包含距离感应器的天线结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种包含距离感应器的天线结构，包含一介电层，并于介电层一侧设有一图形化导电层、距离感应器及电容器，图形化导电层包括一组形成耦合馈入天线的第一导电层及一第二导电层，第一导电层具有一第一馈电端子与信号馈入线电连接，而第二导电层具有一第二馈电端子与接地信号线电连接；距离感应器具有一与第二导电层电连接的外围电路以及一电容转数字电路；又电容器电连接于接地信号线与第二馈电端子之间。藉此将耦合馈入天线与距离感应器共同设计在同一电路板上，让天线一部分作为距离感应器的电容器电极使用，有效节省空间及制作成本，并可降低天线其他部分对距离感应器产生的干扰，提升感应灵敏度。
【专利说明】包含距离感应器的天线结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种应用在笔记本电脑或手持式电子装置中的天线结构，特指一种将耦合馈入天线与距离感应器共同设计在同一电路板上的天线结构。
【背景技术】
[0002]为控制手持式电子装置对人体产生的辐射问题，一般在设计手持式电子装置时，需要在无线广域网(WffAN)的主要天线位置额外加入距离感应器(P-sensor)来感知人体接近，进而启动功率缩减的保护机制，来降低装置产生的辐射量值，此外，为了使感应更加精确，目前业界大多趋向使用两个距离感应器来达成此目的。
[0003]如图1及图2所示，传统笔记本电脑或手持式电子装置的主要天线10以及距离感应器11分属两个不同部件，且两者之间必须具有一间隔距离，如图所示，一般距离感应器
11(p-sensor)的体积大小约为10毫米(mm),而主要天线10体积大约为61毫米(mm),而两个距离感应器11又分别间距5毫米(mm)，其往往使得整个主要天线10与距离感应器11的设计长度必须长达91毫米(mm)。然而，随着无线电通信传输技术的进步，现有设计方式仍有尺寸微型化的需求。
[0004]因此，遂有另一种包含距离感应器的天线结构因而问世。如图3及图4所示，此种天线20包含一介电基板21以及一电容式距离感应器22，所述介电基板21对置侧上分别设有一第一图案化导电层23及第二图案化导电层24，所述第一图案化导电层23以及第二图案化导电层24对应呈现一倒F型天线的图案化轨迹，并以两电容器25、26分别电连一信号线路27以及一接地线路28，而且所述第一图案化导电层23以及第二图案化导电层24另外通过一电感器29耦接于所述电容式距离感应器22。
[0005]然而，此种天线结构需采用双层图案化导电层、多个电容器以及多个电感器才能配合距离感应器产生感应，对于将天线尺寸微型化的目的来说，尚有创新与进步的空间。
实用新型内容
[0006]本实用新型的主要目的，旨在提供一种具有距离感应器的天线结构，将耦合馈入天线与距离感应器共同合并设计在同一电路板上，让天线的一部分直接作为距离感应器的电容器电极使用，改善现有技术中的天线与距离感应器分别为独立部件，且距离感应器须为多个所造成的体积难以缩小的问题，有效节省空间以及制作成本。
[0007]本实用新型的次要目的在于距离感应器所连接的图形化导电层，不直接接触接地信号线以及信号馈入线，降低天线其他部分对距离感应器产生的干扰，有效提升距离感应器的灵敏度。
[0008]为达到所述目的，本实用新型主要是通过一传输线路电连接于至少一收发器电路共同形成一电子装置内部的无线通信电路，所述传输线路具有一信号馈入线以及接地信号线。
[0009]本实用新型包含距离感应器的天线结构包含:一图形化导电层、一距离感应器、一电容器以及一介电层。
[0010]于第一较佳实施例中，所述图形化导电层设有一组形成耦合馈入天线的第一导电层以及一第二导电层，所述第一导电层具有一与所述信号馈入线电连接的第一馈电端子，而所述第二导电层具有一与所述接地信号线电连接的第二馈电端子。
[0011]所述距离感应器具有一与所述第二导电层电连接的外围电路以及一与所述外围电路电连接的电容转数字电路(Capacitance to Digital Circuit);所述电容器设置于所述第二馈电端子与接地信号线之间；而所述介电层具一第一侧以及一相对的第二侧，所述图形化导电层、距离感应器与电容器皆位于所述介电层的第一侧。
