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TWI811088B - 電子裝置 - Google Patents

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TWI811088B
TWI811088B TW111133432A TW111133432A TWI811088B TW I811088 B TWI811088 B TW I811088B TW 111133432 A TW111133432 A TW 111133432A TW 111133432 A TW111133432 A TW 111133432A TW I811088 B TWI811088 B TW I811088B
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Taiwan
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radiator
section
disconnection
electronic device
frequency band
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吳建逸
吳朝旭
廖志威
浩元 陳
黃士耿
莊文信
江林旭
吳昌樺
王漢偉
胡峻榕
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和碩聯合科技股份有限公司
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Abstract

一種電子裝置，包括一金屬背蓋、一金屬邊框、一第一、一第二、一第三及一第四輻射體。金屬邊框包括一斷開部及兩連接部，其中兩連接部位於斷開部兩側、隔開於斷開部且連接至金屬背蓋，一U型槽縫形成於斷開部與金屬背蓋以及斷開部與兩連接部之間。第一輻射體隔開於斷開部，第一輻射體包括一饋入端。第二、第三及第四輻射體連接至斷開部與金屬背蓋。第三輻射體位於第一輻射體與第二輻射體之間。第一輻射體位於第三輻射體與第四輻射體之間。斷開部、第一輻射體、第二輻射體、第三輻射體與第四輻射體共同形成一天線模組。

Description

電子裝置
本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種具有天線的電子裝置。
目前，如何在具有金屬機殼的電子裝置內配置天線是本領域的研究目標。
本發明提供一種電子裝置，其具有金屬機殼及天線。
本發明的一種電子裝置，包括一金屬背蓋、一金屬邊框、一第一輻射體、一第二輻射體、一第三輻射體及一第四輻射體。金屬邊框包括一斷開部及兩連接部，兩連接部位於斷開部兩側、隔開於斷開部且連接至金屬背蓋，一U型槽縫形成於斷開部與金屬背蓋以及斷開部與兩連接部之間。第一輻射體位於斷開部旁且隔開於斷開部，第一輻射體包括一饋入端。第二輻射體包括一第一搭接端及一第一接地端，第一搭接端連接至斷開部，第一接地端連接至金屬背蓋。第三輻射體包括一第二搭接端及一第二接地端，第二搭接端連接至斷開部，第二接地端耦接至金屬背蓋，且第三輻射體位於第一輻射體與第二輻射體之間。第四輻射體包括一第三搭接端及一第三接地端，第三搭接端連接至斷開部，第三接地端連接至金屬背蓋，且第一輻射體位於第三輻射體與第四輻射體之間，斷開部、第一輻射體、第二輻射體、第三輻射體與第四輻射體共同形成一天線模組。
在本發明的一實施例中，上述的天線模組共振出一第一頻段，斷開部的長度為第一頻段的0.5倍波長。
在本發明的一實施例中，上述的天線模組共振出一第一頻段，第二輻射體、斷開部與第一搭接端的連接部位至斷開部與第三搭接段的連接部位的區段、及第四輻射體的總長度為第一頻段的0.5倍波長。
在本發明的一實施例中，上述的天線模組共振出一第二頻段，第一輻射體包括遠離第二輻射體的一第一端，第一端對斷開部的投影處至斷開部與第一搭接端的連接部位的區段及第二輻射體的總長度為第二頻段的0.5倍波長。
在本發明的一實施例中，上述的天線模組共振出一第三頻段，第一輻射體包括遠離第二輻射體的一第一端，第一端對斷開部的投影處至斷開部與第二搭接端的連接部位的區段及第三輻射體的總長度為第三頻段的0.5倍波長。
