TW202329529A - 天線結構與電子裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種電子裝置，其包括一天線結構與一殼體。天線結構包括一第一輻射件、一接地件以及一第二輻射件。第一輻射件包括一第一輻射部與一接地部。接地部的兩端分別連接第一輻射部與接地件。第一輻射部、接地部及接地件組成一包圍結構。第二輻射件包括一第二輻射部、一第三輻射部、一第四輻射部以及一連接於第二輻射部、第三輻射部與第四輻射部之間的饋入部，饋入部連接於一饋入件，第二輻射部位於第一輻射部與第三輻射部之間。第二輻射部與第一輻射部彼此分離且相互耦合，以使饋入部、第二輻射部、第一輻射部以及接地部產生一第一操作頻帶與一第二操作頻帶，且第一操作頻帶與第二操作頻帶相異。

Description

天線結構與電子裝置
本發明涉及一種電子裝置，特別是涉及一種具有涵蓋多頻段之天線結構的電子裝置。
隨著行動通訊技術的發展，行動裝置，例如：筆記型電腦、智慧型手機以及其他混合功能的攜帶型電子裝置日益普遍。為了滿足人們的需求，行動裝置通常具有無線通訊的功能。有些涵蓋長距離的無線通訊範圍，例如使用3G、4G、5G、LTE(Long Term Evolution)系統進行通訊，有些則涵蓋短距離的無線通訊範圍，例如使用WI-FI ®系統進行通訊。
為了電子裝置的便攜性，電子裝置的外觀尺寸朝向小型化設計，使得小型或可攜式電子裝置上用來設置天線的空間十分有限。因此，如何在電子裝置及內部有限的空間中設計能夠同時收發多個無線頻段且具備良好天線效率的天線結構實屬本領域的重要課題。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種具有能夠涵蓋多頻段之天線結構的電子裝置，藉以兼顧電子裝置在小型化的設計亦能維持良好的天線效率。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種天線結構，其包括一第一輻射件、一接地件以及一第二輻射件。第一輻射件包括一第一輻射部與一接地部，第一輻射部連接接地部的一端。接地件連接於接地部的另一端，其中，第一輻射部、接地部及接地件組成一包圍結構。第二輻射件包括一第二輻射部、一第三輻射部、一第四輻射部以及連接於第二輻射部、第三輻射部與第四輻射部之間的一饋入部，饋入部連接於一饋入件，第二輻射部位於第一輻射部與第三輻射部之間，其中，第二輻射部與第三輻射部相對饋入部是以遠離接地部的方向延伸，第四輻射部相對饋入部是以朝向接地部的方向延伸，且包圍結構用於包圍第四輻射部。其中，第二輻射部與第一輻射部彼此分離且相互耦合，以使饋入部、第二輻射部、第一輻射部以及接地部產生一第一操作頻帶與一第二操作頻帶，且第一操作頻帶與第二操作頻帶相異。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是提供一種電子裝置，其包括一天線結構與一殼體。天線結構，其包括一第一輻射件、一接地件以及一第二輻射件。第一輻射件包括一第一輻射部與一接地部，第一輻射部連接接地部的一端。接地件連接於接地部的另一端，其中，第一輻射部、接地部及接地件組成一包圍結構。第二輻射件包括一第二輻射部、一第三輻射部、一第四輻射部以及連接於第二輻射部、第三輻射部與第四輻射部之間的一饋入部，饋入部連接於一饋入件，第二輻射部位於第一輻射部與第三輻射部之間，其中，第二輻射部與第三輻射部相對饋入部是以遠離接地部的方向延伸，第四輻射部相對饋入部是以朝向接地部的方向延伸，且包圍結構用於包圍第四輻射部。其中，第二輻射部與第一輻射部彼此分離且相互耦合，以使饋入部、第二輻射部、第一輻射部以及接地部產生一第一操作頻帶與一第二操作頻帶，且第一操作頻帶與第二操作頻帶相異。殼體連接於接地件。