具有雙寄生元件的平面倒f天線的電子裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種具有雙寄生元件的平面倒F天線的電子裝置。其中，平面倒F天線包括天線本體、接地元件、低頻寄生部以及高頻寄生部。一天線本體包括高頻輻射部、低頻輻射部以及連接部。低頻輻射部與高頻輻射部朝反方向延伸。連接部具第一端、第二端以及饋入點，其中第一端耦接至高頻輻射部及低頻輻射部的交接處，第二端耦接至接地元件，而該饋入點則用以接收一信號輸入。接地元件連接天線本體的連接部的第二端。低頻寄生部從接地元件延伸，鄰近天線本體的高頻輻射部。高頻寄生部從接地元件延伸，位于天線本體及低頻寄生部之間，緊鄰天線本體的連接部以及高頻輻射部。
【專利說明】具有雙寄生元件的平面倒F天線的電子裝置
【技術領域】
[0001]本發明是有關于一種電子裝置，且特別是有關于一種具有雙寄生元件的平面倒F天線的電子裝置。
【背景技術】
[0002]隨著科技的日新月異，手持式電子裝置的體積及尺寸也朝向輕薄短小的方向發展。在產品追求輕量化及小型化的同時，用以收發通信信號的天線所可用的空間必然會受到壓縮。再加上物理條件的限制，天線的特性更是受到極大的影響。例如，一般傳統筆記本電腦中的天線擺放位置多半位于屏幕的上方。然而，在筆記本電腦追求輕薄短小的演進過程中，背蓋經常使用全金屬的材料包覆。在這樣的情況下，天線便被迫只能設置于系統端的周邊。但由于金屬屏蔽的效應，天線往往被設置在兩個本體間樞轉軸的附近，才不會在開合時遭到全金屬背蓋的屏蔽。但由于樞轉軸附近通常也設置許多走線，這樣的擺設方式并不能讓天線遠離系統端其他元件及走線所可能產生的干擾，往往會造成天線的特性下降。

【發明內容】

[0003]本發明提供一種具有雙寄生元件的平面倒F天線的電子裝置，可以收發低頻及高頻兩種射頻信號，并且隔絕由電子裝置其他元件所產生的干擾。
[0004]本發明提供一種電子裝置，包含有一平面倒F天線。其中，平面倒F天線包括天線本體、接地元件、低頻寄生部以及高頻寄生部。天線本體包括高頻輻射部、低頻輻射部以及連接部。低頻福射部與高頻福射部朝反方向延伸。連接部具第一端、第二端以及饋入點，其中第一端稱接至高頻福射部及低頻福射部的交接處，第二端稱接至接地元件，而該饋入點則用以接收一信號輸入。接地元件連接天線本體的連接部的第二端。低頻寄生部從接地元件延伸，鄰近天線本體的高頻福射部。高頻寄生部從接地元件延伸，位于天線本體及低頻寄生部之間，緊鄰天線本體的連接部以及高頻輻射部。
[0005]在本發明一實施例中，天線本體的高頻輻射部與連接部共同以平面倒F天線原理產生高頻模態，收發高頻信號，而高頻寄生部用以調整高頻信號的阻抗匹配值。天線本體的低頻輻射部與連接部共同以平面倒F天線原理產生低頻模態，收發低頻信號，而低頻寄生部用以調整低頻信號的阻抗匹配值。
[0006]在本發明一實施例中，高頻寄生部與連接部及高頻輻射部諧振，以增加高頻模態的帶寬。
[0007]在本發明一實施例中，高頻信號的中心頻率為5G赫茲，以及低頻信號的中心頻率為2.4赫茲。
[0008]在本發明一實施例中，高頻寄生部至接地點的長度為高頻信號的波長長度的四分之一。低頻寄生部至接地點的長度為低頻信號的波長長度的四分之
[0009]在本發明一實施例中，高頻寄生部與連接部的間距介于0.3毫米至1.5毫米之間。
[0010]在本發明一實施例中，高頻寄生部與高頻輻射部的間距介于0.3毫米至1.5毫米之間。
[0011]在本發明一實施例中，低頻寄生部與高頻輻射部的間距介于0.3毫米至1.5毫米之間。并且,低頻寄生部與高頻輻射部諧振。
[0012]在本發明一實施例中，電子裝置還包括第一本體及一第二本體。其中，第一本體通過樞轉軸與第二本體連接，適于相對第二本體開合。上述的天線設置于第二本體上，并且鄰近樞轉軸。
[0013]在本發明一實施例中，電子裝置的第一本體及第二本體分別具有上表面及下表面，其中第一本體的上表面以及第二本體的上表面為金屬材質。
