CN112768874A - 电子装置 - Google Patents

Abstract

一种电子装置，包括：一邻近传感器、一天线结构以及一感测板。天线结构包括彼此分离且相邻的一第一辐射部和一第二辐射部，其中第一辐射部具有一馈入点，而第二辐射部耦接至一接地电位。感测板邻近于天线结构。感测板包括一主要支路、一第一支路以及一第二支路，其中主要支路耦接至邻近传感器，第一支路耦接至主要支路上的一第一连接点，而第二支路耦接至主要支路上的一第二连接点。第二支路具有一蜿蜒形状。天线结构可涵盖一第一频带和一第二频带，其中感测板的一共振频率既未落入第一频带内亦未落入第二频带内。

Description

电子装置

技术领域

本发明涉及一种电子装置，尤其涉及一种可整合感测板和天线结构的电子装置。

背景技术

随着行动通信技术的发达，行动装置在近年日益普遍，常见的例如：手提式计算机、移动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的携带型电子装置。为了满足人们的需求，行动装置通常具有无线通信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系统及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通信，而有些则涵盖短距离的无线通信范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth系统使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。

天线组件为具有无线通信功能的行动装置的必要组成。为了符合政府对于特定吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)的规范，设计者通常会在行动装置中加入邻近传感器(Proximity Sensor，P-sensor)来控制关于天线组件的射频功率。然而，若邻近传感器的感测板(Sensing Pad)的共振频率与天线组件的操作频率相接近，则感测板和天线组件两者之间容易产生严重的互相干扰。有鉴于此，势必要提出一种全新的解决方案，以克服现有技术所面临的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子装置，以解决上述至少一个问题。

在较佳实施例中，本发明提出一种电子装置，包括一邻近传感器、天线结构以及感测板。一天线结构包括彼此分离且相邻的一第一辐射部和一第二辐射部，其中该第一辐射部具有一馈入点，而该第二辐射部耦接至一接地电位；一感测板，邻近于该天线结构，并包括一主要支路、一第一支路，以及一第二支路，其中该主要支路耦接至该邻近传感器，该第一支路耦接至该主要支路上的一第一连接点，该第二支路耦接至该主要支路上的一第二连接点，而该第二支路具有一蜿蜒形状；其中该天线结构涵盖一第一频带和一第二频带，而该感测板的一共振频率既未落入该第一频带内亦未落入该第二频带内。

在一些实施例中，该第一频带介于2400MHz至2500MHz之间，而该第二频带介于5150MHz至5850MHz之间。

在一些实施例中，该第一辐射部呈现一较短L字形，而该第一辐射部的长度等于该第二频带的0.25倍波长。

在一些实施例中，该第二辐射部呈现一较长L字形，而该第二辐射部的长度等于该第一频带的0.25倍波长。

在一些实施例中，该感测板的该共振频率位于一第三频带或一第四频带内，该第三频带介于3000MHz至4500MHz之间，而该第四频带高于6000MHz。

在一些实施例中，该感测板的该主要支路呈现一直条形，而该第一支路与该主要支路互相垂直。

在一些实施例中，该感测板的该第二支路呈现一J字形。

在一些实施例中，该主要支路和该第一支路的总长度等于该第四频带的0.5倍波长。

在一些实施例中，该主要支路和该第二支路的总长度等于该第三频带的0.5倍波长。

在一些实施例中，该感测板还包括耦接至该主要支路的一增宽支路，而该主要支路和该增宽支路的一组合呈现一矩形。

本发明的有益效果在于，本发明提出一种新颖的电子装置，其可有效地整合天线结构和感测板。本发明至少具有提高辐射效率、增加可检测距离、微缩整体尺寸，以及降低整体制造成本等多重优势，故其很适合应用于各种各式的行动通信装置当中。