在本發明的一實施例中，上述的天線模組共振出一第四頻段，第一輻射體包括遠離第三輻射體的一第二端，第二端對斷開部的投影處至斷開部與第三搭接端的連接部位的區段及第四輻射體的總長度為第四頻段的0.5倍波長。
在本發明的一實施例中，上述的第一輻射體與斷開部之間存在的一第一耦合間距，第一耦合間距介於0.8公厘至2公厘之間。
在本發明的一實施例中，上述的第一輻射體包括一第一段、一第二段及一第三段，第一段包括饋入端，第二段及第三段自第一段往相反方向延伸，且第二段及第三段沿著斷開部的一延伸方向延伸。
在本發明的一實施例中，上述的第一輻射體包括一第一段及一第二段，第一段包括饋入端，第二段自第一段沿著斷開部的一延伸方向往第三輻射體延伸。
在本發明的一實施例中，上述的第二段與第四輻射體之間存在一第二耦合間距，第二耦合間距介於0.8公厘至2公厘之間。
在本發明的一實施例中，上述的斷開部呈L型而包括相連接的一第一斷開段及一第二斷開段，第一搭接端與第二搭接端連接至第一斷開段，第三搭接端連接至第二斷開段，一第三耦合間距形成於第四輻射體與第一斷開段之間，第三耦合間距介於0.8公厘至2公厘之間。
基於上述，本發明的電子裝置的第一輻射體隔開於金屬邊框的斷開部，第一輻射體包括一饋入端。第二輻射體、第三輻射體及第四輻射體連接至斷開部與金屬背蓋。第三輻射體位於第一輻射體與第二輻射體之間。第一輻射體位於第三輻射體與第四輻射體之間。斷開部、第一輻射體、第二輻射體、第三輻射體與第四輻射體共同形成天線模組。
圖1是依照本發明的一實施例的一種電子裝置的俯視示意圖。請參閱圖1，在本實施例中，電子裝置100以平板電腦為例，但電子裝置100的種類不以此為限制。在本實施例中，電子裝置100包括四組天線模組102，設置於螢幕160以外的邊框區，且這四組天線模組102設置於電子裝置100的四個轉角。
此外，在圖1中，這些天線模組102例如是以中軸O1呈對稱配置，且以中軸O2呈對稱配置。此外，這些天線模組102中每一者大部分是位於電子裝置100的短邊。當然，在其他實施例中，這四組天線模組102設置於長邊或短邊的位置不以此為限制。
此外，電子裝置100中的天線模組102的數量與配置位置不以此為限制。在其他實施例中，電子裝置100也可以僅配置兩組本實施例的天線模組102，並搭配其他頻寬的天線。或者，在其他實施例中，電子裝置100也可以僅配置一組天線模組102，或/且搭配其他天線。
本實施例的天線模組102具有寬頻的特性。下面先針對單一個天線模組102進行說明。
圖2是圖1的電子裝置的局部立體示意圖。要說明的是，圖2僅繪示出與天線模組102相關元件。請參閱圖2，本實施例的電子裝置100包括一金屬背蓋110、一金屬邊框120、一第一輻射體130、一第二輻射體140、一第三輻射體150及一第四輻射體160。
金屬邊框120包括一斷開部122(位置B1~B6)及兩連接部127、128，兩連接部127、128位於斷開部122兩側、隔開於斷開部122且連接至金屬背蓋110。具體地說，連接部127、128即為金屬邊框120靠近斷開部122且連接於金屬背蓋110的部位。
一U型槽縫S形成於斷開部122與金屬背蓋110以及斷開部122與兩連接部127、128之間。更明確地說，如圖2所示，U型槽縫S的兩垂直段隔開斷開部122與兩連接部127、128。U型槽縫S的水平段隔開斷開部122與金屬背蓋110。在本實施例中，U型槽縫S的寬度例如是2公厘，但不以此為限制。
在本實施例中，斷開部122呈L型而包括相連接的一第一斷開段123及一第二斷開段126。第一斷開段123的長度L1例如是70公厘，第二斷開段126的長度L2例如是11.5公厘。
第一輻射體130位於斷開部122的第一斷開段123旁，隔開於斷開部122，且位於金屬背蓋110上方。第一輻射體130設置於軟性電路板175上。第一輻射體130與斷開部122的第一斷開段123之間存在的一第一耦合間距Ga，第一耦合間距Ga介於0.8公厘至2公厘之間。
第一輻射體130(位置A1~A4)包括一第一段132、一第二段134及一第三段136。第一段132包括一饋入端133，第二段134及第三段136自第一段132往相反方向延伸，且第二段134及第三段136平行斷開部122的第一斷開段123的一延伸方向。第一輻射體130可以是T字形、十字形或Z字形。當然，第一輻射體130的形狀不以此為限制，在其他實施例中，第一輻射體130也可以是L字形等其他形狀。
