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TWI550948B - 分佈式環形揚聲器外殼天線 - Google Patents

分佈式環形揚聲器外殼天線 Download PDF

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TWI550948B
TWI550948B TW102133956A TW102133956A TWI550948B TW I550948 B TWI550948 B TW I550948B TW 102133956 A TW102133956 A TW 102133956A TW 102133956 A TW102133956 A TW 102133956A TW I550948 B TWI550948 B TW I550948B
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TW
Taiwan
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speaker
antenna
housing
loop antenna
resonating element
Prior art date
Application number
TW102133956A
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TW201419655A (zh
Inventor
朱江
李青湘
羅伯特Ｗ 薛洛
盧本 卡貝勒羅
Original Assignee
蘋果公司
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Publication date
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Publication of TW201419655A publication Critical patent/TW201419655A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI550948B publication Critical patent/TWI550948B/zh

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Description

分佈式環形揚聲器外殼天線
本申請案主張2012年9月27日申請之美國專利申請案第13/629,061號之優先權，該申請案在此被以引用的方式全部併入本文中。
本發明大體係關於電子器件，且更特定而言，係關於具有天線之電子器件。
電子器件常具備天線。在將天線安裝於電子器件內時可出現難題。舉例而言，諸如天線與周圍器件結構及電組件之間的相對位置之因素及諸如天線結構之大小與形狀的因素可對天線調諧及頻寬有影響。若不謹慎，則天線可變得失調，或可在所要的操作頻率下呈現不良的小效率頻寬。因此，能夠提供用於在電子器件中使用之改良式天線將為合乎需要的。
一電子器件可具備天線結構。可使用諸如中空塑膠揚聲器外殼之介電載體結構形成天線結構，藉此允許將該器件內部中之由該揚聲器外殼佔據的體積用作天線之部分。揚聲器驅動器可安裝於揚聲器外殼中。揚聲器外殼中之開口可用以允許來自揚聲器驅動器之聲音自該揚聲器外殼發射。
該等天線結構可具有第一及第二環形天線諧振元件。該等環形天線諧振元件可自揚聲器外殼(且若需要，用於電子器件的金屬殼體 之部分)上的金屬跡線形成。
該第一環形天線諧振元件可間接地對該第二環形天線諧振元件饋電。該第二環形天線諧振元件可自圍繞該揚聲器外殼形成環之一金屬條形成。該金屬條中之一間隙可在該第二環形天線諧振元件中形成一電容。該第二環形天線諧振元件中亦可形成一電感。該第二環形天線諧振元件中之開口可與揚聲器外殼開口對準。該第二環形天線諧振元件中之該等開口之間的金屬段可共同形成針對該第二環形天線諧振元件之該電感。
該電子器件殼體可具有與該等揚聲器外殼開口及該第二環形天線諧振元件中之該等開口對準的開口。
本發明之另外的特徵、其本質及各種優點將自隨附圖式及較佳實施例之以下詳細描述而更顯而易見。
10‧‧‧電子器件/器件
12‧‧‧殼體/金屬殼體
12A‧‧‧上部殼體
12B‧‧‧下部殼體
14‧‧‧顯示器
16‧‧‧鍵盤
18‧‧‧觸控板
20‧‧‧鉸鏈結構
22‧‧‧方向
24‧‧‧旋轉軸線
26‧‧‧按鈕
27‧‧‧支架
28‧‧‧揚聲器埠
29‧‧‧控制電路
30‧‧‧輸入輸出電路
32‧‧‧通信電路
34‧‧‧輸入輸出器件
