TWI599094B - 可攜式電子裝置 - Google Patents

Description

可攜式電子裝置

本發明是有關於一種可攜式電子裝置，且特別是有關於一種包括天線元件的可攜式電子裝置。

近年來，具有金屬質感的可攜式電子裝置受到消費者的青睞。因此，可攜式電子裝置大多設有金屬材質的蓋體或是邊框，以突顯產品的獨特性與外觀設計。然而，可攜式電子裝置中可用以設置天線元件的空間有限。因此，可攜式電子裝置中的天線元件往往容易受到周圍之金屬物體的影響，進而降低可攜式電子裝置的通訊品質。換言之，金屬質感的外觀設計為可攜式電子裝置注入了一股流行時尚感，但是卻也對可攜式電子裝置中的天線設計帶來了更大的挑戰。

本發明提供一種可攜式電子裝置，利用天線元件中的兩共振路徑形成雙迴路，且所述兩共振路徑共用第一輻射體與第二輻射體。藉此，將可提升天線元件抵抗金屬干擾的能力，並有助於縮減天線元件的尺寸。

本發明的可攜式電子裝置，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。天線元件包括第一輻射體、第二輻射體、第三輻射體與第四輻射體。第一輻射體的形狀呈十字形，並具有第一端至第四端，且第一端具有一饋入點。第二輻射體電性連接第二端與第二邊緣，並平行於第一邊緣。第三輻射體電性連接第二端與第三端。第四輻射體電性連接第一端與第四端。第一輻射體至第三輻射體形成從饋入點至接地面的第一共振路徑。第一輻射體、第二輻射體與第四輻射體形成從饋入點至接地面的第二共振路徑。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。

在本發明的一實施例中，上述的第一輻射體包括中心部以及第一延伸部至第四延伸部。此外，第一延伸部至第四延伸部電性連接中心部。第一延伸部與第三延伸部平行於第一邊緣，並形成第一輻射體的第一端與第三端。第二延伸部與第四延伸部平行於第二邊緣，並形成第一輻射體的第二端與第四端。

基於上述，本發明的可攜式電子裝置利用天線元件中的兩共振路徑形成雙迴路，以致使天線元件具有較佳的抗金屬能力，從而有助於提升可攜式電子裝置的通訊品質。此外，天線元件中的兩共振路徑共用第一輻射體與第二輻射體，進而有助於縮減天線元件的尺寸。

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可攜式電子裝置的示意圖。如圖1所示，可攜式電子裝置100包括基板110、接地面120與天線元件130。其中，接地面120與天線元件130設置在基板110的一表面111上。換言之，天線元件130可例如是一平面天線。此外，接地面120包括相鄰的第一邊緣SD11與第二邊緣SD12。天線元件130包括第一輻射體131、第二輻射體132、第三輻射體133與第四輻射體134。

第一輻射體131的形狀呈十字形，並具有第一端至第四端T11~T14。其中，第一輻射體131的第一端至第四端T11~T14沿著順時針方向依序環繞第一輻射體131的中心點。此外，第一輻射體131的第一端T11具有一饋入點FP1，以接收來自可攜式電子裝置100中之收發器(未繪示出)的饋入訊號。第二輻射體132電性連接第一輻射體131的第二端T12與接地面120的第二邊緣SD12，且第二輻射體132平行於接地面120的第一邊緣SD11。第三輻射體133電性連接第一輻射體131的第二端T12與第三端T13。第四輻射體134電性連接第一輻射體131的第一端T11與第四端T14。

值得注意的是，第一輻射體131、第二輻射體132與第三輻射體133可形成從饋入點FP1至接地面120的第一共振路徑。第一輻射體131、第二輻射體132與第四輻射體134可形成從饋入點FP1至接地面120的第二共振路徑。此外，天線元件130可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。

