CN115296012A - 天线模块与电子装置 - Google Patents

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CN115296012A CN202210302104.2A CN202210302104A CN115296012A CN 115296012 A CN115296012 A CN 115296012A CN 202210302104 A CN202210302104 A CN 202210302104A CN 115296012 A CN115296012 A CN 115296012A
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吴建逸
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Abstract

本发明提出一种天线模块与电子装置。天线模块包括一第一辐射体、一第二辐射体、一第三辐射体及一接地辐射体。第一辐射体包括一第一段及一第二段，第一段包括一馈入端，第一辐射体激发一第一频段，第一段的延伸方向与第二段的延伸方向非平行。第二辐射体包括一第三段及一第四段，其中第三段从第一段与第二段的交会处往相反于第二段的延伸方向的方向延伸，第三段激发一第二频段。第三辐射体设置在第一辐射体旁且远离第二辐射体。接地辐射体设置在第一辐射体、第二辐射体及第三辐射体的一侧，且包括一接地端，其中第二辐射体的第四段连接第三段与接地辐射体，且第三辐射体连接于接地端。

Description

天线模块与电子装置
技术领域
本发明涉及一种天线模块与电子装置，尤其涉及一种多频天线模块与具有此天线模块的电子装置。
背景技术
现今的电子装置内的天线的接地端通常会通过铝箔直接搭接在金属背盖上，以与系统接地。然而，由于电子装置的效能提升，容易过热，需由内部风扇将热吹出以降温。因此，要如何使电子装置内的天线接地端等元件的摆设能同时满足系统接地且不影响散热的需求，并且，如何能具有表现良好的多频天线模块均是目前探讨的方向。
发明内容
本发明的其中一个目的在于提供一种天线模块，其具有表现良好的多频段的特性。
本发明的其中另一个目的在于提供一种电子装置，其具有上述天线，且具有良好的散热性。
本发明的一种天线模块，包括一第一辐射体、一第二辐射体、一第三辐射体及一接地辐射体。第一辐射体包括一第一段及一第二段，第一段包括一馈入端，第一辐射体激发一第一频段，第一段连接第二段且第一段的延伸方向与第二段的延伸方向非平行相交。第二辐射体包括一第三段及一第四段，其中第三段从第一段与第二段的交会处往相反于第二段的延伸方向的方向延伸，第三段激发一第二频段。第三辐射体设置在第一辐射体旁且远离第二辐射体。接地辐射体设置在第一辐射体、第二辐射体及第三辐射体的一侧，且包括一接地端，第二辐射体的第四段连接第三段与接地辐射体，且第三辐射体连接于接地端。
在本发明的一实施例中，一U型凹槽形成于第一辐射体、第三辐射体、接地辐射体与第四段之间。
在本发明的一实施例中，上述的第三辐射体包括弯折且依序连接的一第五段、一第六段与一第七段，而呈开口背向第一辐射体的一U型结构，第五段与第六段交会于该接地端，第六段位于第二段的末端旁，末端远离第三段。
在本发明的一实施例中，上述的第六段与第二段的末端之间的距离介于0.5毫米至2毫米之间。
在本发明的一实施例中，上述的接地辐射体的延伸方向平行于第二段与第三段的延伸方向。
本发明的一种电子装置，包括一壳体、一风扇、一第一散热件、一第二散热件、至少一第一导通件、上述的天线模块及一第二导通件。壳体包括一散热口。风扇设置于壳体内，且包括一第一表面、相对第一表面的一第二表面及位于第一表面与第二表面之间的一风口，风口对应于散热口设置。第一散热件从风扇的第一表面往散热口延伸。第二散热件从风扇的第二表面往散热口延伸。至少一第一导通件设置在远离散热口处，且连接第一散热件及第二散热件。天线模块设置于壳体内且靠近散热口。第二导通件连接天线模块与第一散热件，天线模块、第二导通件、第一散热件、至少一第一导通件与第二散热件形成一回路。
在本发明的一实施例中，上述的壳体的材质为导体，第二散热件连接于壳体。
在本发明的一实施例中，上述的电子装置还包括一屏幕及一第三导通件。屏幕外露于壳体。第三导通件连接第二导通件与屏幕。
在本发明的一实施例中，上述的第二导通件位于第一散热件与第二散热件之间的空间之外，风扇所吹出的风由风口经过第一散热件与第二散热件之间的空间及散热口离开壳体。
在本发明的一实施例中，上述的至少一第一导通件包括多个第一导通件，风扇包括位于第一表面与第二表面之间且相邻的一第三表面与一第四表面，这些第一导通件设置于第三表面与第四表面。
