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無線通信裝置和具有該無線通信裝置的電子設(shè)備的制作方法

文檔序號:7739999閱讀:141來源:國知局
專利名稱:無線通信裝置和具有該無線通信裝置的電子設(shè)備的制作方法
本申請基于1999年12月8日所申請的在的日本專利申請第11-349000號,該專利申請的全部內(nèi)容在此作為參考。
本發(fā)明涉及一種具有無線通信功能的無線通信裝置和具有無線通信裝置的電子設(shè)備。
最近,一種稱為“藍(lán)牙”的無線通信系統(tǒng)已成為移動式個人計算機(jī)和便攜式終端設(shè)備的短距離無線通信系統(tǒng)。這種無線通信系統(tǒng)具有2400MHz-2483.5MHz的可用頻帶,并采用了跳頻的擴(kuò)頻系統(tǒng)。
跳頻信道是間隔為1MHz的79波段(2402MHz-2480MHz),而傳輸速率為1Mbps,通信距離相對較短(發(fā)射功率為0dBm時約為10m,而發(fā)射功率為+20dBm時約為100m)。
當(dāng)這種短距離無線通信系統(tǒng)的無線通信裝置安裝在便攜式個人計算機(jī)(如筆記本式個人計算機(jī))上時,由于向外伸出的天線(如鞭狀天線)使用時很礙事,因此針對天線應(yīng)想出某種辦法使其不從個人計算機(jī)內(nèi)向外伸出。
為了達(dá)到這一目的,可以采用片狀天線。
在筆記本式個人計算機(jī)中,液晶顯示板(也當(dāng)作蓋板)與裝有鍵盤的機(jī)身的上邊沿部分鉸接,這樣,它在來回打開/合上時可由邊沿來支撐。在使用個人計算機(jī)時,蓋板被翻開,為了防止電磁波的輻射,個人計算機(jī)這樣來構(gòu)造,機(jī)身殼體的內(nèi)部和蓋板殼體的內(nèi)部都采用導(dǎo)電涂料和屏蔽板進(jìn)行了電磁屏蔽。
機(jī)身中裝有電池,接頭,軟盤驅(qū)動器,CD-ROM驅(qū)動器,PC卡插槽,帶有CPU、存儲器、接口電路等的主板,以及鍵盤等等,已沒有可用的空間,因此,當(dāng)在個人計算機(jī)上采用開頭那種天線時,可見該天線通常只能裝在具有嵌入式液晶顯示板的蓋板上。
在這種情況下,如果打開和合上蓋板的液晶顯示板,那么,所裝天線周圍的情形變化很大,從而會出現(xiàn)頻帶特性的漂移。因此,如果要采用片狀天線,則必須用更寬帶寬的天線。
日本專利申請第10-145124號公開了利用更寬帶寬的片狀天線的技術(shù)。該文獻(xiàn)給出了一種片狀天線,使得可以使用一種用于發(fā)射和接收更寬帶寬的頻率的無線設(shè)備。
片狀天線由一塊很小的矩形體構(gòu)成,該矩形體其截面尺寸為幾毫米×幾毫米,而其長度不足約1cm。具體地說,該片狀天線包括一個主要由氧化鋇、氧化鋁和二氧化硅制成的小矩形基片,和一個沿矩形基片縱向配置的螺旋纏繞導(dǎo)線,其中一個電阻器其一端連接到基片表面上的導(dǎo)線,而饋電端通過電阻器的另一端為該導(dǎo)線施加電壓。
利用這種結(jié)構(gòu),導(dǎo)線和電阻器以串聯(lián)陣列方式連接,而在片狀天線中,通過將導(dǎo)線和電阻器以串聯(lián)陣列方式連接,可以大大降低該片狀天線的Q(品質(zhì)因數(shù)),因此,可得到更寬的帶寬。
然而,這種傳統(tǒng)技術(shù)涉及這樣的問題通過在片狀天線中配以電阻器并降低Q才能達(dá)到更寬帶寬。
這意味著,就片狀天線中通過將導(dǎo)線和電阻器以串聯(lián)陣列方式連接來加寬所得到的帶寬而言,存在一定的限制。也就是說,損耗會因加大串聯(lián)電阻而增加,因此必須被限定在所容許的范圍內(nèi)。
因此,本發(fā)明的目的在于,提供一種用于獲得更寬帶寬的特性而又不會使天線的輻射效率下降的無線通信裝置,和一種裝有該無線通信裝置的電子設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種無線通信裝置,它包括一個預(yù)定頻帶的天線;一個與該天線連接的無線通信電路;和一個與該天線連接的接地圖案(pattern),接地圖案的周長為預(yù)定頻帶的1個波長的0.7-1.4倍。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,提供了一種無線通信裝置,它包括一個預(yù)定頻帶的天線,其預(yù)定頻帶為2.4GHz-2.5GHz;一個與該天線連接的無線通信電路;和一個與該天線連接的接地圖案,接地圖案的周長為90mm-170mm。