TWI533521B - 天線、迴路天線及電子裝置 - Google Patents

Description

天線、迴路天線及電子裝置

本發明大體上係關於電子裝置，且更特定言之，係關於具有天線之電子裝置。

本申請案主張2011年8月23日申請之美國專利申請案第13/216,073號之優先權，該申請案之全文在此以引用之方式併入本文中。

諸如電腦之電子裝置常具備天線。舉例而言，具有整合式電腦之電腦監視器可具備沿著監視器之邊緣定位且背襯有天線空腔之天線。

可在將天線安裝於電子裝置內時出現挑戰。舉例而言，天線與周圍裝置結構之間的相對位置可對天線調諧及頻寬具有貢獻。若不小心，則天線可變得去諧，或可展現不良的小效率頻寬。

因此，將需要能夠提供用於在電子裝置中使用之改良天線。

電子裝置可具備天線結構。天線結構可包括分布迴路天線。分布迴路天線可具有分布迴路天線諧振元件結構，其具有縱向軸線。該分布迴路天線諧振元件可由金屬條帶形成，該金屬條帶具有纏繞縱向軸線之第一尺寸及沿著縱向軸線分布之第二尺寸。可跨越該金屬條帶之第二尺寸形成間隙。該間隙可沿著曲折路徑以增大其電容。諸如電容器 之額外組件可橋接該間隙。若需要，可使用可調諧組件來橋接該間隙。可調諧組件可包括可調整電容器或可由控制電路調整以控制天線頻率回應之其他電路。

分布迴路天線可形成於與分布迴路天線諧振元件結構之縱向軸線對準的細長介電載體上。可將迴路天線之體積的部分或全部埋在電子裝置之外殼內部，從而使在迴路天線上之間隙之僅一部分被曝露。可直接饋入或間接饋入迴路天線諧振元件結構。在間接饋入配置中，用於間接饋入迴路天線諧振元件之天線饋入結構可由直接饋入之迴路天線結構形成於細長介電載體上。

在具有多個天線之電子裝置中，可將一或多個天線安裝於裝置外殼中，使得該一或多個天線沿著分布迴路天線之縱向軸線鋪置。此類型之配置可幫助使天線之間的隔離最大化。

自隨附圖式及較佳實施例之以下[實施方式]，本發明之其他特徵、其性質及各種優勢將更顯而易見。

電子裝置可具備天線及其他無線通信電路。可使用無線通信電路支援在多個無線通信頻帶中之無線通信。可將一或多個天線提供於電子裝置中。舉例而言，可使用天線形成天線陣列以藉由使用多個天線之通信協定(諸如，IEEE 802.11(n)協定)支援通信。

可具備一或多個天線之類型的說明性電子裝置展示於圖1中。電子裝置10可為電腦，諸如整合至諸如電腦監視器 之顯示器中之電腦。電子裝置10亦可為膝上型電腦、平板電腦、稍小之攜帶型裝置(諸如，腕錶裝置、懸垂裝置(pendant device)、頭戴式耳機裝置、耳機裝置或其他可穿戴型或微型裝置)、蜂巢式電話、媒體播放器或其他電子設備。本文中有時將電子裝置10為由電腦監視器形成之電腦的說明性組態作為實例來描述。一般而言，電子裝置10可為任何合適的電子設備。

天線可形成於電子裝置10中諸如區(region)26之任何合適位置中。電子裝置10中之天線可包括迴路天線、倒F天線、帶狀天線、平面式倒F天線、槽孔天線、空腔天線、包括一個以上類型之天線結構的混合型天線，或其他合適天線。天線可涵蓋蜂巢式網路通信頻帶、無線區域網路通信頻帶(例如，與諸如Bluetooth®及IEEE 802.11協定之協定相關聯的2.4GHz及5GHz頻帶)及其他通信頻帶。天線可支援單頻帶及/或多頻帶操作。舉例而言，天線可為涵蓋2.4GHz及5GHz頻帶之雙頻帶天線。天線亦可涵蓋兩個以上頻帶(例如，藉由涵蓋三個或三個以上頻帶或藉由涵蓋四個或四個以上頻帶)。

若需要，用於天線之導電結構可由以下各者形成：諸如導電外殼結構之導電性電子裝置結構、諸如塑膠載體上之金屬跡線的導電結構、可撓性印刷電路及剛性印刷電路中之金屬跡線、由介電載體結構支撐之金屬箔、電線，及其他導電材料。

電子裝置10可包括諸如顯示器18之顯示器。顯示器18可 安裝於諸如電子裝置10之外殼12中。可使用諸如支架14之支架或其他支撐結構來支撐外殼12。

外殼12(有時可稱作殼)可由以下各者形成：塑膠、玻璃、陶瓷、纖維複合物、金屬(例如，不鏽鋼、鋁等)、其他合適材料，或此等材料之組合。在一些情形下，外殼12之部分可由介電材料或其他低電導率材料形成。在其他情形下，外殼12或組成外殼12之結構中之至少一些可由金屬元件形成。

顯示器18可為併有電容性觸控電極或其他觸控感測器組件之觸控螢幕，或可為非觸敏式之顯示器。顯示器18可包括由以下各者形成之影像像素：發光二極體(LED)、有機LED(OLED)、電漿單元、電子墨水元件、液晶顯示器(LCD)組件，或其他合適的影像像素結構。

防護玻璃罩層可覆蓋顯示器18之表面。顯示器18之矩形作用區22可位於矩形邊界24內。作用區22可含有為使用者顯示影像之影像像素之陣列。作用區22可由諸如矩形環狀非作用區20之非作用周邊區環繞。顯示器18之非作用部分(諸如，非作用區20)缺乏主動影像像素。不產生影像之顯示驅動器電路、天線(例如，在諸如區26之區中的天線)及其他組件可位於非作用區20下方。

用於顯示器18之防護玻璃罩可覆蓋作用區22及非作用區20兩者。非作用區20中之防護玻璃罩之內表面可塗佈有一層不透明的遮罩材料，諸如，不透明的塑膠(例如，暗色聚酯薄膜)或黑墨水。不透明的遮罩層可幫助隱藏電子裝 置10中之內部組件(諸如，天線、驅動器電路、外殼結構、安裝結構及其他結構)以使其不可見。

