TWI826901B - 天線結構及具有該天線結構的電子設備 - Google Patents

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Abstract

一種天線結構，應用於包括第一殼體、第二殼體及鉸鏈的電子設備，第一殼體與第二殼體透過鉸鏈可轉動地連接，天線結構收容於第一殼體或第二殼體中的任一個，天線結構包括饋入部、第一輻射部及至少一接地端；第一輻射部的一端連接至饋入部，第一輻射部的另一端與鉸鏈具有一間隔；第一輻射部透過饋入部饋入電流，第一輻射部傳導電流並將電流耦合至鉸鏈，以激發至少一工作模態以產生至少一輻射頻段的輻射訊號。本申請還提供一種具有該天線結構的電子設備。

Description

天線結構及具有該天線結構的電子設備
本申請涉及一種天線結構及具有該天線結構的電子設備。
隨著無線通訊技術的進步，行動電話、個人數位助理等電子裝置不斷朝向功能多樣化、輕薄化、以及資料傳輸更快、更有效率等趨勢發展。然而其相對可容納天線的空間也就越來越小，而且天線周圍的金屬元件容易對天線造成遮罩效應，從而影響天線的傳輸特性，此外隨著無線通訊技術的不斷發展，天線的頻寬需求不斷增加。因此，如何在有限的空間內設計出具有多頻段及較寬頻寬的天線，是天線設計面臨的一項重要課題。
鑒於以上內容，有必要提供一種天線結構及具有該天線結構的電子設備，以解決上述問題。
一種天線結構，應用於包括第一殼體、第二殼體及鉸鏈的電子設備，第一殼體與第二殼體透過鉸鏈可轉動地連接，天線結構收容於第一殼體或第二殼體中的任一個，天線結構包括饋入部、第一輻射部及至少一接地端；第一輻射部的一端連接至饋入部，第一輻射部的另一端與鉸鏈具有一間隔；第一 輻射部透過饋入部饋入電流，第一輻射部傳導電流並將電流耦合至鉸鏈，以激發至少一工作模態以產生至少一輻射頻段的輻射訊號。
一種電子設備，包括上述所述的天線結構以及鉸鏈。
上述天線結構及具有該天線結構的電子設備透過在所述金屬體、鉸鏈和顯示單元形成共振腔輻射體，使得天線結構饋入的電流可耦合至鉸鏈，以使鉸鏈作為傳導電流路徑的一部分，如此可涵蓋WiFi 2.4G及WiFi 5G等多個頻段，提升天線的頻寬，並使得所述天線結構的輻射更具寬頻效果兼具較佳天線效率，涵蓋全球頻段應用以及CA應用的要求。
100、100a、100b:天線結構
200、200a、200b:電子設備
21:第一殼體
22:第二殼體
23:連接件
201:顯示單元
11、11b:第一輻射部
112:第一輻射段
114:第二輻射段
116:第三輻射段
118:第四輻射段
12、12b:第二輻射部
122:第五輻射段
124:第六輻射段
126:第七輻射段
128:第八輻射段
13、13a:第三輻射部
132:第九輻射段
134:第十輻射段
135:第十一輻射段
136:第十二輻射段
14:金屬體
15:饋入部
16:載體
162:第一平面
164:第二平面
111b:第十三輻射段
112b:第十四輻射段
113b:第十五輻射段
114b:第十六輻射段
115b:第十七輻射段
圖1為本申請較佳實施例電子設備處於第一狀態的示意圖。
圖2為本申請較佳實施例電子設備處於第二狀態的示意圖。
圖3為本申請較佳實施例電子設備處於第三狀態的示意圖。
圖4為本申請第一實施例的天線結構應用至電子設備的示意圖。
圖5為圖4所示電子設備的截面示意圖。
圖6為圖4所示天線結構示意圖。
圖7為圖4所示天線結構的另一角度的示意圖。
圖8為圖4所示天線結構的回波損耗(Return Loss)曲線圖。
圖9為圖4所示天線結構的總輻射效率圖。
圖10為本申請第二實施例的天線結構應用至電子設備的示意圖。
圖11為圖10所示天線結構的示意圖。
圖12為圖10所示天線結構的另一角度的示意圖。
圖13為圖10所示天線結構的回波損耗(Return Loss)曲線圖。
圖14為圖10所示天線結構的總輻射效率曲線圖。
圖15為本申請第三實施例的天線結構應用至電子設備的示意圖。
圖16為圖15所示天線結構示意圖。
圖17為圖15所示天線結構的另一角度的示意圖。
圖18為圖15所示天線結構的回波損耗(Return Loss)曲線圖。
圖19為圖15所示天線結構的總輻射效率圖。
下面詳細描述本申請的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面透過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用於解釋本申請，而不能理解為對本申請的限制。
在本申請的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“豎直”、“水準”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本申請和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本申請的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特徵。在本申請的描述中，需要說明的是，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
在本申請的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接， 也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接或可以相互通訊，可以是直接相連，也可以透過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本申請中的具體含義。