附图说明

图1为根据本发明一实施例所述的电子装置的俯视图。

图2为根据本发明一实施例所述的电子装置的天线结构的返回损失图。

图3为根据本发明另一实施例所述的电子装置的俯视图。

图4为根据本发明另一实施例所述的电子装置的俯视图。

图5为根据本发明另一实施例所述的电子装置的天线结构的辐射效率图。

图6A为根据本发明一实施例所述的行动装置的示意图。

图6B为根据本发明一实施例所述的行动装置的示意图。

附图标记如下：

100、300、400～电子装置；

110～邻近传感器；

120～天线结构；

130～第一辐射部；

131～第一辐射部的第一端；

132～第一辐射部的第二端；

140～第二辐射部；

141～第二辐射部的第一端；

142～第二辐射部的第二端；

150、350、450～感测板；

160～主要支路；

161～主要支路的第一端；

162～主要支路的第二端；

170～第一支路；

171～第一支路的第一端；

172～第一支路的第二端；

180、380～第二支路；

181、381～第二支路的第一端；

182、382～第二支路的第二端；

199～信号源；

490～增宽支路；

600～行动装置；

610～上盖外壳；

620～屏幕边框；

630～键盘边框；

640～底座外壳；

650～转轴组件；

670～特定位置；

CP1～第一连接点；

CP2～第二连接点；

D1、D2～间距；

FB1～第一频带；

FB2～第二频带；

FP～馈入点；

GC1～第一耦合间隙；

GC2～第二耦合间隙；

GC3～第三耦合间隙；

LT～总长度；

VSS～接地电位；

W1、W2、W3～宽度；

WT～总宽度。

具体实施方式

为让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的具体实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”及“包括”一词为开放式的用语，故应解释成“包含但不仅限定于”。“大致”一词则是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，达到所述基本的技术效果。此外，“耦接”一词在本说明书中包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接至一第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接至该第二装置，或经由其它装置或连接手段而间接地电性连接至该第二装置。

图1为根据本发明一实施例所述的电子装置100的俯视图。电子装置100可应用于一行动装置当中，例如：一智能型手机、一平板计算机，或是一笔记本电脑。如图1所示，电子装置100包括一邻近传感器(Proximity Sensor，P-sensor)110、一天线结构(AntennaStructure)120，以及一感测板(Sensing Pad)150，其中天线结构120和感测板150皆可用金属材质制成，例如：铜、银、铝、铁，或是其合金。在一些实施例中，天线结构120和感测板150可设置于一介质基板(Dielectric Substrate)上，例如：一FR4(Flame Retardant 4)基板、一印刷电路板，或是一软性电路板。

天线结构120包括一第一辐射部(Radiation Element)130和一第二辐射部140，其彼此分离且互相邻近。必须注意的是，本说明书中所谓“邻近”或“相邻”一词可指对应的二组件间距小于一既定距离(例如：10mm或更短)，但通常不包括对应的二组件彼此直接接触的情况(也就是说，前述间距缩短至0)。

第一辐射部130可以大致呈现一较短L字形。详细而言，第一辐射部130具有一第一端131和一第二端132，其中一馈入点(Feeding Point)FP位于

第一辐射部130的第一端131，而第一辐射部130的第二端132为一开路端(OpenEnd)。馈入点FP可耦接至一信号源(Signal Source)199。例如，信号源199可为一射频(Radio Frequency，RF)模块，其可用于激发天线结构120。

第二辐射部140可以大致呈现一较长L字形。详细而言，第二辐射部140具有一第一端141和一第二端142，其中第二辐射部140的第一端141耦接至一接地电位(GroundVoltage)VSS，而第二辐射部140的第二端142为一开路端。第二辐射部140的第二端142和第一辐射部130的第二端132可大致朝相同方向作延伸。第二辐射部140和第一辐射部130之间可形成一第一耦合间隙(Coupling Gap)GC1，使得第二辐射部140可由第一辐射部130所耦合激发。

感测板150邻近于天线结构120。详细而言，感测板150包括一主要支路(Branch)160、一第一支路170，以及一第二支路180，其中第二支路180具有一蜿蜒形状(MeanderingShape)。感测板150可具有一不等宽结构。例如，主要支路160的宽度W1可大于第一支路170的宽度W2，并可大于第二支路180的宽度W3。

主要支路160可大致呈现一较宽直条形。详细而言，主要支路160具有一第一端161和一第二端162，其中主要支路160的第一端161耦接至邻近传感器110。一第一连接点(Connection Point)CP1和一第二连接点CP2皆位于主要支路160上，其中第二连接点CP2较第一连接点CP1更靠近于主要支路160的第二端162。

第一支路170可大致呈现一较窄直条形，其可与主要支路160大致互相垂直。详细而言，第一支路170具有一第一端171和一第二端172，其中第一支路170的第一端171耦接至主要支路160上的第一连接点CP1，而第一支路170的第二端172为一开路端。第一支路170和第二辐射部140之间可形成一第二耦合间隙GC2。

