TWI879075B - 天線模組及電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種天線模組包括第一輻射體以及第二輻射體。第一輻射體包括依序相連的第一段、第二段、第三段及第四段，其中饋入端位於第一段與第二段之間，第一槽縫形成於第二段與第四段之間。第二輻射體包括依序相連的第五段、第六段、第七段及第八段，第五段、第六段、第七段及第八段環繞出孔洞，第一輻射體位於孔洞，第五段和第八段呈分隔設置。第二槽縫形成於第一段與第六段之間、第二段與第六段之間及第三段與第六段之間，第三槽縫形成於第四段與第八段之間。第一輻射體、第二輻射體、第一槽縫、第二槽縫及第三槽縫共同耦合出低頻頻段及高頻頻段。

Description

天線模組及電子裝置

本發明是有關於一種天線模組及電子裝置，且特別是有關於一種具有良好天線效能的天線模組及具有外觀較為完整的金屬背蓋的電子裝置。

現有的筆記型電腦或平板裝置的邊框有越來越窄的趨勢，然而，這樣的設計限制了天線模組的擺放位置。習知的設計上，若使用槽孔式天線，會將天線槽孔設置於筆記型電腦的螢幕背蓋或主機殼側邊，或平板裝置的背蓋，但這樣的設計卻造成外觀面具有孔洞，影響美觀性。因此，要如何使天線模組設置於窄邊框的電子裝置時，天線模組具有良好的天線效能且電子裝置具有完整的外觀面，是本領域致力探討的方向。

本發明提供一種天線模組，其具有良好的天線效能。

本發明提供一種電子裝置，其包括上述天線模組且具有外觀較為完整的金屬背蓋。

本發明的一種天線模組包括一第一輻射體以及一第二輻射體。第一輻射體包括依序相連的一第一段、一第二段、一第三段及一第四段，其中一饋入端位於第一段與第二段之間，一第一槽縫形成於第二段與第四段之間。第二輻射體包括依序相連的一第五段、一第六段、一第七段及一第八段，其中第五段、第六段、第七段及第八段環繞出一孔洞，第一輻射體位於孔洞，第五段和第八段呈分隔設置。一第二槽縫形成於第一段與第六段之間、第二段與第六段之間及第三段與第六段之間，一第三槽縫形成於第四段與第八段之間。第一輻射體、第二輻射體、第一槽縫、第二槽縫及第三槽縫共同耦合出一低頻頻段及一高頻頻段。

本發明的一種電子裝置包括一金屬背蓋以及一天線模組。金屬背蓋包括一背板及自背板立起的一側壁，背板與側壁未有天線槽孔。天線模組連接於側壁且平行於背板，包括一第一輻射體以及一第二輻射體。第一輻射體包括依序相連的一第一段、一第二段、一第三段及一第四段，其中一饋入端位於第一段與第二段之間，一第一槽縫形成於第二段與第四段之間。第二輻射體包括依序相連的一第五段、一第六段、一第七段及一第八段，其中第五段、第六段、第七段及第八段環繞出一孔洞，第一輻射體位於孔洞，第五段和第八段呈分隔設置。一第二槽縫形成於第一段與第六段之間、第二段與第六段之間及第三段與第六段之間，一第三槽縫形成於第四段與第八段之間。第一輻射體、第二輻射體、第一槽縫、第二槽縫及第三槽縫共同耦合出一低頻頻段及一高頻頻段。

在本發明的一實施例中，上述的高頻頻段包括一第一高頻子頻段，第一段、第六段的一第一部分與第二槽縫中對應的區段共同耦合出第一高頻子頻段。

在本發明的一實施例中，上述的高頻頻段包括一第二高頻子頻段，第一輻射體、第二輻射體與第二槽縫共同耦合出低頻頻段及第二高頻子頻段。

在本發明的一實施例中，上述的高頻頻段包括一第三高頻子頻段，第二段、第三段、第六段的一第二部分中與第二槽縫中對應的區段共同耦合出第三高頻子頻段。

在本發明的一實施例中，上述的低頻頻段為2400~2484MHz，高頻頻段為5150~7125MHz。

在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括一板件，其中金屬背蓋包括自側壁向內橫向延伸的一延伸內板，延伸內板包括第二輻射體與孔洞，板件位於孔洞內，第一輻射體設置於板件。

