TWI695544B - 電子裝置 - Google Patents

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TWI695544B TW107139068A TW107139068A TWI695544B TW I695544 B TWI695544 B TW I695544B TW 107139068 A TW107139068 A TW 107139068A TW 107139068 A TW107139068 A TW 107139068A TW I695544 B TWI695544 B TW I695544B
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楊易儒
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Abstract

一種電子裝置，包括一載體、一第一天線、一第二天線、一第三天線及一屏蔽結構。載體包括相對的一第一側與一第二側、相對的一第三側與一第四側。第一天線配置於載體的第一側。第二天線與第三天線配置於載體的第二側。第一天線、第二天線、第三天線分別用以收發一第一頻段、一第二頻段、一第三頻段的無線訊號，第三頻段與該第二頻段不重疊。屏蔽結構配置在第一天線與第二天線之間以及第一天線與第三天線之間，而使屏蔽結構屏蔽第一天線與第二天線之間的訊號干擾以及第一天線與第三天線之間的訊號干擾。

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可操作於三個頻段的三天線的電子裝置。
無線通訊裝置(例如是衛星定位追蹤器，GPS Tracker)的應用普及，早期只需要GPS天線，現今的發展逐漸還需要使用到BT天線及LTE天線。由於此類無線通訊裝置需要符合體積小而利於使用者配戴的特性，當要在此類裝置中擺放多支天線時，設計難易度勢必會增加很高，要如何兼顧三天線的隔離度與效能是本領域研究的目標。
本發明提供一種電子裝置，其具有三天線且具有良好的天線隔離度與天線效能。
本發明的一種電子裝置，包括一載體、一第一天線、一第二天線、一第三天線及一屏蔽結構。載體包括一第一側、一第二側、一第三側及一第四側，第一側及第二側相對應設置且第三側及第四側相對應設置。第一天線配置於載體的第一側且位於第三側與第四側之間，第一天線用以收發一第一頻段的無線訊號。第二天線配置於載體的第二側且位於第三側與第四側之間，第二天線用以收發一第二頻段的無線訊號。第三天線配置於載體的第二側且位於第三側與第四側之間，第三天線用以收發一第三頻段的無線訊號，第三頻段與第二頻段不重疊。屏蔽結構配置在第一天線與第二天線之間以及第一天線與第三天線之間，而使屏蔽結構屏蔽第一天線與第二天線之間的訊號干擾以及第一天線與第三天線之間的訊號干擾。
在本發明的一實施例中，上述的屏蔽結構還包括一電池、一第一金屬屏蔽盒及一第二金屬屏蔽盒，電池、第一金屬屏蔽盒、電路板及第二金屬屏蔽盒在厚度方向上依序地堆疊。
在本發明的一實施例中，上述的屏蔽結構的厚度大於等於第一天線在第一側上所佔區域的寬度，且屏蔽結構的厚度大於等於第二天線與第三天線在第二側上所佔區域的寬度。
在本發明的一實施例中，上述的屏蔽結構的長度大於等於第一天線在第一側上所佔區域的長度，且屏蔽結構的長度大於等於第二天線與第三天線在第二側上所佔區域的長度。
在本發明的一實施例中，上述的屏蔽結構包括一電路板及配置於電路板上的一連接埠與一揚聲器，其中連接埠靠近該第三側，揚聲器靠近該第四側。
在本發明的一實施例中，上述的電路板包括靠近第一側的一第一淨空區、靠近第二側的一第二淨空區、位於第一淨空區的一第一接墊、位於第二淨空區的一第二接墊與一第三接墊、電性連接於第一接墊的一第一天線晶片、電性連接於第二接墊的一第二天線晶片及電性連接於第三接墊的一第三天線晶片，第一天線、第二天線及第三天線分別透過多個導體連接於第一接墊、第二接墊及第三接墊，以電性連接於第一天線晶片、第二天線晶片及第三天線晶片。
在本發明的一實施例中，上述的第一淨空區的寬度介於2公厘至4公厘之間，且第二淨空區的寬度介於2公厘至4公厘之間。
在本發明的一實施例中，上述的第二天線比第三天線更靠近揚聲器。
在本發明的一實施例中，上述的第二天線比第三天線更遠離揚聲器。
在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括一第一軟性電路板及一第二軟性電路板。第一軟性電路板彎曲地配置於載體的第一側，第一天線配置於第一軟性電路板上。第二軟性電路板彎曲地配置於載體的第二側，第二天線與第三天線共同配置於第二軟性電路板上。
