TWI573318B - 與揚聲器整合之天線及用於抑制共振腔模式之方法 - Google Patents

Description

與揚聲器整合之天線及用於抑制共振腔模式之方法

本申請案主張2012年7月3日申請之美國專利申請案第13/540,999號之優先權，該案在此以引用的方式全文併入本文中。

本發明大體上係關於電子裝置，且更特定而言，係關於用於電子裝置之天線。

諸如攜帶型電腦及蜂巢式電話之電子裝置通常具備無線通信能力。舉例而言，電子裝置可使用諸如蜂巢式電話電路之長程無線通信電路以使用蜂巢式電話頻帶進行通信。電子裝置可使用諸如無線區域網路通信電路之近程無線通信電路以處置與附近設備之通信。電子裝置亦可具備衛星導航系統接收器及其他無線電路。

為滿足消費者對小外觀尺寸之無線裝置的需求，製造者正不斷努力使用緊密結構來實施諸如天線組件之無線通信電路。同時，可能需要在電子裝置中包括導電結構，諸如金屬裝置外殼組件及電子組件。因為導電組件可影響射頻效能，所以在將天線併入至包括導電結構之電子裝置中時必須當心。舉例而言，必須當心以確保裝置中之天線及無線電路能夠在操作頻率範圍內展現令人滿意的效能。

因此，將需要能夠提供具有改良之天線結構的無線電子裝置。

可提供含有無線通信電路之電子裝置。無線通信電路可包括射頻收發器電路及天線。

電子裝置可具備用於傳輸及接收射頻信號之揚聲器盒天線。揚聲器盒天線可具有藉由揚聲器盒支撐之導電共振腔。揚聲器盒可由具有充氣內部之中空介電結構形成。揚聲器驅動器可安裝於揚聲器盒之充氣內部中。

揚聲器盒中之開口可與導電電子裝置外殼結構中之揚聲器埠開口對準。揚聲器盒可由形成用於天線之共振腔的導電結構環繞。導電結構可包括導電電子裝置外殼結構之部分。導電結構亦可包括諸如按鈕組件之電組件。

揚聲器盒可具有相對的上表面及下表面。金屬板可形成上表面及下表面之部分，且金屬板可使用諸如一條金屬帶之導電層而短路至一起。金屬板及金屬帶可形成導電結構之部分，該等導電結構形成用於天線之共振腔。天線之導電共振腔可經組態以抑制不需要的共振腔模式，並增強天線效能。