基于上述，本发明的天线模块的第一辐射体包括连接的第一段及第二段，第二辐射体的第三段从第一段与第二段的交会处往相反于第二段延伸方向的方向延伸，第三辐射体设置在第一辐射体旁且远离第二辐射体。接地辐射体设置在第一辐射体、第二辐射体及第三辐射体的一侧，第二辐射体的第四段连接第三段与接地辐射体，且第三辐射体连接于接地端。本发明的天线模块通过上述设计，可激发第一频段与第二频段且具有良好的效能。此外，本发明的电子装置的第一散热件从风扇的第一表面往散热口延伸，第二散热件从风扇的第二表面往散热口延伸。第一导通件设置在远离散热口处，且连接第一散热件及第二散热件。第二导通件连接天线模块与第一散热件。因此，天线模块的接地辐射体、第二导通件、第一散热件、第一导通件与第二散热件形成回路，而具有良好下地的效果。并且，上述下地路径避开风口与散热口之间的空间，而使得电子装置具有良好的散热效果。
附图说明
图1是依照本发明的一实施例的一种天线模块的示意图。
图2是依照本发明的一实施例的一种电子装置的内部的局部俯视示意图。
图3是图2的电子装置的局部剖面示意图。
图4是图1的天线模块的频率-VSWR的关系图。
图5是图1的天线模块的频率-天线效率的关系图。
附图标记如下：
A1～A5、B1～B4、G1～G4:位置
D:距离
L1:长度
L2、L3:宽度
S:空间
X、Y、Z:坐标
10:电子装置
20:壳体
22:散热口
30:风扇
31:第一表面
32:第二表面
33:第三表面
34:第四表面
35:风口
40:第一散热件
42:孔洞
50:第二散热件
60:第一导通件
70:第二导通件
75:第三导通件
80:屏幕
85:玻璃
95:支架
100:天线模块
110:第一辐射体
112:第一段
114:第二段
120:第二辐射体
122:第三段
124:第四段
130:第三辐射体
132:第五段
134:第六段
136:第七段
140:接地辐射体
150:U型凹槽
160:同轴传输线
具体实施方式
图1是依照本发明的一实施例的一种天线模块的示意图。请参阅图1，本实施例的天线模块100包括一第一辐射体110(位置A1～A3)、一第二辐射体120(位置A4～A5、A4～G2)、一第三辐射体130(位置B1～B4)及一接地辐射体140(位置G1～G4)。
具体地说，第一辐射体110(位置A1～A3)包括一第一段112(位置A1～A2)及一第二段114(位置A2～A3)，第一段112连接第二段114且第一段112的延伸方向与第二段114的延伸方向非平行。第一段112包括一馈入端(位置A1)，第一辐射体110激发一第一频段。在本实施例中，第一频段例如为WiFi 5G的频段。
第二辐射体120(位置A4～A5、A4～G2)包括一第三段122(位置A2、A4、A5)及一第四段124(位置A4～G2)。第三段122(位置A2、A4、A5)从第一段112及第二段114的交会处，也就是位置A2处，往相反于第二段114(位置A2～A3)延伸方向的方向延伸。
第三段122激发一第二频段。在本实施例中，第二频段例如为WiFi 2.4G的频段。此外，在本实施例中，第三段122(位置A4～A5)的长度或宽度可被调整，以调整WiFi 2.4GHz的天线共振频率点位置。
第三辐射体130(位置B1～B4)设置在第一辐射体110旁且远离第二辐射体120。第三辐射体130(位置B1～B4)包括弯折且依序连接的一第五段132(位置B4～B1)、一第六段134(位置B1～B2)与一第七段136(位置B2～B3)，而呈开口背向第一辐射体110的一U型结构。
在本实施例中，第一辐射体110的第二段114具有远离第三段122的末端(位置A3)，而第六段134(位置B1～B2)位于第二段114(位置A2～A3)的末端(位置A3)旁。第六段134(位置B2)与第二段114的末端(位置A3)之间的距离D介于0.5毫米至2毫米之间，例如是1毫米。
第三辐射体130(位置B1～B4)的长度或宽度，特别是第六段134(位置B1～B2)的长度或宽度，可被调整，以调整WiFi 5GHz的天线共振频率点位置。
接地辐射体140(位置G1～G4)设置在第一辐射体110(位置A1～A3)、第二辐射体120(位置A2、A4、A5、A4～G2)及第三辐射体130(位置B1～B4)的一侧。接地辐射体140(位置G1～G4)的延伸方向平行于第二段114(位置A2～A3)与第三段122(位置A2、A4、A5)的延伸方向。第二辐射体120的第四段124连接第三段122在位置A4的部位与接地辐射体140在位置G2的部位。
