专利名称：电子装置及其天线模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用于电子装置的天线模块，特别是涉及一种可缩小体积并简化结构 设计的多频天线模块及其电子装置。
背景技术：
随着无线传输技术的蓬勃发展，让使用者可通过具有无线传输功能的便携式电子 装置，例如笔记本型计算机、手机或PDA等，在任何时间地点进行因特网连线，因此带给人 们极大的便利性。一般在便携式电子装置内部会装设天线模块，藉由天线模块收发信号以 提供无线传输功能。由于此类便携式电子装置以其便携性为特点，结构上朝向轻薄短小的 设计发展，使得天线模块在设计上势必也要尽量缩小其体积；但在缩减天线模块体积的同 时，往往也降低了天线模块的接收效能。另一方面，为使天线模块可因应不同系统所需的传 输带宽及效能，又必须考量天线模块各部件的对应结构设计，如此将增加天线模块的结构 复杂度而提高制造成本。因此如何能兼顾天线模块的小型化及支持多频传输的功能，实为 一重要课题。
发明内容
本发明的主要目的是在提供一种简化结构设计并支持多频带宽功能的天线模块。为达到上述的目的，本发明的天线模块应用于电子装置以传输无线信号。天线模 块包括天线本体及馈入点，天线本体为一矩形金属片，天线本体形成镂空部，镂空部从天线 本体的一侧向内延伸，藉由镂空部可将天线本体区隔为第一辐射部、第二辐射部以及第三 辐射部；馈入点连接馈线，用以馈入电性信号至天线本体。藉此，第一辐射部可形成第一电 流路径，第二辐射部可形成第二电流路径，且第二辐射部结合第三辐射部形成第三电流路 径，用以产生不同的工作频段。其中镂空部包括一开口，开口介于第一辐射部与第三辐射部 之间。其中镂空部的形状实质上近似于英文字母“Z”、“s”或阿拉伯数字“2”。藉由镂空部 的形状及其开口位置的对应设计，使得本发明的天线模块可构成支持WIMAX的天线模块。本发明的天线模块另一形式亦藉由镂空部的形状及其开口位置的对应设计，利用 镂空部将天线本体区隔为第一辐射部、第二辐射部以及突出部；藉此，第一辐射部可形成第 一电流路径，且第一辐射部结合第二辐射部可形成第二电流路径，用以产生不同的工作频 段。具体地，该天线模块包括一天线本体，为一矩形金属片，所述天线本体形成一镂空部， 所述镂空部从所述天线本体的一侧向内延伸，藉由所述镂空部可将所述天线本体区隔为一 第一辐射部、一第二辐射部以及一突出部，以及一馈入点，连接于一馈线，用以馈入一电性 信号至所述天线本体。藉此，所述第一辐射部可形成一第一电流路径，且所述第一辐射部 结合所述第二辐射部可形成一第二电流路径，用以产生不同的工作频段。其中镂空部的开 口介于第二辐射部与突出部之间。藉此设计，使得此形式的本发明的天线模块可构成支持 WLAN的天线模块。本发明的电子装置包括无线传输模块以及如前所述的天线模块，且无线传输模块与天线模块电性连接。藉由前述天线模块的配置，使得本发明的电子装置具有无线传输功 能，且依据所搭配天线模块的不同以提供支持WIMAX或WLAN的功能。本发明兼顾天线模块的小型化及支持多频传输的功能。
