CN107785651A - 移动电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动电子装置，包括接地面与天线元件。天线元件通过第一共振路径操作在第一频段，并通过第二共振路径操作在第二频段。天线元件包括第一辐射部与第二辐射部。第一辐射部的第一端具有馈入点，第一辐射部的第二端电性连接至接地面。第一辐射部形成从馈入点至接地面的第一共振路径。第二辐射部与第一辐射部相隔一耦合间距，且第二辐射部与接地面电性不相连。第二辐射部形成第二共振路径，且第二共振路径的长度为第二频段的最低频率的1倍波长。

Description

移动电子装置

技术领域

本发明涉及一种移动电子装置，尤其涉及一种包括天线元件的移动电子装置。

背景技术

近年来，具有金属质感的移动电子装置(例如，平板电脑、笔记本电脑)受到消费者的青睐。因此，移动电子装置大多设有金属材质的壳体，以突显产品的独特性与外观设计。然而，移动电子装置中的天线元件往往容易受到周围的金属物体的影响，进而降低移动电子装置的通讯品质。举例来说，就可翻转360度的笔记本电脑而言，当笔记本电脑中的两机体相对翻转360度时，天线元件的低频共振模态往往会受到两机体的金属壳体的破坏，且天线元件的辐射效率往往会受模态破坏而明显地衰减。

发明内容

本发明提供一种移动电子装置，其天线元件中的第二辐射部与接地面电性不相连，从而可避免天线元件的低频共振模态受到移动电子装置的金属壳体的破坏。此外，天线元件具有独立的第一共振路径与第二共振路径，从而有助于提升天线元件的辐射效率。

本发明的移动电子装置，包括接地面与天线元件。天线元件通过第一共振路径操作在第一频段，并通过第二共振路径操作在第二频段。天线元件包括第一辐射部与第二辐射部。第一辐射部的第一端具有馈入点，第一辐射部的第二端电性连接至接地面。第一辐射部形成从馈入点至接地面的第一共振路径。第二辐射部与第一辐射部相隔一耦合间距，且第二辐射部与接地面电性不相连。第二辐射部形成第二共振路径，且第二共振路径的长度为第二频段的最低频率的1倍波长。

在本发明的一实施例中，上述的第一共振路径的长度为第一频段的最低频率的1倍波长。

基于上述，本发明的移动电子装置的天线元件可通过第一辐射部所形成的第一共振路径操作在第一频段，并可通过第二辐射部所形成的第二共振路径操作在第二频段。此外，第二辐射部与接地面电性不相连。因此，将可降低移动电子装置的金属壳体对于天线元件在第二频段下的低频共振模态所造成的破坏，且独立的第一共振路径与第二共振路径将有助于提升天线元件的辐射效率。

附图说明

图1是依据本发明一实施例的移动电子装置的示意图。

图2是依据本发明一实施例的移动电子装置的剖面示意图。

图3是依据本发明一实施例的移动电子装置的外观示意图。

图4是依据本发明另一实施例的移动电子装置的示意图。

图5是依据本发明一实施例的天线元件的返回损失图。

图6是依据本发明一实施例的天线元件的辐射效率图。

附图标记说明：

100、400：移动电子装置 110：接地面

120、420：天线元件 130：第一辐射部

140：第二辐射部 151：第一区段

152：第二区段 153：第三区段

160：基板 161：表面

171：第一共振路径 172：第二共振路径

180：基准线 101：耦合间距

FP1：馈入点 210：第一机体

220：第二机体 230：枢轴

240：显示器 211：第一绝缘壳体

221：第二绝缘壳体 212、222：金属边框

213、223：金属背盖 401：第三辐射部

402：第四辐射部 403：匹配部

510、520：曲线 611、612、621、622：辐射效率曲线

具体实施方式

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。

图1是依据本发明一实施例的移动电子装置的示意图。如图1所示，移动电子装置100包括接地面110与天线元件120，且天线元件120包括第一辐射部130与第二辐射部140。其中，天线元件120可例如是一平面天线(planar antenna)。举例来说，移动电子装置100还包括一基板160，且天线元件120可例如是设置在基板160的一表面161上。

就天线元件120而言，第一辐射部130的第一端具有一馈入点FP1，且第一辐射部130的第二端电性连接至接地面110。此外，第一辐射部130可形成从馈入点FP1至接地面110的第一共振路径171。另一方面，第二辐射部140浮置在第一辐射部130的上方。具体而言，第二辐射部140与第一辐射部130相隔一耦合间距101，且第二辐射部140与接地面110电性不相连。此外，第二辐射部140的第一端与第二端分别为一开路端，且第二辐射部140的两开路端之间的间距可形成第二共振路径172。

