TWI782604B - 天線模組及具有該天線結構之電子設備 - Google Patents

天線模組及具有該天線結構之電子設備 Download PDF

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TWI782604B
TWI782604B TW110124304A TW110124304A TWI782604B TW I782604 B TWI782604 B TW I782604B TW 110124304 A TW110124304 A TW 110124304A TW 110124304 A TW110124304 A TW 110124304A TW I782604 B TWI782604 B TW I782604B
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Abstract

一種天線模組，包括基體，輻射部及主動電路，所述輻射部及所述主動電路均設置於所述基體上，所述輻射部由導電材料製成，所述輻射部為完整之片體，所述輻射部之一側設置有至少一訊號饋電點，進而分別為所述輻射部饋入電訊號；所述輻射部上設置有至少一切槽，所述切槽用以將所述輻射部分為間隔設置之輻射分支，所述輻射分支分別電連接至相應之訊號饋電點，進而分別為所述輻射分支饋入電訊號；所述主動電路電連接至所述輻射部，用以切換所述輻射部之輻射模態。本申請還提供一種具有該天線模組之電子設備。

Description

天線模組及具有該天線結構之電子設備
本申請涉及通訊技術領域，尤其涉及天線模組及電子設備。
隨著無線通訊技術之進步，行動電話、個人數位助理等電子裝置不斷朝向功能多樣化、輕薄化、以及資料傳輸更快、更有效率等趨勢發展。然而其相對可容納天線之空間亦就越來越小，且隨著無線通訊技術之不斷發展，天線之頻寬需求不斷增加。因此，如何於有限之空間內設計出具有較寬頻寬及較佳效率之天線，係天線設計面臨之一項重要課題。
本申請提供一種天線模組及電子設備，所述天線模組可設置於電子設備內，且與金屬輻射體配合，進而涵蓋多個頻段，以提升頻寬並兼具最佳天線效率。
一種天線模組，包括基體，輻射部及主動電路，所述輻射部及所述主動電路均設置於所述基體上，所述輻射部由導電材料製成，所述輻射部為完整之片體，所述輻射部之一側設置有至少一訊號饋電點，進而分別為所述輻射部饋入電訊號；所述輻射部上設置有至少一切槽，所述切槽用以將所述輻射部分為間隔設置之輻射分支，所述輻射分支分別電連接至相應之訊號饋電點，進而分別為所述輻射分支饋入電訊號；所述主動電路電連接至所述輻射部，用 以切換所述輻射部之輻射模態。
一種電子設備，包括上述所述之天線模組。
上述天線模組及電子設備可激發出多個輻射模態，進而涵蓋多個頻段，以提升頻寬並兼具最佳天線效率。
100:天線模組
11:基體
111:第一表面
112:第二表面
Patch:輻射部
Patch1:第一輻射分支
Patch2:第二輻射分支
Patch3:第三輻射分支
121，port1，port2，port3:訊號饋電點
122:切槽
13:主動電路
131:切換開關
132，133，134:可調元件
14:連接器
200:輻射體
300:電子設備
303:電池
304:邊框
305:背板
306:接地面
307:中框
308:容置空間
309:狹縫
310:縫隙
311:第一部分
312:第二部分
313:接地點
151，152，153:匹配單元
161，162，163:饋入源
圖1為本申請實施例提供之天線模組之示意圖；圖2為圖1所示天線模組於另一角度下之示意圖；圖3A至圖3J為本申請實施例提供之天線模組中輻射部之示意圖；圖4為本申請實施例提供之天線模組設置於一輻射體一側之示意圖；圖5為圖4所示天線模組與輻射體於另一角度下之示意圖；圖6為本申請實施例提供之天線模組應用至電子設備之示意圖；圖7為圖6所示天線模組中主動電路之電路連接示意圖；圖8為圖6所示天線模組之電流路徑示意圖；圖9A至圖9J為本申請實施例提供之天線模組中輻射部設置兩個或三個輻射分支時之S參數(散射參數)曲線圖；圖10A至圖10J為本申請實施例提供之天線模組中輻射部設置兩個或三個輻射分支時之效率曲線圖。
為使本申請實施例之目的、技術方案與優點更加清楚，下面將結合本申請實施例中之附圖，對本申請實施例中之技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述之實施例係本申請一部分實施例，而不係全部之實施例。基 於本申請中之實施例，所屬領域具有通常知識者於沒有做出創造性勞動前提下所獲得之所有其他實施例，均屬於本申請保護之範圍。
需要說明的是，本申請實施例中“至少一個”係指一個或者多個，多個係指兩個或兩個以上。除非另有定義，本文所使用之所有之技術與科學術語與所屬領域具有通常知識者通常理解之含義相同。本申請之說明書中所使用之術語僅是為描述具體之實施例之目不是旨在於限制本申請。