图1为本发明的天线模块的第一实施例的结构示意图。图2为本发明的天线模块的第一实施例的电压驻波比测量结果图。图3为本发明的天线模块的第一实施例的增益值测量结果表。图4为本发明的天线模块的第一实施例在2. 4GHz的辐射场型图。图5为本发明的天线模块的第一实施例在3. 7GHz的辐射场型图。图6为本发明的天线模块的第一实施例在5. 15GHz的辐射场型图。图7为本发明的天线模块的第一实施例的另一使用状态的示意图。图8(a)为本发明的天线模块的第二实施例的结构示意图。图8(b)为本发明的天线模块的第三实施例的结构示意图。图9为本发明的天线模块的第四实施例的结构示意图。图10为本发明的天线模块的第四实施例的增益值测量结果表。图11为关于本发明的电子装置的系统方框图。主要组件符号说明天线模块l、la、lb、lc突出部14c天线本体10、10a、10b、IOc馈入点 20、20c镂空部ll、lla、llb、llc馈线 30开口lll、llla、lllb、lllc接地组件 40第一辐射部12、12a、12b、12c电子装置60第二辐射部13、13a、13b、13c无线传输模块61第三辐射部14、14a、14b弯折线S
具体实施例方式为能让审查员能更了解本发明的技术内容，特举出较佳实施例说明如下。以下请先参考图1为本发明的天线模块1的第一实施例的结构示意图。本发明的 天线模块1可应用于电子装置以传输无线信号。如图1所示，本发明的天线模块1包括天 线本体10及馈入点20，天线本体10为一矩形金属片，天线本体10形成镂空部11，镂空部 11从天线本体10的一侧向内延伸，且镂空部11包括开口 111。藉由镂空部11可将天线本 体10区隔为第一辐射部12、第二辐射部13以及第三辐射部14，且镂空部11的开口 111介 于第一辐射部12与第三辐射部14之间。在本实施例中，镂空部11的形状实质上近似于阿 拉伯数字“2”，亦即开口 111连接于“2”的笔划最前端部位。本发明的天线模块1的馈入点20连接馈线30，通过馈线30用以馈入电性信号至 天线本体10。馈线30可使用一同轴缆线，但本发明不以此为限。在本实施例中，馈入点20 设置于第一辐射部12及第二辐射部13之间。此外，本发明的天线模块1还包括接地组件 40，电性连接于天线本体10，以提供接地功能。在本实施例中，天线本体10可通过馈线30与接地组件40相连接，但亦可直接将接地组件40连接于天线本体10，不以本实施例为限。其中接地组件40可为电子装置的壳体、金属板或可挠性金属材料(例如铜箔)。藉由本发明的天线模块1的设计，以馈入点20为基准点，当电性信号馈入至第一 辐射部12时，在第一辐射部12可形成第一电流路径；当电性信号馈入至第二辐射部13时， 在第二辐射部13可形成第二电流路径；且当电性信号馈入经第二辐射部13至第三辐射部 14时，结合第二辐射部13及第三辐射部14可形成第三电流路径，以产生不同的工作频段。 藉由上述天线模块1的结构设计，第一辐射部12可共振出5GHz左右的频段，第二辐射部13 可共振出3GHz左右的频段，而第二辐射部13结合第三辐射部14则可共振出2GHz左右的 频段，以达到多频天线的效果。又如图1所示，本发明的天线模块1对于前述所采用不同形状的镂空部11，可因应 调整镂空部11的宽度或曲度，而使得第一辐射部12、第二辐射部13与第三辐射部14亦随 之调整。由于各辐射部在外形、宽度或长度的变化将改变天线的特性，因此设计者可藉由调 整镂空部11以配合调整各辐射体(图未示)，即可改变本发明的天线模块1的工作频段，以 符合设计的需要，不以本实施例为限。此外，藉由改变馈入点20的位置，将会影响到本发明 的天线模块1在前述所形成的第一电流路径、第二电流路径或第三电流路径的长度，亦可 达到调整各辐射部的工作频段的效果。请参考图2为本发明的天线模块1的第一实施例的电压驻波比(to 1 tage standing wareratio,VSffR)测量结果图。如图2所示，本发明的天线模块1藉由上述的结 构设计，在2. 3GHz至3. 7GHz左右的频段，所测量出来的VSWR值均小于2. 5，且在5. 15GHz 至5. 