CN110474150B - 无净空区的天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无净空区的天线，包括金属壳体、微波基板、凸出接地部、第一天线、馈入部、第一耦合天线以及第二耦合天线。微波基板容纳于金属壳体的内侧且邻接金属壳体的边缘侧。凸出接地部由微波基板的接地面朝向边缘侧延伸。第一天线连接凸出接地部，第一天线的第一分支与第二分支彼此以互相远离的方向延伸，且皆平行于边缘侧，第一分支比第二分支长。馈入部由凸出接地部的位置往第二分支延伸，且连接位于第二分支的馈入端。第一耦合天线的第一接地部连接接地面，且第一末端部用于由第一分支耦合能量。第二耦合天线的第二接地部连接凸出接地部，且第二末端部用于由第二分支耦合能量。本发明天线不使用净空区而能节省天线所占用的空间。

Description

无净空区的天线

技术领域

本发明涉及一种天线，特别是一种无净空区的天线。

背景技术

基于无线通讯技术以及网际网络的发达，终端装置如笔记型电脑、平板电脑、一体电脑(all in one computer)等必备有无线数据传输的功能。无线传输必须利用天线元件，并且对于天线性能的要求也越来越高，传统上为了使天线性能符合无线规格要求，需要设置一个天线净空区，例如在电路板空出空间或特地设置一个无金属(或导体)干扰的区域，以有利于天线效能的发挥。

然而，目前的终端装置的外观设计以符合视觉美感、简约、有质感等审美观念为主流，故就天线设计而言则以隐藏式天线为主，将天线隐藏于机壳内则可不影响终端装置的外观。然而，为了达到更有质感与美观的目的，常见以金属外壳作为壳体设计的概念。如此，天线效能容易受到金属壳体的屏蔽而影响，并且传统的设置天线净空区的设计概念也难以应用到此类型产品。就终端装置而言，隐藏式天线设计需求与金属机壳的外观要求提高了天线设计的难度，故对于具有金属机壳的内藏式天线设计，是对于天线研发人员的挑战。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种无净空区的天线，以适用于具有金属壳体的无线终端产品，减小机壳的屏蔽影响，提升天线辐射效率。

本发明的技术方案是这样的：一种无净空区的天线，包括：

金属壳体；

微波基板，与所述金属壳体保持间距而彼此固接，且使所述微波基板容纳于所述金属壳体的内侧且邻接于所述金属壳体的边缘侧，所述微波基板具有接地面；

凸出接地部，位于所述微波基板，且由所述接地面朝向所述金属壳体的所述边缘侧延伸；

第一天线，位于所述微波基板，连接所述凸出接地部，其中所述第一天线具有第一分支、第二分支、接地分支与馈入端，所述第一分支与所述第二分支彼此以互相远离的方向延伸，所述第一分支与所述第二分支皆平行于所述金属壳体的所述边缘侧，所述第一分支比所述第二分支长，其中所述接地分支连接所述凸出接地部，所述馈入端位于所述第二分支；

馈入部，由所述凸出接地部的位置往所述第二分支延伸，且连接位于所述第二分支的所述馈入端，其中所述馈入部与所述接地分支彼此平行；

第一耦合天线，位于所述微波基板，所述第一耦合天线具有第一接地部与第一末端部，所述第一接地部连接所述接地面，所述第一耦合天线的所述第一末端部与所述第一分支保持第一耦合距离，用以耦合能量；以及

第二耦合天线，位于所述微波基板，所述第二耦合天线具有第二接地部与第二末端部，所述第二接地部连接所述凸出接地部，所述第二耦合天线的所述第二末端部与所述第二分支保持第二耦合距离，用以耦合能量。

进一步地，所述馈入部是同轴电缆线的中心导体。

进一步地，所述微波基板具有四个侧边，分別为第一侧边、第二侧边、第三侧边与第四侧边，所述第一侧边与所述第二侧边彼此相对，所述第三侧边连接于所述第一侧边与所述第二侧边之间，所述第四侧边连接于所述第一侧边与所述第二侧边之间，所述第四侧边比所述第三侧边更靠近所述金属壳体的所述边缘侧，所述第四侧边平行于所述金属壳体的所述边缘侧。

进一步地，所述第一天线的所述第一分支朝向所述第一侧边延伸，所述第一天线的所述第二分支朝向所述第二侧边延伸。

进一步地，所述第一耦合天线为L形，所述第一耦合天线的所述第一接地部与所述第一末端部彼此垂直地连接，所述第一耦合天线的所述第一末端部与所述第一天线的所述第一分支彼此平行。

进一步地，所述第二耦合天线的所述第二接地部由所述凸出接地部朝向所述微波基板的所述第二侧边延伸，所述第二末端部包括连接部与耦合部，所述连接部与所述第二接地部彼此垂直地连接，所述连接部与所述耦合部彼此垂直地连接，所述耦合部与所述第一天线的所述第二分支彼此平行。

