本發(fā)明涉及無線信號傳輸?shù)念I(lǐng)域，尤其涉及一種天線結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用該天線結(jié)構(gòu)的電路模塊與電子裝置。

背景技術(shù)：

近年來，由于消費(fèi)性電子產(chǎn)品的普及化以及網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的蓬勃發(fā)展，使得來自全球不同區(qū)域的信息得以被迅速傳遞以供世界各地的人們進(jìn)行交流。再者，現(xiàn)今網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的互連架構(gòu)也逐漸由電纜、光纖等有線連結(jié)的型態(tài)改變?yōu)闊o線連結(jié)的型態(tài)，藉以解決線路布局過于復(fù)雜的問題，同時提供使用者方便且人性化的通信環(huán)境。

其中，于無線連結(jié)的型態(tài)上，使用電磁波傳遞信號的無線通信技術(shù)亦被廣泛地應(yīng)用在筆記本電腦、移動電話與穿戴式裝置等各式電子裝置，因此用于收發(fā)電磁波信號的天線結(jié)構(gòu)成為了該些電子裝置中所不可或缺的元件。目前的天線結(jié)構(gòu)具有外露在電子裝置外的形式以及內(nèi)建于電子裝置內(nèi)的形式，然而，外露式的天線結(jié)構(gòu)除了會影響電子裝置的體積大小與美觀，也有著容易受到外力撞擊而折彎、折斷的缺點，故內(nèi)建式的天線結(jié)構(gòu)已成為主流趨勢。

請參閱圖1，其為現(xiàn)有天線結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1所示天線結(jié)構(gòu)1為一平面型倒f天線(planarinverted-fantenna)，其包括輻射元件11、短路接腳12、信號饋入元件13以及設(shè)置于電路板2上的電感電容電路(lccircuit)14，且短路接腳12的兩端分別連接于輻射元件11以及電路板2上的接地端21，而信號饋入元件13的兩端則分別連接于輻射元件11以及電感電容電路14，并供來自電路板2上的信號處理單元22的電流通過而被傳輸至輻射元件11，進(jìn)而使輻射元件11向外發(fā)射輻射信號；其中，為了使天線結(jié)構(gòu)1與信號處理單元22之間的阻抗相匹配，或為了使天線結(jié)構(gòu)1符合實際應(yīng)用所需的規(guī)格與效能，目前的作法是通過改變電感電容電路14或天線結(jié)構(gòu)1的外形來實現(xiàn)，而有關(guān)于圖1所示的天線結(jié)構(gòu)1為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知悉，故在此即不再予以贅述。

然而，現(xiàn)有的天線結(jié)構(gòu)1具有以下缺陷：第一、電感電容電路14中的電感以及電容會造成能量損耗；第二、因應(yīng)天線結(jié)構(gòu)1所應(yīng)用的電子裝置的不同，天線結(jié)構(gòu)1的外形亦須有所改變才能夠獲得較佳的效能，而若天線結(jié)構(gòu)1的外形過于復(fù)雜，則用來制作天線結(jié)構(gòu)1的模具的復(fù)雜度也會隨著增加，如此會增加制造成本，且不易于大量生產(chǎn)。是以，現(xiàn)有的天線結(jié)構(gòu)1具有改善的空間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一目的在提供一種其金屬匹配元件設(shè)置在電路板上的天線結(jié)構(gòu)，且天線結(jié)構(gòu)因應(yīng)金屬匹配元件的外形或金屬匹配元件與電路板的接地端的間距而符合所需的阻抗與規(guī)格，如此可降低額外于電路板上設(shè)置電感或電容所帶來的能量損耗，并減少改變天線結(jié)構(gòu)的外形。