用於顯示器18之防護層(有時稱作防護玻璃罩)可由諸如玻璃或塑膠之介電質形成。安裝於區26中防護玻璃罩之非作用部分下方的天線可經由防護玻璃罩傳輸及接收信號。此情形允許天線甚至在外殼12中之結構中之一些或全部由導電材料形成時亦操作。舉例而言，將電子裝置10之天線結構安裝於區26中非作用區20之部分下方可允許天線甚至在外殼12之壁中之一些或全部由諸如鋁或不鏽鋼(作為實例)之金屬形成之配置中亦操作。

安裝於諸如圖1之電子裝置10的電子裝置中的說明性天線之橫截面側視圖展示於圖2中。如圖2中所展示，顯示器18可安裝於外殼12內。外殼12可具有垂直於外殼12之平坦後表面之周邊側壁，或可具有彎曲之側壁，如藉由虛線12'所展示。電組件32可安裝於外殼12之內部的諸如基板30之一或多個基板上。電組件32可包括積體電路、離散組件(諸如，電阻器、電容器及電感器)、連接器、感測器、音訊組件(諸如，麥克風及揚聲器)及其他電子設備。基板30可為塑膠基板、剛性印刷電路板(例如，由填充有玻璃纖維之環氧樹脂形成之電路板，諸如FR4印刷電路板)、由可撓性聚醯亞胺薄片或其他可撓性聚合物形成之可撓性印刷電路板(「撓性電路」)或其他合適的支撐結構。

諸如天線28之一或多個天線可安裝於外殼12內。如圖2中所展示，天線28可具有允許天線28適配於在諸如區26之 區下方(例如，在電子裝置10及外殼12之與顯示器18之非作用周邊區20相關聯的外表面下方)的外殼12之界限內之形狀。在此類型之組態中，外殼12可具有導電壁或至少部分界定安裝天線28之內部區的其他導電結構。天線28之頂表面可位於外殼12及電子裝置10之外表面內，同時將天線28之其餘部分埋在外殼12及電子裝置10之由外殼12或12'之壁界定之內部區內。

電子裝置10中之其他合適的安裝位置包括在介電天線窗等後方之位置。在電子裝置10使用諸如側壁形狀(虛線12'所展示)之彎曲外殼側壁形狀的組態中，可相應地調整天線28之形狀(例如，使得天線具有位於線28'內之橫截面輪廓)。一般而言，天線28可具有任何合適的橫截面形狀。圖2中之輪廓(對應至天線28及線28')之說明性形狀僅為說明性的。

如圖3中所展示，用於電子裝置10之無線電路38可包括射頻收發器電路36(例如，一或多個接收器、一或多個傳輸器等)。電子裝置10中可使用諸如天線28之一或多個天線。可使用諸如傳輸線34之射頻通信路徑將每一天線28耦接至射頻收發器電路36。傳輸線34可包括諸如以下各者之傳輸線之一或多個部分：同軸纜線傳輸線、微帶傳輸線、帶狀傳輸線、邊緣耦接式微帶傳輸線、邊緣耦接式帶狀傳輸線或其他合適的傳輸線結構。傳輸線34可包括不同類型之傳輸線結構之一或多個部分(例如，同軸纜線之一段、形成於印刷電路板上之微帶傳輸線之一段等)。傳輸線34 可含有正導體(+)及接地導體(-)。傳輸線中之導體可由電線、編線、金屬條帶、基板上之導電跡線、平坦金屬結構、外殼結構或其他導電結構形成。

可使用導電性天線諧振元件結構(諸如，在諸如塑膠支撐結構之介電載體上的金屬跡線)形成迴路天線28。若需要，形成迴路天線28之導電結構可包括電線、金屬箔、在印刷電路板上之導電跡線、導電外殼結構之部分(諸如，導電外殼壁及導電內部框架結構)及其他導電結構。

迴路天線28可具有沿著迴路之縱向軸線展開(「分布」)之導電結構。迴路天線28可因此有時被稱作分布迴路天線。如圖4中所展示，迴路天線28可具有諸如軸線40之縱向軸線。天線28可由含有導電結構52之天線諧振元件結構形成。導電結構52可包括導體薄片，其具有纏繞縱向軸線40之第一尺寸及沿著縱向軸線40之長度延伸之第二尺寸ZD。

導電結構52可沿著旋轉方向46纏繞軸線40。在操作期間，天線電流可圍繞軸線40在薄片(即，導電結構52)內流動。實際上，薄片(即，導電結構52)形成呈迴路(其特徵在於周長P)之形狀的寬導體條帶。在薄片(即，導電結構52)中流動之天線電流傾向於位於與圖4之X-Y平面平行的平面中，如由箭頭44所指示。結果，迴路天線28之「迴路」有效地位於X-Y平面中，而沿著纏繞之導電薄片(即，導電結構52)之中心伸展的縱向軸線40平行於Z軸(且垂直於天線迴路之X-Y平面)。

可能需要由展現相對小尺寸P之導電結構來形成天線28。在無沿著周長P之任何斷開的迴路中，天線可在信號具有大致等於P之波長的信號頻率下諧振。在具有未斷開之迴路形狀的緊密結構中，由天線28涵蓋之通信頻帶之頻率可因此傾向於高的。藉由將間隙或其他結構併入至迴路內，可將電容引入至天線28中。在迴路天線內存在電容之情況下，天線之諧振頻率可減小至所要操作頻率。

可使用任何合適的結構來在由導電薄片(即，導電結構52)形成之迴路導體內插入電容。舉例而言，可形成諸如間隙50之一或多個間隙。間隙50可填充有介電質(例如，諸如塑膠等之固體介電質，或諸如空氣之介電質)。間隙50之間隙寬度GW可影響由間隙50形成之電容之值(例如，間隙之電容可傾向於隨間隙寬度GW減小而增大)。