在本申請中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵之“上”或之“下”可以包括第一特徵和第二特徵直接接觸，也可以包括第一特徵和第二特徵不是直接接觸而是透過它們之間的另外的特徵接觸。而且，第一特徵在第二特徵“之上”、“上方”和“上面”包括第一特徵在第二特徵正上方和斜上方，或僅僅表示第一特徵水準高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵“之下”、“下方”和“下面”包括第一特徵在第二特徵正下方和斜下方，或僅僅表示第一特徵水準高度小於第二特徵。
下文的公開提供了許多不同的實施方式或例子用來實現本申請的不同結構。為了簡化本申請的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，並且目的不在於限制本申請。此外，本申請可以在不同例子中重複參考數位和/或參考字母，這種重複是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施方式和/或設置之間的關係。
請參閱圖1及圖4，本申請第一較佳實施方式提供一種天線結構100，其可應用於行動電話、平板電腦、個人數位助理(personal digital assistant，PDA)、筆記型電腦、顯示裝置、電子播放機、遊戲機、電視機、穿戴式設備、物聯網(Internet of Things，IOT)設備、汽車等電子設備200中，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線訊號。
可以理解，所述電子設備200可以採用以下一種或多種通信技術：藍牙(Bluetooth，BT)通信技術、全球定位系統(global positioning system，GPS)通信技術、無線保真(wireless fidelity，Wi-Fi)通信技術、全球移動通信系統(global system for mobile communications，GSM)通信技術、寬頻碼分多址(wideband code division multiple access，WCDMA)通信技術、長期演進(long term evolution，LTE)通信技術、5G通信技術、SUB-6G通信技術以及未來其他通信技術等。
請一併參閱圖1、圖2及圖3，所述電子設備200包括第一殼體21、第二殼體22及連接件23。第一殼體21與第二殼體22透過連接件23可轉動地連接。
所述第一殼體21大致呈中空矩形結構並形成容置空間(圖未示)，可用於容置所述天線結構100及其他電子元器件。第一殼體21由金屬或其他導電材料製成。所述第一殼體21一側設置有一開口(圖未標)。可以理解，所述第二殼體22的結構可以與所述第一殼體21具有大致相同的結構。因此，在本申請的實施例中，以第一殼體21為例闡述具體結構，而第二殼體22的具體結構則不再累述。
所述電子設備200還包括兩個顯示單元201，分別容置於第一殼體21與第二殼體22的開口中，從而可形成雙屏結構。所述顯示單元201具有一顯示平面，該顯示平面裸露於該開口。可以理解，所述顯示單元201可結合觸摸感測器組合成觸控屏。觸摸感測器又可稱為觸控面板或觸敏面板。
可以理解，在一些實施例中，所述顯示單元201具有高屏佔比。即所述顯示單元201的顯示平面的面積大於70%的電子設備的正面面積，甚至可以做到整面全螢幕。具體的，在一些實施例中，所述全螢幕是指除了所述天線結構100上開設的必要的槽孔以外，所述顯示單元201的左側、右側、下側均可無縫隙地連接至所述第一殼體21或第二殼體22。所述第一殼體21和第二殼體22用於支撐所述顯示單元201、提供電磁遮罩及提高所述電子設備200的機構強度。
在一些實施例中，所述連接件23可以為鉸鏈，可由金屬或其他導電材料製成。所述第一殼體21與第二殼體22分別連接至連接件23相對的兩側，並可繞連接件23轉動呈不同的狀態。具體地，請參閱圖1，第一殼體21與第二殼 體22相對連接件23呈展開狀態，也即，第一殼體21、連接件23及第二殼體22並列依次連接，此時，所述電子設備200可處於平板模式，兩個顯示單元201位於電子設備200的同一側，兩個顯示單元201可拼接形成一個尺寸更大的顯示幕，可顯示尺寸更大的使用者介面或內容，可提供使用者更佳的觀看效果。
請參閱圖2，第一殼體21與第二殼體22以連接件23為轉動軸向第一方向相對轉動至呈疊設狀態，也即，第一殼體21與第二殼體22位於連接件23的同一側，並形成疊設狀態，此時，所述電子設備200可處於電話模式，兩個顯示單元201位於電子設備200的相背的兩側(也即兩個顯示單元201背向並分別向外)，兩個顯示單元201可分別顯示相同或不同的使用者介面或內容，可提供使用者從電子設備200的不同側面觀看使用者介面或內容。在一些實施例中，當所述電子設備200可處於電話模式時，其中一個顯示單元201可作為主屏，另一個顯示單元201可作為副屏。
請參閱圖3，第一殼體21與第二殼體22以連接件23為轉動軸向第二方向相對轉動至呈疊設狀態，也即，第一殼體21與第二殼體22位於連接件23的同一側，並形成疊設狀態，此時，所述電子設備200可處於待機模式，兩個顯示單元201位於電子設備200的相對一側(也即兩個顯示單元201相向)，兩個顯示單元201可不顯示，可對顯示單元201形成保護。
在一些實施例中，所述第一方向與所述第二方向相反。
在另一實施例中，第一殼體21與第二殼體22也可由邊框(圖未示)與背板(圖未示)連接形成。邊框與所述背板共同圍成容置空間(圖未示)。
