TWI583050B - 電子裝置 - Google Patents

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TWI583050B TW104134518A TW104134518A TWI583050B TW I583050 B TWI583050 B TW I583050B TW 104134518 A TW104134518 A TW 104134518A TW 104134518 A TW104134518 A TW 104134518A TW I583050 B TWI583050 B TW I583050B
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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金屬邊框的電子裝置。
隨著無線通訊技術的快速發展，電子裝置除了具備多樣化的通訊功能以外，其外觀設計也是吸引消費者的重要因素。舉例來說，近年來，具有金屬質感的電子裝置受到消費者的青睞。因此，現今的電子裝置大多設有金屬背蓋或是金屬邊框，以突顯產品的獨特性與外觀設計。
然而，天線元件的輻射特性往往容易受到周圍之金屬物體的影響。因此，當電子裝置因應外觀設計的需求而配置金屬邊框時，電子裝置的通訊品質往往也會受到影響。換言之，金屬質感的外觀設計為電子裝置注入了一股流行時尚感，但是卻也對電子裝置中的天線設計帶來了更大的挑戰。
本發明提供一種電子裝置，可利用金屬邊框中的邊框元件操作在不同的頻帶，進而可降低金屬邊框對電子裝置之通訊品質所造成的影響。
本發明的電子裝置，包括接地面、金屬邊框、多個輻射元件與切換電路。金屬邊框具有多個間隙，以形成邊框元件。此外，邊框元件的第一端電性連接至接地面，且邊框元件的第二端為開路端。每一輻射元件與邊框元件相隔一耦合間距。切換電路將饋入訊號傳送至所述多個輻射元件之其一。當饋入訊號傳送至所述多個輻射元件中的第一輻射元件時，電子裝置透過第一輻射元件操作在第一頻帶，並透過邊框元件操作在第二頻帶。當饋入訊號傳送至所述多個輻射元件中的第二輻射元件時，電子裝置透過第二輻射元件操作在第三頻帶，並透過邊框元件操作在第四頻帶。
在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括外觀件。其中，外觀件與金屬邊框形成容置空間。接地面、所述多個輻射元件與切換電路設置在容置空間內。所述多個輻射元件於外觀件上的正投影與接地面於外觀件上的正投影互不重疊。
基於上述，本發明之電子裝置中的多個輻射元件分別與邊框元件相隔一耦合間距，且饋入訊號可透過耦合間距從所述多個輻射元件之其一耦合至邊框元件。藉此，電子裝置可透過所述多個輻射元件之其一操作在一頻帶下，並可透過邊框元件操作在另一頻帶下，進而可降低金屬邊框對電子裝置之通訊品質所造成的影響。除此之外，所述多個輻射元件與邊框元件可形成相互分離的共振路徑，進而可進一步地提升電子裝置的通訊品質。
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。
圖1為依據本發一實施例之電子裝置的示意圖。如圖1所示，電子裝置10包括接地面110、金屬邊框120、輻射元件130、輻射元件140以及切換電路150。其中，金屬邊框120具有多個間隙，以形成相互分離的多個邊框元件。舉例來說，間隙GP11與GP12將金屬邊框120斷開成邊框元件121與邊框元件122。此外，邊框元件121的形狀近似於U字型。邊框元件121的第一端電性連接至接地面110，且邊框元件121的第二端為一開路端。
輻射元件130與邊框元件121相隔一耦合間距101，且輻射元件140與邊框元件121相隔所述耦合間距101。舉例來說，輻射元件130具有一饋入點131與一邊緣132，且輻射元件130的邊緣132與邊框元件121相隔所述耦合間距101。相似地，輻射元件140具有一饋入點141與一邊緣142，且輻射元件140的邊緣142與邊框元件121相隔所述耦合間距101。其中，所述耦合間距101小於2毫米(mm)。
