TWI768865B - 天線模組與電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種天線模組，包括一第一輻射體、一第二輻射體、一第三輻射體及一接地輻射體。第一輻射體包括一第一段及一第二段，第一段包括一饋入端，第一輻射體激發一第一頻段，第一段的延伸方向與第二段的延伸方向非平行。第二輻射體包括一第三段及一第四段，其中第三段從第一段與第二段的交會處往相反於第二段的延伸方向的方向延伸，第三段激發一第二頻段。第三輻射體設置在第一輻射體旁且遠離第二輻射體。接地輻射體設置在第一輻射體、第二輻射體及第三輻射體的一側，且包括一接地端，其中第二輻射體的第四段連接第三段與接地輻射體，且第三輻射體連接於接地端。

Description

天線模組與電子裝置
本發明是有關於一種天線模組與電子裝置，且特別是有關於一種多頻天線模組與具有此天線模組的電子裝置。
現今的電子裝置內的天線的接地端通常會透過鋁箔直接搭接在金屬背蓋上，以與系統接地。然而，由於電子裝置的效能提升，容易過熱，需由內部風扇將熱吹出以降溫。因此，要如何使電子裝置內的天線接地端等元件的擺設能同時滿足系統接地且不影響散熱的需求，並且，如何能具有表現良好的多頻天線模組均是目前探討的方向。
本發明提供一種天線模組，其具有表現良好的多頻段的特性。
本發明提供一種電子裝置，其具有上述天線，且具有良好的散熱性。
本發明的一種天線模組，包括一第一輻射體、一第二輻射體、一第三輻射體及一接地輻射體。第一輻射體包括一第一段及一第二段，第一段包括一饋入端，第一輻射體激發一第一頻段，第一段連接第二段且第一段的延伸方向與第二段的延伸方向非平行相交。第二輻射體包括一第三段及一第四段，其中第三段從第一段與第二段的交會處往相反於第二段的延伸方向的方向延伸，第三段激發一第二頻段。第三輻射體設置在第一輻射體旁且遠離第二輻射體。接地輻射體設置在第一輻射體、第二輻射體及第三輻射體的一側，且包括一接地端，第二輻射體的第四段連接第三段與接地輻射體，且第三輻射體連接於接地端。
在本發明的一實施例中，一U型凹槽形成於第一輻射體、第三輻射體、接地輻射體與第四段之間。
在本發明的一實施例中，上述的第三輻射體包括彎折且依序連接的一第五段、一第六段與一第七段，而呈開口背向第一輻射體的一U型結構，第五段與第六段交會於該接地端，第六段位於第二段的末端旁，末端遠離第三段。
在本發明的一實施例中，上述的第六段與第二段的末端之間的距離介於0.5公厘至2公厘之間。
在本發明的一實施例中，上述的接地輻射體的延伸方向平行於第二段與第三段的延伸方向。
本發明的一種電子裝置，包括一殼體、一風扇、一第一散熱件、一第二散熱件、至少一第一導通件、上述的天線模組及一第二導通件。殼體包括一散熱口。風扇設置於殼體內，且包括一第一表面、相對第一表面的一第二表面及位於第一表面與第二表面之間的一風口，風口對應於散熱口設置。第一散熱件從風扇的第一表面往散熱口延伸。第二散熱件從風扇的第二表面往散熱口延伸。至少一第一導通件設置在遠離散熱口處，且連接第一散熱件及第二散熱件。天線模組設置於殼體內且靠近散熱口。第二導通件連接天線模組與第一散熱件，天線模組、第二導通件、第一散熱件、至少一第一導通件與第二散熱件形成一迴路。
在本發明的一實施例中，上述的殼體的材質為導體，第二散熱件連接於殼體。
在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括一螢幕及一第三導通件。螢幕外露於殼體。第三導通件連接第二導通件與螢幕。