本發(fā)明的一另一目的在提供應(yīng)用上述天線結(jié)構(gòu)的一種電路模塊與一種電子裝置。

于一較佳實施例中，

本發(fā)明提供一種電路模塊，包括：

一電路板，其上設(shè)置有一接地端以及一信號處理單元；以及

一天線結(jié)構(gòu)，包括：

一輻射元件，位于該電路板的上方；

一短路接腳，其兩端分別連接于該輻射元件以及該接地端；

一金屬匹配元件，設(shè)置于該電路板上，并用以改變該天線結(jié)構(gòu)的一阻抗；以及

一信號饋入元件，其兩端分別連接于該輻射元件以及該金屬匹配元件，并供來自該信號處理單元的一電流通過而被傳輸至該輻射元件，以使該輻射元件向外發(fā)射一輻射信號。

于一較佳實施例中，本發(fā)明亦提供一種天線結(jié)構(gòu)，包括：

一輻射元件，位于一電路板的上方；

一短路接腳，其兩端分別連接于該輻射元件以及該電路板上的一接地端；

一金屬匹配元件，設(shè)置于該電路板上，并用以改變該天線結(jié)構(gòu)的一阻抗；以及

一信號饋入元件，其兩端分別連接于該輻射元件以及該金屬匹配元件，并供來自該電路板的一電流通過而被傳輸至該輻射元件，以使該輻射元件向外發(fā)射一輻射信號。

于一較佳實施例中，本發(fā)明亦提供一種電子裝置，包括：

一殼體；

一電路板，設(shè)置于該殼體內(nèi)，且該電路板上設(shè)置有一接地端以及一信號處理單元；以及

一天線結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該殼體內(nèi)，包括：

一輻射元件，位于該電路板的上方；

一短路接腳，其兩端分別連接于該輻射元件以及該接地端；

一金屬匹配元件，設(shè)置于該電路板上，并用以改變該天線結(jié)構(gòu)的一阻抗；以及

一信號饋入元件，其兩端分別連接于該輻射元件以及該金屬匹配元件，并供來自該信號處理單元的一電流通過而被傳輸至該輻射元件，以使該輻射元件向外發(fā)射一輻射信號。

基于上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

減少搭配電感電容電路，降低電感或電容所帶來的能量損耗，不須再因為所應(yīng)用的電子裝置的不同而大幅改變天線結(jié)構(gòu)的輻射元件、短路接腳或信號饋入元件的外形，以降低制造成本。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有天線結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明電路模塊及其天線結(jié)構(gòu)于一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明電子裝置于一較佳實施例的外觀結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3所示電子裝置的電路模塊的部分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為使用者操作圖3所示電子裝置時的一較佳情境示意圖。

圖6為使用者操作圖3所示電子裝置時的另一較佳情境示意圖。

圖7為圖3所示電子裝置的天線結(jié)構(gòu)的工作頻率(橫軸)與電壓駐波比(縱軸)的關(guān)系示意圖。

圖8為圖3所示電子裝置的天線結(jié)構(gòu)在xy平面的輻射場形示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1天線結(jié)構(gòu)2電路板

3天線結(jié)構(gòu)4電路板

4’電路板5電路模塊

6電子裝置7遠(yuǎn)端裝置

8使用者11輻射元件

12短路接腳13信號饋入元件

14電感電容電路21接地端

22信號處理單元31輻射元件

32短路接腳33信號饋入元件

34金屬匹配元件41接地端

42接地端43信號處理單元

44紅外線發(fā)射器61殼體

62按鈕63收音孔

81口部s1輻射信號

s2紅外線信號

具體實施方式

請參閱圖2，其為本發(fā)明電路模塊及其天線結(jié)構(gòu)于一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，為了更清楚說明本案發(fā)明，圖2所示電路板4上僅繪出用來說明的元件。電路模塊5包括電路板4以及天線結(jié)構(gòu)3，且電路板4上設(shè)置有多個接地端41、42以及信號處理單元43，而天線結(jié)構(gòu)3包括輻射元件31、短路接腳32、信號饋入元件33以及設(shè)置于電路板4上的金屬匹配元件34；其中，輻射元件31位于電路板4的上方，且短路接腳32的兩端分別連接于輻射元件31以及電路板4上的其中一個接地端41，而信號饋入元件33的兩端則分別連接于輻射元件31以及金屬匹配元件34，因此，來自信號處理單元43的電流就可于依序通過金屬匹配元件34以及信號饋入元件33后被傳輸至輻射元件31，進(jìn)而使輻射元件31向外發(fā)射輻射信號。