請一併參閱圖4，所述電子設備200還包括電路板205，容置於所述第一殼體21中。在一些實施例中，電路板205可為所述天線結構100提供饋入電源及系統接地。在其他的實施例中，電路板205還可包括其他電子元器件，以實 現電子設備200的主機板電路及系統功能。所述電路板205還可包括一系統接地面，為所述天線結構100提供接地。
可以理解，在其他實施例中，所述電子設備200還可以包括以下一個或多個元件，例如處理器、電路板、記憶體、電源元件、輸入輸出電路、音訊元件(例如麥克風及揚聲器等)、多媒體元件(例如前置攝像頭和/後置攝像頭)、感測器元件(例如接近感測器、距離感測器、環境光感測器、加速度感測器、陀螺儀、磁感測器、壓力感測器及/或溫度感測器等)等，在此不再贅述。
請一併參閱圖5、圖6及圖7，所述天線結構100可收容於第一殼體21中。所述天線結構100包括第一輻射部11、第二輻射部12、第三輻射部13、金屬體14、饋入部15及載體16。
所述第一輻射部11、第二輻射部12及第三輻射部13間隔排布並承載於所述載體16上。其中，所述第二輻射部12與第三輻射部13分別間隔設置於所述第一輻射部11的相對兩側。所述第一輻射部11、第二輻射部12及第三輻射部13的一側均間隔所述連接件23設置。
在一些實施例中，所述載體16至少包括第一平面162及第二平面164。第一平面162與第二平面164大致垂直連接，其中第二平面164與連接件23大致平行且間隔設置。所述載體16可由非導電材料製成。
所述第一輻射部11包括依次連接的第一輻射段112、第二輻射段114、第三輻射段116及第四輻射段118。所述第一輻射段112、第二輻射段114、第三輻射段116及第四輻射段118均大致呈長條狀。所述第一輻射段112、第二輻射段114及第三輻射段116位於同一平面上且可設置於所述載體16的第一平面162上；所述第四輻射段118位於另一平面上且可設置於所述載體16的第二平面164上。所述第一輻射段112與第三輻射段116分別大致垂直連接於第二輻射段114的相對兩端，且第一輻射段112與第三輻射段116向相反的方向延伸。所述第 一輻射段112遠離第二輻射段114的一端透過所述饋入部15電性連接至電路板205上的饋入電源(或饋電點)，以饋入電流。在一些實施例中，所述饋入部15可以彈片、微帶線、條狀線、同軸電纜等方式電連接第一輻射段112與電路板205上的饋入電源(或饋電點)。所述第四輻射段118與第三輻射段116遠離第二輻射段114的一端大致垂直連接，並與第二輻射段114大致平行設置，且第四輻射段118與第二輻射段114由第三輻射段116的相對兩端向相同延伸方向延伸。所述第四輻射段118與連接件23大致平行且間隔設置。在一些實施例中，所述第四輻射段118與連接件23的間隔g1(也即第一輻射部11與連接件23的間隔)可以設置為0.3毫米。所述第四輻射段118的長度大於第二輻射段114的長度。
所述第二輻射部12包括依次連接的第五輻射段122、第六輻射段124、第七輻射段126及第八輻射段128。所述第五輻射段122大致呈片狀，所述第六輻射段124、第七輻射段126及第八輻射段128均大致呈長條狀。所述第五輻射段122、第六輻射段124及第七輻射段126位於同一平面上且可設置於所述載體16的第一平面162上；所述第八輻射段128位於另一平面上且可設置於所述載體16的第二平面164上。所述第五輻射段122與第七輻射段126分別大致垂直連接於第六輻射段124的相對兩端，且第五輻射段122與第七輻射段126向相反的方向延伸。所述第五輻射段122遠離第六輻射段124的一端連接至地(也即所述第五輻射段122遠離第六輻射段124的一端為接地端)，以為所述天線結構100提供接地，並間隔所述金屬體14設置。所述第八輻射段128與第七輻射段126遠離第六輻射段124的一端大致垂直連接，並與第六輻射段124大致平行設置，且第八輻射段128與第六輻射段124由第七輻射段126的相對兩端向相同延伸方向延伸。所述第八輻射段128與連接件23大致平行且間隔設置。在一些實施例中，所述第八輻射段128與連接件23的間隔g2(也即第二輻射部12與連接件23的間隔)可以設置為0.3毫米。所述第八輻射段128的長度小於第六輻射段124的長度。
所述第三輻射部13包括相連接的第九輻射段132及第十輻射段134。所述第九輻射段132及第十輻射段134均大致呈長條狀。所述第九輻射段132位於一平面上且可設置於所述載體16的第一平面162上；所述第十輻射段134位於另一平面上且可設置於所述載體16的第二平面164上。所述第九輻射段132遠離第十輻射段134的一端連接至地(也即所述第九輻射段132遠離第十輻射段134的一端為接地端)，以為所述天線結構100提供接地，並間隔金屬體14設置。所述第十輻射段134與第九輻射段132大致垂直連接。所述第十輻射段134與連接件23大致平行且間隔設置。在一些實施例中，所述第十輻射段134與連接件23的間隔g3(也即第三輻射部13與連接件23的間隔)可以設置為0.3毫米。所述第十輻射段134的長度小於第九輻射段132的長度。
在一些實施例中，所述第五輻射段122(第二輻射部12)和第九輻射段132(第三輻射部13)可以彈片、微帶線、條狀線、同軸電纜等方式電連接第一輻射段112與電路板205上的系統接地面(或接地點)。
所述金屬體14可由金屬材料或者其他導電材料製成。在一些實施例中，所述金屬體14大致呈U形結構。所述金屬體14包圍所述第一輻射部11、第二輻射部12及第三輻射部13，且金屬體14具有開口的一側相向所述連接件23。所述金屬體14、連接件23及顯示單元201可圍成一共振腔體，並於其中形成相應的淨空區(圖未示)，所述第一輻射部11、第二輻射部12及第三輻射部13位於所述共振腔體和淨空區中。