在本發明的一實施例中，上述的第二導通件位於第一散熱件與第二散熱件之間的空間之外，風扇所吹出的風由風口經過第一散熱件與第二散熱件之間的空間及散熱口離開殼體。
在本發明的一實施例中，上述的至少一第一導通件包括多個第一導通件，風扇包括位於第一表面與第二表面之間且相鄰的一第三表面與一第四表面，這些第一導通件設置於第三表面與第四表面。
基於上述，本發明的天線模組的第一輻射體包括連接的第一段及第二段，第二輻射體的第三段從第一段與第二段的交會處往相反於第二段延伸方向的方向延伸，第三輻射體設置在第一輻射體旁且遠離第二輻射體。接地輻射體設置在第一輻射體、第二輻射體及第三輻射體的一側，第二輻射體的第四段連接第三段與接地輻射體，且第三輻射體連接於接地端。本發明的天線模組藉由上述設計，可激發第一頻段與第二頻段且具有良好的效能。此外，本發明的電子裝置的第一散熱件從風扇的第一表面往散熱口延伸，第二散熱件從風扇的第二表面往散熱口延伸。第一導通件設置在遠離散熱口處，且連接第一散熱件及第二散熱件。第二導通件連接天線模組與第一散熱件。因此，天線模組的接地輻射體、第二導通件、第一散熱件、第一導通件與第二散熱件形成迴路，而具有良好下地的效果。並且，上述下地路徑避開風口與散熱口之間的空間，而使得電子裝置具有良好的散熱效果。
圖1是依照本發明的一實施例的一種天線模組的示意圖。請參閱圖1，本實施例的天線模組100包括一第一輻射體110(位置A1~A3)、一第二輻射體120(位置A4~A5、A4~G2)、一第三輻射體130(位置B1~B4)及一接地輻射體140(位置G1~G4)。
具體地說，第一輻射體110(位置A1~A3)包括一第一段112(位置A1~A2)及一第二段114(位置A2~A3)，第一段112連接第二段114且第一段112的延伸方向與第二段114的延伸方向非平行。第一段112包括一饋入端(位置A1)，第一輻射體110激發一第一頻段。在本實施例中，第一頻段例如為WiFi 5G的頻段。
第二輻射體120(位置A4~A5、A4~G2)包括一第三段122(位置A2、A4、A5)及一第四段124(位置A4~G2)。第三段122(位置A2、A4、A5)從第一段112及第二段114的交會處，也就是位置A2處，往相反於第二段114(位置A2~A3)延伸方向的方向延伸。
第三段122激發一第二頻段。在本實施例中，第二頻段例如為WiFi 2.4G的頻段。此外，在本實施例中，第三段122(位置A4~A5)的長度或寬度可被調整，以調整WiFi 2.4GHz的天線共振頻率點位置。
第三輻射體130(位置B1~B4)設置在第一輻射體110旁且遠離第二輻射體120。第三輻射體130(位置B1~B4)包括彎折且依序連接的一第五段132(位置B4~B1)、一第六段134(位置B1~B2)與一第七段136(位置B2~B3)，而呈開口背向第一輻射體110的一U型結構。
在本實施例中，第一輻射體110的第二段114具有遠離第三段122的末端(位置A3)，而第六段134(位置B1~B2)位於第二段114(位置A2~A3)的末端(位置A3)旁。第六段134(位置B2)與第二段114的末端(位置A3)之間的距離D介於0.5公厘至2公厘之間，例如是1公厘。
第三輻射體130(位置B1~B4)的長度或寬度，特別是第六段134(位置B1~B2)的長度或寬度，可被調整，以調整WiFi 5GHz的天線共振頻率點位置。
