CN101478076B - 天线组件、扬声器及可携式电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于可携式电子装置的天线组件、扬声器及可携式电子装置，其中可携式电子装置包含一天线组件、一扬声器及一电路基板。天线组件包含一本体部及一连接部，其中，天线组件的本体部包含扬声器的一金属护罩的至少一部份，连接部则电性连接电路基板及本体部。

Description

天线组件、扬声器及可携式电子装置

技术领域

本发明是关于一种天线组件；特别是一种用于可携式电子装置的天线组件。

背景技术

目前可携式电子装置已成为现代人生活不可或缺的生活必需品。各家厂商为增加产品竞争力，无不整合各种通讯功能至可携式电子装置中。各种如蓝芽(Bluetooth，BT)组件、无线网络(Wireless LAN，WLAN)组件、各种数字电视组件(如Digital Video Broadcasting，DVB)及移动通讯组件等各种通讯组件，因所对应的频宽不同，所需的接收/发射信号区段有明显差别，以在各自所属的频带上发射/接收信号。因此，在现今各种通讯组件逐步整合至单一可携式电子装置的趋势中，必然造成在单一可携式电子装置中需安装多组天线组件。天线组件本身必须占据一定的体积，方可发挥基本的发射/接收信号角色，且其座落位置亦不应受到其它外部或自身机体内部的电讯干扰，才能达到优异的效果。然而多组天线组件同时存在，需占据的大量容置空间，若再考虑摆位的限制，无疑将成为可携式电子装置轻薄短小化的阻碍，使可携式电子装置难以符合产品于品质及成本上要求。

为减少各式天线组件同时存在于一机体中，所占据的可观容置空间，陶瓷芯片天线(Chip Antenna)被应用于可携式电子装置中，因其与电路板的高度整合性及体积小于一般金属天线等特性，故减少天线组件所占据的容置空间，可予期待；然而陶瓷芯片天线是由一高介电常数的介质所组成，因此陶瓷芯片天线的效能在频宽、效率以及增益上，皆远远不及一般金属天线，且由于陶瓷芯片天线的低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC)工艺，较为复杂，且技术成熟度偏低，因此整体成本还是高出金属天线一倍以上，无法全面取代一般常用的金属天线。

有鉴于此，提供一与机体整合性佳、不占据空间、低成本、频宽大、高效率且高增益的天线组件，是此一业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于可携式电子装置的天线组件及可携式电子装置，该天线组件整合性佳、不占据空间、低成本、频宽大、高效率且高增益，且该可携式电子装置更易于轻薄短小化。

为达上述目的，将设置于该可携式电子装置中的一扬声器的至少一金属护罩应用于该天线组件。其中，可携式电子装置包含本发明的天线组件、扬声器及一电路基板；该扬声器设于电路基板上，且具有至少一发音单体，及至少一金属护罩，该金属护罩设于该至少一单体上；该天线组件包含一本体部及一连接部，该连接部电性连接该电路基板及该本体部，且使该本体部包含该至少一金属护罩的至少一部份，借此改善前述传统金属天线或陶瓷芯片天线的各项缺点，并达到本发明的目的。

附图说明

为让本发明的上述目的、技术特征、和优点能更明显易懂，下面将配合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，其中：

图1是本发明可携式电子装置的部分正视示意图；

图2是本发明可携式电子装置的扬声器部分剖面示意图；

图3是本发明天线组件的第一实施例部分剖面示意图；以及

图4是本发明天线组件的第二实施例部分剖面示意图。

具体实施方式

请同时参考第图1、2，图1为本发明可携式电子装置1内部的部分俯视示意图，图2为图1中该可携式电子装置1的扬声器13沿S-S’剖面线所绘示的部分剖面示意图，须先说明的是，本发明所揭露的可携式电子装置1可以是，例如，但不限于，移动电话、个人数字助理、卫星定位导航装置或这些的组合的电子装置。由于本发明主要是涉及可携式电子装置中天线组件的改良，因此，该可携式电子装置中的其它组件皆属现有技术，因此略而未述。

具体说，本发明所使用的可携式电子装置1包含一电路基板11、一天线组件12及扬声器13，其中此扬声器13是设于电路基板11上。具体说，以目前常见的可携式电子装置1上其扬声器13通常具有至少一发音单体131及设于单体131上的至少一金属护罩132，用以保护扬声器13的发音单体131，此金属护罩132具有多个出音孔132a，适以将发音单体13所发出的声响适当地传至外界。