在一些實施例中，所述天線結構100的尺寸可以位置為45*8*3.5立方毫米(mm3)。
在一些實施例中，所述第一輻射部11、第二輻射部12、第三輻射部13、金屬體14及連接件23可構成一耦合鉸鏈天線結構(Couple Hinge Antenna，CHA)。
在另一實施例中，所述第二輻射部12和第三輻射部13可透過切換電路電性連接至系統接地面，即接地。可以理解，在一些實施例中，所述切換電路用以透過將所述第二輻射部12和第三輻射部13切換至所述系統接地面、使得所述第二輻射部12和第三輻射部13不接地、或者將所述第二輻射部12和第三輻射部13切換至不同的接地位置(相當於切換至不同的阻抗元件)，進而有效調整所述天線結構100的頻寬，以達到多頻率調整的功能。
可以理解，在一些實施例中，所述切換電路的具體結構可以為多種形式，例如可包括單路開關、多路開關、單路開關搭配匹配元件、多路開關搭配匹配元件等。
在一些實施例中，當第一輻射部11透過饋入部15從電路板205的饋電點饋入電流，電流將流經第一輻射部11，並耦合至連接件23，電流進一步耦合至所述第二輻射部12、第三輻射部13及金屬體14，電流進一步在金屬體14傳導，進而由所述第一輻射部11、連接件23、金屬體14及顯示單元201形成共振腔金屬結構，以激發一第一工作模態以產生第一輻射頻段的輻射訊號。在一些實施例中，所述第一工作模態為低頻模態，所述第一輻射頻段包括以2480MHz為中心頻率的頻段。
當第一輻射部11透過饋入部15從電路板205的饋電點饋入電流，電流將流經第一輻射部11，並耦合至連接件23，電流進一步耦合至所述第二輻射部12、第三輻射部13及金屬體14，電流進一步在金屬體14傳導，進而由所述第一輻射部11、連接件23、金屬體14及顯示單元201形成共振腔金屬結構，以激發一第二工作模態以產生第二輻射頻段的輻射訊號。在一些實施例中，所述第二工作模態為所述低頻模態的倍頻，所述第二輻射頻段包括以5300MHz為中心頻率的頻段。
當第一輻射部11透過饋入部15從電路板205的饋電點饋入電流，電流將流經第一輻射部11，並耦合至連接件23，電流進一步耦合至所述第二輻射部12及第三輻射部13，進而由所述第一輻射部11、連接件23及顯示單元201形成共振腔金屬結構，以激發一第三工作模態以產生第三輻射頻段的輻射訊號。在一些實施例中，所述第三工作模態為高頻模態，所述第三輻射頻段包括以5800MHz為中心頻率的頻段。
在一些實施例中，所述第一工作模態可覆蓋WiFi 2.4G模態，第一輻射頻段可包括2400-2480MHz頻段；第二工作模態和第三工作模態可覆蓋WiFi 5G模態，第二輻射頻段和第三輻射頻段可包括5180-5800MHz頻段。
在一些實施例中，第一輻射部11透過饋入部15饋入電流，並將電流耦合至連接件23、第二輻射部12及第三輻射部13，以形成多路徑環形(multi-loop)天線。
可以理解，在其中一個實施例中，所述饋入部15可以由鐵件、金屬銅箔、鐳射直接成型技術(Laser Direct structuring，LDS)製程中的導體等材質製成。
可以理解，在掌上型電子設備中，最佳化的調諧(detuned)天線設計在多種頻帶中能具有最大的輻射效能，其主要調諧天線效能的特性，使其天線的頻率明顯地偏移。因此，在其中一實施例中，所述饋入部15可設置為電容、電感或其組合，即所述饋入部15可由電容、電感或其組合替代。透過將所述饋入部15的一端電連接至所述系統接地面，即接地，另一端電連接至所述第一輻射部11。如此可使得所述天線結構100具有較佳的調諧性能，並使得所述天線結構100的隔離效果更優異。
圖8為所述天線結構100在電子設備200處於三種使用模式(即平板模式、電話模式和待機模式)的回波損耗(Return Loss)曲線圖。其中，曲線S81 為所述天線結構100在電子設備200處於電話模式時的回波損耗值。曲線S82為所述天線結構100在電子設備200處於平板模式時的回波損耗值。曲線S83為所述天線結構100在電子設備200處於待機模式時的回波損耗值。
圖9為所述天線結構100在電子設備200處於三種使用模式(即平板模式、電話模式和待機模式)的總輻射效率(Efficiency)曲線圖。其中，曲線S91為所述天線結構100在電子設備200處於電話模式時的總輻射效率。曲線S92為所述天線結構100在電子設備200處於平板模式時的總輻射效率。曲線S93為所述天線結構100在電子設備200處於待機模式時的總輻射效率。結合表1所示所示天線結構100的平均效率，可以得出在設計頻段中不同使用模式下的天線結構100均具有良好的輻射特性-2.4~-7.9dB。
Figure 111101911-A0305-02-0014-1
顯然，由圖8及圖9可知，所述天線結構100的頻率涵蓋WiFi 2.4G及WiFi 5G頻段，並大幅提升其頻寬與天線效率，亦可涵蓋全球頻段之應用，以及支援LTE-A的載波聚合應用(Carrier Aggregation，CA)要求。在另一實施例中，所述天線結構100也可產生各種不同的工作模態，例如低頻模態、中頻模態、高頻模態、超中頻模態、超高頻模態、5G N78模態及5G N79模態，涵蓋全球常用的通信頻段。具體而言，所述天線結構100在低頻可涵蓋GSM850/900/WCDMA Band5/Band8/Band13/Band17/Band20，中頻可涵蓋GSM 1800/1900/WCDMA 2100(1710-2170MHz)，高頻涵蓋LTE-A Band7、Band40、 Band41(2300-2690MHz)，超中頻涵蓋1427-1518MHz、超高頻涵蓋3400-3800MHz，以及5G的新頻譜範圍包括N78(3300-3800MHz)與N79(4400-5000MHz)。所述天線結構100的設計頻段可應用於GSM Qual-band、UMTS Band I/II/V/VIII頻段以及全球常用LTE 850/900/1800/1900/2100/2300/2500頻段的操作。
