CN103970185B - 电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子装置，适用在台式计算机使用，包括本体、主天线以及内藏式副天线。本体具有第一侧面及第二侧面，其中第一侧面相对于第二侧面。主天线设置在第一侧面用以收发至少一射频信号。内藏式副天线设置在第二侧面，用以收发至少一射频信号。

Description

电子装置

技术领域

本发明是有关于一种电子装置。

背景技术

现有台式计算机(Desktop Computer)受制于其体积及重量的限制，往往在一固定位置进行使用，并且使用以太网(Ethernet)线等有线方式连接至因特网。然而，由于使用者的习惯改变以及台式计算机的设置不同，近年来也出现了许多内置天线，以收发符合无线保真度(Wireless Fidelity，WiFi)标准的无线信号的方式连接至因特网。

由于台式计算机通常除了前方面板为非导电材质外，其他的部份都为金属材质，因此内置的天线也通常设置在主机前方的面板内。然而，这样的设置则造成天线的辐射特性不良。以主机前方的面板的面向为0度而言，天线在90度到270度的方向受到金属机壳影响(也就是台式计算机主机本体)，还有高速运算的各类有源元件，使得天线在90度到270度的辐射特性受到阻碍，无法发挥原本的特性。因此，要如何在兼具外观设计的条件下，使得台式计算机的内置天线能够达到更好的效果，成为本领域急需被解决的问题。

发明内容

本发明提供一种电子装置，在设置一主天线外，还在相对的侧边设置一内藏式副天线，以改善天线的收发特性。

本发明提供一种电子装置，适用在台式计算机使用，包括一本体、一主天线以及一内藏式副天线。本体具有一第一侧面及一第二侧面，其中第一侧面相对于第二侧面。主天线设置在第一侧面，用以收发至少一射频信号。内藏式副天线设置在第二侧面，用以收发上述至少一射频信号。

在本发明一实施例中，本体除第一侧面外的其他侧面为一金属材质。

在本发明一实施例中，第二侧面包括多个扩展插槽，以及内藏式副天线设置在扩展插槽的其中一个上面。

在本发明一实施例中，设置内藏式副天线的扩展插槽包括：一槽孔、一金属外框以及一基板。槽孔贯穿本体的第二侧面。金属外框围绕槽孔，与本体的第二侧面相连。基板设置在槽孔之中与金属外框相连，其中基板为非导电材质。

在上述实施例中，其中槽孔包括相对的第一侧边及第二侧边。以及，内藏式副天线包括一L型馈入部、一馈入点、一寄生部以及一接地点。倒L型馈入部设置在基板上，具有互相垂直的一第一侧边及一第二侧边，其中第一侧边紧邻槽孔的一第一侧边。馈入点，位于倒L型馈入部，邻近槽孔的第一侧边。寄生部设置在基板上，从槽孔的第二侧边延伸，并且紧邻倒L型馈入部的第二侧边。接地点，位于寄生部与金属外框的第二侧边之间

在上述实施例中，至少一射频信号包括一第一射频信号及一第二射频信号。倒L型馈入部耦合金属外框，共振产生一第一射频模式，以收发第一射频信号。以及，寄生部与倒L型馈入部共振产生一第二射频模式，以收发第二射频信号。

在上述实施例中，金属外框的第一侧边及第二侧边的长度为第一射频信号的波长的二分之一。以及，寄生部从金属外框的第二侧边延伸的长度为第二射频信号的波长的四分之一。

在本发明一实施例中，内藏式副天线还包括一同轴线。同轴线具有一内导体及一外导体，其中内导体连接馈入点，以及外导体连接接地点。以及，内藏式副天线通过同轴线馈入/接收至少一射频信号。

基于上述，本发明提供了一种电子装置，具有设置在相对的两个侧面的主天线以及内藏式副天线，在不影响外观的前提之下，改善了电子装置的对于射频信号的收发能力。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为根据本发明一实施例所示出电子装置的外观示意图；