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面,提供了一種電子設(shè)備,它包括用于處理信息的裝置;用于允許信息處理裝置所處理的信息的無線通信的裝置;一個與允許進(jìn)行無線通信的裝置連接的預(yù)定頻帶的天線;和一個與該天線連接的接地圖案,接地圖案的周長為預(yù)定頻帶的1個波長的0.7-1.4倍。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面,提供了一種電子設(shè)備,它包括用于處理信息的裝置;用于允許信息處理裝置所處理的信息的無線通信的裝置;一個與允許進(jìn)行無線通信的裝置連接的預(yù)定頻帶的天線,其預(yù)定頻帶為2.4GHz-2.5GHz;和一個與該天線連接的接地圖案,接地圖案的周長為90mm-170mm。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的描述中闡述,有一部分從描述中一目了然,或者可通過本發(fā)明的實(shí)施得知。本發(fā)明的這些目的和優(yōu)點(diǎn)可以通過下文中特別指出的手段及其結(jié)合來實(shí)現(xiàn)和獲得。
下面,作為說明書的一部分所引用的附圖將示出本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方式,并結(jié)合上述一般描述和下述優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述,用來說明本發(fā)明的原理。


圖1A-1C示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的無線通信單元的配置;圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的筆記本式個人計算機(jī)的配置的示意圖;圖3是當(dāng)無線通信模塊的印刷電路板上的接地圖案的全周長被設(shè)定為13.5cm時片狀天線的輸入節(jié)處的輸入VSWR(駐波比)特性曲線圖;圖4是圖2中所示的無線通信單元中天線方向性特性圖5是當(dāng)按本發(fā)明的第三實(shí)施方式的片狀天線的旁邊的模擬電路部分的接地圖案與數(shù)字電路處理系統(tǒng)的數(shù)字電路部件的接地圖案高頻分離時無線通信單元的配置的示意圖;圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的筆記本式個人計算機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的筆記本式個人計算機(jī)的結(jié)構(gòu)的背面的示意圖;圖8是說明根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施方式的筆記本式個人計算機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;圖9是說明根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施方式的筆記本式個人計算機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;和圖10是說明根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施方式的變形的筆記本式個人計算機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
下面參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。
<第一實(shí)施方式>
圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的無線通信單元10的配置。無線通信單元10在其印刷電路板2上包括一個片狀天線1和用于處理發(fā)射/接收無線電波的模擬電路部分的RF電路部分4,一個基帶部分,和一個作為數(shù)字處理系統(tǒng)的數(shù)字電路部分5。
片狀天線1可以是片狀介質(zhì)天線和片狀多層天線之一。片狀介質(zhì)天線和片狀多層天線這兩種天線最好都可以用陶瓷制成(即是一種陶瓷天線)。