舉例來說，圖2為依據本發明一實施例之用以說明天線元件的示意圖。如圖2所示，第一輻射體131包括中心部210以及第一延伸部至第四延伸部221~224。其中，第一延伸部至第四延伸部221~224電性連接中心部210，並沿著順時針方向依序環繞中心部210。此外，第一延伸部221與第三延伸部223平行於接地面120的第一邊緣SD11，並用以形成第一輻射體131的第一端T11與第三端T13。第二延伸部222與第四延伸部224平行於接地面120的第二邊緣SD12，並用以形成第一輻射體131的第二端T12與第四端T14。

第一延伸部221設置在第二輻射體132與第四輻射體134之間，且第二延伸部222設置在第二輻射體132與第三輻射體133。第二輻射體132的第一端電性連接第二延伸部222，且第二輻射體132的第二端具有一接地點GP1，以電性連接至接地面120的第二邊緣SD12。第三輻射體133的第一端電性連接第三延伸部223，且第三輻射體133的第二端電性連接第二延伸部222。藉此，第二延伸部222、第三延伸部223與第三輻射體133將可形成一封閉開口201。另一方面，第四輻射體134的第一端電性連接第四延伸部224，且第四輻射體134的第二端電性連接第一延伸部221。藉此，第一延伸部221、第四延伸部224與第四輻射體134將可形成一封閉開口202。

更進一步來看，第一延伸部221、中心部210、第三延伸部223、第三輻射體133、部分之第二延伸部222以及第二輻射體132，將可形成從饋入點FP1延伸至接地面120(亦即，接地點GP1)的第一共振路徑230。另一方面，第四輻射體134、第四延伸部224、中心部210、第二延伸部222以及第二輻射體132，將可形成從饋入點FP1延伸至接地面120(亦即，接地點GP1)的第二共振路徑240。此外，第一共振路徑230與第二共振路徑240都是沿著同一方向(亦即，逆時針方向)從饋入點FP1延伸至接地面120(亦即，接地點GP1)。再者，天線元件130可透過第一共振路徑230操作在第一頻段，並可透過第二共振路徑240操作在第二頻段。

值得一提的是，在一實施例中，天線元件130更可額外設置兩輻射體，以藉此增加第二頻段的頻寬。舉例來說，如圖1與圖2所示，天線元件130更包括第五輻射體135與第六輻射體136。其中，第五輻射體135設置在封閉開口202內。此外，第五輻射體135的第一端電性連接第四輻射體134，且第五輻射體135的第二端為一開路端。

再者，第五輻射體135的第一端鄰近第四輻射體134的彎折處，且第五輻射體135的第二端朝向中心部210延伸，進而致使第五輻射體135與第四輻射體134相交一夾角θ2。第六輻射體136的第一端電性連接第四延伸部224，且第六輻射體136的第二端為一開路端。此外，第六輻射體136平行於第三延伸部223。在操作上，天線元件130可透過第五輻射體135與第六輻射體136來擴展其所涵蓋之第二頻段的頻寬。

舉例來說，圖3為依據本發明一實施例之天線元件在未加入第五輻射體與第六輻射體時的返回損失曲線圖，且圖4為依據本發明一實施例之天線元件在加入第五輻射體與第六輻射體時的返回損失曲線圖。在圖3與圖4實施例中，天線元件130的長度L1約為27mm，且天線元件130的寬度W1約為6.5mm。

如圖3所示，天線元件130可透過第一共振路徑產生一低頻模態，且所述低頻模態涵蓋2.4GHz~2.5GHz。此外，天線元件130可透過第二共振路徑產生一高頻模態。如圖4所示，在加入第五輻射體135與第六輻射體136的情況下，天線元件130依舊可產生涵蓋2.4GHz~2.5GHz的低頻模態。此外，第五輻射體135與第六輻射體136可擴展天線元件130在高頻模態下的頻寬，進而致使天線元件130的高頻模態可涵蓋5.15GHz~5.85GHz。再者，天線元件130在2.4GHz~2.5GHz下的輻射效率皆可在-2.8dB以上，且天線元件130在5.15GHz~5.85GHz下的輻射效率皆可在-3.1dB以上。

