TWI885691B

TWI885691B - 電子裝置

Info

Publication number: TWI885691B
Application number: TW113100950A
Authority: TW
Inventors: 浩元陳; 吳建逸; 卓智弘; 吳朝旭; 廖志威; 方啟印; 黃士耿; 廖竑悳; 王紹齊
Original assignee: 和碩聯合科技股份有限公司
Priority date: 2024-01-09
Filing date: 2024-01-09
Publication date: 2025-06-01
Also published as: TW202529317A

Abstract

一種電子裝置，包括一金屬背蓋、一金屬邊框、一第一輻射體及一第二輻射體。金屬邊框包括兩連接部及隔開於兩連接部的一斷開部。兩連接部連接於金屬背蓋，斷開部隔開於金屬背蓋。第一輻射體包括一饋入端、一第一段、一第二段、一第三段、一第四段及一第五段。第一段連接饋入端。第二段連接第一段與斷開部。第三段連接第二段。第五段連接於第四段、部分地平行於斷開部且垂直於第四段。第二輻射體連接於斷開部，且透過一第一接地端連接至金屬背蓋。

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利用金屬邊框來作為天線路徑的電子裝置。

目前，電子裝置透過採用金屬外殼的設計來具有較佳的外觀是相當常見的設計，要如何使金屬外殼提供除了保護與美觀之外的功能，例如是提供天線功能，是本領域研究的目標。

本發明提供一種電子裝置，其可利用金屬邊框來作為部分的天線路徑。

本發明的一種電子裝置，包括一金屬背蓋、一金屬邊框、一第一輻射體及一第二輻射體。金屬邊框包括兩連接部及位於兩連接部之間且隔開於兩連接部的一斷開部，兩連接部連接於金屬背蓋，斷開部隔開於金屬背蓋。第一輻射體包括一饋入端、一第一段、一第二段、一第三段、一第四段及一第五段，其中第一段連接饋入端，第二段連接第一段與斷開部，第三段連接至第二段，第五段連接於第四段、部分地平行於斷開部且垂直於第四段。第二輻射體連接於斷開部，且透過一第一接地端連接至金屬背蓋。饋入端、第一段、第二段、斷開部、第二輻射體至金屬背蓋形成一第一天線迴路，第一天線迴路激發出一低頻頻段、一第一中高頻子頻段及一第一超高頻子頻段。饋入端、第一段、第三段形成一第二天線迴路，第二天線迴路激發出一第二超高頻子頻段及一第三超高頻子頻段。

在本發明的一實施例中，一第一槽縫形成於第五段與斷開部之間，第五段與斷開部相關於一第二中高頻子頻段。

在本發明的一實施例中，一第二槽縫形成於第四段與第五段之間，第四段與第五段相關於一第四超高頻子頻段。

在本發明的一實施例中，上述的第三段包括遠離第二段的一末端，一第三槽縫形成於饋入端與末端之間。

在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括一第一切換電路，第三段透過第一切換電路連接至一第二接地端。

在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括一第二切換電路，第二輻射體透過第二切換電路連接至第一接地端。

在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括一匹配電路，連接於饋入端。

在本發明的一實施例中，上述的第一天線迴路的長度為低頻頻段的0.5倍波長，第二天線迴路的長度為第二超高頻子頻段或是第三超高頻子頻段的0.5倍波長。

在本發明的一實施例中，上述的斷開部的長度為低頻頻段的0.25倍波長。

在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括一金屬擋牆，第一輻射體與第二輻射體位於金屬擋牆與斷開部之間，斷開部與金屬擋牆之間的距離為低頻頻段的0.05倍波長。

