CN101944649A

CN101944649A - 天线模块

Info

Publication number: CN101944649A
Application number: CN2010102479883A
Authority: CN
Inventors: 洪国智
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-09
Filing date: 2010-08-09
Publication date: 2011-01-12

Abstract

一种天线模块，此天线模块设置在一电子装置中。此天线模块包括：一天线、一讯号处理组件、一第一差模讯号传感器、一第一同轴电缆与一第二同轴电缆。其中，第一差模讯号传感器电连接于天线与讯号处理组件之间。第一同轴电缆包括一第一导电芯线与将该第一导电芯线包覆于其中的一第一管状导体，天线所接收的讯号馈入至该第一导电芯线的第一端，而第一导电芯线的第二端则耦接该第一差模讯号传感器，且第一管状导体接地。另外，第二同轴电缆包括一第二导电芯线与将该第二导电芯线包覆于其中的一第二管状导体，第二导电芯线的第二端耦接于第一差模讯号传感器，且第二管状导体接地。该天线模块具有良好的电磁兼容性。

Description

天线模块

技术领域

本发明涉及一种天线模块，特别是涉及一种有良好电磁兼容性的天线模块。

背景技术

电磁兼容性(electromagnetic compatibility，俗称EMC)是指设备或***在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，电磁兼容性包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰(electromagnetic interference，俗称EMI)不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁耐受性(electromagnetic susceptibility，俗称EMS)。

请参照图1，图1示出了公知的天线模块的结构示意图。此天线模块1200是设置在一电子装置(例如：笔记本电脑)内，天线模块1200包括一天线1210、一同轴电缆1240、与一讯号处理组件1220。其中，天线1210是用以接收无线电讯号，而天线1210所接收的无线电讯号会经由同轴电缆1240而传输到讯号处理组件1220。之后，讯号处理组件1220会将该无线电讯号转换成笔记本电脑中其他电子组件所能识别与处理的信号。

请同时参照图1与图2，图2示出了同轴电缆的结构示意图，同轴电缆1240包括一导电芯线1246、一电介质层1244、一管状导体1248、与一绝缘外皮1242。其中，导电芯线1246与管状导体1248所传递的讯号，其电位彼此相反。例如，当导电芯线1246传递正电位的讯号时，管状导体1248传递负电位的讯号，当导电芯线1246传递负电位的讯号时，管状导体1248传递正电位的讯号。

然而，同轴电缆1240在传递讯号时，其仍会被周围的电子装置所发出的电磁波所干扰。例如，若将设置有此天线模块1200的笔记本电脑放在一台电视机旁，则电视机所产生的电磁波便可能感应到天线1210内，从而产生噪声。另外，在弯折处或管状导体1248有破损时，同轴电缆1240便会对外发出电磁波或吸收外界的电磁波，由此而使其他电子组件或电子***受到电磁干扰。

因此，如何设计出具有电磁兼容性的天线模块，是值得本领域具有通常知识者深思的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种天线模块，该天线模块具有良好的电磁兼容性。

根据上述目的与其他目的，本发明提供一种天线模块，此天线模块设置在一电子装置中，此天线模块包括：一天线、一讯号处理组件、一第一差模讯号传感器、一第一同轴电缆与一第二同轴电缆。其中，第一差模讯号传感器电连接于天线与讯号处理组件之间。第一同轴电缆包括一第一导电芯线与将该第一导电芯线包覆于其中的一第一管状导体，天线所接收的讯号馈入至第一导电芯线的第一端，而第一导电芯线的第二端则耦接该第一差模讯号传感器，且第一管状导体接地。另外，第二同轴电缆包括一第二导电芯线与将该第二导电芯线包覆于其中的一第二管状导体，第二导电芯线的第二端耦接于第一差模讯号传感器，且第二管状导体接地。

于上述天线模块中，天线为一偶极天线，该偶极天线包括一第一天线与一第二天线，该第一天线所接收的讯号馈入至第一导电芯线的第一端，而第二天线所接收的讯号则馈入至第二导电芯线的第一端。

于上述天线模块中，天线为一单极天线，该单极天线所接收的讯号馈入至第一导电芯线的第一端，而第二导电芯线的第一端接地。

于上述天线模块中，还包括一第二差模讯号传感器，其中第二差模讯号传感器与第一差模讯号传感器相串连，而第一差模讯号传感器通过第二差模讯号传感器与讯号处理组件耦接，且第二差模讯号传感器所抑制噪声的频段不同于该第一差模讯号传感器所抑制噪声的频段。

于上述天线模块中，还包括一第二差模讯号传感器，其中第二差模讯号传感器与第一差模讯号传感器相串连。第一差模讯号传感器通过第二差模讯号传感器与讯号处理组件耦接，且第二差模讯号传感器所抑制噪声的频段相同于第一差模讯号传感器所抑制噪声的频段。