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的天線結構與電子裝置，其能藉由第一輻射部連接接地部的一端，以及接地件連接接地部的另一端，使得第一輻射部、接地部及接地件組成一包圍結構，再通過第二輻射部與第一輻射部彼此分離且相互耦合，以使饋入部、第二輻射部、第一輻射部以及接地部能夠產生單一路徑雙共振模態，來涵蓋低頻頻段。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“天線結構與電子裝置”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用於限制本發明的保護範圍。另外，應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件，但這些元件不應受這些術語的限制。這些術語主要是用於區分一元件與另一元件。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。另外，本發明全文中的「連接(connect)」是兩個元件之間有實體連接且為直接連接或者是間接連接，且本發明全文中的「耦合(couple)」是兩個元件之間彼此分離且無實體連接，而是藉由一元件之電流所產生的電場能量(electric field energy)激發另一元件的電場能量。
[第一實施例]
參閱圖1所示，本發明提供一電子裝置D，其具有收發無線射頻(Radio Frequency，RF)訊號的功能。舉例來說，電子裝置D可為一智慧型手機(Smart Phone)、一平板電腦(Tablet Computer)或是一筆記型電腦(Notebook Computer)，而本發明將以電子裝置D為筆記型電腦作為舉例說明，但本發明不以此為限。電子裝置D包括一天線結構A與一殼體S(殼體S可包含一金屬殼體部分)，天線結構A設置在電子裝置D的螢幕邊框位置，且本發明不以天線結構A的數量為限(圖1的電子裝置D共有兩個天線結構A)。電子裝置D能透過天線結構A產生至少一操作頻帶，然本發明亦不以此為限。
接著，參閱圖1與圖2所示，圖2示出本發明第一實施例的天線結構A。天線結構A設置在一載板B上。天線結構A包括第一輻射件1、第二輻射件2以及連接殼體S的接地件3。第一輻射件1包括第一輻射部11與接地部12，其中接地部12的一端連接第一輻射部11而另一端連接接地件3，接地件3則會連接於殼體S的金屬殼體部分。值得一提的是，圖2中的第一輻射部11、接地部12及接地件3組成一個包圍結構，其基本上呈一倒C字型形狀。
繼續參閱圖2所示，第二輻射件2包括第二輻射部21、第三輻射部22、第四輻射部23以及饋入部24。饋入部24連接於第二輻射部21、第三輻射部22與第四輻射部23之間，第二輻射部21與第三輻射部22相對饋入部24是以遠離接地部12的方向(負X軸方向)延伸，第四輻射部23相對饋入部24是以朝向接地部12的方向(正X軸方向)延伸。因此，圖2可看出由第一輻射部11、接地部12及接地件3組成的包圍結構會包圍第四輻射部23，而第二輻射部21與第三輻射部22會相對該包圍結構的開口處朝向包圍結構的外部(或者說遠離饋入部24)延伸，而第四輻射部23則會相對該包圍結構的開口處朝向包圍結構的內部(或者說靠近饋入部24)延伸。進一步來說，第二輻射部21位於第一輻射部11與第三輻射部22之間，而第三輻射部22相對饋入部24是以遠離接地部12的方向延伸之後會再彎折而呈一鉤狀結構，使得第三輻射部22的一開路端221是朝向接地部12延伸(正X軸方向)。
承上述，舉例來說，第一輻射件1、第二輻射件2及接地件3可為一金屬片、一微帶線、一金屬導線或者是其他具有導電效果的導電體，然本發明不以此為限。此外，第二輻射部21與第一輻射部11之間具有一第一耦合間隙H1，較佳者，第一耦合間隙介於0.1 mm至2 mm。饋入部24可連接一饋入件F，饋入件F可例如但不限於為一同軸電纜線(Coaxial cable)。饋入件F具有一饋入端F1與一接地端F2，饋入件F透過饋入端F1電性連接於饋入部24上的一饋入點FP，以及透過接地端F2電性連接於接地件3。藉此，饋入部24能夠通過連接饋入件F而使饋入件F饋電至第二輻射件2，再通過彼此分離的第一輻射部11與第二輻射部21之間相互耦合，使得饋入部24、第二輻射部21、第一輻射部11以及接地部12再到接地件3形成一電氣路徑，並且藉由該電氣路徑激發出雙共振模態以產生一第一操作頻帶與一第二操作頻帶，且第一操作頻帶與第二操作頻帶相異。
