CN105453335A - 天线装置及用于天线装置的转接器 - Google Patents

Abstract

天线装置包括：-磁芯；-绕在所述磁芯上的一个或多个绕组(W1)；-电绝缘底座(1)，其上设置绕有所述一个或多个绕组(W1)的所述磁芯，并且所述电绝缘底座(1)包括电连接至所述一个或多个绕组(W1)的导电元件(11，12，13)；以及-转接器(A)，被设置在所述磁芯上方且包括电绝缘件(140)，所述电绝缘件(140)具有包括导电镀层(121，122，123)的上表面，所述导电镀层(121，122，123)遵循特定的PCB布局且其至少一部分连接到所述电绝缘底座(1)的所述导电元件(11，12，13)。所述转接器适用于用作本发明的天线装置的转接器。

Description

天线装置及用于天线装置的转接器

技术领域

本发明在第一方面通常涉及一种具有多个导电镀层的天线装置，所述多个导电镀层遵循(follow)设计用于其连接到第一印刷电路的各导电轨道的第一印刷电路板布局，更具体地，涉及一种包括具有多个导电镀层的转接器的天线装置，所述多个导电镀层遵循设计用于其连接到不同于第一印刷电路的第二印刷电路的各导电轨道的第二印刷电路板布局。

本发明的第二方面涉及一种用于天线装置的转接器，配置为如本发明的第一方面所述的天线装置的转接器。

背景技术

现有技术中有几种天线装置，其包括绕在安装在电绝缘底座上方的一个或多个磁芯上的一个或多个绕组，所述电绝缘底座在其下表面具有用于使其连接到印刷在PCB(印刷电路板)上的电路的导电轨道的各点的多个导电镀层。

中国实用新型CN201789061U中公开了所述天线装置中的一种，其涉及一种应用于无钥匙进入***的增强型3D天线，包括绕在矩形磁芯上的三轴绕组，其中所述三轴绕组包括三个相互正交的绕组；以及所述矩形磁芯被固定在具有与三个绕组的端部连接的侧突出金属元件的底座上。

在所述中国实用新型中公开的天线装置以及本发明者已知的所有天线装置具有专门设计用于其连接到特定的PCB的底座，即设置在其底座处的导电镀层被设计为与印刷电路的轨道的特定点相一致，以便当设置在其上时能够被熔接/焊接。

因此，上述天线装置都是为特定的PCB而设计的，反之亦然。当制造事先不知道的不同的PCB的底座时，所述公知的天线装置对这样的PCB毫无用处，因此，在其使用上具有固有的缺乏灵活性，这构成了客观的技术问题。

另一方面，用于天线装置的不同的转接器是公知的，其中一些在专利文献中被公开。这些转接器所进行的适配与不同目的有关，主要用于使天线装置机械地适配另一个元件，例如EP2110884B1公开的转接器，其机械地适配可表面贴装的天线装置的反射框架的电磁孔径以适应测试或调试设备的波导。

发明内容

本发明的目的在于提供一种现有技术的可替代方案，旨在解决上述客观的技术问题，本发明提供一种在使用上具有灵活性(这是现有的天线装置所不具备的)的天线装置，使其可用于不需要在制造其底座期间知道的至少一个PCB布局。

为此目的，本发明在第一方面涉及一种天线装置，其包括：

-至少一个磁芯；

-至少一个绕组，绕在所述至少一个磁芯上；

-电绝缘底座，其上设置绕有所述至少一个绕组的所述至少一个磁芯，并且所述电绝缘底座包括导电元件(优选地，每个绕组一个导电元件)，比如金属元件，所述导电元件的至少一部分电连接至所述至少一个绕组；以及

-转接器。

与现有技术的天线装置相反，在根据本发明的第一方面之一中，所述转接器被设置在所述至少一个磁芯上方且包括电绝缘件，该电绝缘件具有包括导电镀层的上表面，所述导电镀层遵循特定的印刷电路板布局(其可为任何布局)且其至少一部分连接到所述电绝缘底座的导电元件。