本發明之其他特徵、本發明之本質及各種優點將自隨附圖式及較佳實施例之以下詳細描述而更顯而易見。

10‧‧‧電子裝置

12‧‧‧外殼

14‧‧‧顯示器

16‧‧‧按鈕

17‧‧‧音訊埠/揚聲器埠

18‧‧‧矩形輪廓

20‧‧‧非主動區域/非主動部分

22‧‧‧主動區域

28‧‧‧儲存與處理電路

30‧‧‧輸入輸出電路

32‧‧‧輸入輸出裝置

34‧‧‧無線通信電路

35‧‧‧衛星導航系統接收器電路

36‧‧‧無線區域網路收發器電路

38‧‧‧蜂巢式電話收發器電路

40‧‧‧天線

42‧‧‧天線諧振元件

44‧‧‧天線共振腔/天線接地

46‧‧‧天線諧振元件臂

48‧‧‧短路分支

50‧‧‧天線饋線

52‧‧‧顯示層

54‧‧‧揚聲器盒

54B‧‧‧下壁

54F‧‧‧前壁

54L‧‧‧左壁

54T‧‧‧揚聲器盒上壁

54R‧‧‧右壁

54X‧‧‧後壁

55‧‧‧凹入部分

58‧‧‧線

60‧‧‧方向

62‧‧‧金屬板

64‧‧‧聲音

66‧‧‧金屬板

68‧‧‧揚聲器驅動器

70‧‧‧充氣內部區域

72‧‧‧可撓性印刷電路

74‧‧‧線

76‧‧‧方向

78‧‧‧導電結構

80‧‧‧導電帶

82‧‧‧開口

84‧‧‧開口

86‧‧‧墊圈

88‧‧‧導電附接機構

90‧‧‧導電接地結構

92‧‧‧導電接地結構

94‧‧‧導電接地結構

96‧‧‧導電接地結構

98‧‧‧導電接地結構

100‧‧‧導電接地結構

102‧‧‧導電接地結構

104‧‧‧帶

106‧‧‧曲線

108‧‧‧曲線

圖1為根據本發明之一實施例的具有無線通信電路之說明性電子裝置的透視圖。

圖2為根據本發明之一實施例之具有無線通信電路之說明性電子裝置的示意圖。

圖3為根據本發明之一實施例的說明性天線之示意圖。

圖4為根據本發明之一實施例的共振腔天線之橫截面側視圖。

圖5為根據本發明之一實施例的揚聲器盒之俯視圖。

圖6為根據本發明之一實施例的圖5之揚聲器盒之橫截面側視 圖。

圖7為根據本發明之一實施例的安裝於電子裝置外殼之角落部分中之說明性揚聲器盒的俯視圖。

圖8為根據本發明之一實施例的鄰近電子裝置中之外殼壁之揚聲器盒的橫截面側視圖。

圖9為根據本發明之一實施例的在音訊埠附近之揚聲器盒之一部分的透視圖。

圖10為根據本發明之一實施例的可用於形成共振腔天線之說明性揚聲器盒的簡化透視圖。

圖11為根據本發明之一實施例的展示可如何組態天線共振腔以使得操作頻帶位於用於連續共振腔模式的截止頻率之間的曲線圖。

諸如圖1之電子裝置10的電子裝置可具備無線通信電路。無線通信電路可用以支援在一或多個無線通信頻帶中之無線通信。無線通信電路可包括一或多個天線。

天線可包括一或多個共振腔天線。附於共振腔之天線可包括天線諧振元件及相關聯之導電共振腔。共振腔可由安裝至諸如揚聲器盒之支撐結構的導電結構形成。亦可使用諸如導電外殼結構之部分的導電電子裝置結構而形成導電天線結構。可用於形成天線之導電外殼結構(例如，用於天線之共振腔或天線諧振元件)的實例包括：導電內部支撐結構，諸如薄片金屬結構或其他平面導電部件；導電外殼壁；周邊導電外殼部件，諸如顯示器帶槽框；周邊導電外殼結構，諸如導電外殼側壁、導電平面後外殼壁及其他導電外殼壁；或其他導電結構。用於天線之導電結構亦可由電子組件之部分形成，諸如開關(例如，用於選單按鈕或其他按鈕之按鈕組件)、積體電路、顯示模組結構、與載運用於諸如顯示組件之組件之信號相關聯的可撓性印刷電路等。 屏蔽帶、屏蔽罐、導電泡沫及電子裝置內之其他導電材料亦可用於形成天線結構。

諸如天線諧振元件結構之天線結構可由圖案化金屬箔或其他金屬結構形成。在需要時，可由諸如基板上之金屬跡線的導電跡線形成天線結構。基板可為塑膠支撐結構或其他介電結構，諸如玻璃纖維填充的環氧樹脂基板(例如，FR4)之硬性印刷電路板基板，由聚醯亞胺或其他可撓性聚合物薄片或其他基板材料形成的可撓性印刷電路(「柔性電路」)。在需要時，可使用此等方法之組合形成天線結構。舉例而言，天線可部分地由金屬結構(例如，接地導體結構)形成且可部分地由印刷電路上之金屬跡線(例如，在用於形成天線諧振元件結構之硬性印刷電路板或可撓性印刷電路上之圖案化跡線)形成，該等金屬結構由諸如中空揚聲器盒的塑膠支撐結構支撐及/或鄰近該塑膠支撐結構。

如圖1所示，電子裝置10可具有諸如外殼12之外殼。外殼12可由導電結構(例如，金屬)形成或可由介電結構(例如，玻璃、塑膠、陶瓷等)形成。在需要時，由塑膠或其他介電材料形成之天線窗可形成於導電外殼結構中。用於裝置10之天線可經安裝而鄰近介電外殼壁，或可經安裝於天線窗結構下方，使得天線窗結構與天線重疊。在操作期間，射頻天線信號可穿過裝置10中之介電天線窗及其他介電結構。在需要時，裝置10可具有擁有覆蓋層之顯示器。可安裝用於裝置10之天線，使得除了或替代穿過介電天線窗之外，天線信號亦穿過顯示器覆蓋層。

電子裝置10可為攜帶型電子裝置或其他合適的電子裝置。舉例而言，電子裝置10可為膝上型電腦、平板電腦、稍微較小的裝置(諸如腕錶裝置、吊墜裝置、頭戴式耳機裝置、耳機裝置、其他可佩戴的或小型化裝置)、蜂巢式電話或媒體播放器。裝置10亦可為電視機、 機上盒、桌上型電腦、其中已整合有電腦之電腦監視器，或其他合適的電子設備。

裝置10可具有顯示器，諸如安裝於外殼12中之顯示器14。舉例而言，顯示器14可為併入電容性觸控電極之觸控螢幕或可對觸碰不敏感。用於顯示器14之觸控感測器可由電容性觸控感測器電極、電阻性觸控陣列、在聲學觸控、光學觸控或基於力的觸控技術之基礎上之觸控感測器結構，或其他合適的觸控感測器形成。

顯示器14可包括由發光二極體(LED)、有機LED(OLED)、電漿電池、電潤濕像素、電泳像素、液晶顯示器(LCD)組件，或其他合適的影像像素結構形成之影像像素。覆蓋層可覆蓋顯示器14之表面，或顯示層(諸如彩色濾光片層)或顯示器之可用作顯示器14中之最高(或幾乎最高)層的其他部分。

