TWI783638B - 天線結構及應用該天線結構的電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種天線結構，包含接地片、天線模組及第一開槽。天線模組包含天線本體、第一輻射部及饋入部，第一輻射部由天線本體一端延伸出，饋入部由天線本體的一側延伸出，並透過饋入點連接接地片。第一開槽開設於接地片上，第一開槽與天線本體的距離小於第一共振頻率的1/8波長，且第一開槽的總長度在第一共振頻率的0.8至1.3波長的範圍，第一共振頻率與第一輻射部對應的共振頻率不相同。可以依據所欲達到之第一共振頻率的對應波長，開設第一開槽，而達到擴增頻寬及新增共振頻帶的效果，並利用金屬外殼做為接地片，防止信號干擾同時提高設計裕度。

Description

天線結構及應用該天線結構的電子裝置

本發明涉及通訊領域，尤其涉及一種天線結構及應用該天線結構的電子裝置。

天線是無線通訊不可或缺的必要元件。隨著各種無線通訊裝置的普及化及輕薄化，且應用的無線通訊功能越來越多。對於天線的結構設計更複雜。另外，隨著電子裝置的功能強化，包含中央處理器、圖形處理器的效能、功率增加，也使得無線通訊的干擾越來越嚴重。

另外，近期許多電子產品為了提升產品的質感，採用金屬外殼，由於金屬的屏蔽效應，使得天線結構的設計裕度受到更嚴重的限縮。

為了解決先前技術所面臨的問題，在此，提供一種天線結構，其包含接地片、天線模組及第一開槽。天線模組包含天線本體、第一輻射部及饋入部。第一輻射部由天線本體的一端延伸出。饋入部由天線本體的一側延伸出，並透過饋入點連接接地片。第一開槽開設於接地片上，第一開槽與天線本體的距離，小於第一共振頻率的1/8波長，且第一開槽的總長度在第一共振頻率的0.8至1.3波長的範圍，其中第一共振頻率與第一輻射部的共振頻率不相同。

在一些實施例中，天線本體對接地片的垂直投影與第一開槽呈平行。

在一些實施例中，天線本體對接地片的垂直投影與第一開槽相互交錯。

在一些實施例中，天線本體對接地片的垂直投影與第一開槽相互垂直。

在一些實施例中，第一開槽包含第一開口段及第二開口段，第二開口段由第一開口段的一端延伸，且第一開口段第二開口段呈垂直。

進一步地，在一些實施例中，第一開槽更包含延伸開口段，延伸開口段由第二開口段遠離第一開口段的一端延伸出，且大致平行於第一開口段。

進一步地，在一些實施例中，第一開槽更包含第三開口段，第三開口段由第一開口段遠離第二開口段的一端延伸出，且大致平行於第二開口段。

在一些實施例中，天線模組更包含第二輻射部及短路部。第二輻射部由天線本體遠離第一輻射部的另一端延伸出，短路部由天線本體的一側延伸出，且大致平行於饋入部，並與接地片連接。

在一些實施例中，天線結構更包含第二開槽，第二開槽開設於接地片上，第二開槽與天線本體的距離，小於第二共振頻率的1/8波長，且第二開槽的長度在第二共振頻率的0.8至1.3波長的範圍，其中第二共振頻率不同於第一共振頻率，且與第一輻射部及第二輻射部對應的共振頻率不相同。

更詳細地，在一些實施例中，第二開槽平行於第一開槽。

更詳細地，在一些實施例中，第一開槽與第二開槽位於天線本體的同一側。

更詳細地，在一些實施例中，第一開槽與第二開槽位於天線本體的兩側。

更詳細地，在一些實施例中，第二開槽垂直於第一開槽。在此，還提供一種電子裝置。電子裝置包含前述的天線結構、金屬底板、以及至少一腳墊。金屬底板作為天線結構的接地片。至少一腳墊設置於底板的外部。天線結構設置於底板，且被至少一腳墊所覆蓋。

