CN106856259A - 电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子装置，包括金属元件与天线元件。天线元件设置在基板上，并包括辐射部与连接部。辐射部的第一端具有馈入点，以接收馈入信号。辐射部的第二端为开路端。连接部的第一端电性连接辐射部的第一端。连接部的第二端具有第一接地点，以电性连接至金属元件。金属元件于基板的正投影与天线元件于基板的正投影相互重叠。辐射部通过第二接地点电性连接至金属元件。本发明将有效地降低金属元件对天线元件所造成的影响，进而有助于电子装置在薄型化上的发展。

Description

电子装置

技术领域

本发明涉及一种电子装置，尤其涉及一种具有金属元件与天线元件的电子装置。

背景技术

近年来，具有金属质感的电子装置受到消费者的青睐。因此，现今的电子装置大多设有金属背盖或是金属边框，以突显产品的独特性与外观设计。此外，电子装置中设有天线元件，且天线元件与金属背盖之间的耦合会影响天线元件的辐射特性。

为了降低金属背盖对天线元件所造成的影响，现有技术中的天线元件往往必须远离金属背盖。例如，在现有技术中，天线元件与金属背盖之间的距离必须大于5毫米(mm)以上。然而，天线元件至金属背盖的距离越大，则电子装置的厚度也就会相对地增加，进而导致电子装置无法符合薄型化的设计需求。

发明内容

本发明提供一种电子装置，包括具有馈入点与第一接地点的天线元件，且天线元件之辐射部设有第二接地点。藉此，通过第二接地点的设置，将可有效地降低金属元件对天线元件所造成的影响，进而有助于电子装置在薄型化上的发展。

本发明的电子装置，包括金属元件与天线元件。天线元件设置在基板上，并包括辐射部与连接部。辐射部的第一端具有馈入点，以接收馈入信号。辐射部的第二端为开路端。连接部的第一端电性连接辐射部的第一端。连接部的第二端具有第一接地点，以电性连接至金属元件。再者，金属元件于基板的正投影与天线元件于基板的正投影相互重叠。辐射部通过第二接地点电性连接至金属元件。

在本发明的一实施例中，上述的电子装置还包括接地元件。其中，接地元件电性连接第一接地点与金属元件。辐射部包括电性相连的第一辐射臂与第二辐射臂。第一辐射臂邻近接地元件的边缘，且第二辐射臂平行于接地元件的边缘。

在本发明的一实施例中，上述的馈入点设置在第一辐射臂，且第二接地点设置在第二辐射臂。

基于上述，本发明的电子装置中的金属元件与天线元件于基板的正投影相互重叠。此外，天线元件的辐射部通过馈入点接收馈入信号，且天线元件的连接部通过第一接地点电性连接至金属元件。再者，天线元件的辐射部还具有电性连接至金属元件的第二接地点。如此一来，将可有效地降低金属元件对天线元件所造成的影响，进而有助于电子装置在薄型化上的发展。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为依据本发明一实施例的电子装置的示意图；

图2为图1的电子装置沿着Y轴方向的一剖面示意图；

图3为图1的电子装置沿着Y轴方向的另一剖面示意图；

图4为依据本发明一实施例的天线元件在未设置第二接地点下的史密斯图；

图5为依据本发明一实施例的天线元件在设置第二接地点下的史密斯图；

图6为依据本发明一实施例的天线元件在设置与未设置第二接地点下的返回损失图；

图7为依据本发明另一实施例的电子装置的示意图；

图8为用以说明图7的天线元件的返回损失图；

图9为依据本发明又一实施例的电子装置的示意图；

图10为用以说明图9的天线元件的返回损失图。

附图标记：

100、700、900：电子装置

110：金属元件

120：天线元件

130：基板

131：表面

132：侧壁

140：接地元件

141：边缘

121：辐射部

122：连接部

121a：第一辐射臂

121b：第二辐射臂

122a：第一连接臂

122b：第二连接臂

FP1：馈入点

GP11：第一接地点

GP12：第二接地点

210、310：导电元件

410、510：阻抗点

610、620、810、820、1010、1020：返回损失曲线

710：调整部

910：寄生部

具体实施方式

图1为依据本发明一实施例的电子装置的示意图。如图1所示，电子装置100包括金属元件110、天线元件120与基板130，且天线元件120包括辐射部121与连接部122。其中，金属元件110可例如是电子装置100的金属背盖或是金属背盖的一部份。天线元件120设置在基板130上，且基板130设置在金属元件110上。换言之，天线元件120与金属元件110之间隔着基板130，且天线元件120相对于金属元件110。此外，金属元件110于基板130的正投影与天线元件120于基板130的正投影相互重叠。

就天线元件120而言，辐射部121的第一端具有馈入点FP1以接收馈入信号，且辐射部121的第二端为一开路端。连接部122的第一端电性连接辐射部121的第一端。连接部122的第二端具有第一接地点GP11，以电性连接至金属元件110。举例来说，电子装置100还包括接地元件140，且连接部122的第一接地点GP11可通过接地元件140电性连接至金属元件110。藉此，辐射部121与连接部122将可形成倒F型天线(Inverted F Antenna)。换言之，天线元件120可例如是倒F型天线，并可操作在第一频段(例如，2.4GHz)。