值得一提的是，第一輻射體130的第二段134與第三段136可在上下方向錯位或調整寬度和長度，來控制耦合程度，以改變金屬邊框120的斷開部122的電流路徑，藉此產生多電流路徑達到更寬的頻寬。
第二輻射體140(位置B2、G1)包括一第一搭接端142及一第一接地端144(即，位置G1)，第一搭接端142連接至斷開部122的第一斷開段123，第一接地端144連接至金屬背蓋110。第一搭接端142至金屬背蓋110之間的距離L3例如是6.3公厘。
第三輻射體150(位置B3、G3)包括一第二搭接端152及一第二接地端154(即，位置G3)，第二搭接端152連接至斷開部122的第一斷開段123，第二接地端154耦接至金屬背蓋110。在本實施例中，第二接地端154連接至天線電路板176的接地面，以透過天線電路板176導通至金屬背蓋110。第三輻射體150位於第一輻射體130與第二輻射體140之間。
第四輻射體160(位置B5、G2)包括一第三搭接端162及一第三接地端164(即，位置G2)，第三搭接端162連接至斷開部122的第二斷開段126，第三接地端164連接至金屬背蓋110，且第一輻射體130位於第三輻射體150與第四輻射體160之間。
在本實施例中，斷開部122、第一輻射體130、第二輻射體140、第三輻射體150與第四輻射體160共同形成一天線模組102。具體地說，第一輻射體130會透過第一耦合間距Ga與斷開部122和第一搭接端142的連接處至斷開部122和第三搭接端162的連接處之區段耦合，且經由第二輻射體的第一接地端144以及第四輻射體的第三接地端164耦接至金屬背蓋110，而構成一第一天線迴路。
天線模組102的第一天線迴路共振出一第一頻段。在本實施例中，斷開部122的長度(長度L1+L2)為第一頻段的0.5倍波長。此外，第二輻射體140(位置G1、B2)、斷開部122和第一搭接端142的連接部位至斷開部122和第三搭接段的連接部位的區段(位置B2~B5)、第四輻射體160(位置B5、G2)的總長度為第一頻段的0.5倍波長。第一頻段例如是1500 MHz，但不以此為限制。
此外，天線模組102還會產生第一頻段的二倍頻(圖4的第五頻帶)，例如是3000MHz，但不以此為限制。調整第一輻射體130、第三輻射體150與斷開部122的長度可控制第一頻段與第五頻帶的頻率點的位置。
另外，第一輻射體130、第一耦合間距Ga、局部的第一斷開段123、第二輻射體140及局部的金屬背蓋110構成一第二天線迴路。天線模組102的第二天線迴路共振出一第二頻段，第二頻帶例如是2100MHz，但不以此為限制。
具體地說，由第一輻射體130的一第一端124對斷開部122的投影處至斷開部122與第一搭接端142(位置B2)的連接部位的區段及第二輻射體140(位置B2、G1)的總長度為第二頻段的0.5倍波長。
在本實施例中，調整第一輻射體130的第三段136(位置A1、A3)的長度、寬度及第一輻射體130的第一段132的長度，可控制第二頻段的頻率點位置和阻抗匹配。
再者，第一輻射體130、第一耦合間距Ga、局部的第一斷開段123、第三輻射體150及局部的金屬背蓋110構成一第三天線迴路。天線模組102的第三天線迴路共振出一第三頻段，第三頻段例如是3700MHz，但不以此為限制。
具體地說，由第一端124對斷開部122的投影處至斷開部122與第二搭接端152(位置B3)的連接部位的區段及第三輻射體150(位置B3、G3)的總長度為第三頻段的0.5倍波長。
在本實施例中，調整第三輻射體150平行於金屬背蓋110之區段的寬度和長度，可控制第三頻段的頻率點位置和阻抗匹配。
此外，第一輻射體130、第一耦合間距Ga、局部的第一斷開段123、第四輻射體160及局部的金屬背蓋110構成一第四天線迴路。天線模組102的第四天線迴路共振出一第四頻段，第四頻段例如是4800MHz，但不以此為限制。
具體地說，第一輻射體130包括遠離第三輻射體150的一第二端125，由第二端125對斷開部122的投影處至斷開部122與第三搭接端162(位置B5)的連接部位的區段及第四輻射體160(位置B5、G2)的總長度為第四頻段的0.5倍波長。
調整第一輻射體130的第二段134(位置A2、A4)的長度、寬度及第一輻射體130的第一段132的長度，可控制第四頻段的頻率點位置和阻抗匹配。