應理解，本申請中除非另有說明，“/”表示或的意思。例如，A/B可表示A或B。本申請中之“A與/或B”僅僅係一種描述關聯物件之關聯關係，表示可存於僅存於A、僅存於B以及存於A與B這三種關係。
需要說明的是，本申請實施例中，“第一”、“第二”等詞彙，僅用於區分描述之目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性，亦不能理解為指示或暗示順序。限定有“第一”、“第二”之特徵可明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特徵。於本申請實施例之描述中，“示例性的”或者“例如”等詞用於表示作例子、例證或說明。本申請實施例中被描述為“示例性的”或者“例如”之任何實施例或設計方案不應被解釋為比其它實施例或設計方案更優選或更具優勢。確切而言，使用“示例性的”或者“例如”等詞旨於以具體方式呈現相關概念。
需要說明的是，本申請實施例中，術語“高度”係指於垂直於參考地層之方向上之投影長度。術語“中心”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示之方位或位置關係為基於附圖所示之方位或位置關係，僅係為便於描述本申請與簡化描述，而不是指示或暗示所指之裝置或元件必須具有特定之方位、以特定之方位構造與操作，因此不能理解為對本申請之限制。
請一併參閱圖1及圖2，可理解，本申請實施例提供一種天線模組100。所述天線模組100包括基體11，輻射部Patch，主動電路13(參圖2)及連接器14(參圖2)。
所述基體11可為介質基板，例如，印刷電路板(printed circuit board，PCB)，陶瓷(ceramics)基體或其他介質基板，於此不做具體限定。所述基體11包括第一表面111及第二表面112，所述第二表面112與所述第一表面111相對設置。
於本申請實施例中，所述輻射部Patch整體呈金屬薄片狀。所述輻射部Patch設置於所述基體11之第一表面111。所述輻射部Patch可藉由穿孔(過孔)連接至所述基體11之第二表面112。
請一併參閱圖3A，於其中一個實施例中，所述輻射部Patch整體呈矩形，其表面並未設置任何縫隙，切槽，中斷點等。所述輻射部Patch之一側設置有兩個或多個(例如圖中所示為兩個)訊號饋電點121。所述訊號饋電點121用以藉由匹配電路(圖未示，參後詳述)電連接至相應之饋入源(圖未示，參後詳述)，進而將電訊號饋入至所述輻射部Patch。另外，藉由將所述輻射部Patch切換至不同之訊號饋電點121，進而使得所述天線模組100涵蓋不同頻段。
可理解，於本申請實施例中，並不對所述輻射部Patch之具體形狀及結構進行限定。例如，請一併參閱圖3B，於本申請另一實施例中，所述輻射部Patch整體呈矩形。所述輻射部Patch上開設有切槽122，所述切槽122用以將所述輻射部Patch劃分為多個輻射分支。例如，於圖3B所示實施例中，所述切槽122大致呈L形。所述切槽122自所述輻射部Patch之一長邊緣相對之另一長邊延伸一段距離後，彎折一直角，以沿平行所述長邊且靠近所述連接器14之 短邊方向延伸，直至延伸且隔斷所述短邊。如此，所述切槽122隔斷所述輻射部Patch之其中一長邊及短邊，進而整體呈L形，且將所述輻射部Patch劃分為間隔設置之第一輻射分支Patch1及第二輻射分支Patch2。於本申請實施例中，其中一個輻射分支(例如第一輻射分支Patch1)呈L形，另外一個輻射分支(例如第二輻射分支Patch2)呈矩形。兩個所述輻射分支分別設置有相應之訊號饋電點121，進而分別為相應之輻射分支饋入電訊號。
請一併參閱圖3C，於本申請另一實施例中，所述輻射部Patch整體呈矩形。所述輻射部Patch上開設有切槽122，所述切槽122用以將所述輻射部Patch劃分為多個輻射分支。例如，於圖3C所示實施例中，所述切槽122大致呈L形。所述切槽122自所述輻射部Patch之一長邊緣相對之另一長邊延伸一段距離後，彎折一直角，以沿平行所述長邊且靠近所述連接器14之短邊方向延伸，直至延伸至隔斷所述短邊。如此，所述切槽122隔斷所述輻射部Patch之其中一長邊及短邊，進而整體呈L形，且將所述輻射部Patch劃分為間隔設置之第一輻射分支Patch1及第二輻射分支Patch2。於本申請實施例中，其中一個輻射分支(例如第一輻射分支Patch1)呈L形，另外一個輻射分支(例如第二輻射分支Patch2)呈矩形。兩個所述輻射分支分別設置有相應之訊號饋電點121，進而分別為相應之輻射分支饋入電訊號。顯然，於圖3C所示之實施例中，其與圖3B所示實施例之區別在於，所述切槽122之佈設方式不同，進而導致第一輻射分支Patch1與第二輻射分支Patch2與圖3B中第一輻射分支Patch1與第二輻射分支Patch2之形狀略有不同。
