电子装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种电子装置，包括天线组件。天线组件用以收发至少一射频信号并包括单极天线、寄生天线、传感器、连接线路、矩阵线路、第一无源元件及第二无源元件。寄生天线相邻单极天线并耦接电子装置的接地面。传感器藉由连接线路耦接单极天线及寄生天线。矩阵线路设置于寄生天线连接接地面的一端。第一无源元件设置于连接线路连接单极天线的一端。第二无源元件设置于连接线路中连接寄生天线的一端。当天线组件连接传感器并收发射频信号时，第一无源元件及第二无源元件阻隔天线组件的电流流入传感器。当天线组件不收发射频信号时，矩阵线路断开寄生天线及接地面。
【专利说明】
电子装置
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种电子装置，且特别是有关于一种包括一天线组件的电子装置。
【背景技术】
[0002]随着时代的演进及科技的发展，目前的手持电子装置无论是笔记型电脑或是平板电脑(Tablet)皆朝着更轻更薄的方向设计。在追求产品轻量化及小型化的同时，用以收发通信信号的天线可使用的空间必然会受到压缩，再加上物理条件的限制，天线的特性更是受到极大的影响。举例而言，在一般提供3G或LTE的平板电脑中，常会设置有接近传感器(Proximity sensor),接近传感器需在天线旁边放置一个感应垫(sensing pad)以连接到传感器。当天线靠近人体时，接近传感器的感应垫就能够感应，且接近传感器会送一个信号通知系统将射频信号功率降低。
[0003]在习知技术中，接近传感器的感应垫常为独立地设置于天线旁，且为了提供良好的感测距离，感应垫的尺寸具有一定的大小。然而，随着LTE (Long Term Evolut1n)频段的逐渐普及，结合LTE天线与接近传感器的感应垫的天线组件，其外形尺寸会相当大。因此，如何在兼顾整体设计的考量下，提升天线的收发传输速率及传输品质，成为急需被解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明是有关于一种电子装置，包括一天线组件，以结合天线与接近传感器的感应垫，进而增加电子装置内的配置空间。
[0005]本发明的一种电子装置，包括天线组件。天线组件设置于电子装置并用以收发至少一射频信号。天线组件包括单极天线、寄生天线、传感器、连接线路、矩阵线路、第一无源元件及第二无源元件。寄生天线相邻单极天线并耦接电子装置的接地面。传感器耦接单极天线及寄生天线。连接线路耦接传感器，并于远离传感器的一端具有第一端及第二端。第一端耦接单极天线，第二端耦接寄生天线。矩阵线路设置于寄生天线连接接地面的一端。第一无源元件位于传感器与单极天线之间，并设置于连接线路连接单极天线的一端。第二无源元件位于传感器与寄生天线之间，并设置于连接线路中连接寄生天线的一端。当天线组件收发射频信号时，第一无源元件及第二无源元件阻隔射频信号传送至传感器。当物体靠近天线组件时，天线组件不收发射频信号，矩阵线路断开寄生天线及接地面。
[0006]基于上述，在本发明的电子装置的天线组件中，单极天线以及自接地面拉出的寄生天线能够藉由连接线路连接于传感器。第一无源元件及第二无源元件分别设置在连接线路连接单极天线及寄生天线的位置，且矩阵线路能被设置在寄生天线耦接接地面的位置。当天线组件连接传感器并收发射频信号时，无源元件能够阻绝单极天线与寄生天线的电流被传送至传感器，天线组件不会因为与传感器连接而使得原本的谐振模态被影响，且矩阵线路还可保持天线组件操作在原本的谐振模态。
[0007]此外，因为传感器是感应电容值变化，所以就电容感应来看，矩阵线路能够断开寄生天线与接地面以避免寄生天线作为感应垫时接地，使得单极天线与寄生天线可作为传感器的感应垫，且传感器的感应垫与天线组件共构更能够使传感器的感应垫具有最大涵盖的感应面积以及感应距离。因此，本发明的天线组件不但能够维持收发通信信号的功能，且还可以作为传感器的感应垫，使得电子装置不需额外再设置感应垫，进而提升电子装置内空间配置的弹性。
[0008]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，并配合所附图式作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1A为本发明一实施例的电子装置部分结构的示意图；
[0010]图1B为图1A的天线组件的示意图；
[0011]图2A至图2C绘示本发明其他实施例的天线组件的示意图；