基於上述，本發明的電子裝置的金屬邊框的斷開部分離於兩連接部與金屬背蓋。第一輻射體的第一段連接饋入端，第二段連接第一段與斷開部，第三段連接至第一段與第二段的交界處，第四段連接饋入端且往第二段的反向延伸，第五段連接於第四段且位於斷開部與第四段之間。第二輻射體連接於斷開部，且透過第一接地端連接至金屬背蓋。本發明的電子裝置透過上述設計，饋入端、第一段、第二段、斷開部、第二輻射體至金屬背蓋形成第一天線迴路，第一天線迴路激發出低頻頻段、第一中高頻子頻段及第一超高頻子頻段。饋入端、第一段、第三段形成第二天線迴路，第二天線迴路激發出第二超高頻子頻段及第三超高頻子頻段。因此，本發明的電子裝置可利用金屬邊框作為部分的天線路徑，且能夠提供多頻天線的功能。

圖1是依照本發明的一實施例的一種電子裝置的局部立體示意圖。需說明的是，在圖1中，塑膠支架162以虛線表示。請參閱圖1，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、一同軸傳輸線172及一天線小板170。本實施例的電子裝置100例如是平板電腦或手機，但不以此為限制，其可為窄邊框的裝置。同軸傳輸線172會焊接於天線小板170下方，與金屬背蓋110有1.6公厘的間距。

第一輻射體130與第二輻射體140設置於電子裝置100的邊框區，第一輻射體130與第二輻射體140例如透過LDS的方式印刷於塑膠支架162上。塑膠支架162在對應第一輻射體130處的寬度例如是3公厘。

本實施例的電子裝置100透過金屬邊框120作為天線路徑的一部分，搭配第一輻射體130及第二輻射體140的特殊設計，而可提供多頻段的需求。下面將對此進行說明。

在本實施例中，金屬邊框120包括兩連接部122及位於兩連接部122之間且隔開於兩連接部122的一斷開部124，兩連接部122連接於金屬背蓋110，斷開部124隔開於金屬背蓋110。斷開部124的長度為長度L1、L2總和，長度L1例如為78公厘，長度L2例如為14公厘，但不以此為限制。連接部122與斷開部124之間的距離L3為2公厘。

第一輻射體130包括一饋入端F、一第一段131(位置A1~A3)、一第二段132(位置A3、A4)、一第三段133(位置A3、B1~B3)、一第四段134(位置A1、C3)及一第五段135(位置C1、C2)。

第一段131(位置A1~A3)連接饋入端F。第二段132(位置A3、A4)連接第一段131(位置A1~A3)與斷開部124。第三段133(位置A3、B1~B3)連接於第二段132(位置A3、A4)，具體地說，第三段133(位置A3、B1~B3)連接於第一段131(位置A1~A3)與第二段132(位置A3、A4)的交界處。

此外，第一輻射體130的第四段134(位置A1、C3)連接饋入端F且往第一段131(位置A2、A3)的反向延伸。第五段135(位置C1、C2)連接於第四段134(位置A1)、部分地平行於斷開部124。第五段135(位置C1、C2)與第四段134(位置A1、C3)位於垂直於彼此的不同平面。

同軸傳輸線172的訊號端會經由天線小板170的底面的貫孔導通到頂面，經由串接天線小板170上的一匹配電路M3連接到饋入端F，用以電氣連接至主板模組卡(未繪示)的訊號端。

第二輻射體140(位置A8~A9)連接於斷開部124，且透過一第一接地端G1連接至金屬背蓋110以電氣連接至主板模組卡的接地端(系統接地端)。在本實施例中，第一接地端G1至饋入端F之間的距離L4約為50公厘。

在本實施例中，饋入端F、第一段131(位置A1~A3)、第二段132(位置A3、A4)、斷開部124、第二輻射體140至金屬背蓋110形成一第一天線迴路。第一天線迴路激發出一低頻頻段、一第一中高頻子頻段及一第一超高頻子頻段。

具體地說，在本實施例中，低頻頻段介於617MHz~960MHz之間，第一中高頻子頻段介於2100MHz~2200MHz之間，第一超高頻子頻段介於4100MHz~4200MHz之間。

此外，饋入端F、第一段131(位置A1~A3)、第三段133(位置A3、B1~B3)形成一第二天線迴路，第二天線迴路激發出一第二超高頻子頻段及一第三超高頻子頻段。第二超高頻子頻段介於3200MHz~3300MHz之間，第三超高頻子頻段介於4800MHz~5100MHz之間。