进一步地，所述第一天线的所述第一分支工作于2.4GHz频带，所述第一天线的所述第二分支、所述第一耦合天线与所述第二耦合天线工作于5GHz频带。

进一步地，所述微波基板与所述金属壳体的所述边缘侧所保持的间距为4毫米。

进一步地，所述金属壳体是笔记型电脑的壳体，所述微波基板连接电路基板，所述电路基板是所述笔记型电脑的荧幕面板。

进一步地，所述笔记型电脑更包括无净空区对称天线，所述无净空区对称天线的结构对称于所述无净空区天线。

本发明所提供的技术方案的优点在于，利用其凸出接地部的设计以有助于在天线可用空间狭窄的情況下，使阻抗匹配更佳、提升天线辐射效率，具有占用机体内部空间少、天线高度低、可应用于至少双频带无线传输等特点，适用于具有金属壳体的无线终端产品，具有很高的产业应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的无净空区的天线装设于金属壳体的示意图。

图2是本发明实施例提供的无净空区的天线装设于金属壳体的上视图。

图3是本发明实施例提供的无净空区的天线装设于笔记型电脑的金属壳体的示意图。

图4是本发明实施例提供的无净空区的天线的正视图。

图5是本发明实施例提供的无净空区的天线的返回损失图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

请参照图1、图2与图3，图1是本发明实施例提供的无净空区的天线装设于金属壳体的示意图，图2是本发明实施例提供的无净空区的天线装设于金属壳体的上视图，图3是本发明实施例提供的无净空区的天线装设于笔记型电脑的金属壳体的示意图，笔记型电脑在荧幕面板9的上侧设有无净空区的天线1，并且图1至图3是将荧幕面板9的四周机壳移除以方便显示本发明实施例的无净空区的天线，荧幕面板9的四周机壳为非金属(或非导体)，而荧幕的背板部分则是金属机壳，使得笔记型电脑的外壳皆为全金属。本实施例的无净空区的天线1例如用于具有金属机壳的笔记型电脑。再参照图3，图3的笔记型电脑实施例更包括无净空区对称天线1a，所述无净空区对称天线1a的结构是对称于无净空区的天线1，使笔记型电脑可以同时使用两个结构对称的天线，使用两个天线能达到更好的讯号收发效果。接着，一并参照图1，请参照图4所示的无净空区的天线1的细部结构。无净空区的天线1包括金属壳体11、微波基板12、凸出接地部13、第一天线14、馈入部15、第一耦合天线16以及第二耦合天线17。参照图2，微波基板12与金属壳体11保持间距而彼此固接，且使微波基板12容纳于金属壳体11的内侧且邻接金属壳体11的边缘侧111。当应用于无线网络规格时，上述间距可小至4毫米(mm)。微波基板12具有接地面120。凸出接地部13位于微波基板12，且由接地面120朝向金属壳体11的边缘侧111延伸。第一天线14位于微波基板12，连接凸出接地部13，其中第一天线14具有第一分支141、第二分支142、接地分支143与馈入端144，第一分支141与第二分支142彼此以互相远离的方向延伸，第一分支141与第二分支142皆平行于金属壳体11的边缘侧111，第一分支141比第二分支142长，其中接地分支143连接凸出接地部13，馈入端144位于第二分支142。馈入部15由凸出接地部13的位置往第二分支142延伸，且连接位于第二分支142的馈入端144，其中馈入部15与接地分支143彼此平行。第一耦合天线16位于微波基板12，第一耦合天线16具有第一接地部161与第一末端部162，第一接地部161连接接地面120，第一耦合天线16的第一末端部162与第一分支141保持第一耦合距离，用以耦合能量。第二耦合天线17位于微波基板12，第二耦合天线17具有第二接地部171与第二末端部172，第二接地部171连接凸出接地部13，第二耦合天线17的第二末端部172与第二分支142保持第二耦合距离，用以耦合能量。

再者，馈入部15较佳的是一同轴电缆线的中心导体。并且，较佳的，微波基板12具有四个侧边，分別为第一侧边121、第二侧边122、第三侧边123与第四侧边124，第一侧边121与第二侧边122彼此相对，第三侧边123连接于第一侧边121与第二侧边122之间，第四侧边124连接于第一侧边121与第二侧边122之间，第四侧边124比第三侧边123更靠近金属壳体11的边缘侧111，第四侧边124平行于金属壳体11的边缘侧111。第一天线14的第一分支141朝向第一侧边121延伸，第一天线14的第二分支142朝向第二侧边122延伸。再者，本实施例的第一耦合天线16例如为L形，第一耦合天线16的第一接地部161与第一末端部162彼此垂直地连接，第一耦合天线16的第一末端部162与第一天线14的第一分支141彼此平行。第二耦合天线17的第二接地部171由凸出接地部13朝向微波基板12的第二侧边122延伸，第二末端部172包括连接部172a与耦合部172b，连接部172a与第二接地部171彼此垂直地连接，连接部172a与耦合部172b彼此垂直地连接，耦合部172b与第一天线14的第二分支142彼此平行。再者，当金属壳体11是一笔记型电脑的壳体时，微波基板12可以连接一电路基板，所述电路基板可以是笔记型电脑的荧幕面板，如图3所示的荧幕面板9。