图2为根据本发明一实施例所示出电子装置的第二侧面的外观示意图；

图3为根据本发明一实施例所示出内藏式副天线的结构示意图；

图4A及图4B所示出为根据本发明一实施例所示出主天线的辐射特性方向图；

图5为根据本发明一实施例所示出内藏式副天线的辐射特性方向图。

附图标记说明：

10：电子装置；

110：主天线；

120：内藏式副天线；

121：金属外框；

122：槽孔；

123：倒L型馈入部；

124：寄生部；

SD1、SD2：侧面；

BR1、BR2：扩展插槽；

FP：馈入点；

GP：接地点；

SS1、SS2：倒L型馈入部的侧边；

SL1、SL2：金属外框的侧边；

D1、D2：长度。

具体实施方式

图1为根据本发明一实施例所示出电子装置的外观示意图。在本实施例中，电子装置为一台式计算机的电脑主机。请参照图1，电子装置10包括本体10、主天线110以及内藏式副天线120。本体10具有第一侧面SD1及第二侧面SD2。其中如图所示，第一侧面SD1相对于第二侧面SD2，在本实施例中，第一侧面SD1即为台式计算机的电脑主机的前侧面，第二侧面SD2则为台式计算机的电脑主机的背侧。主天线110设置在第一侧面SD1上，用以收发至少一射频信号。内藏式副天线120设置在第二侧面SD2，用以收发上述至少一射频信号。

请继续参照图1，在本发明中，射频信号的数量由实际实施情况而定，主天线110以及内藏式副天线120也须根据射频信号的数量变更设计。其中，主天线110可为平面倒F天线(Planar Inverted F Antenna，PIFA)、单极(Monopole)天线等类型的天线，本发明并不限制在上述类型。

由于第一侧面SD1通常因外观设计或其他因素而设置为不导电材质，设置在第一侧面SD1上的主天线110并没有金属屏蔽的问题。因此，主天线110的天线类型及设计限制也较少。另外，就外观设计的考量而言，主天线110也不会直接设置在第一侧面SD1的外表面上，而是会设置在第一侧面SD1的内表面，或是对应在第一侧面SD1，电子装置10的内部机壳之上，本发明也不限制在上述。

另一方面，第二侧面SD2通常仍然设置为金属材质，相较于设置在第一侧面SD1的主天线，设置在第二侧面SD2的内藏式副天线120在天线的设置以及天线本体的设计上就受到较多的限制。有一种设置方式为，将副天线120设置在第二侧面SD2之上，与第二侧面SD2的金属材质表面隔离，并在副天线120外以非导电材质包覆，以避免误触。但这么一来，除了影响了电子装置10的外观外，还由于突出在第二侧面SD2的设计，容易造成使用者在使用或搬动时无意的破坏。因此，在本发明中，副天线120被设置为内藏式，以避免上述的问题产生。以下则以实施例配合附图，针对内藏式副天线120的实施方式进行说明。

图2为根据本发明一实施例所示出电子装置的第二侧面的外观示意图。请参照图2，在本实施例中，电子装置10的第二侧面SD2即为台式计算机的电脑主机的背侧，其中电脑主机的背侧除了包括散热孔、电源风扇以及多个扩展插槽，例如在图2中所示扩展插槽BR1、BR2。扩展插槽BR1、BR2作为电脑主机中主机板上的扩展卡与外部装置的连接接口的连接口，例如符合外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect，PCI)的扩展卡的输入输出端口(I/O port)在第二侧面SD2上的托架(Bracket)。在此实施例中，内藏式副天线120即是设置在上述扩展插槽BR2(或扩展插槽BR1)之中，以不影响外观的方式增加了无线射频信号的收发能力。

以下提供一种设置在第二侧面SD2中扩展插槽的内藏式副天线的实施方式。图3为根据本发明一实施例所示出内藏式副天线的结构示意图。请参照图3，扩展插槽(例如图2所示扩展插槽BR2)中包括贯穿第二侧面SD2的槽孔122以及围绕该槽孔的金属外框121。金属外框121则与第二侧面SD2相连。为了在扩展插槽中设置内藏式副天线120，一不导电材质的基板被设置在槽孔122之中。