接地辐射体140(位置G1～G4)包括一接地端(位置G1)。第三辐射体130连接于接地端(位置G1)。具体地说，第三辐射体130的第五段132、第六段134在位置B1处交会于接地端(位置G1)。
在本实施例中，天线模块100的馈入端(位置A1)连接至一同轴传输线160的正端，而通过同轴传输线160连接至射频信号源(未示出)，接地端(位置G1)连接至同轴传输线160的负端，而通过同轴传输线160连接至系统接地面(未示出)。
由图1可见，一U型凹槽150形成于第一辐射体110(位置A1～A3)、第三辐射体130的第六段134(位置B1～B2)、接地辐射体140在位置G1～G2的部位与第四段124(位置A4～G2)之间。U型槽缝可调整或控制WiFi 2.4GHz和WiFi 5GHz的阻抗匹配。
因此，本实施例的天线模块100通过低频WiFi 2.4GHz的PIFA图腾(第一辐射体110)和高频WiFi 5GHz的开回路图腾(第二辐射体120与第三辐射体130)的结合，产生良好的WiFi双频天线特性。
另外，本实施例的天线模块100的尺寸相当小，可配置在长度L1例如是40毫米，宽度L2例如是7.25毫米的基板上。接地辐射体140的宽度L3约为1.5毫米。因此，本实施例的天线模块100可应用于窄边框的平板电脑。
图2是依照本发明的一实施例的一种电子装置的内部的局部俯视示意图。图3是图2的电子装置10的局部剖面示意图。请参阅图2与图3，本实施例的电子装置10例如是平板电脑，但不以此为限制。电子装置10包括一壳体20(如图3所示)、一风扇30、一第一散热件40、一第二散热件50(如图3所示)、至少一第一导通件60、图1的天线模块100及一第二导通件70。要说明的是，图2主要是要描述元件之间的位置关系，天线模块100的细部特征请见图1。
由图3可见，壳体20包括一散热口22。风扇30设置于壳体20内，且风扇30包括一第一表面31(上表面)、相对于第一表面31的一第二表面32(下表面)及位于第一表面31与第二表面32之间的一风口35。风扇30的风口35对应于壳体20的散热口22设置。
第一散热件40贴附于风扇30的第一表面31(上表面)，且从风扇30的第一表面31往散热口22延伸。由图2可见，第一散热件40具有一孔洞42，外露出风扇30的扇叶。
此外，由图3可见，第二散热件50贴附于风扇30的第二表面32(下表面)，且从风扇30的第二表面32往散热口22延伸。第一散热件40与第二散热件50例如是铜箔，但不以此为限制。
由图3可见，至少一第一导通件60设置在远离散热口22处，且连接第一散热件40及第二散热件50。在本实施例中，第一导通件60的数量为多个。由图2可见，风扇30包括位于第一表面31与第二表面32之间，且相邻的一第三表面33(侧面)与一第四表面34(图2的另一侧面)。这些第一导通件60设置于第三表面33与第四表面34上，而连接位于上方与下方的第一散热件40及第二散热件50。此外，在本实施例中，壳体20的材质为导体，第二散热件50连接于壳体20。
由图3可见，天线模块100设置于壳体20内且靠近散热口22处。在本实施例中，天线模块100设置在支架95上，支架95的材质为绝缘，例如是塑胶，支架95设置在散热口22的上方。第二导通件70连接天线模块100与第一散热件40。如图1所示，第二导通件70连接天线模块100的接地辐射体140。第二导通件70例如是铝箔，但不以此为限。
请回到图3，在本实施例中，天线模块100的接地辐射体140(标示于图1)会依序与第二导通件70、第一散热件40、第一导通件60、第二散热件50与壳体20形成回路，而达到完整的系统接地。
另外，在本实施例中，电子装置10还包括一屏幕80及一第三导通件75。第三导通件75例如是导电泡棉，但不以此为限制。屏幕80外露于壳体20，且被玻璃85覆盖。第三导通件75连接第二导通件70与屏幕80。因此，天线模块100的接地辐射体140(标示于图1)会依序与第二导通件70、第三导通件75与屏幕80的金属形成另一回路，而达到第二重接地的效果。
再者，由图3清楚可见，第二导通件70、第一导通件60位于第一散热件40与第二散热件50之间的空间S之外。具体地说，第二导通件70位于第一散热件40的上方，第一导通件60位于风扇30的第三表面33与第四表面34，而避开风口35所在的侧表面，以避免影响出风。
由于第一散热件40与第二散热件50之间的空间S并没有被元件所阻挡，风扇30所吹出的风由风口35经过第一散热件40与第二散热件50之间的空间S及散热口22离开壳体20。换句话说，天线模块100的接地路径不会影响到散热路径，而使电子装置10能具有良好的散热效果。
