線(如金屬層136)與可撓性印刷電路242分隔的距離D太小,則金屬跡線可影響天線效能。為 了確保天線諧振元件106之金屬跡線136與可撓性印刷電路242之間的間隔距離D之量值不會變得太小,可撓性印刷電路導引介電質(支撐)結構(諸如填隙片244)可用於阻止可撓性印刷電路242移動至太靠近金屬層136處。填隙片244可由模製塑膠或其他介電質形成且可安裝於印刷電路板154之表面上來幫助將可撓性印刷電路242維持在距天線諧振元件106充分距離處。填隙片244可模製至印刷電路板154上,可使用黏著劑、螺釘或其他附接結構附接至印刷電路板154,可由一或多個不同塑膠部件形成,或可使用其他合適支撐結構配置實施。圖13之說明性組態僅作為一實例加以呈現。
根據一實施例,提供一種電子裝置,其包括:殼體,其具有充當用於貼片天線之天線接地物的金屬壁;印刷電路,其安裝在殼體中,其中印刷電路含有處於平行於金屬壁之平面中且充當貼片天線中之天線諧振元件的金屬層;及複數個按鈕,其安裝於印刷電路板上。
根據另一實施例,該等按鈕各自具有電性耦接至金屬層的至少一個端子。
根據另一實施例,該金屬層具有至少一個狹槽。
根據另一實施例,殼體具有縱向軸線,且金屬層具有平行於縱向軸線延行的至少兩個狹槽。
根據另一實施例,該電子裝置包括在印刷電路下方之支撐結構;該支撐結構插入於印刷電路與金屬壁之間。
根據另一實施例,該支撐結構包括帶有凹陷陣列的塑膠支撐結構。
根據另一實施例,該殼體具有與印刷電路重疊的玻璃層。
根據另一實施例,該金屬壁形成殼體之後表面,且該玻璃層形成殼體之對置前表面。
根據另一實施例,該玻璃層具有複數個開口,該等開口中之每一 者接收按鈕中之各別者。
根據另一實施例,該電子裝置包括將印刷電路板上之接地跡線耦接至金屬壁的螺釘。
根據另一實施例,該電子裝置包括可撓性印刷電路及印刷電路上之介電質結構,該介電質結構阻止可撓性印刷電路太靠近金屬層。
根據另一實施例,介電質結構包括塑膠填隙片,且該電子裝置包括耦接至可撓性印刷電路之觸摸感測器。
根據另一實施例,該金屬壁形成殼體之後表面,該殼體具有形成殼體之對置前表面的玻璃層,且該玻璃層與觸摸感測器重疊。
根據另一實施例,觸摸感測器包括電容式觸摸感測器,金屬層具有狹槽,電子裝置具有帶有凹陷之塑膠支撐結構,且塑膠支撐結構插入於金屬壁與印刷電路板之間。
根據另一實施例,該電子裝置包括經由至少一個電感器耦接至按鈕的控制電路。
根據一實施例,提供一種遙控器,其包括:殼體,其具有充當用於天線之天線接地物的金屬部分;印刷電路板,其具有形成天線之天線諧振元件的金屬層;電容式觸摸感測器,其位於殼體之一端;及玻璃層,其覆蓋天線諧振元件該電容式觸摸感測器。
根據另一實施例,玻璃層具有開口陣列,且遙控器進一步包括開口中之按鈕。
根據另一實施例,該天線諧振元件包括貼片天線諧振元件。
根據一實施例,提供一種遙控器,其包括:殼體,其具有形成用於貼片天線之天線接地物的金屬殼體部分;印刷電路板;金屬貼片,其由印刷電路板上之金屬層形成,其中該金屬貼片形成貼片天線中之天線諧振元件;及電介質層,其覆蓋金屬貼片且形成殼體之正面。
根據另一實施例,電介質層包括玻璃層,且遙控器包括:按鈕, 其安裝至印刷電路板;控制電路,其安裝至經由金屬貼片耦接至按鈕的印刷電路板;可撓性印刷電路;及印刷電路板上之介電質支撐件,其維持可撓性印刷電路與金屬貼片之間的間隔。
前文僅為說明性的且在不背離所描述之實施例之範疇及精神的情況下可由熟習此項技術者作出各種修改。可個別地或以任何組合實施前文實施例。
10‧‧‧電子裝置
12‧‧‧殼體
12B‧‧‧後部部分
92‧‧‧傳輸線
106‧‧‧貼片天線諧振元件