綜上，本申請的天線結構100透過在所述金屬體14、連接件23和顯示單元201形成共振腔輻射體，使得天線結構100饋入的電流可耦合至連接件23(鉸鏈)，以使鉸鏈作為傳導電流路徑的一部分，如此可涵蓋WiFi 2.4G及WiFi 5G等多個頻段，提升天線的頻寬，並使得所述天線結構100的輻射更具寬頻效果兼具較佳天線效率，涵蓋全球頻段應用以及CA應用的要求，同時具有MIMO特性。
請一併參閱圖10、圖11及圖12，為本申請第二較佳實施例所提供的天線結構100a，其可應用於行動電話、個人數位助理等電子設備200a中，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線訊號。
第二實施例的天線結構100a與第一實施例的天線結構100相比，天線結構100a包括第三輻射部13a取代天線結構100的第三輻射部13，天線結構100a的其他部分與天線結構100的其他部分保持一致，在此不再累述。
所述第三輻射部13a大致呈L形，包括首尾連接的第十一輻射段135和第十二輻射段136。所述第十一輻射段135和第十二輻射段136均大致呈長條狀，位於同一平面上且可設置於所述載體16的第一平面162上。所述第十一輻射段135遠離第十二輻射段136的一端連接至地，以為所述天線結構100提供接地，並間隔金屬體14設置。所述第十一輻射段135間隔且平行於所述第一輻射段112。所述第十二輻射段136間隔且平行於所述第二輻射段114設置，且第十二輻射段136的自由端與第三輻射段116對齊。在一些實施例中，所述第十一輻射段135的長度小於第十二輻射段136的長度。
在一些實施例中，當第一輻射部11透過饋入部15從電路板205的饋電點饋入電流，電流將流經第一輻射部11，並耦合至連接件23，電流進一步耦合至所述第二輻射部12、第三輻射部13a及金屬體14，電流進一步在金屬體14傳導，進而由所述第一輻射部11、連接件23、金屬體14及顯示單元201形成共振腔金屬結構，以激發一第四工作模態以產生第四輻射頻段的輻射訊號，在一些實施例中，所述第四工作模態為低頻模態，所述第四輻射頻段包括以2440MHz為中心頻率的頻段。
在一些實施例中，當第一輻射部11透過饋入部15從電路板205的饋電點饋入電流，電流將流經第一輻射部11，並耦合至連接件23，電流進一步耦合至所述第二輻射部12、第三輻射部13a及金屬體14，電流進一步在金屬體14傳導，進而由所述第一輻射部11、連接件23、金屬體14及顯示單元201形成共振腔金屬結構，以激發一第五工作模態以產生第五輻射頻段的輻射訊號，在一些實施例中，所述第五工作模態為所述低頻模態的倍頻，所述第五輻射頻段包括以5100MHz為中心頻率的頻段。
在一些實施例中，當第一輻射部11透過饋入部15從電路板205的饋電點饋入電流，電流將流經第一輻射部11，並耦合至連接件23，電流進一步耦合至所述第二輻射部12及第三輻射部13a，進而由所述第一輻射部11、連接件23及顯示單元201形成共振腔金屬結構，以激發一第六工作模態以產生第六輻射頻段的輻射訊號，在一些實施例中，所述第六工作模態為所述高頻模態，所述第六輻射頻段包括以5300MHz為中心頻率的頻段。
在一些實施例中，當第一輻射部11透過饋入部15從電路板205的饋電點饋入電流，電流將流經第一輻射部11，並耦合至第三輻射部13a，進而由所述第三輻射部13a激發一第七工作模態以產生第七輻射頻段的輻射訊號，在一些 實施例中，所述第七工作模態為高頻模態，所述第七輻射頻段包括以5700MHz為中心頻率的頻段。
在一些實施例中，所述第四工作模態可覆蓋WiFi 2.4G模態，第四輻射頻段可包括2400-2480MHz頻段；第五工作模態、第六工作模態及第七工作模態可覆蓋WiFi 5G模態，第五輻射頻段、第六輻射頻段及第七輻射頻段可包括5180-5800MHz頻段。
在一些實施例中，第一輻射部11透過饋入部15饋入電流，並將電流耦合至連接件23及第二輻射部12，以形成多路徑環形(multi-loop)天線。
圖13為所述天線結構100a在電子設備200a處於三種使用模式(即平板模式、電話模式和待機模式)的回波損耗(Return Loss)曲線圖。其中，曲線S131為所述天線結構100a在電子設備200a處於電話模式時的回波損耗值。曲線S132為所述天線結構100a在電子設備200a處於平板模式時的回波損耗值。曲線S133為所述天線結構100a在電子設備200a處於待機模式時的回波損耗值。
圖14為所述天線結構100a在電子設備200a處於三種使用模式(即平板模式、電話模式和待機模式)的總輻射效率(Efficiency)曲線圖。其中，曲線S141為所述天線結構100a在電子設備200a處於電話模式時的總輻射效率。曲線S142為所述天線結構100a在電子設備200a處於平板模式時的總輻射效率。曲線S143為所述天線結構100a在電子設備200a處於待機模式時的總輻射效率。結合表2所示所示天線結構100a的平均效率，可以得出在設計頻段中不同使用模式下的天線結構100a均具有良好的輻射特性-2.1~-7.4dB。
Figure 111101911-A0305-02-0017-3
Figure 111101911-A0305-02-0018-4
綜上，本申請的天線結構100a透過在所述金屬體14、連接件23和顯示單元201形成共振腔輻射體，使得天線結構100a饋入的電流可耦合至連接件23(鉸鏈)，以使鉸鏈作為傳導電流路徑的一部分，如此可涵蓋WiFi 2.4G及WiFi 5G等多個頻段，提升天線的頻寬，並使得所述天線結構100a的輻射更具寬頻效果兼具較佳天線效率，涵蓋全球頻段應用以及CA應用的要求，同時具有MIMO特性。