導電薄片(即，導電結構52)可由以下各者形成：介電載體上之金屬跡線、纏繞之撓性電路上之金屬、已彎曲成所要形狀之金屬箔，及其他合適的導電結構。在圖4之實例中，當薄片(即，導電結構52)纏繞軸線40時，金屬薄片(即，導電結構52)具有恆定尺寸ZD。若需要，金屬層(即，導電結構52)可具有平行於縱向天線軸線40之尺寸ZD，其依據圍繞軸線40之位置而變化(亦即，ZD未必在迴路天線之所有部分處恆定)。圖4之配置僅為說明性的。

分布迴路天線28可具有圍繞軸線40形成天線電流之迴路之任何合適的橫截面形狀。舉例而言，如圖5中所展示，當沿著縱向軸線40檢視時，導電層(即，導電結構52)可具 有橢圓形橫截面形狀。在圖6之實例中，分布迴路天線28之導電層(即，導電結構52)具有矩形橫截面形狀。在圖7之實例中，導電層(即，導電結構52)針對具有成角度側壁之天線28形成矩形橫截面形狀。詳言之，圖7之天線28之上表面及下表面相互平行，且垂直於天線28之右表面。天線28之左表面以非正交角度相對於上表面及下表面成角度，且不平行天線28之右表面。若需要，天線28之表面中之一些可為平坦的，且天線28之其他表面可為非平坦的，使得當沿著縱向軸線40檢視時，天線28之橫截面形狀具有直側與彎曲側之組合，如圖8中所展示。可將天線之體積的部分或全部埋在電子裝置之外殼內部(如圖2中所展示)，從而僅使間隙50被曝露。舉例而言，在圖5、圖6、圖7及圖8中展示之類型的結構可位於由圖2之天線28所展示之處，其中間隙50(亦即，在圖17a之頂表面TS上之間隙)位於區26下方在顯示器18與外殼12之壁之間形成的開口或電子裝置10內之其他開口中。圖5、圖6、圖7及圖8之實例僅為說明性的。一般而言，導電結構52可具有使天線電流圍繞軸線40流動之任何合適形狀。

圖9為可用於分布迴路天線28之導電結構52的說明性形狀之透視圖。如圖9中所展示，導電結構52可具有諸如上部平坦部件52A之平坦上部分。縱向間隙50可平行於縱向分布迴路天線軸線40而跨越尺寸ZD伸展(亦即，間隙50可橫跨形成導電結構52之導體條帶)。導電結構52亦可具有諸如下部平坦部件52B之平坦下部分。平坦側部分52C可 位於垂直於上部平坦部件52A及下部平坦部件52B之平面的平面中。平坦側部分52D可位於相對於平坦側部分52C之平面以非零角度定向之平面中，且可位於不與含有上部平坦部件52A及下部層(即，下部平坦部件52B)之平面正交的平面中。雖然在圖9之實例中展示為平坦的，但若需要，結構(即，上部平坦部件52A、下部平坦部件52B、平坦側部分52C及平坦側部分52D)可含有彎曲或轉彎。在形成導電結構52時亦可使用不同數目個表面及具有不同定向之表面。圖9之組態僅為說明性的。

若需要，天線28可經直接饋入。舉例而言，傳輸線34(圖3)之正導體及接地導體可分別耦接至分布迴路天線28上之正天線饋入端子及接地天線饋入端子。用於在分布迴路天線28上之天線饋入的說明性饋入端子位置展示於圖10中。如圖10中所展示，可使用包括在上部天線表面(即，上部平坦部件52A)上之正天線饋入端子P1及在下部天線表面(即，平坦側部分52C)(在圖10實例中，其不平行於上部表面(即，上部平坦部件52A))上之接地天線饋入端子(即，正天線饋入端子P2)的天線饋入件來饋入天線28。亦可使用由正天線饋入端子P2及接地天線饋入端子G2形成之天線饋入件來饋入圖10之分布迴路天線28。另一可能的饋入位置與正天線饋入端子P3及接地天線饋入端子P4相關聯。正天線饋入端子P5及對應的接地天線饋入端子G5亦可用於形成用於分布迴路天線28之天線饋入件。若需要，由離散電組件及/或諸如金屬結構之導電結構形成的匹配網路元件 可用於形成用於分布迴路天線28之天線饋入配置。圖10之說明性天線饋入位置僅為說明性的。

饋入分布迴路天線28之另一方式涉及近場電磁耦合。此類型之配置(可稱作間接饋入配置)涉及使用第一天線結構間接饋入第二天線結構。傳輸線34亦可用以直接饋入第一結構(有時稱作天線饋入結構)。可使用近場電磁耦合將射頻信號自天線饋入結構傳送至第二天線結構(有時稱作天線諧振元件結構)。

在信號傳輸期間，將來自傳輸器電路之射頻信號直接饋入至饋入結構，且電磁耦合至天線諧振元件結構。天線諧振元件結構輻射耦合之信號。在信號接收期間，由天線諧振元件結構接收之射頻信號耦合至附近的天線饋入結構，且使用傳輸線投送至接收器電路。在一些組態中，天線饋入結構可對天線效能有貢獻(例如，天線饋入結構可在某些操作頻率下形成輻射/接收結構之部分)。

天線饋入結構及天線諧振元件結構可相對於彼此具有任何合適定向。藉由結合圖11、圖12及圖13之實例描述的一個合適配置，天線饋入結構由直接饋入之迴路天線結構(天線結構L1)形成，且天線諧振元件結構由分布迴路天線結構(天線結構L2)形成。直接饋入之迴路天線結構L1可包括由傳輸線34直接饋入之導電材料(即，導電結構56)之迴路。傳輸線34中之正導體可連接至正天線饋入端子(+)，且傳輸線34中之接地導體可連接至接地天線饋入端子(-)。可使用諸如沿著縱向軸線40之長度分布的導電結構52之導 電結構形成分布迴路之天線結構L2。為了避免使圖式過於複雜，天線諧振元件(即，天線結構L2)中之導電結構52之「分布」形狀未描繪於圖11、圖12及圖13中。可在操作期間耦合於天線結構L1與L2之間的電磁場由線54表示。

在圖11中展示之類型的組態中，直接饋入之天線結構L1及間接饋入之天線結構L2位於共同平面內。在圖12中展示之類型的組態中，含有直接饋入之天線結構L1之平面垂直於含有天線諧振元件結構(即，天線結構L2)之平面。圖13展示可用於天線28之另一說明性組態。在圖13之配置中，直接饋入之天線L1及天線諧振元件結構(即，天線結構L2)係由位於相異平行平面中之迴路形成。

