TWI540793B

TWI540793B - 隱藏式天線

Info

Publication number: TWI540793B
Application number: TW102134595A
Authority: TW
Inventors: 林軍毅; 林暉; 詹明哲
Original assignee: 廣達電腦股份有限公司
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2016-07-01
Also published as: US20150084833A1; TW201513465A; CN104466416B; CN104466416A

Description

隱藏式天線

本揭露是有關於一種隱藏式天線，且特別是有關於一種多頻段之隱藏式天線。

個人行動通訊產品在現今資訊發達社會中已成為相當普遍且具有龐大商機與市場之產品。對於多樣化的電子通訊設備，如具有通訊功能的筆記型電腦、平板電腦、一體成型個人電腦(All-in-one PC)出等，這類電子通訊設備的天線設計彼此不同，且天線設計者需考量到周圍環境，以達成所需的特性與表現。即使在射頻規格(RF Specification)一樣的條件下，各種電子通訊設備的天線仍要搭配周圍的環境來做調整，才能符合射頻規格的要求。

以個人行動通訊產品而言，其內建式天線(隱藏式天線)的擺放位置大部份都位於在顯示螢幕(如LCD)周邊，因此隱藏式天線的幅射體的設計有關於顯示螢幕的周邊的可用立體空間。對於個人行動通訊產品等產品，天線的無線功能得要越來越強大。以目前而言，天線的操作頻率越低，天線體積越大；相反地，天線的操作頻率越高，天線體積越小。

如果能有單一種天線設計能滿足多種行動通訊產品的需求，將是一個值得探討的議題。

本揭露係有關於一種支援多頻段的隱藏式天線，其能透過微調暴露出的芯線長度及/或芯線與金屬突出部間的間隙來微調共振頻率及/或匹配。

本揭露係有關於一種支援多頻段的隱藏式天線，其能透過微調芯線的一饋入位置來微調共振頻率及/或匹配。

根據本揭露一實施例，提出一種隱藏式天線，包括：一金屬突出部，用以提供一第一共振頻率；一同軸電纜，用以提供一第二共振頻率；以及一接地部份，該同軸電纜固定且電性連接至該接地部份，該接地部份固定且電性連接至一系統接地平面，該接地部份電性連接至該金屬突出部。

根據本揭露另一實施例，提出隱藏式天線，包括：一金屬突出部，用以提供一第一共振頻率；一耦合金屬殘段，用以提供一第二共振頻率；一同軸電纜，饋入至該耦合金屬殘段，該第一與該第二共振頻率有關於該同軸電纜饋入至該耦合金屬殘段的一饋入位置；以及一接地部份，該同軸電纜固定且電性連接至該接地部份，該接地部份固定且電性連接至一系統接地平面，該接地部份電性連接至該金屬突出部。

為了對本揭露之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

11‧‧‧同軸電纜

112‧‧‧芯線

113‧‧‧絕緣層

114‧‧‧外層編織網

115‧‧‧塑膠外皮

20、30A、30B、40‧‧‧隱藏式天線

22‧‧‧金屬突出部

24‧‧‧接地部份

G‧‧‧系統接地平面

35、45‧‧‧耦合金屬殘段

第1圖繪示可應用於本揭露隱藏式天線實施例之同軸電纜之局部示意圖。

第2圖顯示根據本揭露第一實施例之隱藏式天線之示意圖。

第3A圖~第3C圖顯示根據本揭露第二實施例的隱藏式天線的示意圖。

第4圖顯示根據本揭露第二實施例之隱藏式天線的另一種變形。

5A圖~第5D圖顯示根據本揭露上述實施例之隱藏式天線的場型圖及效率示意圖。

本說明書的技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。對於該領域習見的技術或原理，若不涉及本揭露之技術特徵，將不予贅述。此外，圖示中元件之形狀、尺寸、比例等僅為示意，係供本技術領域具有通常知識者瞭解本揭露之用，非對本揭露之實施範圍加以限制。

本揭露之各個實施例分別具有一或多個技術特徵。在可能實施的前提下，本技術領域具有通常知識者可選擇性地實施任一實施例中部分或全部的技術特徵，或者選擇性地將這些實施例中部分或全部的技術特徵加以組合。

在本揭露下列實施例中，隱藏式天線包括同軸電纜。以傳統上，同軸電纜主要是用以傳輸能量。但在本揭露下列實施例中，同軸電纜則不僅傳輸能量，更可以設計成影響天線共振頻率的機制。

