CN108459660B - 电子装置 - Google Patents
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Abstract
电子装置包含第一侧盖、第二侧盖、导电挡墙及至少一双频回路馈体。第一侧盖与第二侧盖组合成机壳，第一侧盖具有第一导电面，第二侧盖具有第二导电面。导电挡墙竖直地耦接第一导电面及第二导电面以共同形成腔体。双频回路馈体与导电挡墙平行设置且立于第一导电面及第二导电面之间。双频回路馈体于腔体能够共振以提供第一频带信号及第二频带信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子装置，特别是一种支持双频信号的电子装置。
背景技术
随着使用者对网络通信的需求益增，电子产品常需支持不同标准的网络传输协议，也因此常需要不同的天线模块来对应不同类型的网络信号。例如，电子产品需要支持第三代移动通信技术(3G)、蓝牙(Bluetooth)及无线保真(Wi-Fi)等无线通信，由于各个无线通信的频段各有差异，因此即可能需要不同的天线来收发信号。
然而，随着使用者对于电子产品的便携性有越来越高的要求，电子产品也被要求能够达到轻量化及薄型化，这使得功能日益繁复的电子产品难以提供大量的空间来容置天线。在严格的空间限制下，天线的设计及设置都变得更加困难。举例来说，当第三代移动通信技术的天线空间受到限制时，可能会使低频信号会难以共振，而无法提供匹配的带宽，导致天线的电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio)的效能以及天线效率(AntennaEfficiency)低落。
发明内容
本发明的一实施例提供一种电子装置，电子装置包含第一侧盖、第二侧盖、导电挡墙及至少一个双频回路馈体。第一侧盖具有第一导电面，第二侧盖具有第二导电面。第二侧盖相对于第一侧盖设置，用以与第一侧盖组合成机壳。导电挡墙竖直地耦接第一导电面及第二导电面以共同形成腔体。至少一个双频回路馈体与导电挡墙平行设置且立于第一导电面及第二导电面之间。每一双频回路馈体包含馈入端、接地端、第一辐射区块、第二辐射区块、第三辐射区块及第四辐射区块。接地端耦接于第二导电面。第一辐射区块具有馈入点耦接于馈入端。第二辐射区块一端耦接于第一辐射区块。第三辐射区块相对于第一辐射区块设置，耦接于第二辐射区块的另一端及接地端之间。第四辐射区块相对于第二辐射区块设置，耦接于第一辐射区块及第三辐射区块之间。第一辐射区块、第二辐射区块、第三辐射区块及第四辐射区块围绕成具有槽缝的矩形馈体。其中双频回路馈体于腔体共振以提供第一频带信号及第二频带信号。
综上所述，本发明的实施例所提供的电子装置可以利用机壳上的导电面与导电挡墙形成腔体，并且可以与双频回路馈体产生共振而能够提供相异频率范围的频带信号，因此可以在空间极为有限的情况下，降低电子装置的电压驻波比，并提高天线效率。
附图说明
图1为本发明一实施例的电子装置的示意图；
图2为本发明一实施例的双频回路馈体的示意图；
图3为本发明另一实施例的双频回路馈体的示意图；
图4为图1的电子装置的局部放大图；
图5为图1的电子装置的腔体的局部剖面图；
图6为本发明另一实施例的电子装置的示意图；
图7为本发明另一实施例的电子装置的示意图；
图8为本发明一实施例的电子装置的电压驻波比对频率的变化图；
图9为本发明一实施例的电子装置的电压驻波比对频率的变化图；
图10为图6的电子装置的频率隔离度示意图。
具体实施方式
图1为本发明一实施例的电子装置100的示意图。电子装置100包含第一侧盖110、第二侧盖120、第三侧盖130、第四侧盖140、接地导电片150、导电挡墙160、同轴传输线170、至少一双频回路馈体180及匹配电路190。
第一侧盖110具有第一导电面112，第二侧盖120具有第二导电面122，且第二侧盖120可相对于第一侧盖110设置，亦即第二侧盖120与第一侧盖110可以共同组合成电子装置的机壳。第三侧盖130具有第三导电面，第三侧盖130连接于第一侧盖110及/或第二侧盖120。第四侧盖140可相对于第三侧盖130设置，且与第三侧盖130组合成另一机壳。
