CN101877431A - 平面倒f天线及具有该平面倒f天线的便携式电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种PIFA天线，其包括一辐射体、一接地部以及一信号馈入部，所述辐射体为一呈平板状的电路板模块，其部分表面上设有一辐射区；所述接地部包括一第一折叠部和一第二折叠部，所述第一折叠部连接于所述辐射体，所述第二折叠部与第一折叠部连接且平行于所述辐射体设置，所述信号馈入部连接于所述辐射体上，其用以接收电磁波信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线及具有该天线的便携式电子装置，尤其涉及一种平面倒F天线(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)及具有该平面倒F天线的便携式电子装置。
背景技术
在移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等便携式电子装置普及的今天，其功能、外观造型、成本成了移动终端市场竞争的主要焦点，如何较低成本和减少各个部件的体积成为移动终端设计的方向。
随着便携式电子装置的体积逐渐缩小，使得其内部用于装设各电子元器件的空间越来越有限，而便携式电子装置功能却不断增加，从而使得装设于便携式电子装置内的各电子元器件日趋小型化。天线作为便携式电子装置收发无线信号的重要元件，其小型化制造技术具有重要的价值。现有技术通常采用贴片式的PIFA天线，请参阅图1，现有的PIFA天线10设于一电路板14上，其包括一天线辐射体11、一馈入点12、一接地点13，所述天线辐射体11、馈入点12和接地点13均为导电材料制成的片体，所述馈入点12和接地点13一端垂直连接于所述辐射体11，另一端均垂直连接于所述电路板14，根据PIFA天线的特性，为了获得较佳的信号收发效果，所述天线辐射体11需与电路板14保持一定距离。以工作频率为常用的2.4GHz为例，所述天线辐射11体与印制电路板14的距离至少需要达到4mm以上，而且该空间不能容纳其它零件，否则会影响天线性能。显然，该天线需要占用较大的装设空间，不利于便携式电子装置的小型化。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种占用体积较小的PIFA天线。
另外，还有必要提供一种具有所述PIFA天线的便携式电子装置。
一种PIFA天线，包括一辐射体、一接地部以及一信号馈入部，所述辐射体为一呈平板状的电路板模块，其部分表面上设有一辐射区；所述接地部包括一第一折叠部和一第二折叠部，所述第一折叠部连接于所述辐射体，所述第二折叠部与第一折叠部连接且平行于所述辐射体设置，所述信号馈入部连接于所述辐射体上，其用以接收电磁波信号。
一种便携式电子装置，包括一电路主板以及一PIFA天线，所述PIFA天线括一辐射体、一接地部以及一信号馈入部，所述辐射体为一呈平板状的电路板模块，其部分表面上设有一辐射区；所述辐射体平行于所述电路主板设置并通过所述接地部及信号馈入部与所述电路主板电性连接；所述接地部包括一第一折叠部和一第二折叠部，所述第一折叠部连接于所述辐射体，所述第二折叠部与第一折叠部连接，且固定于所述电路主板上；所述信号馈入部连接于所述辐射体上，其用以接收电磁波信号。
相较于现有技术，本发明利用一电路板模块作为天线辐射体，利用一接地部，并通过加入一信号馈入部构成一PIFA天线，如此有效的解决了现有技术中天线安装所需的较大空间的问题，实现了便携式电子装置小型化的需求。
附图说明
图1为现有PIFA天线的结构示意图；
图2为本发明较佳实施例PIFA天线连接于电路主板上的使用状态示意图；
图3为本发明较佳实施例PIFA天线在不同频率下的电压驻波比示意图。
具体实施方式
请参阅图2，所示为本发明较佳实施例设置于移动电话、PDA等便携式电子装置内的PIFA天线80。所述PIFA天线80为一平面倒F天线，其平行设于所述便携式电子装置的一电路主板30上，所述PIFA天线80包括一辐射体82、一接地部84和一信号馈入部86，所述接地部84和信号馈入部86的一端均连接于所述辐射体82，另一端均与所述电路主板30相连接。
所述电路主板30为现有的便携式电子装置电路板，其包括一顶层(Top Layer)32和一与所述顶层32相对的底层(Bottom Layer)(图未示)，所述顶层32上设置若干电子元件33。
所述辐射体82为一呈平板状的电路板模块，其主体为一设于所述便携式电子装置内的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)，所述辐射体82平行于所述电路主板30设置，且通过所述接地部84及信号馈入部86与所述电路主板30电性连接，所述辐射体82具有一第一平面822和一与所述第一平面822位置相对的第二平面824，该第一平面822和第二平面824均与所述电路主板30平行，所述第一平面822与所述所述顶层32相背设置，其上可设置若干按钮825和若干发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)826，所述第二平面824与所述顶层32相对设置，其为一电性连接面，可通过电子元件与所述电路主板30电性连接。所述辐射体82的部分表面上还设有一裸露的由导电材料如铜、银、导电油墨等形成的辐射区828，所述辐射区828在所述PIFA天线80中起辐射作用，且通过改变所述辐射区828的面积和所述信号馈入部86连接于所述辐射体82的位置，可实现所述PIFA天线80的阻抗匹配以及工作频段的调整。
