天線及電子裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種天線及電子裝置。該天線用于一電子裝置，包括：一接地板，接地板用來提供接地；一金屬片，金屬片的形狀大致對應于一矩形，且在矩形的一第一角形成有一第一截角；一饋入組件，饋入組件電性連接于金屬片相對于矩形的一第二角，用來傳遞電磁能量，第二角相鄰于第一角；以及一短路墻，短路墻電性連接接地板與金屬片的一第一邊，使接地板與金屬片間形成一共振腔，第一邊為金屬片的一第二邊的對邊，第二邊相鄰于第一角及第二角；其中，金屬片所對應的矩形的一長度及一寬度分別相關于天線的至少一工作頻段的頻率范圍，且金屬片的第一截角用來增加至少一工作頻段中一第一頻段的頻率范圍。本發(fā)明具有寬帶、多頻段、小尺寸、高效率等優(yōu)點。
【專利說明】天線及電子裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種天線及電子裝置，尤指一種具有寬帶、多頻段或寬頻段、小尺寸、 高效率等特點的天線及電子裝置。

【背景技術】
[0002] 天線用來發(fā)射或接收無線電波，以傳遞或交換無線電信號。一般具有無線通信功 能的電子產品，如筆記本型計算機、個人數(shù)字助理（PersonalDigitalAssistant)等，通常 通過內建的天線來訪問無線網絡。因此，為了讓使用者能更方便地訪問無線通信網路，理想 天線的帶寬應在許可范圍內盡可能地增加，而尺寸則應盡量減小，以配合便攜式無線通信 器材體積縮小的趨勢，將天線整合到便攜式無線通信器材中。除此之外，隨著無線通信技術 的演進，不同無線通信系統(tǒng)的工作頻率可能不同，因此，理想的天線應能以單一天線涵蓋不 同無線通信網路所需的頻帶。
[0003] 在公知技術中，針對多頻應用，常見的方式是利用多個天線或多個輻射體(如槽孔 天線的槽孔、雙極天線的分支等)，分別收發(fā)不同頻段的無線信號，造成設計復雜度增加，更 嚴重的是，隨著所需頻段的增加，天線的整體尺寸也會跟著增加。若天線的可設置空間較為 受限，甚至可能造成天線間干擾，因而影響天線的正常運作。因此，如何在有限面積下，提供 適用于多頻應用的天線，也就成為業(yè)界所努力的目標之一。
[0004] 因此，需要提供一種天線及電子裝置來滿足上述需求。


【發(fā)明內容】

[0005] 因此，本發(fā)明的主要目的即在于提供一種天線及電子裝置，其可在有限面積下，達 成多頻或寬帶工作。
[0006] 本發(fā)明公開一種天線，該天線用于一電子裝置，該天線包括：一接地板，該接地板 用來提供接地；一金屬片，該金屬片的形狀大致對應于一矩形，且在該矩形的一第一角形成 有一第一截角；一饋入組件，該饋入組件電性連接于該金屬片相對于該矩形的一第二角，用 來傳遞電磁能量，該第二角相鄰于該第一角；以及一短路墻，該短路墻電性連接該接地板與 該金屬片的一第一邊，使該接地板與該金屬片間形成一共振腔，該第一邊為該金屬片的一 第二邊的對邊，該第二邊相鄰于該第一角及該第二角；其中，該金屬片所對應的該矩形的一 長度及一寬度分別相關于該天線的至少一工作頻段的頻率范圍，且該金屬片的該第一截角 用來增加該至少一工作頻段中一第一頻段的頻率范圍。
[0007] 本發(fā)明還公開一種電子裝置，該電子裝置包括：一運作電路；一金屬殼體，該金屬 殼體包覆該運作電路，并形成有一窗口；以及一天線，該天線設于該金屬殼體內并鄰近該窗 口，該天線包括：一接地板，該接地板用來提供接地，該接地板電性連接于該金屬殼體；一 金屬片，該金屬片的形狀大致對應于一矩形，且在該矩形的一第一角形成有一第一截角；一 饋入組件，該饋入組件電性連接于該金屬片相對于該矩形的一第二角，用來在該運作電路 與該金屬片間傳遞電磁能量，該第二角相鄰于該第一角；以及一短路墻，該短路墻電性連接 該接地板與該金屬片的一第一邊，使該接地板與該金屬片間形成一共振腔，該第一邊為該 金屬片的一第二邊的對邊，該第二邊相鄰于該第一角及該第二角；其中，該金屬片所對應的 該矩形的一長度及一寬度分別相關于該天線的至少一工作頻段的頻率范圍，且該金屬片的 該第一截角用來增加該至少一工作頻段中一第一頻段的頻率范圍。