繼續參閱圖2所示，第二輻射部21與第三輻射部22之間具有一第二耦合間隙H2，較佳者，第二耦合間隙H2介於0.3 mm至3 mm。藉此，第二輻射部21與第三輻射部22相互耦合，以產生一第三操作頻帶。第三操作頻帶高於第二操作頻帶，且第二操作頻帶高於第一操作頻帶。另外，第二輻射部21可產生一第四操作頻帶，第四輻射部23可產生一第五操作頻帶，且第五操作頻帶高於第四操作頻帶。
另外須說明的是，在圖2中，接地件3的範圍沒有涵蓋天線結構A的第一輻射部11、第二輻射部21及第三輻射部22(或者說，接地件3僅設置在饋入部24的右側且相鄰第四輻射部23)。因此，在本實施例中，接地件3較為靠近饋入部24的一側邊31(圖2中，側邊31的位置與饋入件F重疊)是位於饋入部24的右側。然而，本發明不限於此。在其他實施例中，靠近饋入部24的接地件3的側邊31可向左延伸至饋入點FP與第三輻射部22的一開路端221之間，但不超過開路端221，以避免接地件3與及第三輻射部22之間的距離太近而影響天線結構A的阻抗匹配。藉此，第一輻射部11、第二輻射部21及第三輻射部22能夠在不被接地件3影響的情況下產生較佳的頻寬並且具有良好的天線效率。
[第二實施例]
參閱圖3所示，圖3示出本發明第二實施例的天線結構A。圖3的天線結構A具有與圖2相仿的結構，其相仿之處不再贅述。仔細來說，在本實施例中，天線結構A的第一輻射件1除了包括第一輻射部11與接地部12之外，還包括連接在第一輻射部11與接地部12之間的第五輻射部13。另外，本實施例的天線結構A的第二輻射件2除了包括第二輻射部21、第三輻射部22、第四輻射部23以及饋入部24之外，還包括連接於饋入部24的第六輻射部25。另外，本實施例的天線結構A還進一步包括連接於接地件3的一寄生輻射件4。
承上述，第五輻射部13相對於第一輻射部11與接地部12之間的連接處沿著正X軸方向延伸，而第一輻射部11則是相對於第五輻射部13與接地部12之間的連接處沿著負X軸方向延伸，因此第五輻射部13與第一輻射部11的延伸方向相反。進一步來說，饋入件F能夠通過饋入部24饋電至第二輻射件2的第四輻射部23，再由第四輻射部23耦合至第一輻射件1的接地部12及第五輻射部13，藉此，第五輻射部13能夠產生一第六操作頻帶以及一第七操作頻帶，且第七操作頻帶高於第六操作頻帶。此外，第五輻射部13具有一第一支路131與一第二支路132，第一支路131沿一第一方向(正X軸方向)延伸，第二支路132沿一第二方向(負Y軸方向)延伸，第一方向與第二方向相垂直。藉此，本實施例可利用第五輻射部13的雙支路結構來增加天線結構A的高頻頻寬(即第六操作頻帶以及第七操作頻帶的頻寬)以及提高天線增益(Gain)。
繼續參閱圖3所示，第六輻射部25與寄生輻射件4大致上呈一L字型形狀，第六輻射部25朝著負X軸方向延伸而寄生輻射件4朝著正X軸方向延伸，但本發明不以為限。第六輻射部25能夠產生一第八操作頻帶，寄生輻射件4與第四輻射部23彼此分離且相互耦合，以產生一第九操作頻帶，且第九操作頻帶低於第八操作頻帶。
接著，參閱圖4與圖5所示，圖4與圖5為本發明第二實施例的天線結構在不同視角的立體示意圖。比較圖3與圖4、5可知，本發明的天線結構A的呈現型態不限，可依據承載天線結構A的載板B的型態不同而變化。以圖3來說，載板B為一平坦結構，其尺寸較大，因此天線結構A設置在載板B上時能夠以完全展開的形式顯示。以圖4與圖5來說，載板B則為一立體結構，其表面並非平坦且尺寸較小(圖4與圖5的載板B在Y軸的尺寸相較於圖3明顯較小)，因此天線結構A設置在載板B上時的整體尺寸(明確地說，是在Y軸上的尺寸，例如以圖5所示)同樣較小。藉此，本發明的天線結構A能夠透過立體的型態來縮小尺寸，使其有利於設置在具有窄邊框螢幕的電子裝置內。從另一角度來看，由於本發明的天線結構A能夠透過立體的型態來縮小尺寸，電子裝置D在螢幕邊框的設計上亦不需預留太多容置空間，因此有利於電子裝置D的螢幕的窄邊框設計。
