蓝牙及近场通讯共用天线及应用其之电子装置

技术领域

本发明是有关于一种通讯领域，尤其涉及一种蓝牙及近场通讯共用天线及应用其之电子装置。

背景技术

蓝牙及近场通讯 是现今电子装置常见的无线通讯功能，其由于操作的方式、频段均不相同。通常是将这两组的线路，分设于两个印刷电路板上，或者，将其在同一电路板上，但位置明显区隔。

然而，随着电子装置的功能增加，且整体的体积轻薄化，各种元件能够设置的空间必须缩减。目前这样的方式，无法满足空间设计的需求，且容易对于蓝牙频段的辐射场型产生干扰。

发明内容

是了解决前述的问题，在此提供一种蓝牙及近场通讯共用天线。在一实施例中，蓝牙及近场通讯共用天线包含绝缘基板、回路线圈、蓝牙信号馈入线路、蓝牙信号接地线路、以及近场信号输入线路。

绝缘基板包含第一表面以及第二表面。回路线圈设置于绝缘基板的第一表面上，包含外层线圈、至少一内层线圈、回路起点及回路终点。蓝牙信号馈入线路设置于绝缘基板的第一表面上，包含蓝牙馈入连接部、第一高通滤波器及蓝牙信号馈入部。蓝牙馈入连接部连接回路线圈的外层线圈，第一高通滤波器连接蓝牙馈入连接部及蓝牙信号馈入部，蓝牙信号馈入部包含蓝牙信号馈入点，用以馈入蓝牙信号。蓝牙信号接地线路包含电流导引部、第二高通滤波器及接地连接部。电流导引部设置于绝缘基板的第二表面，透过第一透孔连接回路线圈的内层线圈，接地连接部设置于绝缘基板的第一表面并接地，透过第二透孔连接电流导引部。第二高通滤波器连接接地连接部并接地。

近场信号输入线路设置于绝缘基板的第二表面，包含近场信号馈入部、低通滤波器及近场馈入连接部。近场信号馈入部用以馈入近场信号。低通滤波器连接近场信号馈入部及近场馈入连接部，近场馈入连接部包含第一馈入连接端及第二馈入接端，分别透过第三透孔及第四透孔连接回路起点及回路终点。

优选地，蓝牙及近场通讯共用天线，更包含接地层，接地层包含第一接地部及第二接地部，分别设置于绝缘基板的第一表面及第二表面，接地连接部连接第一接地部。

优选地，第一接地部及第二接地部的垂直投影相互重迭。

优选地，第一接地部开设有第一开槽及第二开槽，第一高通滤波器及蓝牙信号馈入部位于第一开槽中，接地连接部的一部份及第二高通滤波器位于第二开槽中。

优选地，蓝牙及近场通讯共用天线更包含铁氧片，铁氧片设置于绝缘基板的第二表面，铁氧片的垂直投影与回路线圈的垂直投影重迭。

优选地，蓝牙馈入连接部的宽度，由接近第一高通滤波器的一端朝连接外层线圈的一端逐渐增加。

优选地，蓝牙馈入连接部由接近第一高通滤波器的一端至连接外层线圈的一端宽度相等。

优选地，蓝牙及近场通讯共用天线更包含近场阻抗匹配电路，近场阻抗匹配电路设置于绝缘基板的第二表面，位于低通滤波器与近场馈入连接部之间。

在一实施例中，蓝牙及近场通讯共用天线包含绝缘基板、回路线圈、蓝牙信号馈入线路、蓝牙信号接地线路、接地层、铁氧片以及近场信号输入线路。绝缘基板包含第一表面以及第二表面。回路线圈设置于绝缘基板的第一表面上，包含外层线圈、至少一内层线圈、回路起点及回路终点。