于上述天线模块中，第一差模讯号传感器包括一第一线圈与一第二线圈，该第一线圈的两端分别连接于第一导电芯线的第二端与第二导电芯线的第二端，而第二线圈的两端则与讯号处理组件相连接。

于上述天线模块中，天线为一单极天线相连接，该单极天线连接于第一导电芯线的第一端，而第二导电芯线的第一端则接地。而且，第一差模讯号传感器包括一第一线圈与一第二线圈。第一线圈的一端连接于第一导电芯线的第二端，第一线圈的另一端则与讯号处理组件相连接。第二线圈的一端连接于第二导电芯线的第二端，而第二线圈的另一端则与讯号处理组件相连接。

由于用来传输讯号的第一导电芯线与第二导电芯线分别被第一管状导体与第二管状导体所屏蔽，因此本实施例的天线模块具有较佳的电磁兼容性。而且，第一差模讯号传感器可消除共模噪声，故讯号处理组件所接收到的噪声会较少。

根据上述目的与其他目的，本发明再提供一种天线模块，此天线模块设置于一印刷电路板上。印刷电路板为一多层板结构，该印刷电路板包括一顶端金属层、一中间金属层与一底端金属层，其中该天线模块包括：一天线、一第一差模讯号传感器、一讯号处理组件、与一导线。其中，天线形成于顶端金属层，而第一差模讯号传感器形成于顶端金属层，且天线所接收的讯号馈入至第一差模讯号传感器。讯号处理组件设置于该顶端金属层上，导线形成于中间金属层。导线的其中一端电连接第一差模讯号传感器，而导线的另外一端则电连接讯号处理组件。

于上述天线模块中，还包括一电接口。

于上述天线模块中，还包括一金属屏蔽，该金属屏蔽是设置在顶端金属层上，且金属屏蔽屏蔽第一差模讯号传感器与讯号处理组件。

由于导线是形成在中间金属层上，故其可受到顶端金属层与底端金属层的屏蔽。因此，导线所传输的讯号较不易受到外界的电磁干扰。

为让本发明的上述目的、特征和优点更能明显易懂，下文将以实施例并配合所附图示，作详细说明。

附图说明

图1示出了公知笔记本电脑中天线模块的配置示意图。

图2示出了同轴电缆的结构示意图。

图3示出了本发明的天线模块的第一实施例的示意图。

图4示出了第一差模讯号传感器较详细的结构示意图。

图5示出了本发明的天线模块的第二实施例的示意图。

图6示出了本发明的天线模块的第三实施例的示意图。

图7示出了本发明的天线模块的第四实施例的示意图。

图8示出了本发明的天线模块的第五实施例的示意图。

图9示出了本发明的天线模块的剖面示意图。

具体实施方式

请参照图3，图3示出了本发明的天线模块的第一实施例的示意图。此天线模块2200是设置于一电子装置中，此电子装置例如是笔记本电脑、桌面计算机、或手机等。天线模块2200包括：一天线2210、一讯号处理组件2220、一第一同轴电缆2230、一第二同轴电缆2240、及一第一差模讯号传感器2250。其中，天线2210是用以接收无线电讯号，而讯号处理组件2220则是用以将天线所接收的无线电讯号转换为电子装置中其他电子组件所能识别的讯号。另外，第一同轴电缆2230包括一第一导电芯线2232与一第一管状导体2234，而第二同轴电缆2240包括一第二导电芯线2242与一第二管状导体2244。上述的第一管状导体2234与第二管状导体2244例如是由多根铜线以网状编织的方式编织而成。需注意的是，如同图2的同轴电缆1240，第一同轴电缆2231与第二同轴电缆2232皆具有电介质层与绝缘外皮，但为了表示上的方便，并未在图中示出。

在本实施例中，天线2210为一偶极天线，其包括一第一天线2212与一第二天线2214。其中，第一天线2212所接收的讯号馈入至第一导电芯线2232的第一端2236，第二天线2214所接收的讯号则馈入至第二导电芯线2242的第一端2246。其中，第一导电芯线2232与第二导电芯线2242所传递的讯号，其电位彼此相反。亦即，当第一导电芯线2232所传输的讯号的电位为正时，第二导电芯线2242所传输的讯号的电位为负。

请继续参照图3，第一同轴电缆2230的第一管状导体2234与第二同轴电缆2240的第二管状导体2244接地。因此，第一导电芯线2232或第二导电芯线2242向外辐射的噪声会被第一管状导体2234或第二管状导体2244所屏蔽，故较不易对外界环境产生电磁干扰。此外，外界环境的电磁波也会被第一管状导体2234与第二管状导体2244所屏蔽，故可确保外界的噪声讯号较不易耦合至第一导电芯线2232与第二导电芯线2242中。