顯示器覆蓋層或其他外顯示層可由透明玻璃薄片、透明塑膠層或其他透明部件形成。如圖1中所示，開口可形成於最外顯示層中以容納諸如按鈕16之組件。

顯示器14可具有主動部分，且在需要時，可具有非主動部分。顯示器14之主動部分可含有用於向裝置10之使用者顯示影像的主動影像像素。顯示器14之非主動部分可不含主動像素。顯示器14之主動部分可位於諸如中心矩形區域22(由矩形輪廓18劃界)之區域中。顯示器14之非主動部分20可環繞呈矩形環形狀的主動區域22之邊緣。

在非主動區域20中，用於顯示器14之顯示器覆蓋層之底側或顯示器14中之顯示層之其他部分可用不透明遮罩層塗覆。不透明遮罩層可由不透明材料形成，諸如不透明聚合物(例如，黑墨、白墨、不同顏色的塗層等)。不透明遮罩層可用於阻擋內部裝置組件被裝置10之使用者看見。在需要時，不透明遮罩層可足夠薄及/或由足夠非導電材料形成以為無線電通透的。此類型之組態可用於其中天線結構形成 於非主動區域20下方之組態中。舉例而言，如圖1中所示，諸如一或多個天線40之天線結構可安裝於外殼12中以使得非主動區域20與天線結構重疊。

一或多個天線40可經安裝而鄰近音訊埠17。舉例而言，用於共振腔天線之導電共振腔可由附著至或經安裝鄰近於揚聲器盒或以其他方式環繞揚聲器盒之導電結構形成。因此，揚聲器盒可形成為用於共振腔天線之共振腔支撐結構。揚聲器盒亦可含有用於產生穿過外殼12中之開口(亦即，揚聲器埠17)之聲音的揚聲器驅動器。

外殼12(其有時可稱為機殼)可由以下材料形成：塑膠、玻璃、陶瓷、纖維複合物、金屬(例如，不鏽鋼、鋁等)、其他合適材料或此等材料之組合。在一些情形下，外殼12之或外殼12之部分可由介電材料或其他低導電率材料形成。在其他情形下，外殼12或構成外殼12之結構中的至少一些可由金屬元件形成。

在其中外殼12由諸如金屬之導電材料形成的裝置10之組態中，天線40可安裝於用於顯示器14之顯示器覆蓋層下方，如圖1中所示(例如，在非主動區域20下方)，及/或天線40可經安裝而鄰近外殼12中之一或多個介電天線窗。在操作期間，射頻天線信號可穿過與天線40重疊的顯示器覆蓋層之非主動區域20之部分(且若使用介電窗結構，則天線信號可穿過該窗結構)。大體而言，天線40可位於裝置外殼12中之任何合適位置中(例如，沿著顯示器14之邊緣、在裝置10之角落中、在外殼12之後表面上之天線窗或其他介電結構下方等)。

裝置10可具有單一天線或多個天線。在其中存在多個天線之組態中，天線可用於實施天線陣列，其中用於多個相同資料串流(例如，分碼多重存取資料串流)之信號經組合以改良信號品質，或該天線可用於實施多輸入多輸出(MIMO)天線方案，該天線方案藉由處置多個獨立資料串流(例如，獨立長期演進資料串流)而增強效能。多個 天線亦可用以實施天線分集方案，其中裝置10基於其即時效能(例如，基於所接收信號品質量測)而啟動及取消啟動每一天線。在具有無線區域網路無線電路之裝置中，裝置可使用天線40之陣列以傳輸及接收無線區域網路信號(例如，IEEE 802.11n通信量)。多個天線可一起用於傳輸操作模式及接收操作模式兩者中，或可僅在僅信號接收操作或僅信號傳輸操作期間一起使用。

裝置10中之天線可用以支援任何相關通信頻帶。舉例而言，裝置10可包括用於支援無線區域網路通信之天線結構，該等無線區域網路通信諸如IEEE 802.11通信(例如，在諸如2.4GHz及5GHz的IEEE 802.11頻帶之頻帶中之通信)或Bluetooth^®通信、語音及資料蜂巢式電話通信、全球定位系統(GPS)通信或其他衛星導航系統通信，等等。

圖2中展示可用於電子裝置10之說明性組態的示意圖。如圖2中所示，電子裝置10可包括控制電路，諸如儲存與處理電路28。儲存與處理電路28可包括儲存器，諸如硬碟機儲存器、非揮發性記憶體(例如，快閃記憶體或經組態以形成固態驅動器之其他電可程式化唯讀記憶體)、揮發性記憶體(例如，靜態或動態隨機存取記憶體)等。儲存與處理電路28中之處理電路可用以控制裝置10之操作。處理電路可基於一或多個微處理器、微控制器、數位信號處理器、基頻處理器、功率管理單元、音訊編解碼晶片、特殊應用積體電路等。

儲存與處理電路28可用以執行裝置10上之軟體，諸如網際網路瀏覽應用程式、網際網路語音通信協定(VOIP)電話呼叫應用程式、電子郵件應用程式、媒體播放應用程式、作業系統功能等。為了支援與外部設備之交互，儲存與處理電路28可用於實施通信協定。可使用儲存與處理電路28實施之通信協定包括網際網路協定、無線區域網路協定(諸如，IEEE 802.11協定，有時被稱作WiFi^®)、以及用於其他近程無線通信鏈路之協定(諸如，Bluetooth^®協定)、蜂巢式電話協定等。