此外，上述的接地路径由于包括了第一散热件40与第二散热件50，接地路径中的其他元件还可帮助第一散热件40与第二散热件50降温，而进一步提升散热效果。
图4是图1的天线模块的频率-VSWR的关系图。请参阅图4，天线模块100在WiFi2.4GHz和WiFi 5GHz处的VSWR(电压驻波比)可在3以下，而具有良好的表现。
图5是图1的天线模块的频率-天线效率的关系图。请参阅图5，天线模块100在低频WiFi 2.4GHz的天线效率大于-4dBi，且高频WiFi 5GHz的天线效率大于-5dBi，均具有良好的表现。
综上所述，本发明的天线模块的第一辐射体包括弯折连接的第一段及第二段，第二辐射体的第三段从第一段与第二段的交会处往相反于第二段的延伸方向的方向延伸，第三辐射体设置在第一辐射体旁且远离第二辐射体。接地辐射体设置在第一辐射体、第二辐射体及第三辐射体的一侧，第二辐射体的第四段连接第三段与接地辐射体，且第三辐射体连接于接地端。本发明的天线模块通过上述设计，可激发第一频段与第二频段且具有良好的效能。此外，本发明的电子装置的第一散热件从风扇的第一表面往散热口延伸，第二散热件从风扇的第二表面往散热口延伸。第一导通件设置在远离散热口处，且连接第一散热件及第二散热件。第二导通件连接天线模块与第一散热件。因此，天线模块的接地辐射体、第二导通件、第一散热件、第一导通件与第二散热件形成回路，而具有良好下地的效果。并且，上述下地路径避开风口与散热口之间的空间，而使得电子装置具有良好的散热效果。

Claims (10)

1.一种天线模块，其特征在于，包括：
一第一辐射体，包括一第一段及一第二段，该第一段包括一馈入端，该第一辐射体激发一第一频段，该第一段连接该第二段且该第一段的延伸方向与该第二段的延伸方向非平行；
一第二辐射体，包括一第三段及一第四段，该第三段从该第一段与该第二段的交会处往相反于该第二段的该延伸方向的方向延伸，该第三段激发一第二频段；
一第三辐射体，设置在该第一辐射体旁且远离该第二辐射体；以及
一接地辐射体，设置在该第一辐射体、该第二辐射体及该第三辐射体的一侧，且包括一接地端，该第二辐射体的该第四段连接该第三段与该接地辐射体，且该第三辐射体连接于该接地端。
2.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，一U型凹槽形成于该第一辐射体、该第三辐射体、该接地辐射体与该第四段之间。
3.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，该第三辐射体包括弯折且依序连接的一第五段、一第六段与一第七段，而呈开口背向该第一辐射体的一U型结构，该第五段与该第六段交会于该接地端，该第六段位于该第二段的末端旁，该末端远离该第三段。
4.如权利要求3所述的天线模块，其特征在于，该第六段与该第二段的该末端之间的距离介于0.5毫米至2毫米之间。
5.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，该接地辐射体的延伸方向平行于该第二段与该第三段的延伸方向。
6.一种电子装置，其特征在于，包括：
一壳体，包括一散热口；
一风扇，设置于该壳体内，且包括一第一表面、相对该第一表面的一第二表面及位于该第一表面与该第二表面之间的一风口，该风口对应于该散热口设置；
一第一散热件，从该风扇的该第一表面往该散热口延伸；
一第二散热件，从该风扇的该第二表面往该散热口延伸；
至少一第一导通件，设置在远离该散热口处，且连接该第一散热件及该第二散热件；
一如权利要求1至5中任一项所述的天线模块，设置于该壳体内且靠近该散热口；以及
一第二导通件，连接该天线模块与该第一散热件，该天线模块的该接地辐射体、该第二导通件、该第一散热件、该至少一第一导通件与该第二散热件形成一回路。
7.如权利要求6所述的电子装置，其特征在于，该壳体的材质为导体，该第二散热件连接于该壳体。
8.如权利要求6所述的电子装置，其特征在于，还包括：
一屏幕，外露于该壳体；以及
一第三导通件，连接该第二导通件与该屏幕。
9.如权利要求6所述的电子装置，其特征在于，该第二导通件位于该第一散热件与该第二散热件之间的空间之外，该风扇所吹出的风由该风口经过该第一散热件与该第二散热件之间的该空间及该散热口离开该壳体。
10.如权利要求6所述的电子装置，其特征在于，该至少一第一导通件包括多个第一导通件，该风扇包括位于该第一表面与该第二表面之间且相邻的一第三表面与一第四表面，多个所述第一导通件设置于该第三表面与该第四表面。
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