請一併參閱圖15、圖16及圖17，為本申請第三較佳實施例所提供的天線結構100b，其可應用於行動電話、個人數位助理等電子設備200b中，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線訊號。
第三實施例的天線結構100b與第一實施例的天線結構100相比，天線結構100b包括第一輻射部11b及第二輻射部12b替換天線結構100的第一輻射部11、第二輻射部12及第三輻射部13。天線結構100b的其他部分與天線結構100的其他部分保持一致，在此不再累述。
所述第一輻射部11b包括第十三輻射段111b、第十四輻射段112b、第十五輻射段113b、第十六輻射段114b及第十七輻射段115b。所述第十三輻射段111b、第十四輻射段112b及第十五輻射段113b均大致呈長條狀；第十六輻射段114b及第十七輻射段115b均大致呈矩形片狀。所述第十三輻射段111b、第十四輻射段112b、第十五輻射段113b及第十六輻射段114b位於同一平面上且可設置於所述載體16的第一平面162上；所述第十七輻射段115b位於另一平面上且可設置於所述載體16的第二平面164上。
所述第十三輻射段111b大致垂直連接於第十四輻射段112b的一端，第十三輻射段111b遠離第十四輻射段的一端連接至地(也即第十三輻射段 111b遠離第十四輻射段的一端為接地端)，以為所述天線結構100提供接地，並間隔金屬體14設置。在一些實施例中，第十三輻射段111b的接地端可以透過彈片、微帶線、條狀線、同軸電纜等方式電連接至金屬體14或電路板205上的接地點以實現接地。第十五輻射段113b連接於第十四輻射段112b的另一端，第十五輻射段113b的延伸方向可與第十四輻射段112b的延伸方向一致，第十五輻射段113b的寬度大於第十四輻射段112b的寬度。第十六輻射段114b大致垂直於第十四輻射段112b的一側，並間隔平行於第十三輻射段111b。第十六輻射段114b及第十三輻射段111b位於第十四輻射段112b的同一側。第十六輻射段114b的自由端透過饋入部15電性連接至電路板205上的饋入電源(或饋電點)，以饋入電流。在一些實施例中，所述饋入部15可以彈片、微帶線、條狀線、同軸電纜等方式電連接第一輻射段112與電路板205上的饋入電源(或饋電點)。第十六輻射段114b的長度小於第十三輻射段111b的長度。第十七輻射段115b大致垂直連接於第十四輻射段112b及第十五輻射段113b。第十七輻射段115b位於第十四輻射段112b相對第十六輻射段114b及第十三輻射段111b的一側。第十七輻射段115b的長度大致等於第十四輻射段112b及第十五輻射段113b的長度之和。第十七輻射段115b與連接件23大致平行且間隔設置。在一些實施例中，第十七輻射段115b與連接件23的間隔g4(也即第一輻射部11b與連接件23的間隔)可以設置為0.3毫米。
在一些實施例中，第一輻射部11b透過第十六輻射段114b連接饋入部15饋入電流，並透過第十三輻射段111b接地，使得第一輻射部11b形成PIFA天線結構。
所述第二輻射部12b位於第十四輻射段112b、第十五輻射段113b與第十六輻射段114b之間。所述第二輻射部12b大致呈L形，包括相連接的第十八輻射段122b和第十九輻射段124b。第十八輻射段122b和第十九輻射段124b均大 致呈長條狀。第十八輻射段122b的一端大致垂直連接於第十九輻射段124b的一端，第十八輻射段122b的另一端連接至地(也即第十八輻射段122b的另一端為接地端)，以為所述天線結構100b提供接地，並間隔金屬體14設置。在一些實施例中，第十八輻射段122b的接地端可以透過彈片、微帶線、條狀線、同軸電纜等方式電連接至金屬體14或電路板205上的接地點以實現接地。第十八輻射段122b間隔並平行於第十六輻射段114b。第十九輻射段124b間隔並平行於第十四輻射段112b。第十九輻射段124b的自由端與第十五輻射段113b間隔相對。
在一些實施例中，當第一輻射部11b透過第十六輻射段114b及饋入部15從電路板205的饋電點饋入電流，電流將流經第一輻射部11b，並耦合至連接件23及金屬體14，電流透過第十三輻射段111b流向地，電流進一步在金屬體14傳導，進而由所述第一輻射部11b、連接件23、金屬體14及顯示單元201形成共振腔金屬結構，以激發一第八工作模態以產生所述第八輻射頻段的輻射訊號。在一些實施例中，所述第八工作模態為低頻模態，所述第八輻射頻段包括以2440MHz為中心頻率的頻段。
在一些實施例中，當第一輻射部11b透過第十六輻射段114b及饋入部15從電路板205的饋電點饋入電流，電流將流經第一輻射部11b，並耦合至連接件23及金屬體14，電流透過第十三輻射段111b流向地，電流進一步在金屬體14傳導，進而由所述第一輻射部11b、連接件23、金屬體14及顯示單元201形成共振腔金屬結構，以激發一第九工作模態以分別產生第九輻射頻段的輻射訊號。在一些實施例中，所述第九工作模態為所述低頻的倍頻模態，所述第九輻射頻段包括以4780MHz為中心頻率的頻段。
在一些實施例中，當第一輻射部11b透過第十六輻射段114b及饋入部15從電路板205的饋電點饋入電流，電流將流經第一輻射部11b，並耦合至連接件23，電流透過第十三輻射段111b流向地，進而由所述第一輻射部11b、連接 件23及顯示單元201形成共振腔金屬結構，以激發一第十工作模態以分別產生第十輻射頻段的輻射訊號。在一些實施例中，第十工作模態為高頻模態，第十輻射頻段包括以5250MHz為中心頻率的頻段。