通过在所述转接器上设置导电镀层，在知道天线装置想要连接到哪个PCB布局之前就可以制造电绝缘底座，之后，一旦知道所述PCB布局，将导电镀层设置到构成具有适用于其连接到所述PCB布局的印刷电路板布局的转接器的电绝缘件的上表面。之后，转接器被连附至电绝缘底座，如此，天线装置已经被设计用于其连接到所述PCB布局。

因此，可以预先制造多个通用电绝缘底座，然后通过制造并连附至具有用于其导电镀层的不同印刷电路板的转接器的相应组，使它们的组可以适用于各PCB布局和不同的PCB布局，每个电绝缘底座针对特定的PCB布局，因此实现了上述的天线装置在使用上的灵活性。

针对一个实施例，所述电绝缘底座具有上表面和下表面，其中所述下表面包括导电镀层，其电连接至所述电绝缘底座的所述导电元件或者构成电绝缘底座的导电元件这一整体的组成部分且遵循不同于转接器的电绝缘件的导电镀层所遵循的特定的印刷电路板布局的印刷电路板布局。因此，由于能够可替换地连接到两种不同的PCB布局，这样的天线装置在其使用的灵活性上具有甚至更高的增长。

针对一个实施例，遵循所述特定的印刷电路板布局的所述导电镀层的部分或全部延伸经过所述转接器的电绝缘件的多个侧表面，构成所述转接器的多个侧延伸部分。

优选地，所述导电元件从所述电绝缘底座的一个或多个侧面向外突出(作为绕线销(wrappingpin))，并作为用于每个绕组的绕线端的连接底座。所述向外突出导电元件与所述转接器的电绝缘件的导电镀层的一个或多个侧延伸部分的自由端电接触。

所述实施例的其他可替代变型涵盖了针对所述导电元件和/或所述侧延伸部分的自由端(其允许二者之间的上述电接触)的不同的配置和设置，例如导电元件仍然位于底座侧中限定的各凹入部或孔内且所述侧延伸部分的自由端被配置为使其进入所述凹入部并与导电元件接触的变型。

本领域技术人员能够找到其他可替代的变型而无需使用其创造性技能。

优选地，所述导电元件的至少一部分，优选地通过熔接/焊接，更优选地通过将绕组的扭转端熔接/焊接至所述导电元件连接到所述一个或多个绕组，以增加绕组与导电元件之间的接合区域的待熔接/焊接绕组端的横截面。扭转(twisting)主要是增加连接的稳健性，由于其避免了例如由于熔接/焊接造成的可能过热或者由于在天线装置制造过程中使用的其他机器产生的机械力而导致的绕组断裂。

针对优选实施例，转接器经由其电绝缘件被固定连附至电绝缘底座，例如通过粘合。

根据一个实施例，至少一个磁芯为单片磁芯，天线装置构成单片天线装置。

针对一个实施例，至少一个磁芯为软磁芯，其由诸如锰锌氧化铁铁氧体、镍锌氧化铁铁氧体、或者镍或锰锌的任何金属合金、和/或非晶钴、和/或纳米晶钴形成。

针对一个实施例，根据本发明的第一方面的天线装置包括绕在三个相互正交的轴上的三个绕组，其中每个所述绕组缠绕所述至少一个磁芯。

根据一个实施例，所述转接器的所述电绝缘件构成具有上壁和至少两个侧壁的盖，其中所述上壁具有其上设置有所述转接器的电绝缘件的导电镀层的所述上表面，所述至少两个侧壁的所述多个外表面上设置有所述侧导电镀层，所述盖被设置为覆盖所述至少一个磁芯和所述至少一个绕组。

本发明的第二方面涉及一种用于天线装置的转接器，其中所述天线装置包括：

-至少一个磁芯；

-至少一个绕组，绕在所述至少一个磁芯上；以及

-电绝缘底座，其上设置绕有所述至少一个绕组的所述至少一个磁芯，并且所述电绝缘底座包括导电元件，所述导电元件的至少一部分电连接至所述至少一个绕组。

与现有技术引用的转接器相反，根据本发明的第二方面之一被配置为设置在所述至少一个磁芯上方且连附至所述天线装置，并且包括电绝缘件，所述电绝缘件具有包括导电镀层的上表面，所述导电镀层遵循特定的PCB布局且其至少一部分被配置和设置为连接到电绝缘底座的导电元件。