36‧‧‧感測器及狀態指示器
38‧‧‧音訊組件
40‧‧‧輸入輸出組件
100‧‧‧射頻收發器電路/電路/收發器電路
102‧‧‧天線結構/環形天線結構/饋電天線/分佈式環形天線結構
104‧‧‧信號路徑/傳輸線
106‧‧‧線/正傳輸線導體
108‧‧‧線/接地傳輸線導體
110‧‧‧正天線饋電端子
112‧‧‧接地天線饋電端子
114‧‧‧導體/導電結構/金屬跡線/天線諧振元件環跡線/跡線
115‧‧‧腔側壁/天線腔
116‧‧‧導體/導電結構/導電材料/金屬跡線/跡線/環形天線跡線
116E‧‧‧部分
118‧‧‧電磁場
120‧‧‧軸線/縱向軸線
122‧‧‧虛曲線
124‧‧‧虛點曲線
126‧‧‧曲線
128‧‧‧揚聲器驅動器/驅動器
130‧‧‧殼體
132‧‧‧揚聲器驅動器埠
134‧‧‧端子
136‧‧‧端子
138‧‧‧電線
140‧‧‧電線
142‧‧‧音訊放大器
144‧‧‧輸入端
146‧‧‧塗層/絕緣塗層
150‧‧‧介電載體/外殼/揚聲器外殼
152‧‧‧區域
154‧‧‧區域
160‧‧‧邊緣
162‧‧‧邊緣
164‧‧‧電流
166‧‧‧電流/天線電流
168‧‧‧開口/金屬跡線開口/槽狀跡線開口
170‧‧‧揚聲器外殼開口/矩形槽開口/外殼開口/開口
172‧‧‧片段
174‧‧‧顯示器罩蓋層
176‧‧‧顯示器模組/顯示器結構
178‧‧‧不透明遮罩層
180‧‧‧開口/殼體開口/揚聲器開口/殼體揚聲器開口
182‧‧‧部分/彎曲壁
184‧‧‧壁部分
186‧‧‧導電結構/結構
188‧‧‧凹口
190‧‧‧邊緣
C‧‧‧電容
IA‧‧‧非活動顯示器邊界區域
L‧‧‧電感
L1‧‧‧第一環形天線諧振元件/環狀天線諧振元件/天線元件/環形天線諧振環/天線諧振元件/天線諧振元件環/環/ 環形天線/環形元件
L2‧‧‧第二環形天線諧振元件/環形天線諧振元件/環狀天線諧振元件/天線諧振元件/環/諧振元件環/天線環/天線元件/天線諧振元件環
P‧‧‧周界/相對小尺寸/周邊
圖1為根據本發明之一實施例的可具備天線結構之一說明性電子器件(諸如，膝上型電腦)之透視圖。
圖2為根據本發明之一實施例的可具備天線結構之一說明性電子器件(諸如，手持型電子器件)之透視圖。
圖3為根據本發明之一實施例的可具備天線結構之一說明性電子器件(諸如，平板電腦)之透視圖。
圖4為根據本發明之一實施例的可具備天線結構之一說明性電子器件(諸如，具有整合式電腦之電腦顯示器)之透視圖。
圖5為根據本發明之一實施例的具有天線結構之一說明性電子器件之示意圖。
圖6為根據本發明之一實施例的射頻收發器電路及天線結構之示意圖。
圖7為根據本發明之一實施例的說明性環形天線結構之圖。
圖8為根據本發明之一實施例的針對圖7中所示之類型之說明性天線的作為操作頻率之函數之天線效能之曲線圖。
圖9為根據本發明之一實施例的一說明性揚聲器驅動器之透視圖。
圖10為根據本發明之一實施例的展示揚聲器驅動器殼體可塗佈有絕緣塗層之方式的一說明性揚聲器驅動器之橫截面側視圖。
圖11為根據本發明之一實施例的可用作天線載體之類型之一說明性揚聲器箱之俯視圖。
圖12為根據本發明之一實施例的使用介電天線載體(諸如，揚聲器箱)上之導電跡線形成之一說明性分佈式環形天線之透視圖。
圖13為根據本發明之一實施例的安裝於電子器件殼體內之一說明性天線之橫截面側視圖。
圖14為根據本發明之一實施例的展示電子器件可具有帶有揚聲器孔之殼體之方式的電子器件之一部分之透視圖。
圖15為根據本發明之一實施例的展示電子器件可具有帶有槽形狀之揚聲器開口之殼體之方式的電子器件之一部分之透視圖。
圖16為根據本發明之一實施例的展示可安裝電子器件中之天線結構之方式的電子器件之一部分之橫截面側視圖。
圖17為根據本發明之一實施例的具有天線結構之電子器件之一部分之橫截面側視圖，該等天線結構具有一凹陷部分以容納諸如顯示器模組之電子組件。
電子器件可包括天線。天線可用以傳輸及接收無線信號。圖1、圖2、圖3及圖4中展示可具備天線之說明性電子器件。
圖1展示電子器件10可具有膝上型電腦之形狀之方式，該膝上型電腦具有上部殼體12A及下部殼體12B，下部殼體12B具有諸如鍵盤16 及觸控板18之組件。器件10可具有鉸鏈結構20，其允許上部殼體12A相對於下部殼體12B圍繞旋轉軸線24在方向22上旋轉。顯示器14可安裝於上部殼體12A中。藉由使上部殼體12A(其有時可被稱為顯示器殼體或蓋子)圍繞旋轉軸線24朝向下部殼體12B旋轉，可將上部殼體12A置放於閉合位置中。可沿著上部殼體12A之上部邊緣將天線結構安裝於與顯示器14相關聯之顯示器罩蓋層的下方或器件10中其他處。