切換電路150電性連接輻射元件130與輻射元件140，並將饋入訊號傳送至輻射元件130或是輻射元件140。舉例來說，在一實施例中，電子裝置10更包括用以產生饋入訊號的收發器160。此外，切換電路150具有第一連接端151、第二連接端152以及第二連接端153。切換電路150的第一連接端151電性連接至收發器160。切換電路150的第二連接端152電性連接至輻射元件130的饋入點131。切換電路150的第二連接端153電性連接至輻射元件140的饋入點141。再者，切換電路150可依據一控制訊號將第一連接端151電性連接至第二連接端152或是153，以將來自收發器160的饋入訊號傳送至輻射元件130或是140。
在操作上，電子裝置10可透過輻射元件130、輻射元件140以及邊框元件121來接收或是發射電磁波。舉例來說，圖2為依據本發明一實施例的返回損失曲線圖，且以下將參照圖1與圖2進一步說明電子裝置10的操作。
具體而言，當切換電路150的第一連接端151與第二連接端152電性相連時，亦即當饋入訊號透過切換電路150傳送至輻射元件130時，輻射元件130與邊框元件121將可產生如圖2所示的返回損失曲線201。詳言之，當饋入訊號傳送至輻射元件130時，輻射元件130可產生第一共振模態，進而致使電子裝置10可透過輻射元件130操作在如圖2所示的第一頻帶210。此外，透過耦合間距101，饋入訊號更可從輻射元件130耦合至邊框元件121。藉此，在饋入訊號的激發下，邊框元件121可產生第二共振模態，進而致使電子裝置10可透過邊框元件121操作在如圖2所示的第二頻帶220。
另一方面，當切換電路150的第一連接端151與第二連接端153電性相連時，亦即當饋入訊號透過切換電路150傳送至輻射元件140時，輻射元件140與邊框元件121將可產生如圖2所示的返回損失曲線202。詳言之，當饋入訊號傳送至輻射元件140時，輻射元件140可產生第三共振模態，進而致使電子裝置10可透過輻射元件140操作在如圖2所示的第三頻帶230。此外，透過耦合間距101，饋入訊號更可從輻射元件140耦合至邊框元件121。藉此，在饋入訊號的激發下，邊框元件121可產生第四共振模態，進而致使電子裝置10可透過邊框元件121操作在如圖2所示的第四頻帶240。
值得一提的是，邊框元件121所產生的共振模態是取決於邊框元件121的長度以及邊框元件121與輻射元件之間的耦合長度。因此，當邊框元件121可響應於不同的輻射元件產生不同的耦合長度時，邊框元件121將可相對地響應於不同的輻射元件產生不同的共振模態。舉例來說，邊框元件121與輻射元件130之間的耦合長度相等於輻射元件130之邊緣132的長度，且邊框元件121與輻射元件140之間的耦合長度相等於輻射元件140之邊緣142的長度。此外，輻射元件130之邊緣132的長度大於輻射元件140之邊緣142的長度。因此，邊框元件121響應於輻射元件130所產生之第二共振模態下之第二頻帶220的頻率，將低於邊框元件121響應於輻射元件140所產生之第四共振模態下之第四頻帶240的頻率。
此外，第二頻帶220與第四頻帶240彼此相鄰，以形成頻率範圍可涵蓋700MHz~960MHz的低頻頻帶。再者，電子裝置10更可透過輻射元件130與輻射元件140操作在不同的高頻頻帶。例如，輻射元件130所涵蓋之第一頻帶210的頻率範圍可例如是1710MHz~2170MHz，且輻射元件140所涵蓋之第三頻帶230的頻率範圍可例如是2500MHz~2690MHz。換言之，在一實施例中，第四頻帶240的頻率高於第二頻帶220的頻率，第一頻帶210的頻率高於第四頻帶240的頻率，且第三頻帶230的頻率第一頻帶210的頻率。
值得注意的是，電子裝置10可透過部分的金屬邊框120(例如，邊框元件121)來接收或是發射電磁波。換言之，電子裝置10可利用部分的金屬邊框120來做為天線元件，進而可降低金屬邊框120對電子裝置10之通訊品質所造成的影響。此外，電子裝置10是透過邊框元件121操作在低頻頻帶，並透過輻射元件130與140操作在高頻頻帶。由於邊框元件121分別與輻射元件130與140互不相連，亦即天線元件之低頻頻帶的共振路徑與高頻頻帶的共振路徑是相互分離開來的，因此可進一步地提升電子裝置10的通訊品質。
