CN102263318A - 天线模块及具有该天线模块的电子装置 - Google Patents

Abstract

一种天线模块，适于装设在一电子装置上，电子装置包括一机体及一枢接到该机体的盖体，并且电子装置可操作在一平板模式，使得盖体相对于机体枢转而相叠置。天线模块包括一主要天线及一耦合天线，主要天线设置在盖体的一侧，而耦合天线设置在机体上，并在平板模式下与主要天线的位置相对应，而产生耦合谐振，借此提升主要天线的辐射效能。

Description

天线模块及具有该天线模块的电子装置

技术领域

本发明是有关于一种天线，特别是指一种平面天线。

背景技术

随着无线通信的发展，市面上的笔记本电脑均装设有无线广域网[Wireless Wide Area Network，频段为824～960MHz与1710～2170MHz，简称WWAN]天线，以供使用者能随时随地上网接收各类信息，并且值得一提的是，无线广域网(WWAN)天线装设在笔记本电脑的屏幕***的边框内，以避免受到笔记本电脑本身过多的电子元件或金属导体的干扰。

然而，目前的笔记本电脑还存有一问题，就是在笔记本电脑操作在一平板模式(tablet mode)，此时，笔记本电脑的屏幕与机体相互平行叠置，在此模式下虽然便于使用者使用屏幕的触控功能，但也造成了无线广域网(WWAN)天线邻近于笔记本电脑本身的电子元件或金属导体而受到干扰，导致无线广域网(WWAN)天线幅射效能不佳以及降地了天线效率。

有鉴于此，如何在笔记本电脑操作在平板模式时，还能使无线广域网(WWAN)天线维持天线基本效能，实为一值得探讨研究的方向。

发明内容

因此，本发明的目的，即在提供一种能维持天线基本效能的天线模块。

于是，本发明天线模块，适于装设在一电子装置上，电子装置包括一机体及一枢接到该机体的盖体，并且电子装置可操作在一平板模式，使得盖体相对于机体枢转而相叠置。天线模块包括一主要天线及一耦合天线，主要天线设置在盖体的一侧，而耦合天线设置在机体上，并于平板模式下与主要天线的位置相对应，而产生耦合谐振。

优选地，该主要天线包括设置在该盖体一侧且分别操作在第一频段与第二频段的一第一辐射臂及一第二辐射臂；该耦合天线包括设置在该机体上的一第一耦合臂及一第二耦合臂，在该平板模式下，该第一辐射臂与该第二辐射臂分别对应地邻近该第一耦合臂与该第二耦合臂。

优选地，该天线模块还包括一设置在该盖体上且供该主要天线设置的基板；该主要天线还包括一设置在该基板上且供该信号馈入的馈入段，该第一辐射臂与该第二辐射臂为金属片，并且与该馈入段相连接。

优选地，该基板具有一供该馈入段设置的第一表面及一位于该第一表面相反侧且供该第一辐射臂与该第二辐射臂设置的第二表面。

优选地，该第一辐射臂与该第二辐射臂相连接，该馈入段连接到该第一辐射臂与该第二辐射臂的连接处。

优选地，该第一耦合臂的一端与该第二耦合臂的一端相向且两者大致排列在同一直线上。

优选地，该耦合天线还包括一由该第一耦合臂远离该第二耦合臂的一端延伸的第一接地段，以及一由该第二耦合臂远离该第一耦合臂的一端延伸的第二接地段；该机体具有一金属框，该第一接地段与该第二接地段连接到该金属框而接地。

优选地，该第一接地段的自由端形成有一供连接该金属框的螺孔。

优选地，该第一频段为高频段与低频段其中之一，而该第二频段为其中之另一。

本发明的功效在于，借由设置耦合天线，并且使第一耦合臂与第二耦合臂的位置分别对应第一辐射臂与第二辐射臂的位置，使得彼此产生耦合谐振，借以提升主要天线的辐射效能，因此，天线模块能维持天线基本效能。