作為片狀天線1和模擬電路系統(tǒng)部分中所用RF模塊(如RF電路部分)4附近的實(shí)際電路形式,其構(gòu)成如圖1B和1C中所示。如圖1A中所示,根據(jù)本實(shí)施方式,片狀天線1部分配置在矩形印刷電路板2的一個側(cè)面并位于靠近該印刷電路板2的縱向的一端。印刷電路板2由一個表面敷設(shè)有大面積GND(接地)圖案3的矩形長條板構(gòu)成。
本例中,印刷結(jié)構(gòu)的大面積GND構(gòu)形(接地圖案3的構(gòu)形)呈L型,其切口部分是片狀天線1的安裝部分及其附近部分。這一接地圖案3作為采用片狀天線1的無線通信單元的至少模擬電路部分的地。
本實(shí)施方式中,對于分別表示接地圖案3的垂直和水平長度的X和Y,將X與Y的和設(shè)定為接近于可用無線頻帶的1/2波長,換言之,其全周長接近于可用無線頻帶的1個波長。也就是說,對于方形接地圖案3,垂直和水平長度為X和Y,而其全周長為2×(X+Y),由于X+Y約為1/2波長,因此全周長約為2×(X+Y),約等于1個波長。
因此,這一實(shí)施方式的無線通信單元10是這樣一種類型片狀天線1配置在矩形印刷電路板2的一個側(cè)面并位于靠近該矩形印刷電路板的縱向的一端,由于模擬電路部分的接地圖案3其垂直長度X與水平長度Y的長度總和被設(shè)定為可用無線頻帶的約1/2波長,因此接地圖案3本身將以無線通信單元10的可用無線頻率諧振,從而可以得到合適的頻帶特性。
下表1示出了一例所做的實(shí)驗(yàn)?!八{(lán)牙”的可用頻帶在2400MHz-2483.5MHz范圍內(nèi),在2400MHz,其1個波長為125mm。而2483.5MHz的1個波長為120.8mm。表1示出了關(guān)于頻帶針對接地圖案如何變化的檢驗(yàn)結(jié)果,該接地圖案其全周長與在包括上述頻率的周圍頻段中所涉及的波長相應(yīng)表1GND尺寸 全周長頻帶所到的效果[mm][mm][NHz]Y=45,X=20130 358 很好Y=35,X=20110 201 很好Y=25,X=2090 147 較好Y=25,X=30110 287 很好
Y=25,X=40130374很好Y=25,X=50150190很好Y=25,X=60170127較好正如表1中所示,當(dāng)GND圖案3的尺寸為Y=45mm和X=20mm,即全周長為130mm時,頻帶變?yōu)?58MHz,與常規(guī)頻帶(100MHz)相比,效果顯然很好。再者,當(dāng)Y=35mm和X=20mm,即全周長為110mm時,頻帶變?yōu)?01MHz,效果顯然也很好。
再者,當(dāng)Y=25mm和X=20mm,即全周長為90mm時,頻帶變?yōu)?47MHz,與常規(guī)頻帶(100MHz)相比,效果較好。
再者,當(dāng)Y=25mm和X=30mm,即全周長為110mm時,頻帶變?yōu)?87MHz,與常規(guī)頻帶(100MHz)相比,效果很好。
再者,當(dāng)Y=25mm和X=40mm,即全周長為130mm時,頻帶變?yōu)?74MHz,效果也很好。
再者,當(dāng)Y=25mm和X=50mm,即全周長為150mm時,頻帶變?yōu)?90MHz,與常規(guī)頻帶(100MHz)相比,效果很好。
當(dāng)Y=25mm和X=60mm,即全周長為170mm時,頻帶變?yōu)?27MHz,與常規(guī)頻帶(100MHz)相比,效果較好。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),顯然,在與從2400MHz的1個波長(125mm)到2483.5MHz的1個波長(120.8mm)的范圍幾乎相應(yīng)的從110mm到150mm的全周長范圍內(nèi),頻帶為374MHz至190MHz即常規(guī)頻帶的3.7至1.9倍,而當(dāng)全周長為90mm和170mm時,頻帶分別為147MHz和127MHz即常規(guī)頻帶的1.47至1.27倍(較好),并且顯然,當(dāng)接地圖案3的全周長被設(shè)定為接近于可用頻率的1個波長時,可得到足夠的頻帶倍增的效果。
因此,當(dāng)接地圖案的全周長被設(shè)定為接近于可用無線頻帶的1個波長時,則可獲得顯著的效果,便于更寬帶寬的應(yīng)用。
天線本身至多可獲得100MHz頻帶,而通過將地的全周長設(shè)定為接近于可用無線頻帶的頻率的1個波長時,可得到約350MHz的頻帶。據(jù)此,可以認(rèn)為,當(dāng)印刷電路板的接地圖案本身具有這樣的全周長時,諧振現(xiàn)象發(fā)生在可用頻率的頻帶處。