更進一步來看，電子裝置10更包括電感元件170與外觀件180。其中，邊框元件121的第一端透過電感元件170電性連接至接地面110，以藉此延長邊框元件121在共振模態下的共振路徑。換言之，電子裝置10可透過電感元件170來調整邊框元件121所涵蓋之第二頻帶與第四頻帶的中心頻率。相對地，本領域具有通常知識者可依設計所需選擇性地移除電感元件170。
外觀件180與金屬邊框120形成一容置空間。接地面110、輻射元件130、輻射元件140、切換電路150、收發器160與電感元件170設置在容置空間內。輻射元件130與140於外觀件180上的正投影與接地面110於外觀件180上的正投影互不重疊。在一實施例中，外觀件180可例如是一塑膠背蓋，且輻射元件130、輻射元件140與接地面110貼附在塑膠背蓋上。在另一實施例中，外觀件可例如是一金屬背蓋，且金屬背蓋電性連接至接地面110。
值得一提的是，圖1中的輻射元件130與輻射元件140可分別由一金屬片所構成，以各自形成一單極天線(monopole antenna)。雖然圖1實施例列舉了輻射元件130與輻射元件140的實施型態，但其並非用以限制本發明。舉例來說，本領域具有通常知識者可依設計所需，以平面倒F天線(Planar Inverted F Antenna，簡稱PIFA）、偶極天線(dipole antenna)或是環形天線(loop antenna)，來分別實現輻射元件130與輻射元件140。
除此之外，在圖1實施例中，電子裝置10是利用兩個輻射元件130與140來分別耦合激發邊框元件121。在另一實施例中，電子裝置10也可利用兩個以上的輻射元件來分別耦合激發邊框元件121。舉例來說，圖3為依據本發明另一實施例之電子裝置的示意圖。相較於圖1實施例，圖3中的電子裝置30包括兩個以上的輻射元件，例如：輻射元件130、輻射元件140以及輻射元件310…等。
由於圖1中的電子裝置10包括兩個輻射元件130與140，因此電子裝置10中的切換電路150可例如是一對二的開關。相對地，圖3中的電子裝置30包括多個輻射元件，因此電子裝置30中的切換電路320可例如是一對多的開關。例如，切換電路320包括第一連接端與多個第二連接端。其中，切換電路320的第一連接端電性連接至收發器160。切換電路320的所述多個第二連接端與電子裝置30中的所述多個輻射元件一對一對應，且每一第二連接端電性連接至所對應的輻射元件。切換電路320可依據控制訊號將第一連接端電性連接至所述多個第二連接端之其一。
與圖1實施例相似地，切換電路320可將來自收發器160的饋入訊號傳送至所述多個輻射元件之其一。此外，當切換電路320將饋入訊號傳送至輻射元件130時，電子裝置30可透過輻射元件130與邊框元件121操作在第一頻帶與第二頻帶。當切換電路320將饋入訊號傳送至輻射元件140時，電子裝置30可透過輻射元件140與邊框元件121操作在第三頻帶與第四頻帶。
相似地，當切換電路320將饋入訊號傳送至輻射元件310時，輻射元件310將可產生一共振模態，以致使電子裝置30可透過輻射元件310操作在第五頻帶。此外，透過耦合間距101，饋入訊號更可從輻射元件310耦合至邊框元件121。藉此，邊框元件121可產生另一共振模態，進而致使電子裝置30可透過邊框元件121操作在第六頻帶。其中，第五頻帶可例如是不同於第一頻帶與第三頻帶的另一高頻頻帶，且第六頻帶可例如是相鄰於第四頻帶，以進一步地擴展電子裝置30之低頻頻帶的頻寬。至於圖3實施例中各元件的細部操作已包含在上述各實施例中，故在此不予贅述。
綜上所述，本發明的電子裝置可透過切換電路選取多個輻射元件之其一，並可透過所選取的輻射元件操作在一頻帶下。此外，饋入訊號可透過耦合間距從所選取的輻射元件耦合至金屬邊框中的邊框元件，進而致使電子裝置可透過邊框元件操作在另一頻帶下。換言之，電子裝置可利用部分的金屬邊框來接收或是發射電磁波，進而可降低金屬邊框對電子裝置之通訊品質所造成的影響。此外，所述多個輻射元件與邊框元件可形成相互分離的共振路徑，進而可進一步地提升電子裝置的通訊品質。
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。
