TW201714350A - 天線模組 - Google Patents

Abstract

本案揭示一種天線模組，適用於可攜式電子裝置。天線模組包括散熱元件、第一天線以及第二天線。散熱元件接觸於可攜式電子裝置的至少一熱源以對其散熱。第一天線與第二天線配置在散熱元件的不同側。散熱元件具有溝槽，且溝槽具有至少一彎折。第一天線與第二天線的至少其中之一在散熱元件的投影面上的正投影，部分重疊於溝槽在投影面上的正投影。

Description

天線模組

本案是有關於一種天線模組，且特別是有關於一種可攜式電子裝置的天線模組。

由於無線通訊訊號品質、可靠度與傳輸速度需求的不斷提升，導致了多天線系統，例如：場型切換天線（Pattern Switchable or Beam-Steering Antenna）系統或者多輸入多輸出天線（Multi-input Multi-output Antenna, MIMO）系統技術的發展。舉例說明，目前MIMO天線技術已能成功應用於產品當中，例如：筆記型電腦、手持式通訊裝置或者無線橋接器（Wireless Access Point）等產品。

使用多輸入多輸出（MIMO）天線系統是為了解決天線多重路徑衰減的問題，但由於目前市面上無線產品為了輕巧易於攜帶，體積也趨向愈來愈小，這將使得天線與天線過於接近，造成天線之間的隔離度（Isolation）降低，使得基頻信號處理困難、傳輸速度變低，也會造成天線之間的破壞性的干涉使得增益降低。

本案提供一種天線模組，適用於可攜式電子裝置。天線模組包括散熱元件、第一天線以及第二天線。散熱元件接觸可攜式電子裝置的至少一熱源。第一天線配置在散熱元件的一側，第二天線配置在散熱元件的另一側。散熱元件具有溝槽，且溝槽具有至少一彎折。第一天線與第二天線的至少其中之一在散熱元件的投影面上的正投影，部分重疊於溝槽在所述投影面上的正投影。

基於上述，天線模組藉由將其第一天線與第二天線配置在散熱元件上，因此讓天線得以遠離可攜式電子裝置內的電路板。同時，散熱元件上形成具有至少一彎折的溝槽，且讓第一天線與第二天線的其中之一與溝槽的正投影部分重疊，因此能在兩天線之間形成電磁屏障，據以提高天線之間的隔離度。

為讓本案的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依據本案第一實施例的一種天線模組的應用示意圖，以顯示天線模組在可攜式電子裝置內的局部狀態。圖2是圖1的天線模組的俯視圖。請同時參考圖1與圖2，在本實施例中，天線模組100適用於可攜式電子裝置之至少一熱源20，而天線模組100包括第一天線110、第二天線120以及散熱元件130。在此，可攜式電子裝置之熱源20例如是設置於筆記型電腦內的處理器（或顯示晶片），然本實施例並未對此設限。散熱元件130例如是金屬箔片或鰭片結構，其接觸於熱源20以能對其進行散熱。

第一天線110與第二天線120是具有同頻帶（band）的多輸入多輸出（Multi-input Multi-output, MIMO）天線，於一實施例中，第一天線110與第二天線120同是ISM（Industrial Scientific Medical）頻帶的MIMO天線，其中第一天線110以其連接部112搭接於散熱元件130的一側，而第二天線120以其連接部122搭接於散熱元件130的另一側，且由於散熱元件130具有導電性，因此可提供第一天線110與第二天線120接地之用。在此，連接部112、122例如是具有導電性的箔片或彈片。

在本實施例中，天線模組100還包括構件150，散熱元件130適於配置在構件150上而熱接觸於熱源20，在此，構件150可為另一散熱元件（即前述金屬箔片或散熱鰭片結構），且在散熱元件130與構件150間還存在間隙160。在本實施例中，間隙160可填充以導電介質（如可導電的導熱膠或導電泡棉）。

圖3是依據本案第二實施例的一種天線模組的應用示意圖。在本實施例中，構件650為印刷電路板（如筆記型電腦內的主機板），而散熱元件130則是直接接觸配置在印刷電路板上的處理器或顯示晶片（即熱源30），此時散熱元件130與構件650之間則保持氣隙（air gap）660。據此，由於天線無須設置於主機板上，便能因此提高其他電子元件在主機板的空間利用率。

