TW202215706A

TW202215706A - 立體電子構件及電子裝置

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Publication number: TW202215706A
Application number: TW109134311A
Authority: TW
Inventors: 馮志華; 林佳河; 邱品棠; 江貞德
Original assignee: 華碩電腦股份有限公司
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2022-04-16
Also published as: US20220102862A1; US11715878B2; TWI732691B

Abstract

本案提供一種立體電子構件，包含第一表面至第四表面以及一天線結構。天線結構包含第一輻射金屬部、第二輻射金屬部、至少一調整金屬支路、第一接地連接部、第二接地連接部、饋入點以及接地點。第一輻射金屬部位於第一表面上並延伸至第二表面，第二輻射金屬部位於第一表面上並延伸至第三表面，且第一輻射金屬部及第二輻射金屬部之間具有一間隙。調整金屬支路位於第一表面且連接第一輻射金屬部。饋入點係設置於第一輻射金屬部上且靠近間隙，且接地點係設置於第二輻射金屬部上且靠近間隙。第一接地連接部連接第一輻射金屬部且位於第四表面而接地，第二接地連接部連接第二輻射金屬部且位於第四表面而接地。

Description

立體電子構件及電子裝置

本案係有關一種立體電子構件及具有立體電子構件之電子裝置。

在金屬殼體下的天線設計，為了提升天線效能，往往需要於金屬殼體上開設天線窗，但天線窗的開設卻會影響到機殼外觀，因此，在考量金屬殼體外觀的設計下，往往僅能在金屬殼完整性與天線性能之間做取捨。另一方面，在無法有天線窗的設計下，會直接於金屬接地上設計天線，此設置會在天線表面與金屬接地之間維持一距離，但受限於疊構等問題，此距離通常無法超過5毫米，而在此距離以內的天線設計可以發揮的天線效能常不佳，因此天線設計的位置常常會受到物理尺寸的限制。

本案提供一種立體電子構件，包含至少四表面及一天線結構，四表面包含一第一表面、一第二表面、一第三表面及一第四表面，第一表面鄰接第二表面及第三表面，且第四表面鄰接第二表面及第三表面並相對於第一表面。此天線結構位於四表面上，包含一第一輻射金屬部、一第二輻射金屬部、至少一調整金屬支路、一第一接地連接部、一第二接地連接部、一饋入點以及一接地點。第一輻射金屬部位於第一表面上並延伸至第二表面，第二輻射金屬部位於第一表面上並延伸至第三表面，且位於第一表面之第一輻射金屬部及第二輻射金屬部之間係具有一間隙。調整金屬支路位於第一表面且連接第一輻射金屬部。饋入點係設置於第一輻射金屬部上且靠近間隙，且接地點係設置於第二輻射金屬部上且靠近間隙，以對應饋入點。第一接地連接部連接第一輻射金屬部且位於第四表面而接地，第二接地連接部連接第二輻射金屬部且位於第四表面而接地。

本案另提供一種電子裝置，包含一機殼及設置於機殼內的一立體電子構件。立體電子構件包含至少四表面及一天線結構，四表面包含一第一表面、第二表面、第三表面及第四表面，第一表面鄰接第二表面及第三表面，且第四表面鄰接第二表面及第三表面並相對於第一表面。此天線結構位於四表面上，包含一第一輻射金屬部、一第二輻射金屬部、至少一調整金屬支路、一第一接地連接部、一第二接地連接部、一饋入點以及一接地點。第一輻射金屬部位於第一表面上並延伸至第二表面，第二輻射金屬部位於第一表面上並延伸至第三表面，且位於第一表面之第一輻射金屬部及第二輻射金屬部之間係具有一間隙。調整金屬支路位於第一表面且連接第一輻射金屬部。饋入點係設置於第一輻射金屬部上且靠近間隙，且接地點係設置於第二輻射金屬部上且靠近間隙，以對應饋入點。第一接地連接部連接第一輻射金屬部且位於第四表面而接地，第二接地連接部連接第二輻射金屬部且位於第四表面而接地。

因此，本案之天線結構係直接設置於一立體電子構件之外表面，並配合立體電子構件之尺寸與規格對應調整匹配的天線之形狀、長度及調整金屬支路，以便在維持整體外觀完整性的前提下，同時維持天線效能，進而克服物理尺寸的限制。

