TW201917945A - 電子裝置 - Google Patents

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吳小文
黃金鼎
林世勝
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和碩聯合科技股份有限公司
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Abstract

一種電子裝置，包括一殼體、一電路板及一偶極天線結構。電路板配置於殼體內且包括一接地端。偶極天線結構配置於殼體，且包括一饋入端、一第一幅射體及一第二幅射體，其中第一幅射體連接於饋入端，第二幅射體連接於接地端，第一幅射體與第二幅射體分別鏡像對稱於饋入端，其中電路板的短邊長度小於第一幅射體的長度，且電路板的短邊長度小於第二幅射體的長度。

Description

電子裝置
本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種具有天線的電子裝置。
在通訊產業的蓬勃發展下，新穎的通訊技術陸續提出，此類技術(其操作頻段例如是在700MHz至900MHz)可使電子裝置能夠達到遠距離的資料交換。然而，由於某些電子裝置(例如是穿戴式電子裝置等)的尺寸往往較小，要如何在這樣小尺寸的電子裝置上配置能夠支援特定頻段的天線，是天線設計上的一大挑戰。
本發明提供一種電子裝置，其可在小體積的前提下具有能夠支援特定頻段的天線結構。
本發明的一種電子裝置，包括一殼體、一電路板及一偶極天線結構。電路板配置於殼體內且包括一接地端。偶極天線結構配置於殼體，且包括一饋入端、一第一幅射體及一第二幅射體，其中第一幅射體連接於饋入端，第二幅射體連接於接地端，第一幅射體與第二幅射體分別鏡像對稱於饋入端，其中電路板的短邊長度小於第一幅射體的長度，且電路板的短邊長度小於第二幅射體的長度。
在本發明的一實施例中，上述的第一幅射體與第二幅射體共同環繞電路板的至少三邊。
在本發明的一實施例中，上述的第一幅射體與第二幅射體共同呈現U型。
在本發明的一實施例中，上述的第一幅射體與第二幅射體分別具有多個彎折。
在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括一外觀件，配置於殼體上且外露於殼體，第一幅射體與第二幅射體從殼體延伸至外觀件。
在本發明的一實施例中，上述的外觀件為扣環、吊環或裝飾件。
在本發明的一實施例中，上述的殼體的長度小於第一幅射體的長度，且殼體的長度小於第二幅射體的長度。
在本發明的一實施例中，上述的電路板之任一邊長小於10公分。
在本發明的一實施例中，上述的第一幅射體與第二幅射體共同耦合出一頻段，且第一幅射體及第二幅射體的長度分別是此頻段的1/4波長。
在本發明的一實施例中，上述的此頻段為LTE的頻段12或是頻段17。
基於上述，本發明的電子裝置具有較小的體積(而具有小尺寸的電路板)，相較於採用其他種類的天線型態，而需要額外配置大面積的接地面，相當難以在小體積的電子裝置中設計天線結構，本發明的電子裝置採用偶極天線結構，由於偶極天線結構可利用電路板的接地端來當作本身的接地端，因此電子裝置不需要額外配置大面積的接地面，而能夠維持小體積。換句話說，本發明的電子裝置可在小體積的前提下具有能夠支援特定頻段(例如是在700MHz至900MHz)的天線結構。
為讓本發明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。
在本實施例中，電子裝置100以穿戴式電子裝置為例，電子裝置100例如是電子手錶的錶體，但電子裝置100的種類不以此為限制。在其他實施例中，電子裝置100也可以是電子手環、電子項鍊或是其他小體積的電子裝置。
一般而言，天線結構的長度會與其能夠耦合出的頻段的波長相關，目前的電子裝置的體積逐漸縮減，要在那麼小的體積內配置低頻段的天線結構相當不容易。這是因為，目前常用的平面倒F型雙頻天線(Planar Inverted-F Antenna，PIFA)或是單極(monopole antenna)天線需要大尺寸的接地面，這樣的天線結構難以塞入小尺寸的電子裝置中。本實施例的電子裝置100提供了可以在小尺寸的電子裝置中使用且可耦合出低頻段的天線結構，下面將對此進行說明。
圖1是依照本發明的一實施例的一種電子裝置的示意圖。請參閱圖1，本實施例的電子裝置100包括一殼體110、一電路板120一偶極天線結構130及一電池150。電路板120配置於殼體110內且包括一接地端122。在電路板120上設置有可使電子裝置100執行對應功能之電子元件及線路。電池150用以供電給電路板120。偶極天線結構130配置於殼體110內，且包括一饋入端132、一第一幅射體134及一第二幅射體136。偶極天線結構130為鏡像對稱形式的天線結構，由圖1可見，第一幅射體134與第二幅射體136分別對稱於饋入端132。在本實施例中，殼體110在饋入端132上下方的形狀也會對稱於饋入端132，因此，第一幅射體134與第二幅射體136對稱地分布於殼體110。當然，殼體110的形狀不以此為限制。
在本實施例中，偶極天線結構130的第一幅射體134連接於饋入端132，且偶極天線結構130的第二幅射體136連接於電路板120的接地端122。也就是說，在本實施例中，偶極天線結構130是利用電路板120的接地端122來當作本身的接地端122，因此電子裝置100不需要額外配置大面積的接地面，而能夠維持小體積。
如圖1所示，在本實施例中，電子裝置100的體積相當小，更明確地說，電路板120的長邊長度小於第一幅射體134的長度，且電路板120的長邊長度小於第二幅射體136的長度。甚至，在本實施例中，殼體110的長度小於第一幅射體134的長度，且殼體110的長度小於第二幅射體136的長度。這樣的長度關係使得第一幅射體134與第二幅射體136圍繞在電路板120的至少三邊旁。當然，在其他實施例中，只要電路板120的短邊長度小於第一幅射體134的長度，且電路板120的短邊長度小於第二幅射體136的長度，且饋入端132位在電路板120的短邊，則第一幅射體134與第二幅射體136便可圍繞在電路板120的至少三邊旁。需注意的是，圖1僅為本發明之一實施例，第一幅射體134及第二幅射體136個別長度僅需大於電路板120的短邊長度即可。
