TW201414080A - 電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種電子裝置，包括天線及無線模組。其中，天線包括第一天線本體及第二天線本體。第一天線本體設置於該電子裝置上。第二天線本體設置於外接裝置上，其中外接裝置透過連接埠與電子裝置連接，並且第一本體鄰近連接埠。無線模組與天線連接，並且透過天線收發至少一射頻信號。

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電子裝置及其天線。

隨著時代的的演進及科技的發展，目前的手持電子裝置無論是筆記型電腦或是平板電腦(Tablet)接朝著更輕更薄的方向設計。金屬材質的外蓋亦是經常被使用的材質之一，使得手持電子裝置在保持輕薄之情況下亦更附有質感。但使用了金屬材質的外殼更會使得設計門檻受到更嚴苛的挑戰。首當其衝的部分即為天線這樣的關鍵零件。

好的天線輻射特性往往直接關係至收訊品質的好壞。好的天線需要好的環境，但現有以輕薄化為導向的手持電子裝置產品，壓縮了許多天線該有的輻射空間。更加上當手持電子裝置使用金屬材質作為外殼時，更會屏蔽了天線許多輻射的效應。為了解決這樣的問題，則必須在金屬材質的外殼上開個天線窗(Antenna Window)以讓天線可以成功收發信號，使得輻射效應不被屏蔽。但為了顧及手持電子裝置的外觀整體性，天線窗的位置選擇及形狀則又增加了許多設計的考量。

另一方面，近年來，包括多輸入輸出技術(Mulit-Input,Multi-Output,MIMO)的無線網路標準更被廣泛的運用， 例如無線保真度(Wireless Fidelity,WiFi)協定中的IEEE 802.11n等。欲達到多輸入輸出技術的最佳使用狀態，手持電子裝置上同樣的也必須具備至少一個天線同時進行信號的收發，以提高資料的傳輸率。然而再考量如同上述的手持電子裝置具有金屬外殼的情況時，可置放天線的位置將被嚴重的壓縮。因此，再兼顧整體設計的考量下，提升天線的收發傳輸速率及傳輸品質，成為本領域急需被解決的問題。

本發明提供一種電子裝置，以設置於連接埠周圍第一天線本體，耦合以連接埠連接的外部裝置上的第二天線本體，以收發至少一射頻信號。

本發明提供一種電子裝置，包括天線及無線模組。其中，天線包括第一天線本體及第二天線本體。第一天線本體設置於該電子裝置上。第二天線本體設置於外接裝置上，其中外接裝置透過連接埠與電子裝置連接，並且第一本體鄰近連接埠。無線模組與天線連接，並且透過天線收發至少一射頻信號。

基於上述，本發明提供一種電子裝置，以設置於連接埠周圍第一天線本體，耦合以連接埠連接的外部裝置上的第二天線本體，以收發至少一射頻信號。使得手持電子裝置不必在額外的在裝置上尋找設置天線的位置，外殼上亦不需多設置任何天線窗或孔洞，進而維持手提電子裝置外 觀設計的整體性。

為讓本發明之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為根據本發明一實施例所繪示手持電子裝置的外觀示意圖。在本實施例中，手持電子裝置為一筆記型電腦。請參照圖1，手持電子裝置10包括第一裝置本體101及第二裝置本體102。其中，第二裝置本體102透過樞轉軸130與第一裝置本體101連接，適於相對第一裝置本體101開闔。第一裝置本體101具有上表面A、下表面B，以及第二裝置本體102具有上表面C及下表面D。當表面A~D為金屬材質時，天線的擺放位置則會對天線的輻射特性產生極大的影響。

一般而言，根據設計概念以及內部結構配置的不同，連接埠例如符合通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)規格之連接埠，通常被設置於第二本體102的側邊P1~P3。本發明即是利用設置於上述位置之一(例如側邊P1~P3)的連接埠進行天線的設置。以下則將配合圖式詳細說明本發明中天線的設置方式。

值得注意的是，在本發明中，手持電子裝置亦可為平板電腦(Tablet PC)、智慧型手機(Smart Phone)以及筆記型電腦(Notebook)等，在此僅以筆記型電腦做為一例，但本發明並不限定於上述之裝置。

圖2為根據本發明一實施例所繪示電子裝置的局部放大示意圖。天線包括第一天線本體210及第二天線本體232。在本實施例中，連接埠220被設置於第二裝置本體102的側邊P1上。第一天線本體210則同樣的被第二裝置本體102的側邊P1上，緊鄰連接埠220。第二天線本體232則設置於外接裝置230上。當外接裝置230透過插頭231與連接埠220連接時，第一天線本體210便可與第二天線本體232共同做動，連接至第一天線本體210的無線模組(未繪示)便可透過第一天線本體210便可與第二天線本體232收發至少一射頻信號。

在本實施例中，第一天線本體210為單極(monopole)天線。在本實施例中，第二天線本體232為金屬材質，與金屬材質的插頭231連接。當插頭231與連接埠220連接時，插頭231藉由連接埠220與電子裝置10的系統接地面相接，第二天線本體232則進而成為從接地面所延伸出，成為單極天線的寄生元件。在連接後，第二天線本體232則可以與第一天線本體210耦合，並用以收發射頻信號。