针对一个实施例，所述转接器被配置为连附至具有电绝缘底座的天线装置，所述电绝缘底座具有上表面和下表面，其中所述下表面包括导电镀层，其电连接至所述电绝缘底座的导电元件或者构成所述电绝缘底座的所述导电元件这一整体的组成部分且遵循PCB布局，其中所述转接器的电绝缘件的导电镀层的特定的PCB布局不同于所述电绝缘底座的导电元件的所述PCB布局。

针对优选实施例，根据本发明的第二方面的所述转接器被配置为如第一方面所述的天线装置的转接器。

附图说明

参照附图，通过对实施例的以下详细说明将更好地理解前述和其他优点和特征，其应被理解为是说明性的和非限制性的，其中：

图1是示出针对一个实施例的根据本发明的第一方面的天线装置的部分元件的立体图；

图2通过从上面看立体图的方式示出针对一个实施例的根据本发明的第一方面的天线装置的电绝缘底座；

图3通过从下面看立体图的方式示出图2所示的相同的电绝缘底座；

图4还通过立体图的方式示出针对一个实施例的在连接到从根据本发明的第一方面的天线装置的电绝缘底座的侧面突出的导电元件之前如何扭转绕组端；

图5通过放大视图的方式示出一旦所示的绕组端已经被扭转图4的连接示例；

图6示出一旦扭转的绕组端已经被熔接/焊接至突出的金属元素图5的相同元件。

图7通过从上面看立体图的方式示出针对一个实施例的根据本发明的第二方面的转接器和根据本发明的第一方面的天线装置；

图8a通过从下面看立体图的方式示出一旦图7的转接器被连附至覆盖(多个)绕组和(多个)磁芯的电绝缘底座针对图1到图6的实施例的根据本发明的第一方面的天线装置；

图8b与图8a的区别仅在于导电底座没有位于其下表面处限定的导电镀层；以及

图9是从上面看的分解立体图，其示出在转接器连被附至根据本发明第一方面的天线装置的电绝缘底座之前图8a的相同元件。

具体实施方式

图1示出根据本发明的第一方面的天线装置的一部分，虽然仅示出一个绕组W1，但优选地，包括绕在连附至诸如由塑料制成的电绝缘底座1的铁氧体磁芯(未示出)上的若干个绕组。

针对优选实施例，本发明特别适用于三轴天线，即包括绕在彼此正交的磁芯上的三个绕组的天线；针对其他实施例，本发明适用于任何数目和设置的绕组和磁芯。

针对图3和图8a所示的实施例，底座1包括位于其下表面处的导电镀层110、120和130，其延伸经过底座1的侧面。

设置在底座1的下表面处的导电镀层110、120和130的部分旨在经由将所述部分熔接/焊接至所述特定电路的轨道上的不同节点来将天线装置电连接至例如在PCB中限定的特定电路。

另一方面，设置在底座1的侧面的导电镀层110、120和130的部分旨在当天线装置被并入另一个***时允许电连接不仅从底座1的下部可见而且从底座1的侧面可见，从而允许执行自动光学检测(AOI)，以确定是否正确的熔接/焊接已经被实施。

针对图8b的实施例，底座1根本不具有导电镀层。

此外，如图1所示，天线装置包括与绕组的端部21和22连接的突出的导电元件(金属元件)11、12和13。

在图1中，仅示出了绕组W1，其余的绕组和磁芯仍位于设置在绕组W1上的胶贴2下方。胶贴2应当是泡沫胶贴，以便当部件被安装在适合的PCB中时承受在部件上方的机械冲击。

图2和图3示出天线装置的电绝缘底座1，其详细示出了用于连接绕组的端部21和22以及用于连接转接器A的金属镀层121、122和123(参见图7和图9)的突出的导电元件11、12和13。

针对图8a的实施例，这些导电元件11、12和13电连接至底座1的金属镀层110、120和130，使得无论在底座1的侧面(用于执行AOI)还是在底座1的下表面都可以连接到绕组，从而使其电连接至第一PCB。用这种方式，通过AOI***，一方面可以检查绕组是否被正确地熔接/焊接至突出的导电元件，另一方面可以检查镀层110、120和130是否被正确地熔接/焊接至销(pin)或任何其他电连接装置。