接地輻射體140(位置G1~G4)設置在第一輻射體110(位置A1~A3)、第二輻射體120(位置A2、A4、A5、A4~G2)及第三輻射體130(位置B1~B4)的一側。接地輻射體140(位置G1~G4)的延伸方向平行於第二段114(位置A2~A3)與第三段122(位置A2、A4、A5)的延伸方向。第二輻射體120的第四段124連接第三段122在位置A4的部位與接地輻射體140在位置G2的部位。
接地輻射體140(位置G1~G4)包括一接地端(位置G1)。第三輻射體130連接於接地端(位置G1)。具體地說，第三輻射體130的第五段132、第六段134在位置B1處交會於接地端(位置G1)。
在本實施例中，天線模組100的饋入端(位置A1)連接至一同軸傳輸線160的正端，而透過同軸傳輸線160連接至射頻訊號源(未繪示)，接地端(位置G1)連接至同軸傳輸線160的負端，而透過同軸傳輸線160連接至系統接地面(未繪示)。
由圖1可見，一U型凹槽150形成於第一輻射體110(位置A1~A3)、第三輻射體130的第六段134(位置B1~B2)、接地輻射體140在位置G1~G2的部位與第四段124(位置A4~G2)之間。U型槽縫可調整或控制WiFi 2.4GHz和WiFi 5GHz的阻抗匹配。
因此，本實施例的天線模組100藉由低頻WiFi 2.4GHz的PIFA圖騰(第一輻射體110)和高頻WiFi 5GHz的開迴路圖騰(第二輻射體120與第三輻射體130)的結合，產生良好的WiFi雙頻天線特性。
另外，本實施例的天線模組100的尺寸相當小，可配置在長度L1例如是40公厘，寬度L2例如是7.25公厘的基板上。接地輻射體140的寬度L3約為1.5公厘。因此，本實施例的天線模組100可應用於窄邊框的平板電腦。
圖2是依照本發明的一實施例的一種電子裝置的內部的局部俯視示意圖。圖3是圖2的電子裝置10的局部剖面示意圖。請參閱圖2與圖3，本實施例的電子裝置10例如是平板電腦，但不以此為限制。電子裝置10包括一殼體20(如圖3所示)、一風扇30、一第一散熱件40、一第二散熱件50(如圖3所示)、至少一第一導通件60、圖1的天線模組100及一第二導通件70。要說明的是，圖2主要是要描述元件之間的位置關係，天線模組100的細部特徵請見圖1。
由圖3可見，殼體20包括一散熱口22。風扇30設置於殼體20內，且風扇30包括一第一表面31(上表面)、相對於第一表面31的一第二表面32(下表面)及位於第一表面31與第二表面32之間的一風口35。風扇30的風口35對應於殼體20的散熱口22設置。
第一散熱件40貼附於風扇30的第一表面31(上表面)，且從風扇30的第一表面31往散熱口22延伸。由圖2可見，第一散熱件40具有一孔洞42，外露出風扇30的扇葉。
此外，由圖3可見，第二散熱件50貼附於風扇30的第二表面32(下表面)，且從風扇30的第二表面32往散熱口22延伸。第一散熱件40與第二散熱件50例如是銅箔，但不以此為限制。
由圖3可見，至少一第一導通件60設置在遠離散熱口22處，且連接第一散熱件40及第二散熱件50。在本實施例中，第一導通件60的數量為多個。由圖2可見，風扇30包括位於第一表面31與第二表面32之間，且相鄰的一第三表面33(側面)與一第四表面34(圖2的另一側面)。這些第一導通件60設置於第三表面33與第四表面34上，而連接位於上方與下方的第一散熱件40及第二散熱件50。此外，在本實施例中，殼體20的材質為導體，第二散熱件50連接於殼體20。
由圖3可見，天線模組100設置於殼體20內且靠近散熱口22處。在本實施例中，天線模組100設置在支架95上，支架95的材質為絕緣，例如是塑膠，支架95設置在散熱口22的上方。第二導通件70連接天線模組100與第一散熱件40。如圖1所示，第二導通件70連接天線模組100的接地輻射體140。第二導通件70例如是鋁箔，但不以此為限。