蓝牙信号馈入线路，设置于绝缘基板的第一表面上，包含蓝牙馈入连接部、第一高通滤波器及蓝牙信号馈入部。蓝牙馈入连接部连接回路线圈的外层线圈，第一高通滤波器连接蓝牙馈入连接部及蓝牙信号馈入部。蓝牙信号馈入部包含蓝牙信号馈入点，用以馈入蓝牙信号。蓝牙馈入连接部的宽度由接近第一高通滤波器的一端朝连接外层线圈的一端逐渐增加。蓝牙信号接地线路包含电流导引部、第二高通滤波器及接地连接部。电流导引部设置于绝缘基板的第二表面，透过第一透孔连接回路线圈的内层线圈，接地连接部设置于绝缘基板的第一表面并接地，透过一第二透孔连接电流导引部，第二高通滤波器连接接地连接部并接地。

接地层包含第一接地部及第二接地部，分别设置于绝缘基板的第一表面以及第二表面，接地连接部连接第一接地部。第一接地部开设有第一开槽及第二开槽。第一高通滤波器及蓝牙信号馈入部位于第一开槽中。接地连接部的一部份及第二高通滤波器位于第二开槽中。铁氧片设置于绝缘基板的第二表面，铁氧片的垂直投影与回路线圈的垂直投影重迭。近场信号输入线路设置于绝缘基板的第二表面，包含近场信号馈入部、低通滤波器、近场馈入连接部、及近场阻抗匹配电路。近场信号馈入部用以馈入近场信号、低通滤波器连接近场信号馈入部及近场馈入连接部，近场馈入连接部包含第一馈入连接端及第二馈入接端，分别透过第三透孔及第四透孔连接回路起点及回路终点，近场阻抗匹配电路设置于绝缘基板的第二表面，位于低通滤波器与近场馈入连接部之间。

在此还提供一种电子装置，电子装置应用前述的蓝牙及近场通讯共用天线。

如同前述实施例所述，由于蓝牙与近场通讯的操作频段区隔明显，以共用回路线圈、搭配高通滤波器及低通滤波器，无须额外布设蓝牙通讯的天线辐射图案，大幅节省了设计的空间。

附图说明

图1是第一实施例蓝牙及近场通讯共用天线第一表面的俯视图。

图2 是第一实施例蓝牙及近场通讯共用天线第二表面的俯视图。

图3 是第一实施例蓝牙信号的电流方向。

图4 是第一实施例近场信号的电流方向。

图5 是蓝牙信号波频测试图。

图6 是第二实施例蓝牙及近场通讯共用天线第一表面的俯视图。

图7 是第三实施例蓝牙及近场通讯共用天线第一表面的俯视图。

图8 是第四实施例蓝牙及近场通讯共用天线第一表面的俯视图。

图9 是应用蓝牙及近场通讯共用天线的电子装置局部立体图。

符号说明

1:蓝牙及近场通讯共用天线

10:绝缘基板

11:第一表面

13:第二表面

20:回路线圈

20A:回路起点

20B:回路终点

21:外层线圈

23:内层线圈

30:蓝牙信号馈入线路

30A:蓝牙信号馈入点

31:蓝牙馈入连接部

33:第一高通滤波器

35:蓝牙信号馈入部

40:蓝牙信号接地线路

41:电流导引部

43:第二高通滤波器

45:接地连接部。

50:近场信号输入线路

51:近场信号馈入部

53:低通滤波器

55:近场馈入连接部

551:第一馈入连接端

553:第二馈入接端

57:近场阻抗匹配电路

60:接地层

61:第一接地部

611:第一开槽

613:第二开槽

63:第二接地部

70:铁氧片

100:电子装置

V1:第一透孔

V2:第二透孔

V3:第三透孔

V4:第四透孔

V5:第五透孔

V6:第六透孔。

实施方式

图1为一实施例蓝牙及近场通讯共用天线第一表面的俯视图。图2为一实施例蓝牙及近场通讯共用天线第二表面的俯视图。如图1及图2所示，蓝牙及近场通讯共用天线1包含绝缘基板10、回路线圈20、蓝牙信号馈入线路30、蓝牙信号接地线路40、以及近场信号输入线路50。绝缘基板10包含第一表面11以及第二表面13。在此，绝缘基板10可以是可挠性印刷电路板，第一表面11以及第二表面13是彼此相对的表面。