图3清楚地示出镀层110、120和130如何沿底座1的下表面的不同区域(在其四个角处)分布并延伸至底座1的侧面，以及突出的导电元件11、12和13中的每一个如何对应底座1的下面和侧面的各镀层110、120和130。因此，突出的导电元件11、12和13分别对应于金属镀层110、120和130，并且其可以设置与天线装置所包括的绕组端的数量一样多的镀层和突出的导电元件的数量。特别地，包括彼此正交设置的三个绕组的三轴天线装置具有六个突出的导电元件及其对应的镀层。针对本发明的天线装置的其他实施例(未示出)，包括对应于第四绕组的高频绕组。这种情况下，基底1具有八个突出的导电元件及其对应的镀层。

图4示出用于将绕组端21和22连接到突出的导电元件11和12的优选方式。应当强调的是，用于这种应用的绕组具有在0.01mm与1mm之间的近似直经，因此它们是在一些物理条件(例如由于用于将其设置在磁芯上方的自动装置导致的机械力或者通过将其熔接/焊接至突出的导电元件11、12和13所产生的热等)下是非常脆弱的电导体。

为了应对此问题，在本发明的天线装置中，绕组端弯曲(如图4所示)，使得其体积增加(特别是其横截面)，从而增加其抗力，随后，其被扭转(如图5所示)以获得更高的稳健性。

图4和图5详细示出上述的绕组端的弯曲和扭转。在这种情况下，如图5所示，绕组W1的端部22可以连接到任何突出的导电元件12和13。

图6还示出了突出的导电元件13如何包括凹入部R，该凹入部R防止绕组端22一旦被卷成圈后可能从突出的导电元件13上滑落或脱落。其余突出的导电元件中的每一个也包括这样的凹入部。

如图6所示，通过将绕组端22绕在突出的导电元件13上方随后再焊以熔接/焊接接头221以简单地将绕组端22连接到突出的导电元件13。优选地，虽然熔接/焊接不是仅适用于一个点(如图6所示)，但其能够覆盖部分或全部突出的导电元件13，以确保接头和电连接的适当的稳健性。

针对一个实施例，所述熔接/焊接接头221可以通过本领域广为人知的锡焊来获得，并且突出的导电元件11、12和13由Sn100Tin制成以使后续焊接容易。

图7和图9示出根据本发明的第二方面的转接器A且该转接器A包括在根据本发明的第一方面的天线装置中，其目的是为了增加天线装置的可能连接的灵活性，以使其适合连接到：

-具有不同于PCB之一的轨道布局的又一个PCB，根据图3和图8a的实施例，没有转接器A的天线装置最初被设计用于该PCB，即底座1已经具有位于其下表面上的导电镀层110、120和130，其遵循适用于PCB布局的布局；或者

-具有轨道布局的PCB，当制造底座1时事先并不知道该轨道布局，针对图8b的实施例，其中底座1根据没有导电镀层。

如图7和图9所示，该转接器A之所以具有这样的灵活性是因为其包括具有上表面的电绝缘件140，该上表面上设置有遵循特定的PCB布局的导电镀层121、122和123，该特定的PCB布局允许导电元件11、12和13电连接至PCB的PCB布局(被称为特定的布局)；针对图3和图8a的实施例，与底座镀层110、120和130所遵循的PCB布局不同，因为它们连接到印刷电路的轨道的各个点，这与针对镀层110、120和130设计的连接到一个点是不同的。

该转接器A可以根据任何用户PCB布置(即任何印刷电路布置)配置，为了所述印刷电路布置的目的，通过设计和设置具有适合的PCB布局的镀层121、122和123，并将转接器A机械地连附至天线装置的底座1，由此提供一种天线装置，其适合连接到：

-针对图3和图8a的实施例：两种不同的PCB布局，一种位于底座1的下表面处，而另一种位于转接器A的件140的上壁140a的上表面处；因此，用户可以选择想要将哪种镀层布局用于其PCB；或者

