CN115832674A - 电子装置 - Google Patents

Abstract

一种电子装置，包括金属背盖及天线模块。金属背盖包括槽缝，天线模块位于金属背盖内。天线模块包括第一辐射体、第二辐射体、第三辐射体、第四辐射体及第五辐射体。第一辐射体具有馈入端，第二辐射体连接于第一辐射体，且具有接触部，接触部导通于金属背盖。第三辐射体连接于第二辐射体且位于第一辐射体旁，第三辐射体具有第一接地端。第四辐射体连接于第二辐射体，且具有第二接地端。第五辐射体连接第三辐射体与第四辐射体，馈入端、第一接地端及第二接地端皆距离槽缝3.5毫米至10毫米之间。

Description

电子装置

技术领域

本发明涉及一种电子装置，尤其涉及一种具有天线模块的电子装置。

背景技术

目前，平板装置若采用金属背盖，内部的天线受到金属背盖的影响，天线效能难有好的表现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子装置，其具有金属背盖且天线模块可具有良好的表现。

本发明的一种电子装置，包括一金属背盖及一天线模块。金属背盖包括一槽缝。天线模块位于金属背盖内。天线模块包括一第一辐射体、一第二辐射体、一第三辐射体、一第四辐射体及一第五辐射体。第一辐射体具有一馈入端。第二辐射体连接于第一辐射体，且具有一接触部，其中接触部导通于金属背盖。第三辐射体连接于第二辐射体且位于第一辐射体旁，第三辐射体具有一第一接地端。第四辐射体连接于第二辐射体，第三辐射体位于第一辐射体与第四辐射体之间，第四辐射体具有一第二接地端。第五辐射体连接第三辐射体与第四辐射体，馈入端、第一接地端及第二接地端皆距离槽缝3.5毫米至10毫米之间以降低该金属背盖影响该天线模块的效能。

在本发明的一实施例中，上述的金属背盖包括一底壁及连接底壁的一侧壁，槽缝形成在底壁与侧壁之间。

在本发明的一实施例中，上述的接触部通过一导体导通于金属背盖，槽缝包括相对的一第一端与一第二端，导体对底壁的投影与第一端对底壁的投影之间的距离介于45毫米至55毫米，导体对底壁的投影与第二端对底壁的投影之间的距离介于15毫米至25毫米。

在本发明的一实施例中，上述的天线模块激发出一频段，槽缝的长度介于频段的0.5倍波长至0.75倍波长之间。

在本发明的一实施例中，上述的接触部通过一导体导通于金属背盖，接触部位于第二辐射体在连接于第三辐射体的部位与连接第四辐射体的部位之间。

在本发明的一实施例中，上述的第二辐射体包括相对的一第三端及一第四端，第四辐射体靠近第四端且远离第三端，接触部与第三端之间的距离介于25毫米至35毫米之间，接触部与第四端之间的距离介于7毫米至15毫米之间。

在本发明的一实施例中，上述的电子装置还包括一支架及一电路板，其中支架与电路板设置于金属背盖内，天线模块设置在支架的多个表面上，馈入端、第一接地端及第二接地端朝向且导通于电路板。

在本发明的一实施例中，上述的支架的这些表面包括依序连接的一第一面、一第二面及一第三面，第三面靠近电路板设置，第一面远离电路板设置，第二辐射体设置于第一面，第一辐射体的局部、第三辐射体的局部及第四辐射体的局部设置于第二面，馈入端、第一接地端、第二接地端及第五辐射体设置于第三面。

在本发明的一实施例中，上述的金属背盖包括一底壁，第一面与底壁之间的距离介于6毫米至10毫米之间。

在本发明的一实施例中，上述的电子装置还包括一绝缘内壳，设置于金属背盖内，绝缘内壳包括多个风孔，这些风孔连接于槽缝，且该绝缘内壳为塑胶材质。

基于上述，本发明的电子装置采用金属背盖，而具有高质感的外观。公知采用金属背盖的电子装置，若金属背盖上无槽缝，天线效能受到金属背盖影响，天线模块的能量会集中在朝向电子装置的正面的方向。本发明的电子装置的金属背盖设有槽缝，可使天线模块的辐射能量不会仅集中在单一轴向，并可提升天线效能，再加上天线模块通过接触部导通于金属背盖的设计也可增加辐射信号在电子装置侧壁方向的涵盖范围。再者，由于金属背盖内的天线模块的馈入端、第一接地端及第二接地端中的任一者与槽缝的距离介于4.5毫米至10毫米之间，天线模块与金属背盖之间存在一定距离，而可降低金属背盖对天线模块在效能上的影响，也与公知上天线紧贴于槽缝以耦合的共振机制不同。另外，天线模块的上述设计可激发共振出WiFi 6E宽频带(5150～7125MHz)的信号。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图。