在一些實施例中，當第一輻射部11b透過第十六輻射段114b及饋入部15從電路板205的饋電點饋入電流，電流將流經第一輻射部11b，並耦合至第二輻射部12b，電流透過第二輻射部12b流向地，進而由所述第二輻射部12b激發一第十一工作模態以產生第十一輻射頻段的輻射訊號。在一些實施例中，所述第十一工作模態為高頻模態，所述第十一輻射頻段包括以5750MHz為中心頻率的頻段。
在一些實施例中，所述第八工作模態可覆蓋WiFi 2.4G模態，第八輻射頻段可包括2400-2480MHz頻段；第九、十、十一工作模態可覆蓋WiFi 5G模態，第九、十、十一輻射頻段可包括5180-5800MHz頻段。
圖18為所述天線結構100b在電子設備200b處於三種使用模式(即平板模式、電話模式和待機模式)的回波損耗(Return Loss)曲線圖。其中，曲線S181為所述天線結構100b在電子設備200b處於電話模式時的回波損耗值。曲線S182為所述天線結構100b在電子設備200b處於平板模式時的回波損耗值。曲線S183為所述天線結構100b在電子設備200b處於待機模式時的回波損耗值。
圖19為所述天線結構100b在電子設備200b處於三種使用模式(即平板模式、電話模式和待機模式)的總輻射效率(Efficiency)曲線圖。其中，曲線S191為所述天線結構100b在電子設備200b處於電話模式時的總輻射效率。曲線S192為所述天線結構100b在電子設備200b處於平板模式時的總輻射效率。曲線S193為所述天線結構100b在電子設備200b處於待機模式時的總輻射效率。結合表3所示所示天線結構100b的平均效率，可以得出在設計頻段中不同使用模式下的天線結構100b均具有良好的輻射特性-2.6~-6.5dB。
Figure 111101911-A0305-02-0022-5
顯然，由圖18及圖19可知，所述天線結構100b的頻率涵蓋WiFi 2.4G及WiFi 5G頻段，並大幅提升其頻寬與天線效率，亦可涵蓋全球頻段之應用，以及支援LTE-A的載波聚合應用(Carrier Aggregation，CA)要求。在另一實施例中，所述天線結構100b也可產生各種不同的工作模態，例如低頻模態、中頻模態、高頻模態、超中頻模態、超高頻模態、5G N78模態及5G N79模態，涵蓋全球常用的通信頻段。具體而言，所述天線結構100b在低頻可涵蓋GSM850/900/WCDMA Band5/Band8/Band13/Band17/Band20，中頻可涵蓋GSM 1800/1900/WCDMA 2100(1710-2170MHz)，高頻涵蓋LTE-A Band7、Band40、Band41(2300-2690MHz)，超中頻涵蓋1427-1518MHz、超高頻涵蓋3400-3800MHz，以及5G的新頻譜範圍包括N78(3300-3800MHz)與N79(4400-5000MHz)。所述天線結構100b的設計頻段可應用於GSM Qual-band、UMTS Band I/II/V/VIII頻段以及全球常用LTE 850/900/1800/1900/2100/2300/2500頻段的操作。
綜上，本申請的天線結構100b透過在所述金屬體14、連接件23和顯示單元201形成共振腔輻射體，使得天線結構100b饋入的電流可耦合至連接件23(鉸鏈)，以使鉸鏈作為傳導電流路徑的一部分，如此可涵蓋WiFi 2.4G及WiFi 5G等多個頻段，提升天線的頻寬，並使得所述天線結構100b的輻射更具寬頻效 果兼具較佳天線效率，涵蓋全球頻段應用以及CA應用的要求，同時具有MIMO特性。
在另一實施例中，所述天線結構也可不設置於載體上，而是貼裝在電路板的側邊，電路板的側邊靠近所述鉸鏈(連接件)，以使得天線結構間隔鉸鏈設置，從而天線結構的電流可耦合至鉸鏈，以豐富電流傳導路徑，從而提升天線結構的輻射頻寬。
可以理解，在另一實施例中，所述天線結構可設置於第一殼體21或第二殼體22中的任一個。
對於本領域技術人員而言，顯然本申請不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本申請的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本申請。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本申請的範圍由所附請求項而不是上述說明限定，因此旨在將落在請求項的等同要件的含義和範圍內的所有變化涵括在本申請內。
最後應說明的是，以上實施例僅用以說明本申請的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本申請進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本申請的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本申請技術方案的精神和範圍。
100:天線結構
200:電子設備
21:第一殼體
22:第二殼體
23:連接件
205:電路板

Claims (16)