在本發明的一實施例中，上述的第一頻段為一長期演進技術(LTE)頻段，第二頻段為一全球定位系統(GPS)頻段，且第三頻段為一藍芽(BT)頻段。
在本發明的一實施例中，上述的電子裝置為小尺寸電子裝置，長度介於50公厘至60公厘之間，寬度介於20公厘至30公厘之間，且厚度介於9公厘至14公厘之間。
在本發明的一實施例中，上述的第一天線所分布的長度介於46公厘至56公厘之間，寬度介於8公厘至13公厘之間，且第二天線與第三天線所共同分布的長度介於35公厘至50公厘之間，寬度介於7.5公厘至11公厘之間。
基於上述，本發明的電子裝置藉由將第一天線配置於載體的第一側且位於第三側與第四側之間，第二天線與第三天線配置於載體的第二側且位於第三側與第四側之間，屏蔽結構配置在第一天線與第二天線之間以及第一天線與第三天線之間，以使屏蔽結構能夠屏蔽第一天線與第二天線之間的訊號干擾以及第一天線與第三天線之間的訊號干擾，而使三天線具有良好的隔離度，以具有良好的天線效能。
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是依照本發明的一實施例的一種電子裝置的示意圖。圖2是圖1的電子裝置的另一視角的示意圖。請參閱圖1與圖2，在本實施例中，電子裝置100以小尺寸的衛星定位追蹤器為例，長度介於50公厘至60公厘之間，寬度介於20公厘至30公厘之間，且厚度介於9公厘至14公厘之間。舉例來說，長度為55公厘，寬度為25公厘，且厚度為11.4公厘。當然，電子裝置100的種類與尺寸不以此為限制。本實施例的電子裝置100在有限空間中配置了可操作於三個頻段的三天線，且能夠具有良好的天線隔離度與天線效率，下面將對此進行說明。
圖3是圖1的電子裝置隱藏外殼、部分載體、第一天線、第二天線與第三天線的示意圖。圖4是圖1的電子裝置的剖面示意圖。圖5是圖1的電子裝置的第一天線的示意圖。圖6是圖1的電子裝置的第二天線與第三天線的示意圖。
請同時參閱圖3至圖6，本實施例的電子裝置100包括一載體110(圖4)、一第一天線120(圖5)、一第二天線130(圖6)、一第三天線140(圖7)及一屏蔽結構155(圖4)。第一天線120用以收發一第一頻段的無線訊號，第二天線130用以收發一第二頻段的無線訊號，第三天線140用以收發一第三頻段的無線訊號。在本實施例中，第一頻段為一長期演進技術(LTE)頻段，第二頻段為一全球定位系統(GPS)頻段，且第三頻段為一藍芽(BT)頻段。第一頻段包含一低頻段及一高頻段，第一頻段的低頻頻段介於791MHz至894MHz之間，第一頻段的高頻頻段介於1710MHz至2170MHz之間。第二頻段介於1575MHz至1615MHz之間，且第三頻段介於2400MHz至2500MHz之間。當然，第一頻段、第二頻段與第三頻段不以此為限制。
由圖3可見，載體110包括相對的一第一側112(圖3的左側)與一第二側114(圖3的右側)、相對的一第三側116(圖3的上側)與一第四側118(圖3的下側)。在本實施例中，載體110例如是一塑膠件，用來定位屏蔽結構155(圖4)、第一天線120(圖5)、第二天線130(圖6)與第三天線140(圖6)，但載體110的材質與用途不以此為限制。
由圖4可見，在本實施例中，電子裝置100更可選擇地包括一第一軟性電路板150及一第二軟性電路板152。第一軟性電路板150彎曲地配置於載體110的第一側112。第二軟性電路板152彎曲地配置於載體110的第二側114。如圖5可見，第一天線120配置於第一軟性電路板150上。由圖6可見，第二天線130與第三天線140共同配置於第二軟性電路板152上。
也就是說，在本實施例中，第一天線120藉由第一軟性電路板150上配置於載體110的第一側112，且第一天線120位於載體110的第三側116與第四側118之間。第二天線130與第三天線140藉由第二軟性電路板152上配置於載體110的第二側114，且第二天線130與第三天線140位於載體110的第三側116與第四側118之間。當然，在其他實施例中，第一軟性電路板150或/且第二軟性電路板152也可被省略，而將第一天線120、第二天線130或/且第三天線140直接配置在載體110上。
如圖4所示，在本實施例中，屏蔽結構155配置在第一軟性電路板150及第二軟性電路板152之間，而使得屏蔽結構155配置在第一天線120與第二天線130之間以及第一天線120與第三天線140之間。請回到圖3，在本實施例中，屏蔽結構155可選擇地包括一電路板160及配置於電路板160上的一連接埠161與一揚聲器162，其中連接埠161靠近第三側116，揚聲器162靠近第四側118。