[0012]图3A为图1A的天线结构于收发第一射频信号的示意图；
[0013]图3B为图1A的天线结构于收发第二射频信号的示意图；
[0014]图4A至图4D为本发明其他实施例的天线线路的示意图。
[0015]附图标记说明:
[0016]10:电子装置；
[0017]12、12a:接地面；
[0018]100、100a、100b、100c、200a、200b、200c、200d:天线组件；
[0019]110、110a、210a、210b:单极天线；
[0020]112、112a:馈入点；
[0021]114:本体辐射部；
[0022]115:第一本体辐射部；
[0023]116:第二本体辐射部；
[0024]117:第三本体辐射部；
[0025]118:第四本体辐射部；
[0026]120、120a、220c、220d:寄生天线；
[0027]121:第一寄生辐射部；
[0028]122:第二寄生辐射部；
[0029]123:第三寄生辐射部；
[0030]124:寄生辐射部；
[0031]130、130a:传感器；
[0032]140:连接线路；
[0033]142:第一端；
[0034]144:第二端；
[0035]150、150a:矩阵线路；
[0036]152:电感；
[0037]154:电容；
[0038]160、160a:第一无源元件；
[0039]170、170a:第二无源元件；
[0040]180、180a:第三无源元件；
[0041]211a:本体辐射支部；
[0042]221c、22Id:寄生辐射支部；
[0043]Dl:第一方向；
[0044]G:间距。
【具体实施方式】
[0045]图1A为本发明一实施例的电子装置部分结构的示意图。图1B为图1A的天线组件的示意图。请参考图1A及图1B，本实施例的电子装置10，包括天线组件100。天线组件100设置于电子装置10并用以收发至少一射频信号。天线组件100包括单极天线110、寄生天线120、传感器130、连接线路140、矩阵线路150、第一无源元件160及第二无源元件170。寄生天线120相邻单极天线110并耦接电子装置10的接地面12。传感器130耦接单极天线110及寄生天线120。连接线路140耦接传感器130，并于远离传感器130的一端具有第一端142及第二端144。第一端142耦接单极天线110，第二端144耦接寄生天线120。矩阵线路150设置于寄生天线120连接接地面12的一端。第一无源元件160位于传感器130与单极天线110之间，并设置于连接线路140连接单极天线110的一端。第二无源元件170位于传感器130与寄生天线120之间，并设置于连接线路140中连接寄生天线120的一端。
[0046]在本实施例中，电子装置10可为平板电脑，天线组件100可为平板电脑中的LTE天线。传感器130为接近传感器(Proximity sensor),用以检测电子装置10外人体是否靠近电子装置10。单极天线110为外形呈现倒L形结合T形的金属片，且馈入点112设置于金属片的转折处。然而，本发明在此并不限制单极天线的外形，在本发明其他未绘示的实施例中，单极天线也可以是单独T形外形的金属片。当天线组件100收发射频信号时，为了避免用以将单极天线110与寄生天线120连接至传感器130的连接线路140影响天线原本的谐振模态，第一无源元件160被设置在单极天线110连接至传感器130之前，且第二无源元件170被设置在寄生天线120连接至传感器130之前。换言之，第一无源元件160可以是设置在连接线路140的第一端142连接单极天线110的位置，例如是刚脱离单极天线110的位置。第二无源元件170可以是设置在连接线路140的第二端144连接寄生天线120的位置，例如是刚脱离寄生天线120的位置。因此，本实施例的天线组件100不会因为单极天线110与寄生天线120皆与传感器130连接而使得原本的谐振模态被影响，且矩阵线路150还可保持天线组件100操作在原本的谐振模态。
[0047]此外，在图1B中，因为在连接线路140中，连接寄生天线120的第二端144路径较长，为了彻底阻隔寄生天线120与传感器130，天线组件100更包括第三无源元件180。第三无源元件设180置于连接线路140且位于第二端144远离相对第二无源元件170的一侧。换言之，第三无源元件180为设置在连接线路140的第二端144与第一端142相互会合之前的位置。然而，本实施例在此并不限定天线组件100需设置第三无源元件180，在本发明其他未绘示的实施例中，第三无源元件也可以被省略。在本实施例中，第一无源元件160、第二无源元件170及第三无源元件180皆为电感，且电感值为InH至50nH之间，例如是47nH。然而，随着天线的线路以及环境的不同，第一无源元件160、第二无源元件170及第三无源元件180的电感值可能有所差异，本发明在此并不加以限定。