在本发明的部分实施例中，电子装置100可供笔记本电脑使用，举例来说，在图1中，第一侧盖110可为笔记本电脑的金属下背盖，而第二侧盖120则可为包含键盘的金属侧盖，两者可以组合成笔记本电脑的底座机壳。此外，第三侧盖130可为笔记本电脑的金属上背盖，而第四侧盖140则可为包含屏幕的金属侧盖，两者可以组合成笔记本电脑的上盖机壳。也就是说，第一侧盖110及第二侧盖120的导电面112及122可为第一侧盖110及第二侧盖120对应的金属下背盖及包含键盘的金属侧盖所包含的金属面。第三侧盖130及第四侧盖140也可包含导电面，第三侧盖130及第四侧盖140的导电面可为第三侧盖130及第四侧盖140所对应的金属上背盖及包含屏幕的金属侧盖的导电面。
然而，在本发明的部分实施例中，第一侧盖110、第二侧盖120、第三侧盖130及第四侧盖140主要亦可由非导体材料制成，并另外设置导电材料，例如导电布，作为第一侧盖110、第二侧盖120、第三侧盖130及第四侧盖140的导电面。
导电挡墙160可竖直地耦接第一导电面112及第二导电面122以共同形成腔体CVT。
双频回路馈体180与导电挡墙160平行设置且双频回路馈体180立于第一导电面112及第二导电面122之间。双频回路馈体180及腔体CVT可形成共振以提供第一频带信号及第二频带信号。换言之，本发明的电子装置100可利用机壳与金属挡墙形成腔体CVT，并搭配双频回路馈体180形成一完整的天线架构，以增加天线的共振面积，进而降低电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio)及提升能天线效率(Antenna Efficiency)。
图2为本发明一实施例的双频回路馈体180的示意图，双频回路馈体180可与腔体CVT共振以提供双频信号，在本发明的部分实施例中，第一频带信号的频谱范围为2.4G～2.5G赫兹，而第二频带信号的频谱范围为4.9G～5.9G赫兹。
双频回路馈体180包含馈入端、一接地端、第一辐射区块181、第二辐射区块182、第三辐射区块183及第四辐射区块184。其中接地端耦接于第二导电面122。举例而言，电路板20可使用一同轴传输线(Coaxial Line)170其包含信号正端及信号负端，其中信号正端作为馈入端，而信号负端作为接地端，再者，本实施例的接地端还包含一接地导电片150，接地导电片150可贴附于第二侧盖120的第二导电面122，同轴传输线170的馈入端耦接至双频回路馈体180，而同轴传输线170的接地端耦接于接地导电片150，使得同轴传输线170的接地端能够通过接地导电片150耦接于第二导电面122。在本发明的部分实施例中，接地导电片150可为铜箔。
第一辐射区块181具有馈入点FP，馈入点FP耦接于同轴传输线170的馈入端。第二辐射区块182的一端耦接于第一辐射区块181。第三辐射区块183相对于第一辐射区块181设置，并耦接于第二辐射区块182的另一端及接地导电片150之间。第四辐射区块184相对于第二辐射区块182设置，并耦接于第一辐射区块181及第三辐射区块183之间。其中，第一辐射区块181、第二辐射区块182、第三辐射区块183及第四辐射区块184可围绕形成具有槽缝A的矩形馈体。
双频回路馈体180可通过辐射区块181、182及183连接接地导电片150以提供一辐射路径，并通过辐射区块181、184及183连接接地导电片150以提供另一辐射路径。
同轴传输线170的馈入端可经由匹配电路190耦接至馈入点FP。通过匹配电路190能够减少信号反弹，进而降低电子装置100的天线电压驻波比，其中对于频谱范围为2.4G～2.5G赫兹的第一频带信号的改善效果尤为明显。更详细地说，匹配电路190设置于槽缝A内，其中匹配电路190可包含互相串联的电容192及电感194，其中同轴传输线170的馈入端耦接电感194，电感194以串联方式耦接电容192，电容192耦接位于第一辐射区块181的馈入点FP。