在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括一板件，其中板件自側壁向內橫向延伸地設置且平行背板，第一輻射體與第二輻射體設置於板件，第二輻射體連接於側壁。

基於上述，本發明的天線模組包括第一輻射體以及第二輻射體，第二輻射體環繞出孔洞，第一輻射體位於孔洞。此外，第一槽縫形成於第一輻射體，第二槽縫及第三槽縫形成於第一輻射體與第二輻射體之間。天線模組藉由第一輻射體、第二輻射體、第一槽縫、第二槽縫及第三槽縫共同耦合出低頻頻段及高頻頻段。這樣的設計使天線模組具有良好的天線效能。此外，本發明的電子裝置的金屬背蓋的背板與側壁未有天線槽孔，並藉由上述的天線模組連接於側壁且平行於金屬背蓋，使電子裝置具有外觀較為完整的金屬背蓋以及天線效能良好的天線模組。

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。圖2是圖1的電子裝置沿A-A線段的剖面側視圖。要說明的是，為了清楚地繪示圖1中的天線模組120，圖1將電子裝置100的中間以及下方省略。

請參閱圖1及圖2，本發明的電子裝置100例如為筆記型電腦或平板裝置，包括金屬背蓋110及天線模組120。金屬背蓋110例如為筆記型電腦的上蓋或平板裝置的背蓋，包括如圖2所示的一背板111及自背板111立起的一側壁112，背板111與側壁112未有天線槽孔。

在本實施例中，金屬背蓋110為全金屬背蓋，但不以此為限。此外，在本實施例中，背板111與側壁112未有天線槽孔，但背板111與側壁112可能設有其他孔洞例如為散熱孔。

另一方面，在本實施例中，側壁112垂直於背板111，也就是說，背板111平行於XY平面，側壁112平行於XZ平面，但背板111與側壁112的相對關係不以此為限。此外，在本實施例中，板件130在Z軸方向上相對於背板111的距離為5公厘，但不以此為限。

請繼續參閱圖1及圖2，電子裝置100更包括板件130，金屬背蓋110包括自側壁112向內橫向延伸的一延伸內板113，延伸內板113包括孔洞1131(圖1)，板件130位於孔洞1131內且透過螺絲孔S3(圖3)鎖附於側壁112。

在本實施例中，延伸內板113與金屬背蓋110為一體成型，但延伸內板113與金屬背蓋110的關係不以此為限。此外，在本實施例中，板件130與延伸內板113平行於背板111，孔洞1131的長寬尺寸為36公厘x 4公厘，板件130的長寬高尺寸為36公厘x 4公厘x 0.4公厘，但孔洞1131以及板件130的尺寸不以此為限。

請繼續參閱圖1，電子裝置100設置有兩天線模組120，兩天線模組120分別設置於金屬背蓋110的不同位置，例如為左右兩側。在本實施例中，天線模組120為兩個，但天線模組120的數量不以此為限。以下就圖1左側的天線模組120進行說明。

圖3是圖1的電子裝置的局部放大示意圖。請參閱圖3，天線模組120連接於側壁112且平行於背板111(圖2)。天線模組120包括第一輻射體121以及第二輻射體122。第一輻射體121設置於板件130，延伸內板113包括第二輻射體122的一部分，在本實施例中，第一輻射體121的形狀為C型，但第一輻射體121的形狀不以此為限。

具體地說，電子裝置100的延伸內板113包括第二輻射體122的一部分以及孔洞1131，板件130設有第一輻射體121且設置於孔洞1131，這樣的設計使孔洞1131可作為天線模組120的天線槽孔，且使天線模組120的輻射能量集中於Z軸的正向上。此外，在本實施例中，板件130為電路板且第一輻射體121及第二輻射體122的一部分印刷於板件130上，但板件130的種類不以此為限，在其他實例中，板件130也可以為軟性電路板 (Flexible Printed Circuit, FPC)，或是具有LDS (Laser Direct Structuring)天線的支架或是絕緣板。