因此,當(dāng)選用這種給定的接地圖案構(gòu)形時,接地圖案本身諧振于這一無線頻帶,并可得到合適的頻帶特性。
從表1中看到,對于具有2.4GHz-2.4835GHz的可用頻帶的“藍(lán)牙”情況,足夠有效的全周長為100mm至150mm。由此認(rèn)為,就頻率范圍而言,可以說很好的范圍是從該頻帶頻率的0.88波長(110mm/125mm=0.88波長)到約1.24波長(150mm/121mm=1.239波長)。
當(dāng)肯定頻帶特性比常規(guī)頻帶寬(盡管不是足夠好)時,全周長為90mm和170mm,并且,由于波長范圍是從90mm/125mm=0.72波長(對于前一種情況)到170mm/121mm=1.40波長(對于后一種情況),因此可以說,較有效的全周長是處于從頻帶頻率的0.7波長到約1.4波長的范圍內(nèi)。
據(jù)此,可以說,在從實(shí)驗(yàn)中估計最佳范圍時,印刷電路板上的接地圖案的全周長約為可用頻帶頻率的1個波長。具體地說,接地圖案的全周長處于從頻帶頻率的約0.7波長到約1.4波長的范圍內(nèi),最好是處于約0.8波長到約1.25波長的范圍內(nèi),最最好是處于頻帶頻率的約0.85波長到約1.05波長的范圍內(nèi)。
一種采用其上配有那種片狀天線1的印刷電路板的無線通信單元的實(shí)際實(shí)施方式將在下面作為第二實(shí)施方式加以說明。
<第二實(shí)施方式>
圖2是說明便攜式個人計算機(jī)如筆記本式個人計算機(jī)20的示意圖,該個人計算機(jī)具有采用其上配有片狀天線1的印刷電路板的無線通信單元10。如圖2中所示,該單元10被安裝在筆記本式個人計算機(jī)20的裝有一個平板顯示器(如液晶顯示器(LCD))的蓋板20a的背面的內(nèi)側(cè),也就是說,安裝在蓋板20a的殼體內(nèi)并在液晶顯示器24的背面。液晶顯示器24在其背面覆蓋有一個金屬罩,該金屬罩既可以作為加固件又可以起到磁屏蔽作用,而無線通信單元10裝配在液晶顯示器24的屏蔽罩的背面,其印刷電路板的接地圖案位于屏蔽罩的背面。
應(yīng)當(dāng)注意,為了獲得較好的片狀天線的發(fā)射/接收環(huán)境,無線通信單元10安裝在蓋板20a中時,應(yīng)使天線部分凸出液晶顯示器24的屏蔽罩。
當(dāng)蓋板20a的內(nèi)部通過涂上導(dǎo)電涂料完全被磁屏蔽時,無線通信單元10其天線部分凸出蓋板20a約5mm或5mm以上。
圖3示出了,當(dāng)無線通信單元10在此使用2.4GHz(1個波長為12.5cm)至2.5GHz(1個波長為12cm)而無線通信單元10的印刷電路板2上的接地圖案3的全周長被設(shè)定為13.5cm(它是與可用無線頻帶的中點(diǎn)處的12.25cm的波長對應(yīng)的1.1波長)時,片狀天線1的輸入節(jié)處的輸入VSWR(駐波比)特性曲線。
正如特性曲線圖所示,由于無線通信單元10安裝在筆記本式個人計算機(jī)上時其天線部分凸出液晶顯示器24的屏蔽罩,因此,單單天線就可使輸入VSWR≤2的帶寬(常規(guī)情況下約為100MHz)擴(kuò)展到高達(dá)約350MHz,由此可以發(fā)現(xiàn),即使是液晶顯示器處于“ON”狀態(tài)或處于“OFF”狀態(tài),也可以得到穩(wěn)定的輸入VSWR特性。因此,采用這種安裝結(jié)構(gòu),可以得到性能穩(wěn)定的天線輻射特性。
圖4示出了圖2的結(jié)構(gòu)中天線在x-y平面內(nèi)的方向性特性圖。
實(shí)線所表示的特性對應(yīng)于這樣的情況天線1部分位于液晶顯示器(LCD)24的屏蔽罩的背面并凸出其上沿,即無線通信單元10安裝在LCD的背面而其天線1部分凸出蓋板20a上沿5mm;而虛線所表示的特性對應(yīng)于這樣的情況天線1部分被裝配在液晶顯示器24的屏蔽罩處而沒有凸出,即無線通信單元10安裝在蓋板20a內(nèi)而其天線1部分沒有凸出蓋板20a上沿。后一種情況與前一種情況相比,下降了約6dB。
這一6dB的差值轉(zhuǎn)換成無線電波的達(dá)到距離約為一半距離。當(dāng)蓋板20a的內(nèi)側(cè)通過涂上導(dǎo)電涂料的方式來采取電磁屏蔽結(jié)構(gòu)時,為了便于接收到外來的無線電波和便于向外發(fā)射無線電波,至少天線1部分必須凸出蓋板20a。當(dāng)接地圖案部分為了使其面積更大而裝配于液晶顯示器24的背面時,殼體本身幾乎沒怎么變大,因?yàn)橹皇切〕叽绲钠瑺钐炀€1凸出。應(yīng)當(dāng)注意,片狀天線1部分凸出蓋板20a的程度約為10mm。