[0014]在本發明一實施例中，電子裝置的第一本體及第二本體分別具有上表面及下表面，其中第一本體的上表面以及第二本體的上表面和下表面為金屬材質。
[0015]基于上述，本發明提供一種平面倒F天線，可用以收發兩種頻帶的射頻信號，并分別具有對應于兩個頻段的射頻信號的寄生部，可隔絕從電子裝置其他元件所產生的干擾。
[0016]為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為根據本發明一實施例所示電子裝置的示意圖；
[0018]圖2為根據本發明一實施例所示平面倒F天線的結構示意圖；
[0019]圖3A為雙頻PIFA天線的電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio,簡稱VSWR)與頻率的關系圖；
[0020]圖3B為根據本發明一實施例所示平面倒F天線的電壓駐波比與頻率的關系圖。
[0021]附圖標記說明:
[0022]10:電子裝置；
[0023]101:第一本體；
[0024]102:第二本體；
[0025]103、104:樞轉軸；
[0026]110、120:設置位置；
[0027]20:平面倒F天線；
[0028]200:天線本體；
[0029]201:低頻輻射部；
[0030]202:高頻輻射部；
[0031]203:連接部；
[0032]2031:第一端；
[0033]2032:第二端；
[0034]210:接地元件；
[0035]220:低頻寄生部；
[0036]230:聞頻寄生部；
[0037]CPl?CP4:電流路徑；
[0038]FP:饋入點；[0039]GP:接地點；
[0040]CL:同軸線；
[0041]G1、G2:間距;
[0042]A、B、C、D:表面;
[0043]I ?10:箭頭。
【具體實施方式】
[0044]圖1為根據本發明一實施例所示電子裝置的示意圖。請參照圖1，電子裝置10，例如筆記本電腦，包括第一本體101及第二本體102，其中第一本體101通過樞轉軸103、104與第二本體102連接,適于相對第二本體102開合。第一本體101具有上表面A以及下表面B，第二本體則具有上表面C及下表面D。
[0045]就過去現有技術而言，經常將天線設置于第一本體101之上。然而，當第一本體101的上表面A以及第二本體的上表面C為金屬材料時，天線收發能力將受到金屬屏蔽而無法設置。若更進一步，當第一本體101的上表面A、第二本體的上表面C及下表面D為金屬材料，甚至是第一本體101及第二本體的上下表面A?D皆為金屬材料時，天線的輻射特性則將遭受更大的干擾。
[0046]因此，天線則進而被設置于第二本體102上的位置110或120，其中位置110或120接近樞轉軸103、104。更具體的說，位置110、120位于樞轉軸103、104之間，并且分別緊鄰樞轉軸103、104。由于樞轉軸103、104附近有許多走線經過，亦距離電子裝置10的各個元件較為接近，皆會對天線造成破壞性干涉。同時，天線的收發亦會受到第一本體101相對于第二本體102開合的情形影響。
[0047]為了使得天線可以獲得更好的天線特性，本發明中利用兩個寄生輻射體來形成一種變形的平行倒F天線(Planar Inverted F Antenna,簡稱PIFA),分別利用兩個寄生福射體改善對于收發兩種頻帶的射頻信號的阻抗匹配，并且隔絕由電子裝置所傳來的干擾。以下則將以實施例配合圖式詳細說明本發明的實施方式。
[0048]圖2為根據本發明一實施例所示平面倒F天線的結構示意圖，其中平面倒F天線適于設置于如圖1所示電子裝置10中的位置110或位置120。請參照圖2，平面倒F天線20包括天線本體200、一接地元件210、低頻寄生部220以及高頻寄生部230。
[0049]天線本體200包括高頻輻射部202、低頻輻射部201。其中低頻輻射部201與高頻輻射部202朝反方向延伸。連接部203具有第一端2031及一第二端2032，其中第一端2031耦接至高頻輻射部202及低頻輻射部201的交接處，而第二端2032則耦接至接地元件210。另外，連接部203另設有一饋入點FP (介于第一端2031以及第二端2032之間)，用以接收一信號輸入(如同軸線CL)。值得注意的是，饋入點FP的位置可根據阻抗匹配的調整而移動。
