TWI577087B - 通訊裝置 - Google Patents

Description

通訊裝置

本發明是有關於一種通訊裝置， 且特別是有關於一種具有低姿態天線元件的通訊裝置。

近年來，通訊裝置除了功能上的訴求以外，其外觀上也朝著輕薄短小的方向設計。例如，現有的通訊裝置採用窄邊框的外觀設計，以藉此吸引消費者的目光。然而，在加入窄邊框的外觀設計後，通訊裝置中可用以設置天線元件的空間也就越來越少。尤其是，在窄邊框的外觀設計下，天線元件在Y軸方向上的高度受到極大的限制。因此，如何設計具有低姿態(low-profile)的天線元件，已成為一項重要的課題。

本發明提供一種通訊裝置， 可縮減第一輻射部與第二輻射部在Y 軸方向上所耗費的空間， 進而天線元件具有低姿態的特性。

本發明的通訊裝置，包括接地面與天線元件。接地面包括相鄰的第一邊緣與第二邊緣。天線元件包括饋入部、第一輻射部、第二輻射部與調整部。饋入部鄰近接地面的第一邊緣。第一輻射部與饋入部形成第一共振路徑，且第一輻射部包括電性相連的第一部分與第二部分。其中，第一部分面對第一邊緣與第二部分，且第二部分從第二邊緣延伸而出。第二輻射部與饋入部形成第二共振路徑。天線元件透過第一共振路徑與第二共振路徑操作在第一頻段與第二頻段。調整部電性連接在第一部分與第二部分之間。此外，調整部與部分的第一輻射部形成分流路徑，以調整操作在第二頻段下之天線元件的阻抗。

基於上述，本發明之第一輻射部的第一部分面對接地面的第一邊緣與第二部分，且可利用分流路徑來調整操作在第二頻段下之天線元件的阻抗。藉此，將可縮減第一輻射部與第二輻射部在Y軸方向所耗費的空間，進而致使天線元件具有低姿態的特性。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1 為依據本發明一實施例之通訊裝置的示意圖。如圖1所示，通訊裝置10 包括接地面11、天線元件12 與基板110。其中， 接地面11 與天線元件12 設置在基板110 的一表面111 上，且基板110 可例如是一印刷電路板。換言之，天線元件12 可例如是一平面天線，且天線元件12 包括饋入部120、第一輻射部130、第二輻射部140 以及調整部150。

接地面11包括相鄰的第一邊緣SD11與第二邊緣SD12。饋入部120鄰近接地面11的第一邊緣SD11。第一輻射部130包括第一部分131與第二部分132。其中，第一部分131的第一端電性連接饋入部120。第二部分132的第一端電性連接第一部分131的第二端，且第二部分132的第二端電性連接至接地面11的第二邊緣SD12。第一部分131的形狀可例如是直線狀，且第二部分132的形狀可例如是倒L型。再者，第一部分131面對第二部分132與接地面11的第一邊緣SD11。第二部分132是從接地面11的第二邊緣SD12延伸而出。藉此，第一輻射部130的形狀將近似一倒U型，並具有朝向第一方向(例如，-X軸方向)的開口。

第二輻射部140的第一端電性連接饋入部120，且第二輻射部140的第二端為一開路端。此外，第二輻射部140包括一彎折，以致使部分的第二輻射部140平行於第一輻射部130中的第一部分131。再者，第二輻射部140的形狀可例如是倒L型，且第二輻射部140與第一部分131可形成朝向第二方向(例如，X軸方向)的開口。調整部150電性連接在第一部分131與第二部分132之間，且調整部150平行於部分的第二部分132。

在操作上，饋入部120與第一輻射部130可形成第一共振路徑，且饋入部120與第二輻射部140可形成第二共振路徑。此外，天線元件12可透過饋入部120接收來自通訊裝置10中收發器(未繪示出)的饋入訊號。舉例來說，饋入部120可透過同軸纜線160電性連接至收發器，其中同軸纜線160的內導體電性連接至饋入部120，且同軸纜線160的外導體電性連接至接地面11。

在饋入訊號的激發下，天線元件12可透過第一共振路徑與第二共振路徑產生不同的兩共振模態，以操作在不同的第一頻段與第二頻段。為了致使本領域具有通常知識者能更加瞭解本發明，圖2與圖3分別為依據本發明一實施例之用以說明天線元件之操作的示意圖，且以下將參照圖1至圖3來進一步地說明天線元件的操作。

如圖2所示，饋入部120與第一輻射部130可形成第一共振路徑210。在饋入訊號的激發下，天線元件12可透過第一共振路徑210產生第一共振模態，以操作在第一頻段(例如，低頻頻段)。值得一提的是，第一共振路徑210具有一迴路(loop)結構，亦即第一輻射部130具有一環形天線(loop antenna)結構。換言之，第一共振路徑210為第一頻段之最低頻率的1/2波長，且操作在第一頻段(例如，低頻頻段)的天線元件12較不易受到外部環境的干擾。