[0008] 本發(fā)明的天線可具有寬帶、多頻段、小尺寸、高效率等優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖IA至圖ID分別為本發(fā)明的實施例的一天線的等視角、側面、正面及背面的示意 圖。
[0010] 圖2A為一中央饋入的貼片天線的示意圖。
[0011] 圖2B為一非對稱饋入的貼片天線的示意圖。
[0012] 圖2C、圖2D為圖2B的貼片天線的電場方向示意圖。
[0013] 圖2E為一具有短路墻的貼片天線的不意圖。
[0014] 圖3A為圖IA的天線工作于低頻頻段時的表面電場向量的分布示意圖。
[0015] 圖3B、圖3C為圖IA的天線工作于高頻頻段時的表面電場向量的分布示意圖。
[0016] 圖4A至圖4D為本發(fā)明的不同實施例的天線的示意圖。
[0017] 圖5A及圖5B為本發(fā)明的實施例的一天線的等視角及正面的示意圖。
[0018] 圖5C為圖5A的天線的電壓駐波比示意圖。
[0019] 圖6A至圖6C為圖5A的天線的電壓駐波比、天線效率及場型示意圖。
[0020] 圖7A至圖7C為圖5A的天線的電壓駐波比、天線效率及場型示意圖。
[0021] 圖8A、圖8B為一整合式計算機系統(tǒng)的正面及部分剖面示意圖。
[0022] 圖9為一筆記本型計算機的示意圖。
[0023] 圖10A、圖IOB為一具有平板計算機功能的筆記本型計算機的兩種操作模式的示 意圖。
[0024] 圖IlA至圖IlE為圖5A的天線應用于圖10A、圖IOB的筆記本型計算機所得的電 壓駐波比、天線效率及場型示意圖。
[0025] 圖12A至圖12C為圖IA的天線中一固定件的不同實施例的示意圖。
[0026] 主要組件符號說明：
[0027] 10、40、12 44、46、50 人線 X、Y、Z 坐標軸 102 接地板 104 金屬片 106 饋入組件 108、26 短路墻 110 固定件 1020 第'一區(qū)塊 1022 第二區(qū)塊 Φ 夾角 L_rt,L_sw, Lfl, L_dm,Lfdix/ii W_rt>LJ2 寬度 Θ 頂角 HKΗ2 丨',破 20、22、24 貼片天線 WdrtisLgp 距離 4〇4a、404b、404c、404d、504 W1-W4 階高 80 整合式計算機系統(tǒng) 90、11 筆記本型計算機 800、900、902、1100 丨X'域

【具體實施方式】
[0028] 請參考圖IA至圖1D，圖IA至圖ID分別為本發(fā)明的實施例的一天線10的等視角、 側面、正面及背面的示意圖，其中并標示有X、Y、Z軸的坐標系統(tǒng)，以顯示視角位置。天線10 可用于具有無線通信功能的便攜式電子裝置以收發(fā)至少一個頻段的無線信號，如筆記本型 計算機、個人數(shù)字助理（PersonalDigitalAssistant)等，但不以此為限。天線10包含有 一接地板102、一金屬片104、一饋入組件106、一短路墻108及一固定件110。接地板102 用來提供接地(即連結至便攜式電子裝置的地端)，其包含有一第一區(qū)塊1020及一第二區(qū)塊 1022,且兩者間具有一夾角在此實施例中，夾角φ可配合便攜式電子裝置的機構設計。金 屬片104可搭配接地板102而進行無線信號的發(fā)射或接收，且由圖1A、圖IC可知，金屬片 104的形狀可視為將一長度為L_rt、寬度為W_rt的矩形的一角截去，或是視為將長度為L_ rt、寬度為W_rt的矩形截去一頂角為Θ的直角三角形。此外，由圖IB可知，金屬片104大 致位于接地板102的第一區(qū)塊1020之上，亦即由正面觀之(如圖IC所示)，金屬片104及第 一區(qū)塊1020部分重疊。饋入組件106電性連接于金屬片104的一角，用來傳遞電磁能量， 且該角相鄰于截角；換言之，天線10以非對稱方式饋入信號。短路墻108電性連接于金屬 片104與接地板102的側邊，使接地板102與金屬片104間形成一共振腔，而短路墻108的 長度為L_sw，高度為H1。此外，固定件110可由塑料或其他不導電材質制成，其可固定金屬 片104與接地板102的相對位置，使金屬片104相對于短路墻108的另一邊與接地板102 距離一高度H2。