請一併參閱圖3D，於本申請另一實施例中，所述輻射部Patch整體呈矩形。所述輻射部Patch上開設有切槽122，所述切槽122用以將所述輻射 部Patch劃分為多個輻射分支。於圖3D所示之實施例中，所述切槽122之佈設方式與圖3C所示之切槽122之佈設方式大致相同，其不同之處在於，所述第一輻射分支Patch1與第二輻射分支Patch2之大小及比例略有不同。例如，圖3D所示之第一輻射分支Patch1之面積大於圖3C所示之第一輻射分支Patch1。對應地，圖3D所示之第二輻射分支Patch2之面積小於圖3C所示之第二輻射分支Patch2。另外，圖3D所示之實施例中，所述第一輻射分支Patch1與第二輻射分支Patch2之比例與圖3C所示之所述第一輻射分支Patch1與第二輻射分支Patch2之比例不同，且略大於圖3C所示之所述第一輻射分支Patch1與第二輻射分支Patch2之比例。
同樣，請一併參閱圖3E，於本申請另一實施例中，所述輻射部Patch整體呈矩形。所述輻射部Patch上開設有切槽122，所述切槽122用以將所述輻射部Patch劃分為多個輻射分支。於圖3E所示之實施例中，所述切槽122之佈設方式與圖3C所示之切槽122之佈設方式大致相同，其不同之處在於，所述第一輻射分支Patch1與第二輻射分支Patch2之大小及比例略有不同。例如，圖3E所示之第一輻射分支Patch1之面積大於圖3C所示之第一輻射分支Patch1。對應地，圖3E所示之第二輻射分支Patch2之面積小於圖3C所示之第二輻射分支Patch2。另外，圖3E所示之實施例中，所述第一輻射分支Patch1與第二輻射分支Patch2之比例與圖3C所示之所述第一輻射分支Patch1與第二輻射分支Patch2之比例不同。
請一併參閱圖3F，於本申請另一實施例中，所述輻射部Patch整體呈矩形。所述輻射部Patch上開設有切槽122，所述切槽122用以將所述輻射部Patch劃分為多個輻射分支。於圖3F所示之實施例中，所述切槽122整體呈 條狀(即呈一字型)，其自所述輻射部Patch之其中一短邊緣平行其長邊之方向延伸，直至延伸至所述輻射部Patch之另一相對之短邊，進而將所述輻射部Patch劃分為間隔設置之第一輻射分支Patch1及第二輻射分支Patch2。所述第一輻射分支Patch1與所述第二輻射分支Patch2均呈矩形，兩者均與所述輻射部Patch之長邊平行設置。於本申請實施例中，每一輻射分支分別設置有相應之訊號饋電點121，進而分別為相應之輻射分支饋入電訊號。
顯然，如圖3B至圖3F，藉由設置一個切槽122，以將輻射部Patch劃分為兩個輻射分支。兩個輻射分支之面積分配可依據頻寬需求做比例調整，如此藉由大面積提供較寬頻耦合效果。例如，當使得輻射部Patch之輻射分支靠近輻射體(例如金屬邊框)時，兩者非接觸，如此可透過耦合將訊號傳遞至輻射體，並由輻射體來發射/接收。顯然，當輻射分支之面積分配越大，則透過耦合將訊號由輻射體發射/接收時，所得頻寬越寬，進而實現大面積提供較寬頻耦合效果。
當然，於其他實施例中，並不對切槽122之數量進行限制，即輻射部Patch上不局限於開設一個切槽122。例如，請一併參閱圖3G，於本申請另一實施例中，所述輻射部Patch大致呈矩形，所述輻射部Patch上開設有多個(例如兩個)切槽122。所述切槽122之形狀均大致呈L形，其開設方式與圖3B所示實施例中切槽122之開設方式類似，進而將所述輻射部Patch劃分為多個(例如三個)輻射分支(例如第一輻射分支Patch1，第二輻射分支Patch2，第三輻射分支Patch3)。所述第一輻射分支Patch1，第二輻射分支Patch2，第三輻射分支Patch3彼此間隔設置。所述第一輻射分支Patch1與所述第二輻射分支Patch2均呈L形，所述第三輻射分支Patch3呈矩形。所述第一輻射分支Patch1， 第二輻射分支Patch2及第三輻射分支Patch3依次佈設於所述輻射部Patch之左下角，中間，及右上角，且大小依次減少。於本申請實施例中，每一輻射分支分別設置有相應之訊號饋電點121，進而分別為相應之輻射分支饋入電訊號。
請一併參閱圖3H，於本申請另一實施例中，所述輻射部Patch大致呈矩形，所述輻射部Patch上開設有切槽122。所述切槽122為不規則形狀，其自所述輻射部Patch之一長邊(例如底邊之長邊)開始延伸彎折多次後，最終延伸至隔斷所述輻射部Patch之一短邊(例如靠近所述連接器14之短邊)，進而將所述輻射部Patch劃分為多個(例如兩個)輻射分支(例如第一輻射分支Patch1及第二輻射分支Patch2)。其中，所述第一輻射分支Patch1與第二輻射分支Patch2彼此間隔設置。所述第一輻射分支Patch1大致呈S形。所述第二輻射分支Patch2大致呈非封閉之口形，且設置於所述第一輻射分支Patch1之週邊。於本申請實施例中，每一輻射分支分別設置有相應之訊號饋電點121，進而分別為相應之輻射分支饋入電訊號。