于本較佳實施例中，天線結(jié)構(gòu)3為一平面型倒f天線(planarinverted-fantenna)，且金屬匹配元件34為形成于電路板4上的銅箔；其中，金屬匹配元件34不接觸任何的接地端41、42，因此當(dāng)電路板4通電后，與金屬匹配元件34相距在一有效耦合距離內(nèi)的任一接地端42會與金屬匹配元件34產(chǎn)生電子耦合，且其所帶來的效應(yīng)會因金屬匹配元件34的形狀的改變而不同，亦會因金屬匹配元件34與接地端42之間的距離改變而不同。

基此，本案通過調(diào)整金屬匹配元件34的形狀或改變金屬匹配元件34與接地端42之間的距離而改變金屬匹配元件34與接地端42于電子耦合時所帶來的效應(yīng)，以進(jìn)而使天線結(jié)構(gòu)3與信號處理單元43之間的阻抗相匹配，如此一來，來自信號處理單元43的電流可更順利地被傳送至天線結(jié)構(gòu)3，藉此提升天線效率；一般來說，阻抗的匹配值為50歐姆，但不以此為限。此外，本案亦可通過調(diào)整金屬匹配元件34的形狀或調(diào)整金屬匹配元件34與接地端42之間的距離而使天線結(jié)構(gòu)3符合實際應(yīng)用時所需的規(guī)格。

以下進(jìn)一步以“將圖2所示電路模塊5應(yīng)用于電子裝置”作說明。首先，請參閱圖3與圖4，圖3為本發(fā)明電子裝置于一較佳實施例的外觀結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為圖3所示電子裝置的電路模塊的部分結(jié)構(gòu)示意圖。電子裝置6包括殼體61以及設(shè)置于殼體61內(nèi)的電路板4’以及天線結(jié)構(gòu)3，于本較佳實施例中，電子裝置6為一遠(yuǎn)端裝置的遙控器，且此處所述遠(yuǎn)端裝置7(參見圖5～6)是以電視為例，因此電子裝置6還包括顯露于殼體61外的多個按鈕62，且殼體61上具有用以供使用者的聲音傳送至電路板4的收音孔63，但并不以上述為限。

再者，電子裝置6的電路板4’以及天線結(jié)構(gòu)3大致類似于圖2所示者，在此即不再予以贅述，而不同的處在于，電路板4’上還設(shè)置了部分顯露于殼體61外的紅外線發(fā)射器44，且紅外線發(fā)射器44是用來因應(yīng)使用者的操作而發(fā)射紅外線信號。此外，于本較佳實施例中，電路板4’上的信號處理單元43為語音處理單元，其用于對使用者的聲音進(jìn)行信號處理。

詳言之，請參閱圖5，其為使用者操作圖3所示電子裝置時的一較佳情境示意圖。當(dāng)使用者欲遙控遠(yuǎn)端裝置7(電視)時，使用者可先將電子裝置6(遙控器)的紅外線發(fā)射器44朝向遠(yuǎn)端裝置7(電視)，再通過按壓遙控器的按鈕62而使紅外線發(fā)射器44對遠(yuǎn)端裝置7(電視)發(fā)射相對應(yīng)的紅外線信號s2，以進(jìn)而達(dá)到遙控遠(yuǎn)端裝置7(電視)的目的。