[0029] 由上述可知，天線10的架構類似于一貼片天線（PatchAntenna),但其具有非對 稱饋入、短路墻、截角等部分而與傳統(tǒng)貼片天線不同，以下將依序針對天線10的運作原理 進行說明。
[0030] 首先，如前所述，饋入組件106電性連接于金屬片104的一角，而達成非對稱方式 饋入信號。傳統(tǒng)上，如圖2A所示，一貼片天線20采用中央(對稱）饋入，且其長度L_fl大 致等于頻率Π相對應的信號波長的二分之一，以收發(fā)頻率Π的信號；換言之，傳統(tǒng)貼片天 線20僅可達成單頻工作。相比之下，天線10采用非對稱饋入，相關概念如圖2B的一貼片 天線22所示，亦即除控制其長度L_fl大致等于頻率Π相對應的信號波長的二分之一外， 還控制其寬度L_f2大致等于頻率f2相對應的信號波長的二分之一；藉此，貼片天線22可 對應頻率Π、f2在X方向及Y方向皆產生共振點，即如圖2C、圖2D所示(其中的箭號表示 電場方向），因而可達成雙頻工作。
[0031] 更進一步地，觀察圖2D可知，在貼片天線22的Y方向的中線產生一共振零點，因 此若將Y方向的中線導通至地，則仍可維持Y方向的共振工作，且不影響X方向原始運作。 因此，如圖2E所示，一貼片天線24將貼片天線22由Y方向的中線利用一短路墻26導通至 地，可使貼片天線24的寬度減為L_f2/2。
[0032] 由上述可知，通過非對稱饋入，天線10可達成雙頻工作，而通過短路墻108,則可 使天線10的寬度w_rt有效減少。因此，若以無線局域網絡的2. 4GHz、5GHz頻段的應用為 例，則金屬片104的長、寬（L_rt、W_rt)分別相關于高頻（5GHz)共振位置及低頻（2. 4GHz) 共振位置；更精確來說，天線10的長度L_rt大致為高頻信號相對應波長的二分之一，寬度 W_rt大致為低頻信號相對應波長的四分之一。然而，需注意的是，通過控制短路墻108的 長度L_sw，寬度W_rt可進一步地低于低頻信號相對應波長的四分之一。詳細來說，短路墻 108的長度L_sw可影響由饋入點（即饋入組件106與金屬片104的連接點）至地的最短距 離，因而相關于低頻的中心頻率。因此，在尺寸受限的情況下，可將短路墻108的長度L_sw 減短，使饋入點至地的最短距離由W_rt延長為W_dm，亦即由距離W_dm決定低頻的中心頻 率。如此一來，可進一步減小寬度W_rt為低于低頻信號相對應波長的四分之一。
[0033] 另一方面，由于金屬片104的長度L_rt相關于高頻工作，而以無線局域網絡為例， 其高頻頻段需涵蓋5GHz至6GHz中百分之十八的帶寬，遠大于低頻頻段2GHz至3GHz中百 分之四的帶寬。因此，本發(fā)明進一步地利用截角方式，使金屬片104其中一邊（即連接短路 墻108的一邊的對邊)的長度由L_rt線性縮小為L_dm，因而可有效延伸高頻工作頻段的范 圍。也就是說，角度Θ的截角使金屬片104提供了 的長度變化，因而提供了 多種高頻路徑，而產生多個模態(tài)。舉例來說，請參考圖3A至圖3C，圖3A為天線10工作于低 頻頻段時金屬片104的表面電場向量的分布示意圖，而圖3B、圖3C則為天線10工作于兩高 頻頻段時金屬片104的表面電場向量的分布示意圖。其中，箭號表示電場方向，而其長度代 表相對強度。由圖3B、圖3C可知，由于金屬片104長度的變化，金屬片104可在高頻頻段產 生不同的模態(tài)，藉此可擴大高頻頻段的范圍，以達到寬帶工作。需注意的是，圖3A至圖3C 顯示共振腔內的電場向量分布，實際上，尚有電場由金屬片邊緣散溢；然而，無論如何，天線 10的輻射方向主要朝向接地板102以外的方向，而不朝接地板102輻射。