直接饋入之天線結構L1及間接饋入之天線諧振元件結構對分布迴路天線28之總效能的相對貢獻取決於天線28之操作頻率、天線結構L1及L2之相對位置以及天線結構L1及L2之形狀。

對應於天線結構L1及L2兩者皆對天線效能有貢獻(對於至少一些操作頻率)之說明性天線28的曲線圖展示於圖14中。在圖14中，用於包括天線結構L1及天線結構L2兩者(例如，在圖12中展示之類型的配置中)之分布迴路天線的駐波比(SWR)用曲線表示為操作頻率f之函數。頻率f1可對應於諸如2.4GHz(作為一實例)之IEEE 802.11頻帶的所關注之第一頻帶之中心頻率。頻率f2可對應於諸如5GHz(作為一實例)之IEEE 802.11頻帶的所關注之第二頻帶之中心頻率。涵蓋兩個以上頻帶、兩個以下頻帶及/或其他所關 注之頻帶的天線可使用分布迴路組態。圖14之實例僅為說明性的。

圖14之曲線L2對應於來自天線諧振元件(即，天線結構L2)的對天線28之貢獻。如圖14中所展示，存在在頻率f1下及在等於約兩倍f1之頻率下(亦即，在為頻率f1之二次諧波的2f1下)的來自L2之效能貢獻。在頻率f1之二次諧波下的來自天線結構L2之天線效能貢獻可接近上頻帶中心頻率f2。

曲線L1對應於來自天線諧振元件(即，天線結構L1)的對天線28之貢獻。在下頻帶頻率f1附近之頻率下，可存在來自L1的對天線效能之相對小的貢獻。然而，在f2附近之頻率下，L1可展現來自L2之天線28之頻寬加寬且幫助天線28在頻率f2下充分涵蓋上頻帶的諧振。

表說明直接饋入之天線結構L1及間接饋入之天線結構L2可對併有天線結構L1及L2之分布迴路天線28之效能有貢獻。在第一頻率(例如，圖14之頻率f1，諸如2.4GHz)下，直接饋入之天線結構L1可能不對天線28之諧振行為有顯著貢獻，如由圖15之表中的項目「弱輻射」所指示。然而，如由項目「強輻射」所指示，在第二頻率(例如，圖14之頻率f2，諸如5GHz)下，天線結構L1可對天線效能有顯著貢獻。歸因於自天線結構L1之耦合，天線結構L2之效能在2.4GHz下且在5GHz下可為強的，如由圖15之表之右側列中的項目所指示。

圖16a為可用於分布迴路天線28之說明性組態之透視 圖。分布迴路天線28具有由天線諧振元件結構(即，天線結構L2)形成之第一部分及由直接饋入之天線結構L1形成之第二部分。直接饋入之天線結構L1可為由傳輸線34在正天線饋入端子(+)及接地天線饋入端子(-)處直接饋入之迴路天線結構。天線諧振元件結構(即，天線結構L2)可為具有沿著縱向軸線40之尺寸ZD的分布迴路天線結構(亦即，在天線諧振元件結構(即，天線結構L2)中之迴路之導體可軸向分布)。直接饋入之天線結構L1之導電結構56可位於平行於含有天線結構L2之迴路的平面之縱向偏移平面中，如關於圖13所描述。

若需要，天線28之結構可經組態使得天線結構L1與L2之迴路共平面。舉例而言，如圖16b中所展示，間接饋入之分布迴路天線28可具有相互平行地安裝於共同平面內之饋入迴路結構(即，天線結構L1)及分布迴路天線結構L2。在圖16b中所展示之類型的組態中，饋入迴路(即，天線結構L1)可巢套於分布迴路天線結構L2內。

導電結構52及56可由金屬、含有金屬之導電材料或其他導電物質形成。可使用諸如支撐結構58之一或多個支撐結構來支撐分布迴路天線28中之天線結構L1及L2之導電結構52及56。支撐結構58可由諸如塑膠之介電質形成。導電結構52可為(例如)形成於塑膠載體上之金屬跡線或形成於撓性電路基板或附著至支撐結構58之其他基板上之金屬跡線(作為實例)。

在展示於圖17a中之分布迴路天線28的說明性組態中， 支撐結構58具有平行之左表面LS及右表面RS，且具有相對於頂表面TS成角度之底表面BS。直接饋入之天線結構L1可由傳輸線34使用由正天線饋入端子(+)及接地天線饋入端子(-)形成之天線饋入件來直接饋入。在操作期間，天線結構L1中之電流可在天線結構L1內循環，如由迴路60所指示。

由天線結構L1間接饋入的間接饋入之天線諧振元件結構(即，天線結構L2)可由纏繞天線28之縱向軸線40的導電結構52形成。間隙50或插入於天線結構L2之迴路中的其他合適結構或組件可用以在天線結構L2之迴路內產生電容(作為一實例)。

如圖17a中所展示，天線結構L1與L2之導電結構中的一些可相互電耦接。舉例而言，在表面LS、RS及BS上之金屬結構(有時稱作接地平面結構)中之一些可延伸至天線結構L1之部分及天線結構L2之部分中。

在圖17a之實例中，由端子(+)及(-)形成的用於天線結構L1之饋入件定位成鄰近天線結構L2。在用於圖17b中所展示之分布迴路天線28之說明性組態中，用於饋入迴路結構之饋入件並不緊鄰根據本發明之一實施例的分布迴路天線結構。此等僅為用於天線結構L1之說明性饋入位置。若需要，可使用任何合適的饋入配置。

天線結構L1與L2之間的耦接受到電磁近場耦合且受到經由共用導電結構之電耦合兩者影響。當由一個迴路產生之電磁場(諸如，圖11、圖12及圖13之場(由線54表示))穿過 另一迴路時，發生電磁耦合。當在共用導體(諸如，共用接地平面結構之部分)中產生電流時，發生電耦合。將在方向64上在迴路(即，天線結構L1)之部分68中流動的電流考慮為一實例。此電流可以電磁方式在結構62中誘發在方向66上之電流。因為結構62電連接至導電結構52(因為結構62為導電結構52之縱向延伸部)，所以在方向66上誘發之電流的流動傾向於在導電結構52中產生電流。天線28中之結構62之存在可因此增強天線結構L1與L2之間的耦合。