請再參考圖1與圖2，散熱元件130具有至少一溝槽140，而溝槽140具有至少一彎折，且第一天線110與第二天線120的至少其中之一在散熱元件130的投影面P1上的正投影，部分重疊於溝槽140在投影面P1上的正投影。如圖2所示，第二天線120在投影面P1上的正投影是與溝槽140的第一段S1完全重疊，而第一天線110則是在投影面P1上的正投影是與溝槽140的第一段S1部分重疊。在此，所述投影面P1為散熱元件130之主表面的法平面，而溝槽的第一段S1位於投影面P1上。據此，藉由在散熱元件130形成溝槽140，而能有效地提高第一天線110與第二天線120的隔離度。在其他實施例中，亦可藉由適當配置而讓第一天線與第二天線的至少其中之一的正投影與第二段S2的正投影重疊。

在一實施例中，第一天線110與第二天線120的相對距離小於1λ，其中λ為第一天線110與第二天線120的共振頻段（如2.4GHz）的波長，因此方藉由溝槽140的存在，而使其對第一天線110與第二天線120所產生電磁波因電磁效應而產生足夠的擾動性，以提高天線間的隔離度與通訊品質，其中溝槽140的長度（第一段S1與第二段S2之和）為0.2λ至0.4λ。換句話說，也因溝槽140能形成電容負載，其所產生的電場擾動可供第一天線110與第二天線120共用，以藉此減小兩者的共振長度，亦即相當於能減少其所佔體積（空間），而讓第一天線110與第二天線120更能適用於較小的空間。如此一來，本實施例的可攜式電子裝置便能朝向更加輕薄短小的外觀設計邁進。

圖4繪示本案之天線模組與現有天線模組的隔離度比較圖，其中曲線T1為本實施例之天線模組，而曲線T2則是習知天線模組。請參考圖4，如前所述，天線模組100經由配置在散熱元件130上並以前述溝槽140作為電磁波隔離元件，而使第一天線110與第二天線120的隔離度得以小於-15（dB）或-20（dB），甚在所需頻段，如2.4GHz至2.6GHz或5GHz至5.6GHz處則更明顯產生較佳隔離度的效果。以本實施例的多輸入多輸出（MIMO）天線為例，其中較佳的是每個天線之間能保持小於-30（dB）的隔離度。

以下分述本案不同實施例中關於散熱元件與第一天線、第二天線的不同配置方式，其同樣能達到上述隔離度之效果。

圖5與圖6分別繪示本案第三、第四實施例的天線模組的俯視圖。請參考圖5、圖6並對照圖2，與前述實施例不同的是，圖2的實施例所示溝槽140的相對兩端（第一端142，第二端144）均為開放狀態，且其中第一端142的開放位置位於第一天線110的連接部112與散熱元件130的搭接處，亦即可視為溝槽140是在第一端142與第一天線110產生交會的狀態，而溝槽140的第二端144則是位於散熱元件130背對第一天線110與第二天線120處。相對地，圖5的實施例則是使散熱元件230的溝槽240的第二端244處於封閉狀態，而圖6所示實施例則是使散熱元件330的溝槽340的第一端342處於封閉狀態。

圖7繪示本案第五實施例的一種天線模組的俯視圖。請參考圖7並對照圖2，與前述實施例不同的是，圖2所示實施例中，溝槽140僅具一彎折，第一天線110與第二天線120位於散熱元件130的相對側；而在圖7中，第一天線110與第二天線120則位在散熱元件430的相鄰側，因而設置在散熱元件430上的溝槽440具有兩個彎折，藉此增加天線之間的隔離度以克服天線彼此移近所可能造成電磁波的相互干擾。

圖8繪示本案第六實施例的一種天線模組的俯視圖。請參考圖8並對照圖2、圖7，在圖2所示實施例中，散熱元件藉由溝槽而區分為不同的區域A1、A2，而第一天線110與第二天線120搭接在散熱元件130的同一區域A2，類似地，圖7所示實施例的散熱元件也因溝槽440而區分為不同區域A3、A4，其中第一天線110與第二天線120是搭接在同一區域A3。反觀圖8，散熱元件530因溝槽540而區分為不同區域A5、A6，而第一天線110配置於區域A5，第二天線配置於區域A6。再者，本實施例中溝槽的第一端542與第二端544均為開放端，且第一端542的開放處能被視為與第一天線110產生交會的狀態。