本發明的第一實施例的天線結構A能夠產生第一至第五操作頻帶，而第二實施例的天線結構A能夠產生第一至第九操作頻帶。接著，參閱圖6所示，圖6為本發明的天線結構的電壓駐波比的曲線圖。具體來說，本發明所包含的所有頻段的頻率範圍為(配合圖6所示):第一操作頻帶涵蓋617 MHz至698 MHz的頻率範圍，第二操作頻帶涵蓋698 MHz至824 MHz的頻率範圍，第三操作頻帶涵蓋824 MHz至960 MHz的頻率範圍，第四操作頻帶涵蓋1427 MHz至1610 MHz的頻率範圍，第五操作頻帶涵蓋1710 MHz至2690 MHz的頻率範圍，第六操作頻帶涵蓋1710 MHz至2690 MHz的頻率範圍，第七操作頻帶涵蓋3300 MHz至3800 MHz的頻率範圍，第八操作頻帶涵蓋5150 MHz至5925 MHz的頻率範圍，第九操作頻帶涵蓋4200 MHz至5000 MHz的頻率範圍。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的天線結構A與電子裝置D，其能藉由第一輻射部11連接接地部12的一端，以及接地件3連接接地部12的另一端，使得第一輻射部11、接地部12及接地件3組成一包圍結構，再通過第二輻射部21與第一輻射部11彼此分離且相互耦合，以使饋入部24、第二輻射部21、第一輻射部11以及接地部12能夠產生單一路徑雙共振模態(第一操作頻帶與第二操作頻帶)，再配合第二輻射部21與第三輻射部22耦合所產生的第三操作頻帶，來涵蓋低頻頻段。
更進一步來說，天線結構A還通過在第一輻射件1新增第五輻射部13，在第二輻射件2新增第六輻射部25，以及在接地件3上新增一寄生輻射件4，以產生能夠涵蓋不同操作頻帶的高頻頻段。藉此，本發明提供的天線結構A能夠兼顧高/低頻的操作，適用於第三代、第四代、第五代(包含Sub-6頻段)以及LTE全頻段等行動通訊系統。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
D:電子裝置 A:天線結構 1:第一輻射件 11:第一輻射部 12:接地部 13:第五輻射部 131:第一支路 132:第二支路 2:第二輻射件 21:第二輻射部 22:第三輻射部 221:開路端 23:第四輻射部 24:饋入部 25:第六輻射部 3:接地件 31:側邊 4:寄生輻射件 F:饋入件 FP:饋入點 F1:饋入端 F2:接地端 H1:第一耦合間隙 H2:第二耦合間隙 B:載板 S:殼體 X、Y、Z:坐標軸
圖1為本發明的電子裝置的示意圖。
圖2為本發明第一實施例的天線結構的平面示意圖。
圖3為本發明第二實施例的天線結構的平面示意圖。
圖4為本發明第二實施例的天線結構的立體示意圖。
圖5為本發明第二實施例的天線結構的另一立體示意圖。
圖6為本發明的天線結構的電壓駐波比的曲線圖。
A:天線結構
1:第一輻射件
11:第一輻射部
12:接地部
13:第五輻射部
131:第一支路
132:第二支路
2:第二輻射件
21:第二輻射部
22:第三輻射部
221:開路端
23:第四輻射部
24:饋入部
25:第六輻射部
3:接地件
31:側邊
4:寄生輻射件
F:饋入件
FP:饋入點
F1:饋入端
F2:接地端
H1:第一耦合間隙
H2:第二耦合間隙
B:載板
X、Y:坐標軸

Claims (14)