圖2展示電子器件10可為手持型器件(諸如，蜂巢式電話、音樂播放器、遊戲器件、導航單元或其他緊密器件)之方式。在用於器件10的此類型之組態中，殼體12可具有對置之前表面與後表面。顯示器14可安裝於殼體12之前面上。若需要，顯示器14可具有顯示器罩蓋層，或包括用於諸如按鈕26之組件之開口的其他外部層。開口亦可形成於顯示器罩蓋層或其他顯示器層中以容納揚聲器埠(見(例如)圖2之揚聲器埠28)。天線結構可安裝在用於顯示器14之顯示器罩蓋層的非活動周邊部分下方或圖2之殼體12中其他處。
圖3展示電子器件10可為平板電腦之方式。在圖3之電子器件10中，殼體12可具有對置之平坦前表面與後表面。顯示器14可安裝於殼體12之前表面上。如圖3中所示，顯示器14可具有一顯示器罩蓋層，或具有開口以容納按鈕26(作為一實例)之其他外部層。天線結構可安裝於顯示器罩蓋層之周邊邊緣中之一者下方或器件10內其他處。
圖4展示電子器件10可為電腦顯示器或已整合至電腦顯示器內之電腦之方式。藉由此類型之配置，用於器件10之殼體12可安裝於諸如支架27之支撐結構上。顯示器14可安裝於殼體12之前面上。若需要，顯示器14可具有顯示器罩蓋層。用於圖4之器件10的天線結構可安裝於顯示器罩蓋層之周邊邊緣中之一或多者下方或器件10內其他處。
圖1、圖2、圖3及圖4中所示之器件10的說明性組態僅為說明性的。一般而言，電子器件10可為：膝上型電腦；含有內嵌式電腦之電 腦監視器；平板電腦；蜂巢式電話；媒體播放器；或其他手持型或攜帶型電子器件；較小器件，諸如，腕錶器件、垂飾器件、頭戴式耳機或耳機器件或其他可佩帶或小型器件；電視；不含有內嵌式電腦之電腦顯示器；遊戲器件；導航器件；內嵌式系統，諸如，具有顯示器之電子設備安裝於資訊站或汽車中的系統；實施此等器件中之兩者或兩者以上之功能性的設備；或其他電子設備。
器件10之殼體12(其有時被稱為殼)可由諸如塑膠、玻璃、陶瓷、碳纖維複合物及其他以纖維為基礎之複合物、金屬(例如，經機械加工之鋁、不鏽鋼或其他金屬)、其他材料或此等材料之組合的材料形成。器件10可使用殼體12之大部分或全部係由單一結構元件(例如，一塊經機械加工之金屬或一塊經模製塑膠)形成的單體構造形成，或可自多個殼體結構(例如，已安裝至內部框元件或其他內部殼體結構之外部殼體結構)形成。在殼體12自金屬或其他導電材料形成之組態中，諸如塑膠結構之介電結構可用以形成重疊器件10中之天線結構的一些或全部之天線窗口。器件10中之天線結構亦可經組態以經由器件10中之顯示器罩蓋層及其他介電結構傳輸及接收射頻天線信號。
顯示器14可為包括觸控感測器之觸敏式顯示器，或可對觸碰不敏感。用於顯示器14之觸控感測器可自以下各者形成：電容性觸控感測器電極之陣列；電阻性觸控陣列；基於聲學觸控、光學觸控或以力為基礎之觸控技術的觸控感測器結構；或其他合適的觸控感測器組件。
一般而言，用於器件10之顯示器可包括自以下各者形成之影像像素：發光二極體(LED)、有機LED(OLED)、電漿電池、電潤濕像素、電泳像素、液晶顯示器(LCD)組件或其他合適的影像像素結構。
顯示器罩蓋層可覆蓋顯示器14之表面，或諸如顯示器之彩色濾光片層或其他部分的顯示器層可用作顯示器14中之最外部(或幾乎最 外部)層。顯示器罩蓋層或其他外部顯示器層可自透明玻璃薄片、清透塑膠層或其他透明部件形成。
諸如自諸如氧化銦錫之透明材料形成之電容性觸控感測器電極之陣列的觸控感測器組件可形成於顯示器罩蓋層之底面上、可形成於諸如玻璃或聚合物觸控感測器基板之分離顯示器層上，或可整合至其他顯示器層(例如，諸如薄膜電晶體層之基板層)內。
圖5中展示可用於電子器件10之一說明性組態之示意圖。如圖5中所示，電子器件10可包括控制電路29。控制電路29可包括用於控制器件10之操作的儲存器及處理電路。舉例而言，控制電路29可包括諸如硬碟機儲存器、非揮發性記憶體(例如，快閃記憶體，或經組態以形成固態碟機之其他電可程式化唯讀記憶體)、揮發性記憶體(例如，靜態或動態隨機存取記憶體)等之儲存器。控制電路29可包括基於一或多個微處理器、微控制器、數位信號處理器、基頻處理器、功率管理單元、音訊編解碼器晶片、特殊應用積體電路等之處理電路。
控制電路29可用以執行器件10上之軟體，諸如，作業系統軟體及應用程式軟體。使用此軟體，控制電路29可使用揚聲器及其他音訊電路將音訊資訊呈現至器件10之使用者，可使用天線結構及射頻收發器電路來傳輸及接收無線信號，且可以其他方式控制器件10之操作。
輸入輸出電路30可用以允許將資料供應至器件10，且可用以允許將資料自器件10提供至外部器件。輸入輸出電路30可包括通信電路32。通信電路32可包括用於支援使用器件10中之資料埠之通信的有線通信電路。通信電路32亦可包括無線通信電路(例如，用於使用天線來傳輸及接收無線射頻信號之電路)。