132‧‧‧半球形開關
136‧‧‧金屬層
150‧‧‧電池
154‧‧‧印刷電路板
212‧‧‧螺釘
214‧‧‧區域
216‧‧‧狹槽
218‧‧‧邊緣

Claims (20)

  1. 一種電子裝置,其包含:一殼體,其具有充當用於一貼片天線之一天線接地物的一金屬壁;一印刷電路板,其安裝在該殼體中,其中該印刷電路板含有處於與該金屬壁平行之一平面中且充當該貼片天線中之一天線諧振元件的一金屬層;及複數個按鈕,其安裝在該印刷電路板上。
  2. 如請求項1之電子裝置,其中該等按鈕各自具有電性耦接至該金屬層的至少一個端子。
  3. 如請求項2之電子裝置,其中該金屬層具有至少一個狹槽。
  4. 如請求項2之電子裝置,其中殼體具有一縱向軸線,且其中該金屬層具有平行於該縱向軸線延行的至少兩個狹槽。
  5. 如請求項2之電子裝置,其進一步包含在該印刷電路下方之一支撐結構,其中該支撐結構插入於該印刷電路與該金屬壁之間。
  6. 如請求項5之電子裝置,其中該支撐結構包含帶有一凹陷陣列的一塑膠支撐結構。
  7. 如請求項6之電子裝置,其中該殼體具有與該印刷電路重疊的一玻璃層。
  8. 如請求項7之電子裝置,其中該金屬壁形成該殼體之一後表面,且其中該玻璃層形成該殼體之一對置前表面。
  9. 如請求項8之電子裝置,其中該玻璃層具有複數個開口,該等開口中之每一者接收該等按鈕中之一各別者。
  10. 如請求項2之電子裝置,其進一步包含將該印刷電路板上之一接地跡線耦接至該金屬壁的一螺釘。
  11. 如請求項1之電子裝置,其進一步包含:一可撓性印刷電路;及該印刷電路上之一介電質結構,其阻止該可撓性印刷電路太靠近該金屬層。
  12. 如請求項11之電子裝置,其中該介電質結構包含一塑膠填隙片,該電子裝置進一步包含耦接至該可撓性印刷電路之一觸摸感測器。
  13. 如請求項12之電子裝置,其中該金屬壁形成該殼體之一後表面,其中該殼體具有形成該殼體之一對置前表面的一玻璃層,且其中該玻璃層與該觸摸感測器重疊。
  14. 如請求項13之電子裝置,其中該觸摸感測器包含一電容式觸摸感測器,其中該金屬層具有一狹槽,其中該電子裝置具有帶有凹陷之一塑膠支撐結構,且其中該塑膠支撐結構插入於該金屬壁與該印刷電路板之間。
  15. 如請求項2之電子裝置,其進一步包含:控制電路,其經由至少一個電感器耦接至該等按鈕。
  16. 一種遙控器,其包含:一殼體,其具有充當用於一天線之一天線接地物的一金屬部分;一印刷電路板,其具有形成該天線之一天線諧振元件的一金屬層;一電容式觸摸感測器,其位於該殼體的一端;及一玻璃層,其覆蓋該天線諧振元件及該電容式觸摸感測器。
  17. 如請求項16之遙控器,其中該玻璃層具有一開口陣列,且其中該遙控器進一步包含在該等開口中之按鈕。
  18. 如請求項17之遙控器,其中該天線諧振元件包含一貼片天線諧振 元件。
  19. 一種遙控器,其包含:一殼體,其具有形成一貼片天線中之一天線接地物的一金屬殼體部分;一印刷電路板;一金屬貼片,其由該印刷電路板上之一金屬層形成,其中該金屬貼片形成該貼片天線中之一天線諧振元件;及一介電質層,其覆蓋該金屬貼片及形成該殼體之一正面。
  20. 如請求項19之遙控器,其中該介電質層包含一玻璃層,該遙控器進一步包含:一按鈕,其安裝至該印刷電路板;一控制電路,其安裝至該印刷電路板且經由該金屬貼片耦接至該按鈕;一可撓性印刷電路;及該印刷電路板上之一介電質結構,其維持該可撓性印刷電路與該金屬貼片之間的間隔。
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