[0012]于此一实施例中，所述第一导电层包含一第一辐射部以及一形成所述第一馈电端子的馈电部，所述第二导电层包含一平行于所述第一辐射部的第二辐射部以及一形成所述第二馈电端子的分支部；所述距离感应器的外围电路电连接于所述分支部；而所述介电层可设为一独立设置于所述电子装置内部的介电基板，或是直接将所述电子装置的保护壳当作介电层使用。
[0013]于第二较佳实施例中，所述图形化导电层设有一组形成耦合馈入天线的第一导电层以及一第二导电层，所述第一导电层具有一第一馈电端子与所述信号馈入线电连接。
[0014]所述距离感应器，具有一与所述第二导电层电连接的外围电路以及一与所述外围电路电连接的电容转数字电路，并由所述外围电路电连接所述接地信号线；所述电容器介设于所述外围电路与接地信号线之间；而介电层具一第一侧以及一相对的第二侧，所述图形化导电层、距离感应器与电容器皆位于所述介电层的第一侧。
[0015]于此一实施例中，所述第一导电层包含一第一辐射部以及一形成所述第一馈电端子的馈电部，所述第二导电层包含一平行于所述第一辐射部的第二辐射部以及一与所述外围电路电连接的分支部。而所述介电层同样可设为一独立设置于所述电子装置内部的介电基板，或是直接将所述电子装置的保护壳当作介电层使用。
[0016]前述两较佳实施例的实施结构虽有不同，但二者的运作原理相同，本实用新型在一第一频率运作时，所述电容器具有一形成开路的高阻抗值，致使所述第二导电层作为所述距离感应器的电容器电极使用；而本实用新型在一第二频率运作时，所述电容器具有一形成短路的低阻抗值，使所述第二导电层与第一导电层共同作用形成耦合型天线辐射导体。其中，所述第一频率为IMHZ以下，而所述第二频率为700MHZ以上。
[0017]本实用新型的优点在于将耦合馈入天线与距离感应器共同合并设计在同一电路板上，改善现有技术中的天线与距离感应器分别为独立部件所造成的体积难以缩小的问题，有效节省空间以及制作成本。此外，距离感应器所连接的图形化导电层，通过电容器与耦合式图形化导电层设计，不直接与接地信号线、信号馈入线接触，降低天线其他部分对距离感应器产生的干扰，有效提升距离感应器的灵敏度。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为现有技术中的电子装置安装天线与距离感应器的状态图；
[0019]图2为图1中的天线与距离感应器的示意图；
[0020]图3是现有技术中的另一种电子装置整合天线结构与距离感应器的示意图；
[0021]图4为图3中的天线结构的立体图；[0022]图5为本实用新型电子装置内部无线通信电路的示意图；
[0023]图6为本实用新型天线结构第一较佳实施例的示意图；
[0024]图7为本实用新型天线结构于低频状态下电容器呈开路状态的示意图；
[0025]图8为本实用新型天线结构于高频状态下电容器呈短路状态的示意图；
[0026]图9为本实用新型天线结构第二较佳实施例的示意图。
[0027]附图标记说明:
[0028]10主要天线；11距离感应器；20天线；21介电基板；22电容式距离感应器；23—第一图案化导电层；24-—第二图案化导电层；25-—电容器；26电容器；27信号线路；28接地线路；29电感器；30天线结构；31图形化导电层；311第一导电层；312第二导电层；313第一辐射部；314馈电
部；315---第一馈电端子；316---第二福射部；317---分支部；318---第二馈电端子；
32距离感应器；321外围电路；322电容转数字电路；33电容器；34介电层；341第一侧；342第二侧；40电子装置；50传输线路；51信号馈入线；52接地信号线；60收发器电路；70无线通信电路。
【具体实施方式】
[0029]为便于更进一步对本实用新型的构造、使用及其特征有更深一层明确详实的认识与了解，现举出较佳实施例，配合附图详细说明如下:
[0030]如图5所示，本实用新型天线结构30主要安装在一电子装置40中，并配合一传输线路50连接至少一收发器电路60共同使用，以形成一作为传输手段的无线通信电路70。
[0031]所述电子装置40 —般可为桌面计算机、笔记本电脑、平板计算机、携带型计算机、游戏播放器、音乐播放器、远程控制机、全球定位系统设备(GPS)或手持式或佩戴式行动设备，如:手机、手表、眼镜、耳机、垂挂件等小型器件。
[0032]所述传输线路50可设为同轴电缆、微带传输线、带状传输线等不同样态，其中所述传输线路50包含一信号馈入线51以及一接地信号线52(如图6所示)。