在此，還提供一種電子裝置。電子裝置包含前述的天線結構以及金屬底板。金屬底板作為接地片，其中金屬底板上的一散熱孔，作為第一開槽。天線結構位於金屬底板的外部。

如同前述實施例所述，可以依據所欲達到之額外的第一共振頻率所對應的波長，在接地片上開設第一開槽，藉此達到擴增頻寬及新增共振頻帶的效果。進一步地，利用金屬外殼來做為接地片，能有效地防止電子裝置內部的信號干擾，同時在提高設計的裕度。

應當理解的是，元件被稱為「連接」或「設置」於另一元件時，可以表示元件是直接位另一元件上，或者可以也存中間元件，透過中間元件連接元件與另一元件。相反地，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到另一元件」時，可以理解的是，此時明確定義了不存在中間元件。

另外，術語「第一」、「第二」、「第三」這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開，而非表示其必然的先後順序。此外，諸如「下」和「上」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的「下」側的元件將被定向在其他元件的「上」側。此僅表示相對的方位關係，而非絕對的方位關係。

圖1係天線結構第一實施例的立體圖。圖2係天線結構第一實施例的俯視圖。圖3係天線結構之一比較例的俯視圖。圖4是第一實施例與比較例之迴返損失圖。如圖1及圖2所示，天線結構1其包含接地片10、天線模組20及第一開槽30。接地片10通常為金屬板，例如，電子裝置的殼體等。天線模組20包含天線本體21、第一輻射部23及饋入部27。第一幅射部23由天線本體21的一端延伸出，大致與天線本體21成一長條狀。然而，天線本體21為長條狀，但這僅為示例，而非限於此。饋入部27由天線本體21的一側延伸出，大致與天線本體21垂直，且透過饋入點F連接接地片10。第一開槽30開設於接地片10上，第一開槽30與天線本體21的距離，小於天線設計者選定之第一共振頻率的1/8波長，較佳為小於1/16波長。第一開槽30的總長度在第一共振頻率的0.8至1.3波長的範圍，較佳為1波長。例如，第一共振頻率為6GHz時，第一開槽30的總長度為45mm。

更進一步地，再次參閱圖1及圖2，天線模組20更包含第二輻射部25及短路部29。第二輻射部25由天線本體21遠離第一輻射部23的另一端延伸出。短路部29由天線本體21的一側延伸出，且大致平行於饋入部27，並與接地片10連接。在此實施例中，天線本體21、第一輻射部23及第二輻射部25大致為一長條狀、天線模組20大致呈倒F的形狀，但這僅為示例，而非用以限制。此外，天線的形狀僅為示例，實際上單極天線(monopole)、雙極天線(dipole)、耦合天線(coupling)或迴路天線(loop)也都是可以採用的結構。

對照圖3及圖4，比較例與第一實施例相比，不具有第一開槽30，由圖4可見第一共振頻率與第一輻射部23及第二輻射部25對應的共振頻率不相同，能產生額外的共振頻率。此外，共振響應的頻寬也有擴大，因而，天線結構1的設計，可以依據通訊規格，透過第一開槽30的開設，來滿足所需的頻帶。

圖5係天線結構第二實施例的俯視圖。圖6係天線結構第三實施例的俯視圖。如圖5及圖6所示，並同時參照圖2，第一實施例中，天線本體21對接地片10的垂直投影與第一開槽30呈平行。但實際上，並不限於此，第二實施例的天線本體21對接地片10的垂直投影與第一開槽30相互交錯。而第三實施例中，天線本體21對接地片10的垂直投影與第一開槽30相互垂直。以上僅為示例，而非用以限制。

圖7係天線結構第四實施例的俯視圖。如圖7所示，第四實施例的第一開槽30包含第一開口段31及第二開口段33，第二開口段33由第一開口段31的一端延伸，且第一開口段31與第二開口段33呈垂直。在此，第一開槽30的總長度，為第一開口段31與第二開口段33的長度總和。

圖8係天線結構第五實施例的俯視圖。如圖8所示，第五實施例的第一開槽30包含第一開口段31、第二開口段33及延伸開口段35。第二開口段33由第一開口段31的一端延伸，且第一開口段31與第二開口段33呈垂直。延伸開口段35由第二開口段33遠離第一開口段31的一端延伸出，且大致平行於第一開口段31，而使第一開槽30呈現出一階梯狀的結構。在此，第一開槽30的總長度，為第一開口段31、第二開口段33及延伸開口段35的長度總和。