值得注意的是，天线元件120的辐射部121上还设有第二接地点GP12，且辐射部121通过第二接地点GP12电性连接至金属元件110。举例来说，图2为图1的电子装置沿着Y轴方向的一剖面示意图。如图2所示，电子装置100还包括导电元件210。基板130包括相邻的表面131与侧壁132。天线元件120设置在基板130的表面131上，且导电元件210贴附在基板130的侧壁132。此外，导电元件210电性连接在辐射部121的第二接地点GP12与金属元件110之间。

导电元件210可例如是金属片、导电弹片或是顶针。虽然图2列举了辐射部121与金属元件110的连接型态，但其并非是用以限定本发明。举例来说，图3为图1的电子装置沿着Y轴方向的另一剖面示意图。如图3所示，电子装置100还包括导电元件310，且导电元件310可例如是一导电通孔。具体而言，导电通孔贯穿基板130，且导电通孔电性连接在辐射部121的第二接地点GP12与金属元件110之间。

在操作上，天线元件120可通过馈入点FP1接收电子装置100中收发器(未显示出)所产生的馈入信号。藉此，在馈入信号的激发下，天线元件120将可操作在第一频段(例如，2.4GHz)。值得一提的是，由于天线元件120中的辐射部121设有第二接地点GP12，因此可以降低金属元件110对天线元件120所造成的影响。

举例来说，图4为依据本发明一实施例的天线元件在未设置第二接地点下的史密斯图，图5为依据本发明一实施例的天线元件在设置第二接地点下的史密斯图，且图6为依据本发明一实施例的天线元件在设置与未设置第二接地点下的返回损失图。如图4中的阻抗点410所示，在未设置第二接地点GP12的情况下，天线元件120的阻抗在第一频段(例如，2.4GHz)下将位在电感性区域，且天线元件120的阻抗的电感分量很高。此时，如图6中的返回损失曲线610所示，天线元件120将无法在第一频段(例如，2.4GHz)产生良好的共振模态。

另一方面，如图5中的阻抗点510所示，在设置第二接地点GP12的情况下，天线元件120的阻抗的电容分量将可相对应地增加，进而致使天线元件120的阻抗在第一频段(例如，2.4GHz)下接近50欧姆。此时，如图6中的返回损失曲线620所示，天线元件120将可在第一频段(例如，2.4GHz)产生良好的共振模态。

换言之，在第二接地点GP12的设置下，将可以有效地降低金属元件110对天线元件120所造成的影响。即第二接地点GP12的设置将可缩短天线元件120至金属元件110(例如，金属背盖)的距离，进而有助于电子装置100在薄型化上的发展。举例来说，在一实施例中，基板130的厚度可小于或是等于3mm。即天线元件120至金属元件110的距离至少可缩减至3mm。

为了使本领域普通技术人员可以更了解本发明，以下将针对天线元件120的细部结构做更进一步的说明。请继续参照图1，部分的辐射部121以及部份的连接部122平行于接地元件140的边缘141。具体而言，辐射部121包括电性相连的第一辐射臂121a与第二辐射臂121b，且连接部122包括电性相连的第一连接臂122a与第二连接臂122b。

第一辐射臂121a邻近并垂直于接地元件140的边缘141。第二辐射臂121b平行于接地元件140的边缘141。藉此，第一辐射臂121a与第二辐射臂121b将可形成一L型结构。即辐射部121包括一弯折，且辐射部121的形状可例如是L型。虽然图1实施例列举了辐射部121的实施型态，但其并非用以限定本发明。举例来说，在另一实施例中，第二辐射臂121b可例如是平行于第一辐射臂121a，即辐射部121的形状可例如是直线状。

值得注意的是，馈入点FP1可设置在辐射部121的第一端，且第二接地点GP12可设置在辐射部121的弯折处。此外，第二接地点GP12至辐射部121的第二端(即开路端)的距离正比于第一频段的频率。即第二接地点GP12越靠近辐射部121的第二端(即开路端)，天线元件120所操作的第一频段的频率也就越高。举例来说，在图1中，馈入点FP1可设置在第一辐射臂121a，且第二接地点GP12可设置在第二辐射臂121b。此外，从第二接地点GP12至辐射部121的第二端(即开路端)的距离可例如是第一频段的最低频率的1/4波长。

就天线元件120的连接部122而言，第一连接臂122a电性连接第一辐射臂121a，且第一连接臂122a设置在第二辐射臂121b与接地元件140的边缘141之间。第二连接臂122b电性连接第一连接臂122a与接地元件140，且第二连接臂122b平行于第二辐射臂121b。从另一角度来看，第二连接臂122b与接地元件140沿着X轴方向依序排列，且第一连接臂122a面对第二连接臂122b与接地元件140的边缘141。此外，第一连接臂122a的形状可例如是倒L型。第二连接臂122b的形状可例如是直线状。藉此，辐射部121与连接部122的第一连接臂122a将可形成开口朝向-X轴方向的一凹槽，且连接部122具有开口朝向X轴方向的另一凹槽。