可用於天線28之另一說明性間接饋入配置展示於圖18中。可在分布迴路天線諧振元件結構(即，天線結構L2)中沿著縱向軸線40分布導電結構52。在圖18之實例中，導電條帶70可具有諸如與導電結構52之部分52'重疊之部分的部分。部分70'可為金屬條帶之藉由空氣、塑膠或其他介電質而與部分52'之金屬分離的部分。經由近場電磁耦合，在部分70'上之射頻信號及在部分52'中之射頻信號可相互耦合。

在圖18之方向72上截取的天線28的結構之俯視圖展示於圖19中。如圖19中所展示，傳輸線34可具有由金屬條帶(即，導電條帶70)形成之正導體及由金屬條帶74形成之接地結構。金屬條帶74及金屬條帶(即，導電條帶70)可藉由介電層(例如，在印刷電路基板或其他合適基板中)分離，且可形成微帶傳輸線(作為一實例)。導電條帶70之延伸部分70'可在分布迴路天線諧振元件(即，天線結構L2)中之導電結構52下方突出，以產生允許近場耦合之配置。

若需要，間隙50可具備曲折路徑形狀，如圖20中所展示。曲折路徑之使用可增大間隙之總長度，且藉此增大與間隙相關聯之電容。舉例而言，若在圖20中所展示之類型之曲折路徑形狀或其他合適的曲折路徑形狀之使用使間隙之總長度加倍(在不改變間隙寬度GW之情況下)，在不增大尺寸ZD之情況下，可使電容加倍。間隙寬度GW之減小亦可用以獲得間隙電容之所要增大。

圖21展示可如何使用電組件76組態間隙電容。間隙50歸因於其形狀(亦即，曲折抑或直的)及大小(例如，間隙寬度GW)而可具有內建電容。除了歸因於間隙50之佈局的電容之外，插入於由導電結構52形成之迴路內的電容可受到橋接間隙50之電組件76之電容影響。電組件76可為電容器或展現電容之組件。電組件76可為(例如)使用焊料附著至導電結構52之導電材料的表面黏著技術(SMT)組件。電組件76可包括積體電路、封裝於共同SMT封裝內之諸如電容器、電阻器、電感器等之一或多個組件、射頻濾波器組件或其他合適的電路組件。

若需要，可使用可調諧組件來實施諸如電組件76中之一或多者或與分布迴路天線28相關聯之其他組件的組件。可使用電子裝置10中之控制電路即時控制可調諧組件(例如，以產生所要電容量)。此情形允許電子裝置10調諧分布迴路天線28之頻率回應。當需要涵蓋所關注之額外頻帶時(例如，當自一種類型之無線通信模式切換至另一類型之無線通信模式時、當將電子裝置10移動至使用無線通信 頻帶之不同集合的新地理區中時，等等)，電子裝置10可(例如)調諧天線28。

圖22展示分布迴路天線28可如何具有諸如可調諧電容器(即，電組件76)(例如，可變電抗器)之可調諧組件。可使用藉由來自控制電路78之在路徑80上之控制信號控制的SMT組件(例如，SMT可變電抗器)來實施可調諧電容器(即，電組件76)。控制電路78可包括一或多個處理器，諸如微處理器、微控制器、在基頻處理器積體電路中之控制器、為數位信號處理器之部分的控制器、為特殊應用積體電路之部分的控制電路或其他合適的儲存及處理電路。電子裝置10中之控制電路可調整可調諧電容器(即，電組件76)以調整分布迴路天線28之頻率回應。天線28中之饋入天線結構(即，導電結構56)亦可含有藉由來自控制電路78之控制信號調諧(如由圖22中之控制信號路徑(曲線82所示)所說明)的可調諧組件。

圖23為展示天線28可如何具有與由間隙50形成之電容並聯地併入至分布迴路天線導電結構52中之可調諧組件(即，電組件76)的圖(作為一實例)。可調諧組件(即，電組件76)可包括可調諧電容器、可調諧電阻器、可調諧電感器、可調諧濾波器、可調諧積體電路、可調諧濾波器、藉由調整開關調諧之電路、藉由調整多個可調諧組件調諧之電路或其他調諧電路。可調諧組件(即，電組件76)可併入至分布迴路天線28中之直接饋入之天線結構L1及/或天線諧振元件結構(即，天線結構L2)中，且可用於調諧射頻結 構之間的阻抗匹配。

電子裝置10可含有一個分布迴路天線28、兩個或兩個以上分布迴路天線28或處於具有其他類型之一或多個天線的陣列中之一或多個分布迴路天線28或其他合適天線。可相對於電子裝置10中之其他天線來定向分布迴路天線28之導電天線結構，使得天線28與電子裝置10中之其他天線之間的隔離最大化(亦即，使得天線28與電子裝置10中之一或多個額外天線之間的耦合最小化)。

圖24為展示可如何相對於X-Y-Z座標系統定向迴路天線諧振元件之說明性迴路天線諧振元件(即，天線結構L2)之示意圖。

圖25為展示用於圖24之迴路天線諧振元件(即，天線結構L2)的說明性輻射型樣(曲線82)之曲線圖。曲線82對應於典型的遠場輻射型樣，且亦指示近場效能。曲線82上之點依據角定向而與天線效能相關聯，且可因此用以判定與附近天線之天線耦合最小化之處。作為一實例，迴路天線具有藉由在方向84上之點86給出的輻射強度，而天線諧振元件結構(即，天線結構L2)在方向90上展現最小值(零)。藉由定位電子裝置10中之額外天線使得該等額外天線沿著迴路天線諧振元件結構(即，天線結構L2)之零位(縱向)軸線Z而鋪置，可使額外天線與迴路天線諧振元件結構之間的耦合最小化。