[0050]接地元件210連接天線本體200的連接部203的第二端2032，換言之，第二端2032可視為天線本體200的接地點GP。低頻寄生部220從接地元件210延伸，鄰近天線本體200的高頻輻射部202。高頻寄生部230從接地元件210延伸，位于天線本體200及低頻寄生部220之間，緊鄰天線本體200的連接部203以及高頻輻射部202。
[0051]平面倒F天線20利用低頻輻射部201與連接部203，也就是起始于饋入點FP的電流路徑CPl，以PIFA天線原理產生一低頻模態，收發一低頻信號。而低頻寄生部220用以調整低頻信號的阻抗匹配值。相似的，平面倒F天線20亦利用高頻輻射部202與連接部203，也就是起始于饋入點FP的電流路徑CP2，以PIFA天線原理產生一高頻模態，收發一高頻信號。而高頻寄生部230用以調整高頻信號的阻抗匹配值。
[0052]在本實施例中，平面倒F天線10與同軸線CL連接。同軸線CL具有一內導體及一外導體，其中內導體與天線本體200的饋入點FP連接，而外導體則與天線本體200的接地點GP連接。而通過平面倒F天線20收發的高頻信號或低頻信號便可通過同軸線CL進行傳送。
[0053]值得一提的是，由于高頻寄生部230緊鄰天線本體200的連接部203以及高頻輻射部202，高頻寄生部230可與連接部203和高頻輻射部202產生諧振，也就是產生接近高頻模態中心頻率的另一個模態，可用以增加由天線本體200產生的高頻模態的帶寬。而高頻寄生部230與連接部203的間距Gl以及高頻寄生部230與高頻輻射部202的間距G2的大小則可用以調整耦合的強度。例如，在本發明的一實施例中，則分別將間距Gl及間距G2的大小設定介于0.3毫米至1.5毫米之間，以獲得足夠的調整效果。
[0054]同理，若將低頻寄生部220與高頻輻射部202之間的間距控制在例如上述的0.3毫米至1.5毫米之間，則同樣的可以與高頻輻射部202諧振而產生新的模態。通過耦合的方式還可以縮短高頻諧振所需要的長度，即高頻輻射部202的長度這樣一來，則縮短高頻信號諧振所需要的長度，還可以進一步的縮小天線20整體的尺寸。，然而上述的內容則可選擇性的實施，本發明并不限定。
[0055]上述的電流路徑CPl及CP2的長度則分別為低頻信號及高頻信號的波長的四分之一。同樣的，從高頻寄生部230的頂點至平面倒F天線20的接地點GP的距離，也就是電流路徑CP3，被設定為高頻信號的波長的四分之一。而低頻寄生部220的頂點至平面倒F天線20的接地點GP的距離，也就是電流路徑CP4，亦被設定為低頻信號的波長的四分之一。因此，高頻寄生部230及低頻寄生部220便可分別用來調整收發高頻信號及低頻信號時的阻抗匹配值，使得收發高頻信號或低頻信號時，平面倒F天線20可具有較佳的天線特性。而低頻輻射部201、高頻輻射部202、低頻寄生部220以及高頻寄生部230的形狀及折彎次數則亦可根據阻抗匹配的調整而有所改變，本發明并不僅限定于圖1所示實施例所示的結構狀態。
[0056]在本發明的一種實施方式中，高頻信號與低頻信號分別為符合無線保真度(Wireless Fidelity，簡稱WiFi)協定，中心頻率分別為5G赫茲及2.4G赫茲的射頻信號。然而本發明并不限定于上述的實施方式，可根據欲收發的信號頻率高低進行調整。例如，上述的電流路徑CPl?CP4則根據所收發的高頻信號及低頻信號的波長長度進行調整，本發明并不限定于上述。