也就是說,在這一實(shí)施方式中,作為無線通信裝置的無線通信單元10屬于第一實(shí)施方式中所采用的那種類型,而只是使片狀天線部分凸出液晶顯示器的屏蔽罩,以便于輻射無線電波,從而獲得更寬的方向性性能。無線通信單元10其接地圖案的面積做得比印刷電路板的面積大,并且,如果這一部分裝配于液晶顯示器24的背面,那么只有小面積的小片狀天線1凸出約10mm的距離,因此殼體本身尺寸幾乎沒怎么變大。
以上是接地圖案的全周長被設(shè)定為可用頻帶的1個波長的情況。然而,有時由于接地圖案面積更大且形狀復(fù)雜,會有全周長不被設(shè)定為接近于這種1個波長的情況存在。這將通過以下第三實(shí)施方式來處理。
<第三實(shí)施方式>
在這種第三實(shí)施方式中,為了將片狀天線1周圍的模擬電路部分的接地圖案的全周長設(shè)定為接近于可用無線頻帶的約1個波長,分別構(gòu)成片狀天線1周圍的模擬電路部分的接地圖案3a和包括高頻電路部分和基帶部分的電路部分的接地圖案3b。而且,接地圖案3a和3b兩者之間被高頻分離而被直流連接。為此,這些接地圖案通過片狀電感器55連接。
這樣,分別構(gòu)成的接地圖案3a和3b被直流連接而因所含的高阻抗被高頻分離,因此,從高頻角度看,片狀天線1周圍的模擬電路部分的接地圖案3a可使其全周長被設(shè)定為可用無線頻帶的頻率的約1個波長。
這一實(shí)施方式提供了一種特例,用于處理這樣一種情況接地圖案當(dāng)面積更大且形狀復(fù)雜時,不使其全周長被設(shè)定為接近于可用無線頻帶的頻率的1個波長。
在上面所述的這種情況下,接地圖案3由多個互相高頻分離的分開部分構(gòu)成。例如,圖5示出了兩個分開部分的例子,如圖5中所示,印刷電路板2上的接地圖案包括分離的區(qū)域3a和3b區(qū)域。區(qū)域3a由天線1周圍的模擬電路部分(無線通信單元10中的無線模擬系統(tǒng))的接地圖案構(gòu)成,而區(qū)域3b由無線通信單元10中的數(shù)字處理系統(tǒng)的數(shù)字電路部分53的接地圖案構(gòu)成。這兩個接地圖案3a和3b通過片狀電感器55電連接,這樣,這些接地圖案便提供了直流上的一體而高頻上它們是分離的。
也就是說,構(gòu)成圖5(平面圖)中所示的第三實(shí)施方式的無線通信單元10在印刷電路板2上配置有片狀天線1、RF電路部分和基帶部分,而接地圖案由兩個分離的區(qū)域而不是單個區(qū)域構(gòu)成。通過用片狀電感器55將分離的接地圖案3a和3b連接,這些接地圖案被直流連接而因所含的高阻抗被高頻分離。
即使在圖5所示的結(jié)構(gòu)中,無線通信單元10的構(gòu)成也可以如圖1A中所示的結(jié)構(gòu)中那樣構(gòu)成天線1配置在矩形印刷電路板2的一個側(cè)面并位于靠近該矩形印刷電路板2的縱向的一端。印刷電路板2由一個表面敷設(shè)有大面積GND(接地)圖案3a和3b的矩形長條圖案構(gòu)成。
印刷電路圖案的大面積GND圖案不是由單個區(qū)域構(gòu)成,而是由兩個分離的區(qū)域3a和3b構(gòu)成,區(qū)域3a構(gòu)成位于一個具有所安裝的天線1的區(qū)域中的第一接地圖案3a,而區(qū)域3b構(gòu)成位于另一個區(qū)域中的第二接地圖案3b。
第一接地圖案3a呈L型圖案,其切口部分是片狀天線1的安裝區(qū)域及其附近區(qū)域。第二接地圖案3b呈方形,并與第一接地圖案3a分離,但通過片狀電感器55與第一接地圖案3a連接以提供直流上的一體。
在本實(shí)施方式中,只是第一接地圖案3a使其外圍全周長被設(shè)定為接近于可用無線頻帶的1個波長的長度。具體地說,第一接地圖案3a的外圍圖案全周長被設(shè)定到約為可用無線頻帶的1個波長的長度(約為可用無線頻帶的波長的0.8至1.25)范圍。
如果外圍圖案是方形,那么由此得出,垂直長度X與水平長度Y的總和被設(shè)定為接近于可用無線頻帶的1/2波長的長度。
圖5中所示的這種實(shí)施方式的無線通信單元10這樣構(gòu)成片狀天線1配置在矩形印刷電路板2的一個側(cè)面并位于靠近該印刷電路板2的縱向的一端,而接地圖案3被分離成兩個(必要的話,三個或三個以上)區(qū)域。在這種情況下,一個接地圖案3a使其垂直長度X與水平長度Y的總和被設(shè)定為接近于可用無線頻帶的1/2波長的長度(與接近于可用無線頻帶的1/2波長的長度相應(yīng)的約0.8至1.25倍的長度),這樣,接地圖案3a本身以高頻方式諧振于無線通信單元10的可用無線頻帶。從而,可得到合適的頻帶特性。