请一并参考图8为本发明一实施例的电子装置的电压驻波比对频率的变化图。在图8中，曲线810为电子装置100不包含匹配电路190时的情况，而曲线820则为电子装置100包含匹配电路190时的情况。根据图8可以得知，匹配电路190可以降低电子装置100的电压驻波比，尤其在频谱范围2.4G～2.5G赫兹的部分具有明显的改善效果。
此外，图3为本发明另一实施例的双频回路馈体280的示意图。双频回路馈体280与双频回路馈体180的结构相似，双频回路馈体280同样包含第一辐射区块281、第二辐射区块282、第三辐射区块283及第四辐射区块284，图3的双频回路馈体280与图2的双频回路馈体180的相同之处不再赘述，现针对差异处做说明，图3的双频回路馈体280还包含连接部285。连接部设置于槽缝A内，且连接部285耦接于第一辐射区块281及第二辐射区块282之间，通过连接部285将槽缝A分隔为一第一子槽缝A1及一第二子槽缝A2，亦即第一辐射区块281、连接部285、第二辐射区块282、第三辐射区块283及第四辐射区块284围绕形成该第一子槽缝A1，而第一辐射区块281、连接部285及第二辐射区块282围绕形成第二子槽缝A2。
通过连接部285将槽缝A分隔为第一子槽缝A1及第二子槽缝A2的方式能够进一步改善第一频带信号及第二频带信号的阻抗匹配，其中对于频谱范围为4.9G～5.9G赫兹的第二频带信号的改善效果尤为明显。
图9为本发明一实施例的电子装置的电压驻波比对频率的变化图。在图9中，曲线910为电子装置在具有匹配电路190的情况下，利用双频回路馈体180时的电压驻波比，而曲线920则电子装置在具有匹配电路190的情况下，利用双频回路馈体280时的电压驻波比。根据图9可以得知当利用双频回路馈体280，亦即在槽缝A中区隔出第一子槽缝A1及第二子槽缝A2时，可进一步降低电子装置100的频谱范围为2.4G～2.5G赫兹的电压驻波比及频谱范围为4.9G～5.9G赫兹的电压驻波比，尤其在频谱范围4.9G～5.9G赫兹的部分具有明显的改善效果。
此外，图2所示的槽缝A，以及图3所示的第一子槽缝A1及第二子槽缝A2是为方便说明所提供的示意图，在本发明的其他实施例中，设计者也可根据系统实际的量测的情况，调整槽缝A、第一子槽缝A1及第二子槽缝A2的形状以达到更佳阻抗匹配效果。
图4为电子装置100的局部放大图。在图4中，双频回路馈体180的第一辐射区块181与第一导电面112之间具有间隙g1，而双频回路馈体180的第二辐射区块182与第二导电面122之间具有间隙g2。在本发明的部分实施例中，若双频回路馈体180的长边L1为40毫米且宽边W1为5毫米，则双频回路馈体180的第一辐射区块181与第一导电面112之间的间隙g1为0.5mm，而双频回路馈体180的第二辐射区块182与第二导电面122之间的间隙g2为0.5mm。由于间隙g1及g2可能会影响到低频天线的共振频率，因此设计者亦可根据实际上的使用状况调整间隙g1及g2的宽度数值。
此外，在图4中，双频回路馈体180于平行第三辐射区块183的设置方向的辐射区块长度大于接地导电片150耦接第三辐射区块183的长度。在不改变双频回路馈体180的侧边L2的情况下，接地导电片150耦接第三辐射区块183的长度会影响到低频信号的频谱范围。举例来说，接地导电片150耦接第三辐射区块183的长度较长时，第一频带信号的频谱范围可能会偏向2.5G赫兹，而接地导电片150耦接第三辐射区块183的长度较短时，第一频带信号的频谱范围可能会偏向2.3G赫兹。因此，设计者可根据电子装置100的实际使用情形调整接地导电片150耦接第三辐射区块183的长度，以配合所需的频谱范围。
再者，双频回路馈体180的馈入点FP与第一导电面112之间的距离g3小于或大于馈入点FP与第二导电面122之间的距离g4。在本发明的部分实施例中，馈入点FP与第一导电面112之间的距离g3(或馈入点FP与第二导电面122之间的距离g4)会影响电子装置100收发第一频带信号或第二频带信号的天线效率。举例来说，馈入点FP与第一导电面112之间的距离g3小于馈入点FP与第二导电面122之间的距离g4时，可提升收发第二频带信号(高频信号)的天线效率；相对地，馈入点FP与第一导电面112之间的距离g3大于馈入点FP与第二导电面122之间的距离g4时，则可提升收发第一频带信号(低频信号)的天线效率。在图4的实施例中，电子装置100在高频信号的部分可能表现较差，因此可优先考虑将馈入点FP设置于第一辐射区块181中较靠近第一导电面112的位置，以缩短馈入点FP与第一导电面112之间的距离g3，达到提升收发第二频带讯号(高频讯号)的效率。然而在其他实施例中，设计者仍可以根据实际上的使用状况，调整馈入点FP与第一导电面112之间的距离g3(或馈入点FP与第二导电面122之间的距离g4)，以提高整体的天线效率。