[0048]本实施例的天线组件100除了原本的收发通信信号功能之外，还可以藉由与传感器130耦接以作为传感器130的感应垫，使得电子装置10不需额外再设置感应垫。以接近传感器为例，传感器130的检测原理是藉由在靠近检测面的表面设置有多片金属片构成的感应垫(图式绘示为两片)。当感应垫被人体靠近时，感应垫之间的电容值产生变化，使得传感器130传送信号回系统，并降低系统的射频功率。
[0049]在本实施例中，天线组件100的单极天线110与寄生天线120能够作为传感器130的感应垫。然而，因为寄生天线120是从接地面12拉出，若要将单极天线110与寄生天线120作为传感器130的感应垫，则必须阻隔寄生天线120与接地面12的耦接。因此，天线组件100需藉由矩阵线路150断开寄生天线120及接地面12使得单极天线110与寄生天线120能够作为传感器130的感应垫，并在当使用者靠近单极天线110与寄生天线120时产生电容值变化，使传感器130做动。因为传感器130是感应电容值变化，所以就电容感应来看，本实施例的矩阵线路150能够断开寄生天线120与接地面12以避免寄生天线120作为感应垫时接地，使得单极天线110与寄生天线120皆可作为为传感器130的感应垫，且传感器130的感应垫与天线组件100共构更能够使传感器130的感应垫具有最大涵盖的感应面积以及感应距离。因此，本实施例的天线组件100能够兼具通发通信信号以及作为传感器的130的感应垫的功能，使得电子装置10不需额外再设置感应垫，对于提升电子装置10内空间配置的弹性，有很大的帮助。
[0050]在本实施例中，矩阵线路150包括至少一电感152及至少一电容154。电感152设置于寄生天线120靠近接地面12的一侧，电容154相邻地设置于电感152远离接地面12的一侧。换言之，电容154与电感152相邻，且电感152位于寄生天线120靠近接地面12的位置。在本实施例中，电感的电感值为InH至50nH之间，例如是3.9nH。电容的电容值为
0.1pF至10pF之间，例如是12pF。然而，随着天线的线路以及环境的不同，电容154与电感152的数值皆可能有所差异，本发明在此并不加以限定。
[0051]另外，图2A至图2C绘示本发明其他实施例的天线组件的示意图。本实施例的矩阵线路150以及无源元件160、170、180的结构，能够应用在其他由单极天线与寄生天线构成的不同的天线组件中。以图2A为例,在天线组件10a中，单极天线IlOa的馈入点112a位于转折处，且单极天线IlOa能控制高频频带的信号，寄生天线120a控制低频频带的信号。第一无源元件160a阻绝单极天线I 1a与传感器130a，且第二无源元件170a及第三无源元件180a阻绝寄生天线120a与传感器130a。矩阵线路150a断开寄生天线120a与接地面12a。图2B至图2C的天线组件100b、10c也具有同样特性，本发明在此不再赘述之。
[0052]在本实施例中，矩阵线路150及无源元件160、170、180能够设置于LTE天线中以提高电子装置10内空间配置的弹性。以下将说明图1A的实施例的天线的运作方式。图3A为图1A的天线结构于收发第一射频信号的示意图。请参考图3A，本实施例的天线组件100用以收发至少一射频信号，且射频信号包括第一射频信号及第二射频信号。当天线组件100收发第一射频信号时，第一射频信号具有第一涵盖频段。当天线组件100收发第二射频信号时，第二射频信号具有第二涵盖频段。举例而言，在本实施例中，第一涵盖频段介于704MHz至960MHz之间，第二涵盖频段介于1710MHz至2170MHZ之间。然而，本发明在此并不限制涵盖频段的范围。
[0053]当天线组件100在收发第一射频信号的状态时，第一涵盖频段包括第一子频段及第二子频段。单极天线110包括本体辐射部114，寄生天线120包括第一寄生辐射部121、第二寄生辐射部122及第三寄生辐射部123。第二寄生辐射部122连接第一寄生辐射部121的一端并沿着第一方向Dl延伸。第二寄生辐射部122至少一部份与单极天线110的至少一部分以间距G平行地设置。第三寄生辐射部123连接于第一寄生辐射部121连接第二寄生福射部122的同一端,并沿着相对第二寄生福射部122的方向延伸。当第一射频信号的中心频率在第一涵盖频段内时，第一寄生辐射部121及第二寄生辐射部122耦合本体辐射部114产生第一模态以收发位于第一子频段的第一射频信号。第一寄生辐射部121及第三寄生辐射部123产生第二模态以收发位于第二子频段的第一射频信号。