又，請參閱圖6，其為使用者操作圖3所示電子裝置時的另一較佳情境示意圖。電子裝置6(遙控器)還提供了語音搖控的功能，因此，當(dāng)使用者8欲遙控遠(yuǎn)端裝置7(電視)時，可先將口部81對準(zhǔn)電子裝置6(遙控器)的殼體61上的收音孔63，再以聲音的方式下達(dá)指令，而使用者8的聲音則會經(jīng)由收音孔63而被傳送至電路板4’，此時，電路板4’上的信號處理單元43會對使用者8的聲音進(jìn)行信號處理，使得相應(yīng)的電流從信號處理單元43輸出并于依序通過天線結(jié)構(gòu)3的金屬匹配元件34與信號饋入元件33后被傳輸至輻射元件31，以令輻射元件31向遠(yuǎn)端裝置7(電視)發(fā)射相應(yīng)的輻射信號s1，進(jìn)而達(dá)到遙控遠(yuǎn)端裝置7(電視)的目的。

特別說明的是，請再度參閱圖4，為了提升天線結(jié)構(gòu)3的天線效率以及符合實際應(yīng)用需求，于本較佳實施例中，天線結(jié)構(gòu)3的金屬匹配元件34的外形被設(shè)計為d1*d2的長條矩形，且金屬匹配元件34與電路板4的接地端41、42的間距被設(shè)計為d3，而輻射元件31的外形則為d4*d5，并與電路板4間隔的高度為d6；其中，d1＝15.5mm，d2＝2.95mm，d3＝0.5mm，d4＝24.2mm，d5＝2mm，d6＝6.5mm。

接下來以圖7與8來說明經(jīng)由上述設(shè)計后的天線結(jié)構(gòu)3所符合的規(guī)格。請參閱圖7，其為圖3所示電子裝置的天線結(jié)構(gòu)的工作頻率(橫軸)與電壓駐波比(縱軸)的關(guān)系示意圖。圖7示意了天線結(jié)構(gòu)3的工作頻率在介于2.2ghz以及2.8ghz之間的電壓駐波比(voltagestandingwaveratio,vswr)是滿足了業(yè)界須低于2的要求，此亦表現(xiàn)了天線結(jié)構(gòu)3具有較大的可用天線頻寬。

又，請同步參閱圖6與圖8，圖8為圖3所示電子裝置的天線結(jié)構(gòu)在xy平面的輻射場形示意圖，而xy平面的定義則如圖6所示。圖6與圖8的結(jié)合示意了天線結(jié)構(gòu)3在朝向遠(yuǎn)端裝置7(電視)的方向(即-x方向)上具有良好的輻射場形。而有關(guān)如何對圖7與圖8進(jìn)行解讀，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知悉，在此即不再予以贅述。此外，經(jīng)由實際測試后，基于上述設(shè)計的天線結(jié)構(gòu)3的相關(guān)實驗數(shù)據(jù)如表1所示，且該些實驗數(shù)據(jù)是由經(jīng)過國家認(rèn)證的實驗室(lab:etslindgrensystemctiacertificatoin,ota3,adt)所實驗而得，其中，由該些實驗數(shù)據(jù)可以獲知工作頻率介于2.402ghz以及2.480ghz之間都是具有大于70％的天線效率。

表1

經(jīng)由以上的說明可知，由于本案僅須調(diào)整設(shè)置于電路板4’上的金屬匹配元件34的外形或金屬匹配元件34與電路板4’的接地端42的間距就可改變天線結(jié)構(gòu)3的阻抗以及使天線結(jié)構(gòu)3符合實際應(yīng)用上所需的規(guī)格，因此本案天線結(jié)構(gòu)3具有下述優(yōu)點：第一、減少搭配電感電容電路，降低電感或電容所帶來的能量損耗；第二、不須再因為所應(yīng)用的電子裝置的不同而大幅改變天線結(jié)構(gòu)3的輻射元件31、短路接腳32或信號饋入元件33的外形，藉以降低制造成本。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利要求，因此凡其它未脫離本發(fā)明所公開的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含于本案的權(quán)利要求內(nèi)。