專利名稱：手持裝置天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種手持裝置天線，特別是一種具單極多頻，類似共耦傳輸線形式的印刷天線導(dǎo)體，一體結(jié)合于手持裝置基板電路的載體一表面，并與匹配電路形成強(qiáng)電磁耦合天線場(chǎng)型的電路模塊設(shè)計(jì)，具有改善增益、頻寬加寬、低成本及無需考慮輻射體與手持裝置的地的平面高度間距，予以應(yīng)用于形成超薄手持裝置的手持裝置天線。
背景技術(shù)：
手持裝置如移動(dòng)電話、移動(dòng)通信PDA與智能型手機(jī)正在全球普及，扮演關(guān)鍵組件角色中的“天線”開始受到系統(tǒng)廠商的青睞，因?yàn)椤疤炀€”是在無線通訊系統(tǒng)中用來傳送與接收電磁波能量的窗口，它的電氣特性，如增益頻寬、共振特性與波長(zhǎng)等良好與否，足以影響通訊的質(zhì)量和能否通話的關(guān)鍵因素，所以有良好的天線設(shè)計(jì)，將使手持裝置獲得更佳的應(yīng)用性。
此外，隨著無線通訊的蓬勃發(fā)展且許許多多的手持裝置，如通訊產(chǎn)品均趨于小型化，更內(nèi)建增加許多的應(yīng)用功能，如MP3、照相、攝/錄像與藍(lán)牙(BLUETOOTH)功能等，導(dǎo)致增加的零組件必需占用更多的PCB配置面積，相對(duì)地，為了符合此需求，一些內(nèi)嵌式的天線也被要求小體積化。
已知，目前應(yīng)用于手持裝置的內(nèi)嵌式天線，主要如圖1所示配置于手持裝置1內(nèi)的倒F形平板天線(PIFA，Patched Inverse F Antenna)11，此形式的天線雖在符合將天線主體平面化以達(dá)到小型的目的外，于天線設(shè)計(jì)上如能有效改變平板上的幾何外型，將有機(jī)會(huì)達(dá)到雙頻甚至三頻以上的結(jié)果，這樣的天線設(shè)計(jì)在支持多頻的天線內(nèi)藏式移動(dòng)電話中相當(dāng)普遍，另外其接近全向性的輻射特性也是被用于手持裝置天線的原因之一；但，此形式的天線設(shè)計(jì)，其共振頻率不僅由平板(PATCH)長(zhǎng)度決定，亦與平板(PATCH)寬度、距離電路基板的高度等息息相關(guān)，換言之，倒F形平板天線(PIFA)雖可以有效縮短天線等效共振波長(zhǎng)，但是，基于手持裝置趨向輕、薄、短、小方向開發(fā)，在有限可配置空間限制下，往往造成天線形成的輻射體與其它平面(指其平板另側(cè)端面設(shè)定的接地面，即與手持裝置電路基板表面間)間距極短，導(dǎo)致輻射體的增益頻寬極為窄小，無法具有良好的全向性，形成于開發(fā)設(shè)計(jì)上兩難于手持裝置的傳送與發(fā)射頻段上效率的取舍，即若為解決增益頻寬窄小問題，必需提高該地平面與輻射體間距a達(dá)6mm以上，如圖2所示，而此將使手持裝置必要需求體積限制而無法達(dá)到輕、薄、短、小目標(biāo)。
另已知倒F形平板天線(PIFA)為一獨(dú)立制成組件，通過電性配置連結(jié)于手持裝置，因此，該組件的制作與配置支撐配件等的制作模具，以及配置作業(yè)等，都形成成本負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是解決上述傳統(tǒng)技術(shù)的問題，本發(fā)明以印刷型設(shè)計(jì)的單極多頻天線模塊，一體結(jié)合于手持裝置基板電路的載體一表面，并與匹配電路形成強(qiáng)電磁耦合天線場(chǎng)型的電路模塊，對(duì)應(yīng)用于手持裝置的小型化天線，改善其窄增益頻寬及輻射體與接地面間配置高度間距限制條件，以提供更簡(jiǎn)便，低廉但高效率的實(shí)用小面積平面單極天線。
本發(fā)明的另一目的是利用于一載體的至少一表面上，一體結(jié)合手持裝置基板電路及印刷型金屬天線導(dǎo)體構(gòu)成的多頻天線模塊，以構(gòu)成一手持裝置基板結(jié)構(gòu)予以應(yīng)用于制成超薄手持裝置。