图4的实施例是以图2所示的双频回路馈体180来实施，然亦可选择利用图3所示的双频回路馈体280来实施，并可根据前述的方式配置于电子装置100。
图5为电子装置100的腔体CVT的局部剖面图，在图5中，双频回路馈体180与导电挡墙160之间具有间隙g5。由于双频回路馈体180与导电挡墙160之间的间隙g5不论对高频或低频的天线效率都有明显的影响，因此设计者一般需保留较大的间隙来提升天线效率。举例来说，若双频回路馈体180的长边L1为40毫米且宽边W1为5毫米，则双频回路馈体180与导电挡墙160之间的间隙g5可大于14.5毫米。
此外，在图5中，电子装置100的腔体CVT可容置音箱V，音箱V可由导电挡墙160支撑，而双频回路馈体180与音箱V之间则具有间隙g6。举例来说，音箱V的长度L3可为12.5毫米，而双频回路馈体180与导电挡墙160之间的间隙g5可为15毫米，则双频回路馈体180与音箱V之间的间隙g6即约为2.5毫米。
在本发明的部分实施例中，导电挡墙160可包含导电布162、支撑结构164、166及168，支撑结构164、168可为导电缓冲垫圈，而支撑结构166可将音箱V嵌入其中并加以固定，另外导电布162则可设置于支撑结构166的外层，并可与支撑结构164及168相耦接而形成导电挡墙160的导电部分。然而本发明并不以此为限，在本发明的其他实施例中，设计者亦可根据需求设计其他样式的导电挡墙160。
在图1的实施例中，为有效利用机壳中有限的空间，双频回路馈体180可直立地依附于于第一侧盖110及第二侧盖120的接缝部分X。在此情况下，当使用者掀开笔记本电脑的上盖机壳，亦即掀开由第三侧盖130及第四侧盖140所组成的上盖机壳时，双频回路馈体180与腔体CVT共振以提供第一频带信号及第二频带信号，且第一频带信号及第二频带信号朝接缝部分X的方向输出，并通过第三侧盖130及第四侧盖140将第一频带信号及第二频带信号向外反射，因此可进一步增加电子装置100的天线效率。此外，为确保双频回路馈体180能够收发信号，双频回路馈体180所依附的接缝部分X应选用非导体材料，例如塑料。
由于电子装置100可以利用机壳上的导电面112及122与导电挡墙160形成腔体CVT，并且可以与双频回路馈体180产生共振而能够提供相异频率范围的第一频带信号及第二频带信号，再者由于电子装置100的设计而能够在空间极为有限的情况下，降低电压驻波比，并提高天线效率。此外，由于双频回路馈体180可以直立于第一侧盖110及第二侧盖120之间，因此也增加了设计者在摆放天线馈体时的弹性。
图6为本发明另一实施例的电子装置300的示意图。电子装置300与电子装置100具有相似的结构，然而电子装置300可包含第一侧盖310、第二侧盖320、第三侧盖330、第四侧盖340、接地片350及350’、导电挡墙360、馈线370及370’及匹配电路390及390’，与前述实施例的差异在于至少一双频回路馈体为二个双频回路馈体，即第一双频回路馈体380、第二双频回路馈体380’。
第二双频回路馈体380’可与第一双频回路馈体380独立设置，并可与导电挡墙360平行设置且立于第一导电面312及第二导电面322之间。第二双频回路馈体380’与第一双频回路馈体380可具有相同的结构。举例来说，第二双频回路馈体380’及第一双频回路馈体380可选择利用图2所示的双频回路馈体180来实施，或是选择利用图3所示的双频回路馈体280来实施，并可根据前述的方式与其他元件相耦接。
