TWI802495B - 電子裝置 - Google Patents

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TWI802495B TW111131820A TW111131820A TWI802495B TW I802495 B TWI802495 B TW I802495B TW 111131820 A TW111131820 A TW 111131820A TW 111131820 A TW111131820 A TW 111131820A TW I802495 B TWI802495 B TW I802495B
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Abstract

一種電子裝置，包括一金屬背蓋、一金屬邊框、一第一天線模組及一第二天線模組。金屬邊框包括一第一斷開部、一第二斷開部、一第一連接部及一第二連接部。第一連接部及第二連接部連接至金屬背蓋，第一斷開部隔開於第一連接部、金屬背蓋及第二斷開部，而形成一第一槽縫，第二斷開部連接於第二連接部，且隔開於金屬背蓋，而形成一第二槽縫。第一天線模組連接於第一斷開部，而與第一斷開部共同形成一第一天線路徑。第二天線模組連接於第二斷開部，而與第二斷開部與局部的金屬背蓋共同形成一第二天線路徑與一第三天線路徑。

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天線的電子裝置。
目前，如何在具有金屬機殼的電子裝置內配置天線是本領域的研究目標。
本發明提供一種電子裝置，其具有金屬機殼及天線。
本發明的一種電子裝置，包括一金屬背蓋、一金屬邊框、一第一天線模組及一第二天線模組。金屬邊框包括一第一斷開部、一第二斷開部、一第一連接部及一第二連接部，其中第一連接部及第二連接部位於第一斷開部與第二斷開部的兩側且連接至金屬背蓋，第一斷開部位於第一連接部及第二斷開部之間，第一斷開部隔開於第一連接部、金屬背蓋及第二斷開部，而形成一第一槽縫，第二斷開部連接於第二連接部，且隔開於金屬背蓋，而形成一第二槽縫，第一槽縫連通於第二槽縫。第一天線模組設置於第一斷開部旁且連接於第一斷開部，而與第一斷開部共同形成一第一天線路徑。第二天線模組設置於第二斷開部旁且連接於第二斷開部，而與第二斷開部與局部的金屬背蓋共同形成一第二天線路徑與一第三天線路徑。
基於上述，本發明的電子裝置的金屬邊框的第一斷開部隔開於第一連接部、金屬背蓋及第二斷開部，而形成第一槽縫。金屬邊框的第二斷開部連接於第二連接部，且隔開於金屬背蓋，而形成第二槽縫。第一槽縫連通於第二槽縫。第一天線模組設置於第一斷開部旁且連接於第一斷開部，而與第一斷開部共同形成第一天線路徑。第二天線模組設置於第二斷開部旁且連接於第二斷開部，而與第二斷開部與局部的金屬背蓋共同形成第二天線路徑與第三天線路徑。因此，本發明的電子裝置除了具有金屬機殼而有良好的質感之外，還可以設有兩天線模組，而達到寬頻天線的效果。
圖1A是依照本發明的一實施例的一種電子裝置的局部示意圖。圖1B是圖1A的另一視角的示意圖。具體地說，圖1B是圖1A的俯視圖。請參閱圖1A與圖1B，本實施例的電子裝置100包括一金屬背蓋110、一金屬邊框120、一第一天線模組130及一第二天線模組140。在本實施例中，電子裝置100例如是平板電腦，第一天線模組130例如為5G NR Sub-6天線，第二天線模組140例如為WiFi 6E天線，但不以此為限制。金屬背蓋110在XY平面上，金屬邊框120立起於金屬背蓋110，而沿Z方向延伸。
金屬邊框120包括一第一斷開部122、一第二斷開部124、一第一連接部126及一第二連接部128。第一連接部126及第二連接部128位於第一斷開部122與第二斷開部124的兩側且連接至金屬背蓋110。
第一斷開部122位於第一連接部126及第二斷開部124之間，第一斷開部122隔開於第一連接部126、金屬背蓋110及第二斷開部124，而形成一第一槽縫S1。也就是說，第一槽縫S1界定出第一斷開部122的範圍。在本實施例中，第一槽縫S1例如是U型，但不以此為限制。第一槽縫S1的寬度例如是2公厘，但不以此為限制。
第二斷開部124連接於第二連接部128，且隔開於金屬背蓋110，而形成一第二槽縫S2，第一槽縫S1連通於第二槽縫S2。在本實施例中，第二槽縫S2的寬度例如是2公厘，但不以此為限制。