图2是图1的电子装置的侧视图。

图3是图1的电子装置的天线模块的示意图。

图4是图1的电子装置的电路板的顶面的示意图。

图5是图1的电子装置的电路板的底面的示意图。

图6是图1的电子装置的天线模块与电路板的立体示意图。

图7是由外往内看图1的电子装置的侧壁的局部放大示意图。

图8是由内往外看图1的电子装置的局部放大示意图。

图9是图1的电子装置的天线模块的频率-VSWR的关系图。

图10是图1的电子装置的天线模块的频率-天线效率的关系图。

附图标记如下：

L1、L9、L14、L18：宽度

L2：高度

L3、L4、L5、L7、L8、L11、L12、L13、L15、L16：距离

L6：厚度

L10、L17：长度

A1～A6、B、G1、G2：位置

C1：正端

C2：负端

S1：第一端

S2：第二端

100：电子装置

110：金属背盖

111a：底壁

111b：侧壁

112：槽缝

114：触控模块

116：绝缘内壳

117：风孔

118：前盖板

120：支架

122：第一面

124：第二面

126：第三面

130：天线模块

131：第一辐射体

132：第二辐射体

132a：接触部

133：第三辐射体

134：第四辐射体

135：第五辐射体

140：导体

150：电路板

151：顶面

152、155、157：弹片

153：底面

154：天线匹配电路

156：线路

160：同轴传输线

具体实施方式

图1是依照本发明的一实施例的一种电子装置的局部剖面示意图。请参阅图1，在本实施例中，电子装置100例如是平板电脑，图1中是天线模块靠近金属背盖其边框区域的局部剖面。在其他实施例中，电子装置100也可以是笔记本电脑，电子装置100的种类不以此为限制。

电子装置100包括一金属背盖110及一天线模块130。金属背盖110包括一底壁111a及连接底壁111a的一侧壁111b，一槽缝112形成在底壁111a与侧壁111b之间。天线模块130位于金属背盖110内。具体地说，在本实施例中，电子装置100还包括一支架120，支架120例如是塑胶等绝缘材质。天线模块130例如是用激光直接成型(LDS)的方式形成在支架120的多个表面上，或是通过贴附的方式固定于支架120的多个表面上。

支架120的这些表面包括依序连接的一第一面122、一第二面124及一第三面126，第三面126靠近电路板150设置，第一面122远离电路板150设置。天线模块130从第一面122、经过第二面124延伸至第三面126。电子装置100还包括一电路板150，位于支架120下方，例如是天线电路板。天线模块130通过弹片152连接于电路板150。

支架120的宽度L1例如是6.5毫米，高度L2例如是4.5毫米，长度(未示出)例如是176.4毫米。天线模块130与一触控模块114(金属)之间的距离L3介于0.5毫米至1.5毫米之间，例如是1.2毫米。天线模块130与侧壁111b之间的距离L4介于0.4毫米至1.5毫米之间，例如是0.5毫米。

支架120的第一面122至电路板150之间的距离L5例如是5.6毫米，电路板150的厚度L6例如是0.85毫米，电路板150至底壁111a的距离L7例如是1.65毫米。因此，在本实施例中，支架120的第一面122与底壁111a之间的距离L13(标示于图2，为距离L5、L6、L7的总和)介于6毫米至10毫米之间，例如约为8.1毫米。此外，电路板150至侧壁111b的距离L8例如是4.7毫米。槽缝112的宽度L9约为1.81毫米。

要说明的是，公知采用金属背盖的电子装置，若金属背盖上无槽缝，天线效能受到金属背盖影响，天线模块的能量会集中在朝向电子装置的正面的方向(Z方向)。本实施例的电子装置100不但采用金属背盖110，而具有高质感的外观。金属背盖110设有槽缝112，可使天线模块130的能量不会仅集中在单一轴向(例如Z方向)。

