CN101466214A - 电子装置的壳体结构 - Google Patents

Abstract

一种电子装置的壳体结构，是将信号收发电路的天线直接与电子装置的壳体作一整合，以提升电子装置的空间利用率，是于电子装置的金属壳体的特定区域上形成至少一沟槽图案，于金属壳体与电子装置的信号收发电路电性耦接时，金属壳体构成电子装置的至少一天线。

Description

电子装置的壳体结构

技术领域

本发明有关一种壳体结构，特别是有关一种电子装置的壳体结构。

背景技术

随着无线通讯科技的发展，无线通讯技术目前已经广泛地被应用于各种领域，例如影音节目、无线通讯、卫星定位等等，而信号收发电路为了适应电子装置的需求，也逐渐缩小化，并整合于电子装置中，以提高使用便利性。

然而随着电子装置所具备的无线通讯功能(例如，移动通讯功能、全球卫星定位功能、无线网络功能或数字广播功能等)逐渐多元化的需求下，在每一个信号收发电路整合至电子装置内后，电子装置的制造商还必须将各自的天线配置于电子装置所剩的空间中，由于天线是信号收发电路中影响无线通讯品质的重要组件之一，在电子装置的体积逐渐朝短、小、轻、薄的设计趋势发展时，对于电子装置的制造商而言，要如何将各种信号收发电路的天线整合于电子装置中，俨然成为研究人员待解决的问题之一。

请参照中国台湾专利公开号第200610228号，该专利申请案揭露一种电子装置中的天线组件，其最小化所占用的空间，借以于不改变其特性的情况下提升该电子装置设置结构的自由度，以增加电子装置的空间利用并实现电子装置的微小化与多功能性，以及一种具有该天线组件的电子装置。该天线组件包括由具有可挠性的非导电材料所组成的印刷电路板；设置于该印刷电路板的上表面的指定位置的天线组件，形成于该印刷电路板上的接地线以使该接地线连接至该天线组件的接地端，并于该接地线的一端形成接合部；形成于该印刷电路板上的馈线以使该馈线连接至该天线组件的信号端，并于该馈线的一端形成接合部；以及形成于该印刷电路板上并与该馈线并联且具有指定长度的被动线(passive line)。该接地线与馈线的接合部是接合于无线电子装置的指定位置，且设置于该印刷电路板上具有该天线组件的天线组件的一部分是形成于该装置的外部。

虽然上述专利申请案已能增加电子装置的空间利用，但其将天线组件的部分设置于电子装置的外部，相当于增加了原本电子装置的整体体积，也不符合隐藏式天线的设计需求，因此，仍有可改进的空间。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明提供一种电子装置的壳体结构，是将信号收发电路的天线直接与壳体作一整合，以充分利用电子装置的空间，借以提升电子装置的空间利用率。

根据本发明所揭露的电子装置的壳体结构，是于电子装置的金属壳体的特定区域上形成至少一沟槽图案，于金属壳体与电子装置的信号收发电路电性耦接时，金属壳体构成电子装置的至少一天线。

借助这种电子装置的壳体结构，利用壳体与金属层的结合形成类似槽孔型天线的结构与运作原理，在外观上，电子装置的天线可与壳体相贴合并局部性外露，除了不占用过多的电子装置内部空间外，由于天线局部性外露的结构特性，使得本发明的天线增益较以往内置型天线的增益佳。

附图说明

为能更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面将配合附图对本发明的最佳实施例进行详细说明，其中：