-针对图8b的实施例：仅有一种PCB，但是该PCB可以具有当制造底座1时事先并不知道的任何PCB布局。

针对示出的实施例，转接器A的件140构成具有上述上壁140a和四个侧壁的盖，其中上壁140a具有其上设置有导电镀层121、122和123的所述上表面，所述四个侧壁中的两个140b和140c可以在图7、图8a、图8b和图9中看到，在其外表面上设置有镀层121、122和123，所述盖被设置为当耦接至如图8a和图8b所示的基底时覆盖磁芯和绕组。

镀层121、122和123通过电连接至突出的导电元件11、12和13电连接至天线装置的绕组，并机械地连接到底座1和/或磁芯(未示出)。

图8a、图8b和图9示出针对实施例的转接器A的所述电连接和机械连接。机械连接优选地通过粘合剂来实现的，然而针对其他实施例(未示出)，转接器A和底座1均具有特定的机械耦合方式，例如将转接器A中的销***到底座1的各个孔中，反之亦然，或者通过按压使共轭件彼此连接。

针对图7、图8a、图8b和图9所示的实施例，件140的两个相对侧壁中的每一个(特别是侧壁140b及其相对侧壁(未示出))具有下边缘，该下边缘具有限定尖头P的凹口，该尖头P进入突出的导电元件11和12的凹入部R以提供初始机械耦合，其优选地通过例如胶合来增强。

如图7、图8a、图8b和图9所示，镀层121、122和123延伸经过件140的侧壁140b(虽然未示出，但也经过与侧壁140b相对的侧壁)，构成其多个侧延伸部分，所述多个侧延伸部分的自由端设置在侧壁140b的下边缘处，邻近尖头P，使得当件140连附至底座1(如图8a和图8b所示)时所述自由端按下，因此与突出的导电元件11、12和13电接触，并且当绕组的端被熔接/焊接至突出的导电元件11、12和13时，将上述的镀层121、122和123的电连接提供给天线装置的绕组。

总之，通过所提出的转接器A，可以获得具有由位于转接器A的上表面限定的至少一个电气配置的天线装置，以使用其PCB(针对图8b的实施例)，这种配置容易受到由AOI***进行视觉检查的影响。

针对图3和图8a的实施例，所获得的天线装置具有由其底座1限定的第一电气配置和在转接器A的上表面处限定的第二电气配置，因此，用户可以在所述两种配置之间选择以使用其PCB，所述配置均容易受到由AOI***进行视觉检查的影响。为避免捷径或不适当的连接，一旦用户已经选定了期望的电气配置，其可以例如通过粘合剂或局部二次注塑成型的方式在包括其不打算使用的镀层的表面上方提供任何种类的电绝缘体。

针对用于制造天线装置的材料，磁芯通常为软磁芯，其由诸如锰锌氧化铁铁氧体、镍锌氧化铁铁氧体、或者镍或锰锌的任何金属合金、和/或非晶钴、和/或纳米晶钴形成。

优选地，绕组具有在0.01mm与1mm之间的直径，并且可以由聚氨酯漆包电缆和/或炎热指数约为150℃或更高的聚酰胺漆包电缆制成。

本领域技术人员可以在不背离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下对所述实施例进行修改和变型。

Claims (15)

1.一种天线装置，包括：

-至少一个磁芯；

-至少一个绕组(W1)，绕在所述至少一个磁芯上；

-电绝缘底座(1)，其上设置绕有所述至少一个绕组(W1)的所述至少一个磁芯，并且所述电绝缘底座(1)包括导电元件(11，12，13)，所述导电元件(11，12，13)的至少一部分电连接至所述至少一个绕组(W1)；

-转接器；

所述天线装置其特征在于，所述转接器(A)被设置在所述至少一个磁芯上方且包括电绝缘件(140)，所述电绝缘件(140)具有包括导电镀层(121，122，123)的上表面，所述导电镀层(121，122，123)遵循特定的PCB布局且其至少一部分连接到所述电绝缘底座(1)的所述导电元件(11，12，13)。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其中所述电绝缘底座(1)具有上表面和下表面，其中所述下表面包括导电镀层(110，120，130)，其电连接至所述电绝缘底座(1)的所述导电元件(11，12，13)或者构成所述电绝缘底座(1)的所述导电元件(11，12，13)这一整体的组成部分，且遵循不同于所述转接器(A)的所述电绝缘件(140)的所述导电镀层(121，122，123)所遵循的所述特定的布局的PCB布局。