85GHz左右的频段，所测量出来的VSWR值近似于或小于3，因此本发明的天线模块1可 达到不错的传输效果。请参考图3为本发明的天线模块1的第一实施例的增益值(gain)测量结果表。 如图3所示，本发明的天线模块1针对目前常用的频段，测量在2. 3GHz至2. 7GHz左右、在 3. 3GHz至3. 8GHz左右以及在5. 15GHz至5. 85GHz左右频段的增益值，通过测量结果可发现 大部分所测得的增益值可大于_4，显示本发明的天线模块1可达到不错的效能。以下请一并参考图4至图6。图4为本发明的天线模块1的第一实施例在2. 4GHz 的辐射场型图。图5为本发明的天线模块1的第一实施例在3. 7GHz的辐射场型图。图6 为本发明的天线模块1的第一实施例在5. 15GHz的辐射场型图。只是需注意的是，图4至 图6的各辐射场型图是以角度每30度为单位测量增益值所取得的数据加以绘制，因此各角 度单位间的图形以直线来显示，但实际上若以每1度为单位测量所取得的数据绘制应可形 成圆滑曲线，在此说明。如图5至图7所示，本发明的天线模块1在2. 4GHz及5. 15GHz虽 然有某个角度所测得的增益值较不理想，但在大部分的角度均可量得不错的增益值，使得 本发明的天线模块1具备近似于一全向性天线的效果。请参考图7为本发明的天线模块1的第一实施例的另一使用状态的示意图。为了 因应现行电子装置轻薄短小的设计趋势，本发明的天线模块1可通过一弯折设计来缩减其 所占体积大小，以便于节省电子装置内部可供利用的空间。如图7所示，在本实施例中，本 发明的天线模块1针对天线本体10的适当位置虚拟一弯折线S，使得在天线模块1最上端 的第三辐射部14可沿着弯折线以形成一弯折结构，藉由此弯折结构使得第二辐射部13与 第三辐射部14保持一实质上90度的弯折角度相连接，以缩减本发明的天线模块1的尺寸。只是需注意的是，本发明的第三辐射部14所形成的弯折结构并不以具有实质上90度的弯 折角度为限。请一并参考图8(a)、图8(b)。图8 (a)为本发明的天线模块Ia的第二实施例的结 构示意图。图8(b)为本发明的天线模块Ib的第三实施例的结构示意图。如图8(a)所示， 本发明的天线模块Ia采用近似于英文字母“Z”的镂空部Ila形状设计，将天线本体IOa区 隔为第一辐射部12a、第二辐射部13a以及第三辐射部14a，亦可达到类似前述第一实施例 的多频天线效果。又如图8(b)所示，本发明的天线模块Ib采用近似于英文字母“S”的镂 空部lib形状设计，虽然整体构造与前述实施例恰为相反，但镂空部lib亦将天线本体IOb 区隔为三辐射部12b、13b以及14b，同样可达到类似的多频天线效果。
请参考图9为本发明的天线模块Ic的第四实施例的结构示意图。本实施例为前 述实施例的变化形式，差异处在于镂空部Ilc的开口 Illc位置不同。如图9所示，本发明 的天线模块Ic包括天线本体IOc及馈入点20c，天线本体IOc为矩形金属片，天线本体IOc 形成镂空部1 lc，镂空部Ilc从天线本体IOc的一侧向内延伸，且镂空部Ilc包括开口 11 Ic。 藉由镂空部Ilc可将天线本体IOc区隔为第一辐射部12c、第二辐射部13c以及突出部14c。 其中镂空部lie的开口 Illc介于第二辐射部13c与突出部14c之间。在本实施例中，镂空 部11的形状实质上近似于阿拉伯数字“2”，亦即开口 111连接于“2”的笔划最末端部位。藉由本发明的天线模块Ic的设计，以馈入点20c为基准点，当电性信号馈入至第 一辐射部12c时，在第一辐射部12c可形成第一电流路径；且当电性信号馈入经第一辐射部 12c至第二辐射部13c时，结合第一辐射部12c及第二辐射部13c可形成第二电流路径，以 产生不同的工作频段。