輸入輸出電路30可用以允許將資料供應至裝置10且允許自裝置10提供資料至外部裝置。輸入輸出電路30可包括輸入輸出裝置32。輸入輸出裝置32可包括觸控式螢幕、按鈕、操縱桿、點擊式轉盤、滾輪、觸控板、數字鍵盤、鍵盤、麥克風、揚聲器、音頻產生器、振動器、相機、感測器、發光二極體及其他狀態指示器、資料埠等。使用者可藉由經由輸入輸出裝置32供應命令而控制裝置10之操作，且可使用輸入輸出裝置32之輸出資源來接收來自裝置10之狀態資訊及其他輸出。

無線通信電路34可包括由以下各者形成之射頻(RF)收發器電路：一或多個積體電路、功率放大器電路、低雜訊輸入放大器、被動式RF組件、一或多個天線，及用於處置RF無線信號之其他電路。亦可使用光(例如，使用紅外線通信)來發送無線信號。

無線通信電路34可包括衛星導航系統接收器電路35，諸如全球定位系統(GPS)接收器電路(例如，用於接收1575MHz之衛星定位信號)，或無線通信電路34可包括與其他衛星導航系統相關聯之衛星導航系統接收器電路。無線區域網路收發器電路36可處置用於WiFi^®(IEEE 802.11)通信之2.4GHz頻帶及5GHz頻帶，且可處置2.4GHz Bluetooth^®通信頻帶。電路34可使用蜂巢式電話收發器電路38以處置蜂巢式電話頻帶(諸如在約700MHz至約2200MHz之頻率範圍中之頻帶或在較高或較低頻率下之頻帶)中之無線通信。在需要時，無線通信電路34可包括用於其他近程及長程無線鏈路之電路。舉例而言，無線通信電路34可包括用於接收無線電信號及電視信號之無線電路、傳呼電路、近場通信電路等。在WiFi^®與Bluetooth^®鏈路及其他近程無線鏈路中，無線信號通常用以在幾十或幾百呎內傳送資料。在蜂巢式電話鏈路及其他長程鏈路中，無線信號通常用以在幾千呎或幾千英里內傳送資料。

無線通信電路34可包括一或多個天線40。在需要時，天線40可包括一或多個共振腔天線。

在圖3中展示裝置10中之天線之說明性組態的示意圖。在圖3之實例中，天線40為倒F型天線。此僅為說明性的。天線40大體上可基於任何合適類型的天線(例如，環形天線、平片天線、單極天線、雙極天線、直接饋入式天線、間接饋入式天線、槽孔天線、平面倒F型天線、其他天線類型，或由此等天線中之兩者或兩者以上形成的混合型天線)。

如圖3中所示，倒F型天線40可包括諸如天線諧振元件42之天線諧振元件以及諸如天線接地44之天線接地。天線諧振元件46可具有諸如臂46之主天線諧振元件臂。臂46可具有一或多個分支。短路分支48可用以將諧振元件臂46耦接至接地44。天線饋線50可耦接在天線諧振元件臂46與接地44之間與短路分支48平行。

在共振腔天線中，導電共振腔結構可經組態以形成天線接地44。圖4中展示說明性共振腔天線之橫截面側視圖。如圖4中所示，天線40可包括諸如天線諧振元件42之天線諧振元件，且可包括諸如導電接地共振腔44之導電共振腔。顯示層52可與天線諧振元件42及共振腔44重疊。在操作期間，與天線40相關聯之射頻信號(例如，使用諧振元件42傳輸及/或接收的信號)可穿過顯示器14之層52。層52可為顯示器覆蓋層、彩色濾光片層，或與顯示器14相關聯之其他顯示層(作為實例)。

在需要時，形成天線共振腔44之導電結構可安裝於諸如揚聲器盒之支撐結構上。圖5為可用於向音訊埠17提供聲音之類型的說明性揚聲器盒之俯視圖。揚聲器驅動器可安裝於揚聲器盒54中用於產生聲音64。揚聲器盒54可與埠17對準，使得聲音64在操作期間穿過埠17。揚聲器盒54可由塑膠、金屬、基於纖維之複合物、其他材料，或者此 等材料之組合形成。作為實例，揚聲器盒54可由具有相對的上壁與下壁之中空模製塑膠結構形成。揚聲器盒54可具有大致矩形形狀。舉例而言，如圖5中所示，揚聲器盒54可具有壁，諸如環繞揚聲器盒54周邊之左壁54L、右壁54R、前壁54F及後壁54X。藉由此類型組態，揚聲器盒54可展現大致矩形佔據面積(亦即，當如圖5中自上方觀察時，揚聲器盒54可佔據近似矩形面積)。彎曲邊緣部分54CE可用以在外殼12之彎曲角落部分內容納揚聲器盒54。凹入部分55可用以容納顯示器14之可撓性印刷電路纜線或裝置10中之其他組件。在需要時，揚聲器盒54可具有其他形狀的佔據面積。圖5之實例僅為說明性的。

