外置天線及其製造方法與流程

2023-12-03 13:37:51

本發明涉及一種外置天線，尤其涉及一種基於柔性印刷電路板的外置天線及其製造方法。

背景技術：

目前，諸如手機、pad、筆記本之類的便攜電子設備幾乎都採用內置天線，但內置天線的接收效果讓不理想。而外置天線一般只能在部分頻段範圍內工作，而不能在全頻段範圍內工作，因此使用範圍受到限制。

技術實現要素：

本發明的目的旨在解決現有技術中存在的上述問題和缺陷的至少一個方面。

本發明的一個目的在於提供一種外置天線及其製作方法，通過設置複合尾管，可以簡化絕緣終端組件的結構，降低成本。

根據本發明的一個方面，提供一種外置天線，包括：一個同軸導體組件，包括一個同軸電纜，所述同軸電纜包括一個外導體和一個與外導體絕緣的內導體；至少一個無源元件；一個柔性電路板，所述無源元件貼附在所述柔性電路板上，所述外導體和內導體通過所述柔性電路板與所述無源元件電連接，以形成一個天線迴路；以及一個支撐管，與所述同軸導體組件連接的柔性電路板卷繞在所述支撐管上。

根據本發明的一種實施例的外置天線，所述支撐管上設有在軸向方向上延伸的第一切口，所述同軸導體組件通過所述狹槽安裝在所述支撐管內。

根據本發明的一種實施例的外置天線，所述無源元件包括一個電容元件和一個電感元件，所述柔性電路板包括柔性基板和設置在柔性基板 上的導電層，所述導電層包括：第一導電部分，與所述電感元件的第一端和所述外導體電連接；第二導電部分，與所述內導體和所述電容元件的第一端電連接；以及第三導電部分，與所述電感元件的第二端和電容元件的第二端電連接。

根據本發明的一種實施例的外置天線，所述支撐管上設有一個第二切口，所述電容元件設置在所述第二切口中。

根據本發明的一種實施例的外置天線，所述第一導電部分和第三導電部分中的至少一個上設有至少一個狹槽。

根據本發明的一種實施例的外置天線，所述柔性電路板的兩個沿軸向方向延伸的邊緣設有焊接墊。

根據本發明的一種實施例的外置天線，所述同軸導體組件還包括安裝在所述同軸電纜上的安裝接頭，所述安裝接頭包括：導電插芯，與所述內導體電連接；以及導電筒體，所述同軸電纜部分地插入所述導電筒體中，所述導電筒體與所述插芯電絕緣且與所述外導體電連接，以將所述外置天線與一個電子設備的天線接口連接。

根據本發明的一種實施例的外置天線，所述同軸導體組件還包括絕緣筒體，安裝在所述導電筒體上。

根據本發明的一種實施例的外置天線還包括保護管，所述保護管安裝在所述柔性電路板的外部，以保護所述柔性電路板。

根據本發明另一方面的實施例，還提供一種外置天線的製作方法，包括如下步驟：提供一個同軸導體組件，所述同軸導體組件包括一個同軸電纜，所述同軸電纜包括一個外導體和一個與外導體絕緣的內導體；將至少一個無源元件貼附在一個柔性電路板上；將所述外導體和內導體通過所述柔性電路板與所述無源元件電連接，以形成一個天線迴路；以及將所述柔性電路板卷繞在所述支撐管上。

根據本發明的一種實施例的製作方法，將至少一個無源元件貼附在柔性電路板上的步驟包括如下步驟：將所述柔性電路板的導電層分成彼此絕緣的第一導電部分、第二導電部分和第三導電部分。

根據本發明的一種實施例的製作方法，將至少一個無源元件貼附在 柔性電路板上的步驟還包括如下步驟：將無源元件中的一個電感元件的第一端連接至所述第一導電部分；將所述內導體和所述無源元件中的一個電容元件的第一端電連接至所述第二導電部分；以及將所述電感元件的第二端和電容元件的第二端電連接至所述第三導電部分。

根據本發明的一種實施例的製作方法，所述支撐管上設有在軸向方向上延伸的第一切口，所述同軸導體組件通過所述第一切口安裝在所述支撐管內。

根據本發明的一種實施例的製作方法，所述支撐管上設有一個第二切口，所述電容元件設置在所述第二切口中。

根據本發明的一種實施例的製作方法，利用構圖工藝在所述第一導電部分和第三導電部分中的至少一個上形成至少一個狹槽。

根據本發明的一種實施例的製作方法，將所述柔性電路板卷繞在所述支撐管上的步驟包括：利用形成在所述柔性電路板的兩個沿軸向方向延伸的邊緣上焊接墊，將所述柔性電路板的邊緣焊接在一起。