如圖3所示，饋入部120與第二輻射部140可形成第二共振路徑310。在饋入訊號的激發下，天線元件12可透過第二共振路徑310產生第二共振模態，以操作在第二頻段(例如，高頻頻段)。此外，第二輻射部140具有一單極天線(monopole antenna)結構，亦即第二共振路310為第二頻段之最低頻率的1/4波長。此外，部分的第一部分131、調整部150以及部分的第二部分132可形成分流路徑320，亦即調整部150與部分的第一輻射部130可形成分流路徑320。藉此，上述之調整部150與部分的第一輻射部130將可等效成一電感元件。如此一來，當天線元件12操作在第二頻段時，分流路徑320將可形成電感效應，且所述的電感效應可用以降低第二輻射部140與接地面11之間的電容效應。

換言之，調整部150與部分的第一輻射部130可用以調整天線元件12操作在第二頻段下的阻抗，進而致使天線元件12在第二頻段下具有良好的阻抗匹配。此外，可藉由改變調整部150的設置位置，來調整分流路徑320所貢獻的電感效應。舉例來說，如圖3所示，以調整部150的設置位置為基準，第一部分131可劃分成第一區段330與第二區段340。其中，第一區段330電性連接饋入部120，且第二區段340電性連接第二部分132。在一較佳實施例中，第一區段330的長度為第二區段340之長度的2倍。

值得一提的是，接地面11與第一輻射部130中的第二部分132是沿著X軸方向依序排列，且第一輻射部130中的第一部分131與第二部分132相互面對。藉此，將可有效地縮減第一輻射部130在Y軸方向所耗費的空間，進而有助於縮減天線元件12在Y軸方向的高度。此外，由於可利用分流路徑來調整天線元件12操作在第二頻段下的阻抗，因此天線元件12可在第二輻射部140靠近接地面11的情況下依舊保持良好的輻射特性。藉此，將可有效地縮減第二輻射部140在Y軸方向所耗費的空間，從而可以進一步地縮減天線元件12在Y軸方向的高度。

舉例來說，天線元件12、同軸纜線160以及接地面11所耗費的面積可利用圖1中的高度101與寬度102來加以表示。亦即，圖1中的高度101包括天線元件12在Y軸方向的高度。在一實施例中，天線元件12所涵蓋的第一頻段與第二頻段可例如是2.4GHz與5GHz，且高度101與寬度102可例如是4.5mm與24mm。值得注意的是，現有可操作在2.4GHz與5GHz的天線元件，其高度大多都必須大於8mm。換言之，圖1中的天線元件12具有低姿態(low-profile)的特性。亦即，通訊裝置10具有低姿態天線元件12，進而可以符合窄邊框的外觀設計。

舉例來說，圖4與圖5分別為依據本發明一實施例之通訊裝置的外觀示意圖。如圖4與圖5所示，通訊裝置10更包括第一機體410與第二機體420，且第一機體410的正面設有顯示器430與窄邊框440，第二機體420的正面設有鍵盤450。此外，第一機體410可相對於第二機體420展開，以致使第一機體410的正面與第二機體420的正面之間具有一夾角。

如圖4所示，當第一機體410的正面與第二機體420的正面之間的夾角大於0度且小於180度時，通訊裝置10可呈現一筆記型電腦模式(notebook mode)。另一方面，如圖5所示，當第一機體410的正面與第二機體420的正面之間的夾角相等於360度時，第一機體410相對於第二機體420能反向疊合，進而致使通訊裝置10呈現一平板電腦模式(tablet mode)。再者，圖1中的天線元件12可設置在第一機體410內，並面對環繞顯示器430的窄邊框440。換言之，通訊裝置10中的天線元件12是相對於顯示器430的窄邊框440來進行設置。此外，由於天線元件12具有低姿態的特性，因此天線元件12可以符合具有窄邊框440之顯示器430的設計需求。

值得注意的是，在平板電腦模式下，現有天線元件的低頻操作往往很容易受到外部環境(例如，第一機體410與第二機體420的金屬背蓋)的影響。但是，就圖1中的天線元件12而言，對應第一頻段(例如，低頻頻段)的第一共振路徑具有迴路結構，因此操作在第一頻段(例如，低頻頻段)的天線元件12不易受到外部環境的干擾。換言之，在筆記型電腦模式與平板電腦模式下，天線元件12都能維持良好的輻射特性，進而致使通訊裝置10具有良好的收訊品質。