請同時參閱圖1、圖2及圖3所示，一立體電子構件10包含至少四表面，一第一表面12、一第二表面14、一第三表面16及一第四表面18，以及一天線結構30。第一表面12之二側各鄰接第二表面14及第三表面16，且第四表面18之二側各鄰接第二表面14及第三表面16並相對於第一表面12，使第一表面12、第二表面14、第四表面18及第三表面16依序連接在一起。其中，第一表面12包含二相對之第一側邊121與第二側邊122以及二相對之第三側邊123及第四側邊124，且第三側邊123連接第一側邊121及第二側邊122，第四側邊124連接第一側邊121及第二側邊122。

此天線結構30包含一第一輻射金屬部32、一第二輻射金屬部34、二調整金屬支路（包含一第一調整金屬支路36及一第二調整金屬支路38）、一第一接地連接部40、一第二接地連接部42、一饋入點44以及一接地點46。第一輻射金屬部32係位於第一表面12上並自第一側邊121彎折延伸至第二表面14，且第一輻射金屬部32靠近第三側邊123的側邊更具有一第一凹陷部321，第一凹陷部321之位置、形狀與大小係可配合立體電子構件10第一表面12上的形狀或結構而迴避，例如立體電子構件10的金屬件或裝飾件。第二輻射金屬部34係位於第一表面12上並自第二側邊122彎折延伸至第三表面16，且位於第一表面12之第一輻射金屬部32及第二輻射金屬部34之間係具有一間隙d。第一調整金屬支路36及第二調整金屬支路38係位於第一表面12上且個別連接第一輻射金屬部32。在一實施例中，第一調整金屬支路36位於第一表面12上且自第一輻射金屬部32沿著第一側邊121朝第三側邊123的方向延伸；第二調整金屬支路38位於第一表面12上且自第一輻射金屬部32沿著第二側邊122朝第三側邊123的方向延伸，第二調整金屬支路38之末端係朝第二側邊122彎折延伸而具有一彎折部381，但本案不限於此，在其他實施例中第一調整金屬支路36及第二調整金屬支路38可根據實際需求調整。饋入點44設置於第一輻射金屬部32的邊緣上且靠近間隙d，接地點46則設置於第二輻射金屬部34的邊緣上且靠近間隙d，以對應饋入點44，饋入點44及接地點46係用以電性連接一訊號源（圖中未示），訊號源之正端連接至饋入點44，負端連接至接地點46，以便自饋入點44饋入由訊號源產生之一射頻訊號。第一接地連接部40連接第一輻射金屬部32且位於第四表面18而接地，第二接地連接部42連接第二輻射金屬部34且位於第四表面18而接地，在此實施例中，第一接地連接部40的一側連接第一輻射金屬部32，另一側朝向第二接地連接部42的方向延伸，第二接地連接部42的一側連接第二輻射金屬部34，另一側則朝向第一接地連接部40的方向延伸，使第一接地連接部40與第二接地連接部42具有部分重疊而形成一接地重疊區48，以確實達到接地的作用。

當射頻訊號自饋入點44饋入天線結構30時，藉由第一輻射金屬部32、第二輻射金屬部34、第一調整金屬支路36及第二調整金屬支路38（包含彎折部381）受到激發而產生一基頻模態接近低頻操作頻帶，並產生一股倍頻之共振模態在高頻操作頻帶。

在一實施例中，第一輻射金屬部32及第二輻射金屬部34之間的間隙d通常小於3毫米，較佳者通常為1～2毫米。

在一實施例中，第一輻射金屬部32、間隙d及第二輻射金屬部34之總長度L係為天線操作頻率的四分之一波長。

請同時參閱圖4、圖5及圖6所示，立體電子構件10包含第一表面至第四表面12～18以及一天線結構30。此天線結構30包含一第一輻射金屬部32、一第二輻射金屬部34、一調整金屬支路50、一第一接地連接部40、一第二接地連接部42、一饋入點44以及一接地點46。第一輻射金屬部32係位於第一表面12上並自第一側邊121彎折延伸至第二表面14，且為了迴避立體電子構件10的金屬件或裝飾件，在此係以金屬件20為例，第一輻射金屬部32更具有一彎折金屬支路322，以繞過金屬件20，使彎折金屬支路322位於金屬件20的外圍。第二輻射金屬部34係位於第一表面12上並自第二側邊122彎折延伸至第三表面16，且位於第一表面12之第一輻射金屬部32及第二輻射金屬部34之間係具有間隙d。調整金屬支路50係位於第一表面12上且自第一輻射金屬部32沿著第一側邊121朝第三側邊123的方向延伸。饋入點44設置於第一輻射金屬部32的側邊上且靠近間隙d，接地點46則設置於第二輻射金屬部34的邊緣上且靠近間隙d，饋入點44及接地點46係用以電性連接一訊號源。第一接地連接部40連接第一輻射金屬部32且位於第四表面18上而接地，第二接地連接部42連接第二輻射金屬部34且位於第四表面18上而接地，與前述實施例相同，第一接地連接部40的一側連接第一輻射金屬部32，另一側朝向第二接地連接部42的方向延伸，第二接地連接部42的一側連接第二輻射金屬部34，另一側則朝向第一接地連接部40的方向延伸，使第一接地連接部40與第二接地連接部42具有部分重疊而形成接地重疊區48。