  1. 一種天線結構，應用於電子設備，所述電子設備包括第一殼體、第二殼體及鉸鏈，所述第一殼體與第二殼體透過所述鉸鏈可轉動地連接，所述天線結構收容於所述第一殼體或第二殼體中的任一個，其改良在於，所述天線結構包括：饋入部；第一輻射部，第一輻射部的一端連接至所述饋入部，第一輻射部的另一端與所述鉸鏈具有一第一間隔；至少一接地端；所述第一輻射部透過所述饋入部饋入電流，第一輻射部傳導電流並透過另一端將電流耦合至所述鉸鏈，以激發至少一工作模態以產生至少一輻射頻段的輻射訊號；所述第一輻射部包括依次連接的第一輻射段、第二輻射段、第三輻射段及第四輻射段；所述第一輻射段與第三輻射段分別垂直連接於第二輻射段的相對兩端，且第一輻射段與第三輻射段的方向延伸相反；所述第一輻射段遠離第二輻射段的一端透過所述饋入部電性連接至一饋入電源；所述第四輻射段與第三輻射段遠離第二輻射段的一端垂直連接，並與第二輻射段平行設置，且第四輻射段與第二輻射段由第三輻射段的相對兩端向相同延伸方向延伸；所述第四輻射段與所述鉸鏈平行設置且具有所述第一間隔；所述第四輻射段的長度大於第二輻射段的長度。
  2. 如請求項1所述的天線結構，其中，所述天線結構還包括金屬件，所述金屬件圍繞所述第一輻射部設置，所述第一輻射部、所述鉸鏈及所述金屬件形成一共振腔體。
  3. 如請求項2所述的天線結構，其中，所述天線結構還包括第二輻射部，所述第二輻射部包括依次連接的第五輻射段、第六輻射段、第七輻射段及第八輻射段；所述第五輻射段與第七輻射段分別垂直連接於第六輻射段的 相對兩端，且第五輻射段與第七輻射段的方向延伸相反；所述第五輻射段的另一端為所述接地端並連接至地，並間隔所述金屬件設置；所述第八輻射段與第七輻射段遠離第六輻射段的一端垂直連接，並與第六輻射段平行設置，且第八輻射段與第六輻射段由第七輻射段的相對兩端向相同延伸方向延伸；所述第八輻射段與所述鉸鏈平行設置且具有第二間隔；所述第八輻射段的長度小於第六輻射段的長度。
  4. 如請求項3所述的天線結構，其中，所述天線結構還包括第三輻射部，所述第三輻射部包括垂直連接的第九輻射段及第十輻射段，所述第九輻射段遠離第十輻射段的一端為所述接地端並連接至地，並間隔所述金屬件設置；所述第十輻射段與所述鉸鏈平行設置且具有第三間隔；所述第十輻射段的長度小於第九輻射段的長度。
  5. 如請求項4所述的天線結構，其中，所述第一輻射段、第二輻射段、第三輻射段、第五輻射段、第六輻射段、第七輻射段及第九輻射段共面且位於第一平面上；所述第四輻射段、第八輻射段及第十輻射段共面且位於第二平面上；所述第一平面垂直於第二平面。
  6. 如請求項4所述的天線結構，其中，所述第一間隔、第二間隔及第三間隔的大小相等。
  7. 如請求項3所述的天線結構，其中，所述天線結構還包括第三輻射部，所述第三輻射部包括垂直連接的第十一輻射段和第十二輻射段，所述第十一輻射段遠離第十二輻射段的一端為所述接地端並連接至地，並間隔所述金屬件設置；所述第十一輻射段間隔且平行於所述第一輻射段；所述第十二輻射段間隔且平行於所述第二輻射段設置，且第十二輻射段的自由端與第三輻射段對齊；所述第十一輻射段的長度小於第十二輻射段的長度。
  8. 如請求項7所述的天線結構，其中，所述第一輻射段、第二輻射段、第三輻射段、第五輻射段、第六輻射段、第七輻射段、第十一輻射段及第十二輻射段共面且位於第一平面上；所述第四輻射段及第八輻射段共面且位 於第二平面上；所述第一平面垂直於第二平面。
  9. 如請求項2所述的天線結構，其中，所述第一輻射部包括第十三輻射段、第十四輻射段、第十五輻射段、第十六輻射段及第十七輻射段；所述第十三輻射段垂直連接於第十四輻射段的一端，第十三輻射段遠離第十四輻射段的一端為所述接地端並連接至地，並間隔所述金屬設置；第十五輻射段連接於第十四輻射段的另一端，第十五輻射段的延伸方向與第十四輻射段的延伸方向一致，第十五輻射段的寬度大於第十四輻射段的寬度；第十六輻射段垂直於第十四輻射段的一側，並間隔平行於第十三輻射段；第十六輻射段及第十三輻射段位於第十四輻射段的同一側；第十六輻射段遠離第十四輻射段的一端連接至饋入部；第十六輻射段的長度小於第十三輻射段的長度；第十七輻射段垂直連接於第十四輻射段及第十五輻射段；第十七輻射段位於第十四輻射段相對第十六輻射段及第十三輻射段的一側；第十七輻射段的長度等於第十四輻射段及第十五輻射段的長度之和；第十七輻射段與所述鉸鏈平行設置且具有第四間隔。
  10. 如請求項9所述的天線結構，其中，所述天線結構還包括第二輻射部，所述第二輻射部位於第十四輻射段、第十五輻射段與第十六輻射段之間；所述第二輻射部包括垂直連接的第十八輻射段和第十九輻射段；第十八輻射段的一端垂直連接於第十九輻射段的一端，第十八輻射段的另一端為所述接地端並連接至地，並間隔所述金屬件設置；第十八輻射段間隔並平行於第十六輻射段；第十九輻射段間隔並平行於第十四輻射段；第十九輻射段的自由端與第十五輻射段間隔相對。
  11. 如請求項10所述的天線結構，其中，所述第十三輻射段、第十四輻射段、第十五輻射段、第十六輻射段、第十八輻射段及第十九輻射段共面且位於第一平面上；所述第十七輻射段位於第二平面上；所述第一平面垂直於所述第二平面。
  12. 一種電子設備，其改良在於：所述電子設備包括如請求項1 至11中任一項所述的天線結構以及鉸鏈。
  13. 如請求項12所述的電子設備，其中，所述電子設備還包括顯示單元，所述第一殼體與第二殼體均設置有顯示單元。
  14. 如請求項13所述的電子設備，其中，所述第一輻射體位於第一殼體或第二殼體、金屬件及鉸鏈所圍成的空腔中。
  15. 如請求項13所述的電子設備，其中，所述第一殼體與第二殼體相對鉸鏈呈展開狀態，第一殼體、鉸鏈及第二殼體並列依次連接，以使所述電子設備處於平板模式；第一殼體與第二殼體以鉸鏈為轉動軸向第一方向相對轉動至呈疊設狀態，以使所述電子設備處於電話模式；第一殼體與第二殼體以鉸鏈為轉動軸向第二方向相對轉動至呈疊設狀態，以使所述電子設備處於待機模式；所述第一方向與所述第二方向相反。
  16. 如請求項12所述的電子設備，其中，所述電子設備還包括電路板，以為所述天線結構提供饋入電流及接地。
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