另一方面，本发明可携式电子装置1上的天线组件12包含一本体部121及一连接部122，本发明的特征之一是利用现有扬声器13的金属护罩132的至少一部分做为天线组件12的本体部121，借助此金属护罩132作为天线发射及接受各种通讯信号的功能，以达到节省可携式电子装置1关于设置天线组件12的成本及其内部容置空间，进而符合目前可携式电子装置轻薄化的发展趋势。而且，本发明天线组件12因利用金属护罩132作为天线组件12的本体部121，因此，相较现有陶瓷芯片天线，本发明的天线组件具有高效率且高增益的特性。

具体说，扬声器13的金属护罩132包含有天线组件12的本体部121，而连接部122电性连接电路基板11的电路110及金属护罩132。亦即，本体部121是利用金属护罩132具体作为天线组件12发射/接收信号的主要媒介，且各种通讯信号适可在电路基板11的电路110与金属护罩132间传递。为方便说明，以下将以扬声器13仅具有一发音单体131及一金属护罩132的情况为例进行详细的说明，但熟知此领域的通常知识者应可轻易推及本发明还可具有多个发音单体131及多个金属护罩132，其中多个金属护罩132亦可一部或全部被应用于不同通讯组件所使用的天线组件中。

请同时参考图3，图3是图1中天线组件12沿S-S’的部分剖面示意图。具体说，本体部121包含金属护罩132的至少一部份，用以做为天线组件12发射/接受信号的主要部分。其中，须说明的是，关于扬声器13的其它组件，例如用以固定金属护罩132于电路基板11上的其它组件，并不影响本发明的天线效率，因此亦略而未述。于其它实施态样中，本发明天线组件的本体部亦可充分利用金属护罩132整体，以进一步提升天线发射/接受的功效。

于较佳实施态样中，本发明天线组件的本体部121较佳地是坐落于电路基板11的一表面上的一边缘区域111，如图1所示，使天线组件12所发射的各种通讯信号不受电路基板11的遮蔽影响，进而使天线的各种效能可以更加提升。此外，金属护罩132的材质通常可包含铝，因其材质稳定性高，且其各种电性特性亦比陶瓷芯片天线所使用的陶瓷佳，使其可直接应用作为天线组件12主要发射及接受各种信号的本体部121。

其次，天线组件12中连接部122的主要用途是电性连接金属护罩132及电路基板11，其中连接部122可为包含铜的金属弹片，并利用金属弹片的弹性使金属弹片压迫接触金属护罩132，或利用焊接方式使金属弹片电性连接该金属护罩132，以作为天线组件12的一馈入端。此天线组件12的馈入端是用以将通信信号馈入天线组件12的本体部121(金属护罩132)中，并发射出去，或借助此连接部122将本体部121(金属护罩132)接受到的各种通信信号传递至电路110。较佳地，连接部122是形成于本体部121(金属护罩132)的一侧边，并坐落于电路板11的边缘区域111，使天线组件12所发射的通讯信号不受电路基板11影响。须说明的是，前述的金属弹片仅为连接部的一实施例而已，实际上任何可作为电性连接用的相类组件皆可应用于本发明中。

于本发明的一实施例中，天线组件12是一平板天线(Patch Antenna)组件，请参考图1、3，其中本体部121是设置于距电路基板11的一水平面一高度H的位置，该高度H介于2毫米及8毫米间。如此一来，天线组件12在发射信号时较不易受电路基板11所影响。此外，本体部121可呈一方形，但不仅限于此。此方形本体部具有一特征长度L及一特征宽度W，其与天线组件发射通讯信号的效能有关。具体说，在此实施例中，本发明的天线组件12是用于蓝芽及无线网络通讯组件，因此为配合蓝芽及无线网络的通讯频带(2.4GHz～2.5GHz)及平板天线组件的电流路径需为二分之一通讯信号的波长以达到信号共振的条件，因此特征长度L介于13毫米及18毫米间，而特征宽度介于10毫米及13毫米间。于实际应用中，高度H为8毫米，特征长度L及特征宽度W实质上分别为18毫米及13毫米。需说明的是，于其它实施样态中本体部121亦可为圆形、椭圆形、多边形、曲形等各种形状，仅需经过适当的尺寸设计，使电流路径符合所应用的通信频带的需求即可。