[0034] 除此之外，在天線10中，饋入組件106以微帶線制成，且其較佳地為四分之一波 長阻抗轉換器，顧名思義，其長度L_fd大致為低頻頻段所對應的一無線信號波長的四分之 一，但實際長度需由金屬片104的阻抗點而定，故線長范圍約在低頻頻段所對應的無線信 號波長的八分之一至八分之三之間。詳細來說，金屬邊緣饋入方式會造成阻抗值相當大，因 此本發(fā)明利用史密斯圖（SmithChart)工具通過調整長度L_fd，以將阻抗點匹配至約50歐 姆，藉此以提升傳輸效率，進而改善輻射效率。
[0035] 歸納上述可知，本發(fā)明的實施例的天線10利用非對稱饋入，以激發(fā)雙頻工作；利 用短路墻108,以縮小所需寬度；利用截角結構，在高頻產生多個模態(tài)，以增加高頻頻段的 范圍；以及利用四分之一波長阻抗轉換器，將阻抗點匹配至50歐姆，以提升傳輸效率。
[0036] 需注意的是，天線10為本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員應當可據(jù)以作不 同的修飾，而不限于此。舉例來說，如圖IB所示，高度H2大于(短路墻108的）高度H1，但 不限于此，兩者亦可相等；一般而言，高度Hl與H2越大，相對輻射效率越好，但仍需維持在 一定范圍內，例如高度下限不得小于2_，以確保接地板102與金屬片104間的散溢電場可 輻射至自由空間中。
[0037] 此外，如前所述，短路墻108的長度L_sw相關于低頻的中心頻率，且可藉由縮短短 路墻108的長度L_sw，使寬度W_rt小于低頻信號相對應波長的四分之一。舉例來說，若采 用鐵件實現(xiàn)天線10,且在介質為空氣的條件下，2. 4GHz的四分之一波長為31. 25mm，通過短 路墻108縮短以增長低頻共振路徑，則可使寬度W_rt小于10臟，亦即相比于31. 25mm縮小 了 68%。然而，需注意的是，為了避免過度破壞金屬片104的低頻與高頻電場分布特性，長度 L_sw可設定為大于高頻頻段所對應的無線信號波長的八分之一。
[0038] 另外，饋入組件106除了長度需將阻抗點匹配至約50歐姆外，其寬度或形狀則未 有所限。舉例來說，在天線10中，饋入組件106的寬度為等寬（Uniform)形式且包含三個 彎折，但亦可以是漸進式（Tapper)，或可包含更多或更少甚至不包含彎折。其中，需注意的 是，為了避免干擾金屬片104的散溢電場（fringingfield)，饋入組件106與金屬片104的 距離L_gp應符合以下條件：
[0039]L_gp>0. 24λr+0. 375* (H1+H2);
[0040] 其中，λr為低頻頻段所對應的無線信號波長。
[0041] 另一方面，在天線10中，接地板102被區(qū)分為第一區(qū)塊1020及第二區(qū)塊1022,其 為區(qū)分接地板102中被金屬片104 (或共振腔）所遮蓋的部分（即第一區(qū)塊1020)及未遮蓋 的部分（即第二區(qū)塊1022);實際上，第一區(qū)塊1020及第二區(qū)塊1022可為同一金屬片的不同 部分，亦可為不同金屬片并通過電性連接方式連結。惟需注意的是，由于第二區(qū)塊1022為 低頻路徑的槽孔開口方向，因此第二區(qū)塊1022需采用導電材質(如導電膠、導電泡棉、焊接 材質、銅箔輔料)連接至地端，以維持散溢電場效應；至于第一區(qū)塊1020,其位于共振腔的正 下方，由于集膚深度效應，電磁特性僅在腔體內，故第一區(qū)塊1020可采用一般絕緣背膠即 可，而可不需直接連接至地端。除此之外，若所應用的電子裝置具有金屬背蓋或金屬邊框， 則需置入導電材質，如導電泡棉（Gasket)，將第二區(qū)塊1022導電至金屬背蓋或金屬邊框， 以加強下地效果。在此情形下，可避免金屬背蓋或金屬邊框對天線特性產生影響，進而維持 良好的帶寬、效率及場型。同時，如前所述，天線10的輻射方向主要朝向接地板102以外的 方向，因此，在金屬背蓋或金屬邊框的工作環(huán)境下輻射效能不會受到影響。
