TWM484801U - 具接近感應器的天線結構 - Google Patents
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Description
本創作有關於一種應用在可攜式電腦或手持式電子裝置的天線結構，特指一種將耦合饋入天線與接近感應器共同設計在同一電路基板上的天線結構。
為控制手持式電子裝置對於人體所產生的輻射量值問題，一般在設計手持式電子裝置時，需要在無線廣域網路(WWAN)的主要天線位置額外加入接近感應器(P-sensor)來感知人體接近，進而啟動功率縮減的保護機制，來降低裝置所產生的輻射量值，此外，為了讓感應更加精確，目前業界設計大多走向使用兩個接近感應器來達成此一目的。
請參閱第1圖及第2圖所示，傳統可攜式電腦或手持式電子裝置的主要天線10以及接近感應器11分屬兩個不同元件，且兩者必須具有一間隔距離，如圖所示，一般接近感應器11(P-sensor)的主要體積大小約為10公厘(mm)，而主要天線10體積大約為61公厘(mm)，而兩個接近感應器11又分別間距5公厘(mm)，其往往使得整個主要天線10與接近感應器11之設計長度必須長達91公厘(mm)。然而，隨著無線電通訊傳輸技術的進步，現有設計方式仍有尺寸微型化之需求。
因此，遂有另一種具接近感應器的天線結構因而問世。請參閱第3圖及第4圖所示，此種天線20包含一介電基板21以及一電容式接近感測器22，上述介電基板21對置側上分別設有一第一圖案化導電層23及第二圖案化導電層
24，上述第一圖案化導電層23以及第二圖案化導電層24對應呈現一倒F型天線的圖案化軌跡，並以兩電容器25、26分別電連一訊號線路27以及一接地線路28，而且上述第一圖案化導電層23以及第二圖案化導電層24另以一電感器29耦接於上述電容式接近感測器22。
然而，此種天線結構需採用雙層圖案化導電層、複數個電容器以及複數個電感器始能產生配合接近感應器產生感應，對於將天線尺寸微型化之目的來說，尚有創新與進步之空間。
本創作之主要目的在於提供一種具有接近感應器的天線結構，將耦合饋入天線與接近感應器共同合併設計為同一基板電路，讓天線的一部份直接作為接近感應器的電容器電極使用，改善習知天線與接近感應器分別為獨立元件，且接近感應器須為多數個造成體積難以縮小的問題，有效節省空間以及製作成本。
本創作之次要目的在於接近感應器所連結的圖形化導電層，不直接接觸接地訊號線以及訊號饋入線，降低天線其他部分對接近感應器產生干擾，有效提升接近感應器的靈敏度。
為達上述目的，本創作主要是透過一傳輸路徑電連接於至少一收發器電路共同形成一電子裝置內部的無線通訊電路，上述傳輸線路具有一訊號饋入線以及接地訊號線。
本創作具接近感應器的天線結構包含：一圖形化導電層、一接近感應器、一電容器以及一介電層。
於第一較佳實施例中，上述圖形化導電層設有一組形成耦合饋入天線的第一導電層以及一第二導電層，上述第一導電層具有一第一饋電端子與上述訊號饋入線電連接，而上述第二導電層具有一第二饋電端子與上述接地訊號線電
連接。
上述接近感應器具有一與上述第二導電層電連接的外圍電路以及一與上述外圍電路電連接的電容轉數位電路(Capacitance to Digital Circuit)；上述電容器介設於上述第二饋電端子與接地訊號線之間；而上述介電層具一第一側以及一相對的第二側，上述圖形化導電層、接近感應器與電容器皆位於上述介電層的第一側。
於此一實施例中，上述第一導電層包含一第一輻射部以及一形成上述第一饋電端子的饋電部，上述第二導電層包含一平行於上述第一輻射部的第二輻射部以及一形成上述第二饋電端子的分支部；上述接近感應器的外圍電路電連接於上述分支部；而上述介電層可設為一獨立設置於上述電子裝置內部的介電基板，或是直接將上述電子裝置的保護殼當作介電材料使用。
於第二較佳實施例中，上述圖形化導電層設有一組形成耦合饋入天線的第一導電層以及一第二導電層，上述第一導電層具有一訊號饋電端子與上述訊號饋入線電連接。
上述接近感應器，具有一與上述第二導電層電連接的外圍電路以及一與上述外圍電路電連接的電容轉數位電路，並由上述外圍電路電連接上述接地訊號線；上述電容器介設於上述外圍電路與接地訊號線之間；而介電層具一第一側以及一相對的第二側，上述圖形化導電層、接近感應器與電容器皆位於上述介電層的第一側。
於此一實施例中，上述第一導電層包含一第一輻射部以及一形成上述第一饋電端子的饋電部，上述第二導電層包含一平行於上述第一輻射部的第二輻射部以及一與上述外圍電路電連接的分支部。而上述介電層同樣可設為一獨立設置於上述電子裝置內部的介電基板，或是直接將上述電子裝置的保護殼當作介電材料使用。