請一併參閱圖3I，於另外之實施例中，所述輻射部Patch大致呈矩形，所述輻射部Patch上開設有多個，例如兩個切槽122。其中一個切槽122呈L形，另外一個切槽122為曲折狀。兩個所述切槽122之一端均設置於所述輻射部Patch之一長邊(例如底邊之長邊)上，且彼此間隔設置，接著開始分別延伸，進而均延伸至所述輻射部Patch之一短邊(例如靠近所述連接器14之短邊)，且於所述短邊之部分亦間隔設置，進而將所述輻射部Patch劃分為多個(例如三個)輻射分支(例如第一輻射分支Patch1，第二輻射分支Patch2及第三輻射分支Patch3)。其中，所述第一輻射分支Patch1，第二輻射分支Patch2與所述第三輻射分支Patch3彼此間隔設置。所述第一輻射分支Patch1大致呈C形，其設 置於所述輻射部Patch之一側。所述第二輻射分支Patch2大致呈倒T形，其設置於所述第一輻射分支Patch1與所述第三輻射分支Patch3之間。所述第三輻射分支Patch3呈矩形。於圖3I所示之實施例中，所述第三輻射分支Patch3之面積最小，且每一輻射分支均設置有相應之訊號饋電點121，進而分別為相應之輻射分支饋入電訊號。
請一併參閱圖3J，於另外之實施例中，所述輻射部Patch大致呈矩形，所述輻射部Patch上開設有多個，例如兩個切槽122。其中一個切槽122呈L形，另外一個切槽122為曲折狀。兩個所述切槽122之一端分別設置於所述輻射部Patch之兩長邊上，且彼此間隔設置，接著開始分別延伸，進而均延伸至隔斷所述輻射部Patch之一短邊(例如靠近所述連接器14之短邊)，且於所述短邊之部分亦間隔設置，進而將所述輻射部Patch劃分為多個，例如三個輻射分支(例如第一輻射分支Patch1，第二輻射分支Patch2及第三輻射分支Patch3)。其中，所述第一輻射分支Patch1，第二輻射分支Patch2與所述第三輻射分支Patch3彼此間隔設置。所述第一輻射分支Patch1大致呈L形，其設置於所述輻射部Patch之底部位置。所述第二輻射分支Patch2大致呈π形，其設置於所述第一輻射分支Patch1與所述第三輻射分支Patch3之間。所述第三輻射分支Patch3呈矩形。於圖3J所示之實施例中，所述第三輻射分支Patch3之面積最小，且每一輻射分支均設置有相應之訊號饋電點121，進而分別為相應之輻射分支饋入電訊號。
顯然，如圖3A至圖3J所示，單一之所述輻射部Patch，所述輻射部Patch分割之輻射分支可為矩形，L形，非封閉口形，S形，C形，T形，π形其中之一或其組合，用以共同配合以激發相應之頻段。
當然，於本申請其他實施例中，所述輻射部Patch之形狀及結構並不局限於上述所述，其還可為其他形狀及結構，於此不做具體限定。
可理解，於本申請實施例中，如圖3B至圖3F所示，所述切槽122之兩端可佈設於輻射部Patch之相鄰之兩邊(例如上述項所述之長邊及短邊)或佈設於相對之兩邊，且藉由改變所述切槽122之形狀及佈設位置，進而可切出不同形狀之輻射分支。
可理解，請再次參閱圖2，於本申請實施例中，所述主動電路13設置於所述基體11之第二表面112上。所述基體11之第二表面112上佈設有連接線路(圖未示)。所述連接線路連接至所述主動電路13。所述主動電路13可包括切換開關，與/或其他可變換阻抗之可調元件(圖未示，參後詳述)。所述主動電路13可藉由所述連接線路電連接至所述輻射部Patch及所述連接器14。例如，於其中一個實施例中，所述基體11上還設置有過孔(圖未示)，所述輻射部Patch可透過所述過孔連接至所述基體11之第二表面112，並藉由所述第二表面112上之連接線路連接至所述主動電路13。
所述連接器14設置於所述基體11之第二表面112上，即設置於所述主動電路13所在表面。於其中一些實施例中，所述連接器14可與所述主動電路13間隔設置，且彼此電連接。當然，於本申請實施例中，並不對所述連接器14與所述主動電路13之具體位置關係及連接關係等進行限制。例如，於其中一個實施例中，所述主動電路13可設置於所述連接器14內，即所述連接器14可用以收容所述主動電路13。所述連接器14電連接至所述主動電路13，且連接至相應之傳輸線，進而藉由所述傳輸線實現所述天線模組100之訊號傳輸，例如實現訊號之送出或送入。
可理解，所述傳輸線可為，但不局限於，同軸電纜(coaxial cable)，柔性印刷電路板(Flexible Printed Circuit Board，FPCB)或其他傳輸線等。