在本實施例中，第一幅射體134與第二幅射體136共同耦合出一頻段，此頻段例如為LTE的頻段12(band 12，在699MHz至716MHz之間)或是頻段17(band 17，在704MHz至716 MHz之間)。由於第一幅射體134與第二幅射體136的長度相關於所耦合頻段的波長。以偶極天線結構130而言，可激發共振模態的共振長度為此頻段的1/2波長。因此，在本實施例中，第一幅射體134及第二幅射體136的長度分別是此頻段的1/4波長，而各約在10公分左右。
對於本實施例的這樣小尺寸的電子裝置100(例如是電子手錶的錶體)而言，因為第一幅射體134與第二幅射體136的長度比電路板120的長度甚至是殼體110的長度還要來得大，第一幅射體134與第二幅射體136會共同環繞電路板120的三邊(圖1的左邊、上邊及下邊)，而使得第一幅射體134與第二幅射體136共同呈現U型。當然，第一幅射體134與第二幅射體136的形狀不以此為限制。
要說明的是，雖然上面主要描述低頻的頻段，但本實施例的架構(在小體積的電子裝置內應用偶極天線結構130)也可應用於高頻頻段，因為高頻頻段的波長較短，需要的天線長度較短，所以在配置上更為簡單。也就是說，本實施例的架構不僅可以應用於低頻頻段，也可以應用於高頻頻段。
下面將介紹其他電子裝置100a、100b、100c的實施態樣，要說明的是，在下面的實施例中，與前一實施例相同或是相似的元件以相同或是相似的符號表示，不再多加贅述，下面僅就主要差異之處進行說明。
圖2是依照本發明的另一實施例的一種電子裝置的示意圖。請參閱圖2，由於有些電子裝置的主要殼體的尺寸更小，對於此類的電子裝置來說，外部可具有扣環、吊環或裝飾件等外觀件來作為殼體的延伸。在本實施例中，電子裝置100更包括外觀件140，配置於殼體110a上且外露於殼體110。外觀件140例如為扣環、吊環或裝飾件，但外觀件140的種類、形狀、材質不限制。
在本實施例中，雖然殼體110a的體積比圖1的殼體110體積小，但透過外觀件140的配置，第一幅射體134與第二幅射體136從殼體110a延伸至外觀件140，電子裝置100a仍能提供足夠的空間來供第一幅射體134與第二幅射體136配置。
圖3是依照本發明的另一實施例的一種電子裝置的示意圖。請參閱圖3，圖3的偶極天線結構130b與圖1的偶極天線結構130的主要差異在於，第一幅射體134b與第二幅射體136b的形狀，在本實施例中，位於電路板120的其中一邊旁的第一幅射體134b與第二幅射體136b分別具有多個彎折。也就是說，若是電路板120的其中一邊旁具有足夠的空間，第一幅射體134b與第二幅射體136b也可以是彎曲等形式配置於此。在圖1中，第一幅射體134與第二幅射體136是沿著電路板120外圍彎曲，而配置在電路板120的三邊。在本實施例中，因為第一幅射體134b與第二幅射體136b形狀設計，第一幅射體134b與第二幅射體136b也可只配置在電路板120的一邊。
當然，偶極天線結構130、130a、130b的形狀與配置位置並不限於此，圖4是依照本發明的另一實施例的一種電子裝置的示意圖。請參閱圖4，在圖4中，偶極天線結構130c的第一幅射體134c與第二幅射體136c分別是一部分為直線，一部分為曲線。也就是說，第一幅射體134c與第二幅射體136c在不同段部的形式可以不同。
在上面的實施例中，對於能夠耦合出相同的頻段的第一幅射體134、134a、134b、134c與第二幅射體136、136a、136b、136c來說具有相同的長度，但第一幅射體134、134a、134b、134c與第二幅射體136、136a、136b、136c可藉由不同的圖樣規劃來配置在電子裝置100、100a、100b、100c內。換句話說，對於不同形狀或尺寸的電子裝置來說，也可以依據自身的空間來設計出對應形狀的第一幅射體與第二幅射體。
圖5是圖1的電子裝置的頻率-反射係數的模擬示意圖。請參閱圖5，其以圖1的偶極天線結構130進行模擬，若反射係數以-4dB為標準，反射係數低於-4dB代表具有較佳的表現，由圖5可看到，圖1的偶極天線結構130可耦合出的頻率約在708MHz至969MHz之間具有較佳的反射係數表現，涵蓋了部分的LTE的頻段12(band 12，在699MHz至716MHz之間)、頻段17(band 17，在704MHz至716 MHz之間)與頻段5(band 5，824MHz至849MHz之間)所要求的頻寛，而具有良好的LTE低頻表現。
圖6是圖1的電子裝置的頻率-天線效益的模擬示意圖。請參閱圖6，其以圖1的偶極天線結構130進行模擬，若天線效益以-4dB為標準，天線效益高於-4dB代表具有較佳的表現，則約在710MHz至780MHz之間具有較佳的天線效益，涵蓋了部分的LTE的頻段12(band 12，在699MHz至716MHz之間)及頻段17(band 17，在704MHz至716 MHz之間)所要求的頻寛，而具有良好的LTE低頻表現。
綜上所述，本發明的電子裝置具有較小的體積(而具有小尺寸的電路板)，相較於採用其他種類的天線型態，而需要額外配置大面積的接地面，相當難以在小體積的電子裝置中設計天線結構，本發明的電子裝置採用偶極天線結構，由於偶極天線結構可利用電路板的接地端來當作本身的接地端，因此電子裝置不需要額外配置大面積的接地面，而能夠維持小體積。換句話說，本發明的電子裝置可在小體積的前提下具有能夠支援特定頻段(例如是在700MHz至900MHz)的天線結構。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100、100a、100b、100c‧‧‧電子裝置
110、110a‧‧‧殼體
120‧‧‧電路板
122‧‧‧接地端
130、130b、130c‧‧‧偶極天線結構
132‧‧‧饋入端
134、134b、134c‧‧‧第一幅射體
136、136b、136c‧‧‧第二幅射體
140‧‧‧外觀件
150‧‧‧電池
圖1是依照本發明的一實施例的一種電子裝置的示意圖。 圖2是依照本發明的另一實施例的一種電子裝置的示意圖。 圖3是依照本發明的另一實施例的一種電子裝置的示意圖。 圖4是依照本發明的另一實施例的一種電子裝置的示意圖。 圖5是圖1的電子裝置的頻率-反射係數的模擬示意圖。 圖6是圖1的電子裝置的頻率-天線效益的模擬示意圖。