在本實施例中，連接埠161與揚聲器162分別配設置在靠近第三側116與第四側118的位置而使得屏蔽結構155的長度大於等於載體110的第一側112的長度及第二側114的長度。如此一來，屏蔽結構155的長度便能夠大於等於第一天線120在第一側112上所佔區域的長度，且屏蔽結構155的長度大於等於第二天線130與第三天線140在第二側114上所佔區域的長度。因此，屏蔽結構155能夠有效地屏蔽第一天線120與第二天線130之間的訊號干擾以及屏蔽第一天線120與第三天線140之間的訊號干擾。
換句話說，本實施例的電子裝置100透過將本來就配置在殼體內部的部分物件(例如是電路板160、連接埠161與揚聲器162)設置在第一天線120與第二天線130之間以及第一天線120與第三天線140之間，以作為屏蔽結構155而使多天線之間具有較佳的隔離度表現。當然，屏蔽結構155的種類不以此為限制。
在圖4中可見，屏蔽結構155還可選擇地包括一電池170、一第一金屬屏蔽盒180及一第二金屬屏蔽盒185，電池170、第一金屬屏蔽盒180、電路板160及第二金屬屏蔽盒185在厚度方向上依序地堆疊。因此，屏蔽結構155的厚度大於等於第一天線120在第一側112上所佔區域的寬度，且屏蔽結構155的厚度大於等於第二天線130與第三天線140在第二側114上所佔區域的寬度。如此一來，屏蔽結構155能夠更佳地屏蔽第一天線120與第二天線130之間的訊號干擾以及第一天線120與第三天線140之間的訊號干擾。
如圖3所示，電路板160包括靠近第一側112(圖3的左側)的一第一淨空區163、靠近第二側114(圖3的右側)的一第二淨空區164、位於第一淨空區163的第一接墊1631、1632、位於第二淨空區164的第二接墊1641、1642與第三接墊1643、1644電性連接於第一接墊1631的一第一天線晶片165、電性連接於第二接墊1641的一第二天線晶片166及電性連接於第三接墊1643的一第三天線晶片167。
由圖5與圖6可見，第一天線120、第二天線130與第三天線140具有多個饋入端122、132、142與接地端124、134、144，第一天線120、第二天線130與第三天線140的這些饋入端122、132、142分別透過導體190(圖4)連接於圖3所繪示的第一接墊1631、第二接墊1641及第三接墊1643，以電性連接於第一天線晶片165、第二天線晶片166及第三天線晶片167。第一天線120、第二天線130與第三天線140的這些接地端124、134、144也可透過導體190(圖4)連接於第一接墊1632、第二接墊1642及第三接墊1644，而電性連接於電路板160上的接地面(未繪示)。
在本實施例中，導體190例如是導電布，在其他實施例，導體190也可以是導線或是焊料，導體190的種類不以為限制。在本實施例中，透過例如是導電布等的導體190來導通可取代習知彈片或連接器的結構，以減少所佔用的電路板160面積及使用空間。
在本實施例中，第一天線120(圖5)會部分地覆蓋至第一淨空區163(圖3)，第二天線130(圖6)與第三天線140(圖6)會部分地覆蓋至第二淨空區164(圖3)。如圖3所示，在本實施例中，第一淨空區163的寬度W1介於2公厘至4公厘之間，且第二淨空區164的寬度W2介於2公厘至4公厘之間。當然，第一淨空區163與第二淨空區164的寬度W1、W2不以此為限制。
此外，如圖5所示，在本實施例中，第一天線120所分佈的長度L1介於46公厘至56公厘之間，寬度W3介於8公厘至13公厘之間。舉例來說，第一天線120所分布的長度L1為51公厘，寬度W3為11公厘。當然，第一天線120所分布的長度L1與寬度W3不以此為限制。
如圖6所示，在本實施例中，第二天線130與第三天線140所共同分佈的長度L2介於35公厘至50公厘之間，寬度W4介於7.5公厘至11公厘之間。舉例來說，第二天線130與第三天線140所共同分佈的長度L2為45公厘，寬度W4為9.5公厘。當然，第二天線130與第三天線140所共同分佈的長度L2與寬度W4不以此為限制。
在本實施例中，第二天線130如圖6所示地配置在第三天線140的上方位置，而使得第二天線130比第三天線140更靠近揚聲器162(圖3)。但第二天線130與第三天線140的配置不限於此。
圖7是依照本發明的另一實施例的一種電子裝置的第二天線與第三天線的配置示意圖。請參閱圖7，在本實施例中，第二天線130a配置在第三天線140a的下方位置，而使得第二天線130a比第三天線140a更遠離揚聲器162(圖3)。在本實施例中，第二天線130a與第三天線140a可共用一個接地端(例如是保留接地端144，且第二天線130a與第三天線140a交界處可作為天線共用地)，這樣第二淨空區164上僅需配置單一個要連接於此接地端144的接墊(例如是第三接墊1644)即可。