在本實施例中，將第一天線本體210的長度設定為第一射頻信號的波長的四分之一，以及將第二天線本體232的長度設定為第二射頻信號的波長的四分之一，無線模組則可利用第一天線本體210及第二天線本體232收發第一射頻信號及第二射頻信號。例如，第一射頻信號為符合無線保真度(Wireless Fidelity,WiFi)標準，中心頻率為5G赫茲的射頻信號，第二射頻信號則為符合WiFi標準，中 心頻率為2.4G赫茲的射頻信號。

值得注意的是，插頭231的外殼雖與第二天線本體232同為金屬材質，但在外接裝置230與連接埠220連接後，插頭231將沒入電子裝置10的側邊P1中。因此，上述之四分之一的長度即為如圖所示長度D1，而並非從插頭231的頂點起算之長度。再者，在本實施例中，第二天線本體232的型態例如形狀及包覆程度皆根據實際實施時之情況進行調整，例如根據阻抗匹配值調整形狀及折彎。第二天線本體232的金屬部分亦可利用其他非金屬材質包覆，本發明並不限定於上述實施方式及圖示所繪示。

另一方面，若當第二裝置本體102的外殼(如圖1所示表面C和/或D)材質為金屬材質時，若側邊P1同為金屬材質時，則將對第一天線本體210的輻射特性造成影響。因此，在此實施例中，則可將連接埠220於側邊上的開孔加大，或是直接於第一天線本體210於側邊P1上的對應位置鑿開小孔，提升天線的輻射特性。或是以不影響電子裝置10的設計感為前提下，適度將第二裝置本體102的側邊P1的部分或全部材質替換成非金屬材質，本發明並不限定上述的實施方式。

外接裝置230可為一獨立設置之裝置，亦可與透過相同連接埠與電子裝置10的其他擴充裝置共同設置。例如，同樣透過USB連接之滑鼠或隨身儲存裝置等。但必須注意的是，用以作為與系統接地面連接的插頭231的金屬外殼不可與連接埠220與插頭231中用以資料傳輸的資料傳輸 線及傳輸點連接，以避免信號互相干擾及接地不全等問題。另外，若是外接裝置230透過連接埠220傳輸的資料的資料傳輸率較高，資料傳輸時所產生的電磁效應亦可能對天線的輻射特性產生影響。因此，在本發明一較佳實施例中，外接裝置230與同樣透過USB連接埠220連接、資料傳輸率較低的滑鼠共同設置。但本發明並不限制於使用上述的設置方式。

圖3為根據本發明一實施例所繪示天線結構的示意圖，繪示為圖2所示實施例在外接裝置230與連接埠220連接後的天線結構。請參照圖3，與圖2所示實施例相同，第一天線本體310為一單極天線，第二天線本體320在外接裝置230與連接埠220連接後成為從系統接地面330延伸出之寄生元件。在本實施例中，第一天線本體310透過同軸線340與無線模組(未繪示)相接，無線模組便可透過第一天線本體310收發第一射頻信號。同樣的，無線模組亦可以耦合饋入的方式，透過第二天線本體320收發第二射頻信號。

第一天線本體310以及第二天線本體320亦可使用不同的天線架構。例如，在本發明另一實施例中，第一天線本體包括第一彈片及第二彈片，其中第一彈片及第二彈片以一連接臂互相連接。第二天線本體則為一平面倒F天線(Planar Invert F Antenna,PIFA)，當外接裝置與電子裝置透過連接埠連接時，第一天線本體的第一彈片與第二天線本體(即PIFA天線)的饋入點連接，而第二彈片則與第 二天線本體的接地點(或稱短路點)連接。如此一來，無線模組便能透過第二天線本體的PIFA天線進行至少一射頻信號的收發，可收發射頻信號的數量則依實際實施方式而定。

而除了透過寄生元件(例如圖3所示第二天線本體320)的形狀及大小來調整天線收發信號的阻抗匹配值外，亦可另設置一阻抗匹配電路來對天線的阻抗匹配值進行調整。圖4為根據本發明一實施例所繪示電子裝置的裝置方塊圖。請參照圖4，電子裝置40中包括無線模組410、阻抗匹配電路420以及天線430。阻抗匹配電路420被設置於電子裝置40之中，耦接於無線模組410及天線430之間，用以調整天線430的阻抗匹配值。本領域具通常知識者則利用各式之電子元件調整天線的阻抗匹配值。天線430則可包括為上述如圖2所示之第一天線本體210及第二天線本體232，詳細內容則可參考上述實施例之說明在此不贅述。