輸入輸出電路30亦可包括輸入輸出器件34。使用者可藉由經由輸入輸出器件34供應命令而控制器件10之操作，且可使用輸入輸出器件34之輸出資源而自器件10接收狀態資訊及其他輸出。
輸入輸出器件34可包括諸如環境光感測器、近接感測器、溫度感測器、壓力感測器、磁性感測器、加速度計及發光二極體之感測器及狀態指示器36，及用於蒐集關於器件10正操作之環境的資訊且將關於器件10之狀態的資訊提供至器件10之使用者的其他組件。
音訊組件38可包括用於將聲音呈現給器件10之使用者的揚聲器與音調產生器，及用於蒐集使用者音訊輸入之麥克風。
顯示器14可用以為使用者呈現影像，諸如，文字、視訊及靜態影像。感測器36可包括經形成為顯示器14中之層中之一者的觸控感測器陣列。
可使用諸如以下各者之按鈕及其他輸入輸出組件40來蒐集使用者輸入：觸控板感測器、按鈕、搖桿、點按式選盤、滾輪、諸如顯示器14中之感測器36的觸控感測器、小鍵盤、鍵盤、振動器、攝影機及其他輸入輸出組件。
如圖6中所示，通信電路32可包括無線通信電路，諸如，射頻收發器電路100及天線結構102。通信電路32可包括自以下各者形成之無線電路：一或多個積體電路、功率放大器電路、低雜訊輸入放大器、被動射頻組件、諸如天線結構102之一或多個天線及用於處置射頻無線信號之其他電路。
通信電路32可包括用於處置多個射頻通信頻帶之射頻收發器電路。舉例而言，收發器電路100可包括用於處置蜂巢式電話通信、無線區域網路信號及衛星導航系統信號(諸如，來自與全球定位系統相關聯之衛星的處於1575MHz下之信號)之電路。收發器電路100可處置用於WiFi®(IEEE 802.11)通信之2.4GHz及5GHz頻帶，且可處置2.4GHz Bluetooth®通信頻帶。電路100可包括蜂巢式電話收發器電路，其用於處置諸如處於700MHz至2.7GHz之範圍中之頻帶(作為一實例)的蜂巢式電話頻帶中之無線通信。
若需要，通信電路32可包括用於其他短程及長程無線鏈路之無線電路。舉例而言，電路32可包括用於接收無線電及電視信號之無線電路、傳呼電路等。在WiFi®及Bluetooth®鏈路及其他短程無線鏈路中，無線信號通常用以跨越數十或數百呎傳送資料。在蜂巢式電話鏈路及其他長程鏈路中，無線信號通常用以跨越數千呎或英里傳送資料。
通信電路32可包括天線結構102。天線結構102可包括一或多個天線。天線結構102可包括倒F型天線、平片天線、環形天線、單極、偶極、單頻帶天線、雙頻帶天線、覆蓋兩個以上頻帶之天線或其他合適天線。使用環形天線結構形成器件10中之至少一天線的組態有時在本文中被描述為一實例。
為向天線結構102提供覆蓋所關注之通信頻率的能力，天線結構102可(若需要)具備藉由控制電路29控制之可調諧電路。舉例而言，無論何時在需要調諧天線結構102以覆蓋所要的通信頻帶時，控制電路29便可在器件10之操作期間將控制信號供應至天線結構102中之可調諧電路。
收發器電路100可藉由諸如信號路徑104之信號路徑耦接至天線結構102。信號路徑104可包括一或多條傳輸線。作為一實例，圖6之信號路徑104可為具有諸如線106之正信號導體及諸如線108之接地信號導體的傳輸線。線106及108可形成具有50歐姆之阻抗(作為一實例)的同軸電纜或微帶傳輸之部分。自諸如電感器、電阻器及電容器形成之匹配網路可用於匹配天線結構102之阻抗與傳輸線104之阻抗過程中。匹配網路組件可提供為離散組件(例如，表面黏著技術組件)，或可自殼體結構、印刷電路板結構、塑膠支撐件上之跡線等形成。
傳輸線104可耦接至與天線結構102相關聯之天線饋電結構。作為一實例，天線結構102可形成具有天線饋電之天線，該天線饋電具 有諸如端子110之正天線饋電端子及諸如接地天線饋電端子112之接地天線饋電端子。正傳輸線導體106可耦接至正天線饋電端子110，且接地傳輸線導體108可耦接至接地天線饋電端子112。若需要，可使用其他類型之天線饋電配置。圖6之說明性饋電組態僅為說明性的。
天線結構102可自由介電載體支撐之金屬跡線或其他經圖案化導電材料形成。藉由一合適的配置，天線結構102可基於環形天線結構。舉例而言，天線結構102可包括繞成環之一導電材料條。因為該導電材料條具有材料經跨上分佈的相關聯之寬度，所以諸如此等之環形天線結構可有時被稱為分佈式環形天線結構。分佈式環形天線可使用諸如端子110及112之饋電端子直接耦合至形成環之材料條的直接饋電配置來進行饋電，可藉由使用近場電磁耦合以將環形天線饋電元件或其他元件耦合至自材料條形成之環而間接地進行饋電，或可使用其他合適的饋電配置進行饋電。
圖7中展示可用於圖1、圖2、圖3及圖4之電子器件10中之類型的分佈式環形天線之示意圖。如圖7中所示，分佈式環形天線結構102(有時被稱作分佈式環形天線102)可包括：第一環形天線諧振元件L1，其自諸如導體114之一導體環形成；及第二環形天線諧振元件L2(分佈式環形元件)，其自諸如導體116之一導體環形成。
