TW201029264A - Electronic device and antenna module - Google Patents

Description

201029264 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種天線模組，特別是一種可縮小體 積並簡化結構設計之多頻天線模組。 【先前技術】 隨著無線傳輸技術的蓬勃發展，讓使用者可透過具 有無線傳輸功能之可攜式電子裝置，例如筆記型電腦、 ❿ 手機或ΡΕ)Α等，於任何時間地點進行網際網路連線，因 此帶給人們極大的便利性。一般在可攜式電子裝置内部 會裝設天線模組，藉由天線模組收發訊號以提供無線傳 輸功能。由於此類可攜式電子裝置以其便攜性為特點， 結構上朝向輕薄短小之設計發展，使得天線模組在設計 上勢必也要盡量縮小其體積；但在縮減天線模組體積的 同時’往往也降低了天線模組的接收效能。另一方面， 為使天線模組可因應不同系統所需之傳輸頻寬及效 ❹ 能’又必須考量天線模組各部件之對應結構設計，如此 將增加天線模組之結構複雜度而提高製造成本。因此如 何能兼顧天線模組之小型化及支援多頻傳輸之功能，實 為一重要課題。 【發明内容】 本發明之主要目的係在提供一種簡化結構設計並 支援多頻頻寬功能之天線模組。 4 201029264 子裝到上述之目的，本發明之天線模組係應用於電 點，以傳輪無線訊號。天線模組包括天線本體及饋入 鏤線本體為一矩形金屬片，天線本體形成鏤空部， 自天線本體之一侧向内延伸，藉由鏤空部可將天 線本體區隔為第—輻射部、第二輻射部及第三輻射部； 饋入點係連接饋線，用以饋入電性訊號至天線本體。藉 此，第一輻射部可形成第一電流路徑，第二輻射部可形 成第二電流路徑，且第二輻射部結合第三輻射部形成第 ❹ 二電流路徑，用以產生不同之操作頻段。其中鏤空部包 括一開口，開口係介於第—輻射部與第三輻射部之間。 其中鏤空部之形狀實質上近似於英文字「z」、「s」或阿 拉伯數字「2」。藉由鏤空部之形狀及其開口位置之對應 設計，使得本發明之天線模組可構鼓卿爾乂之天 線模組。 本發明之天線模組另一型式亦藉由鏤空部之形狀 及其開讀置之對應設計’彻鏤空部將天線本體區隔 φ 為第一輻射部、第二輻射部及突出部；藉此，第-輻射 部可形成第一電流路徑，且第一輻射部結合第 二輻射部 可形成第二電流路徑，用以產生不同之操作頻段。其中 鏤空部之開口係介於第二輻射部與突出部之間。藉此設 計，使得此型式之本發明之天線模組可構成支援WLAN 之天線模組。 本發明之電子裝置包括無線傳輸模組以及如前所 述之天線模組，且無線傳輪模組與天線模組電性連接。 藉由前述天線模組之配置，使得本發明之電子裝置具有 5 201029264 無線傳輸功能，且依據所搭配天線模組之不同以提供支 援WIMAX或WLAN之功能。 【實施方式】 為能讓貴審查委員能更瞭解本發明之技術内容， 特舉出較佳實施例說明如下。 以下請先參考圖1係本發明之天線模組丨第一實施 例之結構示意圖。本發明之天線模組丨可應用於電子裝 置以傳輸無線訊號。如圖1所示，本發明之天線模組i包 括天線本體10及饋入點20，天線本體1〇為一矩形金屬 片，天線本體10形成鏤空部11,鏤空部n自天線本體1〇 之一側向内延伸，且鏤空部1丨包括開口 1U。藉由鏤空 11可將天線本體10區隔為第一輕射部12、第二輻射部 13及第三輻射部14，且鏤空部丨丨之開口 η1係介於第一 輻射部12與第三輻射部14之間。在本實施例中，鏤空部 11之形狀實質上近似於阿拉伯數字「2」，亦即開口 ill 連接於「2」之筆劃最前端部位。 本發明之天線模組1之饋入點2〇係連接饋線3〇，透 過饋線30用以饋入電性訊號至天線本體1〇。