[0054]举例而言，在本实施例中，第一涵盖频段介于704MHz至960MHz，当第一射频信号的中心频率在704MHz至960MHz之间时，第一寄生辐射部121及第二寄生辐射部122耦合本体辐射部114产生704MHz至824MHz (第一子频段)之间的第一模态，而第一寄生辐射部121及第三寄生辐射部123产生824MHz至960MHz (第二子频段)之间第二模态，使得本实施例的涵盖频段能够介于704MHz至960MHz之间。
[0055]在本实施例中，单极天线110能够藉由与寄生天线120耦合以产生第一模态，且第一模态能够藉由调整间距G的宽度与长度以达到最佳化，使得单极天线110的长度能够被缩短，进而达到缩小天线尺寸的目的。此外，第一寄生辐射部121及第二寄生辐射部122的总长度，以及本体辐射部114的长度为第一射频信号的波长长度的四分之一。
[0056]图3B为图1A的天线结构于收发第二射频信号的示意图。请参考图3B，当天线组件100收发第二射频信号时，第二涵盖频段包括第三子频段、第四子频段及第五子频段。寄生天线120包括寄生辐射部124，单极天线还包括第一本体辐射部115、第二本体辐射部116、第三本体辐射部117及第四本体辐射部118。第二本体辐射部116连接第一本体辐射部115的一端并沿着第一方向Dl延伸,第二本体福射部116与第一本体福射部115构成转折。第三本体辐射部117连接于第一本体辐射部115连接第二本体辐射部116的同一端，第三本体辐射部117相对第二本体辐射部116延伸，并与第一本体辐射部115构成转折。第四本体辐射部118，与第一本体辐射部115连接并位于相对第二本体辐射部116及第三本体辐射部117的另一端，第四本体辐射部118与第一本体辐射部115构成转折。
[0057]当第二射频信号的中心频率在第二涵盖频段内时，第一本体辐射部115及第二本体辐射部116产生第三模态以收发位于第三子频段的第二射频信号，第一本体辐射部115及第三本体辐射部117产生第四模态以收发位于第四子频段的第二射频信号，第四本体辐射部118及寄生辐射部124产生第五模态以收发位于第五子频段的第二射频信号。
[0058]举例而言，在本实施例中，第二涵盖频段介于1710MHz至2170MHZ之间。第五子频段可为高频的频段，第三子频段为中频的频段，且第四子频段为低频的频段。此外，第一本体辐射部115及第二本体辐射部116的总长度以及第四本体辐射部118及寄生辐射部124的总长度为第二射频信号的波长长度的四分之一。然而，本发明在此并不限制天线的线路配置方式以及涵盖频段。图4A至图4D为本发明其他实施例的天线线路的示意图。其中，在图4A的天线组件200a中，单极天线210a为一 T字型的外形。而图4B与图4A的差异在于，图4B的天线组件200b的单极天线210b具有本体福射支部211a。在图4C中，天线组件200c的寄生天线220c更包括寄生辐射支部221c。图4D与图4C的差异仅在于，图4B的天线组件200d的寄生天线220d的寄生辐射支部221d位置低于图4A的寄生辐射支部221c。
[0059]综上所述，在本发明的电子装置的天线组件中，单极天线以及自接地面拉出的寄生天线能够藉由连接线路连接于传感器。第一无源元件及第二无源元件分别设置在连接线路连接单极天线及寄生天线的位置，且矩阵线路能被设置在寄生天线耦接接地面的位置。当天线组件连接传感器并收发射频信号时，无源元件能够阻绝单极天线以及寄生天线的电流流至传感器，以避免天线组件的谐振模态被影响，且矩阵线路还可保持天线组件操作在原本的谐振模态。从感应垫角度来看，矩阵线路能够断开寄生天线与接地面以避免当寄生天线在作为感应垫时接地，使得单极天线与寄生天线还可作为传感器的感应垫，且传感器的感应垫与天线组件共构还能够使传感器的感应垫具有最大涵盖的感应面积以及感应距离。此外，本实施例的天线组件能够藉由将单极天线与寄生天线以一间距相隔设置，使其相互耦合匹配，以降低天线的长度。因此，本发明的天线组件不但能够维持收发通信信号的功能，且还可以作为传感器的感应垫，使得电子装置不需额外再设置感应垫，并缩小天线体积，进而提升电子装置内空间配置的弹性。
[0060]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。
【权利要求】