如圖7中所示，環形天線諧振元件L2可使用充當間接天線饋電結構之環狀天線諧振元件L1間接地進行饋電。如藉由圖7之電磁場118所說明，天線元件(饋電元件)L1及環狀天線諧振元件L2可使用近場電磁耦合而耦合。
圖7之天線結構102可使用傳輸線104而耦接至射頻收發器電路100(圖6)。舉例而言，正傳輸線導體106可耦接至正天線饋電端子110，且接地傳輸線導體108可耦接至接地天線饋電端子112。
在傳輸線104之導線耦接至天線元件L1之饋電端子110及112的圖 7中之說明性組態中，可間接饋電天線諧振元件L2。若需要，可藉由跨元件L2中之端子對耦接傳輸線104來直接饋電天線諧振元件L2。用於環形天線結構102之間接饋電配置可有時在本文中被描述為一實例。然而，此僅為說明性的。一般而言，若需要，任何合適饋電配置可用於饋電天線102。
可使用諸如介電載體上之金屬跡線的導電天線諧振元件結構形成環形天線結構102。該介電載體可自玻璃、陶瓷、塑膠或其他介電材料形成。作為一實例，介電載體可自塑膠支撐結構形成。若需要，塑膠支撐結構可自充當用於揚聲器驅動器之諧振腔的揚聲器箱外殼形成。
形成環形天線結構102之導電結構可包括電線、金屬箔、印刷電路板上之導電跡線、導電殼體結構中之諸如導電殼體壁及導電內部框結構的部分及其他導電結構。
如圖7中所示，天線諧振元件L2可具有諸如軸線120之縱向軸線。軸線120可有時被稱作環形分佈式環形天線結構102之縱向軸線。環形天線結構102可具有沿著環L2之縱向軸線120展開(「分佈」)的諧振元件導電結構。
天線結構102之諧振元件環L2中的導電結構116可包括導體條或薄片，該導體條或薄片具有繞縱向軸線120之第一尺寸及沿著縱向軸線120之長度延伸的第二尺寸(亦即，寬度W)。導電結構116可繞軸線120。在操作期間，天線電流可在圍繞軸線120之環L2的條狀導電材料內流動。實際上，導電材料116將形成特性在於周界P之環狀寬導體條。在環L2中流動之天線電流傾向於繞縱向軸線120。當裝配於器件10內時，天線元件L2之縱向軸線120可平行於電子器件10中之殼體12的鄰近邊緣延伸(作為一實例)。
可能需要自展現相對小尺寸P之導電結構形成分佈式環形天線結 構102。在沿著周邊P無任何斷裂的環中，天線可在信號具有大約等於P之波長的信號頻率下諧振。在具有未斷裂環形狀之緊密結構中，由天線環L2覆蓋之通信頻帶的頻率可因此傾向於高。藉由將間隙或其他電容產生結構併入至環內，可將電容C引入至天線環L2內。導電材料116亦可經組態以形成一或多個電感器狀路徑，以將電感L引入至天線環L2內。材料116可(例如)經組態以在環L2內產生充當電感產生電線的導電材料116之片段。在電容C及電感L存在於環形天線元件L2之周界內之情況下，天線元件L2之諧振頻率可在不擴大周界P之值的情況下減小至所要的操作頻率。
圖8為已將針對諸如圖7之天線結構102之天線結構的天線效能(駐波比)標繪為操作頻率之函數的曲線圖。在圖8之實例中，天線結構102已經組態以在較低頻帶LB及較高頻帶HB下諧振。通信頻帶LB及HB可為蜂巢式電話頻帶、衛星導航系統頻帶、區域網路頻帶及/或其他合適的通信頻帶。作為一實例，低頻帶LB可與2.4GHz無線區域網路頻帶相關聯，且高頻帶HB可與5GHz無線區域網路頻帶相關聯(作為一實例)。
圖8之虛曲線122對應於環形天線諧振元件L1對天線結構102之效能的影響。虛點曲線124對應於環形天線諧振元件L2對天線結構102之效能的影響。
在操作期間，元件L1與L2兩者均對由曲線126表示的天線結構102之總體效能有影響。在諸如低頻帶LB中之頻率的較低頻率下，天線諧振元件L2充當結構102中之主要輻射元件，且天線諧振元件L1充當結構102中之次要輻射元件。在諸如高頻帶HB中之頻率的較高頻率下，天線諧振元件L1充當天線結構102中之主要輻射元件，且天線諧振元件L2充當次要輻射元件。
用於天線結構102之介電載體可自塑膠形成。作為一實例，中空 塑膠結構可用以充當用於天線結構102之載體。若需要，中空塑膠天線載體結構可用以形成揚聲器外殼(有時被稱作揚聲器箱)。揚聲器驅動器可安裝於揚聲器箱內以產生聲音。
圖9為一說明性揚聲器驅動器之圖。如圖9中所示，揚聲器驅動器128可具有諸如殼體130之一揚聲器驅動器殼體。殼體130可自塑膠、金屬或其他合適材料形成。諸如揚聲器驅動器埠132之一開口可形成於殼體130中，以允許聲音離開驅動器128。