在需要時，諸如金屬板62之金屬結構可附接至揚聲器盒54或嵌入於揚聲器盒54之壁中。舉例而言，如圖5中所示，金屬板62可形成於揚聲器盒54之上壁上(例如，板62可形成揚聲器盒54之上表面之部分)。

圖6中展示沿著圖5之線58截取且在方向60上觀察之揚聲器盒54的橫截面側視圖。如圖6中所示，金屬板52可形成揚聲器盒上壁54T之部分。揚聲器盒54亦可具有相對的平面壁結構，諸如下壁54B。揚聲器盒54之多個壁形成中空矩形盒狀充氣內部區域(內部70)。揚聲器驅動器68可安裝於充氣內部區域70中。在裝置10之操作期間，揚聲器驅動器68可產生聲音64(圖5)。後壁54X(圖5)中之開口可允許聲音經由揚聲器埠17(圖1)逸出。諸如金屬板66之平面金屬結構可形成於下壁54B中。板66可例如形成於揚聲器驅動器68下方，且可形成揚聲器盒54的下表面之部分。金屬板62可與揚聲器驅動器68及金屬板66重疊。金屬板66可與揚聲器盒54及板62重疊。諸如鋁、不鏽鋼及其他金屬之金屬可用於形成諸如金屬板62及金屬板66之結構。在一些組態中，金屬壁結構可比相同厚度之塑膠壁結構堅固，因此在形成揚聲器盒54中的壁之部分中使用金屬板可有助於允許最小化揚聲器盒54之尺寸。

圖7為裝置10之角落部分的俯視圖，其展示揚聲器盒54可如何由諸如外殼12及可撓性印刷電路72之導電結構環繞。可撓性印刷電路72可含有金屬跡線，該等金屬跡線形成信號路徑以用於在觸控感測器陣列與印刷電路板上之電路之間傳遞與操作顯示器14之觸控感測器陣列相關聯的信號。金屬帶、顯示器結構及其他導電結構可沿著揚聲器盒54之壁54F延行。壁54X可由外殼12之部分覆蓋。外殼12之部分亦可覆蓋揚聲器盒上壁54T及揚聲器盒下壁54L之部分(圖6)。印刷電路72之邊緣部分可覆蓋揚聲器盒上壁54T之部分。諸如導電開關結構之導電結構78及與圖1之按鈕16或其他按鈕組件相關聯之其他導電結構可覆蓋揚聲器盒壁54L。相對端壁54R可由外殼12之部分覆蓋。藉由以此方式覆蓋揚聲器盒54之壁，環繞揚聲器盒54之導電結構允許揚聲器盒54形成用於天線40之導電共振腔(例如，具有相對的末端、相對的前表面與後表面，及相對的上表面與下表面之細長矩形盒狀共振腔)。

天線諧振元件42可由硬性印刷電路上之導電金屬跡線或可撓性印刷電路上之導電金屬跡線形成(作為實例)。天線諧振元件42可安裝於藉由揚聲器盒54形成之天線共振腔的上表面中之開口中，如圖4之天線40中之天線共振腔44所說明。在裝置10之完全組裝版本中，諸如圖4之顯示層52的介電顯示層(例如，彩色濾光片層、薄膜電晶體層，及/或顯示器覆蓋層之一部分)可覆蓋揚聲器盒54，包括天線諧振元件42及圖7之裝置10之角落中展示之其他結構。

圖8為沿著圖7之線74(在揚聲器盒54之左端處)截取且在方向76上觀察的揚聲器盒54之橫截面端視圖。如圖8中所示，諸如帶80之導電帶之層可在細長揚聲器盒之相對末端中之一者處(諸如揚聲器盒54之鄰近壁54L的左端)圍繞揚聲器盒54之側面纏繞。導電帶80可由一層諸如銅之金屬形成，由導電織物或其他導電材料形成。導電黏接劑、焊 接件、扣件或其他導電附接機構88可用於使導電帶80短路至上揚聲器盒板62及下揚聲器盒板66。

帶80之一部分可覆蓋後揚聲器盒壁54X。揚聲器盒壁54X可具有諸如開口84之開口。帶80可具有配合開口，諸如與開口84對準的開口82。墊圈86可環繞開口82且可***於外殼壁12與帶80之間。藉由使外殼壁12中之開口84、82及17與形成於墊圈86中心中之配合開口對準，可允許聲音64自揚聲器驅動器68穿過此等開口至裝置10之外部。