内藏式副天线120则包括倒L形馈入部123、寄生部124、馈入点FP、接地点GP以及上述的金属外框121。倒L型馈入部123设置在槽孔122中的基板上，具有互相垂直的第一侧边SS1及第二侧边SS2。其中，倒L形馈入部123的第一侧边SS1紧邻金属外框121的第一侧边SL1。馈入点FP位于倒L型馈入部，邻近金属外框121的第二侧边SL2的顶点。

寄生部124同样设置在槽孔122中的基板上，从金属外框122的第二侧边SL2延伸，并且紧邻倒L型馈入部123的第二侧边SS2。接地点GP则位于寄生部124与金属外框121之间。

在本实施例中，内藏式副天线120被设置以收发第一射频信号以及第二射频信号。因此，内藏式副天线120还包括一同轴线(未示出)用以传送/接收通过内藏式副天线120的第一射频信号或第二射频信号。同轴线具有内导体及外导体，其中内导体连接馈入点FP，以及外导体连接寄生部与金属外框之间的接地点GP。

第一射频信号通过同轴线的内导体馈入馈入点FP或是从馈入点FP传出，使得倒L型馈入部123耦合金属外框121以共振产生一第一射频模式，以收发第一射频信号。值得注意的是，此时金属外框121的作用如同一槽孔天线。

另一方面，当第二射频信号通过内藏式副天线120收发时，第二射频信号通过同轴线的内导体馈入馈入点FP或是从馈入点FP传出，使得寄生部124与倒L型馈入部123共振而产生第二射频模式，以收发第二射频信号。

为了能够分别产生收发第一射频信号以及第二射频信号的第一射频模式以及第二射频模式，金属外框121的第一侧边SL1及第二侧边SL2的长度D1为第一射频信号的波长的二分之一。以及，寄生部124从金属外框121的第二侧边SL2延伸的长度D2为第二射频信号的波长的四分之一。倒L型馈入部123以及寄生部124的其他尺寸，例如各侧边边长，折弯形状以及导电部份的面积等，都根据实际实施状况而定，例如阻抗匹配等因素而调整，本发明并不限制。

值得注意的是，为了能够成功使倒L型馈入部123耦合金属外框123，倒L型馈入部123的侧边SS1必须紧邻金属外框的侧边SL1。例如在本发明一实施方式中，上述两者之间的距离必须小于0.5毫米(mm)。而倒L型馈入部123的侧边SS2与寄生部124的距离则必须调整在1mm左右。

在本实施例中，主天线110以及内藏式副天线120用以收发两种不同频段的射频信号，例如中心频率为2.4G赫兹以及5G赫兹，符合无线保真度(Wireless Fidelity，WiFi)标准的无线射频信号。这么一来，金属外框的侧边SL1、SL2的长度D1则被设置为上述中心频率为2.4G赫兹的无线射频信号的波长的一半，而寄生部124的延伸长度D2则被设置为上述中心频率为5G赫兹的无线射频信号的波长的四分之一。但本发明并不限定在上述内容。

值得一提的是，本发明并不限制主天线110以及内藏式副天线120分别在第一侧面SD1以及第二侧面SD2上的设置位置。但由于天线的辐射特性容易遭受周围有源元件或周围高速数据连接端口的影响，主天线110以及内藏式副天线120的设置则必须避开上述的干扰，例如符合通用串行总线第三版(Universal Serial Bus3.0，USB3.0)标准的连接端口。

在避开高速数据连接端口的考量外，一种较佳的实施方式为，将主天线110及内藏式副天线120设置在靠近电子装置10顶表面的位置，也就是接近第一侧面SD1或第二侧面SD2的上缘。由于大电流及大电压也对天线的辐射特性造成影响，上述的设置方式除了主天线110及内藏式副天线120则可以获得较佳的辐射特性外，还可以让内藏式副天线120避开电子装置10的供电单元(未示出)与商用电源连接的电源线，以避免大电流在电源线传输时对天线所造成的干扰。