附图说明

图1是一立体图，说明本发明电子装置的优选实施例；

图2是一侧面示意图，说明该电子装置操作在平板模式下，该电子装置的盖体与机体相叠置；

图3是一平面示意图，说明天线模块的主要天线的部分设置在基板的一面；

图4是一平面示意图，说明该天线模块的主要天线的部分设置在该基板的另一面；

图5是一平面示意图，说明该天线模块的耦合天线设置在垫片上；

图6是一示意图，说明该垫片设置在该机体的金属框上；

图7是一测量数据图，说明该天线模块未包括耦合天线的状态下，在无线广域网频段的电压驻波比值；

图8是一测量数据图，说明该天线模块包括耦合天线的状态下，在无线广域网频段的电压驻波比值；

图9是一xy平面、xz平面、yz平面的辐射场型测量结果图，说明该天线模块工作在897.4MHz的功效；及

图10是一xy平面、xz平面、yz平面的辐射场型测量结果图，说明该天线模块工作在1747.8MHz的功效。

主要元件符号说明

1 电子装置

2 机体

21 金属框

22 键盘

23 第一区域

3 盖体

31 屏幕

32 边框

33 第二区域

4 天线模块

41 基板

411 第一表面

412 第二表面

42 主要天线

421 馈入段

422 第一辐射臂

423 第二辐射臂

424 接地部

43 垫片

44 耦合天线

441 第一耦合臂

442 第二耦合臂

443 第一接地段

444 第二接地段

451 连接端

452 馈入端

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一个优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

参阅图1及图2，为本发明电子装置的优选实施例，在本实施例的电子装置1为笔记本电脑，但不以此为限。电子装置1包括一机体2、一盖体3及一天线模块4，盖体3枢接到机体2，而天线模块4部分设置在机体2上且部分设置在盖体3上，并在以后再述。在此需说明的是，电子装置1可操作在一正常使用模式(normal mode)以及一平板模式(tablet mode)，当电子装置1操作在正常使用模式时，盖体3与机体2相夹角度约90度，如图1所示；当电子装置1操作在平板模式(tablet mode)时，盖体3相对于机体2枢转再盖合于机体2上而与机体2呈平行叠置，如图2所示。

机体2包括一金属框21、一安装到金属框21上的键盘22以及其他安装到金属框21内的电子组件(图未示)，再者，机体2界定出一在金属框21右侧缘底面的第一区域23。盖体3包括一屏幕31及一围绕屏幕31的边框32，并且盖体3界定出一在边框32左侧缘内部的第二区域33。值得注意的是，当电子装置1操作在平板模式时，第二区域33与第一区域23呈相叠置状态，如图2所示。

参阅图3～图5，天线模块4包括一设置在第二区域33的基板41、一设置在基板41上的主要天线42、一设置在第一区域23的垫片43及一设置在垫片43上的耦合天线44。基板41设置在盖体3的第二区域33而位于边框32内部，基板41具有一第一表面411及一位于第一表面411相反侧的第二表面412，其中，在正常使用模式下，第一表面411面向边框32的内壁面，而第二表面412面向前方；在平板模式下，第一表面411面向边框32的内壁面且邻近机体2，而第二表面412正向朝上。主要天线42具有一馈入段421、一第一辐射臂422、一第二辐射臂423及一接地部424。参阅图3，馈入段421纵向地设置在第一表面411上，馈入段421具有一延伸至基板41侧缘的连接端451及一相反于连接端451且供信号馈入的馈入端452；接地部424与馈入段421设置在同一面(即第一表面411)，并且一端连接到馈入段421的馈入端452，而另一端与一电子装置1的接地***(图未示)相连接而接地。

如图4所示，第一辐射臂422与第二辐射臂423设置在基板41的第二表面412，并且第一辐射臂422与第二辐射臂423相连接地位于基板41的侧缘，而馈入段421的连接端451连接到第一辐射臂422与第二辐射臂423的连接处。在本实施例中，第一辐射臂422与第二辐射臂423为长直形金属片(铁片)。值得说明的是，第一辐射臂422操作在WWAN频段中的低频段(824～960MHz)，而第二辐射臂423操作在WWAN频段中的高频段(1710～2170MHz)。