[0033]所述无线通信电路70中的收发器电路60包括用于处理多个射频通信频带，如WiFi通讯电路的2.4GHz及5GHz频带以及蓝牙通讯电路的2.4GHz频带，或是用于蜂巢式电话电路的850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz等GSM频带以及2100MHz数据频带；除此之外，所述收发器电路60亦可包括用于无线电及电视信号的无线电路及传呼电路。
[0034]如图6所示第一较佳实施例，本实用新型天线结构30主要包含一图形化导电层31、一距离感应器32、一电容器33以及一介电层34，其中，所述图形化导电层31设有一组形成耦合馈入天线的第一导电层311以及一第二导电层312，所述第一导电层311包含一第一辐射部313以及一形成第一馈电端子315的馈电部314，所述第一馈电端子315用与所述信号馈入线51电连接；而所述第二导电层312包含一平行于所述第一辐射部313的第二辐射部316以及一形成第二馈电端子318的分支部317，所述第二馈电端子318用于与所述接地信号线52电连接。
[0035]所述距离感应器32具有一与所述第二导电层312电连接的外围电路321以及一与所述外围电路321电连接的电容转数字电路322 (Capacitance to Digital Circuit),如图所示，所述距离感应器32的外围电路321直接电连接于所述第二导电层312的分支部317。
[0036]所述电容器33设置于所述第二馈电端子318与接地信号线52之间；而所述介电层34具一第一侧341以及一相对的第二侧342，所述图形化导电层31、距离感应器32与电容器33皆位于所述介电层34的第一侧341，于图示一较佳实施例中，所述介电层34设为一独立设置于所述电子装置40内部的介电基板。
[0037]如图7所示，本实用新型天线结构30处于相对低频的第一频率(1MHZ以下)运作时，如图示虚线框设处，所述电容器33具有一相当于开路(open circuit)的高阻抗值,致使所述距离感应器32将第二导电层312直接作为电容器电极使用，此时，所述第一导电层311与所述第二导电层312之间并未作用。
[0038]如图8所示，本实用新型天线结构30处于相对高频的第二频率(700MHZ以上)运作时，所述电容器33具有一相当于短路(short circuit)的低阻抗值,使所述第二导电层312与第一导电层311共同作用形成耦合型天线辐射导体。
[0039]本实用新型将耦合馈入图形化导电层31与距离感应器32共同设计在同一电路板上，让天线结构30的一部分直接作为距离感应器32的电容器电极使用，通过测量电容数值的变化可以判断外部对象是否位于天线结构30附近。
[0040]若距离感应器32未侦侧到外部对象靠近，则电子装置40所采用传输射频信号的功率将不会受到限制。但是，若距离感应器32侦测到附近有外部对象存在时，将减小传输射频信号的功率来降低近场的电磁辐射强度，使电子装置40在用户近距离操作使用时，能够符合现行法令规章所限制的射频信号功率大小。
[0041]如图9所示第二较佳实施例，本实用新型天线结构30同样包含一图形化导电层31、一距离感应器32、一电容器33以及一介电层34，其中所述图形化导电层31设有一组形成率禹合馈入天线的第一导电层311以及一第二导电层312,所述第一导电层311包含一第一辐射部313以及一形成第一馈电端子315的馈电部314，所述第一馈电端子315用于与所述信号馈入线51电连接；而所述第二`导电层312包含一平行于所述第一辐射部313的第二辐射部316以及一分支部317。
[0042]所述距离感应器32具有一与所述第二导电层312电连接的外围电路321以及一与所述外围电路321电连接的电容转数字电路322 (Capacitance to Digital Circuit),如图所示，所述距离感应器32的外围电路321除与所述第二导电层312的分支部317电连接之外，所述外围电路321亦与所述传输线路50的接地信号线52互相电连接。
[0043]所述电容器33设置于所述外围电路321与接地信号线52之间；而所述介电层34具一第一侧341以及一相对的第二侧342，所述图形化导电层31、距离感应器32与电容器33皆位于所述介电层34的第一侧341，于图示一较佳实施例中，所述介电层34作为所述电子装置40的保护壳一部分使用。