10、30‧‧‧電子裝置
110‧‧‧接地面
120‧‧‧金屬邊框
121、122‧‧‧邊框元件
130、140、310‧‧‧輻射元件
131、141‧‧‧饋入點
132、142‧‧‧邊緣
150、320‧‧‧切換電路
151‧‧‧第一連接端
152、153‧‧‧第二連接端
160‧‧‧收發器
170‧‧‧電感元件
180‧‧‧外觀件
101‧‧‧耦合間距
GP11、GP12‧‧‧間隙
201、202‧‧‧返回損失曲線
210‧‧‧第一頻帶
220‧‧‧第二頻帶
230‧‧‧第三頻帶
240‧‧‧第四頻帶
圖1為依據本發一實施例之電子裝置的示意圖。 圖2為依據本發明一實施例的返回損失曲線圖。 圖3為依據本發另一實施例之電子裝置的示意圖。
10：電子裝置 110：接地面 120：金屬邊框 121、122：邊框元件 130、140：輻射元件 131、141：饋入點 132、142：邊緣 150：切換電路 151：第一連接端 152、153：第二連接端 160：收發器 170：電感元件 180：外觀件 101：耦合間距 GP11、GP12：間隙

Claims (9)

  1. 一種電子裝置，包括：一接地面；一金屬邊框，具有多個間隙，以形成一邊框元件，其中該邊框元件的第一端電性連接至該接地面，且該邊框元件的第二端為一開路端；多個輻射元件，每一該些輻射元件與該邊框元件相隔一耦合間距；一切換電路，將一饋入訊號傳送至該些輻射元件之其一，其中，當該饋入訊號傳送至該些輻射元件中的一第一輻射元件時，該電子裝置透過該第一輻射元件操作在一第一頻帶，並透過該邊框元件操作在一第二頻帶，當該饋入訊號傳送至該些輻射元件中的一第二輻射元件時，該電子裝置透過該第二輻射元件操作在一第三頻帶，並透過該邊框元件操作在一第四頻帶，該第一輻射元件的一第一邊緣與該邊框元件相隔該耦合間距，該第二輻射元件的一第二邊緣與該邊框元件相隔該耦合間距，且該第一邊緣的長度大於該第二邊緣的長度，以致使該第二頻帶的頻率低於該第四頻帶的頻率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，更包括：一外觀件，與該金屬邊框形成一容置空間，其中該接地面、該些輻射元件與該切換電路設置在該容置空間內，且該些輻射元件於該外觀件上的正投影與該接地面於該外觀件上的正投影互不 重疊。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的電子裝置，其中該外觀件為一塑膠背蓋，且該些輻射元件與該接地面貼附在該塑膠背蓋上。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的電子裝置，其中該外觀件為一金屬背蓋，且該金屬背蓋電性連接至該接地面。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的電子裝置，更包括：一收發器，設置在該容置空間內，並產生該饋入訊號，其中該切換電路具有一第一連接端與多個第二連接端，該第一連接端電性連接該收發器，該些第二連接端電性連接該些輻射元件，且該切換電路依據一控制訊號將該第一連接端電性連接至該些第二連接端之其一。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的電子裝置，其中該電子裝置更包括一電感元件，該電感元件設置在該容置空間內，且該邊框元件的第一端透過該電感元件電性連接至該接地面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該邊框元件的形狀為U字型。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該第三頻帶的頻率高於該第一頻帶的頻率，且該第一頻帶的頻率高於該第四頻帶的頻率。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該些輻射元件分別為一單極天線、一平面倒F天線、一偶極天線或是一環形天線。
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