图1A是本发明第一实施例的剖面结构示意图；

图1B是本发明第二实施例的剖面结构示意图；

图1C是本发明第三实施例的剖面结构示意图；

图1D是本发明第四实施例的剖面结构示意图；

图1E是本发明第五实施例的剖面结构示意图；

图1F是本发明第六实施例的剖面结构示意图；

图2A是本发明实施例的电子装置的外观示意图；

图2B是本发明另一实施例的电子装置的外观示意图；

图3A是本发明第一实施例的俯视示意图；

图3B是本发明第五实施例的俯视示意图；

图4是本发明实施例的反射损失示意图；

图5A是本发明实施例的H平面的辐射场型图；

图5B是本发明实施例的H平面的辐射场型图；

图5C是本发明实施例的H平面的辐射场型图；

图5D是本发明实施例的H平面的辐射场型图；

图5E是本发明实施例的H平面的辐射场型图；

图5F是本发明实施例的H平面的辐射场型图；

图5G是本发明实施例的H平面的辐射场型图；

图6A是本发明实施例的E1平面的辐射场型图；

图6B是本发明实施例的E1平面的辐射场型图；

图6C是本发明实施例的E1平面的辐射场型图；

图6D是本发明实施例的E1平面的辐射场型图；

图6E是本发明实施例的E1平面的辐射场型图；

图6F是本发明实施例的E1平面的辐射场型图；

图6G是本发明实施例的E1平面的辐射场型图；

图7A是本发明实施例的E2平面的辐射场型图；

图7B是本发明实施例的E2平面的辐射场型图；

图7C是本发明实施例的E2平面的辐射场型图；

图7D是本发明实施例的E2平面的辐射场型图；

图7E是本发明实施例的E2平面的辐射场型图；

图7F是本发明实施例的E2平面的辐射场型图；及

图7G是本发明实施例的E2平面的辐射场型图。

具体实施方式

根据本发明所揭露的电子装置，包括但不局限于个人数字助理(PersonalDigital Assistant，PDA)或移动电话(Mobile Phone)或智能型手机(Smart Phone)或个人数字助理手机(Personal Digital Assistant，PDA Phone)或笔记本计算机等电子装置，而附图所显示的仅提供参考与说明用，并非用以限制本发明。

请参照图1A，是本发明第一实施例的剖面结构示意图，如图1A所示，本发明的壳体结构，包含有介电层10、金属壳体11与金属层12。

介电层10，具有第一表面101与第二表面102，其中介电层10可以例如是陶瓷材料。

金属壳体11，设置于介电层10的第一表面101上，用以作为电子装置的天线接地部，而本发明各实施例中的天线包含有信号辐射部，用以辐射电子装置中的信号收发电路(图中未示)输出的信号至外界，或接收来自外界的无线信号；信号馈入部，与信号收发电路电性耦接，用以接收信号收发电路输出的信号并传送至信号辐射部，或将信号辐射部接收到的无线信号传送至信号收发电路；信号接地部，设置于信号辐射部周围，用以作为天线的接地回路。其中金属壳体11可以例如由钛、铝、银、铜、镍、铁、钴、镁或铂等单一金属或合成金属材质所制成。

另外，本发明各实施例中的每一个天线是分别电性耦接至各自对应的信号收发电路，以进行无线信号的传输与处理作业。

金属层12，设置于介电层10的第二表面102上，用以作为电子装置的天线信号馈入部与天线辐射部，而天线信号馈入部是一50欧姆微带线路。其中金属层12可以例如由钛、铝、银、铜、镍、铁、钴、镁或铂等单一金属或合成金属材质所制成。

请参照图1B，图1B是本发明第二实施例的剖面结构示意图，第二实施例与第一实施例不同之处在于：第二实施例中的金属壳体11与金属层12皆设置于介电层10的第一表面101上，其余材质部分与第一实施例相同，在此不再赘述。

请参照图1C，图1C是本发明第三实施例的剖面结构示意图，第三实施例与第二实施例不同之处在于：第三实施例中的金属壳体11无需设置于介电层10上，且不具有金属层12，通过激光切割、化学蚀刻或冲压射出等方式于金属壳体11上形成一个或多个沟槽图案，于金属壳体11与电子装置的信号收发电路电性耦接时，金属壳体11构成电子装置的天线，其中沟槽图案的结构是用以匹配天线的线路阻抗，故可通过设计沟槽图案的形状、大小以调整天线的线路阻抗，其余材质部分与第二实施例相同，在此不再赘述。

请参照图1D，图1D是本发明第四实施例的剖面结构示意图，如图1D所示，本发明的壳体结构，包含有非金属壳体20、第一金属层13与第二金属层14。

非金属壳体20，具有第一表面201与第二表面202，其中非金属壳体20可以例如是塑钢、丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)、塑料(例如，聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及聚氯乙烯(PVC)等等)。

第一金属层13，设置于非金属壳体20的第一表面201上，用以作为电子装置的天线接地部。其中第一金属层13可以例如由钛、铝、银、铜、镍、铁、钴、镁或铂等单一金属或合成金属材质所制成。

第二金属层14，设置于非金属壳体20的第二表面202上，用以作为电子装置的天线信号馈入部与天线辐射部，而天线信号馈入部是一50欧姆微带线路。其中第二金属层14可以例如由钛、铝、银、铜、镍、铁、钴、镁或铂等单一金属或合成金属材质所制成。

请参照图1E，图1E是本发明第五实施例的剖面结构示意图，第五实施例与第四实施例不同之处在于：第五实施例中的第一金属层13与第二金属层14皆设置于非金属壳体20的第一表面201上，其余材质部分与第四实施例相同，在此不再赘述。