[0042] 此外，第一區(qū)塊1020與金屬片104間通過固定件110維持相對位置，在其他實施 例中，若不需固定件110即可固定第一區(qū)塊1020與金屬片104,例如通過短路墻108,則亦 可省略固定件110。再者，如圖IB所示，固定件110的側面呈梯形，其為配合機構設計。在 其他實施例中，如圖12A至圖12C所示，固定件110的側面亦可呈矩形或具有弧面、切角等， 視不同應用而定?；蛘?，固定件110亦可由一或多個柱狀體、方塊所實現(xiàn)，不限于此。而材 質的選用上，僅需確保固定件110為絕緣材質即可，故不限于硬質或軟質。
[0043] 在天線10中，角度Θ的截角可使金屬片104的長度產生的變化，藉 此延伸高頻工作頻段的范圍。其中，為避免過度影響低頻路徑的情況下，角度Θ可限制在 〇度及30度之間，但不限于此。在此情形下，本領域的普通技術人員應當可根據(jù)系統(tǒng)所需， 適度調整角度Θ或是改變截角的形狀，而不限于圖1A、圖IC之例。舉例來說，請參考圖4A 至圖4D，圖4A至圖4D為本發(fā)明的實施例的天線40、42、44、46的示意圖。天線40、42、44、 46的架構與天線10相似，故省略了相同組件的符號。天線40與天線10的不同之處在于天 線40的一金屬片404a的截角區(qū)域呈梯形，天線42與天線10的不同之處在于天線42的一 金屬片404b的截角形狀呈階梯形，天線44與天線10的不同之處在于天線44的一金屬片 404c的截角形狀呈弧形，以及天線46與天線10的不同之處在于天線46的一金屬片404d 的截角形狀呈弦波形。除了金屬片截角形式不同外，天線40、42、44、46的架構皆與天線10 相同，故天線40、42、44、46亦可達到寬帶、多頻段、小尺寸、高效率等優(yōu)點。
[0044] 需注意的是，圖4A至圖4D說明金屬片104截角的角度Θ、形狀、位置等皆可適應 性地改變，使金屬片104產生系統(tǒng)所需的長度變化，進而激發(fā)出適當?shù)母哳l模態(tài)。除此之 夕卜，在另一實施例中，本發(fā)明還可在金屬片104的截角的對角另增加一截角，以增加不同的 長度調整機制，以達成匹配或頻段微調的目的，而此新增的截角亦可為直角三角型或依圖 4A至圖4D而適當?shù)刈兓?。舉例來說，請參考圖5A及圖5B，圖5A及圖5B為本發(fā)明的實施 例的一天線50的等視角及正面的示意圖，其中并標示有X、Y、Z的坐標系統(tǒng)，以顯示視角位 置。天線50的架構與圖IA至圖ID的天線10相似，故相同的組件沿用相同的符號表示。天 線50與天線10的差異在于天線50的一金屬片504相比于天線10的金屬片104增加了另 一截角，且此截角呈階梯狀，并具有Wl至W4的階高。階高Wl?W4可有效地調整高低頻的 阻抗匹配。
[0045] 需注意的是，金屬片504相比于金屬片104所增加的截角用來提供不同的調整機 制，使高頻工作頻段可連續(xù)，因此該截角的形狀、位置等皆可適應性地改變，例如可參考圖 IA或圖4Α至圖4D而適當?shù)刈兓?。舉例來說，在一實施例中，針對無線局域網絡的2. 4GHz、 5GHz頻段的應用，階高W2?W4可具有以下關系：
[0046]W2:W3:W4=1:2:2。
[0047] 藉此，天線50可達成如圖5C所示的電壓駐波比（VoltageStandingWaveform Ratio,VSWR)示意圖。由圖5C可知，天線50的低頻工作頻段FB_L可滿足無線局域網絡 2. 4GHz的需求，而高頻工作頻段FB_H則是通過截角機制，使其包含多個連續(xù)工作頻段，因 而大致涵蓋5GHz至6GHz的范圍，可完全滿足無線局域網絡5GHz的要求。