饋線3〇可使 用一同軸瘦線，但本發明不以此為限。在本實施例中， 饋入點20係設置於第一輻射部12及第二輻射部13之 間。此外，本發明之天線模組i更包括接地元件4〇，係 電性連接於天線本體10，以提供接地功能。在本實施例 中’天線本體可透過饋線30與接地元件40相連接，但 亦可直接將接地元件40連接於天線本體1〇，不以本實施 6 201029264 ，為限。其中接地元件4G可為電子㈣之鮮 或可撓性金屬材料(例如：。子裝置之㈣、金屬板 準點莫組1之設計，以饋入點2〇為基 部η可;rr=f第一輕射部12時’於第-輻射 性訊u:可形成第二電流路徑；且當電 旺巩號饋入經第二輻射部 田冤 二輪射部13m- J 第二1^部時，結合第 及第二輻射部14可形成第三電流路徑， 作頻段H述天線模組1之結構 Ϊ::Γ12可共振出5GHz左右的頻段，第二輕射部13 了，、振出3GHZ左右的頻段，而第二輻射部13結合 ^1。4财共振出2GHz左右的頻段，以達到多頻天^ 又如圖1所示，本發明之天線模組丨對於前述所採 不同形狀之鏤空部n，可因應調整鏤空部n之寬度或曲 度’而使得第-輻射部12、第二輕射部13與第三轉射 14亦隨之調整。由於各輻射部於外形、寬度或長度之^ 化將改變天線之特性，因此設計者可藉由調整鏤空部U 以配合調整各輻射體11，即可改變本發明之天線模組i 之操作頻段，以符合設計之需要，不以本實施例為限。 此外，藉由改變饋入點20之位置，將會影響到本發明之 天線模組1於前述所形成之第一電流路徑、第二電流路 徑或第三電流路徑之長度’亦可達到調整各輻射部之操 作頻段之效果。 ' 201029264 請參考圖2係本發明之天線模組1第一實施例之電 壓駐波比（voltage standing ware ratio，VSWR)量測結 果圖。如圖2所示，本發明之天線模組1藉由上述之結構 設計，在2.3GHz至3.7GHz左右之頻段，所量測出來的 VSWR值均小於2.5，且在5.15GHz至5.85GHz左右之頻 段，所量測出來的VSWR值近似於或小於3,因此本發明 之天線模組1可達到不錯之傳輸效果。 請參考圖3係本發明之天線模組1第一實施例之增 益值（gain)量測結果表。如圖3所示，本發明之天線模 組1針對目前常用之頻段，量測在2.3GHz至2.7GHz左 右、在3.3GHz至3.8GHz左右以及在5.15GHz至5.85GHz 左右頻段之gain值，透過量測結果可發現大部分所測得 之gain值可大於-4 ’顯示本發明之天線模組丨可達到不錯 之效能。 以下請一併參考圖4至圖6。圖4係本發明之天線 模組1第一實施例於2.4GHz之輻射場形圖。圖5係本 發明之天線模組1第一實施例於3.7GHz之輻射場形 圖。圖6係本發明之天線模組丨第一實施例於515〇Ηζ 之輻射場形圖。惟需注意的是，圖4至圖6之各輕斯 形圓係以角度每3。度為單位量測_;所取 加以繪製，因此各角度單位間之圖形以直線來顯示，但 實際上若以每1度為單位量測所取得之數據繪製應可形 成圓滑曲線，在此說明。如圖5至圖7所示，本發明之 天線模組1於2.4GHz及5.15GHz雖然有某個角度所測 得之gain值較不理想，但在大部分之角度均可量得不錯 029264 gain值’使得本發明之天線模組i具備近似於一全向 i天線之效果。 _ 锖參考圖7係本發明之天線模組1第一實施例之另 用狀態示意圖。為了因應現行電子裝置輕薄短小的 十趨勢，本發明之天線模組1可透過一彎折設計來縮 &所你體積大小，以便於節省電子裝置内部可供利用 名 <間。