可理解，請一併參閱圖4及圖5，當使用所述天線模組100時，可將所述天線模組100設置於一輻射體200之一側。其中，所述天線模組100設置有輻射部Patch之一側朝向所述輻射體200設置。如此，可透過所述輻射部Patch與所述輻射體200之耦合將訊號由所述輻射體200進行發射與/或接收。另外，所述天線模組100還可利用所述主動電路13之切換開關，以切換多模態，進而實現多個寬頻操作。
例如，於其中一個實施例中，當所述天線模組100中所述輻射部Patch包括三個輻射分支，且設置有所述主動電路13時，三個所述輻射分支間隔設置，且藉由與所述輻射體200間隔設置，進而可用以接收4G/5G中頻訊號(頻率範圍為1.7GHz-2.2GHz)、高頻訊號(頻率範圍為2.3GHz-2.7GHz)、超高頻(ultra high band，UHB)訊號(頻率範圍為3.3GHz-5GHz)、GPS訊號(頻率範圍為1.5GHz-1.6GHz)、Wi-Fi訊號(頻率範圍為2.4GHz，5GHz)等。
當然，於本申請實施例中，並不對所述天線模組100之頻率進行限制。例如，可藉由調整所述天線模組100之外形，長度，寬度等參數，以調整所需之頻率。另外，所述輻射部Patch之外形，長度，寬度等參數，亦可根據所需之頻率進行調整。
可理解，於本申請實施例中，所述輻射體200可為任何導體，例如鐵件，PCB軟板上之銅箔，鐳射直接成型(Laser Direct Structuring，LDS)制程中之導體等，於此不做具體限定。例如，於其中一個實施例中，所述輻射體200為一電子設備之金屬邊框，所述輻射體200設置於一背板305上，且與一電 子元件，例如電池303間隔設置，所述天線模組100設置於所述輻射體200與所述電池303之間。所述電池303設置於一中框307上。所述中框307設置於所述背板305上(參後詳述)。
可理解，於本申請實施例中，所述輻射部Patch與所述輻射體200間隔設置。例如，所述輻射部Patch與所述輻射體200平行設置。又如，所述輻射部Patch與所述輻射體200間隔設置，但彼此不平行設置。當然，於其他實施例中，所述輻射部Patch亦可直接連接或不連接所述輻射體200。例如，於其中一個實施例中，所述輻射部Patch與所述輻射體200間隔設置，且藉由連接線連接至所述輻射體200。又如，於另外之實施例中，所述輻射部Patch與所述輻射體200間隔設置，且兩者之間無電性連接。
可理解，於本申請實施例中，並不對所述輻射體200之具體結構，與/或其與其他元件之連接關係等進行限制。例如，所述輻射體200之側端可連接至地(即所述輻射體200接地處理)，或者不連接至地。又如，所述輻射體200上可設置中斷點或未設置任何中斷點，斷槽，縫隙等。
可理解，請一併參閱圖6，於本申請實施例中，所述天線模組100可應用於一電子設備300，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線訊號。所述電子設備300可為掌上型通訊裝置(例如行動電話)，折疊機，智慧穿戴裝置(例如手錶，耳機等)，平板電腦，個人數位助理(personal digital assistant，PDA)等，於此不做具體限制。
可理解，所述電子設備300可採用以下一種或多種通訊技術：藍牙(bluetooth，BT)通訊技術、全球定位系統(global positioning system，GPS)通訊技術、無線保真(wireless fidelity，Wi-Fi)通訊技術、全球移動通訊系統(global system for mobile communications，GSM)通訊技術、寬頻碼分多址(wideband code division multiple access，WCDMA)通訊技術、長期演進(long term evolution，LTE)通訊技術、5G通訊技術、SUB-6G通訊技術以及未來其他通訊技術等。
於本申請實施例中，以所述電子設備300為手機為例加以說明。
請再次參閱圖6，於其中一實施例中，所述電子設備300至少包括電池303、邊框304、背板305、接地面306及中框307(參圖5)。
所述邊框304由金屬或其他導電材料製成。所述背板305可由金屬或其他導電材料製成。所述邊框304設置於所述背板305之邊緣，並與所述背板305共同形成一容置空間308。所述邊框304相對所述背板305之一側設置有一開口(圖未標)，用於容置一顯示單元(圖未示)。所述顯示單元具有一顯示平面，該顯示平面裸露於該開口。可理解，所述顯示單元可結合觸摸感測器組合成觸控屏。觸摸感測器又可稱為觸控面板或觸敏面板。
可理解，於本申請實施例中，所述顯示單元具有高屏占比。即所述顯示單元之顯示平面之面積大於70%之電子設備之正面面積，甚至可做到正面全螢幕。具體於本申請實施例中，所述全螢幕是指除了所述電子設備300上開設之必要之槽孔以外，所述顯示單元之左側、右側、下側均可無縫隙地連接至所述邊框304。
