專利名稱：環形天線的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種環形天線，尤其是指一種內置于電子設備且工作在ISM(Industry，Science，Medicine)頻帶下的環形天線。
對于應用有天線相關設計的電子裝置而言，隨著電子裝置微型化及設計簡化的趨勢，包括內置式天線在內的各種組件體積相應也有微型化及標準化的需求。但是，由于天線必需具備一定的工作性能要求，而為維持特定的電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)以符合業界規格標準，天線必須具有一定的尺寸長度，以符合特定工作頻帶的需求。但天線體積的縮小除導致結構不易設計外，還會導致其上電路設計的復雜性。如美國專利第5,767,813號所示，其利用在電路板上構成環形天線以達到上述目的。請參照
圖1，該專利提供一種帶平面基座的小型環形天線4，包括有輻射裝置41、阻抗匹配網絡42及與電路板相連接的連接器43，其中輻射裝置41包括延伸于底部平面的導電平面基座411及導電環412，并且前述導電環412與導電平面基座411相連接，使電流在導電環412與導電平面基座411之間形成環路，而形成一環形天線4，并以此天線形式達到電子裝置微型化的需求。但是，前述環形天線需額外設置連接器43及導電環412，仍不利于天線小型化及設計的簡單化。再者，當應用在已具有內置式主天線(該天線為標準件)的電子裝置(如筆記本電腦)時，天線的性能常受到實際應用環境(如筆記本電腦復雜且狹小的空間)的限制，而使共振頻帶內的性能不易達到標準規格，且因其結構整體固定，而無法運用上述設計適當調整其間所形成的環形天線工作頻帶。
本發明目的在于提供一種不改變原裝設在電子裝置內的主天線尺寸，而可將原平面式單極天線形態轉換為環形天線形態，以有效減小天線體積的設計。
本發明的另一目的在于提供一種可在不改變原主天線尺寸的條件下，可調整天線工作頻帶的設計，以適應不同環境的要求。
本發明的又一目的在于提供一種天線的設計方法，既能使天線在共振頻帶內性能符合業界規格標準，又能減小天線占用空間。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的本發明環形天線，包括金屬導體及設在金屬導體上的主天線電路板和輔助電路板，其中輔助電路板上設有感應裝置，感應裝置由印蝕線路及與印蝕線路電性連接的金屬延伸導線組成，利用感應裝置的電場感應將主天線電路板上的平面式單極天線的高頻能量感應至輔助電路板而形成環路，以達到將單極天線形態轉換為環形天線形態。
依據上述主要特征，本發明環形天線可通過改變輔助電路板上的金屬延伸導線的長度，在不改變原主天線電路板的條件下，調整天線工作頻帶，以滿足不同應用環境的要求。
相較于現有技術，本發明環形天線，由于利用電場感應形成，因此不須額外設置導電裝置及連接器，從而有利于天線小型化及簡單化設計。同時，本發明環形天線的設計可適當調整其間所形成的環形天線工作頻帶，使同一環形天線可適用于不同的應用需求。
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。
圖1為現有環形天線的示意圖。
圖2為本發明一實施例應用在筆記本電腦上時的示意圖。
圖3為圖2的局部放大圖，其顯示本發明主天線電路板與輔助電路板組裝在筆記本電腦樞軸上時所形成的環形天線。
圖4為圖3所示實施例中的主天線電路板的立體示意圖。
圖5為圖3所示實施例中的輔助電路板的立體示意圖。
圖6為圖3所示實施例的組裝示意圖(一)。
圖7為圖3所示實施例的組裝示意圖(二)。
圖8為圖2所示實施例當筆記本電腦的蓋體處于開啟狀態時，本發明環形天線的工作性能測量表。
圖9為圖2所示實施例當筆記本電腦的蓋體處于閉合狀態時，本發明環形天線的工作性能測量表。
圖10為圖2所示實施例當筆記本電腦的蓋體處于開啟狀態時，本發明環形天線的金屬延伸導線與工作頻帶關系的工作性能測量表。
圖11為圖2所示實施例當筆記本電腦的蓋體處于開啟狀態時，本發明環形天線的金屬延伸導線與工作頻帶關系的另一工作性能測量表。