圖26為展示可如何相對於在圖24及圖25中展示之類型的X-Y-Z座標系統定向迴路天線諧振元件(即，天線結構L2) 之說明性分布迴路天線之透視圖。如圖26中所展示，可沿著「Z」軸定向分布迴路天線諧振元件(即，天線結構L2)之縱向軸線40(亦即，Z軸可充當分布迴路天線之縱向軸線)。圖26之分布迴路天線28之縱向Z軸表示零位置，可沿著該零位置定位額外天線以使天線至天線耦合最小化。在圖26之組態中，直接饋入之天線結構L1係由位於垂直於含有天線諧振元件(即，天線結構L2)之「迴路」的平面之平面中的迴路形成。若需要，可使用其他類型之饋入組態(例如，直接饋入諧振元件(即，天線結構L2)之配置、相對於天線結構L2以不同角度定向元件(即，天線結構L1)之配置等)。圖26之饋入組態僅為說明性的。

圖27為已安裝兩個天線之電子裝置10的外殼12之部分之俯視圖。在圖27之實例中，將第一天線ANT1展示為具有倒F天線諧振元件RE，但一般而言，可使用任何合適類型之天線結構形成第一天線ANT1)。將第二天線ANT2展示為由具有迴路天線諧振元件(即，天線結構L2)及直接饋入之天線結構L1之分布迴路天線(天線28)形成。

圖28為在已使用分布迴路天線設計實施兩個天線(ANT1及ANT2)之裝置(電子裝置10)中的外殼12之部分之俯視圖。

在圖27之組態中的天線ANT1之迴路天線元件(即，天線結構L2)及在圖28之組態中的天線ANT1及ANT2之迴路天線元件(即，天線結構L2)可經定向，使得其縱向軸線(沿著軸線Z)指向陣列中之其他天線。以此方式，圖27之ANT1 沿著天線ANT2之零位軸線鋪置。在圖28中，ANT1沿著天線ANT2之零位軸線鋪置，且天線ANT2沿著天線ANT1之零位軸線鋪置。諸如此等組態之組態可幫助使天線之間的近場電磁耦合最小化。

沿著外殼12之邊緣部分(例如，區26)中的共同軸線(諸如，圖27及圖28中之共同縱向軸線40)安裝的天線亦有可能經歷經由共同接地平面電流之耦合。諸如外殼12之導電部分或其他導電結構的共同接地平面結構可形成共同接地路徑，諸如圖27及圖28之接地路徑41。當充當天線接地或其他接地平面結構之導電外殼結構由陣列中之天線共用時，陣列中之第一天線可誘發有可能耦合至陣列中之第二天線中之電流(例如，共同接地路徑41中之電流)。

歸因於在圖27及圖28之實例中的共同接地路徑41之存在，因此存在誘發之接地電流導致天線ANT1與ANT2之間的射頻信號耦合之可能。

如圖27及圖28中所展示，接地路徑41平行於共用軸線40及維度Z(亦即，陣列中之天線中之每一者所沿著而定位的軸線)延伸。在每一分布迴路天線中之迴路電流傾向於在垂直於共用軸線40及維度Z之X-Y平面中循環。因為迴路天線諧振元件中之電流不傾向於平行於共同接地路徑41而流動，所以經由共用接地電流之在陣列中之天線至天線耦合傾向於最小化。在電子裝置10中之天線陣列中對一個分布迴路天線(例如，圖27之天線陣列之天線ANT2)或兩個或兩個以上分布迴路天線(例如，圖28之天線陣列中之天線 ANT1及ANT2)之使用可因此幫助減小共同接地平面耦合，且因此可幫助每一天線相對獨立地操作。舉例而言，天線ANT1及ANT2可用於諸如IEEE 802.11(n)設置之多天線設置中以接收獨立之無線資料串流。在此類型之多天線配置中，增強天線ANT1與ANT2之間的隔離可改良總資料輸送量。

根據一實施例，提供一種迴路天線，其包括一迴路天線諧振元件，該迴路天線諧振元件由纏繞一軸線以形成一導電迴路之一導電材料薄片形成。

根據另一實施例，該迴路天線亦包括第一及第二天線饋入端子，該第一天線饋入端子及該第二天線饋入端子耦接至該迴路天線諧振元件，使得該迴路天線諧振元件經組態以直接饋入。

根據另一實施例，該迴路天線亦包括一天線饋入結構，該天線饋入結構係直接饋入且經組態以間接饋入該迴路天線諧振元件。

根據另一實施例，該天線饋入結構包括一迴路形結構。

根據另一實施例，該迴路天線亦包括一介電載體，該導電材料薄片形成於該介電載體上。

根據另一實施例，該迴路天線亦包括在該介電載體上之一天線饋入結構。

根據另一實施例，該天線饋入結構係直接饋入且經組態以間接饋入該迴路天線諧振元件。

根據另一實施例，該天線饋入結構包括一迴路形結構。

根據另一實施例，該軸線包括與該迴路天線諧振元件相關聯之一縱向軸線，且該迴路形結構包括位於垂直於該縱向軸線之一平面中的導電材料之一迴路。

根據另一實施例，該導電材料薄片形成具有一間隙之一迴路。

根據另一實施例，該迴路天線亦包括橋接該間隙之一電容器。

根據另一實施例，該迴路天線亦包括橋接該間隙之一可調諧電組件。

根據另一實施例，該間隙經組態以跨越該導電材料薄片形成一曲折路徑。

根據一實施例，提供一種電子裝置，其包括一外殼及安裝於該外殼中之至少第一及第二天線，其中至少該第一天線包括具有一縱向軸線之一迴路天線，其中該迴路天線包括圍繞該縱向軸線延伸之一導電材料薄片，且其中該第二天線沿著該縱向軸線而鋪置。

根據另一實施例，該導電材料薄片係藉由沿著該縱向軸線延伸之一間隙橫跨。

根據另一實施例，該第一天線包括一天線饋入結構，該天線饋入結構係藉由一傳輸線直接饋入，該導電材料薄片經組態以形成用於該第一天線之一迴路天線諧振元件，且該天線饋入結構經組態以間接饋入該迴路天線諧振元件。