舉例來說，圖6為依據本發明一實施例之天線元件在筆記型電腦模式下的返回損失(return loss)圖，且圖7為依據本發明一實施例之天線元件在平板電腦模式下的返回損失圖。如圖6與7所示，天線元件12可操作在第一頻段610與第二頻段620。此外，在筆記型電腦模式與平板電腦模式下，天線元件12在第一頻段610與第二頻段620的返回損失皆能達到-10dB以下。

綜上所述，本發明之第一輻射部中的第一部分面對接地面的第一邊緣與第二部分，且第二部分是從接地面的第二邊緣延伸而出。藉此，將可縮減第一輻射部在Y軸方向上所耗費的空間，進而有助於縮減天線元件在Y軸方向的高度。此外，本發明可利用分流路徑來調整天線元件操作在第二頻段下的阻抗，進而可縮減第二輻射部在Y軸方向上所耗費的空間，從而可以進一步地縮減天線元件在Y軸方向上的高度。藉此，通訊裝置中的天線元件將具有低姿態的特性，進而可以符合窄邊框的外觀設計。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10：通訊裝置 11：接地面 12：天線元件 110：基板 111：表面 120：饋入部 130：第一輻射部 131：第一部分 132：第二部分 140：第二輻射部 150：調整部 160：同軸纜線 101：高度 102：寬度 SD11： 第一邊緣 SD12： 第二邊緣 210： 第一共振路徑 310： 第二共振路徑 320：分流路徑 330：第一區段 340：第二區段 410：第一機體 420：第二機體 430：顯示器 440： 窄邊框 450：鍵盤 610：第一頻段 620：第二頻段

圖1 為依據本發明一實施例之通訊裝置的示意圖。 圖2 與圖3 分別為依據本發明一實施例之用以說明天線元件之操作的示意圖。 圖4 與圖5 分別為依據本發明一實施例之通訊裝置的外觀示意圖。 圖6 為依據本發明一實施例之天線元件在筆記型電腦模式下的返回損失圖。 圖7 為依據本發明一實施例之天線元件在平板電腦模式下的返回損失圖。

10：通訊裝置 11：接地面 12：天線元件 110：基板 111：表面 120：饋入部 130：第一輻射部 131：第一部分 132：第二部分 140：第二輻射部 150：調整部 160：同軸纜線 101：高度 102：寬度 SD11：第一邊緣 SD12：第二邊緣

Claims (10)

1. 一種通訊裝置，包括：一接地面，包括相鄰的一第一邊緣與一第二邊緣；以及一天線元件，包括：一饋入部，鄰近該接地面的該第一邊緣；一第一輻射部，包括一第一部分與一第二部分，其中該第一部分與該第二部分串聯在該饋入部與該第二邊緣之間，該饋入部、該第一部分與該第二部分形成一第一共振路徑，該第一部分面對該第一邊緣與該第二部分，且該第二部分從該第二邊緣延伸而出；一第二輻射部，與該饋入部形成一第二共振路徑，其中該天線元件透過該第一共振路徑與該第二共振路徑操作在一第一頻段與一第二頻段；以及一調整部，電性連接在該第一部分與該第二部分之間，且該調整部與部分的該第一輻射部形成一分流路徑，以調整操作在該第二頻段下之該天線元件的阻抗。
2. 如申請專利範圍第1項所述的通訊裝置，其中該饋入部電性連接該第一部分的第一端與該第二輻射部的第一端，該第二輻射部的第二端為一開路端，該第二部分的第一端電性連接該第一部分的第二端，且該第二部分的第二端電性連接該第二邊緣。
3. 如申請專利範圍第1項所述的通訊裝置，其中該第一部分以該調整部為基準劃分成一第一區段與一第二區段，該第一區 段電性連接該饋入部，該第二區段電性連接該第二部分，且該第一區段的長度為該第二區段之長度的2倍。
4. 如申請專利範圍第1項所述的通訊裝置，其中該調整部平行於部分的該第二部分。
5. 如申請專利範圍第4項所述的通訊裝置，其中該第一部分的形狀為直線狀，且該第二部分的形狀為倒L型。
6. 如申請專利範圍第5項所述的通訊裝置，其中該第二輻射部的形狀為倒L型。
7. 如申請專利範圍第1項所述的通訊裝置，其中該第一共振路徑為該第一頻段之最低頻率的1/2波長。
8. 如申請專利範圍第1項所述的通訊裝置，其中該第二共振路為該第二頻段之最低頻率的1/4波長。
9. 如申請專利範圍第1項所述的通訊裝置，其中該第二輻射部包括一彎折，以致使部分的該第二輻射部平行於該第一部分。
10. 如申請專利範圍第1項所述的通訊裝置，其中該分流路徑形成一電感效應，以降低該第二輻射部與該接地面之間的電容效應。