Claims (10)

  1. 一種電子裝置，包括： 一殼體； 一電路板，配置於該殼體內且包括一接地端；以及 一偶極天線結構，配置於該殼體，且包括一饋入端、一第一幅射體及一第二幅射體，其中該第一幅射體連接於該饋入端，該第二幅射體連接於該接地端，該第一幅射體與該第二幅射體分別鏡像對稱於該饋入端，其中該電路板的短邊長度小於該第一幅射體的長度，且該電路板的短邊長度小於該第二幅射體的長度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該第一幅射體與該第二幅射體共同環繞該電路板的至少三邊。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該第一幅射體與該第二幅射體共同呈現U型。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該第一幅射體與該第二幅射體分別具有多個彎折。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，更包括： 一外觀件，配置於該殼體上且外露於該殼體，該第一幅射體與該第二幅射體從該殼體延伸至該外觀件。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的電子裝置，其中該外觀件為扣環、吊環或裝飾件。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該殼體的長度小於該第一幅射體的長度，且該殼體的長度小於該第二幅射體的長度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該電路板之任一邊長小於10公分。
  9. 該如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該第一幅射體與該第二幅射體共同耦合出一頻段，且該第一幅射體及該第二幅射體的長度分別是該頻段的1/4波長。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的電子裝置，其中該頻段為LTE的頻段12或是頻段17。
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