1.一种电子装置，其特征在于，包括: 一天线组件，设置于该电子装置，并用以收发至少一射频信号，该天线组件包括: 一单极天线； 一寄生天线，相邻该单极天线并耦接该电子装置的一接地面； 一传感器，稱接该单极天线及该寄生天线； 一连接线路，耦接该传感器，并于远离该传感器的一端具有一第一端及一第二端，其中该第一端稱接该单极天线，该第二端稱接该寄生天线； 一矩阵线路，设置于该寄生天线连接该接地面的一端； 一第一无源元件，位于该传感器与该单极天线之间，并设置于该连接线路中连接该单极天线的一端；以及 一第二无源元件，位于该传感器与该寄生天线之间，并设置于该连接线路中连接该寄生天线的一端，其中，当该天线组件连接该传感器并收发该射频信号时，该第一无源元件及该第二无源元件阻隔该天线组件的电流流入该传感器，当该天线组件不收发该射频信号时，该矩阵线路断开该寄生天线及该接地面。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该单极天线大致为一倒L形或T形金属片。
3.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该矩阵线路包括: 至少一电感，设置于靠近该接地面的一侧；以及 至少一电容，相邻地设置于该电感远离该接地面的一侧。
4.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包括一第三无源元件，该第三无源元件设置于该连接线路且位于该第二端远离相对该第二无源元件的一侧。
5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该射频信号包括一第一射频信号及一第二射频信号，当该天线组件收发该第一射频信号时，该第一射频信号具有一第一涵盖频段，该第一涵盖频段包括一第一子频段及一第二子频段，当该天线组件收发该第二射频信号时，该第二射频信号具有一第二涵盖频段，该第二涵盖频段包括一第三子频段、一第四子频段及一第五子频段。
6.根据权利要求5所述的电子装置，其特征在于，该单极天线包括一本体辐射部，该寄生天线包括: 一第一寄生辐射部； 一第二寄生辐射部，连接该第一寄生辐射部的一端并沿着一第一方向延伸，该第二寄生辐射部至少一部份与该单极天线的至少一部分以一间距平行地设置；以及 一第三寄生辐射部，连接于该第一寄生辐射部连接该第二寄生辐射部的该端，并沿着相对该第二寄生辐射部的方向延伸；当该第一射频信号的中心频率在该第一涵盖频段内时，该第一寄生辐射部及该第二寄生辐射部耦合该本体辐射部产生一第一模态以收发位于该第一子频段的该第一射频信号，该第一寄生辐射部及该第三寄生辐射部产生一第二模态以收发位于该第二子频段的该第一射频信号。
7.根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于，该第一寄生辐射部及该第二寄生辐射部的总长度，以及该本体辐射部的长度为该第一射频信号的波长长度的四分之一。
8.根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于，该寄生天线还包括一寄生辐射部，该单极天线还包括: 一第一本体福射部； 一第二本体福射部，连接该第一本体福射部的一端并沿着该第一方向延伸，该第二本体辐射部与该第一本体辐射部构成转折； 一第三本体辐射部，连接于该第一本体辐射部连接该第二本体辐射部的该端，该第三本体辐射部相对该第二本体辐射部延伸，并与该第一本体辐射部构成转折；以及 一第四本体辐射部，与该第一本体辐射部连接并位于相对该第二本体辐射部及该第三本体辐射部的另一端，该第四本体辐射部与该第一本体辐射部构成转折；当该第二射频信号的中心频率在该第二涵盖频段内时，该第一本体辐射部及该第二本体辐射部产生一第三模态以收发位于该第三子频段的该第二射频信号，该第一本体辐射部及该第三本体辐射部产生一第四模态以收发位于该第四子频段的该第二射频信号，该第四本体辐射部及该寄生辐射部产生一第五模态以收发位于该第五子频段的该第二射频信号。
9.根据权利要求8所述的电子装置，其特征在于，该第一本体辐射部及该第二本体辐射部的总长度以及该第四本体福射部及该寄生福射部的总长度为该第二射频信号的波长长度的四分之一。
10.根据权利要求5所述的电子装置，其特征在于，该第一涵盖频段介于704MHz至960MHz之间，该第二涵盖频段介于1710MHz至2170MHZ之间。
【文档编号】H01Q1/36GK104167591SQ201310183625
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年5月17日 优先权日:2013年5月17日
【发明者】杨崇文 申请人:宏碁股份有限公司