请参照图5所示的返回损失图，当应用于无线网络规格时，第一天线14的第一分支141工作于2.4GHz频带，第一天线14的第二分支142、第一耦合天线16与第二耦合天线17工作于5GHz频带。当微波基板12的长度不超过30毫米，且寬度为不超过8.5毫米的尺寸限制下(即第四侧边124或第三侧边123为长边，长度不超过30毫米；第一侧边121或第二侧边122为短边，长度不超过8.5毫米)，且微波基板12与金属壳体11的边缘侧111所保持的间距为4毫米时，即可达到良好的阻抗匹配，且天线效率可达到40％以上。

综上所述，本发明实施例所提供的无净空区的天线可适用于具有金属壳体的无线终端产品，利用其凸出接地部的设计以有助于在天线可用空间狭窄的情況下，使阻抗匹配更佳、提升天线辐射效率，具有占用机体内部空间少、天线高度低、可应用于至少双频带无线传输等特点，具有很高的产业应用价值。尤其是，对于区域无线网络的金属壳体终端装置，更具有天线产品市场的竞争力。

Claims (9)

1.一种无净空区的天线，其特征在于，包括：

金属壳体；

微波基板，与所述金属壳体保持间距而彼此固接，且使所述微波基板容纳于所述金属壳体的内侧且邻接于所述金属壳体的边缘侧，所述微波基板具有接地面；

凸出接地部，位于所述微波基板，且由所述接地面朝向所述金属壳体的所述边缘侧延伸；

第一天线，位于所述微波基板，连接所述凸出接地部，其中所述第一天线具有第一分支、第二分支、接地分支与馈入端，所述第一分支与所述第二分支连接于所述接地分支的同一端，所述第一分支与所述第二分支彼此以互相远离的方向延伸，所述第一分支与所述第二分支皆平行于所述金属壳体的所述边缘侧，所述第一分支比所述第二分支长，其中所述接地分支连接所述凸出接地部，所述馈入端位于所述第二分支；

馈入部，所述馈入部是同轴电缆线的中心导体，所述馈入部由所述凸出接地部的位置往所述第二分支延伸，且连接位于所述第二分支的所述馈入端，其中所述馈入部与所述接地分支彼此平行间隔设置，所述同轴电缆线叠置于所述凸出接地部的表面；

第一耦合天线，位于所述微波基板，所述第一耦合天线具有第一接地部与第一末端部，所述第一接地部连接所述接地面，所述第一耦合天线的所述第一末端部与所述第一分支保持第一耦合距离，用以耦合能量；以及

第二耦合天线，位于所述微波基板，所述第二耦合天线具有第二接地部与第二末端部，所述第二接地部连接所述凸出接地部，所述第二耦合天线的所述第二末端部与所述第二分支保持第二耦合距离，用以耦合能量。

2.根据权利要求1所述的无净空区的天线，其特征在于，所述微波基板具有四个侧边，分別为第一侧边、第二侧边、第三侧边与第四侧边，所述第一侧边与所述第二侧边彼此相对，所述第三侧边连接于所述第一侧边与所述第二侧边之间，所述第四侧边连接于所述第一侧边与所述第二侧边之间，所述第四侧边比所述第三侧边更靠近所述金属壳体的所述边缘侧，所述第四侧边平行于所述金属壳体的所述边缘侧。

3.根据权利要求2所述的无净空区的天线，其特征在于，所述第一天线的所述第一分支朝向所述第一侧边延伸，所述第一天线的所述第二分支朝向所述第二侧边延伸。

4.根据权利要求3所述的无净空区的天线，其特征在于，所述第一耦合天线为L形，所述第一耦合天线的所述第一接地部与所述第一末端部彼此垂直地连接，所述第一耦合天线的所述第一末端部与所述第一天线的所述第一分支彼此平行。

5.根据权利要求3所述的无净空区的天线，其特征在于，所述第二耦合天线的所述第二接地部由所述凸出接地部朝向所述微波基板的所述第二侧边延伸，所述第二末端部包括连接部与耦合部，所述连接部与所述第二接地部彼此垂直地连接，所述连接部与所述耦合部彼此垂直地连接，所述耦合部与所述第一天线的所述第二分支彼此平行。

6.根据权利要求1所述的无净空区的天线，其特征在于，所述第一天线的所述第一分支工作于2.4GHz频带，所述第一天线的所述第二分支、所述第一耦合天线与所述第二耦合天线工作于5GHz频带。

7.根据权利要求6所述的无净空区的天线，其特征在于，所述微波基板与所述金属壳体的所述边缘侧所保持的间距为4毫米。

8.根据权利要求1所述的无净空区的天线，其特征在于，所述金属壳体是笔记型电脑的壳体，所述微波基板连接电路基板，所述电路基板是所述笔记型电脑的荧幕面板。

9.根据权利要求8所述的无净空区的天线，其特征在于，所述笔记型电脑包括无净空区对称天线，所述无净空区对称天线的结构对称于所述无净空区天线。

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