回路线圈20设置于绝缘基板10的第一表面11上，包含外层线圈21、至少一内层线圈23、回路起点20A及回路终点20B。在此，回路起点20A定义为外层线圈21的终端，而回路终点20B为内层线圈23的终端，在此仅为示例，而非用以限制。外层线圈21与内层线圈23连接，可以配合实际的空间来调配，来调整内层线圈23的圈数。换言之，回路线圈20的长度对应于特定的波频，当空间越小时，需要绕更多地圈数。

蓝牙信号馈入线路30设置于绝缘基板10的第一表面11上，包含蓝牙馈入连接部31、第一高通滤波器33及蓝牙信号馈入部35。蓝牙馈入连接部31连接回路线圈20的外层线圈21。第一高通滤波器33连接蓝牙馈入连接部31及蓝牙信号馈入部35，蓝牙信号馈入部35包含蓝牙信号馈入点30A，用以馈入蓝牙信号。

蓝牙信号接地线路40包含电流导引部41、第二高通滤波器43及接地连接部45。电流导引部41设置于绝缘基板10的第二表面13，透过第一透孔V1连接回路线圈20的内层线圈23。在此，「透孔」是指贯通绝缘基板10之第一表面11及第二表面13的贯通孔，线路为镀铜层，因此，在镀覆时，铜会填入透孔中，使得线路在第一表面11及第二表面13之间连通。接地连接部45设置于绝缘基板10的第一表面11并接地，透过第二透孔V2连接电流导引部41。第二高通滤波器43位于第一表面11，并连接接地连接部45并接地。在此，第二高通滤波器43位于接地连接部45及接地之间，然而这仅为示例，而非用以限制。实际上也可以在第二高通滤波器43与接地之间更设置接地连接的线路。

近场信号输入线路50设置于绝缘基板10的第二表面13，包含近场信号馈入部51、低通滤波器53及近场馈入连接部55。近场信号馈入部51用以馈入近场信号。低通滤波器53连接近场信号馈入部51及近场馈入连接部55，近场馈入连接部55包含第一馈入连接端551及第二馈入接端553，分别透过第三透孔V3及第四透孔V4连接回路起点20A及回路终点20B。

图3为第一实施例蓝牙信号的电流方向。如图3所示，蓝牙信号于蓝牙信号馈入点30A馈入后，通过第一高通滤波器33，蓝牙馈入连接部31，再进入外层线圈21，接着进入内层线圈23后经过第一透孔V1到达电流导引部41，再经过第二透孔V2进入接地连接部45，通过第二高通滤波器43，由接地连接部45的底端接地。由于蓝牙信号的频段(2.45GHz)较高，在通过低通滤波器53会被滤除，因此，不会进入近场信号输入线路50的馈入部51而与近场信号产生干扰。

图4为第一实施例近场信号的电流方向。如图4所示，近场信号由近场信号馈入部51馈入后，通过低通滤波器53进入近场馈入连接部55，由第一馈入连接端551通过第三透孔V3由回路起点20A，流经整个回路线圈20，再由回路终点20B经过第四透孔V4，再经由第二馈入连接端553，通过低通滤波器53回到近场信号馈入部51。藉由低通滤波器53，仅允许低频(13.56MHz)的近场信号通过，而高频的蓝牙信号，在通过低通滤波器53会被滤除，而不会进入近场信号输入线路50的馈入部51而与近场信号产生干扰。同样地，低频的近场信号，通过第一高通滤波器33或第二高通滤波器43时，也会被滤除，而不会对蓝牙信号产生干扰。

因此，透过第一高通滤波器33、第二高通滤波器43、低通滤波器53的设置，能使响应频段差异较大的蓝牙信号及近场信号，能以共用回路线圈20，无须额外布设蓝牙通讯的天线辐射图案，大幅节省了设计的空间。