具体地说，在本实施例中，天线模块130例如为WiFi 6E的天线，可激发出多个频段，例如是WiFi 2.4GHz(2400～2500MHz)与WiFi 5G、6G(5150～7125MHz)，其中WiFi 5G、6G(5150～7125MHz)的信号朝向Z方向(前盖板118的方向)辐射，WiFi 2.4G的辐射能量可通过槽缝112朝向Y方向(侧壁111b的方向)辐射。

具体地说，图2是图1的电子装置的侧视图。请参阅图2，在本实施例中，槽缝112的长度L10介于WiFi 2.4GHz(2400～2500MHz)频段的0.5倍波长至0.75倍波长之间。这样的设计可使得WiFi 2.4G的辐射能量可通过槽缝112朝向Y方向(侧壁111b的方向)辐射，而具有好的表现，有效减少低频(2.4GHz)受到金属背盖110屏蔽，而使得天线效率不佳的机率。

此外，由图2可见，电子装置100包括两槽缝112，两个对应的导体140将两个天线模块130(于图1标示一个天线模块130)导通于金属背盖110。每个天线模块130各别有对应独立的槽缝112，而可具有上述的优点。

另外，槽缝112包括相对的一第一端S1(标示于图7)与一第二端S2(标示于图7)。导体140对底壁111a的投影与第一端S1对底壁111a(标示于图7)的投影之间的距离L11介于45毫米至55毫米，例如是50毫米。导体140对底壁111a的投影与第二端S2对底壁111a的投影之间的距离L12介于15毫米至25毫米，例如是20毫米。距离L11、L12在上述的范围可使天线模块130的天线效能和辐射能量的涵盖范围表现较佳。

下面介绍天线模块130的图腾。图3是图1的电子装置的天线模块的示意图。请参阅图3，在本实施例中，天线模块130包括一第一辐射体131(位置A1、A2)、一第二辐射体132(位置A3、A2、A4、A6)、一第三辐射体133(位置G1、A4)、一第四辐射体134(位置G2、A5)及一第五辐射体135(位置G1、B、G2)。

第一辐射体131具有一馈入端(位置A1)。第二辐射体132弯折地连接于第一辐射体131，且具有一接触部132a。在本实施例中，天线模块130通过接触部132a连接至导体140而能够与金属背盖110导通。接触部132a位于第二辐射体132在连接于第三辐射体133的部位与连接第四辐射体134的部位之间。接触部132a的宽度L14约为4毫米。

第二辐射体132包括相对的一第三端(位置A3)及一第四端(位置A6)，第四辐射体134靠近第四端(位置A6)且远离第三端(位置A3)，接触部132a与第三端(位置A3)之间的距离L16介于25毫米至35毫米之间，例如是30毫米。接触部132a与第四端(位置A6)之间的距离L15介于7毫米至15毫米之间，例如是10.5毫米。

第三辐射体133弯折地连接于第二辐射体132且位于第一辐射体131旁，第三辐射体133具有一第一接地端(位置G1)。第一辐射体131、第二辐射体132及第三辐射体133的形状类似于型。

第四辐射体134弯折地连接于第二辐射体132，第三辐射体133位于第一辐射体131与第四辐射体134之间，第四辐射体134具有一第二接地端(位置G2)。第五辐射体135连接第三辐射体133与第四辐射体134。上述配置使天线模块130具有WiFi 6E宽频天线的特性。

具体地说，第一辐射体131、第二辐射体132及第三辐射体133的形状类似于型图腾，可形成第一回路，通过接触部132a连接至导体140而能够导通于金属背盖110在槽缝112边缘的部位，可用来调整WiFi 2.4GHz(2400～2500MHz)和WiFi 5GHz(5000～5500MHz)的频率落点位置和阻抗匹配频宽。

此外，第一辐射体131、第二辐射体132及第四辐射体134的形状也类似于型图腾(位置A1、A2、A4、A5、G2的路径，可视为第二回路)、第三辐射体133(位置A4、G1的路径)、位置A5、A6的路径可用来调整WiFi 6GHz(6000～7125MHz)的频率落点位置和阻抗匹配频宽。