值得一提的是，由於孔洞1131位於電子裝置100的非外觀面，這樣的設計使電子裝置100的金屬背蓋110可保持完整性，進而提升美觀效果及製作時的良率。也就是說，在上述的配置下，天線模組120可應用於具有窄邊框的電子裝置100，而電子裝置100可具有外觀較為完整的金屬背蓋。

請繼續參閱圖3，第一輻射體121包括依序相連的一第一段1211(從位置A1至饋入端F的路徑區域)、一第二段1212(從饋入端F至位置A2的路徑區域)、一第三段1213(從位置A2依序至位置A3、A4的路徑區域)及一第四段1214(從位置A4至位置A5的路徑區域)。一第一槽縫C1形成於第二段1212與第四段1214之間。

天線模組120的饋入端F位於第一段1211與第二段1212之間，並與第一輻射體121以及同軸傳輸線10的訊號正端電性相接，以將訊號傳送至第一輻射體121。另一方面，天線模組120的接地端G與同軸傳輸線10的訊號負端電性相接，以使天線模組120連接至系統接地面。此外，接地端G更透過螺絲孔S3與金屬背蓋110互相導通，使天線模組120具有良好的接地環境。

第二輻射體122包括依序相連的一第五段1221(從位置G1至位置B6的路徑區域)、一第六段1222(從位置B6依序至位置B5、B4、B1、B2、B3的路徑區域)、一第七段1223(從位置B3至位置G2的路徑區域)及一第八段1224(從位置G2至位置G3的路徑區域)。第五段1221、第六段1222、第七段1223及第八段1224環繞孔洞1131，第一輻射體121位於孔洞1131，第五段1221和第八段1224呈分隔設置。一第二槽縫C2形成於第一段1211與第六段1222之間、第二段1212與第六段1222之間及第三段1213與第六段1222之間，一第三槽縫C3形成於第四段1214與第八段1224之間。

天線模組120藉由第一輻射體121、第二輻射體122、第一槽縫C1、第二槽縫C2及第三槽縫C3共同耦合出一低頻頻段及一高頻頻段。在本實施例中，低頻頻段為2400~2484MHz，適用於WiFi 2.4G，高頻頻段為5150~7125MHz，適用於WiFi 5G、WiFi 6E及WiFi 7。

要說明的是，高頻頻段包括一第一高頻子頻段、一第二高頻子頻段及一第三高頻子頻段。以下將分別對低頻頻段、第一高頻子頻段、第二高頻子頻段及第三高頻子頻段的產生及調整機制進行說明。

第一段1211、第六段1222的一第一部分P1(從位置B1依序至位置B2、B3的路徑區域)與第二槽縫C2中對應的區段共同耦合出第一高頻子頻段。在本實施例中，第一高頻子頻段為5150~5900MHz。天線模組120可藉由調整第一段1211的長度和寬度，以調整第一高頻子頻段的頻率落點位置和阻抗匹配頻寬。

第一輻射體121、第二輻射體122與第二槽縫C2共同耦合出低頻頻段及第二高頻子頻段。在本實施例中，第二高頻子頻段為5900~6800MHz。天線模組120可藉由調整第四段1214的長度和寬度，以調整低頻頻段的頻率落點位置。

第二段1212、第三段1213、第六段1222的一第二部分P2(從位置B1依序至位置B4、B5、B6的路徑區域)中與第二槽縫C2中對應的區段共同耦合出第三高頻子頻段。在本實施例中，第三高頻子頻段為6800~7300MHz。天線模組120可藉由調整第二段1212及第三段1213的長度和寬度，以調整第三高頻子頻段的頻率落點位置和阻抗匹配頻寬。

此外，天線模組120透過第四段1214與第八段1224之間的第三槽縫C3，可增加第一高頻子頻段、第二高頻子頻段及第三高頻子頻段的阻抗匹配頻寬。

圖4是依照本發明的又一實施例的一種電子裝置的局部放大示意圖。要說明的是，圖4的電子裝置100a與圖3的電子裝置100的差異之處在於，圖4的電子裝置100a的第一輻射體121與第二輻射體122設置於板件130a，且第二輻射體122連接於側壁112。在本實施例中，板件130a為長寬尺寸為40公厘x 6公厘的電路板，並透過螺絲孔S1~S3鎖附於側壁112。電子裝置100a藉由設置尺寸較大的板件130a，以取代如圖1所示的電子裝置100的延伸內板113。這樣的設計使電子裝置100a可具有與電子裝置100相同的天線架構、效能以及外觀較為完整的金屬背蓋，並可減輕電子裝置100a的重量。