由上可知，本實施例的天線模組102為5G NR Sub-6G的多耦合迴路天線架構，可支持GPS L1 (1565 MHz ~1610MHz)、中高頻(MHB,1710MHz ~2690MHz)及超高頻(UHB,n77~n7的3300 MHz~5000MHz)等多頻帶，而具有良好的寬頻效果。
此外，本實施例的電子裝置100於邊框區除了設置第一輻射體130、第二輻射體140、第三輻射體150及第四輻射體160，還可設置鏡頭182。此外，天線模組102與揚聲器180緊密排列，可有效提升整體空間利用率，讓機身更緊密排列，可縮小裝置整機的尺寸。
圖3是圖1的電子裝置的局部剖面示意圖。請參閱圖3，第一輻射體130設置於支架172上。由圖3可見，第一輻射體130位於支架172的下表面與側表面(圖3的右表面)。
第一輻射體130位於螢幕170旁，而不被螢幕170遮蔽。第一輻射體130上方例如是玻璃蓋板179。第一輻射體130的饋入端133透過彈片174連接於天線，天線電路板176中的接地面透過導電泡棉178搭接至金屬背板。同軸傳輸線177的正端透過天線電路板176連接至饋入端133，同軸傳輸線177的負端導通至天線電路板176中的接地面。
圖4是圖1的電子裝置中單一天線模組的頻率-VSWR的關係圖。請參閱圖4，天線模組102在GPS L1 (1565 MHz ~1610MHz)、中高頻(MHB,1710MHz ~2690MHz)及超高頻(UHB,n77~n7的3300 MHz~5000MHz)的VSWR皆可在5以下，因此具有多頻段組合成寬頻的功效。
圖5是圖1的電子裝置中單一天線模組的頻率-天線效率的關係圖。天線模組102在GPS L1 (1565 MHz ~1610MHz)的天線效率為-3.7~-6.2dBi，天線模組102在中高頻(MHB,1710MHz ~2690MHz)的天線效率為-3.7~-5.6dBi，天線模組102在超高頻(UHB,n77~n7的3300 MHz~5000MHz)的天線效率為-4.7~-6.7dBi，而具有良好的表現。
值得一提的是，天線模組102可依空間任意配置於四個角落的短邊或長邊，本實施例的天線模組102大部分配置在短邊角落，GPS頻率點為1575MHz時，其3D輻射場型可朝向外側，而具有良好的輻射效果。
圖6是依照本發明的另一實施例的一種電子裝置的局部立體示意圖。請參閱圖6，圖6的電子裝置100a的天線模組102a與圖2的電子裝置100的天線模組102的主要差異在於第一輻射體130、130a與第四輻射體160、160a的形狀。
在本實施例中，第一輻射體130a僅包括第一段132a與第二段134a，且 第四輻射體160a較長，而在第四輻射體160a與金屬背蓋110之間形成一空間R，鏡頭182可設置在此空間R。
在本實施例中，第二段134a與第四輻射體160a之間存在一第二耦合間距Gb，且第二耦合間距Gb介於0.8公厘至2公厘之間。此外，在本實施例中，第四輻射體160a較靠近第一斷開段123，一第三耦合間距Gc形成於第四輻射體160與第一斷開段123之間。第三耦合間距Gc介於0.8公厘至2公厘之間。
綜上所述，本發明的電子裝置的第一輻射體隔開於金屬邊框的斷開部，第一輻射體包括一饋入端。第二輻射體、第三輻射體及第四輻射體連接至斷開部與金屬背蓋。第三輻射體位於第一輻射體與第二輻射體之間。第一輻射體位於第三輻射體與第四輻射體之間。斷開部、第一輻射體、第二輻射體、第三輻射體與第四輻射體共同形成天線模組，且具有寬頻與多頻段的特性。
A1~A4、B1~B6、G1~G3:位置 Ga:第一耦合間距 Gb:第二耦合間距 Gc:第三耦合間距 L1、L2:長度 L3:距離 O1、O2:中軸 R:空間 S:U型槽縫 100、100a:電子裝置 102、102a:天線模組 110:金屬背蓋 120:金屬邊框 122:斷開部 123:第一斷開段 124:第一端 125:第二端 126:第二斷開段 127、128:連接部 130、130a:第一輻射體 132、132a:第一段 133:饋入端 134、134a:第二段 136:第三段 140:第二輻射體 142:第一搭接端 144:第一接地端 150:第三輻射體 152:第二搭接端 154:第二接地端 160、160a:第四輻射體 162:第三搭接端 164:第三接地端 170:螢幕 172:支架 174:彈片 175:軟性電路板 176:天線電路板 177:同軸傳輸線 178:導電泡棉 179:玻璃蓋板 180:揚聲器 182:鏡頭