参阅图5，耦合天线44具有设置在垫片43侧缘的一第一耦合臂441、一第二耦合臂442、一第一接地段443及一第二接地段444。第一耦合臂441的一端与第二耦合臂442间隔相向，而另一端连接第一接地段443；第二耦合臂442的一端与第一耦合臂441间隔相向，而另一端连接第二接地段444。值得注意的是，第一耦合臂441与第二耦合臂442分别对应第一辐射臂422与第二辐射臂423而呈长条形，并且第一耦合臂441与第二耦合臂442大致排列在同一直线上。参阅图6，第一接地段443的自由端形成有一供连接金属框21的螺孔445，于是，通过一螺锁件446螺锁到螺孔445，便能使第一接地段443连接到金属框21而达到接地的目的。而第二接地段444凸出于垫片43且连接到金属框21内壁面而接地。在本实施例中，垫片43为塑料材质以与金属框21电性隔离，并且一面覆上双面胶粘合到金属框21右侧缘底部(即第一区域23)，而耦合天线44为铜箔材质贴覆到垫片43的另一面。

本实施例主要天线42的第一辐射臂422与第二辐射臂423的实际尺寸分别为46毫米与19.1毫米，如图4所示。本实施例耦合天线44的第一耦合臂441与第二耦合臂442的实际尺寸分别为50.2毫米与12.3毫米，如图5所示。

本发明的重点在于，如图2所示，当电子装置1操作在平板模式时，由于盖体33的第二区域33会与机体23的第一区域23相叠置，所以在第一区域23设置耦合天线44，以及第一辐射臂422与第二辐射臂423为金属件，并且使第一耦合臂441与第二耦合臂442的位置分别对应第一辐射臂422与第二辐射臂423的位置，使得第一辐射臂422与第一耦合臂441产生耦合谐振，而第二辐射臂423与第二耦合臂442产生耦合谐振，借此提升主要天线42的辐射效能。

参阅图7，为电子装置1操作在平板模式，且天线模块4未包括耦合天线44的状态下，在无线广域网频段的电压驻波比值(VSWR)测量数据；参阅图8，为电子装置操作在平板模式，且天线模块4包括耦合天线44的状态下，在无线广域网频段的电压驻波比值(VSWR)测量数据。于是，经实验测量可得知，天线模块4在增加耦合天线44的状态下，天线模块4在824～960MHz与1710～2170MHz频段内的电压驻波比值均低于或接近3，使得天线模块4维持天线辐射效能的基本要求。

天线模块4的辐射场型(Radiation Pattern)，如图9与图10所示。图9为天线模块4工作在WWAN中较低频的897.4MHz时，在xy平面、xz平面、yz平面的辐射场型测量结果，而图10则为天线模块4工作在WWAN中较高频的的1747.8MHz时，在xy平面、xz平面、yz平面的辐射场型测量结果。在这些平面的场型图中，虚线(—·)是磁场(Phi)的测量结果、虚线(——)是电场(Theta)的测量结果、实线(—)则是电场与磁场的综合(Total)。由各辐射场型图可得知，天线模块4的辐射场型亦是接近全方向性辐射场型，可达到良好的收发效能。

综上所述，本发明电子装置1借由于第一区域23设置耦合天线44，并且使第一耦合臂441与第二耦合臂442的位置分别对应第一辐射臂422与第二辐射臂423的位置，使得彼此产生耦合谐振，借以提升主要天线41的辐射效能，因此，天线模块4能维持天线基本效能，故确实能达成本发明的目的。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明内容所作的简单的等效变化与修饰，均仍属本发明的范围内。

Claims (18)

1.一种天线模块，适于装设在一电子装置上，该电子装置包括一机体及一枢接到该机体的盖体，该电子装置可操作在一平板模式，使得该盖体相对于该机体枢转而相叠置，该天线模块包括：