第一天線模組130可以設置在小尺寸的空間中(長度約78公厘，寬度約13公厘，且高度約7公厘)。第一天線模組130設置於第一斷開部122旁且連接於第一斷開部122，而與第一斷開部122共同形成一第一天線路徑。具體地說，第一天線模組130包括一第一輻射體131(從位置X1至位置X8的路徑區域)及一第二輻射體138(從位置X9至位置X10的路徑區域)。第一輻射體131位於第二輻射體138與第二天線模組140之間，
第一輻射體131設置於第一斷開部122旁且連接於第一斷開部122。具體地說，第一輻射體131包括依序連接的一第一段132(從位置X1至位置X2的路徑區域)、一第二段133(從位置X2至位置X4的路徑區域、從位置X4至位置X6的路徑區域、及位置X5的區域)、一第三段134(從位置X6至位置X7的路徑區域)及一第四段135(從位置X7至位置X8的路徑區域)。
第一段132包括一第一饋入端(位置X1)。第一饋入端靠近第二輻射體138。第一段132可設置於XZ平面且在位置X1處是沿著Z軸延伸。
第二段133可設置於XY平面且在位置X2至位置X4的路徑區域與在位置X4至位置X6的路徑區域沿著X軸延伸，而第二段133在位置X5的區域可設置於XZ平面且沿著Z軸延伸。
第三段134及第四段135可設置於XY平面且沿著X軸往靠近第二天線模組140的方向延伸，且平行於第一斷開部122的延伸方向(圖1A的X軸，也就是左右方向)。
第二段133與第四段135隔開於第一斷開部122，而第三段134連接於第一斷開部122。
第一輻射體131包括一第五段136(從位置X2至位置X3的路徑區域)，可設置於XY平面且從第一段132沿著X軸往靠近第二輻射體138的方向延伸，並在位置X3處往Y軸延伸。第五段136隔開於第一斷開部122，第五段136與第一斷開部122之間的距離D2小於第二段133與第一斷開部122之間的距離D1。
電子裝置100更包括一第一天線電路板150，第一輻射體131包括一第六段137，延伸自第一饋入端(位置X1)且設置於第一天線電路板150，且沿著X軸延伸。在一實施例中，同軸傳輸線(未繪示)的正端連接至第一饋入端(位置X1)且電性連接至主板模組卡(未繪示)，同軸傳輸線(未繪示)的負端電性連接至第一天線電路板150的接地面(位置G4)及金屬背蓋110。
第二輻射體138設置於第一斷開部122旁，第二輻射體138在位置X9處連接於第一斷開部122。第二輻射體138在位置X10處連接至第一天線電路板150的接地面(位置G5)。
在本實施例中，從第一輻射體131、沿著局部的第一斷開部122(從位置C3至位置C4的路徑區域)、第二輻射體138至第一天線電路板150的位置G5共同形成第一天線路徑。
第一天線路徑至少激發出一第一頻段，第一天線路徑的長度為第一頻段的0.5倍波長。在本實施例中，第一頻段例如是低頻(617 MHz ~960MHz)。當然，第一天線路徑除了第一頻段之外，還可激發出中高頻(1710 MHz ~2690MHz)、超高頻(3300 MHz ~5000MHz)及LAA B252和B255(5150 MHz ~5850MHz)的頻段。因此，第一天線模組130可支援5G NR Sub-6的頻段。
此外，在本實施例中，第二段133包括位於內部的一第三槽縫S3，且一第四槽縫S4存在於第四段135與第一斷開部122之間。第三槽縫S3與第四槽縫S4可用來增加LAA頻帶5150MHz~5850MHz的阻抗匹配頻寬。
另一方面，第二天線模組140(從位置A2經過位置A1、位置A0再至位置A7的路徑區域，從位置A3至位置A4的路徑區域)可以設置在小尺寸的空間中(長度約38厘，寬度約6公厘，且高度約7公厘)。在本實施例中，第二天線模組140設置於第二斷開部124旁，且在位置A2、A3處連接於第二斷開部124。
在本實施例中，第二天線模組140與第二斷開部124與局部的金屬背蓋110共同形成一第二天線路徑與一第三天線路徑。下面將詳細說明。
圖2A是圖1A的電子裝置的第二天線路徑的示意圖。請參閱圖1A與圖2A，第二天線模組140包括一第三輻射體142(從位置A2經過位置A1、位置A0再至位置A7的路徑區域)及一第四輻射體144(圖1A，從位置A3至位置A4的路徑區域)。第三輻射體142設置於第二斷開部124旁。第三輻射體142包括一第七段141(從位置A0、位置A1至位置A2的路徑區域)及一第八段143(從位置A1、位置A0至位置A7的路徑區域)。