圖5是圖3的天線模組的頻率-VSWR的關係圖。請參閱圖5，在本實施例中，天線模組120在低頻頻段2400~2484MHz及高頻頻段5150~7125MHz的VSWR小於3，而具有良好的天線表現。

圖6是圖3的天線模組其具有不同的寬度的頻率-VSWR的關係圖。要說明的是，於Y軸方向寬度為5公厘的兩個天線模組120分別設置於窄邊框電子裝置100的左右兩邊以及於Y軸方向寬度為6公厘的兩個天線模組120分別設置於窄邊框電子裝置100的左右兩邊。請參閱圖6，在本實施例中，無論是寬度為5公厘或6公厘的天線模組120，其在低頻頻段2400~2484MHz及高頻頻段5150~7125MHz的VSWR小於3，而具有良好的天線表現。

圖7是圖3的天線模組其具有不同寬度的頻率-隔離度的關係圖。請參閱圖7，不論是寬度為5公厘或6公厘的天線模組120，其在低頻頻段2400~2484MHz及高頻頻段5150~7125MHz的隔離度小於-20dB，而具有良好的隔離度表現。

圖8是圖3的天線模組其具有不同寬度的頻率-效率的關係圖。請參閱圖8，在本實施例中，寬度為6公厘的天線模組120，其在低頻頻段2400~2484MHz的效率為-5.6~-7.0dBi，及在高頻頻段5150~7125MHz的效率為-1.9~-4.5dBi。寬度為5公厘的天線模組120，其在低頻頻段2400~2484MHz的效率為-6.7~-8.5dBi，及在高頻頻段5150~7125MHz的效率為-1.6~-4.0dBi。無論是寬度為6公厘或5公厘的天線模組120，其皆具有良好的天線效率。

綜上所述，本發明的天線模組包括第一輻射體以及第二輻射體，第二輻射體環繞出孔洞，第一輻射體位於孔洞。此外，第一槽縫形成於第一輻射體，第二槽縫及第三槽縫形成於第一輻射體與第二輻射體之間。天線模組藉由第一輻射體、第二輻射體、第一槽縫、第二槽縫及第三槽縫共同耦合出低頻頻段及高頻頻段。這樣的設計使天線模組具有良好的天線效能。此外，本發明的電子裝置的金屬背蓋的背板以及側壁未有天線槽孔。電子裝置藉由上述的天線模組連接側壁且平行於金屬背蓋，並將延伸內板的孔洞作為天線模組的天線槽孔，這樣的設計使電子裝置具有外觀較為完整的金屬背蓋以及天線效能良好的天線模組。

10:同軸傳輸線 100、100a:電子裝置 110:金屬背蓋 111:背板 112:側壁 113:延伸內板 120:天線模組 121:第一輻射體 122:第二輻射體 130、130a:板件 1131:孔洞 1211:第一段 1212:第二段 1213:第三段 1214:第四段 1221:第五段 1222:第六段 1223:第七段 1224:第八段 A1~A5、B1~B6、G1~G3:位置 C1:第一槽縫 C2:第二槽縫 C3:第三槽縫 F:饋入端 G:接地端 P1:第一部分 P2:第二部分 S1~S3:螺絲孔 X、Y、Z:軸向

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的電子裝置沿A-A線段的剖面側視圖。 圖3是圖1的電子裝置的局部放大示意圖。 圖4是依照本發明的又一實施例的一種電子裝置的局部放大示意圖。 圖5是圖3的天線模組的頻率-VSWR的關係圖。 圖6是圖3的天線模組其具有不同的寬度的頻率-VSWR的關係圖。 圖7是圖3的天線模組其具有不同寬度的頻率-隔離度的關係圖。 圖8是圖3的天線模組其具有不同寬度的頻率-效率的關係圖。