所述接地部84为一设于所述便携式电子装置边缘的软性印刷电路板(Flexible PrintedCircuit Board，FPCB)，其包括一第一折叠部842和一第二折叠部844，所述第一折叠部842为一大致弯折呈倒L形状的片体，其垂直于所述辐射体82设置，所述第一折叠部842的较短端平行地连接于所述辐射体82的第二平面824且与所述第二平面824电性连接，其较长端沿与该较短端垂直的方向向所述电路主板30延伸。所述第二折叠部844为一水平片体，平行地固定在所述电路主板30的底层且与电路主板30电性连接，所述第一折叠部842的较长端垂直地连接在第二折叠部844外侧并与其建立电性连接。所述第二折叠部844包含一接地点848，所述接地点848与所述电路主板30电性连接，且在所述PIFA天线80中起接地作用。
所述信号馈入部86为一片状体，其一端垂直连接于与所述辐射体82的第二平面824且与所述第二平面824电性连接，另一端垂直地固定于所述电路主板30的顶层32上且与所述电路主板30电性连接，且所述信号馈入部86平行于所述接地部84的第一折叠部842的较短端，所述信号馈入部86的长度约为4.9mm。
在实际应用中，在所述便携式电子装置中安装所述PIFA天线80时，所述辐射体82可靠近便携式电子装置壳体一内表面设置，其第一平面822上设置的按钮825和LED826可以露出便携式电子装置壳体之外而发挥作用。所述接地部84可设于便携式电子装置一侧面的边缘，且所述第一折叠部842长度可与便携式电子装置厚度一致，即可围绕便携式电子装置外缘设置，藉此可以节省装设空间，有利于便携式电子装置的小型化。
所述PIFA天线80工作时，信号自信号馈入部86进入后，沿所述PIFA天线80的辐射体82传输，此时，所述辐射区828起辐射作用，所述第二折叠部844的接地点848为所述PIFA天线80提供接地，从而使得所述PIFA天线80满足于2.4GHz频率下进行工作的要求。
天线增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。当适当改变所述辐射区828的面积和所述信号馈入部86连接于所述辐射体82的位置，可以得到不同的工作频率，请参阅表一，由实验测得本发明较佳实施例所示的PIFA天线80的增益随着工作频率变化的情况，当工作频率为2.4GHz时，所述PIFA天线80的增益为-3.346dB；当工作频率为2.45GHz时，所述PIFA天线80的增益为-2.057dB；当工作频率为2.5GHz时，所述PIFA天线80的增益为-2.902dB。
表一本实施例所示的PIFA天线80的增益随工作频率的变化
请参阅图3，所示为本发明较佳实施例进行电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)测试的结果分析图。一般而言，电压驻波比在2dB以下即视为接受率良好。如图3所示，实验测得当所述PIFA天线80工作频率为2.4GHz时，电压驻波比为1.2dB；当所述PIFA天线80工作频率为2.45GHz时，电压驻波比为1.15dB；当所述PIFA天线80工作频率为2.5GHz时，电压驻波比为1.4dB，故所述PIFA天线80为理想的平面倒F天线。
另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其他形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种PIFA天线，包括一辐射体、一接地部以及一信号馈入部，其特征在于：所述辐射体为一呈平板状的电路板模块，其部分表面上设有一辐射区；所述接地部包括一第一折叠部和一第二折叠部，所述第一折叠部连接于所述辐射体，所述第二折叠部与第一折叠部连接且平行于所述辐射体设置，所述信号馈入部连接于所述辐射体上，其用以接收电磁波信号。
2.如权利要求1所述的PIFA天线，其特征在于：所述接地部为一软性印刷电路板。
3.如权利要求1所述的PIFA天线，其特征在于：所述信号馈入部为一片状体，其一端垂直地连接于所述辐射体上并与所述辐射体建立电性连接。
4.如权利要求1所述的PIFA天线，其特征在于：所述第一折叠部包括一较短端和一较长端，所述较短端平行地连接于所述辐射体，所述较长端一端垂直地与较短端连接，另一端垂直地连接在第二折叠部外侧，所述第二折叠部上设有一接地点，所述接地点为所述PIFA天线提供接地作用。
5.一种便携式电子装置，包括一电路主板以及一PIFA天线，所述PIFA天线括一辐射体、一接地部以及一信号馈入部，其特征在于：所述辐射体为一呈平板状的电路板模块，其部分表面上设有一辐射区；所述辐射体平行于所述电路主板设置并通过所述接地部及信号馈入部与所述电路主板电性连接；所述接地部包括一第一折叠部和一第二折叠部，所述第一折叠部连接于所述辐射体，所述第二折叠部与第一折叠部连接，且固定于所述电路主板上；所述信号馈入部连接于所述辐射体上，其用以接收电磁波信号。
6.如权利要求5所述的便携式电子装置，其特征在于：所述辐射体靠近所述便携式电子装置一内表面设置。
7.如权利要求5所述的便携式电子装置，其特征在于：所述接地部为一软性印刷电路板。
8.如权利要求5所述的便携式电子装置，其特征在于：所述接地部设于所述便携式电子装置一侧面的边缘，且所述第一折叠部长度与所述便携式电子装置厚度一致。
9.如权利要求5所述的便携式电子装置，其特征在于：所述信号馈入部为一片状体，其一端垂直连接于所述辐射体并与所述辐射体电性连接，另一端垂直地设于所述电路主板上。
10.如权利要求5所述的便携式电子装置，其特征在于：所述第一折叠部包括一较短端和一较长端，所述较短端平行地连接于所述辐射体，所述较长端一端垂直地与较短端连接，另一端垂直地连接在第二折叠部外侧，所述第二折叠部上设有一接地点，且所述接地点与所述电路主板电性连接并为所述PIFA天线提供接地作用。
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