第七段141在位置A2處設置於XY平面且沿著Y軸(圖1A)延伸，第七段141在位置A1、A0處設置於XZ平面且沿著Z軸(圖1A)延伸。第七段141包括一第二饋入端(位置A0)，第三輻射體142在位置A2處連接於第二斷開部124。
如圖2A所示，電子裝置100更包括一第二天線電路板152，其靠近第八段143。第八段143延伸自第二饋入端(位置A0)，第八段143設置於XZ平面且在位置A7的區域沿著X軸延伸，且與第二天線電路板152之間存在一第五槽縫S5。
第三輻射體142、第二斷開部124(從位置B1至位置B3的路徑區域)、第二連接部128(從位置A5至位置A6的路徑區域)、金屬背蓋110在第三輻射體142與第二連接部128之間的部位(位置G2)或/且第二天線電路板152(位置G3)共同形成第二天線路徑。
圖2B是圖2A的第二天線路徑的頻率-電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)的關係圖。請參閱圖2B，在本實施例中，圖2A所示的第二天線路徑至少激發出一第二頻段，第二頻段例如是2800MHz，第二天線路徑的長度為第二頻段的1倍波長。在圖2B中的2800MHz與5100MHz的曲線，是由第二天線路徑所激發出的頻段，而5800MHz的曲線是由第八段143與第二天線電路板152之間的第五槽縫S5所耦合出的頻段。
圖3A是圖1A的電子裝置的第三天線路徑的示意圖。請參閱圖3A，在本實施例中，第四輻射體144設置於第二斷開部124旁且連接於第二斷開部124與金屬背蓋110。第四輻射體144位於第三輻射體142與第二連接部128之間。第四輻射體144在位置A3的區域設置於XY平面且沿著Y軸(圖1A)延伸，第四輻射體144在位置A4的區域設置於XZ平面且沿著Z軸(圖1A)延伸。
第三輻射體142、局部的第二斷開部124(從位置C1經過位置B1、B2至位置C2的路徑區域)、第四輻射體144及金屬背蓋110在第三輻射體142與第四輻射體144之間的部位(位置G1)、或/且第二天線電路板152(位置G3)共同形成第三天線路徑。
圖3B是圖3A的第三天線路徑的頻率-VSWR的關係圖。請參閱圖3B，在本實施例中，第三天線路徑至少激發出一第三頻段，第三頻段例如是3300MHz，第三天線路徑的長度為第三頻段的1倍波長。在圖3B中的3300MHz與6300MHz的曲線，是由第三天線路徑所激發出的頻段，而7000MHz的曲線是由第八段143所激發出的頻段。
第二天線模組140可透過調整第八段143的長度、第四輻射體144相對於第二連接部128的位置(例如往第二連接部128移動)來增加WiFi 6E頻帶在5150MHz~7125MHz的阻抗匹配。
由圖2A至圖3B可知，在本實施例中，第二天線模組140透過第二天線路徑與第三天線路徑，而可激發出WiFi 6E低頻(2400~2500MHz)及高頻(5150~7125MHz)的頻帶。
圖4是圖1A的電子裝置的第一天線模組的頻率-VSWR的關係圖。請參閱圖4，在本實施例中，第一天線模組130在低頻(617 MHz ~960MHz)、中高頻(1710 MHz ~2690MHz)、超高頻(3300 MHz ~5000MHz)及LAA B252和B255(5150 MHz ~5850MHz)的頻帶，VSWR都可在5以下，而具有良好的表現。
圖5是圖1A的電子裝置的第二天線模組的頻率-VSWR的關係圖。請參閱圖5，在本實施例中，第二天線模組140在低頻(2400 MHz ~2500MHz)及高頻(5150 MHz ~7125MHz)的頻帶，VSWR都可在3以下，而具有良好的表現。
請回到圖1A，在本實施例中，第一天線模組130與第一斷開部122透過第一槽縫S1與左右兩側的結構隔開，而可具有良好的隔離度。另一方面，第二天線模組140透過第一槽縫S1而與左方的第一天線模組130隔開。此外，第二天線模組140的右方雖會設置鏡頭等電子元件(未繪示)，但在本實施例中，第二連接部128的厚度T2大於第二斷開部124的厚度T1，而在第二連接部128與第二斷開部124的交界處形成一角落。第二連接部128可用來隔開第二天線模組140與其右方的電子元件之間的干擾，而具有良好的隔離度。