經實施例驗證測試，若是如圖6所示地第二天線130比起第三天線140配置在更靠近揚聲器162的位置，第二天線130的天線效率約在-5.1dBi至-5.3dBi之間，第三天線140的天線效率約在-2.2dBi至-2.9dBi之間。若是如圖7所示地第二天線130a比起第三天線140a配置在更遠離揚聲器162的位置，第二天線130a的天線效率約在-3.1dBi至-4.0dBi之間，第三天線140a的天線效率約在-5.5dBi至-6.0dBi之間。因此，無論是第二天線130配置在比較靠近揚聲器162的位置的形式或者第二天線130a配置在比較遠離揚聲器162的位置的形式，第二天線130、130a與第三天線140、140a均能夠有良好天線效率。
圖8是圖1的電子裝置的第一天線、第二天線與第三天線的頻率-電壓駐波比的示意圖。請參閱圖8，在本實施例中，在第一天線120的低頻頻段(791MHz至894MHz)、第一天線120的高頻頻段(1710MHz至2170MHz)、第二天線130的頻段(1575MHz至1615MHz)及第三天線140的頻段(2400MHz至2500MHz)中的電壓駐波比低於3，因此，第一天線120、第二天線130與第三天線140的電壓駐波比具有良好的表現。
圖9是圖1的電子裝置的第一天線、第二天線與第三天線彼此間其頻率-隔離度的示意圖。請參閱圖9，在本實施例中，最粗的線代表第一天線120與第二天線130之間的隔離度，最細的線代表第一天線120與第三天線140之間的隔離度，寬度為中等的線代表第二天線130與第三天線140之間的隔離度。由圖9可見，在第一天線120的低頻頻段(791MHz至894MHz)、第一天線120的高頻頻段(1710MHz至2170MHz)、第二天線130的頻段(1575MHz至1615MHz)及第三天線140的頻段(2400MHz至2500MHz)中彼此間的隔離度皆可低於-10dB，因此，第一天線120、第二天線130與第三天線140彼此間的隔離度具有良好的表現。
圖10是圖1的電子裝置的第一天線、第二天線與第三天線的頻率-天線效率的示意圖。請參閱圖10，若電路板160的接地面的長度為47公厘，且寬度為24.3公厘，第一天線120的低頻頻段(791MHz至894MHz)的天線效能為-6.8dBi~-10.1dBi，第一天線120的高頻頻段(1710MHz至2170MHz)的天線效能為-2.6dBi~-5.4dBi，第二天線130的頻段(1575MHz至1615MHz)的天線效能為-5.1dBi~-5.2dBi，第三天線140的頻段(2400MHz至2500MHz)的天線效能為-2.2dBi~-2.9dBi，而擁有不錯的效能表現。
綜上所述，本發明的電子裝置藉由將第一天線配置於載體的第一側且位於第三側與第四側之間，第二天線與第三天線配置於載體的第二側且位於第三側與第四側之間，屏蔽結構配置在第一天線與第二天線之間以及第一天線與第三天線之間，屏蔽結構的連接埠靠近第三側，且屏蔽結構的揚聲器靠近第四側的設計，以使屏蔽結構能夠屏蔽第一天線與第二天線之間的訊號干擾以及第一天線與第三天線之間的訊號干擾，而使三天線具有良好的隔離度，以具有良好的天線效能。
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。
L1、L2：長度 W1、W2、W3、W4：寬度 100：電子裝置 110：載體 112：第一側 114：第二側 116：第三側 118：第四側 120：第一天線 122、132、142：饋入端 124、134、144：接地端 130、130a：第二天線 140、140a：第三天線 150：第一軟性電路板 152：第二軟性電路板 155：屏蔽結構 160：電路板 161：連接埠 162：揚聲器 163：第一淨空區 1631、1632：第一接墊 164：第二淨空區 1641、1642：第二接墊 1643、1644：第三接墊 165：第一天線晶片 166：第二天線晶片 167：第三天線晶片 170：電池 180：第一金屬屏蔽盒 185：第二金屬屏蔽盒 190：導體
圖1是依照本發明的一實施例的一種電子裝置的示意圖。 圖2是圖1的電子裝置的另一視角的示意圖。 圖3是圖1的電子裝置隱藏外殼、部分載體、第一天線、第二天線與第三天線的示意圖。 圖4是圖1的電子裝置的剖面示意圖。 圖5是圖1的電子裝置的第一天線的示意圖。 圖6是圖1的電子裝置的第二天線與第三天線的示意圖。 圖7是依照本發明的另一實施例的一種電子裝置的第二天線與第三天線的配置示意圖。 圖8是圖1的電子裝置的第一天線、第二天線與第三天線的頻率-電壓駐波比的示意圖。 圖9是圖1的電子裝置的第一天線、第二天線與第三天線彼此間其頻率-隔離度的示意圖。 圖10是圖1的電子裝置的第一天線、第二天線與第三天線的頻率-天線效率的示意圖。