藉由上述天线模块Ic的结构设计，第一辐射部12c可共振出5GHz 左右的频段，而第一辐射部12c结合第二辐射部13c则可共振出2GHz左右的频段，以达到 双频天线的效果。此外本发明的天线模块Ic的镂空部Ilc形状亦可采用近似于英文字母 “S”或“Z”的设计，亦可达到类似的双频天线效果，不以本实施例为限。请参考图10为本发明的天线模块Ic的第四实施例的增益值测量结果表。如图 10所示，本发明的天线模块Ic针对目前常用的频段，测量在2. 4GHz至2. 5GHz左右以及在 5. 15GHz至5. 85GHz左右频段的增益值，通过测量结果可发现大部分所测得的增益值可大 于_4，显示本发明的天线模块Ic可达到不错的效能。请参考图11为关于本发明的电子装置60的系统方框图。在本发明的一实施例 中，电子装置60可为笔记本型计算机、手机等移动装置，但本发明并不以此为限。如图11 所示，本发明的电子装置60包括天线模块1及无线信号模块61。电子装置60可利用馈线 (图未示)馈入到天线模块1并与无线信号模块61电性连接，以藉由无线信号模块61来处 理天线模块1的信号，例如发射或接收信号。如此，电子装置60即可以藉由天线模块1接 收或者传送无线信号到其他装置(图未示)，以达到无线通信的目的。需注意的是，电子装 置60并不以具有天线模块1为限。本发明亦可依照需求，以本发明的天线模块Ia至天线 模块Ic其中任一种天线取代天线模块1，以接收或者传送不同频段的无线信号。综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，处处均显示其迥异于公知技术的特 征，为一大突破，恳请审查员明察，早日赐准专利，使嘉惠社会，实感德便。惟需注意，上述实 施例仅为示例性说明本发明的原理及其功效而已，而非用于限制本发明的范围。任何本领 域技术人员均可在不违背本发明的技术原理及精神下，对实施例作修改与变化。本发明的权利保护范围应如所附的权利要求书范围所述
权利要求
一种天线模块，应用于一电子装置以传输无线信号，所述天线模块包括一天线本体，为一矩形金属片，所述天线本体形成一镂空部，所述镂空部从所述天线本体的一侧向内延伸，藉由所述镂空部可将所述天线本体区隔为一第一辐射部、一第二辐射部以及一第三辐射部；以及一馈入点，连接于一馈线，用以馈入一电性信号至所述天线本体；藉此，所述第一辐射部可形成一第一电流路径，所述第二辐射部可形成一第二电流路径，且所述第二辐射部结合所述第三辐射部形成一第三电流路径，用以产生不同的工作频段。
2.如权利要求1所述的天线模块，其中所述镂空部包括一开口，所述开口介于所述第 一辐射部与所述第三辐射部之间。
3.如权利要求2所述的天线模块，其中所述镂空部的形状实质上近似于一英文字母 “Z”、一英文字母“S”或一阿拉伯数字“2”。
4.如权利要求3所述的天线模块，其中所述第三辐射部形成一弯折结构。
5.如权利要求3所述的天线模块，其中藉由改变所述镂空部的宽度或曲度，用以调整 各所述辐射部的工作频段。
6.如权利要求3所述的天线模块，其中藉由改变所述馈入点的位置，用以调整各所述 辐射部的工作频段。
7.如权利要求1所述的天线模块，还包括一接地组件，电性连接于所述天线本体，以提 供接地功能。
