包含距離感應器的天線結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種包含距離感應器的天線結構，包含一介電層，并于介電層一側設有一圖形化導電層、距離感應器及電容器，圖形化導電層包括一組形成耦合饋入天線的第一導電層及一第二導電層，第一導電層具有一第一饋電端子與信號饋入線電連接，而第二導電層具有一第二饋電端子與接地信號線電連接；距離感應器具有一與第二導電層電連接的外圍電路以及一電容轉數字電路；又電容器電連接于接地信號線與第二饋電端子之間。藉此將耦合饋入天線與距離感應器共同設計在同一電路板上，讓天線一部分作為距離感應器的電容器電極使用，有效節省空間及制作成本，并可降低天線其他部分對距離感應器產生的干擾，提升感應靈敏度。
【專利說明】包含距離感應器的天線結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種應用在筆記本電腦或手持式電子裝置中的天線結構，特指一種將耦合饋入天線與距離感應器共同設計在同一電路板上的天線結構。
【背景技術】
[0002]為控制手持式電子裝置對人體產生的輻射問題，一般在設計手持式電子裝置時，需要在無線廣域網(WffAN)的主要天線位置額外加入距離感應器(P-sensor)來感知人體接近，進而啟動功率縮減的保護機制，來降低裝置產生的輻射量值，此外，為了使感應更加精確，目前業界大多趨向使用兩個距離感應器來達成此目的。
[0003]如圖1及圖2所示，傳統筆記本電腦或手持式電子裝置的主要天線10以及距離感應器11分屬兩個不同部件，且兩者之間必須具有一間隔距離，如圖所示，一般距離感應器
11(p-sensor)的體積大小約為10毫米(mm),而主要天線10體積大約為61毫米(mm),而兩個距離感應器11又分別間距5毫米(mm)，其往往使得整個主要天線10與距離感應器11的設計長度必須長達91毫米(mm)。然而，隨著無線電通信傳輸技術的進步，現有設計方式仍有尺寸微型化的需求。
[0004]因此，遂有另一種包含距離感應器的天線結構因而問世。如圖3及圖4所示，此種天線20包含一介電基板21以及一電容式距離感應器22，所述介電基板21對置側上分別設有一第一圖案化導電層23及第二圖案化導電層24，所述第一圖案化導電層23以及第二圖案化導電層24對應呈現一倒F型天線的圖案化軌跡，并以兩電容器25、26分別電連一信號線路27以及一接地線路28，而且所述第一圖案化導電層23以及第二圖案化導電層24另外通過一電感器29耦接于所述電容式距離感應器22。
[0005]然而，此種天線結構需采用雙層圖案化導電層、多個電容器以及多個電感器才能配合距離感應器產生感應，對于將天線尺寸微型化的目的來說，尚有創新與進步的空間。
實用新型內容
[0006]本實用新型的主要目的，旨在提供一種具有距離感應器的天線結構，將耦合饋入天線與距離感應器共同合并設計在同一電路板上，讓天線的一部分直接作為距離感應器的電容器電極使用，改善現有技術中的天線與距離感應器分別為獨立部件，且距離感應器須為多個所造成的體積難以縮小的問題，有效節省空間以及制作成本。
[0007]本實用新型的次要目的在于距離感應器所連接的圖形化導電層，不直接接觸接地信號線以及信號饋入線，降低天線其他部分對距離感應器產生的干擾，有效提升距離感應器的靈敏度。
[0008]為達到所述目的，本實用新型主要是通過一傳輸線路電連接于至少一收發器電路共同形成一電子裝置內部的無線通信電路，所述傳輸線路具有一信號饋入線以及接地信號線。
[0009]本實用新型包含距離感應器的天線結構包含:一圖形化導電層、一距離感應器、一電容器以及一介電層。
[0010]于第一較佳實施例中，所述圖形化導電層設有一組形成耦合饋入天線的第一導電層以及一第二導電層，所述第一導電層具有一與所述信號饋入線電連接的第一饋電端子，而所述第二導電層具有一與所述接地信號線電連接的第二饋電端子。
[0011]所述距離感應器具有一與所述第二導電層電連接的外圍電路以及一與所述外圍電路電連接的電容轉數字電路(Capacitance to Digital Circuit);所述電容器設置于所述第二饋電端子與接地信號線之間；而所述介電層具一第一側以及一相對的第二側，所述圖形化導電層、距離感應器與電容器皆位于所述介電層的第一側。