根據另一實施例，該第二天線包括一間接饋入之迴路天線。

根據另一實施例，該外殼包括至少部分界定該電子裝置中安裝該第一天線之一內部區的導電結構，其中該間隙沿著該電子裝置之一外表面而鋪置。

根據一實施例，提供一種天線，其包括：一介電載體；一迴路天線諧振元件，其具有一縱向軸線，其中該迴路天線諧振元件包括環繞該介電載體且圍繞該縱向軸線延伸之一導電材料薄片；及一天線饋入結構，其中該迴路天線諧振元件係藉由該天線饋入結構間接饋入。

根據另一實施例，該天線饋入結構包括在該介電載體上之導電材料之一迴路，導電材料之該迴路形成一迴路天線饋入結構。

根據另一實施例，該天線亦包括在該介電載體上之至少某一金屬，該金屬短接於該迴路天線饋入結構與形成該迴路天線諧振元件之該導電材料薄片之間。

根據另一實施例，該迴路天線諧振元件經組態以在一第一頻帶及一第二頻帶中諧振，且該天線饋入結構經組態以在該第二頻帶中諧振。

根據另一實施例，該第一頻帶包括一2.4GHz頻帶，且該第二頻帶包括一5GHz頻帶。

前述內容僅說明本發明之原理，且在不脫離本發明之範疇及精神的情況下，各種修改可由熟習此項技術者進行。

10‧‧‧電子裝置

12‧‧‧外殼

12'‧‧‧虛線

14‧‧‧支架

18‧‧‧顯示器

20‧‧‧非作用區

22‧‧‧作用區

24‧‧‧矩形邊界

26‧‧‧區

28‧‧‧天線

28'‧‧‧線

30‧‧‧基板

32‧‧‧電組件

34‧‧‧傳輸線

36‧‧‧射頻收發器電路

38‧‧‧無線電路

40‧‧‧軸線

41‧‧‧接地路徑

44‧‧‧箭頭

46‧‧‧旋轉方向

50‧‧‧間隙

52‧‧‧導電結構

52A‧‧‧上部平坦部件

52B‧‧‧下部平坦部件

52C‧‧‧平坦側部分

52D‧‧‧平坦側部分

52'‧‧‧部分

54‧‧‧線

56‧‧‧導電結構

58‧‧‧支撐結構

60‧‧‧迴路

62‧‧‧結構

64‧‧‧方向

66‧‧‧方向

68‧‧‧迴路之部分

70‧‧‧導電條帶

70'‧‧‧部分

72‧‧‧方向

74‧‧‧金屬條帶

76‧‧‧電組件

78‧‧‧控制電路

80‧‧‧路徑

82‧‧‧曲線

84‧‧‧方向

86‧‧‧點

90‧‧‧方向

ANT1‧‧‧第一天線

ANT2‧‧‧第二天線

BS‧‧‧底表面

G1‧‧‧接地天線饋入端子

G2‧‧‧接地天線饋入端子

G3‧‧‧接地天線饋入端子

G5‧‧‧接地天線饋入端子

L1‧‧‧天線結構/曲線

L2‧‧‧天線結構/曲線

LS‧‧‧左表面

P1‧‧‧正天線饋入端子

P2‧‧‧正天線饋入端子

P3‧‧‧正天線饋入端子

P5‧‧‧正天線饋入端子

RS‧‧‧右表面

TS‧‧‧頂表面

圖1為根據本發明之一實施例的具有天線結構之說明性電子裝置之透視圖。

圖2為根據本發明之一實施例的安裝於說明性電子裝置內之說明性天線結構之橫截面側視圖。

圖3為根據本發明之一實施例的用於電子裝置之說明性無線電路之圖，該電子裝置包括藉由傳輸線路徑耦接之收發器電路及天線。

圖4為根據本發明之一實施例的形成用於分布迴路天線之說明性天線諧振元件的導電結構之透視圖。

圖5為根據本發明之一實施例的具有橢圓形橫截面形狀之說明性分布迴路天線之橫截面端視圖。

圖6為根據本發明之一實施例的具有矩形橫截面形狀之說明性分布迴路天線之橫截面端視圖。

圖7為根據本發明之一實施例的具有具成角度側之橫截面形狀的說明性分布迴路天線之橫截面端視圖。

圖8為根據本發明之一實施例的具有具直側與彎曲側之組合之橫截面形狀的說明性分布迴路天線之橫截面端視圖。

圖9為根據本發明之一實施例的形成用於具有至少一個成角度表面之分布迴路天線之說明性天線諧振元件的導電結構之透視圖。

圖10為根據本發明之一實施例的展示可用於直接饋入分布迴路天線之天線饋入端子之說明性位置的說明性分布迴路天線結構之透視圖。

圖11為根據本發明之一實施例的展示在第一迴路天線結構與第二迴路天線結構共平面之組態中直接饋入之第一迴 路天線結構可如何經由近場電磁耦合充當用於間接饋入第二迴路天線結構之間接饋入結構之圖。

圖12為根據本發明之一實施例的展示在第一迴路天線結構位於與第二迴路天線結構之平面垂直的平面中之組態中直接饋入之第一迴路天線結構可如何經由近場電磁耦合充當用於間接饋入第二迴路天線結構之間接饋入結構之圖。

圖13為根據本發明之一實施例的展示在第一迴路天線結構與第二迴路天線結構位於相異平行平面中之組態中直接饋入之第一迴路天線結構可如何經由近場電磁耦合充當用於間接饋入第二迴路天線結構之間接饋入結構之圖。

圖14為根據本發明的展示可由迴路形間接饋入結構及分布迴路天線諧振元件結構作出之對效能之各別貢獻的說明性間接饋入之分布迴路天線之天線效能之曲線圖。

圖15為根據本發明的展示在所關注之第一及第二通信頻帶中可由迴路形間接饋入結構及分布迴路天線諧振元件結構作出之對效能之各別貢獻的說明性間接饋入之分布迴路天線之天線效能資料之表。

圖16a為根據本發明之一實施例的說明性間接饋入之分布迴路天線之透視圖，其中將饋入迴路結構與分布迴路天線結構相互平行地安裝而不位於共同平面中。

圖16b為根據本發明之一實施例的說明性間接饋入之分布迴路天線之透視圖，其中將饋入迴路結構與分布迴路天線結構相互平行地安裝於共同平面內，其中饋入迴路巢套於分布迴路天線結構內。

