TWI633708B

TWI633708B - 行動電子裝置

Info

Publication number: TWI633708B
Application number: TW105126688A
Authority: TW
Inventors: 顏銘慶; 張琨盛; 林敬基
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2016-08-22
Filing date: 2016-08-22
Publication date: 2018-08-21
Also published as: TW201807884A

Abstract

一種行動電子裝置，包括接地面與天線元件。天線元件透過第一共振路徑操作在第一頻段，並透過第二共振路徑操作在第二頻段。天線元件包括第一輻射部與第二輻射部。第一輻射部的第一端具有饋入點，第一輻射部的第二端電性連接至接地面。第一輻射部形成從饋入點至接地面的第一共振路徑。第二輻射部與第一輻射部相隔一耦合間距，且第二輻射部與接地面電性不相連。第二輻射部形成第二共振路徑，且第二共振路徑的長度為第二頻段之最低頻率的1倍波長。

Description

行動電子裝置

本發明是有關於一種行動電子裝置，且特別是有關於一種包括天線元件的行動電子裝置。

近年來，具有金屬質感的行動電子裝置(例如，平板電腦、筆記型電腦)受到消費者的青睞。因此，行動電子裝置大多設有金屬材質的殼體，以突顯產品的獨特性與外觀設計。然而，行動電子裝置中的天線元件往往容易受到周圍之金屬物體的影響，進而降低行動電子裝置的通訊品質。舉例來說，就可翻轉360度的筆記型電腦而言，當筆記型電腦中的兩機體相對翻轉360度時，天線元件的低頻共振模態往往會受到兩機體之金屬殼體的破壞，且天線元件的輻射效率往往會受模態破壞而明顯地衰減。

本發明提供一種行動電子裝置，其天線元件中的第二輻射部與接地面電性不相連，從而可避免天線元件的低頻共振模態受到行動電子裝置之金屬殼體的破壞。此外，天線元件具有獨立的第一共振路徑與第二共振路徑，從而有助於提升天線元件的輻射效率。

本發明的行動電子裝置，包括接地面與天線元件。天線元件透過第一共振路徑操作在第一頻段，並透過第二共振路徑操作在第二頻段。天線元件包括第一輻射部與第二輻射部。第一輻射部的第一端具有饋入點，第一輻射部的第二端電性連接至接地面。第一輻射部形成從饋入點至接地面的第一共振路徑。第二輻射部與第一輻射部相隔一耦合間距，且第二輻射部與接地面電性不相連。第二輻射部形成第二共振路徑，且第二共振路徑的長度為第二頻段之最低頻率的1倍波長。

在本發明的一實施例中，上述的第一共振路徑的長度為第一頻段之最低頻率的1倍波長。

基於上述，本發明之行動電子裝置的天線元件可透過第一輻射部所形成的第一共振路徑操作在第一頻段，並可透過第二輻射部所形成的第二共振路徑操作在第二頻段。此外，第二輻射部與接地面電性不相連。藉此，將可降低行動電子裝置之金屬殼體對於天線元件在第二頻段下之低頻共振模態所造成的破壞，且獨立的第一共振路徑與第二共振路徑將有助於提升天線元件的輻射效率。

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是依照本發明一實施例之行動電子裝置的示意圖。如圖1所示，行動電子裝置100包括接地面110與天線元件120，且天線元件120包括第一輻射部130與第二輻射部140。其中，天線元件120可例如是一平面天線(planar antenna)。舉例來說，行動電子裝置100更包括一基板160，且天線元件120可例如是設置在基板160的一表面161上。

就天線元件120而言，第一輻射部130的第一端具有一饋入點FP1，且第一輻射部130的第二端電性連接至接地面110。此外，第一輻射部130可形成從饋入點FP1至接地面110的第一共振路徑171。另一方面，第二輻射部140浮置在第一輻射部130的上方。具體而言，第二輻射部140與第一輻射部130相隔一耦合間距101，且第二輻射部140與接地面110電性不相連。此外，第二輻射部140的第一端與第二端分別為一開路端，且第二輻射部140之兩開路端之間的間距可形成第二共振路徑172。