在操作上，天线元件120可通过馈入点FP1接收来自移动电子装置100中的收发器(未绘示出)的馈入讯号。举例来说，设置在第一辐射部130上的馈入点FP1可通过同轴缆线、导电弹片或是顶针电性连接至收发器，以致使第一辐射部130可接收到来自收发器的馈入讯号。此外，在馈入讯号的激发下，天线元件120可通过第一共振路径171产生一高频共振模态，进而可操作在第一频段(例如，5GHz)。此外，第一共振路径171的长度约为第一频段的最低频率的1倍波长。换言之，在一实施例中，第一辐射部130具有全波长环形天线(loopantenna)结构，且天线元件120可通过全波长环形天线结构操作在第一频段。

此外，馈入讯号可通过耦合间距101从第一辐射部130耦合至第二辐射部140。因此，天线元件120将可通过第二共振路径172产生一低频共振模态，进而致使天线元件120可操作在第二频段(例如，2.4GHz)。其中，第二共振路径172的长度，也即第二辐射部140的长度，约为第二频段的最低频率的1倍波长。换言之，天线元件120可通过浮置在第一辐射部130的上方的第二辐射部140操作在第二频段。

值得一提的是，由于第二辐射部140是浮置在第一辐射部130的上方，因此第二辐射部140不易受到周遭金属物体(例如，金属壳体与接地面110)的影响。换言之，浮置的第二辐射部140，也即与接地面110电性不相连的第二辐射部140，将可避免天线元件120的低频共振模态受到周遭金属物体的破坏。此外，天线元件120是通过独立的两共振路径(也即，第一共振路径171与第二共振路径172)操作在第一频段与第二频段，从而有助于提升天线元件120的辐射效率。

举例来说，图2是依据本发明一实施例的移动电子装置的剖面示意图，且图3是依据本发明一实施例的移动电子装置的外观示意图。如图2与图3所示，移动电子装置100可例如是一笔记本电脑，且移动电子装置100还包括第一机体210、第二机体220、枢轴230以及设置在第一机体210上的显示器240。其中，枢轴230连接在第一机体210与第二机体220之间，且第一机体210与第二机体220可通过枢轴而相对转动。举例来说，如图2所示，当第一机体210与第二机体220通过枢轴230而相对展开时，移动电子装置100将可切换至一笔记本电脑模式(notebook mode)。此外，如图3所示，当第一机体210相对于第二机体220转动360度时，第一机体210与第二机体220将可相互叠置，进而致使移动电子装置100可切换一平板电脑模式(tablet mode)。

此外，第一机体210远离枢轴230的一侧设有第一绝缘壳体211，且第一绝缘壳体211衔接第一机体210中的第一金属壳体，例如：金属边框212与金属背盖213。第二机体220远离枢轴230的一侧设有第二绝缘壳体221，且第二绝缘壳体221衔接第二机体220中的第二金属壳体，例如：金属边框222与金属背盖223。此外，天线元件120是设置在第一绝缘壳体211所形成的容置空间内，也即第一绝缘壳体211环绕天线元件120。再者，第一金属壳体(例如，金属边框212与金属背盖213)以及第二金属壳体(例如金属边框222与金属背盖223)电性连接至接地面110。

值得注意的是，如图3所示，当第一机体210相对于第二机体220转动360度时，第一绝缘壳体211将面对第二绝缘壳体221。也即，在平板电脑模式下，第一绝缘壳体211与第二绝缘壳体221将相互叠置，从而形成天线元件120的天线窗(antenna window)。此外，天线元件120中的第二辐射部140是浮置在第一辐射部130的上方，也即第二辐射部140皆不电性连接于接地面110、第一金属壳体与第二金属壳体。因此，将可避免天线元件120在第二频段下的低频共振模态，受到接地面110、第一金属壳体与第二金属壳体的破坏。此外，在平板电脑模式下，具有两独立共振路径的天线元件120也具有良好的辐射效率。

请继续参照图1。第二辐射部140对称于一基准线180，且第一辐射部130设置在基准线180的第一侧。第一辐射部130包括相互串联的第一区段151、第二区段152与第三区段153，且第一区段151、第二区段152与第三区段153用于形成第一共振路径171。具体而言，第一区段151与第三区段153平行于基准线180，且第二区段152垂直于基准线180。此外，第一区段151具有馈入点FP1，且第三区段153电性连接至接地面110。第二区段152设置在第二辐射部140与第三区段153之间。在一实施例中，第一区段151、第二区段152、第三区段153以及第二辐射部140可分别由一平面金属线所构成，且所述平面金属线为直线状。

图4是依据本发明另一实施例的移动电子装置的示意图。相较于图1实施例，图4的移动电子装置400中的天线元件420还包括第三辐射部401、第四辐射部402与匹配部403。具体而言，第三辐射部401电性连接第二区段152的第一端，且第三辐射部401是从基准线180的第一侧延伸至基准线180的第二侧。此外，第三辐射部401与第二辐射部140相隔耦合间距101，且第三辐射部401可形成第三共振路径。第四辐射部402与第三辐射部401相隔耦合间距101，且第四辐射部402电性连接至接地面110。此外，第四辐射部402可形成第四共振路径。匹配部403电性连接第二区段152的第二端。