在這一第三實(shí)施方式中,片狀天線1周圍的模擬電路部分的接地圖案3a和包括高頻電路部分53和基帶部分的電路部分53中的接地圖案3b被高頻分離并通過片狀電感器55連接在一起。這樣,這些接地圖案被直流連接而因所含的高阻抗被高頻分離,因此,從高頻角度看,片狀天線1周圍的模擬電路部分的接地圖案3a可使其全周長被設(shè)定為可用頻帶的頻率的約1個波長。
即使接地圖案從總體來看其全周長遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過與可用無線頻帶的頻率的約1個波長的長度相應(yīng)的長度,模擬電路部分的接地圖案3a也可使其全周長被設(shè)定為接近于可用無線頻帶的頻率的1個波長的值,從而,可以與前面所述的相同的方式得到約350MHz的頻帶性能。
<第四實(shí)施方式>
下面參照圖6和7說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式。在此,將說明筆記本式個人計算機(jī)的裝有液晶顯示器的蓋板無法保證有足夠的空間裝得下第一和第三實(shí)施方式的無線通信單元10的情況。
圖6示出了本發(fā)明的第四實(shí)施方式的結(jié)構(gòu),圖中示出了筆記本式個人計算機(jī)中片狀天線1與射頻模塊60的結(jié)構(gòu)以及連接關(guān)系。圖6的結(jié)構(gòu)具有這樣一種結(jié)構(gòu)無線通信單元被分為兩部分,即一個裝有片狀天線1的天線基片部分2a和一個裝有射頻模塊60的射頻模塊基片部分2b,這些基片2a和2b通過同軸電纜61連接。
即使在這一實(shí)施方式中,如前面所述那樣,天線基片2a的接地圖案構(gòu)成也可使其全周長被設(shè)定為接近于可用無線頻帶的頻率的1個波長的值。
此外,裝有片狀天線1的天線基片部分2a裝配于筆記本式個人計算機(jī)10的蓋板20a處,而裝有射頻模塊60的射頻模塊基片部分2b裝配于筆記本式個人計算機(jī)20的機(jī)身20部分處。
為了電磁屏蔽液晶顯示器24,筆記本式個人計算機(jī)20的蓋板20a部分的殼體的內(nèi)側(cè)被涂上磁性涂料以提供一個磁屏蔽區(qū)域70,而片狀天線1布置區(qū)域在其周圍區(qū)域不被涂上磁性涂料以提供一個無磁屏蔽區(qū)域,如圖7中所示。具體地說,片狀天線1布置區(qū)域在其周圍區(qū)域有約1cm寬的范圍不被涂上磁性涂料以提供一個無磁屏蔽區(qū)域。
在這種結(jié)構(gòu)中,由于在片狀天線周圍沒有磁屏蔽,因此,可以在蓋板殼體內(nèi)發(fā)射和接收無線電波,此外,還可以通過提供使其全周長被設(shè)定為可用無線頻帶的約1個波長的片狀天線周圍的模擬電路部分的接地圖案,以獲得更寬帶寬的效果。再者,還可以通過只將天線基片2a配置在液晶顯示器24的背面而將射頻模塊基片60并入到筆記本式個人計算機(jī)20的機(jī)身20b中,以使筆記本式個人計算機(jī)的整個機(jī)殼變薄。
<第五實(shí)施方式>
下面將說明第二實(shí)施方式的一種改進(jìn)的例子。第五實(shí)施方式包括一個實(shí)例,其中,第一和第三實(shí)施方式的無線通信單元被合并安裝在筆記本式個人計算機(jī)的裝有一個液晶顯示器的蓋板中,而且是完全裝入而不凸出。
圖8和圖9是說明應(yīng)用于筆記本式個人計算機(jī)的第五實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的示意圖。結(jié)合圖1A和圖5所述的無線通信單元被安裝在筆記本式個人計算機(jī)的蓋板2a的殼體內(nèi)。
在結(jié)合圖2所述的第二實(shí)施方式中,蓋板2a的殼體的內(nèi)側(cè)通過涂上例如導(dǎo)電涂料以便被電磁屏蔽。在這種情況下,如果無線通信單元10完全被安裝在蓋板2a的殼體中,則不可能接收到外來的無線電波和向外發(fā)射無線電波。這就是片狀天線1部分要凸出蓋板2a的殼體的原因。
片狀天線部分盡管尺寸較小,但由于凸出筆記本式個人計算機(jī)(這種計算機(jī)近來已做得越來越小),因此看上去不雅觀。