一主要天线，设置在该盖体的一侧；及

一耦合天线，设置在该机体上，并在该平板模式下，与该主要天线的位置相对应，而产生耦合谐振。

2.根据权利要求1所述的天线模块，其中，该主要天线包括设置在该盖体一侧上且分别操作在第一频段与第二频段的一第一辐射臂及一第二辐射臂；该耦合天线包括设置在该机体上的一第一耦合臂及一第二耦合臂，在该平板模式下，该第一辐射臂与该第二辐射臂分别对应地邻近该第一耦合臂与该第二耦合臂。

3.根据权利要求2所述的天线模块，还包括一设置在该盖体上且供该主要天线设置的基板；该主要天线还包括一设置在该基板上且供该信号馈入的馈入段，该第一辐射臂与该第二辐射臂为金属片，并且与该馈入段相连接。

4.根据权利要求3所述的天线模块，其中，该基板具有一供该馈入段设置的第一表面及一位于该第一表面相反侧且供该第一辐射臂与该第二辐射臂设置的第二表面。

5.根据权利要求4所述的天线模块，其中，该第一辐射臂与该第二辐射臂相连接，该馈入段连接到该第一辐射臂与该第二辐射臂的连接处。

6.根据权利要求5所述的天线模块，其中，该第一耦合臂的一端与该第二耦合臂的一端相向且两者大致排列在同一直线上。

7.根据权利要求6所述的天线模块，其中，该耦合天线还包括一由该第一耦合臂远离该第二耦合臂的一端延伸的第一接地段，以及一由该第二耦合臂远离该第一耦合臂的一端延伸的第二接地段；该机体具有一金属框，该第一接地段与该第二接地段连接到该金属框而接地。

8.根据权利要求7所述的天线模块，其中，该第一接地段的自由端形成有一供连接该金属框的螺孔。

9.根据权利要求8所述的天线模块，其中，该第一频段为高频段与低频段其中之一，而该第二频段为其中之另一。

10.一种电子装置，包括：

一机体；

一盖体，枢接到该机体且可相对于该机体枢转而操作在一平板模式，并且在该平板模式下，与该机体相叠置；及

一天线模块，包括一设置在该机体上的耦合天线及一设置在该盖体的一侧的主要天线，在该平板模式下，该主要天线的位置与该耦合天线的位置相对应，借此产生耦合谐振。

11.根据权利要求10所述的电子装置，其中，该主要天线包括分别操作在第一频段与第二频段的一第一辐射臂及一第二辐射臂；该耦合天线包括设置在该机体上的一第一耦合臂及一第二耦合臂，在该平板模式下，该第一辐射臂与该第二辐射臂分别对应地邻近该第一耦合臂与该第二耦合臂。

12.根据权利要求11所述的电子装置，其中，该天线模块还包括一设置在该盖体上且供该主要天线设置的基板；该主要天线还包括一设置在该基板上且供该信号馈入的馈入段，该第一辐射臂与该第二辐射臂为金属片，并且与该馈入段相连接。

13.根据权利要求12所述的电子装置，其中，该基板具有一供该馈入段设置的第一表面及一位于该第一表面相反侧且供该第一辐射臂与该第二辐射臂设置的第二表面。

14.根据权利要求13所述的电子装置，其中，该第一辐射臂与该第二辐射臂相连接，该馈入段连接到该第一辐射臂与该第二辐射臂的连接处。

15.根据权利要求14所述的电子装置，其中，该第一耦合臂的一端与该第二耦合臂的一端相向且两者大致排列在同一直线上。

16.根据权利要求15所述的电子装置，其中，该耦合天线还包括一由该第一耦合臂远离该第二耦合臂的一端延伸的第一接地段，以及一由该第二耦合臂远离该第一耦合臂的一端延伸的第二接地段；该机体具有一金属框，该第一接地段与该第二接地段连接到该金属框而接地。

17.根据权利要求16所述的电子装置，其中，该第一接地段的自由端形成有一连接该金属框的螺孔。

18.根据权利要求17所述的电子装置，其中，该第一频段为高频段与低频段其中之一，而该第二频段为其中之另一。

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