[0048] 此外，由于本發(fā)明的實施例的天線（10、40?46、50)采用多個增加共振路徑或加 強帶寬的機制，如短路墻、截角、四分之一波長饋入等，因此可有效縮小所需面積。以無線局 域網絡的2. 4GHz、5GHz頻段的應用為例，天線所需的長度可介于60mm至35mm之間，寬度可 介于IOmm至13mm之間，而高度不小于2mm，且在此范圍內的天線效率、帶寬等皆可滿足無 線局域網絡的需求。舉例來說，請參考圖6A至圖6C及圖7A至圖7C;圖6A至圖6C為天線 50的長、寬、高分別設定為60mm、13mm、3mm時，天線50的電壓駐波比、天線效率及場型示意 圖；而圖7A至圖7C為天線50的長、寬、高分別設定為35mm、10mm、3mm時，天線50的電壓 駐波比、天線效率及場型示意圖。其中，在圖6C及圖7C中，實線、虛線、點線曲線分別表示 2400MHz、2450MHz、2500MHz的場型。由圖6A至圖7C可知，即使縮小天線50的尺寸，天線 50仍可維持良好的帶寬、效率及場型。
[0049]由上述可知，本發(fā)明的天線（10、40?46、50)可達成雙頻工作，可適當縮小所需尺 寸，可增加高頻頻段的范圍，并具有良好的傳輸效率。在此情形下，本發(fā)明的天線還適用于 嚴苛環(huán)境，如較小設置面積或金屬殼體的應用。更精確來說，對于采用金屬背蓋或金屬邊框 的電子裝置，由于本發(fā)明的天線的輻射方向主要朝向接地板以外的方向，同時將本發(fā)明的 天線的接地板確實地與金屬背蓋或金屬邊框電性連接，則可避免金屬背蓋或金屬邊框對天 線特性產生影響，進而維持良好的帶寬、效率及場型。需注意的是，所謂金屬殼體的應用，指 電子裝置的運作電路大致被金屬材質的殼體所包覆或部分被覆蓋，但為確保電磁波可正常 輻射，本發(fā)明的天線應設置于未被金屬殼體完全覆蓋的區(qū)域，或者，若金屬殼體形成有一窗 口用以設置屏幕或鍵盤等組件，則可將本發(fā)明的天線設置于鄰近該窗口處。
[0050] 舉例來說，請參考圖8A、圖8B，圖8A、圖8B為一整合式計算機系統(tǒng)80的正面及部 分剖面示意圖。整合式計算機系統(tǒng)80整合有計算機主機及(觸控)屏幕，并可具有金屬背蓋 或殼體，亦即金屬殼體包覆有計算機主機的運作電路；在此情形下，本發(fā)明的天線可設置于 整合式計算機系統(tǒng)80的屏幕周圍（或可視為金屬殼體的窗口周圍）的一區(qū)域800,并將天線 的接地板與金屬背蓋相連接，則可維持良好的帶寬、效率及場型。
[0051] 請參考圖9,圖9為一筆記本型計算機90的示意圖。筆記本型計算機90主要包含 有上蓋及底座兩部分，兩者并通過轉軸連結而可往復開闔；其中，上蓋部分主要包含屏幕及 屏幕的運作電路，而底座部分主要包含計算機主機、鍵盤及相關運作電路。在此情形下，若 筆記本型計算機90具有金屬背蓋或殼體，則本發(fā)明的天線可設置于筆記本型計算機90的 屏幕周圍的一區(qū)域900或是鍵盤周圍的一區(qū)域902,并將天線的接地板與金屬背蓋或殼體 相連接，則可維持良好的帶寬、效率及場型。
[0052]更進一步地，圖10A、圖IOB為一具有平板計算機功能的筆記本型計算機11的兩 種操作模式的示意圖。筆記本型計算機11又稱為瑜珈機，其屏幕上蓋與鍵盤底座間的轉軸 除可往復開闔外，還可360度旋轉折疊，因而可操作于開蓋的傳統(tǒng)筆記本型計算機模式（即 圖10A)，或是操作于閉蓋的平板計算機模式（即圖10B)。在此情形下，即使筆記本型計算機 11以金屬背蓋包覆運作電路，則本發(fā)明的天線可設置于筆記本型計算機11的屏幕邊緣的 一區(qū)域1100。在此情形下，若將天線50設置于區(qū)域1100,則針對兩種操作模式，天線50可 具有如圖IlA至圖IlE所示的電壓駐波比、天線效率及場型示意圖。在圖IlA至圖IlE中， 實線曲線及虛線曲線分別表示筆記本型計算機11操作于開蓋模式(如圖10A)及閉蓋模式 (如圖10B)的天線特性，而圖IlC至圖IlE為分別表示2400MHz、2450MHz、2500MHz的場型。 因此，由圖IlA至圖IlE可知，針對瑜珈機的應用，天線50不僅可適用于金屬背蓋的應用， 并可滿足閉蓋模式下的平板操作需求。