圖17a為根據本發明之一實施例的說明性間接饋入之分布迴路天線之透視圖，其中將饋入迴路結構與分布迴路天線結構相互垂直地定向。

圖17b為根據本發明之一實施例的在圖17a中展示之類型的說明性間接饋入之分布迴路天線之透視圖，其中饋入迴路結構之饋入並不緊鄰分布迴路天線結構。

圖18為根據本發明之一實施例的說明性間接饋入之分布迴路天線之透視圖，其中饋入結構包括重疊分布迴路天線諧振元件表面之導體條帶。

圖19為根據本發明之一實施例的在圖18中展示之類型的說明性間接饋入之分布迴路天線之透視圖，其展示用於形成間接饋入之該導體條帶可如何為自傳輸線結構之部分的延伸部。

圖20為根據本發明之一實施例的具有曲折間隙之說明性分布迴路天線諧振元件之透視圖，該曲折間隙增大了纏繞分布迴路天線諧振元件之縱向軸線的導體薄片中之間隙電容。

圖21為根據本發明之一實施例的說明性分布迴路天線諧振元件之透視圖，該說明性分布迴路天線諧振元件具有橋接分布迴路諧振元件中之間隙之電組件。

圖22為根據本發明之一實施例的展示分布迴路天線(諸如，間接饋入之分布迴路天線)可如何具備可調諧電路(諸如，可調諧電容器)以調諧分布迴路天線之圖。

圖23為根據本發明之一實施例的展示分布迴路天線可如 何具備可調諧電路(諸如，具有並聯電容器之可調諧電路)以調諧分布迴路天線之圖。

圖24為根據本發明之一實施例的展示可如何相對於X-Y-Z座標系統定向用於分布迴路天線諧振元件之迴路結構之圖。

圖25為根據本發明之一實施例的可與圖24中展示之類型之迴路天線相關聯的說明性輻射型樣之曲線圖。

圖26為根據本發明之一實施例的由介電載體上之金屬跡線形成的說明性間接饋入之分布迴路天線之透視圖，其展示可如何相對於X-Y-Z座標系統定向天線之迴路結構。

圖27為根據本發明之一實施例的展示可如何藉由沿著分布迴路天線之縱向軸線定位天線來將諸如倒F天線或其他天線之天線與分布迴路天線隔離之圖。

圖28為根據本發明之一實施例的展示可如何藉由沿著另一分布迴路天線之縱向軸線定位每一分布迴路天線來將一對分布迴路天線相互隔離之圖。

10‧‧‧電子裝置

12‧‧‧外殼

14‧‧‧支架

18‧‧‧顯示器

20‧‧‧非作用區

22‧‧‧作用區

24‧‧‧矩形邊界

26‧‧‧位置/區/外殼之邊緣部分

Claims (15)

1. 一種迴路天線，其包含：一迴路天線諧振元件，其由纏繞一軸線以形成一導電迴路之一導電材料薄片形成；一天線饋入結構，其係直接饋入且經組態以間接饋入該迴路天線諧振元件，其中該天線饋入結構包含一迴路形結構，其係間接饋入該迴路天線諧振元件；及一介電載體，該導電材料薄片形成於該介電載體上，其中該迴路天線諧振元件形成於圍繞該軸線之該介電載體之四側上。
2. 如請求項1之迴路天線，其進一步包含第一及第二天線饋入端子，該第一天線饋入端子及該第二天線饋入端子耦接至該迴路天線諧振元件，使得該迴路天線諧振元件經組態以直接饋入。
3. 如請求項1之迴路天線，其進一步包含在該介電載體上之一天線饋入結構。
4. 如請求項1之迴路天線，其中該軸線包含與該迴路天線諧振元件相關聯之一縱向軸線，且其中該迴路形結構包含位於垂直於該縱向軸線之一平面中的導電材料之一迴路。
5. 如請求項1之迴路天線，其中該導電材料薄片形成具有一間隙之一迴路。
6. 如請求項5之迴路天線，其進一步包含橋接該間隙之一電容器。
7. 如請求項5之迴路天線，其進一步包含橋接該間隙之一可調諧電組件。
8. 如請求項5之迴路天線，其中該間隙經組態以跨越該導電材料薄片形成一曲折路徑。
9. 一種電子裝置，其包含：一外殼；及安裝於該外殼中之至少第一及第二天線，其中至少該第一天線包含具有一縱向軸線之一迴路天線，該迴路天線包含圍繞該縱向軸線延伸之一導電材料薄片，該第二天線沿著該縱向軸線而鋪置，該導電材料薄片係藉由沿著該縱向軸線延伸之一間隙橫跨，該第一天線包含一天線饋入結構，該天線饋入結構係藉由一傳輸線直接饋入，該導電材料薄片經組態以形成用於該第一天線之一迴路天線諧振元件，且該天線饋入結構經組態以間接饋入該迴路天線諧振元件。
10. 如請求項9之電子裝置，其中該第二天線包含一間接饋入之迴路天線。
11. 如請求項9之電子裝置，其中該外殼包括至少部分界定該電子裝置中安裝該第一天線之一內部區的導電結構，其中該間隙沿著該電子裝置之一外表面而鋪置。
12. 一種天線，其包含：一介電載體；一迴路天線諧振元件，其具有一縱向軸線，其中該迴路天線諧振元件包含環繞該介電載體且圍繞該縱向軸線 延伸之一導電材料薄片；及一天線饋入結構，其中該迴路天線諧振元件係藉由該天線饋入結構間接饋入，且該天線饋入結構包含在該介電載體上之導電材料之一迴路，導電材料之該迴路形成用於該迴路天線諧振元件之一迴路天線饋入結構。
13. 如請求項12之天線，其進一步包含在該介電載體上之至少某一金屬，該金屬短接於該迴路天線饋入結構與形成該迴路天線諧振元件之該導電材料薄片之間。
14. 如請求項13之天線，其中該迴路天線諧振元件經組態以在一第一頻帶及一第二頻帶中諧振，且其中該天線饋入結構經組態以在該第二頻帶中諧振。
15. 如請求項14之天線，其中該第一頻帶包含一2.4GHz頻帶，且該第二頻帶包含一5GHz頻帶。