请参照图1F，图1F是本发明第六实施例的剖面结构示意图，第六实施例与第五实施例不同之处在于：第六实施例中非金属壳体20具有篓空区，而第一金属层13与第二金属层14是设置于非金属壳体20的篓空区中，其余材质部分与第五实施例相同，在此不再赘述。

请参照图2A和图2B，是本发明实施例的电子装置的局部外观示意图，如图2A和图2B所示，本发明的电子装置100包含有：第一天线30、第二天线31、第三天线32与金属壳体10。其中金属壳体10具有部分沟槽图案的结构，以分别形成第一天线30、第二天线31与第三天线32，且第一天线30与电子装置100的信号收发电路相电性耦接，借以收发第一频率值(例如，2.4GHz)的无线信号，第二天线31与电子装置100的信号收发电路相电性耦接，借以收发第二频率值(例如，900MHz或1800MHz)的无线信号、第三天线32与电子装置100的信号收发电路相电性耦接，借以收发第三频率值(例如，5GHz)的无线信号，因此，从电子装置100的外观上可直接看到第一天线30、第二天线31与第三天线32的沟槽图案，由于电子装置100中的第一天线30、第二天线31与第三天线32整合于金属壳体10上，除了不占用过多的电子装置100内部空间外，还使得电子装置100的天线增益较以往内置型天线的增益佳，而本发明实施例中的各天线位置视设计需求可设置于电子装置100的金属壳体10上的任何位置，例如，正面或背面。

请参照图3A，图3A是本发明第一实施例的俯视示意图。如图3A所示，本发明的壳体结构，包含有介电层10、金属壳体11与金属层12，其中金属壳体11可作为天线接地部，而金属层12可作为天线信号馈入部与天线辐射部，于金属层12与金属壳体11间设置有介电层10，因此，从电子装置100的外观上仅可看到介电层10与金属壳体11。

请参照图3B，图3B是本发明第五实施例的俯视示意图。如图3B所示，本发明的壳体结构，包含有非金属壳体20、第一金属层13与第二金属层14，其中第一金属层13可作为天线接地部，而第二金属层14可作为天线信号馈入部与天线辐射部，第一金属层13与第二金属层14皆设置于非金属壳体20的第一表面201上，因此，从电子装置100的外观上可看到非金属壳体20、第一金属层13与第二金属层14。

接下来，本发明的近场测试的场地为一电波暗室(Anechoic Chamber)，是以金属制成的墙面用以隔离外在信号的干扰，在暗室内则以电磁吸波材料黏贴于墙上用以降低室内的反射能量，当进行测量时，待测天线(Antenna Under Test，AUT)所辐射出的电磁波参数(如振幅与相位)在近场空间中的分布会被一接收扫描探头(Scanning Probe)所检测(本发明的实施例进行测量时的待测天线与接收扫描探头间的距离为4米)，其扫描方式可为平面、柱面或球面。这些射频(或微波)信号以电的形式通过一同轴传输线(Coaxial Cable)传送至向量网络分析仪(VectorNetwork Analyzer，VNA)，以取得相关的数据，而这些数据在后端进行探头辐射场型校正与傅立叶数值转换等处理后，即可得到所需的待测天线辐射(远场)场型。

请参照图4，图4是本发明实施例的反射损失示意图，反射参数S11在测试点A(频率为824MHz)的值为-10.129dB，反射参数S11在测试点B(频率为896MHz)的值为-8.4410dB，反射参数S11在测试点C(频率为960MHz)的值为-6.0026dB，反射参数S11在测试点D(频率为1.71GHz)的值为-7.7216dB，反射参数S11在测试点E(频率为1.88GHz)的值为-8.3100dB，反射参数S11在测试点F(频率为1.99GHz)的值为-6.8686dB，反射参数S11在测试点G(频率为2.17GHz)的值为-4.5696dB。

请参照图5A、图5B与图5C，这些附图示出本发明实施例的H平面的辐射场型图，是以全球移动通讯系统(Global System for Mobile Communication，以下简称GSM)的工作频率进行测试，其中GSM的测试频率为824MHz、896MHz与960MHz。

请参照图5D、图5E、图5F与图5G，这些附图示出本发明实施例的H平面的辐射场型图，是分别以数字通讯系统(Digital Communication System，以下简称DCS)、个人通讯服务系统(Personal Communication Service，以下简称PCS)的工作频率进行测试，其中DCS的测试频率为1710MHz、1880MHz与1990MHz，而PCS的测试频率为2170MHz。相关的增益数值请参照表1，如下：