請參照圖2至圖5所示，本發明環形天線2包括金屬導體、設置有饋線212的主天線電路板21、輔助電路板22。其中金屬導體在本實施例中為設置在筆記本電腦1的蓋體11與座體12之間的樞軸13，主天線電路板21和輔助電路板22則設在所述樞軸13的相鄰兩側，饋線212從主天線電路板21上延伸出來。
主天線電路板21呈縱長板狀構造，其一側表面鋪設有連續彎折的第一印蝕線路211，相對的另一側表面則鋪設有第一金屬鍍層214。其中第一印蝕線路211用以與饋線212內的內蕊線相導接，第一金屬鍍層214則用以與所述內蕊線外包覆的屏蔽層相焊接，以形成接地回路。
輔助電路板22也呈縱長板狀構造，其上設有感應裝置，在本實施例中感應裝置為設于輔助電路板22一側面的第二印蝕線路222及與第二印蝕線路222電性相連的金屬延伸導線24，其長度以L表示。另外輔助電路板22上設有與第二印蝕線路222位于同一側表面且彼此電性相連的第二金屬鍍層224。
饋線23在本實施例中為一同軸線纜，其主要將高頻信號導入環形天線。主要包括有內蕊線及包覆在內蕊線外屏蔽用的遮蔽層，其中內蕊線的一端穿過主天線電路板21而與第一印蝕線路211相焊接，而在該處的遮蔽層則焊接在第一金屬鍍層214上。另外在饋線23另一端則組接有一連接器(未圖標)，以形成一線纜組合，進而與筆記本電腦1內主機板上所設的配合連接器配接(未圖標)。
請參照圖2及圖6、圖7所示，當將本發明應用于筆記本電腦1上時，主天線電路板21可由螺絲(未圖標)穿過第一螺孔213固定在筆記本電腦1的樞軸13的一表面上，而輔助電路板22則由另一螺絲(未圖標)穿過第二螺孔223固定在筆記本電腦1的樞軸13上與主天線電路板21相鄰的另外一表面，這樣，主天線電路板21的第一金屬鍍層214與輔助電路板22的第二金屬鍍層224通過樞軸13電性導接，并且輔助電路板22的金屬延伸導線221朝主天線電路板21所在的平面彎折延伸。這樣，主天線電路板21及設在主天線電路板21上的饋線212與樞軸(用以接地)13所組成的平面式單極天線即可通過電場感應將主天線電路板21上的高頻能量感應至輔助電路板22上，而在主天線電路板21與輔助電路板22上形成一天線環路3(參照圖3)。通過此方式達到將平面式單極天線組態轉換為環形天線組態以達到在既定頻帶下可縮小天線所占的體積的目的。
請參照圖8所示，當筆記本電腦1的蓋體11相對于座體12處于開啟狀態且環形天線2工作在2346-2617 MHZ頻帶時，環形天線2滿足駐波比小于2.0的業界規格標準。
請參照圖9所示，當筆記本電腦1的蓋體11相對于座體12處于閉合狀態且環形天線2工作在2326-2601 MHZ頻帶時，環形天線2也符合駐波比小于2.0的業界規格標準。
請參照圖10及圖11所示，在筆記本電腦1的蓋體11相對于座體12處于開啟狀態時，當輔助電路板22的金屬延伸導線221長度L＝14mm時，該環形天線2頻帶為2063-2486 MHZ；當L＝13mm時，該環形天線2頻帶為2133-2513 MHZ；當L＝12mm時，該環形天線2頻帶為2164-2551 MHZ；當L＝11mm時，該環形天線2頻帶為2300-2573 MHZ，工作在ISM頻帶的環形天線2均符合駐波比小于2.0的業界規格標準。當L＝14mm和L＝13mm時，工作在ISM頻帶的環形天線2亦均符合駐波比小于2.0的業界規格標準，這樣，本發明還可達到在不改變原主天線電路板21尺寸的條件下，通過調整金屬延伸導線221的長度L的值有效調整環形天線2的工作頻帶，以滿足不同的需求。
從圖8至圖11所示的實際量測結果可知，不論筆記本電腦的蓋體處于開啟還是閉合的狀態下，由平面式單極天線轉換而成的環形天線在ISM頻帶寬度時滿足駐波比皆小于2.0(業界標準)。同時，還可通過調整金屬延伸導線221的長度L控制頻帶位置。本發明可用作無線區域網(Wireless LAN)及藍芽(Bluetooth)等無線通訊模塊的發射/接收天線，且可充分利用筆記本電腦內的有效空間。
權利要求
1.一種環形天線，包括有金屬導體、設置于所述金屬導體的第一表面且具有一饋線的主天線電路板、設置于所述金屬導體第二表面的輔助電路板，其特征在于輔助電路板上設有感應裝置，通過感應裝置的電場感應在主天線電路板與輔助電路板之間形成天線環路。