揚聲器驅動器128可具有諸如端子134及136之電端子。諸如電線138及140之電線可耦接至端子134及136。舉例而言，電線138可用以將音訊放大器142之輸出端中的一者耦接至端子134，且電線140可用以將音訊放大器142之輸出端中的另一者耦接至端子136。在操作期間，音訊放大器142可經由輸入端144接收音訊信號(例如，自控制電路29)，且可將對應的類比音訊信號驅動至線138及140。揚聲器驅動器128可藉由創造經由埠132離開驅動器128之聲音而作出回應。
可能需要使揚聲器驅動器128之導電部分絕緣，以幫助確保天線電流不會流過揚聲器驅動器128。若不使揚聲器驅動器128絕緣，則揚聲器驅動器128可能耦合至天線結構102，此可不利地影響天線效能。
如圖10之橫截面側視圖中所示，揚聲器驅動器128可具有在殼體130上之諸如塗層146的塗層。殼體130或殼體130之部分可自諸如金屬之導電材料形成。塗層146可自塑膠或其他絕緣材料形成。如圖10中所示，塗層146可覆蓋揚聲器驅動器128之諸如殼體130與端子134及136的潛在導電部分，藉此幫助確保揚聲器驅動器128與周圍結構電絕緣。絕緣塗層146可用以幫助允許揚聲器驅動器128相對於地面(及天線結構102)電浮動，且藉此最小化與天線結構102之耦合。
圖11為可充當用於天線結構102之導電結構的天線載體及充當用於揚聲器驅動器128之揚聲器外殼兩者之類型的一說明性介電載體之 俯視圖。如圖11中所示，介電載體150可具有沿著縱向軸線120延伸之細長形狀。用於天線結構102之導電結構可形成於區域154及152中。舉例而言，與天線諧振元件環L2相關聯之導電結構116可形成於區域152中，且與天線諧振元件環L1相關聯之導電結構114可形成於區域154中。介電載體150可具有充當用於揚聲器之聲腔的中空內部。揚聲器驅動器128可安裝於環形元件L1下方的載體150之中空內部內。圖11之分佈式環設計可幫助確保在天線結構102之操作期間使揚聲器驅動器128附近的電場強度最小化，藉此最小化天線結構102與揚聲器驅動器128之間的電耦合。
圖12為展示用於天線結構102之導電結構可形成於揚聲器外殼或其他介電載體150上及周圍之方式的天線結構102之透視圖。如圖12中所示，天線諧振元件環L1可自金屬跡線114形成於揚聲器外殼150(或其他介電載體)之上部表面上。天線諧振元件環L2可自具有寬度W之金屬跡線116條形成於揚聲器外殼150之表面上。在操作期間，天線電流可在環L2中流動，諸如，電流164及166。
若需要，天線諧振元件環跡線114可安裝於接地腔中(亦即，環L1可安裝於以腔為基礎的天線環境中)。舉例而言，金屬跡線可在載體150之側壁上形成於跡線114前面、後面、側面及下面(見，例如，圖12之腔側壁115)。藉由將跡線114置放於天線腔115內，環形天線諧振元件可與器件10中之周圍金屬結構去耦(亦即，環形天線L1之效能將不受載體150與附近導電結構之間的歸因於由天線腔115給予之隔離的距離之變化影響)。
在外殼150之上部表面上的跡線116之對置邊緣160與162之間可形成一間隙。此間隙之佈局可經組態以產生電容C之一所要的值(圖7)。舉例而言，若需要C之較大值，則可將邊緣160及162置放得彼此較靠近及/或可使用最大化邊緣160及162之長度的曲折圖案來實施邊緣160 及162沿著之路徑。
跡線116可在外殼150之表面上形成繞軸線120的具有寬度W之一材料條。可藉由在跡線116之諸如部分116E的一部分中形成開口168而產生電感L。開口168可具有彼此平行伸展之槽或其他開口的形狀，從而導致諸如片段172之窄金屬線段，天線電流166流經該等片段。片段172可相對長且薄，且因此可充當電感元件。片段172可共同地在環L2中產生電感L。
外殼150可含有揚聲器驅動器128。為確保在用揚聲器驅動器128播放音訊時聲音可離開外殼150，外殼150可具備諸如揚聲器外殼開口170之開口。開口170可形成為圓孔狀、橢圓孔狀、矩形槽狀或其他形狀之開口。外殼150可具有厚度為0.2mm至2mm之壁(作為一實例)。矩形槽開口170之長度可為3mm至4mm或1mm至8mm，且寬度可為0.2mm至1mm(作為一實例)。片段172之長度可為3mm至4mm或1mm至8mm，且寬度可為0.2mm至1mm(作為一實例)。如圖12中所示，外殼開口170及金屬跡線開口168可彼此重疊(例如，開口168可與開口170對準，且可足夠大，以便確保金屬跡線116之部分不阻擋外殼開口170)。此允許在使用揚聲器驅動器128時，聲音離開外殼150之中空內部。
圖13為展示可如何沿著殼體12之邊緣安裝天線結構102之方式的電子器件10之一部分之橫截面側視圖。如圖13中所示，電子器件10可具有諸如顯示器14之具有相關聯之顯示器模組176及顯示器罩蓋層174的一顯示器。顯示器模組176可為液晶顯示器模組、有機發光二極體顯示器或用於為使用者產生影像之其他合適的顯示器。顯示器罩蓋層174可為清透玻璃薄片、透明塑膠層或其他透明部件。若需要，顯示器罩蓋層174可形成顯示器模組176之一部分。