[0057]圖3A為雙頻PIFA天線的電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio,簡稱VSWR)與頻率的關系圖。請參照圖3A，可以看到的是，在低頻(箭頭I?3標示處之間)及高頻(箭頭4?5標示處之間)的部分分別具有一個模態。而圖3B為根據本發明一實施例所示平面倒F天線的電壓駐波比與頻率的關系圖。請參照圖3B，由圖可知，與圖3A相同的是在低頻(箭頭6?8標示處之間)以及在高頻(箭頭9?10標示處之間)分別具有一個模態。而與圖3A所不同的是，在原先高頻的模態附近新增了一個由高頻寄生件(如圖2所示高頻寄生件230)產生的新模態(于箭頭9標示處周圍)，而由此可知到平面倒F天線在高頻的帶寬便因為新產生的模態而增寬。因此，在增加了高頻寄生件及低頻寄生件，調整了阻抗匹配以及產生新的高頻模態后，即使天線被設置于圖1所示的位置110或位置120，亦可以具有較佳的天線特性。
[0058]綜上所述，本發明提供了一種具有兩個寄生元件的平面倒F天線，可分別用以調整收發兩種頻帶信號的阻抗匹配值。另外，高頻寄生元件緊鄰天線本體的連接部及高頻輻射部，還可以產生新的模態增加收發高頻信號的帶寬。由此，在不增加太多額外的成本及空間的情況下，即使天線被設置于干擾較多的環境，例如電子裝置的樞轉軸附近或其他高干擾元件的周圍時，仍然能夠具備較佳的天線特性。
[0059]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種具有雙寄生元件的平面倒F天線的電子裝置，其特征在于，包含有: 一平面倒F天線,包括: 一天線本體，包括: 一高頻輻射部； 一低頻福射部，與該高頻福射部朝反方向延伸； 一連接部，具一第一端、一第二端以及一饋入點，其中該第一端耦接至該高頻輻射部及該低頻輻射部的交接處，該第二端耦接至該接地元件，而該饋入點則用以接收一信號輸入；以及 一接地元件，連接該天線本體的該連接部的該第二端； 一低頻寄生部，從該接地元件延伸，鄰近該天線本體的該高頻福射部；以及一高頻寄生部，從該接地元件延伸，位于該天線本體及該低頻寄生部之間，緊鄰該天線本體的該連接部以及該高頻輻射部。
2.根據權利要求1所述的電子裝置，其特征在于: 該天線本體的該高頻輻射部與該連接部共同以平面倒F天線原理產生一高頻模態，收發一高頻信號，而該高頻寄生部用以調整該高頻信號的阻抗匹配值；以及 該天線本體的該低頻輻射部與該連接部共同以平面倒F天線原理產生一低頻模態，收發一低頻信號，而該低頻寄生部用以調整該低頻信號的阻抗匹配值。
3.根據權利要求2所述的電子裝置，其特征在于: 該高頻寄生部與該連接部及該高頻輻射部諧振，以增加該高頻模態的帶寬。
4.根據權利要求2所述的電子裝置，其特征在于: 該高頻寄生部至該接地點的長度為該高頻信號的波長長度的四分之一；以及 該低頻寄生部至該接地點的長度為該低頻信號的波長長度的四分之一。
5.根據權利要求1所述的電子裝置，其特征在于: 該高頻寄生部與該連接部的間距介于0.3毫米至1.5毫米之間。
6.根據權利要求1所述的電子裝置，其特征在于: 該高頻寄生部與該高頻輻射部的間距介于0.3毫米至1.5毫米之間。
7.根據權利要求1所述的電子裝置，其特征在于: 該低頻寄生部與該高頻輻射部的間距介于0.3毫米至1.5毫米之間；以及 該低頻寄生部與該高頻輻射部諧振。
8.根據權利要求1所述的電子裝置，其特征在于: 該電子裝置包括一第一本體及一第二本體，其中該第一本體通過一樞轉軸與該第二本體連接，適于相對該第二本體開合；以及 所述天線設置于該第二本體上，并且鄰近該樞轉軸。
9.根據權利要求8所述的電子裝置，其特征在于: 該電子裝置的該第一本體及該第二本體分別具有一上表面及一下表面，其中該第一本體的該上表面以及該第二本體的該上表面為金屬材質。
10.根據權利要求8所述的電子裝置，其特征在于: 該電子裝置的該第一本體及該第二本體分別具有一上表面及一下表面，其中該第一本體的該上表面以及該第二本體的該上表面和該下表面為金屬材質。
【文檔編號】H01Q5/10GK103682585SQ201210361947
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月24日 優先權日:2012年9月24日
【發明者】楊崇文 申請人:宏碁股份有限公司