請參照第1圖，其繪示可應用於本揭露隱藏式天線實施例之同軸電纜之局部示意圖。同軸電纜11包括芯線112、絕緣層113、外層編織網114(外層編織網114乃是金屬編織網)與塑膠外皮115。芯線112暴露於絕緣層113。芯線112可影響隱藏式天線的共振頻率。

絕緣層113包覆芯線112，但未完全包覆芯線112。絕緣層113的材質可為鐵氟龍(Teflon)。外層編織網114包覆絕緣層113及其內部的芯線112，但外層編織網114並未完全包覆絕緣層113。

同軸電纜11的塑膠外皮115並未完全包覆外屬編織網114。暴露出的外屬編織網114乃是用以固定且電性連接至行動通訊產品的系統接地平面(未示出)。同軸電纜11透過外層編織網114而電性連接至行動通訊產品的系統接地平面。

行動通訊產品的系統接地平面可電性連接至同軸電纜11的外層編織網114。詳細地說，同軸電纜11的外層編織網114乃是透過比如為銅箔膠布的接地連接部(未示出)來連接至行動通訊產品的系統接地平面。

第一實施例

現請參考第2圖，其顯示根據本揭露第一實施例之隱藏式天線20之示意圖。如第2圖所示，隱藏式天線20包括：同軸電纜11(其細節可參考第1圖的同軸電纜11)、金屬突出部22與接地部份24。

隱藏式天線20的接地部份24固定至且電性連接至系統接地平面G。比如，隱藏式天線20的接地部份24的一部份可固定且電性連接至與系統接地平面G，以達成兩者之間的固定與電性連接。同樣地，金屬突出部22電性連接至系統接地平面G與接地部份24。其實，金屬突出部22與接地部份24乃是一體的，在此乃是為方便解說，將之分成兩部份來說明。

此外，如上述般，同軸電纜的外層編織網固定至接地部份24，以固定至且電性連接至系統接地平面G。

金屬突出部22負責第一頻段(比如是2.4GHz)的共振，亦即，其提供第一共振頻率。在此以金屬突出部22為倒L型為例做說明。在本揭露第一實施例中，藉由預先調整金屬突出部22的樣式(pattern)，使金屬突出部22共振於2.4GHz左右。如果要微調第一頻段的共振頻率(或態樣)及/或匹配的話，則可透過調整參數a與b來達成。

參數a代表的是，同軸電纜的芯線112在水平方向上向金屬突出部22延伸的部份。亦即，參數a是同軸電纜的芯線112突出於絕緣層113的長度。

參數b則是，在垂直方向上，同軸電纜的芯線112與金屬突出部22間的間隙。

在本揭露第一實施例中，如果要微調第二頻段的最低共振頻率及其態樣的話，則可透過調整參數c而達成。參數c代表的是，暴露出的芯線112與暴露出的絕緣層113的總長度。亦即，可視為從外層編織網延伸而出的芯線112(此長度即為參數c)會影響到第二頻段的共振頻率。如果要微調第二頻段的共振頻率及/或匹配的話，則可微調參數c與b。

所以，在本揭露第一實施例中，藉由控制芯線的長短(參數a)(亦即，控制芯線突出的部份的長度)、芯線與金屬突出部22間的間隙(參數b)、突出於外層編織網的芯線的長度(參數c)來控制隱藏式天線20的耦合量，以達成兩個頻段(2.4GHz與5GHz)的共振。

由本揭露第1圖與第2圖可看出，本揭露第一實施例的隱藏式天線可以被模組化，如此的話，可以方便量產。此外，本揭露第一實施例的隱藏式天線能適合各種不同的環境，因為如果要對天線進行微調以適合各種不同環境的話，則微調參數a及/或參數b及/或參數c即可。故而，本揭露第一實施例的隱藏式天線在生產端能方便量產以利成本上有效的節省製作的費用。

第二實施例

在本揭露第二實施例的隱藏式天線中，可透過芯線的饋入位置來微調兩頻段的共振頻率及/或匹配。

現請參考第3A圖~第3C圖，其顯示根據本揭露第二實施例的隱藏式天線的示意圖。在第3A圖~第3C圖中，在進行微調時，原則上不微調參數a~c，而是調整同軸電纜的芯線的饋入點。其細節如下。

本揭露第二實施例的隱藏式天線30更包括耦合金屬殘段35。在本揭露第二實施例中，藉由調整芯線112饋入至耦合金屬殘段35的位置，可以微調兩頻段的共振頻率及/或匹配。耦合金屬殘段35在此以L型為例。耦合金屬殘段35形成於基板(未示出)。