本發(fā)明的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)，、一種手持裝置天線，包括一通信模塊；至少一多轉(zhuǎn)折的金屬天線導(dǎo)體，形成于該通信模塊一載板至少一表面，以構(gòu)成至少一多頻天線模塊。
本發(fā)明的手持裝置天線，應(yīng)用印刷技術(shù)以多轉(zhuǎn)折設(shè)計(jì)、類似共耦傳輸線形式，將金屬天線導(dǎo)體披覆于已配設(shè)有形成通信模塊的手持裝置基板電路，高介電系數(shù)的一載板的至少一表面通過一饋入點(diǎn)饋入該通信模塊，通過匹配電路連結(jié)以形成一單極天線線路結(jié)構(gòu)，以改善增益頻寬窄小、輻射體與手持裝置的地的平面高度間距要求限制，導(dǎo)致手持裝置厚度薄型化的主流設(shè)計(jì)趨勢(shì)得以實(shí)現(xiàn)。
下面結(jié)合附圖以一較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖1是已知倒F形平板天線(PIFA)配置于手持裝置的俯視示意圖；圖2是已知倒F形平板天線(PIFA)配置于手持裝置的側(cè)視示意圖；圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)俯視示意圖；圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的電路架構(gòu)方塊圖；圖5是本發(fā)明應(yīng)用于GSM940MHz的2D天線場(chǎng)型及TRP量測(cè)圖；圖6是本發(fā)明應(yīng)用于DCS1800MHz的2D天線場(chǎng)型及TRP量測(cè)圖；圖7是本發(fā)明應(yīng)用于PCS1900MHz的2D天線場(chǎng)型及TRP量測(cè)圖；圖8是本發(fā)明應(yīng)用于GSM940MHz所形成的3D天線場(chǎng)型量測(cè)圖；圖9是本發(fā)明的電壓駐波比(VSWR)實(shí)測(cè)圖；圖10是本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
附圖標(biāo)記說明1手持裝置；11倒F形平板天線；2通信模塊；3多頻天線模塊；21載板；22第一板區(qū)；23第二板區(qū)；31天線導(dǎo)體；32缺槽；33線路結(jié)構(gòu)；34輻射區(qū)；35饋入點(diǎn)；36、37、38-分支。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖3、圖4所示的本發(fā)明的手持裝置天線一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與電路架構(gòu)方塊示意圖。如圖所示本發(fā)明的手持裝置天線應(yīng)用于一GSM三頻(GSM900、DCS1800、PCS1900)手持裝置，如移動(dòng)電話、具信號(hào)傳輸功能的PDA、智能型手機(jī)等之一。該裝置主要包括一通信模塊2及一結(jié)合于該通信模塊2一載板21的多頻天線模塊3，以構(gòu)成一具寬增益頻寬、無需考慮輻射體與手持裝置的地的平面高度間距的小型化多頻段PCB/FPC天線，以形成超薄手持裝置。
上述所提的通信模塊2具有一載板21，以及電性布設(shè)于該載板21至少一表面的手持裝置基板電路與匹配電路，如諧振電路(該二電路的電路與被動(dòng)組件布設(shè)為一般設(shè)計(jì)，故于圖中示出)。
該載板21在本實(shí)施例結(jié)構(gòu)中由FR4材料構(gòu)成，具高介電系數(shù)的手持裝置印刷電路基板(PCB，Printed Circuit Board)，包含提供上述手持裝置基板電路與匹配電路布設(shè)的第一板區(qū)22，以及提供上述多頻天線模塊3形成的第二板區(qū)23。