在本實施例中，斷開部124的長度(長度L1、L2的總和)為低頻頻段的0.25倍波長。例如，斷開部124的長度(長度L1、L2的總和)為92公厘，約800MHz的0.25倍波長。第一天線迴路的長度為低頻頻段的0.5倍波長，第二天線迴路的長度為第二超高頻子頻段或是第三超高頻子頻段的0.5倍波長。這樣的設計可使電子裝置100良好地激發出上述的頻段。

電子裝置100更包括一金屬擋牆150，第一輻射體130與第二輻射體140位於金屬擋牆150與斷開部124之間，斷開部124與金屬擋牆150之間的距離L5為低頻頻段的0.05倍波長。例如，距離L5約為15公厘~16公厘，約為800MHz的0.042倍波長。

此外，一第一槽縫S1形成於第五段135(位置C1、C2)與斷開部124之間，第五段135(位置C1、C2)與斷開部124相關於一第二中高頻子頻段。第二中高頻子頻段介於1620MHz~1700MHz之間。調整第一槽縫S1的間距及第五段135(位置C1、C2)的長度和寬度，可用來調整第二中高頻子頻段的中心頻率位置以及第三超高頻子頻段的阻抗匹配。

一第二槽縫S2形成於第四段134(位置A1、C3)與第五段135(位置C1、C2)之間。一第四超高頻子頻段介於5500MHz~5700MHz之間。調整第二槽縫S2的間距及第四段134(位置A1、C3)的長度和寬度，可用來調整第四超高頻子頻段的中心頻率位置以及第三超高頻子頻段與第四超高頻子頻段的阻抗匹配。

此外，在本實施例中，第一輻射體130的第三段133(位置A3、B1~B3)包括遠離第二段132(位置A3、A4)的一末端(位置B3)，一第三槽縫S3形成於饋入端F與末端(位置B3)之間。

第二天線迴路在位置B2連接至一第二接地端G2，調整位置B2、B3的路徑長度和寬度可調整第三槽縫S3，以調整2600MHz~2700MHz和3300MHz~5000MHz兩頻段交界處的共振頻率點位置。

電子裝置100更包括一第一切換電路M1及一第二切換電路M2。第三段133(位置A3、B1~B3)透過第一切換電路M1連接至第二接地端G2。第一切換電路M1在開路、電容或電感之間切換，以增加低頻頻段的阻抗匹配。第二輻射體140透過第二切換電路M2連接至第一接地端G1。本發明實施例中，M2為電阻0歐姆，必要時可搭配不同電容值，達到切換頻段或增加阻抗匹配。

下面將詳細介紹第一切換電路M1。在本實施例中，第一切換電路M1可由射頻開關SP5T的單刀5擲開關或SPnT的單刀n擲開關來搭配被動元件實現。當位置B2與位置G2之間無任何被動元件(即，開路)時，低頻頻段範圍為698~862MHz(頻寬約164MHz) ；當切換電路M1選擇連接到電容值0.2~0.8pF時，低頻頻段可切換至617~777MHz的頻段範圍；當切換電路M1選擇連接到電感值18~33nH時，低頻頻段可切換到814~960MHz的頻段範圍。第一切換電路M1可切換五種低頻的範圍。第一切換電路M1在切換低頻(LB)時，不影響中高頻(MHB)和超高頻(UHB)的效能表現。

具體地說，對低頻頻段(LB，617MHz~960MHz)而言，第一切換電路M1選擇連接到電容0.8pF，低頻頻段範圍617MHz~725.5MHz，頻寬約108.5MHz。第一切換電路M1選擇連接到電容0.2pF，低頻頻段範圍663MHz~777MHz，頻寬約114MHz。第一切換電路M1為開路，低頻頻段範圍698MHz~862MHz，頻寬約164MHz。第一切換電路M1選擇連接到電感33nH，低頻頻段範圍814MHz~925MHz，頻寬約111MHz。第一切換電路M1選擇連接到電感18nH，低頻頻段範圍836.5MHz~960MHz，頻寬約123.5MHz。