以第3A圖為例，芯線112饋入至耦合金屬殘段35的直角位置，則在隱藏式天線30內形成2條電流路徑I1與I2，其中，電流路徑I1形成於金屬突出部22內部，其形成第一頻段的共振。而電流路徑I2則形成於耦合金屬殘段35內部，其形成第二頻段的共振。

所以，由第3A圖可看出，如果調整芯線112的饋入位置的話，則可以調整電流路徑I1與I2，進而微調第一與第二頻段的共振頻率及/或匹配。

同樣地，請參考第3B圖，如果芯線112饋入至耦合金屬殘段35的其中一端的話，則在隱藏式天線30A內形成2條電流路徑I1與I2。電流路徑I1形成於金屬突出部22內部，其形成第一頻段的共振。而電流路徑I2則形成於耦合金屬殘段35內部，其形成第二頻段的共振。

同樣地，請參考第3C圖，當芯線112饋入至耦合金屬殘段35的另一端的話，則在隱藏式天線30B內形成2條電流路徑I1與I2。電流路徑I1形成於金屬突出部22內部，其形成第一頻段的共振。而電流路徑I2則形成於耦合金屬殘段35內部，其形成第二頻段的共振。

故而，從第3A圖~第3C圖可看出，在本揭露第二實施例中，適當選擇/控制芯線在耦合金屬殘段35的饋入位置，就可以在兩頻段(2.4GHz/5GHz)產生共振並達成調整匹配的效果。此外，芯線的饋入位置並不受限於第3A圖~第3C圖；實則，耦合金屬殘段35上的任意位置皆可視需要而成為芯線的饋入位置。

現請參考第4圖，其顯示根據本揭露第二實施例之隱藏式天線的另一種變形。第4圖與第3A~3C圖之不同處在於，於第3A~3C圖中，隱藏式天線的耦合金屬殘段35乃是倒L型，但在第4圖中，隱藏式天線40的耦合金屬殘段45是不規則型。相似地，控制/調整芯線的饋入位置即可微調多頻段的共振頻率及/或匹配。

此外，雖然於第2圖~第4圖中，隱藏式天線位於系統地平面G的上緣，但本揭露並不受限於此。比如，本揭露其他可能實施例的隱藏式天線亦可以位於系統接地平面G的中段、下緣、或兩側，此皆在本揭露精神範圍內。亦即，本揭露實施例所揭露的隱藏式天線可視需要而位於系統接地平面的適當位置。

現請參考第5A圖~第5D圖，其顯示根據本揭露上述實施例之隱藏式天線的場型圖及效率示意圖。第5A圖顯示本揭露實施例之隱藏式天線位於螢幕(如14吋LCD)的附近，且未被金屬屏蔽的情況下，本揭露實施例之隱藏式天線共振於第一頻段(2.45GHz)的場型圖及效率示意圖。第5B圖顯示本揭露實施例之隱藏式天線位於螢幕的附近，且被金屬屏蔽的情況下，本揭露實施例之隱藏式天線共振於第一頻段(2.45GHz)的場型圖及效率示意圖。第5C圖顯示本揭露實施例之隱藏式天線位於螢幕的附近，且未被金屬屏蔽的情況下，本揭露實施例之隱藏式天線共振於第二頻段(5.5GHz)的場型圖及效率示意圖。第5D圖顯示本揭露實施例之隱藏式天線位於螢幕的附近，且被金屬屏蔽的情況下，本揭露實施例之隱藏式天線共振於第二頻段(5.5GHz)的場型圖及效率示意圖。

由第5A圖~第5D圖可看出，本揭露實施例之隱藏式天線不論在第一頻段或第二頻段，不論是否被金屬屏蔽，皆能有良好場型圖及良好效率。

由上述可知，在本揭露上述兩個實施例中，藉由改變芯線的不同搭配方式(如第2圖中是調整芯線的暴露長度或調整芯線延伸於外層編織網長度，在第3A圖~第3C圖或第4圖中，則是調整同軸電纜的芯線的饋入位置)，可以微調兩頻段的共振頻率及/或匹配。故而，本揭露上述實施例能適用於多種環境(比如，隱藏式天線可能位於系統接地平面的適當位置)，只要加以微調即可。所以，利用本揭露實施例的隱藏式天線即可以在不同環境及/或不同行動通訊產品下達成共用天線的功效，而達成易標準化與節省成本的目標。

相反地，於習知技術中，如果要調整共振頻率及/或匹配的話，則要調整位於天線的金屬(輻射體)形狀。如此的話，對應至不同產品，天線的金屬形狀需要調整，導致無法利用單一設計來滿足各種產品的需求。

綜上所述，雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

20‧‧‧隱藏式天線