請回到圖3，在本實施例中，天線模組100的接地輻射體140(標示於圖1)會依序與第二導通件70、第一散熱件40、第一導通件60、第二散熱件50與殼體20形成迴路，而達到完整的系統接地。
另外，在本實施例中，電子裝置10更包括一螢幕80及一第三導通件75。第三導通件75例如是導電泡棉，但不以此為限制。螢幕80外露於殼體20，且被玻璃85覆蓋。第三導通件75連接第二導通件70與螢幕80。因此，天線模組100的接地輻射體140(標示於圖1)會依序與第二導通件70、第三導通件75與螢幕80的金屬形成另一迴路，而達到第二重接地的效果。
再者，由圖3清楚可見，第二導通件70、第一導通件60位於第一散熱件40與第二散熱件50之間的空間S之外。具體地說，第二導通件70位於第一散熱件40的上方，第一導通件60位於風扇30的第三表面33與第四表面34，而避開風口35所在的側表面，以避免影響出風。
由於第一散熱件40與第二散熱件50之間的空間S並沒有被元件所阻擋，風扇30所吹出的風由風口35經過第一散熱件40與第二散熱件50之間的空間S及散熱口22離開殼體20。換句話說，天線模組100的接地路徑不會影響到散熱路徑，而使電子裝置10能具有良好的散熱效果。
此外，上述的接地路徑由於包括了第一散熱件40與第二散熱件50，接地路徑中的其他元件還可幫助第一散熱件40與第二散熱件50降溫，而進一步提升散熱效果。
圖4是圖1的天線模組的頻率-VSWR的關係圖。請參閱圖4，天線模組100在WiFi 2.4GHz和WiFi 5GHz處的VSWR(電壓駐波比)可在3以下，而具有良好的表現。
圖5是圖1的天線模組的頻率-天線效率的關係圖。請參閱圖5，天線模組100在低頻WiFi 2.4GHz的天線效率大於-4dBi，且高頻WiFi 5GHz的天線效率大於-5dBi，均具有良好的表現。
綜上所述，本發明的天線模組的第一輻射體包括彎折連接的第一段及第二段，第二輻射體的第三段從第一段與第二段的交會處往相反於第二段的延伸方向的方向延伸，第三輻射體設置在第一輻射體旁且遠離第二輻射體。接地輻射體設置在第一輻射體、第二輻射體及第三輻射體的一側，第二輻射體的第四段連接第三段與接地輻射體，且第三輻射體連接於接地端。本發明的天線模組藉由上述設計，可激發第一頻段與第二頻段且具有良好的效能。此外，本發明的電子裝置的第一散熱件從風扇的第一表面往散熱口延伸，第二散熱件從風扇的第二表面往散熱口延伸。第一導通件設置在遠離散熱口處，且連接第一散熱件及第二散熱件。第二導通件連接天線模組與第一散熱件。因此，天線模組的接地輻射體、第二導通件、第一散熱件、第一導通件與第二散熱件形成迴路，而具有良好下地的效果。並且，上述下地路徑避開風口與散熱口之間的空間，而使得電子裝置具有良好的散熱效果。
A1~A5、B1~B4、G1~G4:位置 D:距離 L1:長度 L2、L3:寬度 S:空間 X、Y、Z:座標 10:電子裝置 20:殼體 22:散熱口 30:風扇 31:第一表面 32:第二表面 33:第三表面 34:第四表面 35:風口 40:第一散熱件 42:孔洞 50:第二散熱件 60:第一導通件 70:第二導通件 75:第三導通件 80:螢幕 85:玻璃 95:支架 100:天線模組 110:第一輻射體 112:第一段 114:第二段 120:第二輻射體 122:第三段 124:第四段 130:第三輻射體 132:第五段 134:第六段 136:第七段 140:接地輻射體 150:U型凹槽 160:同軸傳輸線