[0012]于此一實施例中，所述第一導電層包含一第一輻射部以及一形成所述第一饋電端子的饋電部，所述第二導電層包含一平行于所述第一輻射部的第二輻射部以及一形成所述第二饋電端子的分支部；所述距離感應器的外圍電路電連接于所述分支部；而所述介電層可設為一獨立設置于所述電子裝置內部的介電基板，或是直接將所述電子裝置的保護殼當作介電層使用。
[0013]于第二較佳實施例中，所述圖形化導電層設有一組形成耦合饋入天線的第一導電層以及一第二導電層，所述第一導電層具有一第一饋電端子與所述信號饋入線電連接。
[0014]所述距離感應器，具有一與所述第二導電層電連接的外圍電路以及一與所述外圍電路電連接的電容轉數字電路，并由所述外圍電路電連接所述接地信號線；所述電容器介設于所述外圍電路與接地信號線之間；而介電層具一第一側以及一相對的第二側，所述圖形化導電層、距離感應器與電容器皆位于所述介電層的第一側。
[0015]于此一實施例中，所述第一導電層包含一第一輻射部以及一形成所述第一饋電端子的饋電部，所述第二導電層包含一平行于所述第一輻射部的第二輻射部以及一與所述外圍電路電連接的分支部。而所述介電層同樣可設為一獨立設置于所述電子裝置內部的介電基板，或是直接將所述電子裝置的保護殼當作介電層使用。
[0016]前述兩較佳實施例的實施結構雖有不同，但二者的運作原理相同，本實用新型在一第一頻率運作時，所述電容器具有一形成開路的高阻抗值，致使所述第二導電層作為所述距離感應器的電容器電極使用；而本實用新型在一第二頻率運作時，所述電容器具有一形成短路的低阻抗值，使所述第二導電層與第一導電層共同作用形成耦合型天線輻射導體。其中，所述第一頻率為IMHZ以下，而所述第二頻率為700MHZ以上。
[0017]本實用新型的優點在于將耦合饋入天線與距離感應器共同合并設計在同一電路板上，改善現有技術中的天線與距離感應器分別為獨立部件所造成的體積難以縮小的問題，有效節省空間以及制作成本。此外，距離感應器所連接的圖形化導電層，通過電容器與耦合式圖形化導電層設計，不直接與接地信號線、信號饋入線接觸，降低天線其他部分對距離感應器產生的干擾，有效提升距離感應器的靈敏度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為現有技術中的電子裝置安裝天線與距離感應器的狀態圖；
[0019]圖2為圖1中的天線與距離感應器的示意圖；
[0020]圖3是現有技術中的另一種電子裝置整合天線結構與距離感應器的示意圖；
[0021]圖4為圖3中的天線結構的立體圖；[0022]圖5為本實用新型電子裝置內部無線通信電路的示意圖；
[0023]圖6為本實用新型天線結構第一較佳實施例的示意圖；
[0024]圖7為本實用新型天線結構于低頻狀態下電容器呈開路狀態的示意圖；
[0025]圖8為本實用新型天線結構于高頻狀態下電容器呈短路狀態的示意圖；
[0026]圖9為本實用新型天線結構第二較佳實施例的示意圖。
[0027]附圖標記說明:
[0028]10主要天線；11距離感應器；20天線；21介電基板；22電容式距離感應器；23—第一圖案化導電層；24-—第二圖案化導電層；25-—電容器；26電容器；27信號線路；28接地線路；29電感器；30天線結構；31圖形化導電層；311第一導電層；312第二導電層；313第一輻射部；314饋電
部；315---第一饋電端子；316---第二福射部；317---分支部；318---第二饋電端子；
32距離感應器；321外圍電路；322電容轉數字電路；33電容器；34介電層；341第一側；342第二側；40電子裝置；50傳輸線路；51信號饋入線；52接地信號線；60收發器電路；70無線通信電路。
【具體實施方式】
[0029]為便于更進一步對本實用新型的構造、使用及其特征有更深一層明確詳實的認識與了解，現舉出較佳實施例，配合附圖詳細說明如下:
[0030]如圖5所示，本實用新型天線結構30主要安裝在一電子裝置40中，并配合一傳輸線路50連接至少一收發器電路60共同使用，以形成一作為傳輸手段的無線通信電路70。
[0031]所述電子裝置40 —般可為桌面計算機、筆記本電腦、平板計算機、攜帶型計算機、游戲播放器、音樂播放器、遠程控制機、全球定位系統設備(GPS)或手持式或佩戴式行動設備，如:手機、手表、眼鏡、耳機、垂掛件等小型器件。
[0032]所述傳輸線路50可設為同軸電纜、微帶傳輸線、帶狀傳輸線等不同樣態，其中所述傳輸線路50包含一信號饋入線51以及一接地信號線52(如圖6所示)。