根據本發明的一種實施例的製作方法，將一個保護管安裝在所述柔性電路板的外部，以保護所述柔性電路板。

在本發明的上述各種實施例的外置天線及其製作方法中，在柔性電路板上電連接無源元件，使柔性電路板、無源元件、同軸電纜的外導體和內導體形成天線迴路，提高了外置天線的工作頻率的範圍，可以提供符合4G通信標準的全頻段的工作頻率，並具有較高的靈敏度，從而提高了天線的應用範圍。

通過下文中參照附圖對本發明所作的描述，本發明的其它目的和優點將顯而易見，並可幫助對本發明有全面的理解。

附圖說明

圖1顯示根據本發明的一個實例性的實施例的外置天線的柔性電路板的平面示意圖；

圖2顯示圖1中A部分的放大示意圖；

圖3顯示形成在柔性電路板的背面的焊接墊的原理示意圖；

圖4顯示柔性電路板的柔性基板的背面的平面示意圖；

圖5顯示圖1所示的柔性電路板的在連接了無源元件時的平面示意圖；

圖6顯示圖5中B部分的放大示意圖；

圖7顯示根據本發明的一種示例性實施例的外置天線的同軸導電組件的立體示意圖；

圖8顯示將同軸導電組件連接至圖5所示的柔性電路板上時的立體示意圖；

圖9顯示圖8中C部分的放大示意圖；

圖10顯示根據本發明的一種示例性實施例的外置天線的支撐管的立體示意圖；

圖11顯示將圖8所示的柔性電路板安裝在圖10所示的支撐管上時的立體示意圖，圖中的柔性電路板還未卷繞；

圖12顯示將圖8所示的柔性電路板卷繞在圖9所示的支撐管上時的立體示意圖；

圖13顯示圖12中D部分的放大示意圖；

圖14顯示根據本發明的一種示例性實施例的外置天線的保護管的立體示意圖；以及

圖15顯示根據本發明的一種示例性實施例的外置天線的立體示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。在說明書中，相同或相似的附圖標號指示相同或相似的部件。下述參照附圖對本發明實施方式的說明旨在對本發明的總體發明構思進行解釋，而不應當理解為對本發明的一種限制。

另外，在下面的詳細描述中，為便於解釋，闡述了許多具體的細節以提供對本披露實施例的全面理解。然而明顯地，一個或多個實施例在沒有這些具體細節的情況下也可以被實施。在其他情況下，公知的結構和裝置以圖示的方式體現以簡化附圖。

根據本發明的一個總體技術構思，提供一種外置天線，包括一個同軸導體組件、至少一個無源元件、一個柔性電路板以及一個支撐管。同軸導體組件包括一個同軸電纜，所述同軸電纜包括一個外導體和與一個外導體絕緣的內導體。所述無源元件貼附在所述柔性電路板上，所述外導體和內導體通過所述柔性電路板與所述無源元件電連接，以形成一個天線迴路。與所述同軸導體組件連接的柔性電路板卷繞在所述支撐管上。

圖15顯示根據本發明的一種示例性實施例的外置天線的立體示意圖。本發明實施例的外置天線100可以應用在諸如手機、pad、筆記本之類的可攜式電子設備上。圖1顯示根據本發明的一個實例性的實施例的外置天線的柔性電路板的平面示意圖；圖2顯示圖1中A部分的放大示意圖；圖5顯示圖1所示的柔性電路板的在連接了無源元件時的平面示意圖；圖6顯示圖5中B部分的放大示意圖；圖7顯示根據本發明的一種示例性實施例的外置天線的同軸導電組件的立體示意圖；圖8顯示將同軸導電組件連接至圖5所示的柔性電路板上時的立體示意圖；圖9顯示圖8中C部分的放大示意圖；圖10顯示根據本發明的一種示例性實施例的外置天線的支撐管的立體示意圖；圖11顯示將圖8所示的柔性電路板安裝在圖10所示的支撐管上時的立體示意圖，圖中的柔性電路板還未卷繞；圖12顯示將圖8所示的柔性電路板卷繞在圖9所示的支撐管上時的立體示意圖；圖13顯示圖12中D部分的放大示意圖。

參見圖1、2、5、6和14，根據本發明的一種示例性實施例的外置天線，包括一個同軸導體組件1、至少一個無源元件2、一個柔性電路板3以及一個由絕緣材料製成的支撐管4。

如圖7所示，同軸導體組件1包括一個同軸電纜11，所述同軸電纜11包括一個外導體111和與一個通過絕緣層113與外導體111絕緣的內導體112。如圖5、6、8和9所示，無源元件2例如通過表面貼附技術(Surface Mounted Technology，SMT)連接在所述柔性電路板3上，所述外導體111和內導體112通過所述柔性電路板3與所述無源元件2電連接，以形成一個天線迴路。如圖10所示，與所述同軸導體組件1連接的柔性電路板3卷繞在具有預定剛性和柔性的支撐管9上。這樣，可以 允許外置天線100可以相對於軸向方向在一定範圍內彎曲。