圖1是依照本發明的一實施例的一種天線模組的示意圖。 圖2是依照本發明的一實施例的一種電子裝置的內部的局部俯視示意圖。 圖3是圖2的電子裝置的局部剖面示意圖。 圖4是圖1的天線模組的頻率-VSWR的關係圖。 圖5是圖1的天線模組的頻率-天線效率的關係圖。
A1~A5、B1~B4、G1~G4:位置
D:距離
L1:長度
L2、L3:寬度
70:第二導通件
75:第三導通件
100:天線模組
110:第一輻射體
112:第一段
114:第二段
120:第二輻射體
122:第三段
124:第四段
130:第三輻射體
132:第五段
134:第六段
136:第七段
140:接地輻射體
150:U型凹槽
160:同軸傳輸線

Claims (10)

  1. 一種天線模組，包括：一第一輻射體，包括一第一段及一第二段，該第一段包括一饋入端，該第一輻射體激發一第一頻段，該第一段遠離該饋入端的一端連接該第二段且該第一段的延伸方向與該第二段的延伸方向非平行；一第二輻射體，包括一第三段及一第四段，該第三段從該第一段與該第二段的交會處往相反於該第二段的該延伸方向的方向延伸，該第三段激發一第二頻段；一第三輻射體，設置在該第一輻射體旁且遠離該第二輻射體；以及一接地輻射體，設置在該第一輻射體、該第二輻射體及該第三輻射體的一側，且包括一接地端，該第二輻射體的該第四段連接該第三段與該接地輻射體，且該第三輻射體連接於該接地端。
  2. 如請求項1所述的天線模組，其中，一U型凹槽形成於該第一輻射體、該第三輻射體、該接地輻射體與該第四段之間。
  3. 如請求項1所述的天線模組，其中該第三輻射體包括彎折且依序連接的一第五段、一第六段與一第七段，而呈開口背向該第一輻射體的一U型結構，該第五段與該第六段交會於該接地端，該第六段位於該第二段的末端旁，該末端遠離該第三段。
  4. 如請求項3所述的天線模組，其中該第六段與該第二段的該末端之間的距離介於0.5公厘至2公厘之間。
  5. 如請求項1所述的天線模組，其中該接地輻射體的延伸方向平行於該第二段與該第三段的延伸方向。
  6. 一種電子裝置，包括：一殼體，包括一散熱口；一風扇，設置於該殼體內，且包括一第一表面、相對該第一表面的一第二表面及位於該第一表面與該第二表面之間的一風口，該風口對應於該散熱口設置；一第一散熱件，從該風扇的該第一表面往該散熱口延伸；一第二散熱件，從該風扇的該第二表面往該散熱口延伸；至少一第一導通件，設置在遠離該散熱口處，且連接該第一散熱件及該第二散熱件；一如請求項1至5中任一項所述的天線模組，設置於該殼體內且靠近該散熱口；以及一第二導通件，連接該天線模組與該第一散熱件，該天線模組的該接地輻射體、該第二導通件、該第一散熱件、該至少一第一導通件與該第二散熱件形成一迴路。
  7. 如請求項6所述的電子裝置，其中該殼體的材質為導體，該第二散熱件連接於該殼體。
  8. 如請求項6所述的電子裝置，更包括：一螢幕，外露於該殼體；以及一第三導通件，連接該第二導通件與該螢幕。
  9. 如請求項6所述的電子裝置，其中該第二導通件位於該第一散熱件與該第二散熱件之間的空間之外，該風扇所吹出的風由該風口經過該第一散熱件與該第二散熱件之間的該空間及該散熱口離開該殼體。
  10. 如請求項6所述的電子裝置，其中該至少一第一導通件包括多個第一導通件，該風扇包括位於該第一表面與該第二表面之間且相鄰的一第三表面與一第四表面，該些第一導通件設置於該第三表面與該第四表面。
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