另外，位置A1、A2、A4、B、G2路径(即，第三回路)及第三辐射体133(位置A4、G1的路径)可用来调整WiFi 5GHz、6GHz(5500～6000MHz)的频率落点位置和阻抗匹配频宽。

因此，天线模块130通过形的第一回路、第二回路及第三回路等多图腾路径，与金属背盖110的槽缝112结合成WiFi 6E的天线，其高频频带可涵盖5150～7125MHz的频宽。

此外，天线模块130通过接触部132a与导体140搭接至金属背盖110，可使天线模块130的能量耦合到槽缝112，使得共振频带的阻抗匹配较稳定。天线模块130与金属背盖110之间存在一定距离的设计也与公知上天线紧贴于槽缝112的共振机制不同，不易像公知槽孔设计，其耦合间距有组装公差大，而造成天线频偏、效能不佳或最大增益过大的问题。

值得一提的是，请搭配图1与图3，在本实施例中，天线模块130呈立体的三维分布。具体地说，在图3中，天线模块130被四条虚横线通过，天线模块130在由上往下的第一条与第二条虚横线之间的部位会设置在支架120(图1)的第一面122。具体地说，第二辐射体132设置于第一面122。

天线模块130在由上往下的第二条与第三条虚横线之间的部位会设置在支架120的第二面124。具体地说，第一辐射体131的局部、第三辐射体133的局部及第四辐射体134的局部设置于第二面124。

天线模块130在由上往下的第三条与第四条虚横线之间的部位会设置在支架120(图1)的第三面126。具体地说，馈入端、第一接地端、第二接地端及第五辐射体135设置于第三面126。

由图1可见，天线模块130在第三面126上的部位，也就是馈入端(图3，位置A1)、第一接地端(图3，位置G1)及第二接地端(图3，位置G2)会朝向电路板150。

由于电路板150到侧壁111b之间的距离L8约为4.7毫米，天线模块130在第三面126上的部位(包括馈入端、第一接地端及第二接地端)又比电路板150更远离侧壁111b，代表馈入端、第一接地端及第二接地端到侧壁111b之间的距离会大于4.7毫米。

再者，馈入端、第一接地端及第二接地端到底壁111a的距离为距离L5与高度L2的差值加上厚度L6、距离L7的总和(L5-L2+L6+L7)，约为3.7毫米。因此，馈入端、第一接地端及第二接地端与槽缝112的距离至少皆会大于3.5毫米，而介于3.5毫米至10毫米之间。这使得天线模块130的馈入端、第一接地端及第二接地端与金属背盖110之间存在一定距离，而可降低金属背盖110对天线模块130在效能上的影响。

图4是图1的电子装置的电路板的顶面的示意图。图5是图1的电子装置的电路板的底面的示意图。图6是图1的电子装置的天线模块与电路板的立体示意图。

请参阅图4与图6，在本实施例中，电路板150的顶面151设有三个弹片152、155、157，馈入端(图3，位置A1)、第一接地端(图3，位置G1)及第二接地端(图3，位置G2)会分别通过这三个弹片152、155、157连接到电路板150。电路板150的馈入信号由此传递至天线模块130，以使天线模块130的辐射能量会集中于电子装置100的正面(Z轴)。

此外，如图4所示，在本实施例中，电路板150的长度L17例如是28毫米，宽度L18例如是8毫米。电路板150还包括天线匹配电路154。这三个弹片152、155、157会各别连接至天线匹配电路154(电感或电容)，可用来增加WiFi 6E天线的阻抗匹配频宽及天线效能。

请参阅图5，同轴传输线160的正端C1通过线路156及导通孔(未示出)连接到馈入端(位置A1)，同轴传输线160的负端C2通过另一导通孔(未示出)连接到第一接地端(位置G1)。

图7是由外往内看图1的电子装置的侧壁的局部放大示意图。图8是由内往外看图1的电子装置的局部放大示意图。请参阅图7与图8，在本实施例中，电子装置100还包括一绝缘内壳116，设置于金属背盖110内。绝缘内壳116包括多个风孔117，这些风孔117对应于且连通槽缝112。绝缘内壳116可用来提升结构强度，且这些风孔117与金属背盖110的槽缝112的设计可同步兼顾散热效果。