在操作上，天線元件120可透過饋入點FP1接收來自行動電子裝置100中之收發器(未繪示出)的饋入訊號。舉例來說，設置在第一輻射部130上的饋入點FP1可透過同軸纜線、導電彈片或是頂針電性連接至收發器，以致使第一輻射部130可接收到來自收發器的饋入訊號。此外，在饋入訊號的激發下，天線元件120可透過第一共振路徑171產生一高頻共振模態，進而可操作在第一頻段(例如，5 GHz)。此外，第一共振路徑171的長度約為第一頻段之最低頻率的1倍波長。換言之，在一實施例中，第一輻射部130具有全波長環形天線(loop antenna)結構，且天線元件120可透過全波長環形天線結構操作在第一頻段。

此外，饋入訊號可透過耦合間距101從第一輻射部130耦合至第二輻射部140。藉此，天線元件120將可透過第二共振路徑172產生一低頻共振模態，進而致使天線元件120可操作在第二頻段(例如，2.4 GHz)。其中，第二共振路徑172的長度，亦即第二輻射部140的長度，約為第二頻段之最低頻率的1倍波長。換言之，天線元件120可透過浮置在第一輻射部130之上方的第二輻射部140操作在第二頻段。

值得一提的是，由於第二輻射部140是浮置在第一輻射部130的上方，因此第二輻射部140不易受到周遭金屬物體(例如，金屬殼體與接地面110)的影響。換言之，浮置的第二輻射部140，亦即與接地面110電性不相連的第二輻射部140，將可避免天線元件120的低頻共振模態受到周遭金屬物體的破壞。此外，天線元件120是透過獨立的兩共振路徑(亦即，第一共振路徑171與第二共振路徑172)操作在第一頻段與第二頻段，從而有助於提升天線元件120的輻射效率。

舉例來說，圖2是依照本發明一實施例之行動電子裝置的剖面示意圖，且圖3是依照本發明一實施例之行動電子裝置的外觀示意圖。如圖2與圖3所示，行動電子裝置100可例如是一筆記型電腦，且行動電子裝置100更包括第一機體210、第二機體220、樞軸230以及設置在第一機體210上的顯示器240。其中，樞軸230連接在第一機體210與第二機體220之間，且第一機體210與第二機體220可藉由樞軸而相對轉動。舉例來說，如圖2所示，當第一機體210與第二機體220透過樞軸230而相對展開時，行動電子裝置100將可切換至一筆記型電腦模式(notebook mode)。此外，如圖3所示，當第一機體210相對於第二機體220轉動360度時，第一機體210與第二機體220將可相互疊置，進而致使行動電子裝置100可切換一平板電腦模式(tablet mode)。

此外，第一機體210遠離樞軸230的一側設有第一絕緣殼體211，且第一絕緣殼體211銜接第一機體210中的第一金屬殼體，例如：金屬邊框212與金屬背蓋213。第二機體220遠離樞軸230的一側設有第二絕緣殼體221，且第二絕緣殼體221銜接第二機體220中的第二金屬殼體，例如：金屬邊框222與金屬背蓋223。此外，天線元件120是設置在第一絕緣殼體211所形成的容置空間內，亦即第一絕緣殼體211環繞天線元件120。再者，第一金屬殼體(例如，金屬邊框212與金屬背蓋213)以及第二金屬殼體(例如金屬邊框222與金屬背蓋223)電性連接至接地面110。

值得注意的是，如圖3所示，當第一機體210相對於第二機體220轉動360度時，第一絕緣殼體211將面對第二絕緣殼體221。亦即，在平板電腦模式下，第一絕緣殼體211與第二絕緣殼體221將相互疊置，從而形成天線元件120的天線窗(antenna window)。此外，天線元件120中的第二輻射部140是浮置在第一輻射部130的上方，亦即第二輻射部140皆不電性連接於接地面110、第一金屬殼體與第二金屬殼體。藉此，將可避免天線元件120在第二頻段下的低頻共振模態，受到接地面110、第一金屬殼體與第二金屬殼體的破壞。此外，在平板電腦模式下，具有兩獨立共振路徑的天線元件120亦具有良好的輻射效率。