另外，第一导电芯线2232的第二端2238与第二导电芯线2242的第二端2248则与第一差模讯号传感器2250相连接，此第一差模讯号传感器2250是利用电磁感应的方式来抑制共模噪声，但不会抑制差模讯号。请同时参照图4，图4示出了第一差模讯号传感器较详细的结构示意图。第一差模讯号传感器2250包括一第一线圈2251、一第二线圈2252、与一磁心2253，其中第一线圈2251与第二线圈2252的缠绕方向彼此相反，故共模噪声可被抑制及消除。此外，磁心2253的材质例如为铁氧体(ferrites)。藉由磁心2253的材质及第一线圈2251与第二线圈2252所环绕的匝数，可决定第一差模讯号传感器2250所抑制噪声的频段。例如，在本实施例中，第一差模讯号传感器2250所抑制噪声的频段为600Mhz～900Mhz。

综上，由于用来传输讯号的第一导电芯线2232与第二导电芯线2242分别被第一管状导体2234与第二管状导体2244所屏蔽，因此相较于习知的天线模块，本实施例的天线模块2200具有较佳的电磁兼容性。而且，第一差模讯号传感器2250可消除共模噪声，故讯号处理组件2220所接收到的噪声会较少。

请参照图5，图5示出了本发明的天线模块的第二实施例的示意图。相较于天线模块2200，此天线模块2200’还包括一第二差模讯号传感器2260，此第二差模讯号传感器2260与第一差模讯号传感器2250相串连，且第二差模讯号传感器2260所抑制噪声的频段相同于第一差模讯号传感器2240所抑制噪声的频段。如此一来，天线模块2200’对共模噪声会有更佳的抑制效果。

或者，第二差模讯号传感器2260所抑制噪声的频段也可异于第一差模讯号传感器2250所抑制噪声的频段。例如，第一差模讯号传感器2250所抑制噪声的频段为600Mhz～900Mhz，而第二差模讯号传感器2260所抑制噪声的频段为1800Mhz～2100Mhz。这样一来，此天线模块2200’便可装设在能接收双频讯号的手机中。当然，本领域具有通常知识者也可依需要串联更多的差模讯号传感器。

在前述的第一实施例与第二实施例中，天线皆为偶极天线，但本领域具有通常知识者也可将其改设计为单极天线。请参照图6，图6示出了本发明的天线模块的第三实施例的示意图。相较于天线模块2200，天线模块3200的天线3210为单极天线，此天线3210所接收的讯号馈入至第一导电芯线2232的第一端2236，而第二导电芯线2242的第一端2246则接地。至于天线模块3200中的其他组件因与天线模块2200相同，故在此便不再赘述。

此外，当天线为单极天线时，差模讯号传感器中的线圈的连接方式可有不同的变化。请参照图7，图7示出了本发明的天线模块的第四实施例的示意图。本实施例的天线模块4200的第一差模讯号传感器2250’中的线圈的连接方式不同于天线模块3200的第一差模讯号传感器2250。其中，第一差模讯号传感器2250’包括一第一线圈2251’与一第二线圈2252’，第一线圈2251’的一端连接于第二导电芯线2240的第二端2248，第一线圈2251’的另一端则接地，第二线圈2252’的一端连接于第一导电芯线2230的第二端2238，而第二线圈2252’的另一端则与讯号处理组件2220相连接。其中，第一线圈2251’与第二线圈2252’的缠绕方向彼此相反，故共模噪声可被抑制及消除。

请参照图8与图9，图8示出了本发明的天线模块的第五实施例的示意图，图9示出了本发明的天线模块的剖面示意图。此天线模块5200是设置在一印刷电路板100上，印刷电路板100为一多层板结构，该印刷电路板100包括一顶端金属层110、一中间金属层120与一底端金属层130，在各金属层间设有介电层140，底端金属层130是作为接地。其中，天线模块5200包括一天线5210、一第一差模讯号传感器5250、一讯号处理组件5220、及一导线5230。天线5220与第一差模讯号传感器5250皆是形成于顶端金属层110上，而天线5210所接收的讯号则是馈入至第一差模讯号传感器5250。顶端金属层110上还设置有一讯号处理组件5220，此讯号处理组件5220设置于顶端金属层110上。导线5230形成于中间金属层120，导线5230的其中一端连接第一差模讯号传感器5250，而导线5230的另外一端则连接讯号处理组件5220。

此外，顶端金属层110上还设置有一金属屏蔽5270，此金属屏蔽5270屏蔽第一差模讯号传感器5250与讯号处理组件5220，以使第一差模讯号传感器5250与讯号处理组件5220较不易受外界环境的干扰。另外，此天线模块5200还包括一电接口5260，此电接口5260例如为USB接口，故当将此天线模块5200插设在一电子装置(例如：笔记本电脑)上后，此电子装置即具有接收与发送无线讯号的功能。