開口84、82及17之形狀可為矩形(使得墊圈86具有矩形環形狀)、可為圓形(使得墊圈86具有圓形環形狀)，或可具有其他合適的匹配形狀。

圖9為揚聲器盒54之一部分的透視圖，其展示導電帶80可如何圍繞側壁部分54X纏繞及導電帶80如何可使板62與板66彼此短路，從而使板62與板66接地。帶80可沿著揚聲器盒壁54X之整個長度圍繞揚聲器盒54纏繞，或如圖9所示，可僅靠近包括板62及板66的揚聲器盒54之左端(例如，揚聲器盒54之左半部分)而在揚聲器盒54之部分中圍繞揚聲器盒54纏繞。以此方式將板62接地至板66影響天線40上之負載，且可用於針對相關之頻帶而調整共振腔44中之所支援之共振腔模式，且由此增強天線效能。

用於共振腔天線40之共振腔44可藉由環繞揚聲器盒54之導電結構形成。如圖10中所示，揚聲器盒54可大致具有六面矩形盒之形狀。外殼結構12可分別充當壁54R、54X及54B上之導電接地結構96、94及98。用於覆蓋壁54L之導電接地結構102可由裝置10中之電組件形成，諸如與按鈕16相關聯之按鈕結構(例如，薄膜按鍵開關、具有按鈕開關跡線之按鈕可撓性印刷電路、金屬支撐結構等)。導電接地結構90可由重疊顯示器可撓性印刷電路纜線形成，諸如圖7之纜線72或其他導電材料。導電接地結構92可由外殼12之重疊部分形成。導電接地結 構100可由金屬板62形成。帶80及下板66亦可由環繞盒54之導電接地結構形成。

揚聲器盒54可具有一細長長度，細長前壁54F沿著該細長長度延行。揚聲器盒54之前壁54F可由導電顯示組件覆蓋，且在需要時，由導電帶之層覆蓋。作為實例，導電帶可覆蓋壁54F之一部分，如圖10中所示，同時留下端部(例如，鄰近於盒54之右端54R之壁54F的長度之部分)未由帶覆蓋。使用對壁54F之部分覆蓋組態可有助於針對相關之頻帶調整共振腔44中之所支援的共振腔模式，且由此增強天線效能。

天線40之天線諧振元件42可安裝於揚聲器盒54之上表面上，使得環繞揚聲器盒54之接地結構充當用於共振腔40之天線共振腔44。

環繞揚聲器盒54以形成共振腔44(諸如帶104、帶80、板62及板66)以及共振腔44之其他部分的導電材料可經組態以抑制不需要的共振腔模式，由此增強天線效能。圖11為展示在共振腔44內行進之電磁波之傳播常數的實數部分β可如何隨操作頻率f變化之曲線圖。在圖11之說明性情境中，需要在自低頻率f_L之下頻帶邊緣至高頻率f_H之上頻帶邊緣延伸之頻帶FB中操作裝置10及天線40。藉由一個合適配置，低頻率f_L可為5.15GHz，且高頻率f_H可為5.85GHz(例如，相關之頻帶可與802.11 5GHz通信相關聯)。頻帶FB可大體上對應於蜂巢式電話頻帶、無線區域網路頻帶，或相關之其他通信頻帶。

在圖11之共振腔44的傳播常數曲線圖中，曲線106表示與N階模式相關聯之傳播常數，且曲線108表示與N+1階連續模式相關聯之傳播常數。曲線106可由截止頻率fc1表徵。曲線108可由截止頻率fc2表徵。根據曲線106及曲線108，共振腔44將不支援低於頻率fc1之N階模式(亦即，N階模式將截止於fc1以下)，且將不支援低於頻率fc2之N+1階模式(亦即，N+1階模式將截止於fc2以下)。N的值可為一或可為另 一合適整數(亦即，除N階模式之外，可由共振腔44支援低階模式)。

藉由圖11中所示之說明性組態，頻帶FB位於在頻率fc1至fc2之間延伸的頻率範圍中(亦即，頻率fc1分隔於頻率f_L以下，且頻率fc2分隔於頻率f_H以上)。舉例而言，fc2-f_H及f_L-fc1之量值可彼此相等或接近於彼此相等(例如，距兩個連續共振腔模式N及N+1之截止頻率fc1與fc2之間所產生的間隔內之中心頻帶FB彼此在80%內或20%內)。此組態藉由減少共振腔模式耦合中之頻率變化而增強天線效能。

大體而言，存在截止頻率fc1及fc2相對於頻帶FB之許多潛在位置。舉例而言，有可能組態共振腔44以使得fc1落入頻帶FB中或位於與下頻帶邊緣f_L相同之頻率下。然而，在諸如此等之情況下及在不同於圖11之較佳配置的其他情況下，將電磁波耦合至共振腔44中(且不由天線40輻射)之效率將隨著頻帶FB內之頻率f而顯著地變化。圖11之配置避免此等波動。

耦合至天線40中之射頻能量理想地經全部輻射。然而，事實上，通常將支援一些共振腔模式(亦即，確保用於最低階模式之截止頻率高於f_H為不實際的)，從而導致一些不可避免的共振腔模式信號損失。然而，藉由如圖11所示來組態共振腔44，由於將射頻電磁信號耦合至所支援之共振腔模式(例如，模式N，由曲線106與主動通信頻帶FB之重疊表示)中而發生之任何共振腔損失將隨著操作頻率f而相對恆定。當共振腔44經組態以展現圖11中所示之類型的共振腔模式特性時，共振腔44(及模式N)之存在因此將不會隨著頻帶FB中之頻率f而賦予不需要的共振腔耦合諧振。