表1

请参照图6A、图6B与图6C，这些附图示出本发明实施例的E1平面的辐射场型图，是以GSM的工作频率进行测试，其中GSM的测试频率为824MHz、896MHz与960MHz。

请参照图6D、图6E、图6F与图6G，这些附图示出本发明实施例的E1平面的辐射场型图，是分别以DCS与PCS的工作频率进行测试，其中DCS的测试频率为1710MHz、1880MHz与1990MHz，而PCS的测试频率为2170MHz。相关的增益数值请参照表2，如下：

表2

请参照图7A、图7B与图7C，这些附图示出本发明实施例的E2平面的辐射场型图，是以GSM的工作频率进行测试，其中GSM的测试频率为824MHz、896MHz与960MHz。

请参照图7D、图7E、图7F与图7G，这些附图示出本发明实施例的E2平面的辐射场型图，是分别以DCS与PCS的工作频率进行测试，其中DCS的测试频率为1710MHz、1880MHz与1990MHz，而PCS的测试频率为2170MHz。相关的增益数值请参照表3，如下：

表3

综上所述，本发明的电子装置的壳体结构，利用壳体与金属层的结合形成类似槽孔型天线的结构与运作原理，在外观上，电子装置的天线可与壳体相贴合并局部性外露，除了不占用过多的电子装置内部空间外，由于天线局部性外露的结构特性，使得本发明的天线增益较以往内置型天线的增益佳。

虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉本技术领域的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作出种种等同的的改变或替换，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的本申请权利要求范围所界定的为准。

Claims (14)

1.一种电子装置的壳体结构，该壳体结构由金属材质所制成，用以容置该电子装置的内部电路，其特征在于：于该电子装置的金属壳体的特定区域上形成至少一沟槽图案，于该金属壳体与该电子装置的信号收发电路电性耦接时，该金属壳体构成该电子装置的至少一天线。

2.根据权利要求1所述的电子装置的壳体结构，其特征在于该天线包含有：

一信号辐射部，辐射该信号收发电路输出的信号至外界，或接收来自外界的无线信号；

一信号馈入部，与该信号收发电路电性耦接；及

一信号接地部，设置于该信号辐射部周围，作为该天线的接地回路。

3.根据权利要求2所述的电子装置的壳体结构，其特征在于还包含有：

一介电层，形成于该金属壳体的一表面上；及

一金属层，形成于该介电层的一表面上，用以作为该天线的该信号馈入部与该信号辐射部。

4.根据权利要求1所述的电子装置的壳体结构，其特征在于这些沟槽图案是用以匹配这些天线的线路阻抗。

5.根据权利要求1所述的电子装置的壳体结构，其特征在于这些天线是槽孔型天线。

6.根据权利要求1所述的电子装置的壳体结构，其特征在于这些天线是分别工作在GMS、DCS与PCS频段。

7.根据权利要求1所述的电子装置的壳体结构，其特征在于该金属壳体由钛、铝、银、铜、镍、铁、钴、镁或铂的单一金属或合成金属材质所制成。

8.一种电子装置的壳体结构，该壳体结构由非金属材质所制成，用以容置该电子装置的内部电路，其特征在于：于该电子装置的非金属壳体的特定区域上形成一第一金属层，该第一金属层具有至少一沟槽图案，于该第一金属层与该电子装置的信号收发电路电性耦接时，该第一金属层构成该电子装置的至少一天线。

9.根据权利要求8所述的电子装置的壳体结构，其特征在于该天线包含有：

一信号辐射部，辐射该信号收发电路输出的信号至外界，或接收来自外界的无线信号；

一信号馈入部，与该信号收发电路电性耦接；及

一信号接地部，设置于该信号辐射部周围，作为该天线的接地回路。

10.根据权利要求9所述的电子装置的壳体结构，其特征在于还包含有：

一介电层，形成于该金属壳体的一表面上；及

一第二金属层，形成于该介电层的一表面上，用以作为该天线的该信号馈入部与该信号辐射部。

11.根据权利要求10所述的电子装置的壳体结构，其特征在于该第一金属层与该第二金属层由钛、铝、银、铜、镍、铁、钴、镁或铂的单一金属或合成金属材质所制成。

12.根据权利要求8所述的电子装置的壳体结构，其特征在于这些沟槽图案是用以匹配这些天线的线路阻抗。

13.根据权利要求8所述的电子装置的壳体结构，其特征在于这些天线是槽孔型天线。

14.根据权利要求8所述的电子装置的壳体结构，其特征在于这些天线是分别工作在GMS、DCS与PCS频段。

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