2.根據權利要求1所述的環形天線，其特征在于其中感應裝置由設在輔助電路板上的第二印蝕線路及與第二印蝕線路電性連接的金屬延伸導線組成。
3.根據權利要求2所述的環形天線，其特征在于其中主天線電路板和輔助電路板上分別設有第一金屬鍍層及第二金屬鍍層以與金屬導體電性導接。
4.根據權利要求3所述的環形天線，其特征在于其適用頻帶可通過前述金屬延伸導線的長度來調整。
5.根據權利要求4所述的環形天線，其特征在于其中主天線電路板的饋線具有內蕊線及包覆其外的遮蔽層，在主天線電路板上的第一金屬鍍層的相對表面設有第一印蝕線路，而饋線一端的內蕊線及遮蔽層則分別焊接在前述第一印蝕線路及第一金屬鍍層上。
6.根據權利要求5所述的環形天線，其特征在于其中主天線電路板與輔助電路板設在金屬導體的相鄰二表面上。
7.根據權利要求6所述的環形天線，其特征在于上述環形天線工作在ISM頻帶。
8.一種應用在電子裝置上的環形天線，包括有設置在電子裝置內的金屬導體、感應裝置以及內置于電子裝置且具有饋線的主天線電路板，其特征在于主天線電路板呈平面單極天線組態，感應裝置可通過電場感應在金屬導體、主天線電路板與感應裝置之間構成一環形天線組態。
9.根據權利要求8所述的環形天線，其特征在于其中金屬導體上設有輔助電路板，感應裝置由設于輔助電路板一側的第二印蝕線路及與第二印蝕線路電性連接的金屬延伸導線組成。
10.根據權利要求9所述的環形天線，其特征在于其中主天線電路板上設有第一金屬鍍層以與金屬導體電性導接。
11.根據權利要求10所述的環形天線，其特征在于所述環形天線的適用頻帶可通過改變前述金屬延伸導線的長度來調節。
12.根據權利要求11所述的環形天線，其特征在于其中主天線電路板的饋線具有內蕊線及包覆其外的遮蔽層，在主天線電路板的第一金屬鍍層的相對表面設有第一印蝕線路，而饋線一端的內蕊線及遮蔽層則分別焊接在前述第一印蝕線路及第一金屬鍍層上。
13.根據權利要求12所述的環形天線，其特征在于上述環形天線工作于ISM頻帶。
14.一種環形天線，包括有平面式單極天線及感應裝置，其特征在于平面式單極天線通過感應裝置形成環形天線組態，且前述環形天線組態的工作頻帶可以調節。
15.根據權利要求14所述的環形天線，其特征在于其中感應裝置由第二印蝕線路及金屬延伸導線組成。
16.根據權利要求15所述的環形天線，其特征在于其中工作頻帶通過金屬延伸導線的長度來調整。
17.一種便攜式電子裝置，包括有蓋體、座體、設在蓋體與座體之間且具有第一表面及第二表面的金屬樞軸，以及設在前述金屬樞軸第一表面且具有饋線的主天線電路板和設在前述金屬樞軸第二表面的輔助電路板，其特征在于輔助電路板具有感應裝置，并通過電場感應方式在主天線電路板與輔助電路板之間形成天線環路。
18.根據權利要求17所述的便攜式電子裝置，其特征在于其中感應裝置由第二印蝕線路及與第二印蝕線路電性連接的金屬延伸導線組成。
19.根據權利要求18所述的便攜式電子裝置，其特征在于其中主天線電路板和輔助電路板上分別設有第一金屬鍍層及第二金屬鍍層以與金屬樞軸電性導接。
20.根據權利要求19所述的便攜式電子裝置，其特征在于其中主天線電路板的饋線一端電性連接主天線電路板，另一端則電性連接至便攜式電子裝置的主機電路板。
21.根據權利要求20所述便攜式電子裝置，其特征在于其中主天線電路板與輔助電路板設在金屬樞軸的相鄰二面上。
22.根據權利要求21所述的便攜式電子裝置，其特征在于該環形天線工作于ISM頻帶。
全文摘要
一種環形天線,包括金屬導體及設在金屬導體上的主天線電路板和輔助電路板,其中輔助電路板上設有一金屬延伸導線,利用電場感應可將由主天線電路板、電性連接于主天線電路板及電子裝置之間的饋線等所形成的平面式單極天線轉換成環形天線形態,且所述金屬延伸導線的長度可根據不同應用場合調整,用以調整所形成的環形天線的工作頻帶。
文檔編號H01Q1/22GK1350345SQ0013154
公開日2002年5月22日 申請日期2000年10月24日 優先權日2000年10月24日
發明者蔡賜男, 沈祥輝, 戴新國, 鄭昆德 申請人:富士康(昆山)電腦接插件有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司