圖3顯示形成在柔性電路板的背面的焊接墊的原理示意圖；圖4顯示柔性電路板的柔性基板的背面的平面示意圖。如圖3和4所示，根據本發明的一種實施例的柔性電路板3包括柔性基板34和設置在柔性基板34上的導電層，所述柔性基板34例如通過粘合劑貼附在導電層的背面上。

在進一步的實施例中，如圖5和6所示，無源元件2包括一個電容元件21和一個電感元件22。所述柔性電路板3的導電層包括：與所述電感元件22的第一端和同軸電纜11的外導體111電連接的第一導電部分31；與所述內導體112和所述電容元件22的第一端電連接的第二導電部分32；以及與所述電感元件22的第二端和電容元件21的第二端電連接的第三導電部分33。在一種可替換的實施例中，電感元件連接在第二導電部分和第三導電部分之間，而電容元件連接在第一導電部分和第三導電部分之間。

在一種實施例中，可以採用例如包括塗覆光刻膠、曝光、顯影、刻蝕等工藝的構圖工藝將柔性電路板3的導電層構圖成彼此斷開的第一導電部分31、第二導電部分32和第三導電部分33，並在斷開的部位露出柔性基板34；之後，分別在第一導電部分31、第二導電部分32和第三導電部分33上形成多個焊接墊331；之後，將電容元件21、電感元件22、外導體111和內導體112分別焊接至相應的焊接墊331上，從而形成具有收發電信號功能的天線迴路。同軸電纜11的外導體111和內導體112用做該天線迴路的兩個接線端。進一步地，在第一導電部分31和第三導電部分33中的至少一個上設有至少一個狹槽332。通過設置狹槽332的形狀和數量，可以具有狹槽的柔性電路板與電容元件21和電感元件22一起確定天線迴路的工作頻率範圍。由於本發明實施例的外置天線100在柔性電路板上設置了電容元件21、電感元件22以及狹槽332，可以提供符合4G通信標準的全頻段的工作頻率，並具有較高的靈敏度，從而提高了天線的應用範圍。

在本發明的一種實施例的外置天線100中，如圖9-11所示，支撐管 4上設有在軸向方向上延伸的第一切口41，所述同軸導體組件1通過所述第一切口41安裝在所述支撐管4內。這樣，同軸導體組件1不佔據支撐管4外部的空間，使得柔性電路板3的表面緊密貼附在支撐管4上，降低外置天線的外部尺寸，外置天線100的外部輪廓更加緊湊。

進一步地，支撐管4上設有一個第二切口42，所述電容元件21設置在所述第二切口42中。一般地，電容元件21相對於電感元件22具有較大的外部尺寸，由此將電容元件21放置在第二切口42中，這樣可以進一步降低外置天線的外部尺寸，並使電容元件21的電性能穩定。

在一種實施例中，如圖3和13所示，所述柔性電路板3的兩個沿軸向方向延伸的邊緣設有焊接墊35。在柔性電路板3卷繞在支撐管4的圓柱形的表面上的情況下，柔性電路板3的兩個邊緣搭接在一起，並通過焊接方式機械地固定在一起。這樣，可以有效防止塗覆在柔性基板34背面上的粘合劑開膠，從而將柔性電路板3牢固地固定在支撐管4的圓柱形表面上。

如圖7和13所示，在一種示例性實施例中，所述同軸導體組件1還包括安裝在所述同軸電纜11的端部上的安裝接頭12，所述安裝接頭包括：與內導體112電連接的導電插芯121；以及導電筒體122，所述同軸電纜11部分地插入所述導電筒體122中，所述導電筒體122與所述插芯121電絕緣且與所述外導體111電連接，以將所述外置天線100與一個電子設備(未示出)的天線接口連接。例如，安裝接頭12可以是一種SMA(Sub-Miniature A)天線接口，在導電筒體122內設有內螺紋，以與電子設備的天線接口的外螺紋結合。在一種實施例中，同軸導體組件1還包括安裝在所述導電筒體122上的絕緣筒體13。

圖14顯示根據本發明的一種示例性實施例的外置天線的保護管的立體示意圖。如圖14所示，外置天線100還包括保護管6，所述保護管6安裝在所述柔性電路板3的外部，以保護柔性電路板3。保護管6可以延伸到絕緣筒體13上，例如可以通過粘合劑將保護管6固定在絕緣筒體13上。另外，如圖10所示，在支撐管4的端部形成第三切口43，以允許絕緣筒體13穿過第三切口43進入支撐管4的內部。