所述接地面306可由金屬或其他導電材料製成。所述接地面306可設置於所述邊框304與所述背板305共同圍成之所述容置空間308內，且連接至所述背板305。
所述中框307由金屬或其他導電材料製成。所述中框307之形狀及尺寸可小於所述接地面306。所述中框307疊設於所述接地面306上。於本實 施例中，所述中框307為設置於所述顯示單元與所述接地面306之間之金屬片。所述中框307用於支撐所述顯示單元、提供電磁屏蔽、及提高所述電子設備300之機構強度。
可理解，於本實施例中，所述邊框304、所述背板305、所述接地面306及所述中框307可構成一體成型之金屬框體。所述背板305、所述接地面306及所述中框307為大面積金屬，因此可共同構成所述電子設備300之系統接地面(圖未標)。
所述電池303設置於所述中框307上，用以為所述電子設備300之電子元件，模組，電路等提供電能。所述電池303與所述邊框304間隔設置，進而於兩者之間形成狹縫309。
可理解，於其他實施例中，所述電子設備300還可包括以下一個或多個元件，例如處理器、電路板、記憶體、輸入輸出電路、音訊元件(例如麥克風及揚聲器等)、多媒體元件(例如前置攝像頭與/後置攝像頭)、感測器元件(例如接近感測器、距離感測器、環境光感測器、加速度感測器、陀螺儀、磁感測器、壓力感測器及/或溫度感測器等)等，於此不再贅述。
可理解，當所述天線模組100應用至所述電子設備300時，所述天線模組100可設置於所述狹縫309內，且大致垂直所述接地面306所在平面設置。所述邊框304之一部分構成所述輻射體200。具體地，所述邊框304上設置有縫隙310。所述縫隙310隔斷所述邊框304，以將所述邊框304劃分為間隔設置之第一部分311及第二部分312。其中所述第一部分311構成所述輻射體200。所述第二部分312可電連接至所述系統接地面，例如所述接地面306，即接地。
可理解，於其中一個實施例中，所述縫隙310可與所述狹縫309連通，並填充有絕緣材料，例如塑膠、橡膠、玻璃、木材、陶瓷等，但不以此為限。
可理解，於其中一個實施例中，所述第一部分311(即所述輻射體200)遠離所述縫隙310之一側設置有接地點313。所述接地點313之一端電連接至所述第一部分311，另一端電連接至所述中框307，即接地。而所述天線模組100設置於所述縫隙310與所述接地點313之間之所述狹縫309內，且大致垂直所述接地面306所在平面設置。
可理解，當所述天線模組100設置於所述狹縫309內時，所述天線模組100上之輻射部Patch朝向所述第一部分311，且與所述第一部分311間隔設置。所述連接器14設置於所述基體11之另一表面，即背向所述第一部分311設置。所述連接器14之一端電連接至所述中框307，另一端與所述基體11電連接。
於接下來之實施例中，以所述天線模組100中輻射部Patch藉由切槽122劃分為三個輻射分支，例如第一輻射分支Patch1，第二輻射分支Patch2及第三輻射分支Patch3為例加以說明。其中，請一併參閱圖6及圖7，每一輻射分支均包括相應之訊號饋電點(例如訊號饋電點port1，port2，port3，即前面項所述之訊號饋電點121)。每一訊號饋電點分別藉由相應之匹配單元電連接至相應之饋入源。例如，所述第一輻射分支Patch1之訊號饋電點port1藉由匹配單元151電連接至饋入源161。所述第二輻射分支Patch2之訊號饋電點port2藉由匹配單元152電連接至饋入源162。所述第三輻射分支Patch3之訊號饋電點port3藉由匹配單元153電連接至饋入源163。
另外，所述天線模組100中之主動電路13設置於所述連接器14內。如圖7所示，所述主動電路13包括切換開關131及可調元件132，133，134。其中，所述切換開關131之一端電連接至所述連接器14，另一端藉由相應之可調元件132，133，134電連接至對應之饋入源。例如，所述切換開關131藉由可調元件132電連接至所述饋入源161，藉由可調元件133電連接至所述饋入源162，藉由可調元件134電連接至所述饋入源163。即，所述匹配電路至少包括匹配單元151，匹配單元152及匹配單元153。
如此，藉由設置所述輻射部Patch，並使得所述輻射部Patch劃分為多個輻射分支，所述多個輻射分支均與所述第一部分311耦合共振出具有可調性之模態。另外，還可控制相鄰兩個輻射分支之間之耦合狀態，透過耦合分別產生可調性且天線效率佳之獨立模態。再者，藉由所述主動電路13中之切換開關131之切換，可切換多模態，並使用多個可調元件(例如可調元件132，133，134)實現多個頻段包覆。