第二支路180可大致呈现一较窄J字形，其包括一U字形弯折部分。详细而言，第二支路180具有一第一端181和一第二端182，其中第二支路180的第一端181耦接至主要支路160上的第二连接点CP2，而第二支路180的第二端182为一开路端。第二支路180和第二辐射部140之间可形成一第三耦合间隙GC3。第二支路180的第二端182和第一支路170的第二端172朝相反且互相靠近的方向作延伸，但两者之间并未直接接触。在图1的实施例中，第二支路180的第二端182介于第二支路180的本体(Body，或其最长的直线部分)和第二辐射部140之间，但本发明并不仅限于此。在另一些实施例中，第二支路180的第二端182的延伸方向可根据不同需求进行调整。

图2为根据本发明一实施例所述的电子装置100的天线结构120的返回损失(Return Loss)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表返回损失(dB)。根据图2的测量结果，天线结构120可涵盖一第一频带FB1和一第二频带FB2，其中第一频带FB1可介于2400MHz至2500MHz之间，而第二频带FB2可介于5150MHz至5850MHz之间。因此，天线结构120将至少可支持WLAN(Wireless Local Area Networks)2.4GHz/5GHz的双频带操作。

必须注意的是，感测板150的一共振频率(Resonant Frequency)既未落入第一频带FB1内亦未落入第二频带FB2内。因此，即使电子装置100中的感测板150与天线结构120互相整合，感测板150仍然不会对天线结构120的辐射效能造成负面影响，且感测板150自身亦能维持足够长的可检测距离。在一些实施例中，感测板150的共振频率位于一第三频带或一第四频带内，其中前述第三频带可介于3000MHz至4500MHz之间，而前述第四频带可高于6000MHz(例如：可介于6000MHz至8000MHz之间)。

在一些实施例中，行动装置100的组件尺寸可如下列所述。第一辐射部130的长度(也就是说，由第一端131至第二端132的长度)可以大致等于第二频带FB2的0.25倍波长(λ/4)。第二辐射部140的长度(也就是说，由第一端141至第二端142的长度)可以大致等于第一频带FB1的0.25倍波长(λ/4)。主要支路160和第一支路170的总长度(也就是说，由第一端161起经过第一连接点CP1再至第二端172的总长度)可以大致等于前述第四频带的0.5倍波长(λ/2)。主要支路160和第二支路180的总长度(也就是说，由第一端161起经过第二连接点CP2再至第二端182的总长度)可以大致等于前述第三频带的0.5倍波长(λ/2)。主要支路160的宽度W1可至少为第一支路170的宽度W2的3倍以上。第二支路180的宽度W3可大致等于第一支路170的宽度W2。第一耦合间隙GC1、第二耦合间隙GC2，以及第三耦合间隙GC3的每一者的宽度可皆小于2mm。第一辐射部130和第二辐射部140的间距D1可大于或等于10mm。第二辐射部140和主要支路160的间距D2可大于或等于1mm。以上尺寸范围根据多次实验结果而求出，其有助于优化天线结构130的操作带宽(Operation Bandwidth)和阻抗匹配(ImpedanceMatching)，同时又能最大化感测板150的可检测距离。

图3为根据本发明另一实施例所述的电子装置300的俯视图。图3和图1相似。在图3的实施例中，电子装置300的一感测板350的一第二支路380具有一第一端381和一第二端382，其中第二支路380的本体介于第二支路380的第二端382和第二辐射部140之间。根据实际测量结果，此种省略第三耦合间隙GC3的设计不太会影响天线结构120的辐射性能，其可增加电子装置300的设计弹性。图3的电子装置300的其余特征皆与图1的电子装置100类似，故此两个实施例均可达成相似的操作效果。

图4为根据本发明另一实施例所述的电子装置400的俯视图。图4和图1相似。在图4的实施例中，电子装置400的一感测板450还包括耦接至主要支路160的一增宽支路490，其中主要支路160和增宽支路490的一组合呈现一矩形或一正方形。例如，主要支路160和增宽支路490的总长度LT可小于或等于8mm，而主要支路160和增宽支路490的总宽度WT可大于或等于3mm。根据实际测量结果，增宽支路490的加入可进一步增长感测板450的可检测距离。图4的电子装置400的其余特征皆与图1的电子装置100类似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