[0053] 需注意的是，前述實施例用以說明本發(fā)明的概念，本領域的普通技術人員應當可 據(jù)以作不同的修飾，而不限于此。舉例來說，除了前述的頻率調整或天線特性優(yōu)化機制(如 金屬片尺寸、短路墻長度或高度、截角形狀或結構、饋入組件的長度或寬度等）外，其他如基 板材質的選擇、天線材質的選擇、天線安裝位置等皆可根據(jù)系統(tǒng)所需而適當調整。再者，前 述實施例所述的雙頻工作以2. 4GHz、5GHz的工作為例，實際上，本發(fā)明亦可用于單一頻段， 或者若將高頻頻段視為由多個子頻段所組成，則本發(fā)明亦可工作于兩個以上的頻段，而不 限于雙頻工作。
[0054] 綜上所述，本發(fā)明的實施例的天線利用非對稱饋入，以激發(fā)雙頻工作；利用短路 墻，以縮小所需寬度；利用截角結構，在高頻產生多個模態(tài)，以增加高頻頻段的范圍；以及 利用四分之一波長轉換器，將阻抗點匹配至50歐姆，以提升傳輸效率。因此，本發(fā)明的實施 例的天線可具有寬帶、多頻段、小尺寸、高效率等優(yōu)點。
[0055] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡是根據(jù)本發(fā)明權利要求書的范圍所作的等 同變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權利要求】
1. 一種天線，該天線用于一電子裝置，該天線包括： 一接地板，該接地板用來提供接地； 一金屬片，該金屬片的形狀大致對應于一矩形，且在該矩形的一第一角形成有一第一 截角； 一饋入組件，該饋入組件電性連接于該金屬片相對于該矩形的一第二角，用來傳遞電 磁能量，該第二角相鄰于該第一角；以及 一短路墻，該短路墻電性連接該接地板與該金屬片的一第一邊，使該接地板與該金屬 片間形成一共振腔，該第一邊為該金屬片的一第二邊的對邊，該第二邊相鄰于該第一角及 該第二角； 其中，該金屬片所對應的該矩形的一長度及一寬度分別相關于該天線的至少一工作頻 段的頻率范圍，且該金屬片的該第一截角用來增加該至少一工作頻段中一第一頻段的頻率 范圍。
2. 如權利要求1所述的天線，其中該接地板包括相連結的一第一區(qū)塊及一第二區(qū)塊。
3. 如權利要求2所述的天線，其中該第一區(qū)塊及該第二區(qū)塊包括一夾角。
4. 如權利要求2所述的天線，其中該金屬片及該第一區(qū)塊形成該共振腔。
5. 如權利要求2所述的天線，其中該第二區(qū)塊電性連接于一地端。
6. 如權利要求5所述的天線，其中該地端還電性連接于該電子裝置的一金屬背蓋。
7. 如權利要求1所述的天線，其中該第一截角大致對應于一直角三角形。
8. 如權利要求4所述的天線，其中該直角三角形的一斜邊包括一階梯狀結構，或呈弧 形。
9. 如權利要求1所述的天線，其中該第一截角大致對應于一梯形。
10. 如權利要求1所述的天線，其中該金屬片在該矩形的一第三角還形成有一第二截 角，該第三角為該第一角的對角，該第二截角的形狀相關于該至少一頻段的頻率范圍。
11. 如權利要求10所述的天線，其中該第二截角大致對應于一直角三角形。
12. 如權利要求11所述的天線，其中該直角三角形的一斜邊包括一階梯狀結構，或呈 弧形。
13. 如權利要求10所述的天線，其中該第二截角大致對應于一梯形。
14. 如權利要求1所述的天線，其中該饋入組件為一微帶線，且該饋入組件的長度相關 于該至少一頻段中一最低頻段所對應的一無線信號波長范圍。
15. 如權利要求1所述的天線，其中該饋入組件包括至少一彎折。