前述兩較佳實施例的實施結構雖有不同，但倆的運作原理相同，本創作在第一頻率運作時，上述電容器具有一形成開路的高阻抗值，致使上述第二導電部作為上述接近感應器的電容器電極使用；而在一第二頻率運作時，上述電容器具有一形成短路的低阻抗值，使上述第二導電層與第一導電層共同作用形成耦合型天線輻射導體。其中，上述第一頻率為1MHZ以下，而上述第二頻率為700MHZ以上。
本創作的特點在於將耦合饋入天線與接近感應器共同合併設計在同一基板電路上，改善習知天線與接近感應器分別為獨立元件，所造成體積難以縮小之問題，有效節省空間以及製作成本。此外，接近感應器所連結的圖形化導電層，透過電容器與耦合式圖形化導電層設計，不直接與接地訊號線、訊號饋入線接觸，降低天線其他部分對接近感應器產生干擾，有效提升接近感應器的靈敏度。
(習知)
10‧‧‧主要天線
11‧‧‧接近感應器
20‧‧‧天線
21‧‧‧介電基板
22‧‧‧電容式接近感測器
23‧‧‧第一圖案化導電層
24‧‧‧第二圖案化導電層
25‧‧‧電容器
26‧‧‧電容器
27‧‧‧訊號線路
28‧‧‧接地線路
29‧‧‧電感器
(本創作)
30‧‧‧天線結構
31‧‧‧圖形化導電層
311‧‧‧第一導電層
312‧‧‧第二導電層
313‧‧‧第一輻射部
314‧‧‧饋電部
315‧‧‧第一饋電端子
316‧‧‧第二輻射部
317‧‧‧分支部
318‧‧‧第二饋電端子
32‧‧‧接近感應器
321‧‧‧外圍電路
322‧‧‧電容轉數位電路
33‧‧‧電容器
34‧‧‧介電層
341‧‧‧第一側
342‧‧‧第二側
40‧‧‧電子裝置
50‧‧‧傳輸線路
51‧‧‧訊號饋入線
52‧‧‧接地訊號線
60‧‧‧收發器電路
70‧‧‧無線通訊電路
第1圖為傳統電子裝置安裝天線與接近感應器的狀態圖；第2圖為第1圖天線與接近感應器的示意圖；第3圖為傳統另一種電子裝置整合天線結構與接近感應器的示意圖；第4圖為第3圖天線結構的立體圖；第5圖為電子裝置內部無線通訊電路的示意圖；第6圖為本創作天線結構第一較佳實施例的示意圖；第7圖為本創作天線結構於低頻狀態下電容器呈現開路的示意圖；第8圖為本創作天線結構於高頻狀態下電容器呈現短路的示意圖；以及第9圖為本創作天線結構第二較佳實施例的示意圖。
茲為便於更進一步對本創作之構造、使用及其特徵有更深一層明確、詳實的認識與瞭解，爰舉出較佳實施例，配合圖式詳細說明如下：請參閱第5圖所示，本創作天線結構30主要為安裝在一電子裝置40中，並配合一傳輸線路50連接至少一收發器電路60共同使用，藉以形成一作為傳輸手段的無線通訊電路70。
上述電子裝置40一般可為桌上型電腦、筆記型電腦或平板電腦的攜帶型電腦、遊戲播放器、音樂播放器、遠端控制機、全球定位系統設備(GPS)、或是手持式或配戴式行動設備，如：手機、手錶、眼鏡、耳機、垂掛件等小型器件。
上述傳輸線路50可設為同軸電纜、微帶傳輸線、帶狀傳輸線等不同樣態，其中上述傳輸線路50包含一訊號饋入線51以及一接地訊號線52(參第6圖)。
上述無線通訊電路70中的收發器電路60包括用於處理多個射頻通信頻帶，如WiFi通訊電路之2.4GHz及5GHz頻帶以及藍芽通訊電路之2.4GHz頻帶，或是用於處置蜂巢式電話電路的850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz等GSM頻帶以及2100MHz資料頻帶；除此之外，上述收發器電路60亦可包括用於無線電及電視訊號的無線電路及傳呼電路。
請參閱第6圖所示第一較佳實施例，本創作天線結構30主要包含一圖形化導電層31、一接近感應器32、一電容器33以及一介電層34，其中，上述圖形化導電層31設有一組形成耦合饋入天線的第一導電層311以及一第二導電層312，上述第一導電層311包含一第一輻射部313以及一形成第一饋電端子315的饋電部314，上述第一饋電端子315用
與上述訊號饋入線51電連接；而上述第二導電層312包含一平行於上述第一輻射部313的第二輻射部316以及一形成第二饋電端子318的分支部317，上述第二饋電端子318用與上述接地訊號線52電連接。
上述接近感應器32具有一與上述第二導電層312電連接的外圍電路321以及一與上述外圍電路321電連接的電容轉數位電路322(Capacitance to Digital Circuit)，如圖所示，上述接近感應器32的外圍電路321直接電連接於上述第二導電層312的分支部317。
上述電容器33介設於上述第二饋電端子318與接地訊號線52之間；而上述介電層34具一第一側341以及一相對的第二側342，上述圖形化導電層31、接近感應器32與電容器33皆位於上述介電層34的第一側341，於圖示一較佳實施例中，上述介電層34設為一獨立設置於上述電子裝置40內部的介電基板。