图5为蓝牙信号波频测试图。如图5所示，在蓝牙信号的频带(2.4GHz至2.5GHz)，反射系数均低于-10dB，符合天线阻抗匹配特性。更加证明蓝牙信号应用近场通讯的回路线圈20，并无干扰的问题。

再次参阅图1及图2，蓝牙及近场通讯共用天线1更包含接地层60，接地层60包含第一接地部61及第二接地部63，分别设置于绝缘基板10的第一表面11及第二表面13。第二高通滤波器43的底端连接第一接地部61。在一些实施例中，第一接地部61及第二接地部63大约设置于第一表面及第二表面的相同位置，换言之，图1、图2的正反面是以镜射方式呈现，第一接地部61及第二接地部63的垂直投影相互重迭。在此，接地层还可以透过设置于第一高通滤波器33及第二高通滤波器43旁边开设的第五透孔V5及第六透孔V6来使第一接地部61及第二接地部63连接。进一步地，另一些实施例中。接地层60也可以设置于连接第一表面11及第二表面13的侧表面(图中未示出)上，使得第一接地部61与第二接地部63相互连接。

在一些实施例中，第一接地部61开设有第一开槽611及第二开槽613，第一高通滤波器33及蓝牙信号馈入部31位于第一开槽611中，接地连接部45的一部份及第二高通滤波器43位于第二开槽613中。如此，第一接地部61更可对于蓝牙信号馈入部31及接地连接部45提供了屏蔽作用，而减少外部信号的干扰。

再次参阅图1，蓝牙馈入连接部31的宽度，由接近第一高通滤波器33的一端朝连接外层线圈21的一端逐渐增加。然而，这仅为示例，而非用以限制，此方式可以藉由蓝牙馈入连接部31的宽度来调配阻抗的匹配。

再次参阅图2，蓝牙及近场通讯共用天线1更包含铁氧片70，铁氧片70设置于绝缘基板10的第二表面13，铁氧片70的垂直投影与回路线圈20的垂直投影重迭。铁氧片70的功能主要是增加近场通讯的电感值，其实际的面积、厚度，可以依据规格来进行调配。此外，蓝牙及近场通讯共用天线1还包含近场阻抗匹配电路57，近场阻抗匹配电路57设置于绝缘基板10的该第二表面，位于低通滤波器53与近场馈入连接部55之间，以匹配对应的阻抗。在此仅为示例，而非用以限制。

图6为第二实施例蓝牙及近场通讯共用天线第一表面的俯视图。图7为第三实施例蓝牙及近场通讯共用天线第一表面的俯视图。图8为第四实施例蓝牙及近场通讯共用天线第一表面的俯视图。如图6-8所示，同时参照图1，在第二至第四实施例中，可以依据实际匹配的阻抗设计，调整蓝牙信号馈入线路30对应回路线圈20的位置，或者调整调整蓝牙馈入连接部31的线路宽度。例如，如图8所示，蓝牙馈入连接部31由接近第一高通滤波器33的一端至连接外层线圈21的一端宽度相等。然而，以上实施方式仅为示例，而非用以限制，蓝牙馈入连接部31的宽度变化，可依据实际的阻抗匹配来调整。

图9为应用蓝牙及近场通讯共用天线的电子装置局部立体图。如图9所示，电子装置100在此为笔记型电脑，但这仅为示例，而非用以限制。实际上也可以是手机、平板电脑、或是其他是用蓝牙及近场通讯的电子装置。蓝牙及近场通讯共用天线1在此设置在电子装置100的侧缘，但实际上也可以考量设计的位置来做为调配。

综上所述，利用蓝牙通讯与近场通讯的操作频段区隔明显的特性，共用近场通讯的回路线圈20、搭配高通滤波器33、43及低通滤波器53，无须额外布设蓝牙通讯的天线辐射图案，大幅节省了设计的空间，并维持蓝牙通讯的全相性。