  1. 一種天線結構，其包括： 一第一輻射件，包括一第一輻射部與一接地部，該第一輻射部連接該接地部的一端； 一接地件，連接於該接地部的另一端，其中，該第一輻射部、該接地部及該接地件組成一包圍結構；以及 一第二輻射件，包括一第二輻射部、一第三輻射部、一第四輻射部以及連接於該第二輻射部、該第三輻射部與該第四輻射部之間的一饋入部，該饋入部連接於一饋入件，該第二輻射部位於該第一輻射部與該第三輻射部之間，其中，該第二輻射部與該第三輻射部相對該饋入部是以遠離該接地部的方向延伸，該第四輻射部相對該饋入部是以朝向該接地部的方向延伸，且該包圍結構用於包圍該第四輻射部； 其中，該第二輻射部與該第一輻射部彼此分離且相互耦合，以使該饋入部、該第二輻射部、該第一輻射部以及該接地部產生一第一操作頻帶與一第二操作頻帶，且該第一操作頻帶與該第二操作頻帶相異。
  2. 如請求項1所述的天線結構，其中，該第二輻射部與該第三輻射部相互耦合，以產生一第三操作頻帶，該第三操作頻帶高於該第二操作頻帶，且該第二操作頻帶高於該第一操作頻帶。
  3. 如請求項1所述的天線結構，其中，該第二輻射部與該第一輻射部之間具有一第一耦合間隙，該第一耦合間隙介於0.1 mm至2 mm。
  4. 如請求項3所述的天線結構，其中，該第二輻射部與該第三輻射部之間具有一第二耦合間隙，該第二耦合間隙介於0.3 mm至3 mm。
  5. 如請求項1所述的天線結構，其中，該第二輻射部用於產生一第四操作頻帶，該第四輻射部用於產生一第五操作頻帶，且該第五操作頻帶高於該第四操作頻帶。
  6. 如請求項1所述的天線結構，其中，該第一輻射件還包括一第五輻射部，連接於該第一輻射部與該接地部之間，該第五輻射部具有一第一支路與一第二支路，該第一支路與沿一第一方向延伸，該第二支路沿一第二方向延伸，且該第一方向與該第二方向相垂直；其中，該第五輻射部用於產生一第六操作頻帶以及一第七操作頻帶，該第七操作頻帶高於該第六操作頻帶，且該第六操作頻帶相等於該第五操作頻帶。
  7. 如請求項1所述的天線結構，其中，該第二輻射件還包括一第六輻射部，連接於該饋入部，該第六輻射部用於產生一第八操作頻帶。
  8. 如請求項7所述的天線結構，還包括一寄生輻射件，連接於該接地件，該寄生輻射件與該第四輻射部彼此分離且相互耦合，以產生一第九操作頻帶，且該第九操作頻帶低於該第八操作頻帶。
  9. 如請求項1所述的天線結構，其中，該饋入件連接於該饋入部的一饋入點，而該接地件具有靠近該饋入部的一側邊，該側邊位於該饋入點與該第三輻射部的一開路端之間。
  10. 一種電子裝置，其包括: 一天線結構，包括: 一第一輻射件，包括一第一輻射部與一接地部，該第一輻射部連接於該接地部的一端； 一接地件，連接於該接地部的另一端，該第一輻射部、該接地部及該接地件組成一包圍結構；以及 一第二輻射件，包括一第二輻射部、一第三輻射部、一第四輻射部以及連接於該第二輻射部、該第三輻射部與該第四輻射部之間的一饋入部，該饋入部連接於一饋入件，該第二輻射部位於該第一輻射部與該第三輻射部之間，其中，該第二輻射部與該第三輻射部相對該饋入部是以遠離該接地部的方向延伸，該第四輻射部相對該饋入部是以朝向該接地部的方向延伸，且該包圍結構用於包圍該第四輻射部，其中，該第二輻射部與該第一輻射部彼此分離且相互耦合，以使該饋入部、該第二輻射部、該第一輻射部以及該接地部產生一第一操作頻帶與一第二操作頻帶，且該第一操作頻帶與該第二操作頻帶相異；以及 一殼體，連接於該接地件。
  11. 如請求項10所述的電子裝置，其中，該第二輻射部與該第三輻射部相互耦合，以產生一第三操作頻帶，該第三操作頻帶高於該第二操作頻帶，且該第二操作頻帶高於該第一操作頻帶。
  12. 如請求項10所述的電子裝置，其中，該第二輻射部與該第一輻射部之間具有一第一耦合間隙，該第一耦合間隙介於0.1 mm至2 mm。
  13. 如請求項10所述的電子裝置，其中，該第二輻射部與該第三輻射部之間具有一第二耦合間隙，該第二耦合間隙介於0.3 mm至3 mm。
  14. 如請求項10所述的電子裝置，其中，該饋入件連接於該饋入部的一饋入點，該接地件具有靠近該饋入部的一側邊，該側邊位於該饋入點與該第三輻射部的一開路端之間。
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