在图9中，箭头所示的方向为讯号的传递方向。由图9可知，天线所接收的讯号先馈入到第一差模讯号传感器5250，待第一差模讯号传感器5250将共模噪声滤除后，讯号再经由导线5230传输到讯号处理组件5220。由于导线5230是形成在中间金属层120上，故其可受到顶端金属层110与底端金属层130的屏蔽。因此，导线5230所传输的讯号较不易受到外界的电磁干扰。在上述的实施例中，是以偶极天线和单极天线做为天线的实施例，但本领域具有通常知识者也可选用其他型态的天线，如PIFA天线。

本发明以实施例说明如上，然其并非用以限定本发明所主张的专利权利范围。其专利保护范围应当以权利要求书及其等同领域而定。凡所属技术领域的技术人员，在不脱离本专利精神或范围内，所做的变动或修改，均属于本发明所揭示的精神下完成的等效改变或设计，且应包含在权利要求范围内。

Claims

1.一种天线模块，设置于一电子装置中，该天线模块包括：

一天线；

一讯号处理组件；

一第一差模讯号传感器，该第一差模讯号传感器电连接于该天线与该讯号处理组件之间；

一第一同轴电缆，该第一同轴电缆包括一第一导电芯线与将该第一导电芯线包覆于其中的一第一管状导体，该天线所接收的讯号馈入至该第一导电芯线的第一端，该第一导电芯线的第二端则耦接于该第一差模讯号传感器，该第一管状导体接地；及

一第二同轴电缆，该第二同轴电缆包括一第二导电芯线与将该第二导电芯线包覆于其中的一第二管状导体，该第二导电芯线的第二端耦接于该第一差模讯号传感器，该第二管状导体接地。

2.如权利要求1所述的天线模块，其中该天线为一偶极天线，该偶极天线包括一第一天线与一第二天线，该第一天线所接收的讯号馈入至该第一导电芯线的第一端，而该第二天线所接收的讯号馈入至该第二导电芯线的第一端。

3.如权利要求1所述的天线模块，其中该天线为一单极天线，该单极天线所接收的讯号馈入至该第一导电芯线的第一端，而该第二导电芯线的第一端接地。

4.如权利要求1所述的天线模块，还包括一第二差模讯号传感器，其中该第二差模讯号传感器与该第一差模讯号传感器相串连，该第一差模讯号传感器通过该第二差模讯号传感器与该讯号处理组件耦接，且该第二差模讯号传感器所抑制噪声的频段不同于该第一差模讯号传感器所抑制噪声的频段。

5.如权利要求1所述的天线模块，还包括一第二差模讯号传感器，其中该第二差模讯号传感器与该第一差模讯号传感器相串连，该第一差模讯号传感器通过该第二差模讯号传感器与该讯号处理组件耦接，且该第二差模讯号传感器所抑制噪声的频段相同于该第一差模讯号传感器所抑制噪声的频段。

6.如权利要求1所述的天线模块，其中该第一差模讯号传感器包括一第一线圈与一第二线圈，该第一线圈的两端分别连接于该第一导电芯线的第二端与该第二导电芯线的第二端，该第二线圈的两端则与该讯号处理组件相连接。

7.如权利要求1所述的天线模块，其中该天线为一单极天线，该单极天线连接于该第一导电芯线的第一端，而该第二导电芯线的第一端则接地，且该第一差模讯号传感器包括一第一线圈与一第二线圈，该第一线圈的一端连接于该第一导电芯线的第二端，该第一线圈的另一端则与该讯号处理组件相连接，该第二线圈的一端连接于该第二导电芯线的第二端，而第二线圈的另一端则与该讯号处理组件相连接。

8.一种天线模块，设置于一印刷电路板上，该印刷电路板为一多层板结构，该印刷电路板包括一顶端金属层、一中间金属层与一底端金属层，其中该天线模块包括：

一天线，该天线形成于该顶端金属层；

一第一差模讯号传感器，该第一差模讯号传感器形成于该顶端金属层，且该天线所接收的讯号馈入至该第一差模讯号传感器；

一讯号处理组件，该讯号处理组件设置于该顶端金属层上；及

一导线，该导线形成于该中间金属层，该导线的其中一端电连接该第一差模讯号传感器，而该导线的另外一端则电连接该讯号处理组件。

9.如权利要求8所述的天线模块，还包括一电接口。

10.如权利要求8所述的天线模块，还包括一金属屏蔽，该金属屏蔽是设置在该顶端金属层上，且该金属屏蔽屏蔽该第一差模讯号传感器与该讯号处理组件。