TW201332213A - 天線和隱蔽層中間包括至少一隔離元件之電路 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種電路，在同一電路板(1)上包括至少一天線(2,3)，處理電路和覆蓋處理電路之隱蔽層(4)。該電路包括在天線(3)和隱蔽層(4)間之至少一隔離元件(6,6’)，係部份在電路板上，部份在隱蔽層上實現。

Description

天線和隱蔽層中間包括至少一隔離元件之電路

本發明一般係關於無線系統內使用之印刷電路板。尤指一種電路板，在同一基體上包括至少一天線，和隱蔽層(諸如遮蔽隱蔽層)所覆蓋之處理電路。

在無線通訊領域，MIMO(多輸入輸出)電路使用日增，以增加傳輸電路容量，並改進通道範圍。結果，要使用更大量天線。當天線直接印刷或置於印刷電路板或PCB上，在地面會感應電流，潛在影響其他天線的行為，以及位於天線附近的處理電路。故必須把諸元件彼此隔離，以限制漏電，免得降低天線效能。此外，以MIMO系統而言，天線必須強烈隔離，為MIMO系統提供最佳效能。然而，電路板空間有限，隔離拘限很強烈。而且，以在若干頻率帶操作之系統而言，最常需要頻率帶間隔離，以確所有無線電在頻率帶內之正確共存。

此外，經常使用固定在處理電路頂面之遮蔽隱蔽層，藉降低輻射位準，以減少電磁干擾以及無線電頻率。此項用法日見頻繁，因為現時無線系統最常見多頻帶多模態，導致干擾問題更大。再者，朝向無線裝置迷你化和朝向多電路整合於同一電線板上之傾向，需改進隔離和遮蔽。另外，關於電磁波位準和無線電頻率之規定，日漸嚴格。

已知(尤其是美國專利US 2003/0193437)在天線之間使用槽孔，以減少天線之彼此耦合，並限制表面漏電。然而，此種隔離需要表面，因為槽孔長度明顯等於λ/4，其中λ是在電路操作頻率之波長。因此，對於2.4 GHz的操作頻率，波長約30 mm。

因此，本發明擬議對上述問題之低成本解決方案，可得所需隔離，不會加大印刷電路板尺寸，也不會增加額外組件或機械零件。

本發明係關於一種電路，在同一電路板上包括至少一天線、處理電路，和覆蓋處理電路之隱蔽層，其特徵為，在天線和隱蔽層之間，包括至少一隔離元件，由槽孔線形成，部份在電路板、部份在隱蔽層上實現。

按照一具體例，槽孔線包括第一和第二槽孔線，以第三槽孔線相連。第一和第二槽孔線有第一長度，分別為在電路板上之L1和L2，和第二長度，分別在隱蔽層上之L’1和L’2，使L1+L’1等於或不等於L2+L’2。第一和第二槽孔線之長度接近λg/4，其中λg為操作頻率處之波長。

1‧‧‧電路板

2,3‧‧‧天線

4‧‧‧隱蔽層

5,5’‧‧‧隔離槽孔

6,6’‧‧‧槽孔線

6a,6’a,6b,6’b‧‧‧槽孔線組件

7‧‧‧槽孔

第1圖為本發明具體例之示意透視圖，圓圈部份為實現本發明的電路板一部份之放大圖；第2圖為無本發明隔離元件時的二天線間隔離位準圖；第3圖為有本發明隔離元件時的二天線間隔離位準圖。

茲就參照附圖實施之具體例加以說明，即可明白本發明之其他特徵和優點。

本發明參照應用例內所用印刷電路板說明，包括二天線，以能夠整合於機上盒的2×2 MIMO電路，在2.4 GHz頻帶內操作。然而，技術專家均知此具體例僅為提供資訊，可以許多方式修飾，不離本發明範圍。可用於以無線方式操作之許多裝置，諸如行動裝置、路牌、閘口等。

如第1圖所示，在電路板1上有二天線2,3，實施於電路板各端。安裝在同一電路板1上的二天線2,3之間，安裝由二天線所接收和發射的訊號之處理電路。此處理電路利用遮蔽隱蔽層4覆蓋，以減少電磁干擾和射頻干擾，同時隔離天線之操作電路。

按已知方式，遮蔽隱蔽層4一般係利用模鍛製成，在組件同樣組裝程序中固定於電路板，即使用組件表面安裝技術。隱蔽層可以單件式或二件式實施，得以檢查和修理組件。

如第1圖所示具體例中，有一天線2與隱蔽層4隔離，利用 二隔離槽孔5,6，係直接實施在印刷電路板1上，沿該板邊緣。然而，如第1圖所示，第二天線3位於靠近隱蔽層4，故不增加印刷電路板表面，見第1圖之放大部份，按照本發明，天線3和隱蔽層4間之隔離元件，部份在板1上而部份在隱蔽層4上實現。更準確而言，如放大部份所示，隔離機構係由二槽孔線6和6’構成，各有二組件，即6a,6b,6’a,6’b，其中組件6a,6’a實現於印刷電路板1，而組件6b,6’b實現於隱蔽層4。為防止二槽孔線6和6’在印刷電路位準短路，利用槽孔7相連。

欲得所需隔離，選用各槽孔6,6’總長度，特別等於λg/4，其中λg為操作頻率之波長。因此，若組件6a和6’a個別長度為L1和L2，且組件6b和6’b個別長度L’1和L’2，則槽孔6和6’總長度必須為L1+L’1L2+L’2λg/4。然而，L1+L’1≠L2+L’2之解決方案，亦在本發明範圍內。

第1圖所示裝置是以名為HFSS(Ansys)之已知3D電磁模擬工具所模擬。第一次模擬沒有本發明之隔離元件，而第二次模擬則以第1圖所示隔離元件實施。

如第2圖所示，可見無本發明隔離元件時，在最壞情況時，頻帶2.4 GHz內之隔離位準約14 dB。

第3圖所示為二天線間之隔離回應在頻帶2.4 GHz內為-20 dB左右，顯示增加5 dB以上。天線3激磁時，表面電流線表示隔離元件6,6’相對於無此等隔離元件所得結果之效率。因此而得二天線間耦合降低，而天線3行為對電路板上位置以及地面平面與系統總地面連接方式，較不敏感。

技術專家由此可知，實現隔離元件之槽孔線，可相等或不同長度，以增加隔離位準或隔離頻帶。此外，槽孔可呈L形或C形，或與其位置相容之任何其他形狀。

1‧‧‧電路板

2,3‧‧‧天線

4‧‧‧隱蔽層

5,5’‧‧‧隔離槽孔

6,6’‧‧‧槽孔線

6a,6’a,6b,6’b‧‧‧槽孔線組件

7‧‧‧槽孔

Claims (4)

1. 一種電路，在同一電路板(1)上包括至少一天線(2,3)、處理電路，以及覆蓋處理電路之隱蔽層(4)，其特徵為，在天線(2)和隱蔽層(4)之間，包括至少一隔離元件(6,6’)，係由部份實現於電路板上而部份於隱蔽層上之槽孔線所形成者。
2. 如申請專利範圍第1項之電路，其中槽孔線(6,6’)包括第一槽孔線(6a,6’a)和第二槽孔線(6b.6’b)，以第三槽孔線(7)相連接者。
3. 如申請專利範圍第1項之電路，其中第一和第二槽孔線在電路板上之第一長度分別為L1和L2，在隱蔽層上之第二長度分別為L’1和L’2，而L1+L’1等於或不等於L2+L’2者。
4. 如申請專利範圍第1和2項之電路，其中第一和第二槽孔線長度接近λg/4，而λg係操作頻率之波長者。