對包含第一中高頻子頻段以及第二中高頻子頻段的中高頻頻段(MHB，1710MHz~2690MHz)而言，使用切換電路M1讓天線效率有更好的表現。例如，對於日本的B11/B12頻段(1427.9MHz~1510.9MHz) ，切換電路M1使得天線效率達到-3.9dBi~-7.4dBi。例如，對於GPS頻段( 1565MHz~1610MHz)，切換電路M1使得天線效率仍保有-1.9dBi~-5.4dBi的良好表現。例如，對於頻段1710MHz~2690MHz，切換電路M1使得天線效率仍保有-1.3dBi~-6.4dBi的良好表現。

對包含第一超高頻子頻段、第二超高頻子頻段、第三超高頻子頻段、第四超高頻子頻段的超高頻頻段(UHB，3300MHz~5000MHz)而言，使用切換電路M1讓天線效率有更好的表現。例如，對於頻段3300MHz~5000MHz，切換電路M1使得天線效率達到-2.6dBi~-7.3dBi。例如，對於頻段5150MHz~5925MHz，切換電路M1使得天線效率達到-3.7dBi~-7.9dBi。

因此，本案透過增加第一切換電路M1，低頻頻段的頻寬皆有約110MHz。對於中心頻率為617MHz的低頻頻段，切換電路M1的使用使得天線效率達到-6.7dBi；對於中心頻率為960MHz的低頻頻段，切換電路M1的使用使得天線效率達到-5.8dBi，因此具有良好表現。

圖2是圖1的電子裝置在低頻頻段的頻率-VSWR的關係圖。請參閱圖2，透過切換第一切換電路M1，電子裝置的頻段可涵蓋617MHz~960MHz，且VSWR皆可在5以下，而具有良好的表現。本實施例的電子裝置100可透過第一切換電路M1切換低頻來有效擴增低頻頻寬。

圖3是圖1的電子裝置在中高頻頻段與超高頻頻段的頻率-VSWR的關係圖。請參閱圖3，在電子裝置100可涵蓋中高頻1710MHz~2690MHz和超高頻n77~n79之3300MHz~5000MHz，VSWR的表現皆可在4.5以下，具有寬頻和多頻段的功效。

圖4是圖1的電子裝置在低頻頻段的頻率-天線效率的關係圖。請參閱圖4，電子裝置在低頻頻段617MHz~960MHz的天線效率為-2.8~-6.7dBi、在GPS頻段1565MHz~1610MHz的天線效率為-1.9~-5.4dBi而具有良好的表現。

圖5是圖1的電子裝置在中高頻頻段與高頻頻段的頻率-天線效率的關係圖。請參閱圖5，中高頻1710MHz~2690MHz的天線效率為-1.3dBi~-6.4dBi，超高頻3300MHz~5000MHz的天線效率為-2.6dBi~-7.3dBi及LAA頻段5150MHz~5925MHz的天線效率為-3.7dBi~-7.9dBi，而具有良好的表現。

因此，本實施例的電子裝置100能夠具有全頻段天線的特性，具有有寬頻和多頻段的功效。

綜上所述，本發明的電子裝置的金屬邊框的斷開部分離於兩連接部與金屬背蓋。第一輻射體的第一段連接饋入端，第二段連接第一段與斷開部，第三段連接至第二段，第四段連接饋入端，第五段連接於第四段且垂直第四段。第二輻射體連接於斷開部，且透過第一接地端連接至金屬背蓋。本發明的電子裝置透過上述設計，饋入端、第一段、第二段、斷開部、第二輻射體至金屬背蓋形成第一天線迴路，第一天線迴路激發出低頻頻段、第一中高頻子頻段及第一超高頻子頻段。饋入端、第一段、第三段形成第二天線迴路，第二天線迴路激發出第二超高頻子頻段及第三超高頻子頻段。因此，本發明的電子裝置可利用金屬邊框作為部分的天線路徑，且能夠提供多頻天線的功能。