根據一實施例，提供一種共振腔天線，其經組態以在自下頻帶邊緣至上頻帶邊緣延伸的頻帶內於電子裝置中操作，該共振腔天線包括揚聲器盒、由環繞揚聲器盒之導電結構形成之導電天線共振腔，及揚聲器盒上之天線諧振元件，其中導電結構經組態以在位於下頻帶邊 緣以下之截止頻率下截止N階電磁模式，及在位於上頻帶邊緣以上之截止頻率下截止N+1階電磁模式。

根據另一實施例，揚聲器盒具有含有各別第一金屬板及第二金屬板之相對的上表面及下表面。

根據另一實施例，共振腔天線進一步包括將第一金屬板電連接至第二金屬板之導電層。

根據另一實施例，導電層包括一條金屬帶。

根據另一實施例，至少一些導電結構包括金屬電子裝置外殼結構。

根據另一實施例，至少一些導電結構包括按鈕結構。

根據另一實施例，金屬電子裝置外殼結構具有經組態以形成揚聲器盒之揚聲器埠之開口，且該條金屬帶具有與金屬電子裝置外殼結構中之開口匹配的開口。

根據一實施例，提供一種電子裝置，其包括：包括開口之導電電子裝置外殼；及共振腔天線，其具有經組態以經由開口發射聲音之揚聲器盒，由包括導電電子裝置外殼之至少部分的環繞揚聲器盒之導電結構形成的導電天線共振腔，及揚聲器盒上之天線諧振元件，其中導電結構經組態以在位於下頻帶邊緣以下之截止頻率下截止N階電磁模式，及在位於上頻帶邊緣以上之截止頻率下截止N+1階電磁模式。

根據另一實施例，揚聲器盒為中空的並具有環繞中空內部之揚聲器盒壁，且電子裝置進一步包括中空內部中之揚聲器驅動器。

根據另一個實施例，電子裝置進一步包括形成揚聲器盒壁之部分的至少一金屬部件。

根據另一實施例，電子裝置進一步包括電連接至金屬部件之金屬帶層。

根據另一實施例，至少一金屬部件及金屬帶覆蓋揚聲器盒之鄰 近揚聲器驅動器之部分，且金屬帶具有開口，來自揚聲器驅動器之聲音穿過該開口。

根據另一實施例，電子裝置進一步包括形成揚聲器盒壁之部分的至少一額外金屬部件，其中揚聲器盒具有相對的上表面及下表面，且其中金屬部件形成上表面之部分且額外金屬部件形成下表面之部分。

根據另一實施例，揚聲器盒具有細長形狀，該形狀具有相對的第一端及第二端，且其中揚聲器驅動器、金屬部件及額外金屬部件經定位為更靠近第一端而非第二端。

根據另一實施例，電子裝置進一步包括顯示器及覆蓋顯示器之顯示器覆蓋層。

根據另一實施例，顯示器覆蓋層之一部分與揚聲器盒重疊。

根據另一實施例，揚聲器盒位於導電電子裝置外殼之角落部分中，且其中導電電子裝置外殼經組態以將至少三個壁表面重疊於揚聲器盒上。

根據另一實施例，天線諧振元件包括可撓性印刷電路天線諧振元件。

根據另一實施例，揚聲器盒具有細長長度且具有沿著細長長度延行之至少一壁，且其中導電結構包括一金屬帶，該金屬帶僅覆蓋細長長度之一部分，以使得該壁之一部分不由金屬帶覆蓋。

根據一實施例，提供一種操作揚聲器盒共振腔天線之方法，該天線具有由環繞揚聲器盒之導電結構形成的共振腔，該方法包括使用揚聲器盒共振腔天線在頻帶內傳輸及接收射頻電磁信號，該頻帶具有下頻帶邊緣及上頻帶邊緣，該等頻帶邊緣經選擇以在位於下頻帶邊緣以下之截止頻率下截至N階電磁模式，及在位於上頻帶邊緣以上之截止頻率下截止N+1階電磁模式。

根據另一實施例，使用揚聲器盒共振腔天線傳輸及接收射頻電磁信號包括使用揚聲器盒上之可撓性印刷電路天線諧振元件來傳輸及接收信號。

前述內容僅說明本發明之原理，且在不脫離本發明之範疇及精神的情況下，熟習此項技術者可進行各種修改。

10‧‧‧電子裝置

12‧‧‧外殼

42‧‧‧天線諧振元件

54‧‧‧揚聲器盒

54F‧‧‧前壁

54L‧‧‧左壁

54T‧‧‧揚聲器盒上壁

54R‧‧‧右壁

54X‧‧‧後壁

72‧‧‧可撓性印刷電路

74‧‧‧線

76‧‧‧方向

78‧‧‧導電結構

Claims (20)