图9是图1的电子装置的天线模块的频率-VSWR的关系图。请参阅图9，在本实施例中，天线模块130的电压驻比(VSWR)可小于3，而具有良好的表现。

图10是图1的电子装置的天线模块的频率-天线效率的关系图。请参阅图10，在本实施例中，天线模块130的WiFi 2.4GHz的天线效率为-3.8～-5.5dBi，而WiFi 5GHz、6GHz的天线效率为-2.8～-5.9dBi。在电子装置100具有金属背盖110的限制下，天线模块130拥有良好的效能表现。

综上所述，本发明的电子装置采用金属背盖，而具有高质感的外观。公知采用金属背盖的电子装置，若金属背盖上无槽缝，天线效能受到金属背盖影响，天线模块的能量会集中在朝向电子装置的正面的方向。本发明的电子装置的金属背盖设有槽缝，可使天线模块的辐射能量不会仅集中在单一轴向，并可提升天线效能，再加上天线模块通过接触部导通于金属背盖的设计也可增加辐射信号在电子装置侧壁方向的涵盖范围。再者，由于金属背盖内的天线模块的馈入端、第一接地端及第二接地端中的任一者与槽缝的距离介于4.5毫米至10毫米之间，天线模块与金属背盖之间存在一定距离，而可降低金属背盖对天线模块在效能上的影响，也与公知上天线紧贴于槽缝以耦合的共振机制不同。另外，天线模块的上述设计可激发共振出WiFi 6E宽频带(5150～7125MHz)的信号。

Claims (10)

1.一种电子装置，其特征在于，包括：

一金属背盖，包括一槽缝；以及

一天线模块，位于该金属背盖内，该天线模块包括：

一第一辐射体，具有一馈入端；

一第二辐射体，连接于该第一辐射体，且具有一接触部，该接触部导通于该金属背盖；

一第三辐射体，连接于该第二辐射体且位于该第一辐射体旁，该第三辐射体具有一第一接地端；

一第四辐射体，连接于该第二辐射体，该第三辐射体位于该第一辐射体与该第四辐射体之间，该第四辐射体具有一第二接地端；以及

一第五辐射体，连接该第三辐射体与该第四辐射体，该馈入端、该第一接地端及该第二接地端皆距离该槽缝3.5毫米至10毫米之间以降低该金属背盖影响该天线模块的效能。

2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该金属背盖包括一底壁及连接该底壁的一侧壁，该槽缝形成在该底壁与该侧壁之间。

3.如权利要求2所述的电子装置，其特征在于，该接触部通过一导体导通于该金属背盖，该槽缝包括相对的一第一端与一第二端，该导体对该底壁的投影与该第一端对该底壁的投影之间的距离介于45毫米至55毫米，该导体对该底壁的投影与该第二端对该底壁的投影之间的距离介于15毫米至25毫米。

4.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该天线模块激发出一频段，该槽缝的长度介于该频段的0.5倍波长至0.75倍波长之间。

5.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该接触部通过一导体导通于该金属背盖，该接触部位于该第二辐射体在连接于该第三辐射体的部位与连接该第四辐射体的部位之间。

6.如权利要求5所述的电子装置，其特征在于，该第二辐射体包括相对的一第三端及一第四端，该第四辐射体靠近该第四端且远离该第三端，该接触部与该第三端之间的距离介于25毫米至35毫米之间，该接触部与该第四端之间的距离介于7毫米至15毫米之间。

7.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包括一支架及一电路板，其中该支架与该电路板设置于该金属背盖内，该天线模块设置在该支架的多个表面上，该馈入端、该第一接地端及该第二接地端朝向且导通于该电路板。

8.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，该支架的多个所述表面包括依序连接的一第一面、一第二面及一第三面，该第三面靠近该电路板，该第一面远离该电路板，该第二辐射体设置于该第一面，该第一辐射体的局部、该第三辐射体的局部及该第四辐射体的局部设置于该第二面，该馈入端、该第一接地端、该第二接地端及该第五辐射体设置于该第三面。

9.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，该金属背盖包括一底壁，该第一面与该底壁之间的距离介于6毫米至10毫米之间。

10.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包括一绝缘内壳，设置于该金属背盖内，该绝缘内壳包括多个风孔，多个所述风孔连接于该槽缝，且该绝缘内壳为塑胶材质。

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