請一併參閱圖8，為所述電子設備300之電流路徑示意圖。其中，設置有訊號饋電點port1之第一輻射分支Patch1可激發Wi-Fi 2.4G(參路徑P1)、Wi-Fi 5G(參路徑P2)與授權頻譜輔助接入(License Assisted Access，LAA)模態，利用狹縫309可耦合共振出Wi-Fi 2.4G、Wi-Fi 5G與LAA頻段，兼具最佳天線效率，使得所述第一輻射分支Patch1之工作頻率範圍可涵蓋Wi-Fi 2.4G頻段(2400MHz-2484MHz)、Wi-Fi 5G頻段(5150MHz-5850MHz)與LAA頻段(5150MHz-5925MHz)。
設置有訊號饋電點port2之第二輻射分支Patch2可激發超高頻(UHB)模態及5G Sub6 NR模態(參路徑P3)，利用狹縫309可耦合共振出 UHB頻段及5G Sub6 NR頻段，兼具最佳天線效率。使所述第二輻射分支Patch2之工作頻率範圍可涵蓋超高頻頻段(3400MHz-3800MHz)及5G Sub6 NR頻段(例如，5G Sub6 N77頻段(3300MHz-4200MHz)、5G Sub6 N78頻段(3300MHz-3800MHz)與5G Sub6 N79頻段(4400MHz-5000MHz)頻段)。
另外，設置有訊號饋電點port3之第三輻射分支Patch3可激發中高頻模態(參路徑P4)，利用狹縫309可耦合共振出中高頻頻段，兼具最佳天線效率。使所述第三輻射分支Patch3之工作頻率範圍可涵蓋中頻GSM1800/1900/WCDMA2100頻段(1710MHz-2170MHz)，高頻LTE B7、B40、B41頻段(2300MHz-2690MHz)。
顯然，所述切換開關131為中高頻/UHB及NR/Wi-Fi 2.4G、Wi-Fi 5G與LAA切換開關，用以切換中高頻/UHB及NR/Wi-Fi 2.4G、Wi-Fi 5G與LAA頻段。
亦就是說，本申請中之天線模組100可應用至電子設備300中，以提升天線效率頻寬並具有最佳天線效率，且利用所述切換開關131之切換，可有效提升天線頻率覆蓋範圍。具體地，於其中一個實施例中，所述天線模組100適用之工作頻率範圍涵蓋中頻1710MHz至2170MHz、高頻2300MHz-2690MHz、超高頻3400MHz至3800MHz、Wi-Fi 2.4G、Wi-Fi 5G與LAA，並可支援5G Sub6 N77/N78/N79頻段。
即，所述天線模組100藉由將所述輻射部Patch設置為獨立之片體，或利用切槽122將其劃分為多個輻射分支，並於所述輻射部Patch或多個輻射分支之適當位置設置相應之訊號饋電點，並藉由所述輻射體200(亦可為電子設備300之金屬邊框，例如第一部分311)作為金屬輻射體，於狹縫309中由所述輻 射體200與所述天線模組100耦合能量共振出模態，涵蓋中、高頻、超高頻、5G Sub6 N77、5G Sub6 N78、5G Sub6 N79、Wi-Fi 2.4G、Wi-Fi 5G頻段，藉以大幅提升其頻寬與天線效率，亦可涵蓋全球常用5G之通訊頻段之應用，以及支援LTE-A(LTE-Advanced之簡稱，是LTE技術之後續演進)之載波聚合應用(Carrier Aggregation，CA)要求。
請一併參閱圖9A至圖9J，為所述天線模組100利用所述切槽122將所述輻射部Patch分為兩個或三個輻射分支時之S參數(散射參數)曲線圖。其中，如圖9A，圖9C，圖9D，圖9E及圖9F所示，所述第一輻射分支Patch1涵蓋超高頻3400-3800MHz，並可支援5G Sub N77/N78/N79頻段。所述第二輻射分支Patch2涵蓋中頻1710-2170MHz及高頻2300-2690MHz。如圖9B所示，所述第一輻射分支Patch1涵蓋中頻1710-2170MHz及高頻2300-2690MHz。所述第二輻射分支Patch2涵蓋超高頻3400-3800MHz，並可支援5G Sub N77/N78/N79頻段。如圖9G所示，所述第一輻射分支Patch1涵蓋中頻1710-2170MHz及高頻2300-2690MHz。所述第二輻射分支Patch2涵蓋GPS，Wi-Fi 2.4G，Wi-Fi 5G與LAA頻段。如圖9H，圖9I及圖9J所示，所述第一輻射分支Patch1涵蓋中頻1710-2170MHz及高頻2300-2690MHz。所述第二輻射分支Patch2涵蓋超高頻3400-3800MHz，並可支援5G Sub N77/N78/N79頻段。所述第三輻射分支Patch3涵蓋Wi-Fi 2.4G，Wi-Fi 5G與LAA頻段。
可理解，藉由所述切換開關131切換至不同之訊號饋電點，可控制其頻率模態，以涵蓋中頻1710-2170MHz，高頻2300-2690MHz，超高頻3400-3800MHz，GPS，Wi-Fi 2.4G，Wi-Fi 5G與LAA頻段，並可支援5G Sub N77/N78/N79頻段。