此外，为了减少第二双频回路馈体380’与第一双频回路馈体380在操作过程中彼此相干扰，在图6中，第二双频回路馈体380’及第一双频回路馈体380可以镜射对称的方式直立设置于第一导电面312及第二导电面322之间以提升第二双频回路馈体380’与第一双频回路馈体380之间的隔离度。举例来说，第一双频回路馈体380耦接至接地片350的部分会靠近第二双频回路馈体380’耦接至接地片350’的部分。
在图6中，电子装置300还包含导体件362，导体件362竖直地耦接第一导电面312及第二导电面322，并耦接于导体挡墙360，导体件362可设置于第一双频回路馈体380及第二双频回路馈体380’之间，以将导电挡墙360、第一导电面312及第二导电面322所共同形成的腔体CVT区隔成两个小腔体CVT’。然而在本发明的部分实施例中，亦可将导体件362省略，而第一双频回路馈体380及第二双频回路馈体380’则可共用相同的腔体CVT。
在图6的实施例中，为有效利用机壳中有限的空间，双频回路馈体380及380’可直立地依附于于第一侧盖310及第二侧盖320的接缝部分X。在此情况下，当使用者掀开笔记本电脑的上盖机壳，亦即由掀开第三侧盖330及第四侧盖340所组成的上盖机壳时，双频回路馈体380于腔体CVT共振以提供第一频带信号及第二频带信号，且第一频带信号及第二频带信号朝接缝部分X的方向输出，并通过第三侧盖130及第四侧盖140将第一频带信号及第二频带信号向外反射，因此可进一步增加电子装置300的天线效率。
图10为电子装置300的频率隔离度示意图。在图10中，第一频带信号的隔离度可对应至图中B1所框选的频谱范围的隔离度，第二频带信号的隔离度可对应至图中B2所框选的频率范围的隔离度。从图10可知，电子装置300在第一频带信号的频谱范围(即2.4G～2.5G赫兹)及第二频带信号的频谱范围(即4.9G～5.9G赫兹)的隔离度都可维持在-15dB以下。
在本发明的部分实施例中，在第一侧盖310的导电面312、第二侧盖320的导电面322及导电挡墙360已能共同形成腔体CVT的情况下，第三侧盖330及第四侧盖340亦可能不包含导电面，而改由非导体材料制造，又或是仅有第三侧盖330包含导体面，而第四侧盖340可不包含导体面。甚至在本发明的部分实施例中，亦可将本发明的电子装置运用在平板电脑中，此时电子装置亦可不包含第三侧盖及第四侧盖。
图7为本发明一实施例的电子装置400的示意图。电子装置400与电子装置300具有相似的结构，电子装置400可包含第一侧盖410、第二侧盖420、接地片350及350’、导电挡墙360、馈线370及370’、第一双频回路馈体380、第二双频回路馈体380’及匹配电路390及390’。换言之，电子装置400与图6的电子装置300的主要差别在于，图7的电子装置400仅包含第一侧盖410及第二侧盖420，而图6的电子装置300则包含第一侧盖310、第二侧盖320、第三侧盖330及第四侧盖340。
电子装置400可供平板电脑使用，举例来说，第一侧盖410可为平板电脑的金属底座，而第二侧盖420则可为包含屏幕的金属上盖，也就是说，第一侧盖410的第一导电面412可为第一侧盖410的金属底座的金属面，而第二侧盖420的第二导电面422则可为第二侧盖420的金属上盖的金属面。在此情况下，金属挡墙360、第一导电面412及第二导电面422可共同形成腔体CVT，并与第一双频回路馈体380及第二双频回路馈体380’产生共振以提供第一频带信号及第二频带信号。
综上所述，本发明的实施例所提供的电子装置可以利用机壳上的导电面与导电挡墙形成腔体，并且可以与双频回路馈体产生共振而能够提供相异频率范围的频带信号，因此可以在空间极为有限的情况下，降低电子装置的电压驻波比，并提高天线效率。此外，由于双频回路馈体可以直立设置于机壳内，因此也增加了设计者在摆放天线馈体时的弹性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (16)
1.一种电子装置，其特征在于，包含：
第一侧盖，具有第一导电面；
第二侧盖，具有第二导电面，所述第二侧盖相对于所述第一侧盖设置，用以与所述第一侧盖组合成机壳；
导电挡墙，竖直地耦接所述第一导电面及所述第二导电面以共同形成腔体；及
至少一个双频回路馈体，位于所述腔体并与所述导电挡墙平行设置且立于所述第一导电面及所述第二导电面之间，每一所述双频回路馈体包含：