再者，電子裝置100還透過使第一饋入端(位置X1)與第二饋入端(位置A0)遠離彼此，來達到良好隔離度的效果，以降低第一天線模組130與第二天線模組140有重疊的頻段(例如2400 MHz~2500 MHz、5150MHz ~5850 MHz的頻段)互相干擾的機率。
圖6是圖1A的電子裝置的第一天線模組與第二天線模組的頻率-隔離度的關係圖。請參閱圖6，在本實施例中，第一天線模組130與第二天線模組140在500MHz ~ 7500MHz下的隔離度至少有10dB，而具有良好的表現。
圖7是圖1A的電子裝置的第一天線模組的頻率-天線效率的關係圖。請參閱圖7，在本實施例中，第一天線模組130在低頻(617 MHz ~960MHz)平均效率為-4.5~-7.5dBi、中高頻(1710 MHz ~2690MHz)和超高頻(3300 MHz ~5000MHz)平均效率為-4~-6dBi及LAA B252和B255(5150~5850MHz)平均效率為-6.5~-7dBi，而具有良好的表現。
圖8是圖1A的電子裝置的第二天線模組的頻率-天線效率的關係圖。請參閱圖8，在本實施例中，第二天線模組140在低頻(2400 MHz ~2500MHz)平均效率為-3.5~-4dBi及高頻(5150 MHz ~7125MHz)平均效率為-3.5~-4.5dBi，而具有良好的表現。
值得一提的是，在本實施例中，第一天線模組130與第二天線模組140可配置在電子裝置100的四個轉角。也就是說，電子裝置100可配置有四支第一天線模組130(5G NR Sub-6天線)及四支第二天線模組140(WiFi 6E天線)的天線配置，而可支援4 x 4 MIMO多天線配置。
綜上所述，本發明的電子裝置的金屬邊框的第一斷開部隔開於第一連接部、金屬背蓋及第二斷開部，而形成第一槽縫。金屬邊框的第二斷開部連接於第二連接部，且隔開於金屬背蓋，而形成第二槽縫。第一槽縫連通於第二槽縫。第一天線模組設置於第一斷開部旁且連接於第一斷開部，而與第一斷開部共同形成第一天線路徑。第二天線模組設置於第二斷開部旁且連接於第二斷開部，而與第二斷開部與局部的金屬背蓋共同形成第二天線路徑與第三天線路徑。因此，本發明的電子裝置除了具有金屬機殼而有良好的質感之外，還可以設有兩天線模組，而達到寬頻天線的效果。
A1~A6、B1~B3、C1~C4、G1~G5、X1~X10:位置 D1、D2:距離 S1:第一槽縫 S2:第二槽縫 S3:第三槽縫 S4:第四槽縫 S5:第五槽縫 T1、T2:厚度 100:電子裝置 110:金屬背蓋 120:金屬邊框 122:第一斷開部 124:第二斷開部 126:第一連接部 128:第二連接部 130:第一天線模組 131:第一輻射體 132:第一段 133:第二段 134:第三段 135:第四段 136:第五段 137:第六段 138:第二輻射體 140:第二天線模組 141:第七段 142:第三輻射體 143:第八段 144:第四輻射體 150:第一天線電路板 152:第二天線電路板
圖1A是依照本發明的一實施例的一種電子裝置的局部示意圖。 圖1B是圖1A的另一視角的示意圖。 圖2A是圖1A的電子裝置的第二天線路徑的示意圖。 圖2B是圖2A的第二天線路徑的頻率-VSWR的關係圖。 圖3A是圖1A的電子裝置的第三天線路徑的示意圖。 圖3B是圖3A的第三天線路徑的頻率-VSWR的關係圖。 圖4是圖1A的電子裝置的第一天線模組的頻率-VSWR的關係圖。 圖5是圖1A的電子裝置的第二天線模組的頻率-VSWR的關係圖。 圖6是圖1A的電子裝置的第一天線模組與第二天線模組的頻率-隔離度的關係圖。 圖7是圖1A的電子裝置的第一天線模組的頻率-天線效率的關係圖。 圖8是圖1A的電子裝置的第二天線模組的頻率-天線效率的關係圖。
A1~A6、B1~B3、C1~C4、G1~G5、X1~X10:位置
D1、D2:距離
S1:第一槽縫
S2:第二槽縫
S3:第三槽縫
S4:第四槽縫
T1、T2:厚度
100:電子裝置
110:金屬背蓋
120:金屬邊框
122:第一斷開部
124:第二斷開部
126:第一連接部
128:第二連接部
130:第一天線模組
131:第一輻射體
132:第一段
133:第二段
134:第三段
135:第四段
136:第五段
137:第六段
138:第二輻射體