下面將作出一種實(shí)施方式的說明,其中,片狀天線1部分完全被安裝在蓋板2a的殼體中而不凸出殼體。盡管,在這一實(shí)施方式中,片狀天線1部分甚至完全被安裝在蓋板2a的殼體中,然而,蓋板2a的殼體的內(nèi)部被涂上導(dǎo)電涂料,但無線通信單元10安裝區(qū)域處除外,以便可以向外發(fā)射無線電波和接收外來的無線電波。這樣,便形成一個電磁屏蔽區(qū)域70。也就是說,根據(jù)本實(shí)施方式,在蓋板2a的殼體的內(nèi)部的無線通信單元10安裝區(qū)域處沒有涂導(dǎo)電涂料。
液晶顯示器24安裝在蓋板20a的殼體中,并且在這種情況下,液晶顯示器24本身的背面被覆蓋一塊金屬板,以便可加強(qiáng)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度同時又可抑制電磁波的輻射。這種結(jié)構(gòu)對電磁波的泄漏實(shí)際不利影響不大,即使區(qū)域中沒有涂上導(dǎo)電涂料。
在本實(shí)施方式中,片狀天線1部分裝配在液晶顯示器24的背面時,它凸出液晶顯示器24的上沿,但它仍在蓋板20a的殼體中,如圖8和9中所示。蓋板20a的殼體可作為固定液晶顯示器24的框架,因此,液晶顯示器沒有占用蓋板2a的整個框架的區(qū)域。
在蓋板20a的殼體中,在殼體與液晶顯示器24的上沿之間有一個適當(dāng)?shù)目臻g。無線通信單元10被安裝液晶顯示器24的背面或安裝在蓋板2a的殼體的內(nèi)壁面,這樣,通過利用這一空間,片狀天線1可凸出液晶顯示器24的上沿。在安裝無線通信單元10時,可以采用任何合適的固定手段如雙面粘接帶。
此時,片狀天線1部分凸出液晶顯示器24的上沿約10mm,這樣,就幾乎不受液晶顯示器24的背面金屬板電磁效應(yīng)的影響。無線通信單元10的理想位置是位于蓋板20a的中上區(qū),如圖7和8中所示。
這樣,從蓋板20a的外面看,無線通信單元10處在無電磁屏蔽區(qū)域,從而在天線1處可以自由地向外發(fā)射無線電波和接收外來的無線電波。
應(yīng)當(dāng)注意,可以只在片狀天線1部分而不是無線通信單元10的整個區(qū)域涂上導(dǎo)電涂料。這樣,便可以形成一個至少片狀天線周圍約10mm的不涂導(dǎo)電涂料的區(qū)域。無線通信單元10的理想位置是位于蓋板20a的中上區(qū),如圖8和9中所示,但由于所涉及的某些限制而無法做到。
在這種情況下,無線通信單元10可以從蓋板20a的中間略往右偏(如圖10中所示)或略往左偏。即使在這種情況下,不用說,無線通信單元10部分或片狀天線部分的周圍約10mm區(qū)域內(nèi)也不涂導(dǎo)電涂料,而片狀天線1部分也應(yīng)凸出液晶顯示器24的上沿約10mm,這樣,就幾乎不受液晶顯示器24的背面金屬板電磁效應(yīng)的影響。
盡管,以上說明了各種實(shí)施方式,然而,可以說,為了使配置有片狀天線的印刷電路板上的接地圖案諧振于特定的頻帶,接地圖案的全周長應(yīng)被設(shè)定為接近于特定頻帶的頻率的1個波長,從而,可以獲得具有更寬帶寬特性的天線輸入節(jié)。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式,而可以作出本發(fā)明的各種變化或修改。盡管在上述實(shí)施方式中,主要針對本發(fā)明應(yīng)用于筆記本式個人計算機(jī)時的情況來說明本發(fā)明,然而本發(fā)明可應(yīng)用于各種便攜式終端設(shè)備、移動設(shè)備和所安裝的設(shè)備。
正如以上所詳述,根據(jù)本發(fā)明,使配置有片狀天線的印刷電路板上的接地圖案諧振于特定的頻帶,這樣,可以在天線輸入節(jié)處獲得更寬帶寬的特性。此外,片狀天線被配置在印刷電路板上,只有其片狀天線部分凸出液晶顯示器的屏蔽罩,從而便于輻射無線電波,并獲得更寬的方向性性能。
根據(jù)本發(fā)明,可以提供一種無線通信裝置和裝有這種無線通信裝置的電子設(shè)備,它們可以獲得天線的更寬帶寬的特性而又不會使天線的輻射效率下降。
對熟練技術(shù)人員而言很容易得到別的優(yōu)點(diǎn)和修改。因此,從更廣的方面來考慮,本發(fā)明并不局限于本文所示的所描述的這些具體細(xì)節(jié)和典型的實(shí)施方式。因此,在不違背附屬權(quán)利要求以及其等效要求所闡述的本發(fā)明的總體思想的實(shí)質(zhì)和范圍前提下,可以進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種無線通信裝置,其特征在于,它包括一個預(yù)定頻帶的天線(1);一個與該天線(1)連接的無線通信電路(4,5);和一個與該天線(1)連接的接地圖案(3),接地圖案的周長為預(yù)定頻帶的1個波長的0.7-1.4倍。