當射頻訊號自饋入點44饋入天線結構30時，藉由第一輻射金屬部32（包含彎折金屬支路322）、第二輻射金屬部34及調整金屬支路50受到激發而產生一基頻模態接近低頻操作頻帶，並產生一股倍頻之共振模態在高頻操作頻帶。

請同時參閱圖7、圖8及圖9所示，立體電子構件10包含第一表面至第四表面12～18以及一天線結構30。此天線結構30包含一第一輻射金屬部32、一第二輻射金屬部34、一調整金屬支路52、一第一接地連接部40、一第二接地連接部42、一饋入點44以及一接地點46。第一輻射金屬部32係位於第一表面12上並自第一側邊121彎折延伸至第二表面14。第二輻射金屬部34係位於第一表面12上並自第二側邊122彎折延伸至第三表面16，且位於第一表面12之第一輻射金屬部32及第二輻射金屬部34之間係具有間隙d。調整金屬支路52係位於第一表面12上且連接第一輻射金屬部32，以自第一輻射金屬部32向第四側邊124的方向延伸一段，再彎折沿著第四側邊124朝第二側邊122的方向延伸並延伸至第三表面16。饋入點44設置於第一輻射金屬部32的邊緣上且靠近間隙d，接地點46則設置於第二輻射金屬部34的邊緣上且靠近間隙d，饋入點44及接地點46係用以電性連接訊號源。第一接地連接部40連接第一輻射金屬部32且位於第四表面18上，第二接地連接部42連接第二輻射金屬部34且位於第四表面18上，且第一接地連接部40與第二接地連接部42具有部分重疊而形成接地重疊區48。其中，第一輻射金屬部32靠近第三側邊123的側邊具有一第一凹陷部323以及靠近第四側邊124的側邊具有一第三凹陷部324，且第三凹陷部324延伸至第四表面18的第一接地連接部40，第二輻射金屬部34亦具有一第二凹陷部341，以對應第一凹陷部323配合第一表面12上的結構設計，其中第一凹陷部323、第二凹陷部341及第三凹陷部324之位置、形狀與大小係可配合立體電子構件10表面上的金屬件或裝飾件而設計，以設置在立體電子構件10表面上的空位。

當射頻訊號自饋入點44饋入天線結構30時，藉由第一輻射金屬部32、第二輻射金屬部34及調整金屬支路52受到激發而產生一基頻模態接近低頻操作頻帶，並產生一股倍頻之共振模態在高頻操作頻帶。

在一實施例中，請同時參閱圖10及圖11所示，當立體電子構件10之第四表面18為一金屬面54時，只要確保金屬面54有接地（即，只要第一接地連接部40及第二接地連接部42有連接至金屬面54即可），第一接地連接部40及第二接地連接部42可以不重疊，其餘結構特徵則與圖1所示之實施例相同，故可參照前面說明，於此不再贅述。

在一實施例中，請參閱圖12所示，一電子裝置60包含一機殼62及位於機殼62內的立體電子構件10，立體電子構件10在此係以圖1為例，在其他實施例中亦可以圖3及圖5之立體電子構件10取代。其中，在立體電子構件10之第四表面18所接觸的機殼62之安裝表面係為非金屬表面64時，天線結構30係具有接地重疊區48，以確保接地功能，其餘結構特徵則與圖1所示之實施例相同，故可參照前面說明，於此不再贅述。在一實施例中，電子裝置60可為筆記型電腦、行動電話、個人數位助理（PDA）、平板電腦等，但不以此為限。

在一實施例中，請參閱圖13所示，一電子裝置60包含一機殼62及位於機殼62內的立體電子構件10，當立體電子構件10之第四表面18所接觸的機殼62之安裝表面為金屬表面66時，第一接地連接部40及第二接地連接部42接觸到金屬表面66而接地。其中，只要第一接地連接部40及第二接地連接部42有接觸到機殼62的金屬表面66即可，第一接地連接部40及第二接地連接部42可以不重疊，其餘結構特徵則與圖10所示之實施例相同，故可參照前面說明，於此不再贅述。

同理，圖4所示之天線結構30及圖7所示之天線結構30中，當立體電子構件10之第四表面18為一金屬面或是如圖13所示之電子裝置60之機殼62的安裝表面為金屬表面66時，第一接地連接部40及第二接地連接部42可重疊亦可不重疊。