于另一实施例中，本发明的天线组件12亦可为一平面倒F天线(PlanarInverted-F Antenna，PIFA)组件。请参考图4，金属护罩132应用于平面倒F天线组件时，天线组件12需还包含一接地部123，接地部123电性连接本体部121及电路基板11的一可接地组件112。由于平面倒F天线组件的电流路径需为四分之一通讯信号的波长以达到信号的共振，因此当天线组件12被应用于同一通讯频带时，特征长度L与特征宽度W需相应的减小。

于其它实施样态中，本发明的天线组件12若经过适当的设计，使本体部121突出于电路基板11的边缘区域111时，亦可作为一单极天线(monopole)组件，其电流路径亦需为二分之一通讯信号的波长以达到信号的共振。然而，如同熟悉此技术领域者所能理解的是，天线组件12并不局限应用于蓝芽及无线网络通信组件，因此，应用本发明的天线组件仅需依不同通讯组件的通讯频带作相应的尺寸变化便可符合这些通讯规范。

于实际产品中，应用本发明的天线组件12于不同通信频带及不同天线种类的较佳特征长度、宽度及高度(H)范围关系的设计规则，兹罗列如下表，其中L-band是数字电视广播(Digital Video Broadcasting，DVB)所使用的频带，而全球定位系统(Global Positioning System，GPS)所使用的频带亦列于下表。

综上所述，本发明借助原本扬声器中即必须配置的金属护罩，应用于上述天线组件中，作为天线组件的本体部，使本发明的天线组件可以节省本体部本身的制造及材料成本，以便使应用此天线组件的可携式电子装置不但可节省可观的容置空间，使可携式电子装置更易于轻薄短小化，亦可解决了前述关于传统天线的种种问题，使应用其的可携式电子装置更具有产品竞争力。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以本申请权利要求所限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种用于一可携式电子装置的天线组件，其中该可携式电子装置包含一电路基板及一扬声器，该扬声器设于该电路基板上，且具有至少一发音单体及设于该至少一单体上的至少一金属护罩，该天线组件包含：

一本体部，包含该至少一金属护罩的至少一部份；及

一连接部，电性连接该至少一金属护罩及该电路基板，其中该连接部为一金属弹片，该金属弹片的弹性使该金属弹片压迫接触该金属护罩；

其中，该本体部突出于该电路基板的一边缘区域，以使该天线组件成为一单极天线组件。

2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于该扬声器具有一发音单体及设于该单体上的一金属护罩，该本体部是该金属护罩的全部。

3.根据权利要求2所述的天线组件，其特征在于该连接部是形成于该本体部的一侧边，以作为该天线组件的一馈入端。

4.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于该馈入端是坐落于该电路板的该边缘区域。

5.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于该天线组件是一平板天线组件。

6.根据权利要求5所述的天线组件，其特征在于该本体部相对于该电路基板的一高度是介于2毫米及8毫米间。

7.根据权利要求5所述的天线组件，其特征在于该本体部呈一方形，且该方形具有一特征长度及一特征宽度，该特征长度介于13毫米及18毫米间，该特征宽度介于10毫米及13毫米间。

8.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于还包含一接地部，电性连接该本体部及该电路基板的一可接地组件。

9.根据权利要求8所述的天线组件，其特征在于该天线组件是一平面倒F天线组件。

10.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于该至少一金属护罩的材质包含铝。

11.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于该连接部的材质包含铜。

12.一种用于一可携式电子装置的扬声器，其特征在于该可携式电子装置包含一电路基板及一天线组件，该天线组件包含一本体部及一连接部，电性连接该电路基板及该本体部；该扬声器设于该电路基板上，且具有：

至少一发音单体，及

至少一金属护罩，设于该至少一单体上，该至少一金属护罩，包含该本体部；

其中，该天线组件的连接部为一金属弹片，该金属弹片的弹性使该金属弹片压迫接触该金属护罩，该本体部突出于该电路基板的一边缘区域，以使该天线组件成为一单极天线组件。

13.一种可携式电子装置，其特征在于包含根据权利要求1所述的天线组件。

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