[0033]所述無線通信電路70中的收發器電路60包括用于處理多個射頻通信頻帶，如WiFi通訊電路的2.4GHz及5GHz頻帶以及藍牙通訊電路的2.4GHz頻帶，或是用于蜂巢式電話電路的850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz等GSM頻帶以及2100MHz數據頻帶；除此之外，所述收發器電路60亦可包括用于無線電及電視信號的無線電路及傳呼電路。
[0034]如圖6所示第一較佳實施例，本實用新型天線結構30主要包含一圖形化導電層31、一距離感應器32、一電容器33以及一介電層34，其中，所述圖形化導電層31設有一組形成耦合饋入天線的第一導電層311以及一第二導電層312，所述第一導電層311包含一第一輻射部313以及一形成第一饋電端子315的饋電部314，所述第一饋電端子315用與所述信號饋入線51電連接；而所述第二導電層312包含一平行于所述第一輻射部313的第二輻射部316以及一形成第二饋電端子318的分支部317，所述第二饋電端子318用于與所述接地信號線52電連接。
[0035]所述距離感應器32具有一與所述第二導電層312電連接的外圍電路321以及一與所述外圍電路321電連接的電容轉數字電路322 (Capacitance to Digital Circuit),如圖所示，所述距離感應器32的外圍電路321直接電連接于所述第二導電層312的分支部317。
[0036]所述電容器33設置于所述第二饋電端子318與接地信號線52之間；而所述介電層34具一第一側341以及一相對的第二側342，所述圖形化導電層31、距離感應器32與電容器33皆位于所述介電層34的第一側341，于圖示一較佳實施例中，所述介電層34設為一獨立設置于所述電子裝置40內部的介電基板。
[0037]如圖7所示，本實用新型天線結構30處于相對低頻的第一頻率(1MHZ以下)運作時，如圖示虛線框設處，所述電容器33具有一相當于開路(open circuit)的高阻抗值,致使所述距離感應器32將第二導電層312直接作為電容器電極使用，此時，所述第一導電層311與所述第二導電層312之間并未作用。
[0038]如圖8所示，本實用新型天線結構30處于相對高頻的第二頻率(700MHZ以上)運作時，所述電容器33具有一相當于短路(short circuit)的低阻抗值,使所述第二導電層312與第一導電層311共同作用形成耦合型天線輻射導體。
[0039]本實用新型將耦合饋入圖形化導電層31與距離感應器32共同設計在同一電路板上，讓天線結構30的一部分直接作為距離感應器32的電容器電極使用，通過測量電容數值的變化可以判斷外部對象是否位于天線結構30附近。
[0040]若距離感應器32未偵側到外部對象靠近，則電子裝置40所采用傳輸射頻信號的功率將不會受到限制。但是，若距離感應器32偵測到附近有外部對象存在時，將減小傳輸射頻信號的功率來降低近場的電磁輻射強度，使電子裝置40在用戶近距離操作使用時，能夠符合現行法令規章所限制的射頻信號功率大小。
[0041]如圖9所示第二較佳實施例，本實用新型天線結構30同樣包含一圖形化導電層31、一距離感應器32、一電容器33以及一介電層34，其中所述圖形化導電層31設有一組形成率禹合饋入天線的第一導電層311以及一第二導電層312,所述第一導電層311包含一第一輻射部313以及一形成第一饋電端子315的饋電部314，所述第一饋電端子315用于與所述信號饋入線51電連接；而所述第二`導電層312包含一平行于所述第一輻射部313的第二輻射部316以及一分支部317。
[0042]所述距離感應器32具有一與所述第二導電層312電連接的外圍電路321以及一與所述外圍電路321電連接的電容轉數字電路322 (Capacitance to Digital Circuit),如圖所示，所述距離感應器32的外圍電路321除與所述第二導電層312的分支部317電連接之外，所述外圍電路321亦與所述傳輸線路50的接地信號線52互相電連接。
[0043]所述電容器33設置于所述外圍電路321與接地信號線52之間；而所述介電層34具一第一側341以及一相對的第二側342，所述圖形化導電層31、距離感應器32與電容器33皆位于所述介電層34的第一側341，于圖示一較佳實施例中，所述介電層34作為所述電子裝置40的保護殼一部分使用。