圖1是依照本發明的一實施例的一種電子裝置的俯視示意圖。 圖2是圖1的電子裝置的局部立體示意圖。 圖3是圖1的電子裝置的局部剖面示意圖。 圖4是圖1的電子裝置中單一天線模組的頻率-VSWR的關係圖。 圖5是圖1的電子裝置中單一天線模組的頻率-天線效率的關係圖。 圖6是依照本發明的另一實施例的一種電子裝置的局部立體示意圖。
A1~A4、B1~B6、G1~G3:位置
Ga:第一耦合間距
L1、L2:長度
L3:距離
S:U型槽縫
100:電子裝置
102:天線模組
110:金屬背蓋
120:金屬邊框
122:斷開部
123:第一斷開段
124:第一端
125:第二端
126:第二斷開段
127、128:連接部
130:第一輻射體
132:第一段
133:饋入端
134:第二段
136:第三段
140:第二輻射體
142:第一搭接端
144:第一接地端
150:第三輻射體
152:第二搭接端
154:第二接地端
160:第四輻射體
162:第三搭接端
164:第三接地端
174:彈片
175:軟性電路板
176:天線電路板
180:揚聲器
182:鏡頭

Claims (11)

  1. 一種電子裝置，包括： 一金屬背蓋； 一金屬邊框，包括一斷開部及兩連接部，該兩連接部位於該斷開部兩側、隔開於該斷開部且連接至該金屬背蓋，一U型槽縫形成於該斷開部與該金屬背蓋以及該斷開部與該兩連接部之間； 一第一輻射體，位於該斷開部旁且隔開於該斷開部，該第一輻射體包括一饋入端； 一第二輻射體，包括一第一搭接端及一第一接地端，該第一搭接端連接至該斷開部，該第一接地端連接至該金屬背蓋； 一第三輻射體，包括一第二搭接端及一第二接地端，該第二搭接端連接至該斷開部，該第二接地端耦接至該金屬背蓋，且該第三輻射體位於該第一輻射體與該第二輻射體之間；以及 一第四輻射體，包括一第三搭接端及一第三接地端，該第三搭接端連接至該斷開部，該第三接地端連接至該金屬背蓋，且該第一輻射體位於該第三輻射體與該第四輻射體之間，該斷開部、該第一輻射體、該第二輻射體、該第三輻射體與該第四輻射體共同形成一天線模組。
  2. 如請求項1所述的電子裝置，其中該天線模組共振出一第一頻段，該斷開部的長度為該第一頻段的0.5倍波長。
  3. 如請求項1所述的電子裝置，其中該天線模組共振出一第一頻段，該第二輻射體、該斷開部與該第一搭接端的連接部位至該斷開部與該第三搭接段的連接部位的區段、及該第四輻射體的總長度為該第一頻段的0.5倍波長。
  4. 如請求項1所述的電子裝置，其中該天線模組共振出一第二頻段，該第一輻射體包括遠離該第二輻射體的一第一端，第一端對該斷開部的投影處至該斷開部與該第一搭接端的連接部位的區段及該第二輻射體的總長度為該第二頻段的0.5倍波長。
  5. 如請求項1所述的電子裝置，其中該天線模組共振出一第三頻段，該第一輻射體包括遠離該第二輻射體的一第一端，該第一端對該斷開部的投影處至該斷開部與該第二搭接端的連接部位的區段及該第三輻射體的總長度為該第三頻段的0.5倍波長。
  6. 如請求項1所述的電子裝置，其中該天線模組共振出一第四頻段，該第一輻射體包括遠離該第三輻射體的一第二端，該第二端對該斷開部的投影處至該斷開部與該第三搭接端的連接部位的區段及該第四輻射體的總長度為該第四頻段的0.5倍波長。
  7. 如請求項1所述的電子裝置，其中該第一輻射體與該斷開部之間存在的一第一耦合間距，該第一耦合間距介於0.8公厘至2公厘之間。
  8. 如請求項1所述的電子裝置，其中該第一輻射體包括一第一段、一第二段及一第三段，該第一段包括該饋入端，該第二段及該第三段自該第一段往相反方向延伸，且該第二段及該第三段平行該斷開部的一延伸方向。
  9. 如請求項1所述的電子裝置，其中該第一輻射體包括一第一段及一第二段，該第一段包括該饋入端，該第二段自該第一段沿著該斷開部的一延伸方向往該第三輻射體延伸。
  10. 如請求項9所述的電子裝置，其中該第二段與該第四輻射體之間存在一第二耦合間距，該第二耦合間距介於0.8公厘至2公厘之間。
  11. 如請求項9所述的電子裝置，其中該斷開部呈L型而包括相連接的一第一斷開段及一第二斷開段，該第一搭接端與該第二搭接端連接至該第一斷開段，該第三搭接端連接至該第二斷開段，一第三耦合間距形成於該第四輻射體與該第一斷開段之間，該第三耦合間距介於0.8公厘至2公厘之間。
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