在非活動顯示器邊界區域IA中，顯示器罩蓋層174之內表面可塗 佈有黑色油墨層或其他不透明遮罩層178，以隱藏內部器件結構而不被使用者看見。天線結構102可安裝在殼體12內部，位於不透明遮罩層178下方。在操作期間，可經由顯示器罩蓋層174之部分182且(若需要)經由殼體12之介電部分傳輸及接收天線信號。
圖13之組態中的殼體12可自金屬形成。殼體12中之開口180可充當揚聲器開口。揚聲器外殼150中之開口170及環形天線跡線116中之開口168可與殼體開口180對準。在揚聲器驅動器128之操作期間，聲音可經由開口170、168及180離開揚聲器外殼150之內部。
圖14為揚聲器開口180附近的器件10之外部部分之透視圖。揚聲器開口180可經組織為具有列及行之一陣列(作為一實例)。圖14之器件10中的揚聲器開口180之每一行可與圖12之槽狀跡線開口168及外殼開口170中的一各別者對準。
若需要，殼體揚聲器開口180可具有其他形狀。如圖15中所示，例如，揚聲器開口180可具有矩形槽形狀。
圖16為展示天線結構102可如何具有一非矩形橫截面形狀之方式的器件10之橫截面側視圖。天線結構102可(例如)自跡線116形成於具有彎曲壁之揚聲器外殼或其他介電載體150上。揚聲器外殼150之彎曲壁182可具有匹配電子器件殼體12之壁部分184的彎曲形狀之一形狀。
諸如導電結構186之導電結構可用以將跡線116電耦合至金屬殼體12。當跡線116以此方式短路連接至殼體12時，環L2中之一部分環形天線電流可平行於底層天線跡線116而穿過殼體12，或若需要，可省略一些跡線116，使得環L2之一部分中的所有環形天線電流平行於外殼150而穿過殼體12。結構186可自金屬膠帶、金屬塗料、導電黏著劑、焊料、焊接、諸如螺桿之緊固件或其他導電結構形成。
圖17為天線結構102中之介電載體150(例如，揚聲器外殼)已具備諸如凹口188之凹口以容納顯示器結構176之邊緣190的組態中之器件 10之橫截面側視圖。若需要，天線結構102可具有其他形狀以容納器件10之內部部分中的其他電組件或機械組件。
根據一實施例，提供一種天線，其包括一中空揚聲器外殼及包圍該中空揚聲器外殼之一環形天線諧振元件。
根據另一實施例，該天線進一步包括在該中空揚聲器外殼中之一揚聲器驅動器。
根據另一實施例，該天線進一步包括在該中空揚聲器外殼中之開口。
根據另一實施例，該環形天線諧振元件具有重疊該中空揚聲器外殼中之該等開口的開口。
根據另一實施例，該天線進一步包括一間接天線饋電元件，其經組態以藉由電磁耦合至該環形天線諧振元件來對該天線饋電。
根據另一實施例，該環形天線諧振元件包括形成一環之一金屬跡線，該天線進一步包括插入於該環中之一電容及一電感。
根據另一實施例，該環形天線諧振元件包括由該環形天線諧振元件中之開口分離的金屬片段，且其中該等金屬片段共同提供該電感。
根據另一實施例，該中空揚聲器外殼具有與該環形天線諧振元件中之該等開口對準的開口。
根據另一實施例，該金屬跡線形成於該中空揚聲器外殼之一表面上。
根據另一實施例，該天線進一步包括在該中空揚聲器外殼上的具有天線饋電端子之一額外環形天線諧振元件，及在該中空揚聲器外殼內的位於該額外環形天線諧振元件下方之一揚聲器驅動器。
根據一實施例，提供一種電子器件，其包括具有揚聲器開口之一金屬殼體，及具有包圍一揚聲器外殼之一環形天線諧振元件的天線 結構，其中該揚聲器外殼具有與該金屬殼體中之該等揚聲器開口對準之開口。
根據另一實施例，該環形天線諧振元件具有與該等揚聲器開口對準之開口。
根據另一實施例，該環形天線諧振元件包括包圍該揚聲器外殼中之至少一些的一金屬跡線條。
根據另一實施例，插入於該環形天線諧振元件中之該等開口之間的該等金屬跡線之片段經組態以在該環形天線諧振元件中形成一電感。
根據另一實施例，該電子器件進一步包括將該等金屬跡線電耦合至該金屬殼體之導電材料。
根據另一實施例，該電子器件進一步包括在該揚聲器外殼中之一揚聲器驅動器。
根據另一實施例，該揚聲器驅動器具有一絕緣塗層，且相對於該等天線結構電浮動。
根據一實施例，提供一種裝置，其包括：一細長中空塑膠揚聲器外殼，其沿著一縱向軸線延伸；在該中空揚聲器外殼內之一揚聲器驅動器；及在該中空塑膠揚聲器外殼上之金屬結構，其中該等金屬結構經組態以形成具有一第一環形天線諧振元件及一第二環形天線諧振元件之一分佈式環形天線，其中該第一環形天線諧振元件對該第二環形天線諧振元件間接饋電，且其中該第二環形天線諧振元件具有一寬度，且圍繞該縱向軸線延伸。