請參閱第7圖所示，本創作天線結構30處於相對低頻的第一頻率(1MHZ以下)運作時，如圖示虛線框設處，上述電容器33具有一相當於開路(open circuit)的高阻抗值，致使上述接近感應器32將第二導電部312直接作為電容器電極使用，此時，上述第一導電層311與上述第二導電層312之間並未作用。
請參閱第8圖所示，本創作天線結構30處於相對高頻的第二頻率(700MHZ)運作時，上述電容器33具有一相當於短路(short circuit)的低阻抗值，使上述第二導電層312與第一導電層311共同作用形成耦合型天線輻射導體。
本創作將耦合饋入圖形化導電層31與接近感應器32共同設計為同一基板電路，讓天線結構30的一部份直接作為接近感應器32的電容器電極使用，由所測量的電容數值改變，將反映判斷外部物件是否位於天線結構30附件。
若接近感應器32未偵側到外部物件靠近，則電子裝置40所採用傳輸射頻訊號的功率將不會受到限制。但是，若接近感應器32的附近偵測到附近有外部物件的存在時，將減小傳輸射頻訊號的功率來降低近場的電磁輻射強度，讓電子裝置40在使用者近距離操作使用時，能夠符合現行法令規章所限制的射頻訊號功率大小。
請參閱第9圖所示第二較佳實施例，本創作天線結構30同樣包含一圖形化導電層31、一接近感應器32、一電容器33以及一介電層34，其中上述圖形化導電層31設有一組形成耦合饋入天線的第一導電層311以及一第二導電層312，上述第一導電層311包含一第一輻射部313以及一形成第一饋電端子315的饋電部314，上述第一饋電端子315用與上述訊號饋入線51電連接；而上述第二導電層312包含一平行於上述第一輻射部313的第二輻射部316以及一分支部317。
上述接近感應器32具有一與上述第二導電層312電連接的外圍電路321以及一與上述外圍電路321電連接的電容轉數位電路322(Capacitance to Digital Circuit)，如圖所示，上述接近感應器32的外圍電路321除與上述第二導電層312的分支部317電連接之外。上述外圍電路321亦與上述傳輸路徑50的接地訊號線52互相電連接。
上述電容器33介設於上述外圍電路321與接地訊號線52之間；而上述介電層34具一第一側341以及一相對的第二側342，上述圖形化導電層31、接近感應器32與電容器33皆位於上述介電層34的第一側341，於圖示一較佳實施例中，上述介電層34作為上述電子裝置40的保護殼一部份使用。
其與第一較佳實施例的差異之處在於上述接地訊號線52乃電連接於上述電容器33與外圍電路321，然而，
此一電路設計差異不影響天線結構30的運作。惟在上述第一頻率(1MHZ以下)狀態下，上述電容器33同樣具有一相當於開路的高阻抗值，致使上述接近感應器32將第二導電部312直接作為電容器電極使用；而在上述第二頻率(700MHZ)狀態下，上述電容器33同樣具有一相當於短路的低阻抗值，使上述第二導電層312與第一導電層311共同作用形成耦合型天線輻射導體。
以上所舉實施例，僅用為方便說明本創作並非加以限制，在不離本創作精神範疇，熟悉此一行業技藝人士依本創作申請專利範圍及創作說明所作之各種簡易變形與修飾，均仍應含括於以下申請專利範圍中。
30‧‧‧天線結構
31‧‧‧圖形化導電層
311‧‧‧第一導電層
312‧‧‧第二導電層
313‧‧‧第一輻射部
314‧‧‧饋電部
315‧‧‧第一饋電端子
316‧‧‧第二輻射部
317‧‧‧分支部
318‧‧‧第二饋電端子
32‧‧‧接近感應器
321‧‧‧外圍電路
322‧‧‧電容轉數位電路
33‧‧‧電容器
34‧‧‧介電層
341‧‧‧第一側
342‧‧‧第二側
51‧‧‧訊號饋入線
52‧‧‧接地訊號線
Claims (9)
- 一種具接近感應器的天線結構，透過一傳輸線路電連接於至少一收發器電路共同形成一電子裝置內部的無線通訊電路，上述傳輸線路具有一訊號饋入線以及接地訊號線，而上述天線結構包含：一圖形化導電層，設有一組形成耦合饋入天線的第一導電層以及一第二導電層，上述第一導電層具有一第一饋電端子與上述訊號饋入線電連接，而上述第二導電層具有一第二饋電端子與上述接地訊號線電連接；一接近感應器，具有一與上述第二導電層電連接的外圍電路以及一與上述外圍電路電連接的電容轉數位電路；一電容器，介設於上述第二饋電端子與接地訊號線之間；以及一介電層，具一第一側以及一相對的第二側，上述圖形化導電層、接近感應器與電容器皆位於上述介電層的第一側；其中，在第一頻率運作時，上述電容器具有一形成開路的高阻抗值，致使上述第二導電層作為上述接近感應器的電容器電極使用；而在一第二頻率運作時，上述電容器具有一形成短路的低阻抗值，使上述第二導電層與第一導電層共同作用形成耦合型天線輻射導體。