圖9係天線結構第六實施例的俯視圖。如圖8所示，第五實施例的第一開槽30包含第一開口段31、第二開口段33及第三開口段37。第二開口段33由第一開口段31的一端延伸，且第一開口段31與第二開口段33呈垂直。第三開口段37由第一開口段31遠離第二開口段33的一端延伸出，且大致平行於第二開口段33，也就是，呈現一凹型結構。在此，第一開槽30的總長度，為第一開口段31、第二開口段33及第三開口段37的長度總和。

圖10係天線結構第七實施例的俯視圖。圖11是第七實施例之迴返損失圖。如圖10及圖11所示，在第七實施例中，天線結構1除了接地片10、天線模組20及第一開槽30外，更包含第二開槽40。第二開槽40開設於接地片10上，第二開槽40與天線本體21的距離，小於第二共振頻率的1/8波長，且第二開槽40的長度在第二共振頻率的0.8至1.3波長的範圍，其中第二共振頻率不同於第一共振頻率，且與第一輻射部23及第二輻射部25對應的共振頻率不相同。在此，頻率f1、f2是第一輻射部23及第二輻射部25產生的共振頻率，而頻率f3、f4分別為第一開槽30、第二開槽40產生的共振頻率。

例如，第一共振頻率為3.28GHz時，第一開槽30的總長度為82mm；第二共振頻率為6.26GHz時，第一開槽30的總長度為49mm。

圖12係天線結構第八實施例的俯視圖。如圖12所示，並同時參照圖10，在第七實施例中，第一開槽30與第二開槽40位於天線本體21的兩側。而第八實施例中，第一開槽30與第二開槽40位於天線本體21的同一側。如此，在整體的裕度上也能更加地寬廣。在第七實施例與第八實施例，第一開槽30、第二開槽40與天線本體21大致呈平行。

圖13係天線結構第九實施例的俯視圖。如圖13所示，不同於第七實施例及第八實施例，第九實施例中，第二開槽40垂直於第一開槽30。如此，設計槽孔的方向可以更不受到限制，而使設計的裕度更加寬廣。

圖14係電子裝置一實施例的仰視圖。如圖14所示，在此還提供一種電子裝置100。電子裝置100包含了天線結構1、金屬底板110、以及至少一腳墊120。電子裝置100的金屬底板110作為天線結構1的接地片10。至少一腳墊120設置於金屬底板110的外部。天線結構1設置於金屬底板110，且被至少一腳墊120所覆蓋。如此，天線結構1的設置位置，不只不受到金屬底板110的屏蔽，更能夠過金屬底板110來降低雜訊，同時應用金屬底板110的大面積，來達到前述各種天線結構1型態的設計，更能夠透過腳墊120來遮蔽，達到外型美觀的功效。

圖15係電子裝置一實施例的側視圖。如圖15所示，電子裝置100的另一實施例，是將天線結構1的設置在金屬底板110。金屬底板110作為接地片10，且金屬底板110具有散熱區130，其開設有複數個散熱孔131。天線結構1位於金屬底板110的外部。散熱孔131作為第一開槽30及/或第二開槽40。如此，可以透過金屬底板110與天線結構1的整體設計，達到有效空間的利用。

綜上所述，天線的設計者，可以依據所欲達到之額外的第一共振頻率所對應的波長，在接地片10上開設第一開槽30，藉此達到擴增頻寬及新增共振頻帶的效果。進一步地，利用電子裝置100的金屬外殼的一部份來做為接地片10，能有效地防止電子裝置100內部的信號干擾，同時在提高設計的裕度。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1:天線結構 10:接地片 20:天線模組 21:天線本體 23:第一輻射部 25:第二輻射部 27:饋入部 29:短路部 30:第一開槽 31:第一開口段 33:第二開口段 35:延伸開口段 37:第三開口段 40:第二開槽 100:電子裝置 110:金屬底板 120:腳墊 130:散熱區 131:散熱孔 F:饋入點