1. 一種共振腔天線，其經組態以在自一下頻帶邊緣延伸至一上頻帶邊緣之一頻帶內於一電子裝置中操作，該共振腔天線包含：一揚聲器盒，其具有相對之第一側及第二側，且該揚聲器盒經組態以經由該第一側發射聲音；一導電天線共振腔，其由環繞該揚聲器盒之導電結構形成；及該揚聲器盒上之一天線諧振元件，其中該等導電結構經組態藉由使用該等導電結構覆蓋該揚聲器盒之該第二側之一部而非全部，以在位於該下頻帶邊緣以下之一截止頻率下截止一N階電磁模式，及在位於該上頻帶邊緣以上之一截止頻率下截止一N+1階電磁模式。
2. 如請求項1之共振腔天線，其中該揚聲器盒具有含有各別第一金屬板及第二金屬板之相對的上表面及下表面。
3. 如請求項2之共振腔天線，其進一步包含將該第一金屬板電連接至該第二金屬板之一導電層。
4. 如請求項3之共振腔天線，其中該導電層包含一條金屬帶。
5. 如請求項4之共振腔天線，其中該等導電結構中之一者包含金屬電子裝置外殼結構。
6. 如請求項5之共振腔天線，其中該等導電結構中之一者包含按鈕結構。
7. 如請求項6之共振腔天線，其中該等金屬電子裝置外殼結構具有經組態以形成用於該揚聲器盒之一揚聲器埠之一開口，且其中該條金屬帶具有與該等金屬電子裝置外殼結構中之該開口匹配之一開口。
8. 一種電子裝置，其包含：一導電電子裝置外殼，其包括一開口；及一共振腔天線，其具有：一揚聲器盒，其具有相對之第一側及第二側，且該揚聲器盒經組態以經由該第一側及經由該開口發射聲音；一導電天線共振腔，其由環繞該揚聲器盒的導電結構形成，該導電結構包括該導電電子裝置外殼之至少部分；及該揚聲器盒上之一天線諧振元件，其中該等導電結構經組態藉由使用該等導電結構覆蓋該揚聲器盒之該第二側之一部而非全部，以在位於該下頻帶邊緣以下之一截止頻率下截止一N階電磁模式，及在位於該上頻帶邊緣以上之一截止頻率下截止一N+1階電磁模式。
9. 如請求項8之電子裝置，其中該揚聲器盒為中空的且具有環繞一中空內部之揚聲器盒壁，該電子裝置進一步包含在該中空內部中之一揚聲器驅動器。
10. 如請求項9之電子裝置，其進一步包含形成該等揚聲器盒壁之部分的至少一金屬部件。
11. 如請求項10之電子裝置，其進一步包含電連接至該金屬部件之一金屬帶層。
12. 如請求項11之電子裝置，其中該至少一金屬部件及該金屬帶覆蓋該揚聲器盒之鄰近該揚聲器驅動器之部分，且其中該金屬帶具有一開口，來自該揚聲器驅動器之聲音穿過該開口。
13. 如請求項11之電子裝置，其進一步包含形成該等揚聲器盒壁之部分的至少一額外金屬部件，其中該揚聲器盒具有相對的上表面及下表面，且其中該金屬部件形成該上表面之部分，且該額外金屬部件形成該下表面之部分。
14. 如請求項13之電子裝置，其中該揚聲器盒具有一細長形狀，該細長形狀具有相對的第一端及第二端，且其中該揚聲器驅動器、該金屬部件及該額外金屬部件經定位為更靠近該第一端而非該第二端。
15. 如請求項14之電子裝置，其進一步包含一顯示器及覆蓋該顯示器之一顯示器覆蓋層。
16. 如請求項15之電子裝置，其中該顯示器覆蓋層之一部分與該揚聲器盒重疊。
17. 如請求項16之電子裝置，其中該揚聲器盒位於該導電電子裝置外殼之一角落部分中，且其中該導電電子裝置外殼經組態以將至少三個壁表面重疊於該揚聲器盒上。
18. 如請求項8之電子裝置，其中該天線諧振元件包含一可撓性印刷電路天線諧振元件。
19. 如請求項8之電子裝置，其中該揚聲器盒具有一細長長度且具有沿著該細長長度延行之至少一壁，且其中該等導電結構包括一金屬帶，該金屬帶僅覆蓋該細長長度之部分，以使得該壁之一部分不由該金屬帶覆蓋。
20. 一種操作一揚聲器盒共振腔天線之方法，該揚聲器盒共振腔天線具有由環繞一揚聲器盒之導電結構形成之一共振腔，該方法包含：根據具有一下頻帶邊緣及一上頻帶邊緣之一頻帶上之一N階電磁模式之頻率，藉由使用該揚聲器盒共振腔天線在該頻帶內傳輸及接收射頻電磁信號而減輕該共振腔中之共振腔損失變化，其中該下頻帶邊緣及該上頻帶邊緣經選擇以在位於該下頻帶邊緣以下之一截止頻率下截止該N階電磁模式，及在位於該上頻帶邊緣以上之一截止頻率下截止一N+1階電磁模式。