根據另一實施例，該中空塑膠揚聲器外殼具有揚聲器外殼開口，該裝置進一步包括該等金屬結構中之重疊該等揚聲器外殼開口的開口，其中該等金屬結構之片段形成於該等金屬結構之該等開口之間，且其中該等金屬結構之該等片段在該第二環形天線諧振元件中共 同形成一電感。
根據另一實施例，該裝置進一步包括一金屬電子器件殼體壁，其具有與該等揚聲器外殼開口對準之開口。
前述內容僅說明本發明之原理，且在不脫離本發明之範疇及精神的情況下，熟習此項技術者可進行各種修改。
10‧‧‧電子器件/器件
12‧‧‧殼體/金屬殼體
14‧‧‧顯示器
102‧‧‧天線結構/環形天線結構/饋電天線/分佈式環形天線結構
116‧‧‧導體/導電結構/導電材料/金屬跡線/跡線/環形天線跡線
128‧‧‧揚聲器驅動器/驅動器
150‧‧‧介電載體/外殼/揚聲器外殼
170‧‧‧揚聲器外殼開口/矩形槽開口/外殼開口/開口
174‧‧‧顯示器罩蓋層
176‧‧‧顯示器模組/顯示器結構
178‧‧‧不透明遮罩層
180‧‧‧開口/殼體開口/揚聲器開口/殼體揚聲器開口
182‧‧‧部分/彎曲壁
IA‧‧‧非活動顯示器邊界區域

Claims (16)

  1. 一種天線，其包含：一中空揚聲器外殼(enclosure)，其具有第一及第二對置側；一環形天線諧振(resonating)元件，其包圍該中空揚聲器外殼，使得該環形天線諧振元件之一第一部分係鄰近於該中空揚聲器外殼之該第一側且該環形天線諧振元件之一第二部分係鄰近於該中空揚聲器外殼之該第二側；及該中空揚聲器外殼中之複數個開口，其中該環形天線諧振元件具有與該中空揚聲器外殼中之該複數個開口對準的複數個開口。
  2. 如請求項1之天線，其進一步包含在該中空揚聲器外殼中之一揚聲器驅動器。
  3. 如請求項2之天線，其進一步包含一間接天線饋電元件，其經組態以藉由電磁耦合至該環形天線諧振元件來對該天線饋電。
  4. 如請求項1之天線，其中該環形天線諧振元件包含形成一環之一金屬跡線，該天線進一步包含插入於該環中之一電容及一電感。
  5. 如請求項4之天線，其中該環形天線諧振元件包含由該環形天線諧振元件中之開口分離的金屬片段，且其中該等金屬片段共同提供該電感。
  6. 如請求項5之天線，其中該金屬跡線形成於該中空揚聲器外殼之一表面上。
  7. 如請求項1之天線，其進一步包含：在該中空揚聲器外殼上之一額外環形天線諧振元件，其具有天線饋電端子；及 在該中空揚聲器外殼內之一揚聲器驅動器，其位於該額外環形天線諧振元件下方。
  8. 一種電子器件，其包含：具有複數個揚聲器開口之一金屬殼體(housing)；一揚聲器外殼，其沿著一縱向軸線延伸，其中該縱向軸線具有第一及第二對置側；及天線結構，其具有包圍該揚聲器外殼之一環形天線諧振元件，使得該環形天線諧振元件具有在該縱向軸線之該第一側之一第一部分及在該縱向軸線之該第二側之一第二部分，其中該揚聲器外殼具有與該金屬殼體中之該複數個揚聲器開口對準的開口且該環形天線諧振元件具有與該金屬殼體中之該複數個揚聲器開口對準的複數個開口。
  9. 如請求項8之電子器件，其中該環形天線諧振元件包含包圍該揚聲器外殼中之至少一些的一金屬跡線條。
  10. 如請求項9之電子器件，其中插入於該環形天線諧振元件中之該等開口之間的該等金屬跡線之片段經組態以在該環形天線諧振元件中形成一電感。
  11. 如請求項10之電子器件，其進一步包含將該等金屬跡線電耦合至該金屬殼體之導電材料。
  12. 如請求項8之電子器件，其進一步包含在該揚聲器外殼中之一揚聲器驅動器。
  13. 如請求項12之電子器件，其中該揚聲器驅動器具有一絕緣塗層，且相對於該等天線結構電浮動。
  14. 一種天線設備，其包含：一細長中空塑膠揚聲器外殼，其沿著一第一縱向軸線延伸；在該中空揚聲器外殼內之一揚聲器驅動器；及 在該中空塑膠揚聲器外殼上之金屬結構，其中該等金屬結構經組態以形成具有第一及第二環形天線諧振元件之一分佈式環形天線，該第一環形天線諧振元件使用近場電磁耦合對該第二環形天線諧振元件間接饋電，該第二環形天線諧振元件圍繞該第一縱向軸線延伸，且該第一環形天線諧振元件圍繞實質上垂直於該第一縱向軸線之一第二縱向軸線延伸。
  15. 如請求項14之設備，其中該中空塑膠揚聲器外殼具有揚聲器外殼開口，該設備進一步包含：該等金屬結構中之重疊該等揚聲器外殼開口的開口，其中該等金屬結構之片段形成於該等金屬結構中之該等開口之間，且其中該等金屬結構之該等片段在該第二環形天線諧振元件中共同形成一電感。
  16. 如請求項15之設備，其進一步包含一金屬電子器件殼體壁，其具有與該等揚聲器外殼開口對準之開口。
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