16. 如權利要求1所述的天線，其中該金屬片的該第二邊與該接地板的距離大于或等 于該短路墻的一高度。
17. 如權利要求1所述的天線，還包括一固定件，該固定件形成于該共振腔內，用來固 定該金屬片與該接地板的相對位置。
18. 如權利要求1所述的天線，該天線設置于該電子裝置的一屏幕的邊框。
19. 如權利要求1所述的天線，其中該電子裝置為一筆記本型計算機，該天線設置于該 筆記本型計算機的一鍵盤的周圍。
20. 如權利要求1所述的天線，其中該固定件的一剖面呈梯形或矩形，或具有弧面或切 角。
21. -種電子裝置，該電子裝置包括： 一運作電路； 一金屬殼體，該金屬殼體包覆該運作電路，并形成有一窗口；以及 一天線，該天線設于該金屬殼體內并鄰近該窗口，該天線包括： 一接地板，該接地板用來提供接地，該接地板電性連接于該金屬殼體； 一金屬片，該金屬片的形狀大致對應于一矩形，且在該矩形的一第一角形成有一第一 截角； 一饋入組件，該饋入組件電性連接于該金屬片相對于該矩形的一第二角，用來在該運 作電路與該金屬片間傳遞電磁能量，該第二角相鄰于該第一角；以及 一短路墻，該短路墻電性連接該接地板與該金屬片的一第一邊，使該接地板與該金屬 片間形成一共振腔，該第一邊為該金屬片的一第二邊的對邊，該第二邊相鄰于該第一角及 該第二角； 其中，該金屬片所對應的該矩形的一長度及一寬度分別相關于該天線的至少一工作頻 段的頻率范圍，且該金屬片的該第一截角用來增加該至少一工作頻段中一第一頻段的頻率 范圍。
22. 如權利要求21所述的電子裝置，其中該接地板包括相連結的一第一區(qū)塊及一第二 區(qū)塊。
23. 如權利要求22所述的電子裝置，其中該第一區(qū)塊及該第二區(qū)塊包括一夾角。
24. 如權利要求22所述的電子裝置，其中該金屬片及該第一區(qū)塊形成該共振腔。
25. 如權利要求22所述的電子裝置，其中該第二區(qū)塊電性連接于一地端。
26. 如權利要求25所述的電子裝置，其中該地端還電性連接于該金屬殼體。
27. 如權利要求21所述的電子裝置，其中該第一截角大致對應于一直角三角形。
28. 如權利要求24所述的電子裝置，其中該直角三角形的一斜邊包括一階梯狀結構， 或呈弧形。
29. 如權利要求21所述的電子裝置，其中該第一截角大致對應于一梯形。
30. 如權利要求21所述的電子裝置，其中該金屬片在該矩形的一第三角還形成有一第 二截角，該第三角為該第一角的對角，該第二截角的形狀相關于該至少一頻段的頻率范圍。
31. 如權利要求30所述的電子裝置，其中該第二截角大致對應于一直角三角形。
32. 如權利要求31所述的電子裝置，其中該直角三角形的一斜邊包括一階梯狀結構， 或呈弧形。
33. 如權利要求30所述的電子裝置，其中該第二截角大致對應于一梯形。
34. 如權利要求21所述的電子裝置，其中該饋入組件為一微帶線，且該饋入組件的長 度相關于該至少一頻段中一最低頻段所對應的一無線信號波長范圍。
35. 如權利要求21所述的電子裝置，其中該饋入組件包括至少一彎折。
36. 如權利要求21所述的電子裝置，其中該金屬片的該第二邊與該接地板的距離大于 或等于該短路墻的一商度。
37. 如權利要求21所述的電子裝置，還包括一固定件，該固定件形成于該共振腔內，用 來固定該金屬片與該接地板的相對位置。
38. 如權利要求21所述的電子裝置，其中該窗口用來設置一屏幕，該天線設置于該屏 幕的邊框。
39. 如權利要求21所述的電子裝置，該電子裝置為一筆記本型計算機，其中該窗口用 來設置一鍵盤，該天線設置于該鍵盤的周圍。
40. 如權利要求21所述的電子裝置，其中該固定件的一剖面呈梯形或矩形，或具弧面 或切角。
【文檔編號】H01Q5/20GK104425874SQ201310409934
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權日:2013年9月10日
【發(fā)明者】李佳典, 何寬鋐, 戴揚, 嚴大龍 申請人:啟碁科技股份有限公司