請一併參閱圖10A至圖10J，為所述天線模組100利用所述切槽122將所述輻射部Patch分為兩個或三個輻射分支時之效率曲線圖。其中，圖10A為所述天線模組100中所述輻射部Patch分成圖3B所示兩個輻射分支(即第一輻射分支Patch1及第二輻射分支Patch2)時，各輻射分支之輻射效率(圖中所示為Rad.)值及總效率(圖中所示為Tot.)值。其中，如圖10A，圖10C，圖10D，圖10E及圖10F所示，所述第一輻射分支Patch1涵蓋超高頻3400-3800MHz，並可支援5G Sub N77/N78/N79頻段。所述第二輻射分支Patch2涵蓋中頻1710-2170MHz及高頻2300-2690MHz。如圖10B所示，所述第一輻射分支Patch1涵蓋中頻1710-2170MHz及高頻2300-2690MHz。所述第二輻射分支Patch2涵蓋超高頻3400-3800MHz，並可支援5G Sub N77/N78/N79頻段。如圖10G所示，所述第一輻射分支Patch1涵蓋中頻1710-2170MHz及高頻2300-2690MHz。所述第二輻射分支Patch2涵蓋GPS，Wi-Fi 2.4G，Wi-Fi 5G與LAA頻段。如圖10H，圖10I及圖10J所示，所述第一輻射分支Patch1涵蓋中頻1710-2170MHz及高頻2300-2690MHz。所述第二輻射分支Patch2涵蓋超高頻3400-3800MHz，並可支援5G Sub N77/N78/N79頻段。所述第三輻射分支Patch3涵蓋Wi-Fi 2.4G，Wi-Fi 5G與LAA頻段。
顯然，藉由設置所述切換開關131，並使得所述切換開關131切換至不同之訊號饋電點，以控制頻率模態，進而涵蓋至中頻(1710MHz-2170MHz)，高頻(2300MHz-2690MHz)，超高頻(3400MHz-3800MHz)，Wi-Fi 2.4G，Wi-Fi 5G及LAA，並可支援5G Sub6 N77/N78/N79頻段。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例，並非是對本發明作任何形式上的限定。另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其它變化，當然， 這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。
111:第一表面
Patch:輻射部
Patch1:第一輻射分支
Patch2:第二輻射分支
121:訊號饋電點
122:切槽
13:主動電路
14:連接器

Claims (6)

  1. 一種電子設備，其改良在於，所述電子設備包括天線模組，所述天線模組包括基體，輻射部及主動電路，所述輻射部及所述主動電路均設置於所述基體上，所述輻射部由導電材料製成，所述輻射部為完整之片體，所述輻射部之一側設置有至少一訊號饋電點，進而分別為所述輻射部饋入電訊號；所述輻射部上設置有至少一切槽，所述切槽用以將所述輻射部分為間隔設置之輻射分支，所述輻射分支分別電連接至相應之訊號饋電點，進而分別為所述輻射分支饋入電訊號；所述主動電路電連接至所述輻射部，用以切換所述輻射部之輻射模態；所述電子設備還包括金屬邊框，部分所述金屬邊框構成一輻射體，所述輻射體與所述輻射部間隔設置，兩者相互耦合，以產生多個輻射模態，並將訊號藉由所述輻射體進行發射與/或接收，所述金屬邊框上開設有縫隙，所述縫隙隔斷所述金屬邊框，進而將所述金屬邊框劃分為間隔設置之第一部分及第二部分，所述第一部分構成所述輻射體，所述第二部分接地。
  2. 如請求項1所述之電子設備，其中所述輻射分支之面積分配依據頻寬需求做比例調整，以藉由大面積提供寬頻耦合效果。
  3. 如請求項1所述之電子設備，其中所述基體包括第一表面及第二表面，所述第一表面朝向所述輻射體設置，所述第二表面與所述第一表面相對設置，所述輻射部設置於所述第一表面上，所述主動電路設置於所述第二表面上。
  4. 如請求項1所述之電子設備，其中所述切槽之兩端佈設於所述輻射部之相鄰兩邊，或相對之兩邊，且藉由改變所述切槽之形狀及佈設位置，進而切出不同形狀之輻射分支。
  5. 如請求項1所述之電子設備，其中所述主動電路包括切換開關及多個可調元件，藉由將切換開關切換至相應之可調元件及饋入源，進而控制所述天線模組之頻率模態，以涵蓋中頻頻段，高頻頻段，超高頻(UHB)，GPS模態，Wi-Fi 2.4G頻段，Wi-Fi 5G頻段，授權頻譜輔助接入(LAA)頻段，及5G Sub6 NR頻段。
  6. 如請求項1所述之電子設備，其中所述第一部分遠離所述第二部分之一側設置有接地點，所述接地點之一端電連接至所述第一部分，另一端接地，所述電子設備還包括電池，所述電池與所述金屬邊框間隔設置，進而於兩者之間形成狹縫，所述天線模組設置於所述縫隙與所述接地點之間之所述狹縫內，且所述輻射部與所述第一部分間隔設置。
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