- 根據申請專利範圍第1項之具接近感應器的天線結構，其中上述介電層設為一獨立介電基板或上述電子裝置的保護殼的其中一種。
- 根據申請專利範圍第1項之具接近感應器的天線結構，其 中上述第一導電層包含一第一輻射部以及一形成上述第一饋電端子的饋電部，上述第二導電層包含一平行於上述第一輻射部的第二輻射部以及一形成上述第二饋電端子的分支部。
- 根據申請專利範圍第3項之具接近感應器的天線結構，其中上述接近感應器的外圍電路電連接於上述分支部。
- 根據申請專利範圍第1項之具接近感應器的天線結構，其中上述第一頻率為1MHZ以下，而上述第二頻率為700MHZ以上。
- 一種具接近感應器的天線結構，透過一傳輸線路電連接於至少一收發器電路共同形成一電子裝置內部的無線通訊電路，上述傳輸線路具有一訊號饋入線以及接地訊號線，而上述天線結構包含：一圖形化導電層，設有一組形成耦合饋入天線的第一導電層以及一第二導電層，上述第一導電層具有一第一饋電端子與上述訊號饋入線電連接；一接近感應器，具有一與上述第二導電層電連接的外圍電路以及一與上述外圍電路電連接的電容轉數位電路，並由上述外圍電路電連接上述接地訊號線；一電容器，介設於上述外圍電路與接地訊號線之間；以及一介電層，具一第一側以及一相對的第二側，上述圖形化導電層、接近感應器與電容器皆位於上述介電層的第一側；其中，在第一頻率運作時，上述電容器具有一形成開路的高阻抗值，致使上述第二導電層作為上述接近感應器 的電容器電極使用；而在一第二頻率運作時，上述電容器具有一形成短路的低阻抗值，使上述第二導電層與第一導電層共同作用形成耦合型天線輻射導體。
- 根據申請專利範圍第6項之具接近感應器的天線結構，其中上述介電層設為一獨立介電基板或上述電子裝置的保護殼的其中一種。
- 根據申請專利範圍第6項之具接近感應器的天線結構，其中上述第一導電層包含一第一輻射部以及一形成上述第一饋電端子的饋電部，上述第二導電層包含一平行於上述第一輻射部的第二輻射部以及一與上述外圍電路電連接的分支部。
- 根據申請專利範圍第6項之具接近感應器的天線結構，其中上述第一頻率為1MHZ以下，而上述第二頻率為700MHZ以上。
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|---|---|---|---|
| TW103200528U TWM484801U (zh) | 2014-01-10 | 2014-01-10 | 具接近感應器的天線結構 |
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| TW103200528U TWM484801U (zh) | 2014-01-10 | 2014-01-10 | 具接近感應器的天線結構 |
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| TWM484801U true TWM484801U (zh) | 2014-08-21 |
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| TW103200528U TWM484801U (zh) | 2014-01-10 | 2014-01-10 | 具接近感應器的天線結構 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105406205A (zh) * | 2014-08-26 | 2016-03-16 | 芬兰脉冲公司 | 具有集成接近度传感器的天线设备及方法 |
| US9906260B2 (en) | 2015-07-30 | 2018-02-27 | Pulse Finland Oy | Sensor-based closed loop antenna swapping apparatus and methods |
| US9929467B2 (en) | 2015-01-30 | 2018-03-27 | Pegatron Corporation | Antenna module and mobile communication device having the same |
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2014
- 2014-01-10 TW TW103200528U patent/TWM484801U/zh not_active IP Right Cessation
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