100：電子裝置 110：載體 112：第一側 114：第二側 150：第一軟性電路板 152：第二軟性電路板 155：屏蔽結構 160：電路板 170：電池 180：第一金屬屏蔽盒 185：第二金屬屏蔽盒 190：導體

Claims (12)

  1. 一種電子裝置，包括：一載體，包括一第一側、一第二側、一第三側及一第四側，該第一側及該第二側相對應設置且該第三側及該第四側相對應設置；一第一天線，配置於該載體的該第一側且位於該第三側與該第四側之間，該第一天線用以收發一第一頻段的無線訊號；一第二天線，配置於該載體的該第二側且位於該第三側與該第四側之間，該第二天線用以收發一第二頻段的無線訊號；一第三天線，配置於該載體的該第二側且位於該第三側與該第四側之間，該第三天線用以收發一第三頻段的無線訊號，該第三頻段與該第二頻段不重疊；以及一屏蔽結構，配置在該第一天線與該第二天線之間以及該第一天線與該第三天線之間，而使該屏蔽結構屏蔽該第一天線與該第二天線之間的訊號干擾以及該第一天線與該第三天線之間的訊號干擾，該屏蔽結構還包括一電池、一第一金屬屏蔽盒及一第二金屬屏蔽盒，該電池、該第一金屬屏蔽盒、該電路板及該第二金屬屏蔽盒在厚度方向上依序地堆疊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該屏蔽結構的厚度大於等於該第一天線在該第一側上所佔區域的寬度，且該屏蔽結構的厚度大於等於該第二天線與該第三天線在該第二側上所佔區域的寬度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該屏蔽結構的長度大於等於該第一天線在該第一側上所佔區域的長度，且該屏蔽結構的長度大於等於該第二天線與該第三天線在該第二側上所佔區域的長度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該屏蔽結構包括一電路板及配置於該電路板上的一連接埠與一揚聲器，該連接埠靠近該第三側，該揚聲器靠近該第四側。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的電子裝置，其中該電路板包括靠近該第一側的一第一淨空區、靠近該第二側的一第二淨空區、位於該第一淨空區的一第一接墊、位於該第二淨空區的一第二接墊與一第三接墊、電性連接於該第一接墊的一第一天線晶片、電性連接於該第二接墊的一第二天線晶片及電性連接於該第三接墊的一第三天線晶片，該第一天線、該第二天線及該第三天線分別透過多個導體連接於該第一接墊、該第二接墊及該第三接墊，以電性連接於該第一天線晶片、該第二天線晶片及該第三天線晶片。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的電子裝置，其中該第一淨空區的寬度介於2公厘至4公厘之間，且該第二淨空區的寬度介於2公厘至4公厘之間。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的電子裝置，其中該第二天線比該第三天線更靠近該揚聲器。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的電子裝置，其中該第二天線比該第三天線更遠離該揚聲器。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，更包括：一第一軟性電路板，彎曲地配置於該載體的該第一側，該第一天線配置於該第一軟性電路板上；以及一第二軟性電路板，彎曲地配置於該載體的該第二側，該第二天線與該第三天線共同配置於該第二軟性電路板上。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該第一頻段為一長期演進技術(LTE)頻段，該第二頻段為一全球定位系統(GPS)頻段，且該第三頻段為一藍芽(BT)頻段。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該電子裝置為小尺寸電子裝置，長度介於50公厘至60公厘之間，寬度介於20公厘至30公厘之間，且厚度介於9公厘至14公厘之間。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該第一天線所分布的長度介於46公厘至56公厘之間，寬度介於8公厘至13公厘之間，且該第二天線與該第三天線所共同分布的長度介於35公厘至50公厘之間，寬度介於7.5公厘至11公厘之間。
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