上述載板21亦可使用其它，如軟性印刷電路基板(FPC，F(xiàn)lexible PrintedCircuit)，提供上述手持裝置基板電路、諧振電路及多頻天線模塊3一體結(jié)合布設(shè)。
所述的多頻天線模塊3，利用至少一金屬天線導(dǎo)體31，通過印刷技術(shù)以復(fù)轉(zhuǎn)折設(shè)計(jì)披覆于該載板21至少一表面，并形成布設(shè)于曲折的金屬天線導(dǎo)體31間的缺槽32構(gòu)成一線路結(jié)構(gòu)33，此線路結(jié)構(gòu)定義出一輻射區(qū)34與一饋入點(diǎn)35以饋送信號(hào)進(jìn)入通信模塊2，形成單極天線線路，以于該饋入點(diǎn)35輸入發(fā)射訊號(hào)后激發(fā)天線的輻射場(chǎng)型，并將發(fā)射訊號(hào)輻射發(fā)出。該多頻天線模塊3還包括利用印刷型多層載板21設(shè)計(jì)的多分支(Multi-arms)36、37、38，形成多頻段，如GSM三頻段(GSM900、DCS1800、PCS1900)的信號(hào)傳輸頻段布設(shè)。
請(qǐng)參閱圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示的本發(fā)明手持裝置天線分別于GSM940MHz、DCS1800 MHz、PCS1900 MHz的2D天線場(chǎng)型及TRP(TotalRadiation Power)的量測(cè)圖，于GSM940MHz所形成的3D天線場(chǎng)型量測(cè)圖，以及電壓駐波比(VSWR)實(shí)測(cè)圖。如圖所示本發(fā)明的手持裝置天線，由于多頻天線模塊3與通信模塊2一體結(jié)合于一載板21的一表面，該載板21另相對(duì)一表面又非接地面設(shè)計(jì)，因此所激發(fā)形成的天線輻射場(chǎng)型(Antenna RadiationPattern)非常接近于均向分布(Omini-directrion)，此為手持裝置應(yīng)用所需的最佳天線輻射場(chǎng)型，可減少信號(hào)傳播死角。
由于上述多頻天線模塊3為一PCB或FPC天線，并直接一體結(jié)合于通信模塊2，具高介電系數(shù)的載板21一表面上，能縮小天線共振波長(zhǎng)，并利用匹配電路，如諧振電路間電磁強(qiáng)耦合的等效電容效應(yīng)，形成多頻共振與縮小天線面積，搭配單饋入點(diǎn)設(shè)計(jì)形成的單極天線，讓天線的共振特性小于已知天線，以形成較大的增益頻寬。
同時(shí)，本發(fā)明該P(yáng)CB或FPC天線設(shè)計(jì)的多頻天線模塊3，易與所有手持裝置的基板電路的IC、被動(dòng)組件等整合，同時(shí)制作于同一載板21，減少模具與電性結(jié)合成本，更無已知倒F形平板天線(PIFA)與接地端高度限制，能予以應(yīng)用并直接降低手持裝置厚度，制作輕、薄、短、小的超薄手持裝置。
請(qǐng)參閱圖10所示的本發(fā)明的手持裝置天線另一實(shí)施例示意圖。如圖所示本實(shí)施例與上述圖3、圖4大致相同，所不同處在于該金屬天線導(dǎo)體31，通過印刷技術(shù)以類似共耦傳輸線形式披覆于該載板21至少一表面的線路結(jié)構(gòu)33布設(shè)型式。
上述二具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)中，該手持裝置為一直立、滑蓋、貝殼翻蓋式等型式設(shè)計(jì)薄型手持裝置之一，且該印刷天線位于該手持裝置的上、下方的其一位置。