140:第二天線模組
142:第三輻射體
144:第四輻射體
150:第一天線電路板
152:第二天線電路板

Claims (14)

  1. 一種電子裝置，包括： 一金屬背蓋； 一金屬邊框，包括一第一斷開部、一第二斷開部、一第一連接部及一第二連接部，其中該第一連接部及該第二連接部位於該第一斷開部與該第二斷開部的兩側且連接至該金屬背蓋，該第一斷開部位於該第一連接部及該第二斷開部之間，該第一斷開部隔開於該第一連接部、該金屬背蓋及該第二斷開部，而形成一第一槽縫，該第二斷開部連接於該第二連接部，且隔開於該金屬背蓋，而形成一第二槽縫，該第一槽縫連通於該第二槽縫； 一第一天線模組，設置於該第一斷開部旁且連接於該第一斷開部，而與該第一斷開部共同形成一第一天線路徑；以及 一第二天線模組，設置於該第二斷開部旁且連接於該第二斷開部，而與該第二斷開部與局部的該金屬背蓋共同形成一第二天線路徑與一第三天線路徑。
  2. 如請求項1所述的電子裝置，其中該第一天線模組包括： 一第一輻射體，包括一第一饋入端，且設置於該第一斷開部旁且連接於該第一斷開部； 一第二輻射體，設置於該第一斷開部旁且連接於該第一斷開部，該第一輻射體位於該第二輻射體與該第二天線模組之間，該第一饋入端靠近該第二輻射體，該第一輻射體、局部的該第一斷開部及該第二輻射體共同形成該第一天線路徑。
  3. 如請求項2所述的電子裝置，其中該第一輻射體包括依序連接的一第一段、一第二段、一第三段及一第四段，該第一段包括該第一饋入端，該第二段、該第三段及該第四段往靠近該第二天線模組的方向延伸且平行於該第一斷開部的延伸方向，該第二段與該第四段隔開於該第一斷開部，該第三段連接於該第一斷開部。
  4. 如請求項3所述的電子裝置，其中該第二段包括位於內部的一第三槽縫，一第四槽縫存在於該第四段與該第一斷開部之間。
  5. 如請求項3所述的電子裝置，其中該第一輻射體包括一第五段，從該第一段往靠近該第二輻射體的方向延伸，該第五段隔開於該第一斷開部，該第五段與該第一斷開部之間的距離小於該第二段與該第一斷開部之間的距離。
  6. 如請求項2所述的電子裝置，更包括一第一天線電路板，該第一輻射體包括一第六段，延伸自該第一饋入端且設置於該第一天線電路板。
  7. 如請求項1所述的電子裝置，其中該第一天線路徑激發出一第一頻段，該第一天線路徑的長度為該第一頻段的0.5倍波長。
  8. 如請求項1所述的電子裝置，其中該第二天線模組包括： 一第三輻射體，包括一第二饋入端，且設置於該第二斷開部旁且連接於該第二斷開部，其中該第三輻射體、該第二斷開部、該第二連接部及該金屬背蓋在該第三輻射體與該第二連接部之間的部位共同形成該第二天線路徑；以及 一第四輻射體，設置於該第二斷開部旁且連接於該第二斷開部與該金屬背蓋，該第四輻射體位於該第三輻射體與該第二連接部之間，其中該第三輻射體、局部的該第二斷開部、該第四輻射體及該金屬背蓋在該第三輻射體與該第四輻射體之間的部位共同形成該第三天線路徑。
  9. 如請求項8所述的電子裝置，更包括一第二天線電路板，其中該第三輻射體包括一第七段及一第八段，該第七段包括該第二饋入端，且連接於該該第二斷開部，該第八段延伸自該第二饋入端且與該第二天線電路板之間存在一第五槽縫。
  10. 如請求項1所述的電子裝置，其中該第二連接部的厚度大於該第二斷開部的厚度，而在該第二連接部與該第二斷開部的交界處形成一角落。
  11. 如請求項1所述的電子裝置，其中該第二天線路徑激發出一第二頻段，該第二天線路徑的長度為該第二頻段的1倍波長。
  12. 如請求項1所述的電子裝置，其中該第三天線路徑激發出一第三頻段，該第三天線路徑的長度為該第三頻段的1倍波長。
  13. 如請求項1所述的電子裝置，其中該第一天線模組為5G NR Sub-6天線，該第二天線模組為WiFi 6E天線。
  14. 如請求項13所述的電子裝置，其中該第一天線模組可激發出低頻(617 MHz ~960MHz)、中高頻(1710 MHz ~2690MHz)、超高頻(3300 MHz ~5000MHz)及LAA B252和B255(5150 MHz ~5850MHz)的頻段，該第二天線模組可激發出低頻(2400~2500MHz)及高頻(5150~7125MHz)的頻帶。
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