請繼續參照圖1。第二輻射部140對稱於一基準線180，且第一輻射部130設置在基準線180的第一側。第一輻射部130包括相互串聯的第一區段151、第二區段152與第三區段153，且第一區段151、第二區段152與第三區段153用以形成第一共振路徑171。具體而言，第一區段151與第三區段153平行於基準線180，且第二區段152垂直於基準線180。此外，第一區段151具有饋入點FP1，且第三區段153電性連接至接地面110。第二區段152設置在第二輻射部140與第三區段153之間。在一實施例中，第一區段151、第二區段152、第三區段153以及第二輻射部140可分別由一平面金屬線所構成，且所述平面金屬線為直線狀。

圖4是依照本發明另一實施例之行動電子裝置的示意圖。相較於圖1實施例，圖4之行動電子裝置400中的天線元件420更包括第三輻射部401、第四輻射部402與匹配部403。具體而言，第三輻射部401電性連接第二區段152的第一端，且第三輻射部401是從基準線180的第一側延伸至基準線180的第二側。此外，第三輻射部401與第二輻射部140相隔耦合間距101，且第三輻射部401可形成第三共振路徑。第四輻射部402與第三輻射部401相隔耦合間距101，且第四輻射部402電性連接至接地面110。此外，第四輻射部402可形成第四共振路徑。匹配部403電性連接第二區段152的第二端。

在操作上，匹配部403可用以調整天線元件420在第一頻段下的阻抗匹配。此外，天線元件420更可透過第三輻射部401所形成的第三共振路徑操作在第三頻段，並可透過第四輻射部402所形成的第四共振路徑操作在第四頻段。其中，第三共振路徑的長度，亦即第三輻射部401的長度，約為第三頻段之最低頻率的1/4倍波長。此外，第四共振路徑的長度，亦即第四輻射部402的寬度，約為第四頻段之最低頻率的1/8倍至1/4倍波長。再者，第三頻段與第四頻段分別與第一頻段部分重疊，進而可提高天線元件420在高頻部分的頻率範圍。

舉例來說，圖5是依照本發明一實施例之天線元件的返回損失圖，其中曲線510為天線元件420在筆記型電腦模式下的返回損失，且曲線520為天線元件420在平板電腦模式下的返回損失。如圖5所示，無論是在筆記型電腦模式或是平板電腦模式下，天線元件420皆具有完整的單一低頻共振模態，且天線元件420在低頻部分(亦即，第二頻段)的頻率範圍可涵蓋2.4 GHz ~ 2.5 GHz。換言之，天線元件420較不易受到金屬殼體的影響，因此天線元件420在平板電腦模式下依舊具有完整的單一低頻共振模態。此外，透過第一頻段、第三頻段與第四頻段的結合，天線元件420在高頻部分的頻率範圍將可涵蓋5.15 GHz ~ 5.85 GHz。

此外，圖6是依照本發明一實施例之天線元件的輻射效率圖，且圖6標示出傳統雙頻天線以及本發明之天線元件的輻射效率。具體而言，參照傳統雙頻天線在筆記型電腦模式與平板電腦模式下的輻射效率曲線611與612來看，在平板電腦模式下傳統雙頻天線的輻射效率明顯地衰減並且呈現大幅度地變動。相對地，參照天線元件420在筆記型電腦模式與平板電腦模式下的輻射效率曲線621與622來看，在平板電腦模式下天線元件420的輻射效率並未明顯地衰減並且呈現較為平滑的變動。

綜上所述，本發明之行動電子裝置的天線元件可透過第一輻射部所形成的第一共振路徑操作在第一頻段，並可透過第二輻射部所形成的第二共振路徑操作在第二頻段。此外，第二輻射部與接地面電性不相連。藉此，將可降低接地面以及金屬殼體對於天線元件在第二頻段下之低頻共振模態所造成的破壞，且獨立的第一共振路徑與第二共振路徑將有助於提升天線元件的輻射效率。