請繼續參照圖1與圖2。第一延伸部至第四延伸部221~224以及第二輻射體至第六輻射體132~136可分別由一金屬線所構成。此外，第三輻射體133與第四輻射體134的形狀可例如是倒L形。再者，天線元件130可透過第一共振路徑與第二共振路徑形成雙迴路(loop)。換言之，天線元件130相當於具有雙迴路結構的環形天線(loop antenna)。舉例來說，圖5為依據本發明一實施例之天線元件在第一頻段下的輻射場型圖。如圖5所示，天線元件130在2.4GHz、2.45GHz與2.5GHz下的輻射場型可朝向前後輻射，且所述輻射場型在左右兩側的凹陷最深也僅達-5dB左右。換言之，天線元件130的輻射場型符合環形天線的特性，且天線元件130在各個角度上皆能接收到訊號。

值得一提的是，具有迴路結構的天線元件130本身具有較高的電感性，因此可以提高天線元件130抵抗金屬干擾的能力。換言之，具有迴路結構的天線元件130具有較佳的抗金屬能力，從而有助於提升可攜式電子裝置100的通訊品質。除此之外，天線元件130中的雙迴路(亦即，兩共振路徑)是共用相同的饋入點FP1與接地點GP1，並共用第一輻射體131與第二輻射體132。因此，可有效地縮減天線元件130的尺寸，從而有助於可攜式電子裝置100的微型化。此外，在一實施例中，可藉由改變第三延伸部223與第三輻射體133的長度來獨立調整第一共振路徑的長度，並可藉由改變第四延伸部224與第四輻射體134的長度來獨立調整第二共振路徑的長度。換言之，天線元件130中的第一共振路徑與第二共振路徑可分別獨立調整，進而有助於降低天線元件130之高頻與低頻特性之間的相互影響。

圖6為依據本發明一實施例之可攜式電子裝置的外觀示意圖。如圖6所示，可攜式電子裝置100可例如是一筆記型電腦，且可攜式電子裝置100更包括第一機體610、第二機體620與樞軸630。其中，樞軸630連接在第一機體610與第二機體620之間，且第一機體610與第二機體620可藉由樞軸630而相對轉動，以切換至展開狀態或是閉合狀態。

更進一步來看，第一機體610包括第一蓋體與第一邊框，以構成相對的第一表面611與第二表面612。具體而言，第一蓋體可用以構成第一機體610的第一表面611。第一邊框可用以構成第一機體610的第二表面612，且第一邊框環繞配置在第一機體610上的顯示器640。另一方面，第二機體620包括第二蓋體與第二邊框，以構成相對的第三表面621與第四表面622。其中，第二邊框可用以構成第二機體620的第三表面，且第二邊框環繞配置在第二機體620上的鍵盤650與觸控板660。此外，第二蓋體可用以構成第二機體620的第四表面622。

圖7為依據本發明一實施例之第二機體與樞軸的示意圖。如圖7所示，第二機體620包括承載區域710，且樞軸630設置在承載區域710內。此外，當第一機體610相對於第二機體620展開時，第一機體610可豎立在承載區域710的上方。值得一提的是，在一實施例中，第一蓋體、第一邊框、第二蓋體與第二邊框可分別由金屬材質所構成。此外，天線元件130可設置在第二機體620的承載區域710內，並鄰近承載區域710內的樞軸630。由於天線元件130具有較佳的抗金屬能力，因此可攜式電子裝置100依舊可保有良好的通訊品質。

綜上所述，本發明的可攜式電子裝置可利用天線元件中的兩共振路徑形成雙迴路，以致使天線元件具有較佳的抗金屬能力，從而有助於提升可攜式電子裝置的通訊品質。此外，天線元件中的兩共振路徑共用第一輻射體與第二輻射體，進而有助於縮減天線元件的尺寸。再者，天線元件中的兩共振路徑可分別獨立調整，進而有助於降低天線元件之高頻與低頻特性之間的相互影響。