馈入端；
接地端，耦接于所述第二导电面；
第一辐射区块，具有馈入点耦接于所述馈入端；
第二辐射区块，一端耦接于所述第一辐射区块；
第三辐射区块，相对于所述第一辐射区块设置，耦接于所述第二辐射区块的另一端及所述接地端之间；及
第四辐射区块，相对于所述第二辐射区块设置，耦接于所述第一辐射区块及所述第三辐射区块之间，其中所述第一辐射区块、所述第二辐射区块、所述第三辐射区块及所述第四辐射区块围绕形成具有槽缝的矩形馈体，
其中所述双频回路馈体于所述腔体共振以提供第一频带信号及第二频带信号。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，另包含匹配电路，所述匹配电路设置于所述槽缝内，其中所述馈入端经由所述匹配电路耦接至所述馈入点。
3.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，所述匹配电路包含电感及电容，所述电感耦接于所述馈入端，及所述电容耦接于所述电感及所述馈入点。
4.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述双频回路馈体另包含连接部，所述连接部设置于所述槽缝，且耦接于所述第一辐射区块及所述第二辐射区块之间，通过所述连接部将所述槽缝分隔为第一子槽缝及第二子槽缝。
5.根据权利要求4所述的电子装置，其特征在于，所述第一辐射区块、所述连接部、所述第二辐射区块、所述第三辐射区块及所述第四辐射区块围绕形成所述第一子槽缝，而所述第一辐射区块、所述第二辐射区块及所述连接部围绕形成所述第二子槽缝。
6.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述双频回路馈体与所述第一导电面之间具有间隙。
7.根据权利要求1或6所述的电子装置，其特征在于，所述双频回路馈体与所述第二导电面之间具有间隙。
8.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述双频回路馈体与所述导电挡墙之间具有间隙。
9.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述馈入点与所述第一导电面之间的距离小于所述馈入点与所述第二导电面之间的距离。
10.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述双频回路馈体于平行所述第三辐射区块的设置方向的辐射区块的长度大于所述接地端耦接所述第三辐射体的长度。
11.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述至少一个双频回路馈体为二个双频回路馈体，所述二个双频回路馈体以镜射方式设置且与所述导电挡墙平行设置且立于所述第一导电面及所述第二导电面之间。
12.根据权利要求11所述的电子装置，其特征在于，另包含导体件，竖直地耦接所述第一导电面及所述第二导电面，且所述导体件耦接于所述导电挡墙，并设置于所述二个双频回路馈体之间。
13.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，另包含第三侧盖，具有第三导电面，所述第三侧盖连接于所述第一侧盖及所述第二侧盖的至少其中之一。
14.根据权利要求13所述的电子装置，其特征在于，另包含第四侧盖，具有第四导电面，所述第四侧盖相对于所述第三侧盖设置，且与所述第三侧盖组合成另一机壳。
15.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述第一频带信号的频谱范围位于2.4G～2.5G赫兹，及所述第二频带信号的频谱范围位于4.9G～5.9G赫兹。
16.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述馈入点与所述第一导电面之间的距离大于所述馈入点与所述第二导电面之间的距离。
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