根據本發明進一步發明的實施例，提供一種外置天線的製作方法，包括如下步驟：

如圖7所示，提供一個同軸導體組件1，所述同軸導體組件1包括一個同軸電纜11，所述同軸電纜11包括一個外導體111和一個通過絕緣層113與外導體111絕緣的內導體112；如圖5和6所示，將至少一個無源元件2貼附在一個柔性電路板3上；如圖8所示，使得所述外導體111和內導體112通過所述柔性電路板3與所述無源元件2電連接，以形成一個天線迴路；以及，如圖11-13所示，將所述柔性電路板3卷繞在所述支撐管4上。

在一種示例性實施例中，將至少一個無源元件2貼附在柔性電路板3上的步驟包括如下步驟：例如通過構圖工藝將柔性電路板3的導電層分成彼此絕緣的第一導電部分31、第二導電部分32和第三導電部分33，並露出一部分柔性基板34。這樣，導電層的各個彼此斷開的部分在之後的操作工藝中保持固定形狀和狀態，從而保持良好的電特性。在一種示例性實施例中，構圖工藝包括塗覆光刻膠、曝光、顯影、刻蝕等工藝。

在一種示例性實施例中，將至少一個無源元件貼附在柔性電路板上的步驟還包括如下步驟：將無源元件2中的一個電感元件22的第一端連接至柔性電路板的第一導電部分31；將所述內導體112和所述無源元件中的一個電容元件21的第一端電連接至所述第二導電部分32；以及將所述電感元件22的第二端和電容元件21的第二端電連接至所述第三導電部分33。這樣，電容元件21、電感元件22、外導體111和內導體112形成具有收發電信號功能的天線迴路，並且外導體111和內導體112用做該天線迴路的兩個接線端。

在本發明的一種實施例的外置天線100的製作方法中，如圖10和11所示，支撐管4上設有在軸向方向上延伸的第一切口41，所述同軸導體組件1通過所述第一切口41安裝在所述支撐管4內。這樣，同軸導體組件1不佔據支撐管4外部的空間，使得柔性電路板3的表面緊密貼附在支撐管4上，降低外置天線的外徑，外置天線100的外部輪廓更加緊湊。

進一步地，支撐管4上設有一個第二切口42，所述電容元件21設置在所述第二切口42中。一般地，電容元件21相對於電感元件22具有較大的外部尺寸，由此將電容元件21放置在第二切口42中，這樣可以進一步降低外置天線的外部尺寸，並使電容元件21的電性能穩定。

進一步地，如圖1所示，利用構圖工藝在所述第一導電部分31和第三導電部分33中的至少一個上形成至少一個狹槽332。通過設置狹槽332的形狀和數量，可以與電容元件21和電感元件22一起確定天線迴路的工作頻率範圍，以提供符合4G通信標準的全頻段的工作頻率。

在一種實施例中，如圖11-13所示，將所述柔性電路板3卷繞在所述支撐管4上的步驟包括：利用形成在所述柔性電路板3的兩個沿軸向方向延伸的邊緣上焊接墊34，將所述柔性電路板3的邊緣焊接在一起。在柔性電路板3卷繞在支撐管4的圓柱形的表面上的情況下，柔性電路板3的兩個邊緣搭接在一起，並通過焊接方式機械地固定在一起。這樣，可以有效防止塗覆在柔性基板34背面上的粘合劑開膠，從而將柔性電路板3牢固地固定在支撐管4的圓柱形表面上。

根據本發明的製作方法的一種實施例，在將柔性電路板3卷繞在支撐管4上之後，將一個保護管6安裝在所述柔性電路板3的外部，以保護所述柔性電路板3。

在本發明的上述各種實施例的外置天線及其製作方法中，在柔性電路板上電連接無源元件，使柔性電路板、無源元件、同軸電纜的外導體和內導體形成天線迴路，提高了外置天線的工作頻率的範圍，可以提供符合4G通信標準的全頻段的工作頻率，並具有較高的靈敏度，從而提高了天線的應用範圍。本發明的實施例的外置天線結構緊湊，產品整體上可以滿足一定的彎曲要求而不影響性能，其製作方法簡單，可以降低整個電子設備的成本。

本領域的技術人員可以理解，上面所描述的實施例都是示例性的，並且本領域的技術人員可以對其進行改進，各種實施例中所描述的結構在不發生結構或者原理方面的衝突的情況下可以進行自由組合。

雖然本總體發明構思的一些實施例已被顯示和說明，本領域普通技 術人員將理解，在不背離本總體發明構思的原則和精神的情況下，可對這些實施例做出改變，並且各種實施例中所描述的結構在不發生結構或者原理方面的衝突的情況下可以進行自由組合，本發明的範圍以權利要求和它們的等同物限定。