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、400‧‧‧行動電子裝置

110‧‧‧接地面

120、420‧‧‧天線元件

130‧‧‧第一輻射部

140‧‧‧第二輻射部

151‧‧‧第一區段

152‧‧‧第二區段

153‧‧‧第三區段

160‧‧‧基板

161‧‧‧表面

171‧‧‧第一共振路徑

172‧‧‧第二共振路徑

180‧‧‧基準線

101‧‧‧耦合間距

FP1‧‧‧饋入點

210‧‧‧第一機體

220‧‧‧第二機體

230‧‧‧樞軸

240‧‧‧顯示器

211‧‧‧第一絕緣殼體

221‧‧‧第二絕緣殼體

212、222‧‧‧金屬邊框

213、223‧‧‧金屬背蓋

401‧‧‧第三輻射部

402‧‧‧第四輻射部

403‧‧‧匹配部

510、520‧‧‧曲線

611、612、621、622‧‧‧輻射效率曲線

圖1是依照本發明一實施例之行動電子裝置的示意圖。圖2是依照本發明一實施例之行動電子裝置的剖面示意圖。圖3是依照本發明一實施例之行動電子裝置的外觀示意圖。圖4是依照本發明另一實施例之行動電子裝置的示意圖。圖5是依照本發明一實施例之天線元件的返回損失圖。圖6是依照本發明一實施例之天線元件的輻射效率圖。

Claims

一種行動電子裝置，包括：一接地面；以及一天線元件，透過一第一共振路徑操作在一第一頻段，並透過一第二共振路徑操作在一第二頻段，且該天線元件包括：一第一輻射部，其第一端具有一饋入點，該第一輻射部的第二端電性連接至該接地面，且該第一輻射部形成從該饋入點至該接地面的該第一共振路徑；以及一第二輻射部，與該第一輻射部相隔一耦合間距，並與該接地面電性不相連，該第二輻射部形成該第二共振路徑，且該第二共振路徑的長度為該第二頻段之最低頻率的1倍波長。
如申請專利範圍第1項所述的行動電子裝置，其中該第一共振路徑的長度為該第一頻段之最低頻率的1倍波長。
如申請專利範圍第1項所述的行動電子裝置，其中該第二輻射部對稱於一基準線，且該第一輻射部設置在該基準線的一第一側。
如申請專利範圍第3項所述的行動電子裝置，其中該第一輻射部包括相互串聯並用以形成該第一共振路徑的一第一區段、一第二區段與一第三區段，該第一區段與該第三區段平行於該基準線，且該第二區段垂直於該基準線。
如申請專利範圍第4項所述的行動電子裝置，其中該第一區段、該第二區段、該第三區段以及該第二輻射部分別由一平面金屬線所構成。
如申請專利範圍第4項所述的行動電子裝置，其中該天線元件更包括：一第三輻射部，電性連接該第二區段的第一端，並從該基準線的該第一側延伸至該基準線的一第二側，該第三輻射部與該第二輻射部相隔該耦合間距，且該第三輻射部形成一第三共振路徑，以致使該天線元件操作在一第三頻段。
如申請專利範圍第6項所述的行動電子裝置，其中該天線元件更包括：一第四輻射部，與該第三輻射部相隔該耦合間距，並電性連接至該接地面，且該第四輻射部形成一第四共振路徑，以致使該天線元件操作在一第四頻段。
如申請專利範圍第6項所述的行動電子裝置，其中該天線元件更包括：一匹配部，電性連接該第二區段的第二端，並用以調整該天線元件在該第一頻段下的阻抗匹配。
如申請專利範圍第1項所述的行動電子裝置，更包括：一第一機體，包括一第一絕緣殼體以及電性連接該接地面的一第一金屬殼體，且該天線元件設置在由該第一絕緣殼體所形成的一容置空間內。
如申請專利範圍第9項所述的行動電子裝置，更包括：一第二機體，包括一第二絕緣殼體以及電性連接該接地面的一第二金屬殼體；以及一樞軸，連接該第一機體與該第二機體，且該第一機體與該第二機體透過該樞軸而相對轉動，其中當該第一機體與該第二機體相互疊置時，該第一絕緣殼體面對該第二絕緣殼體。