綜上所述，在本案的上述實施例中，天線模組藉由將多輸入多輸出（MIMO）天線的第一天線與第二天線分別搭接於散熱元件上，使天線無須設置於可攜式電子裝置的電路板，亦即能因此提高電路板上電子元件的空間利用率。同時，散熱元件具有導電性，因此除提供接地效果外，也由於在散熱元件上形成溝槽，而據以能在天線之間產生電磁屏蔽效應，以增加天線之間的隔離度。所述溝槽、第一天線與第二天線可隨需求而具有不同的配置方式，以使天線模組能在ISM頻段處具有較佳的隔離度。

雖然本案已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本案之內容，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本案的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本案的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

20、30‧‧‧熱源
100‧‧‧天線模組
110‧‧‧第一天線
112‧‧‧連接部
120‧‧‧第二天線
122‧‧‧連接部
130、230、330、430、530‧‧‧散熱元件
140、240、340、440、540‧‧‧溝槽
142、342、442、542‧‧‧第一端
144、244‧‧‧第二端
150、650‧‧‧構件
160‧‧‧間隙
660‧‧‧氣隙
A1、A2、A3、A4、A5、A6‧‧‧區域
P1‧‧‧投影面
S1‧‧‧第一段
S2‧‧‧第二段
T1、T2‧‧‧曲線

圖1是依據本案第一實施例的一種天線模組的應用示意圖。 圖2是圖1的天線模組的俯視圖。 圖3是依據本案第二實施例的一種天線模組的應用示意圖。 圖4繪示本案之天線模組與現有天線模組的隔離度比較圖。 圖5與圖6分別繪示本案第三、第四實施例的天線模組的俯視圖。 圖7繪示本案第五實施例的一種天線模組的俯視圖。 圖8繪示本案第六實施例的一種天線模組的俯視圖。

100‧‧‧天線模組

110‧‧‧第一天線

112、122‧‧‧連接部

120‧‧‧第二天線

130‧‧‧散熱元件

140‧‧‧溝槽

142‧‧‧第一端

144‧‧‧第二端

A1、A2‧‧‧區域

P1‧‧‧投影面

S1‧‧‧第一段

S2‧‧‧第二段

Claims (11)

1. 一種天線模組，適用於一可攜式電子裝置，該天線模組包括： 一散熱元件，接觸該可攜式電子裝置的至少一熱源； 一第一天線，配置在該散熱元件的一側；以及 一第二天線，配置在該散熱元件的另一側，其中該散熱元件具有至少一溝槽，該溝槽具有至少一彎折，且該第一天線與該第二天線的至少其中之一在該散熱元件的一投影面上的正投影，部分重疊於該溝槽在該投影面上的正投影。
2. 如申請專利範圍第1項所述的天線模組，其中該散熱元件具有導電性。
3. 如申請專利範圍第1項所述的天線模組，其中該第一天線與該第二天線的相對距離小於1λ，而λ為該第一天線與該第二天線的共振頻段的波長。
4. 如申請專利範圍第1項所述的天線模組，其中該溝槽的長度為0.2λ至0.4λ，而λ為該第一天線與該第二天線的共振頻段的波長。
5. 如申請專利範圍第1項所述的天線模組，其中該第一天線與該第二天線在該散熱元件的相對側或相鄰側。
6. 如申請專利範圍第1項所述的天線模組，其中該溝槽將該散熱元件分隔為兩個區域，該第一天線與該第二天線搭接於同一區域或不同區域。
7. 如申請專利範圍第1項所述的天線模組，其中該第一天線與該第二天線分別是具有ISM（Industrial Scientific Medical）頻帶（band）的多輸入多輸出（Multi-input Multi-output, MIMO）天線。
8. 如申請專利範圍第1項所述的天線模組，其中該溝槽的兩端的至少其中之一為封閉狀態或開放狀態。
9. 如申請專利範圍第1項所述的天線模組，還包括： 一構件，該散熱元件配置於該構件上且與該構件保持一間隙。
10. 如申請專利範圍第9項所述的天線模組，其中該構件為另一散熱元件或電路板。
11. 如申請專利範圍第9項所述的天線模組，其中該間隙填充有一導電介質。