A1~A9、B1~B3、C1~C3:位置 F:饋入端 G1:第一接地端 G2:第二接地端 L1、L2:長度 L3、L4、L5:距離 M1:第一切換電路 M2:第二切換電路 M3:匹配電路 S1:第一槽縫 S2:第二槽縫 S3:第三槽縫 100:電子裝置 110:金屬背蓋 120:金屬邊框 122:連接部 124:斷開部 130:第一輻射體 131:第一段 132:第二段 133:第三段 134:第四段 135:第五段 140:第二輻射體 150:金屬擋牆 162:塑膠支架 170:天線小板 172:同軸傳輸線

圖1是依照本發明的一實施例的一種電子裝置的局部立體示意圖。圖2是圖1的電子裝置在低頻頻段的頻率-VSWR的關係圖。圖3是圖1的電子裝置在中高頻頻段與高頻頻段的頻率-VSWR的關係圖。圖4是圖1的電子裝置在低頻頻段的頻率-天線效率的關係圖。圖5是圖1的電子裝置在中高頻頻段與高頻頻段的頻率-天線效率的關係圖。

A1~A9、B1~B3、C1~C3:位置

F:饋入端

G1:第一接地端

G2:第二接地端

L1、L2:長度

L3、L4、L5:距離

M1:第一切換電路

M2:第二切換電路

M3:匹配電路

S1:第一槽縫

S2:第二槽縫

S3:第三槽縫

100:電子裝置

110:金屬背蓋

120:金屬邊框

122:連接部

124:斷開部

130:第一輻射體

131:第一段

132:第二段

133:第三段

134:第四段

135:第五段

140:第二輻射體

150:金屬擋牆

162:塑膠支架

170:天線小板

172:同軸傳輸線

Claims

一種電子裝置，包括：一金屬背蓋；一金屬邊框，包括兩連接部及位於該兩連接部之間且隔開於該兩連接部的一斷開部，該兩連接部連接於該金屬背蓋，該斷開部隔開於該金屬背蓋；一第一輻射體，包括一饋入端、一第一段、一第二段、一第三段、一第四段及一第五段，其中該第一段連接該饋入端，該第二段連接該第一段與該斷開部，該第三段連接該第二段，該第五段連接於該第四段、部分地平行於該斷開部且垂直於該第四段；以及一第二輻射體，連接於該斷開部，且透過一第一接地端連接至該金屬背蓋，其中該饋入端、該第一段、該第二段、該斷開部、該第二輻射體至該金屬背蓋形成一第一天線迴路，該第一天線迴路激發出一低頻頻段、一第一中高頻子頻段及一第一超高頻子頻段，該饋入端、該第一段、該第三段形成一第二天線迴路，該第二天線迴路激發出一第二超高頻子頻段及一第三超高頻子頻段。
如請求項1所述的電子裝置，其中一第一槽縫形成於該第五段與該斷開部之間，該第五段與該斷開部相關於一第二中高頻子頻段。
如請求項1所述的電子裝置，其中一第二槽縫形成於該第四段與該第五段之間，該第四段與該第五段相關於一第四超高頻子頻段。
如請求項1所述的電子裝置，其中該第三段包括遠離該第二段的一末端，一第三槽縫形成於該饋入端與該末端之間。
如請求項1所述的電子裝置，更包括一第一切換電路，該第三段透過該第一切換電路連接至一第二接地端。
如請求項1所述的電子裝置，更包括一第二切換電路，該第二輻射體透過該第二切換電路連接至該第一接地端。
如請求項1所述的電子裝置，更包括一匹配電路，連接於該饋入端。
如請求項1所述的電子裝置，其中該第一天線迴路的長度為該低頻頻段的0.5倍波長，該第二天線迴路的長度為該第二超高頻子頻段或是該第三超高頻子頻段的0.5倍波長。
如請求項1所述的電子裝置，其中該斷開部的長度為該低頻頻段的0.25倍波長。
如請求項1所述的電子裝置，更包括一金屬擋牆，該第一輻射體與該第二輻射體位於該金屬擋牆與該斷開部之間，該斷開部與該金屬擋牆之間的距離為該低頻頻段的0.05倍波長。