[0044]其与第一较佳实施例的差异之处在于所述接地信号线52电连接于所述电容器33与外围电路321，然而，此一电路设计差异不影响天线结构30的运作。但是在所述第一频率(1MHZ以下)状态下，所述电容器33同样具有一相当于开路的高阻抗值，致使所述距离感应器32将第二导电层312直接作为电容器电极使用；而在所述第二频率(700MHZ以上)状态下，所述电容器33同样具有一相当于短路的低阻抗值，使所述第二导电层312与第一导电层311共同作用形成耦合型天线辐射导体。[0045] 以上所举实施例仅用为方便说明本实用新型并非加以限制，在不离本实用新型精神范畴，熟悉本行业技术人员所可作的各种简易变形与修饰，均仍应含括于本实用新型专利保护的范围内。
【权利要求】
1.一种包含距离感应器的天线结构，通过一传输线路电连接于至少一收发器电路共同形成一电子装置内部的无线通信电路，所述传输线路具有一信号馈入线以及接地信号线，其特征在于:所述天线结构包含: 一图形化导电层，设有一组形成耦合馈入天线的第一导电层以及一第二导电层，所述第一导电层具有一与所述信号馈入线电连接的第一馈电端子，而所述第二导电层具有一与所述接地信号线电连接的第二馈电端子； 一距离感应器，具有一与所述第二导电层电连接的外围电路以及一与所述外围电路电连接的电容转数字电路； 一电容器，设置于所述第二馈电端子与接地信号线之间；以及一介电层，具一第一侧以及一相对的第二侧，所述图形化导电层、距离感应器与电容器皆位于所述介电层的第一侧； 其中，所述天线结构在一第一频率运作时，所述电容器具有一形成开路的高阻抗值，致使所述第二导电层作为所述距离感应器的电容器电极使用；而所述天线结构在一第二频率运作时，所述电容器具有一形成短路的低阻抗值，使所述第二导电层与第一导电层共同作用形成耦合型天线辐射导体。
2.根据权利要求1所述的包含距离感应器的天线结构，其特征在于:所述介电层为一独立介电基板或所述电子装置的保护壳。
3.根据权利要求1所述的包含距离感应器的天线结构，其特征在于:所述第一导电层包含一第一辐射部以及一形成所述第一馈电端子的馈电部，所述第二导电层包含一平行于所述第一辐射部的第二辐射部以及一形成所述第二馈电端子的分支部。
4.根据权利要求3所述的包含距离感应器的天线结构，其特征在于:所述距离感应器的外围电路电连接于所述分支部。
5.根据权利要求1所述的包含距离感应器的天线结构，其特征在于:所述第一频率为IMHZ以下，而所述第二频率为700MHZ以上。
6.一种包含距离感应器的天线结构，通过一传输线路电连接于至少一收发器电路共同形成一电子装置内部的无线通信电路，所述传输线路具有一信号馈入线以及接地信号线，其特征在于:所述天线结构包含: 一图形化导电层，设有一组形成耦合馈入天线的第一导电层以及一第二导电层，所述第一导电层具有一与所述信号馈入线电连接的第一馈电端子； 一距离感应器，具有一与所述第二导电层电连接的外围电路以及一与所述外围电路电连接的电容转数字电路，并由所述外围电路电连接所述接地信号线； 一电容器，设置于所述外围电路与接地信号线之间；以及 一介电层，具一第一侧以及一相对的第二侧，所述图形化导电层、距离感应器与电容器皆位于所述介电层的第一侧； 其中，所述天线结构在一第一频率运作时，所述电容器具有一形成开路的高阻抗值，致使所述第二导电层作为所述距离感应器的电容器电极使用；而所述天线结构在一第二频率运作时，所述电容器具有一形成短路的低阻抗值，使所述第二导电层与第一导电层共同作用形成耦合型天线辐射导体。
7.根据权利要求6所述的包含距离感应器的天线结构，其特征在于:所述介电层为一独立介电基板或所述电子装置的保护壳。
8.根据权利要求6所述的包含距离感应器的天线结构，其特征在于:所述第一导电层包含一第一辐射部以及一形成所述第一馈电端子的馈电部，所述第二导电层包含一平行于所述第一辐射部的第二辐射部以及一与所述外围电路电连接的分支部。
9.根据权利要求6所述的包含距离感应器的天线结构，其特征在于:所述第一频率为IMHZ以下，而所述第二频率 为700MHZ以上。
【文档编号】H01Q1/22GK203674391SQ201420027925
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日
【发明者】汤庆仲, 张圣鑫 申请人:台湾立讯精密有限公司