在一實施例中，立體電子構件10係可為一音箱殼體、支撐機構件或是樞紐帽（hinge cap）等，具有足夠設置天線結構30中之各構件的空間即可。

在一實施例中，請參閱圖1至圖9所示，第一輻射金屬部32、第二輻射金屬部34、第一調整金屬支路36、第二調整金屬支路38、調整金屬支路50、調整金屬支路52、第一接地連接部40、第二接地連接部42等可以是導電性材料製成，例如銅、銀、鋁、鐵或是其合金等，但不限於此。

請同時參閱圖1至圖11所示，不同尺寸的立體電子構件10會影響到天線的總長度L，因此，讓天線的總長度L盡量維持在天線操作頻率的四分之一波長的長度，如此可使天線結構30受激發產生一基頻模態接近低頻操作頻帶（2.45 GHz），並產生一股倍頻之共振模態在高頻操作頻帶（5～7 GHz），以滿足WLAN 高頻及低頻的操作頻寬需求。再依據操作頻帶接近程度來增加調整金屬支路，其位置和數量可依據實際需求而定，並會根據立體電子構件10所提供的形狀結構而有所差異，調整金屬支路的長度及方向則可根據實際需求及限制來調整，當不能以本案所舉之實施例為限。在一實施例中，調整金屬支路的設置位置可以盡量靠近饋入點44及接地點46，以更有效地調整共振頻率，彌補共振長度。

請同時參閱圖1、圖4及圖14所示，以圖1之天線結構30及圖4之天線結構30於射頻訊號傳輸時，進行S參數的模擬。在低頻操作頻帶（2.4～2.5 GHz）及高頻操作頻帶（5～7 GHz）時，其S參數模擬結果如圖14所示，圖1之天線結構30之S參數模擬結果如粗曲線所示，圖4之天線結構30之S參數模擬結果如細曲線所示，兩者在低頻操作頻帶（2.4～2.5 GHz）及高頻操作頻帶（5～7 GHz）的天線共振頻帶返回損失（S11）幾乎都大於10 dB(S11＜-10 dB)，因此，由前述證明可知，本案立體電子構件10之天線結構30具有良好的返回損失。

綜上所述，本案之天線結構係直接設置於一立體電子構件之外表面，並配合立體電子構件之尺寸與規格對應調整匹配的天線之形狀、長度及調整金屬支路，以便在維持整體外觀完整性的前提下，同時維持天線效能，進而克服物理尺寸上的限制。

以上所述之實施例僅係為說明本案之技術思想及特點，其目的在使熟悉此項技術者能夠瞭解本案之內容並據以實施，當不能以之限定本案之專利範圍，即大凡依本案所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本案之申請專利範圍內。

10:立體電子構件 12:第一表面 121:第一側邊 122:第二側邊 123:第三側邊 124:第四側邊 14:第二表面 16:第三表面 18:第四表面 20:金屬件 30:天線結構 32:第一輻射金屬部 321:第一凹陷部 322:彎折金屬支路 323:第一凹陷部 324:第三凹陷部 34:第二輻射金屬部 341:第二凹陷部 36:第一調整金屬支路 38:第二調整金屬支路 381:彎折部 40:第一接地連接部 42:第二接地連接部 44:饋入點 46:接地點 48:接地重疊區 50:調整金屬支路 52:調整金屬支路 54:金屬面 60:電子裝置 62:機殼 64:非金屬表面 66:金屬表面 d:間隙 L:總長度

圖1為根據本案一實施例之立體電子構件的立體示意圖。圖2為根據本案一實施例之立體電子構件的仰視示意圖。圖3為根據本案一實施例之立體電子構件的展開示意圖。圖4為根據本案另一實施例之立體電子構件的立體示意圖。圖5為根據本案另一實施例之立體電子構件的仰視示意圖。圖6為根據本案另一實施例之立體電子構件的展開示意圖。圖7為根據本案再一實施例之立體電子構件的立體示意圖。圖8為根據本案再一實施例之立體電子構件的仰視示意圖。圖9為根據本案再一實施例之立體電子構件的展開示意圖圖10為根據本案一實施例具有金屬面之立體電子構件的立體示意圖。圖11為圖10之立體電子構件的仰視示意圖。圖12為根據本案一實施例之電子裝置的立體示意圖。圖13為根據本案另一實施例之電子裝置的立體示意圖。圖14為根據本案圖1及圖4之立體電子構件的S參數模擬示意圖。