值得一提的是，图1中的辐射部121可形成一共振路径，进而天线元件120可通过辐射部121操作在第一频段。在另一实施例中，还可在天线元件120中设置一调整部，以使天线元件120还操作在第二频段。此外，还可在天线元件120中设置一寄生部，以调整天线元件120所操作的第二频段的带宽(bandwidth)。

举例来说，图7为依据本发明另一实施例的电子装置的示意图。与图1实施例相较之下，图7中的电子装置700还包括调整部710。具体而言，调整部710电性连接辐射部121与连接部122。即调整部710电性连接第二辐射臂121b与第一连接臂122a。此外，调整部710与第一辐射臂121a之间的间距大于第一频段的最低频率的1/10波长。图8为用以说明图7的天线元件的返回损失图，其中返回损失曲线810用以表示天线元件120在未加入调整部710时的返回损失，且返回损失曲线820用以表示天线元件120具有调整部710时的返回损失。参照返回损失曲线810与820来看，可以得知，调整部710可用以增加天线元件120的第一频段(例如，2.4GHz)的带宽。此外，在调整部710的设置下，天线元件120还可操作在第二频段(例如，5GHz)。

图9为依据本发明又一实施例的电子装置的示意图。与图7实施例相较之下，图9中的电子装置900还包括寄生部910。具体而言，寄生部910电性连接至接地元件140的边缘141，且寄生部910面对辐射部121的第一辐射臂121a。此外，第一辐射臂121a位在寄生部910与连接部122之间。图10为用以说明图9的天线元件的返回损失图，其中返回损失曲线1010用以表示天线元件120在未加入寄生部910时的返回损失，且返回损失曲线1020用以表示天线元件120具有寄生部910时的返回损失。参照返回损失曲线1010与1020来看，可以得知，寄生部910可用以增加天线元件120的第二频段(例如，5GHz)的带宽，进而致使第二频段的频率范围涵盖5.15GHz～5.85GHz。

综上所述，本发明的电子装置中的金属元件与天线元件于基板的正投影相互重叠。此外，天线元件的辐射部通过馈入点接收馈入信号，且天线元件的连接部通过第一接地点电性连接至金属元件。再者，天线元件的辐射部还具有电性连接至金属元件的第二接地点。如此一来，通过第二接地点的设置，将可有效地降低金属元件对天线元件所造成的影响，进而有助于电子装置在薄型化上的发展。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的改动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求界定范围为准。

Claims (10)

1.一种电子装置，其特征在于，包括：

一金属元件；以及

一天线元件，设置在一基板上，并包括：

一辐射部，其第一端具有一馈入点，以接收一馈入信号，且所述辐射部的第二端为一开路端；以及

一连接部，其第一端电性连接所述辐射部的第一端，且所述连接部的第二端具有一第一接地点，以电性连接至所述金属元件，

其中，所述金属元件于所述基板的正投影与所述天线元件于所述基板的正投影相互重叠，且所述辐射部通过一第二接地点电性连接至所述金属元件。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包括：

一接地元件，电性连接所述第一接地点与所述金属元件，其中所述辐射部包括电性相连的一第一辐射臂与一第二辐射臂，所述第一辐射臂邻近所述接地元件的一边缘，且所述第二辐射臂平行于所述接地元件的所述边缘。

3.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，所述馈入点设置在所述第一辐射臂，且所述第二接地点设置在所述第二辐射臂。

4.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，所述连接部包括：

一第一连接臂，电性连接所述第一辐射臂，并设置在所述接地元件的所述边缘与所述第二辐射臂之间；以及

一第二连接臂，电性连接所述第一连接臂与所述接地元件，且所述第二连接臂平行于所述第二辐射臂。

5.根据权利要求4所述的电子装置，其特征在于，所述天线元件通过所述辐射部操作在一第一频段，且所述天线元件还包括：

一调整部，电性连接所述第二辐射臂与所述第一连接臂，以增加所述第一频段的带宽，并致使所述天线元件还操作在一第二频段。

6.根据权利要求5所述的电子装置，其特征在于，所述天线元件还包括：

一寄生部，电性连接所述接地元件的所述边缘，并面对所述第一辐射臂，且所述寄生部用以增加所述第二频段的带宽。

7.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述天线元件通过所述辐射部操作在一第一频段，且所述天线元件还包括：

一调整部，电性连接所述辐射部与所述连接部，以增加所述第一频段的带宽，并致使所述天线元件还操作在一第二频段。

8.根据权利要求7所述的电子装置，其特征在于，所述连接部通过一接地元件电性连接至所述金属元件，且所述天线元件还包括：

一寄生部，电性连接所述接地元件的一边缘，并面对所述辐射部，且所述寄生部用以增加所述第二频段的带宽，其中部分的所述辐射部以及部份的所述连接部平行于所述接地元件的所述边缘。

9.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包括一导电元件，其中所述导电元件设置在所述基板上或是贯穿所述基板，且所述导电元件电性连接在所述金属元件与所述辐射部的所述第二接地点之间。

10.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述天线元件为一倒F型天线。