10:同軸傳輸線

100:電子裝置

110:金屬背蓋

112:側壁

113:延伸內板

120:天線模組

121:第一輻射體

122:第二輻射體

130:板件

1131:孔洞

1211:第一段

1212:第二段

1213:第三段

1214:第四段

1221:第五段

1222:第六段

1223:第七段

1224:第八段

A1~A5、B1~B6、G1~G3:位置

C1:第一槽縫

C2:第二槽縫

C3:第三槽縫

F:饋入端

G:接地端

P1:第一部分

P2:第二部分

S3:螺絲孔

X、Y、Z:軸向

Claims (11)

1. 一種天線模組，包括： 一第一輻射體，包括依序相連的一第一段、一第二段、一第三段及一第四段，其中一饋入端位於該第一段與該第二段之間，一第一槽縫形成於該第二段與該第四段之間；以及 一第二輻射體，包括依序相連的一第五段、一第六段、一第七段及一第八段，其中該第五段、該第六段、該第七段及該第八段環繞出一孔洞，該第一輻射體位於該孔洞，該第五段和該第八段呈分隔設置，一第二槽縫形成於該第一段與該第六段之間、該第二段與該第六段之間及該第三段與該第六段之間，一第三槽縫形成於該第四段與該第八段之間， 該第一輻射體、該第二輻射體、該第一槽縫、該第二槽縫及該第三槽縫共同耦合出一低頻頻段及一高頻頻段。
2. 如請求項1所述的天線模組，其中該高頻頻段包括一第一高頻子頻段，該第一段、該第六段的一第一部分與該第二槽縫中對應的區段共同耦合出該第一高頻子頻段。
3. 如請求項1所述的天線模組，其中該高頻頻段包括一第二高頻子頻段，該第一輻射體、該第二輻射體與該第二槽縫共同耦合出該低頻頻段及該第二高頻子頻段。
4. 如請求項1所述的天線模組，其中該高頻頻段包括一第三高頻子頻段，該第二段、該第三段、該第六段的一第二部分中與該第二槽縫中對應的區段共同耦合出該第三高頻子頻段。
5. 如請求項1所述的天線模組，其中所述低頻頻段為2400~2484MHz，所述高頻頻段為5150~7125MHz。
6. 一種電子裝置，包括： 一金屬背蓋，包括一背板及自該背板立起的一側壁，該背板與該側壁未有天線槽孔； 一天線模組，連接於該側壁且平行於該背板，該天線模組包括： 一第一輻射體，包括依序相連的一第一段、一第二段、一第三段及一第四段，其中一饋入端位於該第一段與該第二段之間，一第一槽縫形成於該第二段與該第四段之間；以及 一第二輻射體，包括依序相連的一第五段、一第六段、一第七段及一第八段，其中該第五段、該第六段、該第七段及該第八段環繞出一孔洞，該第一輻射體位於該孔洞，該第五段和該第八段呈分隔設置，一第二槽縫形成於該第一段與該第六段之間、該第二段與該第六段之間及該第三段與該第六段之間，一第三槽縫形成於該第四段與該第八段之間， 該第一輻射體、該第二輻射體、該第一槽縫、該第二槽縫及該第三槽縫共同耦合出一低頻頻段及一高頻頻段。
7. 如請求項6所述的電子裝置，其中該高頻頻段包括一第一高頻子頻段，該第一段、該第六段的一第一部分與該第二槽縫中對應的區段共同耦合出該第一高頻子頻段。
8. 如請求項6所述的電子裝置，其中該高頻頻段包括一第二高頻子頻段，該第一輻射體、該第二輻射體與該第二槽縫共同耦合出該低頻頻段及該第二高頻子頻段。
9. 如請求項6所述的電子裝置，其中該高頻頻段包括一第三高頻子頻段，該第二段、該第三段、該第六段的一第二部分中與該第二槽縫中對應的區段共同耦合出該第三高頻子頻段。
10. 如請求項6所述的電子裝置，更包括一板件，其中該金屬背蓋包括自該側壁向內橫向延伸的一延伸內板，該延伸內板包括該第二輻射體與該孔洞，該板件位於該孔洞內，該第一輻射體設置於該板件。
11. 如請求項6所述的電子裝置，更包括一板件，其中該板件自該側壁向內橫向延伸地設置且平行該背板，該第一輻射體與該第二輻射體設置於該板件，該第二輻射體連接於該側壁。

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