图5为根据本发明另一实施例所述的电子装置400的天线结构120的辐射效率(Radiation Efficiency)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表辐射效率(dB)。根据图5的测量结果可知，电子装置400的天线结构120于第一频带FB1和第二频带FB2内的辐射效率均可达-4dB或更高，同时，感测板450的可检测距离则能达至少20mm，此已可满足一般行动通信的实际应用需求。

图6A为根据本发明一实施例所述的行动装置600的示意图。图6B为根据本发明一实施例所述的行动装置600的示意图。行动装置600为一可翻转笔记本电脑，其包括一上盖外壳610、一屏幕边框620、一键盘边框630、一底座外壳640，以及一转轴组件650。行动装置600的上盖外壳610、屏幕边框620、键盘边框630，以及底座外壳640即分别等同于笔记本电脑领域中俗称的“A件”、“B件”、“C件”，以及“D件”。通过使用转轴组件650，行动装置600可操作于一笔记本模式(如图6A所示)或是一平板模式(如图6B所示)。当针对行动装置600执行一特定吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)测试程序时，其探针的测试方向可如图6A及图6B中的箭头所示。前述的电子装置100(或300、400)可设置于键盘边框630和底座外壳640之间的一特定位置670，其可紧贴在键盘边框630上。根据实际测量结果，此种整合设计方式可动态地调整天线结构120的输出功率，从而可大幅提升行动装置600通过特定吸收率测试的机率(特别是平板模式)。

本发明提出一种新颖的电子装置，其可有效地整合天线结构和感测板。大致而言，本发明至少具有提高辐射效率、增加可检测距离、微缩整体尺寸，以及降低整体制造成本等多重优势，故其很适合应用于各种各式的行动通信装置当中。

值得注意的是，以上所述的组件尺寸、组件形状，以及频率范围皆非为本发明的限制条件。设计者可以根据不同需要调整这些设定值。本发明的电子装置并不仅限于图1-图6B所图示的状态。本发明可以仅包括图1-图6B的任何一或多个实施例的任何一或复数项特征。换言之，并非所有图标的特征均须同时实施于本发明的电子装置当中。

在本说明书以及权利要求中的序数，例如“第一”、“第二”、“第三”等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同组件。

本发明虽以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定为准。

Claims (10)

1.一种电子装置，包括：

一邻近传感器；

一天线结构，包括彼此分离且相邻的一第一辐射部和一第二辐射部，其中该第一辐射部具有一馈入点，而该第二辐射部耦接至一接地电位；以及

一感测板，邻近于该天线结构，并包括一主要支路、一第一支路，以及一第二支路，其中该主要支路耦接至该邻近传感器，该第一支路耦接至该主要支路上的一第一连接点，该第二支路耦接至该主要支路上的一第二连接点，而该第二支路具有一蜿蜒形状；

其中该天线结构涵盖一第一频带和一第二频带，而该感测板的一共振频率既未落入该第一频带内亦未落入该第二频带内。

2.如权利要求1所述的电子装置，其中该第一频带介于2400MHz至2500MHz之间，而该第二频带介于5150MHz至5850MHz之间。

3.如权利要求2所述的电子装置，其中该第一辐射部呈现一较短L字形，而该第一辐射部的长度等于该第二频带的0.25倍波长。

4.如权利要求2所述的电子装置，其中该第二辐射部呈现一较长L字形，而该第二辐射部的长度等于该第一频带的0.25倍波长。

5.如权利要求1所述的电子装置，其中该感测板的该共振频率位于一第三频带或一第四频带内，该第三频带介于3000MHz至4500MHz之间，而该第四频带高于6000MHz。

6.如权利要求1所述的电子装置，其中该感测板的该主要支路呈现一直条形，而该第一支路与该主要支路互相垂直。

7.如权利要求1所述的电子装置，其中该感测板的该第二支路呈现一J字形。

8.如权利要求5所述的电子装置，其中该主要支路和该第一支路的总长度等于该第四频带的0.5倍波长。

9.如权利要求5所述的电子装置，其中该主要支路和该第二支路的总长度等于该第三频带的0.5倍波长。

10.如权利要求1所述的电子装置，其中该感测板还包括耦接至该主要支路的一增宽支路，而该主要支路和该增宽支路的一组合呈现一矩形。

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