圖1係天線結構第一實施例的立體圖。 圖2係天線結構第一實施例的俯視圖。 圖3係天線結構之一比較例的俯視圖。 圖4是第一實施例與比較例之迴返損失圖。 圖5係天線結構第二實施例的俯視圖。 圖6係天線結構第三實施例的俯視圖。 圖7係天線結構第四實施例的俯視圖。 圖8係天線結構第五實施例的俯視圖。 圖9係天線結構第六實施例的俯視圖。 圖10係天線結構第七實施例的俯視圖。 圖11是第七實施例之迴返損失圖。 圖12係天線結構第八實施例的俯視圖。 圖13係天線結構第九實施例的俯視圖。 圖14係電子裝置一實施例的仰視圖。 圖15係電子裝置另一實施例的側視圖。

1:天線結構

10:接地片

20:天線模組

21:天線本體

23:第一輻射部

25:第二輻射部

27:饋入部

29:短路部

30:第一開槽

F:饋入點

Claims (14)

1. 一種天線結構，包含：一接地片；一天線模組，包含一天線本體、一第一輻射部、一第二輻射部以及一饋入部，該第一輻射部由該天線本體的一端延伸出，該饋入部由該天線本體的一側延伸出，並透過一饋入點連接該接地片，該第二輻射部由該天線本體遠離該第一輻射部的另一端延伸出；一第一開槽，開設於該接地片上，該第一開槽與該天線本體的距離，小於一第一共振頻率的1/8波長，且該第一開槽的總長度在該第一共振頻率的0.8至1.3波長的範圍，其中該第一共振頻率與該第一輻射部對應的共振頻率不相同；以及一第二開槽，開設於該接地片上，該第二開槽與該天線本體的距離，小於一第二共振頻率的1/8波長，且該第二開槽的長度在該第二共振頻率的0.8至1.3波長的範圍，其中該第二共振頻率不同於該第一共振頻率，且與該第一輻射部及該第二輻射部對應的共振頻率不相同。
2. 如請求項1所述之天線結構，其中該天線本體對該接地片的垂直投影與該第一開槽呈平行。
3. 如請求項1所述之天線結構，其中該天線本體對該接地片的垂直投影與該第一開槽相互交錯。
4. 如請求項1所述之天線結構，其中該天線本體對該接地片的垂直投影與該第一開槽相互垂直。
5. 如請求項1所述之天線結構，其中該第一開槽包含一第一開口段及一第二開口段，該第二開口段由該第一開口段的一端延伸，且該第一開口段與該第二開口段呈垂直。
6. 如請求項5所述之天線結構，其中該第一開槽更包含一延伸開口段，該延伸開口段由該第二開口段遠離該第一開口段的一端延伸出，且大致平行於該第一開口段。
7. 如請求項5所述之天線結構，其中該第一開槽更包含一第三開口段，該第三開口段由該第一開口段遠離該第二開口段的一端延伸出，且大致平行於該第二開口段。
8. 如請求項1所述之天線結構，其中該天線模組更包含一短路部，該短路部由該天線本體的一側延伸出，且大致平行於該饋入部，並與該接地片連接。
9. 如請求項1所述之天線結構，其中該第二開槽平行於該第一開槽。
10. 如請求項9所述之天線結構，其中該第一開槽與該第二開槽位於該天線本體的同一側。
11. 如請求項9所述之天線結構，其中該第一開槽與該第二開槽位於該天線本體的兩側。
12. 如請求項1所述之天線結構，其中該第二開槽垂直於該第一開槽。
13. 一種電子裝置，包含：如請求項1至12任一項所述之天線結構； 一金屬底板，作為該接地片；以及至少一腳墊，設置於該金屬底板的外部，其中該天線結構設置於該金屬底板，且被該至少一腳墊所覆蓋。
14. 一種電子裝置，包含：如請求項1至12任一項所述之天線結構；以及一金屬底板，作為該接地片，其中該金屬底板上的一散熱孔，作為該第一開槽；其中該天線結構位於該金屬底板的外部。

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