3.根据权利要求1或2所述的天线装置，其中遵循所述特定的PCB布局的所述导电镀层(121，122，123)的至少一部分延伸经过所述转接器(A)的所述电绝缘件(140)的多个侧表面，构成所述转接器(A)的多个侧延伸部分。

4.根据权利要求3所述的天线装置，其中所述导电元件(11，12，13)从所述底座(1)的至少一侧向外突出，从而与所述转接器(A)的所述电绝缘件(140)的所述导电镀层(121，122，123)的所述多个侧延伸部分中的至少一个的自由端电接触。

5.根据权利要求4所述的天线装置，其中所述导电元件(11，12，13)中的至少一个通过将其扭转端(21，22)熔接或焊接至所述导电元件(11，12，13)连接到所述至少一个绕组(W1)。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的天线装置，其中所述电绝缘底座(1)包括每个绕组端(21，22)具有至少一个所述导电元件(11，12，13)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的天线装置，其中所述转接器(A)经由其电绝缘件(140)被固定连附至所述电绝缘底座(1)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的天线装置，其中所述至少一个磁芯为单片磁芯，所述天线装置构成单片天线装置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的天线装置，其中所述至少一个磁芯为铁氧体磁芯。

10.根据权利要求9所述的天线装置，其中所述铁氧体磁芯由镍锌合金、或锰锌合金、和/或非晶钴、和/或纳米晶钴形成。

11.根据前述权利要求中任一项所述的天线装置，包括绕在三个相互正交的轴上的三个绕组，其中所述绕组中的每一个缠绕所述至少一个磁芯。

12.根据权利要求3所述的天线装置，其中所述转接器(A)的所述电绝缘件(140)构成具有上壁(140a)和至少两个侧壁(140b，140c)的盖，其中所述上壁(140a)具有其上设置有所述转接器(A)的所述电绝缘件(140)的所述导电镀层(121，122，123)的所述上表面，所述至少两个侧壁(140b，140c)的所述多个外表面上设置有所述侧导电镀层(121，122，123)，所述盖被设置为覆盖所述至少一个磁芯和所述至少一个绕组(W1)。

13.一种用于天线装置的转接器(140)，其中所述天线装置包括：

-至少一个磁芯；

-至少一个绕组(W1)，绕在所述至少一个磁芯上；以及

-电绝缘底座(1)，其上设置绕有所述至少一个绕组(W1)的所述至少一个磁芯，并且所述电绝缘底座(1)包括导电元件(11，12，13)，所述导电元件(11、12和13)的至少一部分电连接至所述至少一个绕组(W1)；

所述转接器(140)其特征在于，被配置为设置在所述至少一个磁芯上方并连附至所述天线装置且包括电绝缘件(140)，所述电绝缘件(140)具有包括导电镀层(121，122，123)的上表面，所述导电镀层(121，122，123)遵循特定的PCB布局且其至少一部分被配置和设置为连接到所述电绝缘底座(1)的所述导电元件(11，12，13)。

14.根据权利要求13所述的转接器，其中所述转接器被配置为连附至具有电绝缘底座(1)的天线装置，所述电绝缘底座(1)具有上表面和下表面，其中所述下表面包括导电镀层(110，120，130)，其电连接至所述电绝缘底座(1)的所述导电元件(11，12，13)或者构成所述电绝缘底座(1)的所述导电元件(11，12，13)这一整体的组成部分且遵循PCB布局，其中所述转接器(A)的所述电绝缘件(140)的所述导电镀层(121，122，123)的所述特定的PCB布局不同于所述电绝缘底座(1)的所述导电元件(11，12，13)的所述布局。

15.根据权利要求13或14所述的转接器(140)，其特征在于，所述转接器(140)被配置为如权利要求1-12中任意一项所述的天线装置的所述转接器(140)。