另一方面，由於多輸入多輸出技術(Multi-Input Multi-Output,MIMO)被廣泛的運用，在本發明一實施例中，電子裝置更包括了一或多個附屬天線，與無線模組連接。當電子裝置僅包含一附屬天線時，當電子裝置再與外接裝置(例如外接裝置230)連接時，電子裝置即具備了兩個天線，無線模組即可利用上述之兩組天線使用MIMO技術提高傳輸率。另外，即使是電子裝置上包含多組附屬天線，在外接裝置連接後亦具有擴充MIMO技術之功能。 當電子裝置的外殼(例如圖1電子裝置10的表面A~D)部分或全部使用金屬材質時，將使得上述的附屬天線之擺放位置難以選擇，較常被用於設置天線(附屬天線)的位置則為位置110及位置111。

如本發明所揭露的天線實施方式，則可在位置110~111之外，額外擴充天線以提高整體資料的傳輸率。例如，在圖1所示電子裝置10上的位置110及111分別設置一附屬天線。則當外接裝置(如圖2外接裝置230)連接電子裝置10時，電子裝置10則等於有了第3組用以收發信號的天線，無線模組即可運用上述的三組天線以MIMO技術收發信號。在電子裝置的外殼為金屬材質，天線的放置位置難以選擇的情況之下，這樣的擴充能力更是難能可貴。

綜上所述，本發明提供了一種電子裝置，具有一天線，以設置於連接埠周圍第一天線本體，耦合以連接埠連接的外部裝置上的第二天線本體，以收發至少一射頻信號。即使電子裝置的外殼材質為金屬，亦較不會受其屏蔽影響天線之輻射特性。此外，第二天線本體外接裝置亦可與例如滑鼠等外接裝置共同設置，增加了方便性。當電子裝置本身已具有其他天線時，在上述之外接裝置與電子裝置連接後，則可擴充原有的天線收發能力，以MIMO技術提高資料的傳輸率。

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，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本 發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、40‧‧‧電子裝置

101、102‧‧‧裝置本體

110、111‧‧‧位置

210、310‧‧‧第一天線本體

220‧‧‧連接埠

230‧‧‧外接裝置

231‧‧‧插頭

232、320‧‧‧第二天線本體

30、430‧‧‧天線

330‧‧‧系統接地面

340‧‧‧同軸線

410‧‧‧無線模組

420‧‧‧阻抗匹配電路

P1~P3‧‧‧側邊

D1‧‧‧長度

A、B、C、D‧‧‧表面

圖1為根據本發明一實施例所繪示手持電子裝置的外觀示意圖。

圖2為根據本發明一實施例所繪示電子裝置的局部放大示意圖。

圖3為根據本發明一實施例所繪示天線結構的示意圖。

圖4為根據本發明一實施例所繪示電子裝置的裝置方塊圖。

102‧‧‧裝置本體

210‧‧‧第一天線本體

220‧‧‧連接埠

230‧‧‧外接裝置

231‧‧‧插頭

232‧‧‧第二天線本體

P1‧‧‧側邊

D1‧‧‧長度

Claims (8)

1. 一種電子裝置，包括：一天線，其中該天線包括：一第一天線本體，設置於該電子裝置上；以及一第二天線本體，設置於一外接裝置上，其中該外接裝置透過一連接埠與該電子裝置連接，以及該第一本體鄰近該連接埠；以及一無線模組，與該天線連接，並且透過該天線收發至少一射頻信號。
2. 如申請專利範圍第1項所述裝置，其中：該至少一射頻信號包括一第一射頻信號及一第二射頻信號；該第一天線本體為一單極天線；以及該第二天線本體為一寄生元件，其中，該單極天線收發該第一射頻信號，以及該寄生元件與該單極天線耦合，以收發該第二射頻信號。
3. 如申請專利範圍第1項所述裝置，其中：該第一天線本體包括一第一彈片及一第二彈片，其中該第一彈片及該第二彈片透過一連接臂互相連接；以及該第二天線本體包括一平面倒F天線，其中當該外接裝置與該電子裝置連接時，該第一天線本體的該第一彈片及該第二彈片分別與該平面倒F天線的一饋入點及一接地點相接。
4. 如申請專利範圍第1項所述裝置，其中該電子裝置 更包括：一阻抗匹配電路，耦接於該天線與該無線模組之間，用以調整該天線的一阻抗匹配值。
5. 如申請專利範圍第1項所述裝置，其中所述電子裝置更包括：至少一附屬天線，耦接該無線模組，其中該無線模組透過該天線及該至少一附屬天線運用一多輸入多輸出(Multi-Input,Multi-output,MIMO)技術收發該至少一射頻信號。
6. 如申請專利範圍第1項所述裝置，其中該電子裝置包括：一第一裝置本體；一第二裝置本體，透過一樞轉軸與該第一裝置本體連接，適於相對該第一裝置本體開闔，其中，該第一天線本體以及連接該第二天線本體的該連接埠設置於該第二裝置本體的一側邊。
7. 如申請專利範圍第6項所述裝置，其中：該第二裝置本體具有一上表面及一下表面；以及該第二裝置本體的該上表面和/或該下表面為金屬材質。
8. 如申請專利範圍第1項所述裝置，其中：其中該外接裝置為一滑鼠或一隨身儲存裝置。