以上詳細(xì)說明是針對(duì)本發(fā)明的一可行實(shí)施例的具體說明，但是該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的范圍，因此凡未脫離本發(fā)明精神所為的等效實(shí)施或變更，例如等變化的等效性實(shí)施例，均應(yīng)包含于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種手持裝置天線，包括一通信模塊；至少一多轉(zhuǎn)折的金屬天線導(dǎo)體，形成于該通信模塊一載板至少一表面，以構(gòu)成至少一多頻天線模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的手持裝置天線，其特征在于，該通信模塊具有一載板及形成于該載板至少一表面的手持裝置基板電路。
3.如權(quán)利要求2所述的手持裝置天線，其特征在于，該手持裝置為移動(dòng)電話、具信號(hào)傳輸功能的PDA、智能型手機(jī)之一。
4.如權(quán)利要求1所述的手持裝置天線，其中，該多頻天線模塊為印刷電路板(PCB)天線、軟性印刷電路板(FPC)天線之一。
5.如權(quán)利要求1所述的手持裝置天線，其特征在于，該多頻天線模塊還包括由一饋入點(diǎn)饋入上述通信模塊形成的單極天線線路結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的手持裝置天線，其特征在于，多頻天線模塊還包括一連結(jié)于該多頻天線模塊匹配的諧振電路，形成于上述載板一表面，以形成電磁強(qiáng)耦合的天線場(chǎng)型。
7.一種具印刷天線的超薄手持裝置，包括一載板；電性連接于上述載板的手持裝置基板電路；至少多個(gè)類似共耦合傳輸線的金屬天線導(dǎo)體，形成于該載板至少一表面，以構(gòu)成至少一多頻天線模塊。
8.如權(quán)利要求7所述的具印刷天線的超薄手持裝置，其特征在于，該多頻天線模塊還包括由一饋入點(diǎn)饋入上述通信模塊形成單極天線線路結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求7所述的具印刷天線的超薄手持裝置，其特征在于，該多頻天線模塊還包括一連結(jié)于該多頻天線模塊的匹配電路，形成于上述載板一表面，以形成電磁強(qiáng)耦合現(xiàn)象的天線場(chǎng)型。
10.如權(quán)利要求7所述的具印刷天線的超薄手持裝置，其特征在于，該多頻天線模塊為印刷電路板(PCB)天線、軟性印刷電路板(FPC)天線之一。
11.如權(quán)利要求7所述的具印刷天線的超薄手持裝置，其特征在于，該手持裝置為移動(dòng)電話、具信號(hào)傳輸功能的PDA、智能型手機(jī)之一。
12.如權(quán)利要求7所述的具印刷天線的超薄手持裝置，其特征在于，該手持裝置為一直立、滑蓋、貝殼翻蓋等型式的薄型手持裝置之一，且該印刷天線位于該手持裝置的上、下方的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種手持裝置天線，包括一通信模塊及一結(jié)合于該通信模塊一載板的多頻天線模塊，于該通信模塊一載板表面形成有手持裝置基板電路，所述多頻天線模塊利用至少一類似共耦傳輸線形式的金屬天線導(dǎo)體，通過印刷技術(shù)披覆于具高介電系數(shù)的載板至少一表面，并由一饋入點(diǎn)饋入通信模塊，通過一匹配電路連結(jié)形成一單極天線線路結(jié)構(gòu)，并通過該匹配電路以形成電磁強(qiáng)耦合的天線輻射場(chǎng)型使發(fā)射信號(hào)輻射發(fā)出，藉以解決增益頻寬窄小、輻射體與手持裝置的地的平面高度間距要求限制及導(dǎo)致應(yīng)用于手持裝置厚度無法更薄型化等問題。
文檔編號(hào)H01Q9/30GK1893179SQ20051008299
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2005年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月8日
發(fā)明者胡正南, 戴郁書, 陳立 申請(qǐng)人:福訊通訊股份有限公司