如圖7所示，在本實施例中，本發明之天線模 >係、針對天線本體10之適當位置虛擬一彎折線S,使得 、天線模組1最上端之第三輻射部可沿著彎折線以形 ，—彎折結構，藉由此彎折結構使得第二輻射部13與第 二輕射部14係保持一實質上9〇度之彎折角度相連接，以 縮減本發明之天線模組1之尺寸。惟需注意的是，本發 明之第三輻射部14所形成之彎折結構並不以具有實質 上90度之彎折角度為限。 請一併參考圖8(a)、（b)。圖8(a)係本發明之天線模 組1a第二實施例之結構示意圖。圖8(b)係本發明之天線 模組lb第三實施例之結構示意圖。如圖8(a)所示’本發 明之天線模組la係採用近似於英文字「Z」之鐘空部lla 形狀設計’將天線本體l〇a區隔為第一輻射部12a、第二 輻射部13a及第三輻射部14a，亦可達到類似前述第一實 施例之多頻天線效果。又如圖8(b)所示，本發明之天線 模組lb係採用近似於英文字「s」之鏤空部^形狀設 計，雖然整體構造與前述實施例恰為相反，但鐘空部llb 亦將天線本體l〇b區隔為三輻射部121)、1313及1413，同樣 玎達到類似之多頻天線效果。 201029264 請參考圖9係本發明之天線模組lc第四實施例之結 構示意圖。本實施例係為前述實施例之變化型式’差異 處在於鎮空部11c之開口 111c位置不同。如圖9所示’本 發明之天線模組lc包括天線本體10c及饋入點20c’天線 本體l〇c為矩形金屬片，天線本體i〇c形成鏤空部11c’鏤 空部11c自天線本體i〇c之一侧向内延伸，且鏤空部11c 包括開口 111c。藉由鏤空部11c可將天線本體10c區隔為 第一輻射部12c、第二輻射部13c及突出部14c。其中鏤空 部11c之開口 lllc係介於第二輻射部13c與突出部14c之 間。在本實施例中，鏤空部丨丨之形狀實質上近似於阿拉 伯數字「2」，亦即開口 111連接於「2」之筆劃最末端部 位。 藉由本發明之天線模組1C之設計，以饋入點20C為 基準點，當電性訊號饋入至第一輻射部12c時’於第一 輻射部12c可形成第一電流路徑；且當電性訊號饋入經 第一輻射部12c至第二輻射部13c時，結合第一輻射部12e 及第二輻射部13c可形成第二電流路徑，以產生不同之 操作頻段。藉由上述天線模組lc之結構設計’第一輻射 部12c可共振出5GHz左右的頻段，而第一輻射部12(：結合 第二輻射部13c則可共振出2GHz左右的頻段，以達到雙 頻天線的效果。此外本發明之天線模組lc之鏤空部11c 形狀亦可採用近似於英文字「S」或「Z」之設計，亦可 達到類似之雙頻天線效果，不以本實施例為限。 請參考圖10係本發明之天線模組lc第四實施例之 增益值量測結果表。如圖10所示’本發明之天線模組lc 201029264 針對目前常用之頻段，量測在2.4GHz至2.5GHz左右以及 在5.15GHz至5.85GHz左右頻段之gain值，透過量測結果 可發現大部分所測得之gain值可大於·4，顯示本發明之 天線模組lc可達到不錯之效能。 請參考圖11關於本發明之電子裝置60之系統方塊 圖。在本發明之一實施例中，電子裝置60可為筆記型 電腦、手機等行動裝置，但本發明並不以此為限。如圖 11所示’本發明之電子裝置60包括天線模組1及無線 訊號模組61。電子裝置60可利用饋線（圖未示)饋入到 天線模組1並與無線訊號模組61電性連接，以藉由無 線訊號模組61來處理天線模組1之訊號，例如發射或 接收訊號。如此，電子裝置60即可以藉由天線模組！ 接收或者傳送無線訊號到其他裝置（圖未示），以達到 無線通訊的目的。需注意的是，電子裝置60並不以具 有天線模組1為限。本發明亦可依照需求，以本發明之 天線模組la至天線模組ic其中任一種天線取代天線模 組1 ’以接收或者傳送不同頻段之無線訊號。 综上所陳’本發明無論就目的、手段及功效，在在 均顯示其迥異於習知技術之特徵，為一大突破，懇請 貴審查委員明察’早曰賜准專利’俾嘉惠社會，實感德 便。