[0044]其與第一較佳實施例的差異之處在于所述接地信號線52電連接于所述電容器33與外圍電路321，然而，此一電路設計差異不影響天線結構30的運作。但是在所述第一頻率(1MHZ以下)狀態下，所述電容器33同樣具有一相當于開路的高阻抗值，致使所述距離感應器32將第二導電層312直接作為電容器電極使用；而在所述第二頻率(700MHZ以上)狀態下，所述電容器33同樣具有一相當于短路的低阻抗值，使所述第二導電層312與第一導電層311共同作用形成耦合型天線輻射導體。[0045] 以上所舉實施例僅用為方便說明本實用新型并非加以限制，在不離本實用新型精神范疇，熟悉本行業技術人員所可作的各種簡易變形與修飾，均仍應含括于本實用新型專利保護的范圍內。
【權利要求】
1.一種包含距離感應器的天線結構，通過一傳輸線路電連接于至少一收發器電路共同形成一電子裝置內部的無線通信電路，所述傳輸線路具有一信號饋入線以及接地信號線，其特征在于:所述天線結構包含: 一圖形化導電層，設有一組形成耦合饋入天線的第一導電層以及一第二導電層，所述第一導電層具有一與所述信號饋入線電連接的第一饋電端子，而所述第二導電層具有一與所述接地信號線電連接的第二饋電端子； 一距離感應器，具有一與所述第二導電層電連接的外圍電路以及一與所述外圍電路電連接的電容轉數字電路； 一電容器，設置于所述第二饋電端子與接地信號線之間；以及一介電層，具一第一側以及一相對的第二側，所述圖形化導電層、距離感應器與電容器皆位于所述介電層的第一側； 其中，所述天線結構在一第一頻率運作時，所述電容器具有一形成開路的高阻抗值，致使所述第二導電層作為所述距離感應器的電容器電極使用；而所述天線結構在一第二頻率運作時，所述電容器具有一形成短路的低阻抗值，使所述第二導電層與第一導電層共同作用形成耦合型天線輻射導體。
2.根據權利要求1所述的包含距離感應器的天線結構，其特征在于:所述介電層為一獨立介電基板或所述電子裝置的保護殼。
3.根據權利要求1所述的包含距離感應器的天線結構，其特征在于:所述第一導電層包含一第一輻射部以及一形成所述第一饋電端子的饋電部，所述第二導電層包含一平行于所述第一輻射部的第二輻射部以及一形成所述第二饋電端子的分支部。
4.根據權利要求3所述的包含距離感應器的天線結構，其特征在于:所述距離感應器的外圍電路電連接于所述分支部。
5.根據權利要求1所述的包含距離感應器的天線結構，其特征在于:所述第一頻率為IMHZ以下，而所述第二頻率為700MHZ以上。
6.一種包含距離感應器的天線結構，通過一傳輸線路電連接于至少一收發器電路共同形成一電子裝置內部的無線通信電路，所述傳輸線路具有一信號饋入線以及接地信號線，其特征在于:所述天線結構包含: 一圖形化導電層，設有一組形成耦合饋入天線的第一導電層以及一第二導電層，所述第一導電層具有一與所述信號饋入線電連接的第一饋電端子； 一距離感應器，具有一與所述第二導電層電連接的外圍電路以及一與所述外圍電路電連接的電容轉數字電路，并由所述外圍電路電連接所述接地信號線； 一電容器，設置于所述外圍電路與接地信號線之間；以及 一介電層，具一第一側以及一相對的第二側，所述圖形化導電層、距離感應器與電容器皆位于所述介電層的第一側； 其中，所述天線結構在一第一頻率運作時，所述電容器具有一形成開路的高阻抗值，致使所述第二導電層作為所述距離感應器的電容器電極使用；而所述天線結構在一第二頻率運作時，所述電容器具有一形成短路的低阻抗值，使所述第二導電層與第一導電層共同作用形成耦合型天線輻射導體。
7.根據權利要求6所述的包含距離感應器的天線結構，其特征在于:所述介電層為一獨立介電基板或所述電子裝置的保護殼。
8.根據權利要求6所述的包含距離感應器的天線結構，其特征在于:所述第一導電層包含一第一輻射部以及一形成所述第一饋電端子的饋電部，所述第二導電層包含一平行于所述第一輻射部的第二輻射部以及一與所述外圍電路電連接的分支部。
9.根據權利要求6所述的包含距離感應器的天線結構，其特征在于:所述第一頻率為IMHZ以下，而所述第二頻率 為700MHZ以上。
【文檔編號】H01Q1/22GK203674391SQ201420027925
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月16日 優先權日:2014年1月16日
【發明者】湯慶仲, 張圣鑫 申請人:臺灣立訊精密有限公司