图4A及图4B所示出为根据本发明一实施例所示出主天线的辐射特性方向图，其中在本实施例中，主天线为一可收发中心频率为2.4G赫兹及5G赫兹的PIFA天线。而图4A为利用主天线收发介于2.4G赫兹至2.5G赫兹之间的WiFi信号的辐射特性方向图，而图4B则为利用主天线收发介于5.1G赫兹至5.8G赫兹之间的WiFi信号辐射特性方向图。其中，0度所指的方向为主天线所设置的第一侧面的法线方向。其中各线与原点在各个角度的距离，则表示主天线在该角度的增益大小。而从图4A及图4B，可观察得到，无论是收发何种频段的射频信号，介于90～270度之间，特别是90～180度之间的辐射特性较差。

图5为根据本发明一实施例所示出内藏式副天线的辐射特性方向图，其中内藏式副天线的实施方式则可参考图3所示实施例，收发包括介于2.4G赫兹至2.5G赫兹之间，以及5.1G赫兹至5.8G赫兹之间的WiFi信号。从图5可得知，虽然相对于主天线的辐射特性，内藏式副天线在270度至0度以及0度至90度之间的辐射特性较为不佳，但在90度至270度之间的平均增益都比主天线佳。因此，当电子装置上同时在图1所示实施例的摆放位置设置主天线与内藏式副天线并同时用以收发射频信号时，主天线与内藏式副天线的辐射特性即有互补的效用。根据本发明其他的实际实施状况也可得知，在设置主天线外增加设置内藏式副天线也有助于增加无线射频信号在180度方向的数据传输吞吐量(Throughput)。

综上所述，本发明提供了一种电子装置，在装置的正面(第一侧面)设置了一主天线外，还在装置的背面(相对第一侧面的第二侧面)设置了一内藏式副天线，在不影响外观的情况下改善了收发无线射频信号的辐射特性。另外，内藏式副天线的设置达到了天线隐藏、而不会破坏外观设计的目的，还能借此防止使用者无意的破坏。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种电子装置，适用在台式计算机使用，其特征在于，包括：

一本体，具有一第一侧面及一第二侧面，其中该第一侧面相对于该第二侧面，该本体除该第一侧面外的其他侧面为一金属材质，该第二侧面包括多个扩展插槽；

一主天线，设置在该第一侧面的内表面上，用以收发至少一射频信号；以及

一内藏式副天线，设置在该第二侧面，该内藏式副天线设置在该些扩展插槽的其中一个上面，用以收发该至少一射频信号，

其中设置该内藏式副天线的该扩展插槽包括：

一槽孔，贯穿该本体的该第二侧面；

一金属外框，围绕该槽孔，与该本体的该第二侧面相连，并且该金属外框包括相对的一第一侧边及一第二侧边；以及

一基板，设置在该槽孔之中与该金属外框相连，其中该基板为非导电材质；

其中该内藏式副天线包括：

一倒L型馈入部，设置在该基板上，具有互相垂直的一第一侧边及一第二侧边，其中该第一侧边紧邻该金属外框的一第一侧边；

一馈入点，位于该倒L型馈入部，邻近该金属外框的第二侧边；

一寄生部，设置在该基板上，从该金属外框的该第二侧边延伸，并且紧邻该倒L型馈入部的该第二侧边；以及

一接地点，位于该寄生部与该金属外框的该第二侧边之间。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于：

该至少一射频信号包括一第一射频信号及一第二射频信号；

该倒L型馈入部耦合该金属外框，共振产生一第一射频模式，以收发该第一射频信号；以及

该寄生部与该倒L型馈入部共振产生一第二射频模式，以收发该第二射频信号。

3.根据权利要求2所述装置，其特征在于：

该金属外框的该第一侧边及该第二侧边的长度为该第一射频信号的波长的二分之一；以及

该寄生部从该金属外框的该第二侧边延伸的长度为该第二射频信号的波长的四分之一。

4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，该内藏式副天线还包括：

一同轴线，具有一内导体及一外导体，其中该内导体连接该馈入点，以及该外导体连接该接地点；以及

该内藏式副天线通过该同轴线馈入/接收该至少一射频信号。