10:立體電子構件

12:第一表面

121:第一側邊

122:第二側邊

123:第三側邊

124:第四側邊

14:第二表面

16:第三表面

18:第四表面

30:天線結構

32:第一輻射金屬部

321:第一凹陷部

34:第二輻射金屬部

36:第一調整金屬支路

38:第二調整金屬支路

381:彎折部

40:第一接地連接部

42:第二接地連接部

44:饋入點

46:接地點

48:接地重疊區

Claims

一種立體電子構件，包含：至少四表面，包含一第一表面、一第二表面、一第三表面及一第四表面，該第一表面鄰接該第二表面及該第三表面，且該第四表面鄰接該第二表面及該第三表面並相對於該第一表面；以及一天線結構，位於該四表面上，該天線結構包含：一第一輻射金屬部，位於該第一表面上並延伸至該第二表面；一第二輻射金屬部，位於該第一表面上並延伸至該第三表面，且位於該第一表面之該第一輻射金屬部及該第二輻射金屬部之間係具有一間隙；至少一調整金屬支路，位於該第一表面且連接該第一輻射金屬部；一饋入點，設置於該第一輻射金屬部上且靠近該間隙；一接地點，設置於該第二輻射金屬部上且靠近該間隙；一第一接地連接部，連接該第一輻射金屬部且位於該第四表面而接地；及一第二接地連接部，連接該第二輻射金屬部且位於該第四表面而接地。
如請求項1所述之立體電子構件，其中該天線結構更包含一訊號源，電性連接該饋入點及該接地點。
如請求項1所述之立體電子構件，其中該第一輻射金屬部更具有至少一第一凹陷部。
如請求項3所述之立體電子構件，其中該第二輻射金屬部更具有一第二凹陷部。
如請求項1所述之立體電子構件，其中該第一輻射金屬部更具有一彎折金屬支路。
如請求項1所述之立體電子構件，其中該第一接地連接部及該第二接地連接部更具有部分重疊而接地。
如請求項1所述之立體電子構件，其中該第四表面為一金屬面時，該第一接地連接部及該第二接地連接部連接該金屬面而接地。
如請求項1所述之立體電子構件，其中該第一輻射金屬部、該間隙及該第二輻射金屬部之總長度係為天線操作頻率的四分之一波長。
如請求項1所述之立體電子構件，其中該調整金屬支路係具有至少一彎折部。
如請求項1所述之立體電子構件，其中該調整金屬支路更可延伸至該第三表面。
一種電子裝置，包含：一機殼；以及一立體電子構件，設置於該機殼內，該立體電子構件包含：至少四表面，包含一第一表面、一第二表面、一第三表面及一第四表面，該第一表面鄰接該第二表面及該第三表面，且該第四表面鄰接該第二表面及該第三表面並相對於該第一表面；以及一天線結構，位於該四表面上，該天線結構包含：一第一輻射金屬部，位於該第一表面上並延伸至該第二表面；一第二輻射金屬部，位於該第一表面上並延伸至該第三表面，且位於該第一表面之該第一輻射金屬部及該第二輻射金屬部之間係具有一間隙；至少一調整金屬支路，位於該第一表面且連接該第一輻射金屬部；一饋入點，設置於該第一輻射金屬部上且靠近該間隙；一接地點，設置於該第二輻射金屬部上且靠近該間隙；一第一接地連接部，連接該第一輻射金屬部且位於該第四表面而接地；及一第二接地連接部，連接該第二輻射金屬部且位於該第四表面而接地。
如請求項11所述之電子裝置，其中該天線結構更包含一訊號源，電性連接該饋入點及該接地點。
如請求項11所述之電子裝置，其中該第一輻射金屬部更具有至少一第一凹陷部。
如請求項13所述之電子裝置，其中該第二輻射金屬部更具有一第二凹陷部。
如請求項11所述之電子裝置，其中該第一輻射金屬部更具有一彎折金屬支路。
如請求項11所述之電子裝置，其中該第一接地連接部及該第二接地連接部更具有部分重疊而接地。
如請求項11所述之電子裝置，其中該第四表面為一金屬面時，該第一接地連接部及該第二接地連接部連接該金屬面而接地。
如請求項11所述之電子裝置，其中該第四表面所接觸之該機殼的安裝表面為一金屬表面時，該第一接地連接部及該第二接地連接部連接該金屬表面而接地。
如請求項11所述之電子裝置，其中該第一輻射金屬部、該間隙及該第二輻射金屬部之總長度係為天線操作頻率的四分之一波長。
如請求項11所述之電子裝置，其中該調整金屬支路係具有至少一彎折部。
如請求項11所述之電子裝置，其中該調整金屬支路更可延伸至該第三表面。