2.如權(quán)利要求1所述的無線通信裝置,其特征在于,接地圖案(3)的周長為預(yù)定頻帶的1個波長的0.8-1.25倍。
3.一種無線通信裝置,其特征在于,它包括一個預(yù)定頻帶的天線(1),其預(yù)定頻帶為2.4GHz-2.5GHz;一個與該天線(1)連接的無線通信電路(4,5);和一個與該天線(1)連接的接地圖案(3),接地圖案的周長為90mm-170mm。
4.如權(quán)利要求3所述的無線通信裝置,其特征在于,接地圖案(3)的周長為110mm-150mm。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的無線通信裝置,其特征在于,還包括一個其上配置有天線(1)和接地圖案(3)的印刷電路板(2)。
6.如權(quán)利要求1-4任一所述的無線通信裝置,其特征在于,接地圖案(3)包括分別構(gòu)成的第一接地圖案(3a)和第二接地圖案(3b),并且無線通信裝置還包括一個接在第一和第二接地圖案(3a,3b)之間的電感元件(55)。
7.如權(quán)利要求1-4任一所述的無線通信裝置,其特征在于,天線(1)用陶瓷制成。
8.如權(quán)利要求7所述的無線通信裝置,其特征在于,天線(1)是片狀介質(zhì)天線和片狀多層天線之一。
9.一種電子設(shè)備,其特征在于,它包括用于處理信息的裝置(20b);用于允許信息處理裝置(20b)所處理的信息的無線通信的裝置(4,5);一個與允許進(jìn)行無線通信的裝置(4,5)連接的預(yù)定頻帶的天線(1);和一個與該天線(1)連接的接地圖案(3),接地圖案的周長為預(yù)定頻帶的1個波長的0.7-1.4倍。
10.如權(quán)利要求9所述的電子設(shè)備,其特征在于,還包括一個具有信息顯示部分和電磁屏蔽部分的顯示裝置(24),其中,天線(1)在顯示設(shè)備(24)上并凸出電磁屏蔽部分一個預(yù)定的長度。
11.如權(quán)利要求10所述的電子設(shè)備,其特征在于,天線(1)凸出電磁屏蔽部分的長度量值至少為5mm。
12.如權(quán)利要求10所述的電子設(shè)備,其特征在于,還包括一個殼體(20a),該殼體包含顯示設(shè)備(24),并提供一個除天線所在部分之外的電磁屏蔽區(qū)域(70)
13.如權(quán)利要求9所述的電子設(shè)備,其特征在于,接地圖案(3)的周長為預(yù)定頻帶的1個波長的0.8-1.25倍。
14.一種電子設(shè)備,其特征在于,它包括用于處理信息的裝置(20b);用于允許信息處理裝置(20b)所處理的信息的無線通信的裝置(4,5);一個與允許進(jìn)行無線通信的裝置(4,5)連接的預(yù)定頻帶的天線(1),其預(yù)定頻帶為2.4GHz-2.5GHz;和一個與該天線(1)連接的接地圖案(3),接地圖案的周長為90mm-170mm。
15.如權(quán)利要求14所述的電子設(shè)備,其特征在于,接地圖案(3)的周長為110mm-150mm。
16.如權(quán)利要求9-15任一所述的電子設(shè)備,其特征在于,還包括一個其上配置有天線(1)和接地圖案(3)的印刷電路板(2)。
17.如權(quán)利要求9-15任一所述的電子設(shè)備,其特征在于,接地圖案(3)包括分別構(gòu)成的第一接地圖案(3a)和第二接地圖案(3b),并且電子設(shè)備還包括一個接在第一和第二接地圖案(3a,3b)之間的電感元件(55)。
18.如權(quán)利要求9-15任一所述的電子設(shè)備,其特征在于,天線(1)用陶瓷制成。
19.如權(quán)利要求18所述的電子設(shè)備,其特征在于,天線(1)是片狀介質(zhì)天線和片狀多層天線之一。
全文摘要
一種無線通信裝置(10)包括:一個預(yù)定頻帶的天線(1);一個與該天線(1)連接的無線通信電路(4,5);和一個與該天線(1)連接的接地圖案(3),接地圖案的周長為預(yù)定頻帶的1個波長的0.7—1.4倍。利用這種組成結(jié)構(gòu),可以獲得更寬帶寬的特性而又不會使天線(1)的輻射效率下降。
文檔編號H04B1/18GK1299193SQ0013529
公開日2001年6月13日 申請日期2000年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月8日
發(fā)明者正木俊幸 申請人:株式會社東芝
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