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。

100：可攜式電子裝置 110：基板 111：表面 120：接地面 SD11：第一邊緣 SD12：第二邊緣 130：天線元件 131：第一輻射體 132：第二輻射體 133：第三輻射體 134：第四輻射體 135：第五輻射體 136：第六輻射體 T11~T14：第一端至第四端 FP1：饋入點 W1：寬度 L1：長度 210：中心部 221~224：第一延伸部至第四延伸部 230：第一共振路徑 240：第二共振路徑 201、202：封閉開口 GP1：接地點 θ2：夾角 610：第一機體 611：第一表面 612：第二表面 620：第二機體 621：第三表面 622：第四表面 630：樞軸 640：顯示器 650：鍵盤 660：觸控板 710：承載區域

圖1為依據本發明一實施例之可攜式電子裝置的示意圖。 圖2為依據本發明一實施例之用以說明天線元件的示意圖。 圖3為依據本發明一實施例之天線元件在未加入第五輻射體與第六輻射體時的返回損失曲線圖。 圖4為依據本發明一實施例之天線元件在加入第五輻射體與第六輻射體時的返回損失曲線圖。 圖5為依據本發明一實施例之天線元件在第一頻段下的輻射場型圖。 圖6為依據本發明一實施例之可攜式電子裝置的外觀示意圖。 圖7為依據本發明一實施例之第二機體與樞軸的示意圖。

100：可攜式電子裝置 110：基板 111：表面 120：接地面 SD11：第一邊緣 SD12：第二邊緣 130：天線元件 131：第一輻射體 132：第二輻射體 133：第三輻射體 134：第四輻射體 135：第五輻射體 136：第六輻射體 T11~T14：第一端至第四端 FP1：饋入點 W1：寬度 L1：長度

Claims (10)

1. 一種可攜式電子裝置，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： 一第一輻射體，其中該第一輻射體的形狀呈十字形，並具有一第一端至一第四端，且該第一端具有一饋入點； 一第二輻射體，電性連接該第二端與該第二邊緣，並平行於該第一邊緣； 一第三輻射體，電性連接該第二端與該第三端；以及 一第四輻射體，電性連接該第一端與該第四端，其中該第一輻射體至該第三輻射體形成從該饋入點至該接地面的一第一共振路徑，該第一輻射體、該第二輻射體與該第四輻射體形成從該饋入點至該接地面的一第二共振路徑，且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。
2. 如申請專利範圍第1項所述的可攜式電子裝置，其中該第一輻射體包括： 一中心部；以及 一第一延伸部至一第四延伸部，電性連接該中心部，其中該第一延伸部與該第三延伸部平行於該第一邊緣，並形成該第一輻射體的該第一端與該第三端，且該第二延伸部與該第四延伸部平行於該第二邊緣，並形成該第一輻射體的該第二端與該第四端。
3. 如申請專利範圍第2項所述的可攜式電子裝置，其中該第一延伸部設置在該第二輻射體與該第四輻射體之間。
4. 如申請專利範圍第2項所述的可攜式電子裝置，其中該第二延伸部設置在該第二輻射體與該第三輻射體之間。
5. 如申請專利範圍第2項所述的可攜式電子裝置，其中該第二延伸部、該第三延伸部與該第三輻射體形成一封閉開口。
6. 如申請專利範圍第2項所述的可攜式電子裝置，其中該第一延伸部、該第四延伸部與該第四輻射體形成一封閉開口。
7. 如申請專利範圍第6項所述的可攜式電子裝置，其中該天線元件更包括： 一第五輻射體，設置在該封閉開口內，該第五輻射體的第一端電性連接該第四輻射體，該第五輻射體的第二端為一開路端。
8. 如申請專利範圍第7項所述的可攜式電子裝置，其中該天線元件更包括： 一第六輻射體，其第一端電性連接該第四延伸部，且該第六輻射體的第二端為一開路端。
9. 如申請專利範圍第1項所述的可攜式電子裝置，其中該第三輻射體與該第四輻射體的形狀分別呈倒L形，且該天線元件為一環形天線。
10. 如申請專利範圍第1項所述的可攜式電子裝置，更包括一第一機體、一第二機體與一樞軸，其中該第一機體與該第二機體透過該樞軸而相對轉動，且該天線元件設置在該第二機體內，並鄰近該樞軸。