惟須注意，上述實施例僅為例示性說明本發明之原 理及其功效，而非用於限制本發明之範圍。任何熟於此 項技藝之人士均可在不違背本發明之技術原理及精神 下，對實施例作修改與變化。本發明之權利保護範圍應 如後述之申請專利範圍所述。 11 201029264 【圖式簡單說明】 圖1係本發明之天線模組第一實施例之結構示意圖。 圖2係本發明之天線模組第一實施例之電壓駐波比量測 結果圖。 圖3係本發明之天線模組第一實施例之增益值量測結果 表0 圖4係本發明之天線模組第一實施例於2.4GHz之輻射場 形圖。 圖5係本發明之天線模組第一實施例於3.7GHz之輻射場 形圖。 圖6係本發明之天線模組第一實施例於5.15GHz之轉射 場形圖。 圖7係本發明之天線模組第一實施例之另一使用狀態示 意圖。 圖8(a)係本發明之天線模組第二實施例之結構示意圖。 圖8 (b)係本發明之天線模組第三實施例之結構示意圖。 圖9係本發明之天線模組第四實施例之結構示意圖。 圖10係本發明之天線模組第四實施例之增益值量蜊結 果表。 圖11關於本發明之電子裝置之系統方塊圖。 【主要元件符號說明】 天線模組1、la、lb、lc 天線本體 10、10a、10b、10c 12 201029264

鏤空部 11、lla、lib、lie 開口 111、111a、111b、111c 第一輻射部 12、12a、12b、12c 第二輻射部 13、13a、13b、13c 第三輻射部14、14a、14b 突出部14c 饋入點20、20c 饋線30 接地元件40 電子裝置60 無線傳輸模組61 彎折線S 13

Claims (1)

1. 201029264 七、申請專利範圍： 1. 一種天線模組，係應用於一電子裝置以傳輸無線訊號， 該天線模組包括： 一天線本體，係為一矩形金屬片，該天線本體形成一鏤 空部，該鏤空部自該天線本體之一側向内延伸，藉由該 鏤空部可將該天線本體區隔為一第一輻射部、一第二輻 射部及一第三輻射部；以及 一饋入點，係連接於一饋線，用以饋入一電性訊號至該 赢 天線本體； 藉此，該第一輻射部可形成一第一電流路徑，該第二輻 射部可形成一第二電流路徑，且該第二輻射部結合該第 三輻射部形成一第三電流路徑，用以產生不同之操作頻 段。 2. 如申請專利範圍第1項所述之天線模組，其中該鏤空部 包括一開口，該開口係介於該第一輻射部與該第三輻射 部之間。 φ 3.如申請專利範圍第2項所述之天線模組，其中該鏤空部 之形狀實質上近似於一英文字「Z」、一英文字「S」或 一阿拉伯數字「2」。 4·如申請專利範圍第3項所述之天線模組，其中該第三輻 射部係形成一彎折結構。 5.如申請專利範圍第3項所述之天線模組，其中藉由改變 該鏤空部之寬度或曲率，用以調整各該輻射部之操作頻 段。 14 201029264 6. 如申請專利範圍第3項所述之天線模組，其中藉由改變 該饋入點之位置，用以調整各該輻射部之操作頻段。 7. 如申請專利範圍第1項所述之天線模組，更包括一接地 元件，係電性連接於該天線本體，以提供接地功能。 8. —種電子裝置，係具有無線傳輸功能，該電子裝置包括 一無線傳輸模組以及一天線模組，該無線傳輸模組與該 天線模組電性連接，該天線模組包括： 一天線本體，係為一矩形金屬片，該天線本體形成一縷 空部，該鏤空部自該天線本體之一侧向内延伸，藉由該 鏤空部可將該天線本體區隔為一第一輻射部、一第二輻 射部及一第三輻射部；以及 一饋入點，係連接於一饋線，用以饋入一電性訊號至該 天線本體； 藉此，該第一輻射部可形成一第一電流路徑，該第二輻 射部可形成一第二電流路徑，且該第二輻射部結合該第 三輻射部形成一第三電流路徑，用以產生不同之操作頻 段。 9. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該鏤空部 包括一開口，該開口係介於該第一輻射部與該第三輻射 部之間。 10. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中該鏤空部 之形狀實質上近似於一英文字「Z」、一英文字「S」或 一阿拉伯數字「2」。 11. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中該第三輻 射部係形成一彎折結構。 15 201029264 12·如申請專利範_1G顿述之電子聚 該鏤空部> t ~置，其中藉由改變 段。卩之寬度或曲率，用以輕細_部之操作頻 ==Γ10顿ί:電子聚置，其中藉由改變 14·如申請專用 部之操作頻段。 _明專利範圍第8項所述之電子裝置，

   15，係電性連接於該天線本體，以提供接=能接地 該天==括係應用於一電子裝置以傳輸無線訊號’ 办，線本體，係為一矩形金屬片，該天線本體形成一鏤 二j，該鏤空部自該天線本體之一侧向内延伸，藉由該 鏤空部可將該天線本體區隔為一第—輻射部、一第二輻 射部及一突出部；以及 一饋入點，係連接於一饋線，用以饋入一電性訊號至該 天線本體； 藉此，該第一輕射部可形成一第一電流路徑，且該第一 輻射部結合該第二輻射部玎形成一第二電流路徑，用以 產生不同之操作頻段。 16.如申請專利範圍第15項所述之天線模組，其中該鏤空部 包括一開口，該開口係介於該第二輻射部與該突出部之 間。 π.如申請專利範圍第16項所述之天線模組，其中該鏤空部 之形狀實質上近似於一英文字「Z」、一英文字「S」或 一阿拉伯數字「2」。 201029264 18. 如申請專利範圍第17項所述之天線模組，其中該第二輻 射部係形成一彎折結構。 19. 如申請專利範圍第17項所述之天線模組，其中藉由改變 該鏤空部之形狀或曲度，用以調整各該輻射部之操作頻 段。 20. 如申請專利範圍第17項所述之天線模組，其中藉由改變 該饋入點之位置，用以調整各該輻射部之操作頻段。 21. 如申請專利範圍第15項所述之天線模組，更包括一接地 元件，係電性連接於該天線本體，以提供接地功能。 22. —種電子裝置，係具有無線傳輸功能，該電子裝置包括 一無線傳輸模組以及一天線模組，該無線傳輸模組與該 天線模組電性連接，該天線模組包括： 一天線本體，係為一矩形金屬片，該天線本體形成一鏤 空部，該鏤空部自該天線本體之一侧向内延伸，藉由該 鏤空部可將該天線本體區隔為一第一輻射部、一第二輻 射部及一突出部；以及 一饋入點，係連接於一饋線，用以饋入一電性訊號至該 天線本體； 藉此，該第一輻射部可形成一第一電流路徑，且該第一 輻射部結合該第二輻射部可形成一第二電流路徑，用以 產生不同之操作頻段。 23. 如申請專利範圍第22項所述之電子裝置，其中該鏤空部 包括一開口，該開口係介於該第二輻射部與該突出部之 間。 17 201029264 24. 如申請專利範圍第23項所述之電子裝置，其中該鏤空部 之形狀實質上近似於一英文字「Z」、一英文字「S」或 一阿拉伯數字「2」。 25. 如申請專利範圍第24項所述之電子裝置，其中該第二輻 射部係形成一彎折結構。 26. 如申請專利範圍第24項所述之電子裝置，其中藉由改變 該鏤空部之形狀或曲度，用以調整各該輻射部之操作頻 段。 φ 27.如申請專利範圍第24項所述之電子裝置，其中藉由改變 該饋入點之位置，用以調整各該輻射部之操作頻段。 28.如申請專利範圍第22項所述之電子裝置，更包括一接地 元件，係電性連接於該天線本體，以提供接地功能。