在操作上，匹配部403可用于调节天线元件420在第一频段下的阻抗匹配。此外，天线元件420还可通过第三辐射部401所形成的第三共振路径操作在第三频段，并可通过第四辐射部402所形成的第四共振路径操作在第四频段。其中，第三共振路径的长度，也即第三辐射部401的长度，约为第三频段的最低频率的1/4倍波长。此外，第四共振路径的长度，也即第四辐射部402的宽度，约为第四频段的最低频率的1/8倍至1/4倍波长。再者，第三频段与第四频段分别与第一频段部分重叠，进而可提高天线元件420在高频部分的频率范围。

举例来说，图5是依据本发明一实施例的天线元件的返回损失图，其中曲线510为天线元件420在笔记本电脑模式下的返回损失，且曲线520为天线元件420在平板电脑模式下的返回损失。如图5所示，无论是在笔记本电脑模式或是平板电脑模式下，天线元件420皆具有完整的单一低频共振模态，且天线元件420在低频部分(也即，第二频段)的频率范围可涵盖2.4GHz～2.5GHz。换言之，天线元件420较不易受到金属壳体的影响，因此天线元件420在平板电脑模式下依旧具有完整的单一低频共振模态。此外，通过第一频段、第三频段与第四频段的结合，天线元件420在高频部分的频率范围将可涵盖5.15GHz～5.85GHz。

此外，图6是依据本发明一实施例的天线元件的辐射效率图，且图6标示出传统双频天线以及本发明的天线元件的辐射效率。具体而言，参照传统双频天线在笔记本电脑模式与平板电脑模式下的辐射效率曲线611与612来看，在平板电脑模式下传统双频天线的辐射效率明显地衰减并且呈现大幅度地变动。相对地，参照天线元件420在笔记本电脑模式与平板电脑模式下的辐射效率曲线621与622来看，在平板电脑模式下天线元件420的辐射效率并未明显地衰减并且呈现较为平滑的变动。

综上所述，本发明的移动电子装置的天线元件可通过第一辐射部所形成的第一共振路径操作在第一频段，并可通过第二辐射部所形成的第二共振路径操作在第二频段。此外，第二辐射部与接地面电性不相连。因此，将可降低接地面以及金属壳体对于天线元件在第二频段下的低频共振模态所造成的破坏，且独立的第一共振路径与第二共振路径将有助于提升天线元件的辐射效率。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用于限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种移动电子装置，包括：

一接地面；

一天线元件，通过一第一共振路径操作在一第一频段，并通过一第二共振路径操作在一第二频段，且该天线元件包括：

一第一辐射部，其第一端具有一馈入点，该第一辐射部的第二端电性连接至该接地面，且该第一辐射部形成从该馈入点至该接地面的该第一共振路径；

一第二辐射部，与该第一辐射部相隔一耦合间距，并与该接地面电性不相连，该第二辐射部形成该第二共振路径，且该第二共振路径的长度为该第二频段的最低频率的1倍波长。

2.根据权利要求1所述的移动电子装置，其特征在于，该第一共振路径的长度为该第一频段的最低频率的1倍波长。

3.根据权利要求1所述的移动电子装置，其特征在于，该第二辐射部对称于一基准线，且该第一辐射部设置在该基准线的一第一侧。

4.根据权利要求3所述的移动电子装置，其特征在于，该第一辐射部包括相互串联并用于形成该第一共振路径的一第一区段、一第二区段与一第三区段，该第一区段与该第三区段平行于该基准线，且该第二区段垂直于该基准线。

5.根据权利要求4所述的移动电子装置，其特征在于，该第一区段、该第二区段、该第三区段以及该第二辐射部分别由一平面金属线所构成。

6.根据权利要求4所述的移动电子装置，其特征在于，该天线元件还包括：

一第三辐射部，电性连接该第二区段的第一端，并从该基准线的该第一侧延伸至该基准线的一第二侧，该第三辐射部与该第二辐射部相隔该耦合间距，且该第三辐射部形成一第三共振路径，以致使该天线元件操作在一第三频段。

7.根据权利要求6所述的移动电子装置，其特征在于，该天线元件还包括：

一第四辐射部，与该第三辐射部相隔该耦合间距，并电性连接至该接地面，且该第四辐射部形成一第四共振路径，以致使该天线元件操作在一第四频段。

8.根据权利要求6所述的移动电子装置，其特征在于，该天线元件还包括：

一匹配部，电性连接该第二区段的第二端，并用于调节该天线元件在该第一频段下的阻抗匹配。

9.根据权利要求1所述的移动电子装置，其特征在于，还包括：

一第一机体，包括一第一绝缘壳体以及电性连接该接地面的一第一金属壳体，且该天线元件设置在由该第一绝缘壳体所形成的一容置空间内。

10.根据权利要求9所述的移动电子装置，其特征在于，还包括：

一第二机体，包括一第二绝缘壳体以及电性连接该接地面的一第二金属壳体；

一枢轴，连接该第一机体与该第二机体，且该第一机体与该第二机体通过该枢轴而相对转动，其中当该第一机体与该第二机体相互叠置时，该第一绝缘壳体面对该第二绝缘壳体。