8.一种电子装置，具有无线传输功能，所述电子装置包括一无线传输模块以及一天线 模块，所述无线传输模块与所述天线模块电性连接，所述天线模块包括一天线本体，为一矩形金属片，所述天线本体形成一镂空部，所述镂空部从所述天线本 体的一侧向内延伸，藉由所述镂空部可将所述天线本体区隔为一第一辐射部、一第二辐射 部以及一第三辐射部；以及一馈入点，连接于一馈线，用以馈入一电性信号至所述天线本体；藉此，所述第一辐射部可形成一第一电流路径，所述第二辐射部可形成一第二电流路 径，且所述第二辐射部结合所述第三辐射部形成一第三电流路径，用以产生不同的工作频 段。
9.如权利要求8所述的电子装置，其中所述镂空部包括一开口，所述开口介于所述第 一辐射部与所述第三辐射部之间。
10.如权利要求9所述的电子装置，其中所述镂空部的形状实质上近似于一英文字母 “Z”、一英文字母“S”或一阿拉伯数字“2”。
11.如权利要求10所述的电子装置，其中所述第三辐射部形成一弯折结构。
12.如权利要求10所述的电子装置，其中藉由改变所述镂空部的宽度或曲度，用以调 整各所述辐射部的工作频段。
13.如权利要求10所述的电子装置，其中藉由改变所述馈入点的位置，用以调整各所 述辐射部的工作频段。
14.如权利要求8所述的电子装置，还包括一接地组件，电性连接于所述天线本体，以 提供接地功能。
15.一种天线模块，应用于一电子装置以传输无线信号，所述天线模块包括一天线本体，为一矩形金属片，所述天线本体形成一镂空部，所述镂空部从所述天线本 体的一侧向内延伸，藉由所述镂空部可将所述天线本体区隔为一第一辐射部、一第二辐射 部以及一突出部；以及一馈入点，连接于一馈线，用以馈入一电性信号至所述天线本体；藉此，所述第一辐射部可形成一第一电流路径，且所述第一辐射部结合所述第二辐射 部可形成一第二电流路径，用以产生不同的工作频段。
16.如权利要求15所述的天线模块，其中所述镂空部包括一开口，所述开口介于所述 第二辐射部与所述突出部之间。
17.如权利要求16所述的天线模块，其中所述镂空部的形状实质上近似于一英文字母 “Z”、一英文字母“S”或一阿拉伯数字“2”。
18.如权利要求17所述的天线模块，其中所述第二辐射部形成一弯折结构。
19.如权利要求17所述的天线模块，其中藉由改变所述镂空部的形状或曲度，用以调 整各所述辐射部的工作频段。
20.如权利要求17所述的天线模块，其中藉由改变所述馈入点的位置，用以调整各所 述辐射部的工作频段。
21.如权利要求15所述的天线模块，还包括一接地组件，电性连接于所述天线本体，以 提供接地功能。
22.一种电子装置，具有无线传输功能，所述电子装置包括一无线传输模块以及一天线 模块，所述无线传输模块与所述天线模块电性连接，所述天线模块包括一天线本体，为一矩形金属片，所述天线本体形成一镂空部，所述镂空部从所述天线本 体的一侧向内延伸，藉由所述镂空部可将所述天线本体区隔为一第一辐射部、一第二辐射 部以及一突出部；以及一馈入点，连接于一馈线，用以馈入一电性信号至所述天线本体；藉此，所述第一辐射部可形成一第一电流路径，且所述第一辐射部结合所述第二辐射 部可形成一第二电流路径，用以产生不同的工作频段。
23.如权利要求22所述的电子装置，其中所述镂空部包括一开口，所述开口介于所述 第二辐射部与所述突出部之间。
24.如权利要求23所述的电子装置，其中所述镂空部的形状实质上近似于一英文字母 “Z”、一英文字母“S”或一阿拉伯数字“2”。
25.如权利要求24所述的电子装置，其中所述第二辐射部形成一弯折结构。
26.如权利要求24所述的电子装置，其中藉由改变所述镂空部的形状或曲度，用以调 整各所述辐射部的工作频段。
27.如权利要求24所述的电子装置，其中藉由改变所述馈入点的位置，用以调整各所 述辐射部的工作频段。
28.如权利要求22所述的电子装置，还包括一接地组件，电性连接于所述天线本体，以 提供接地功能。
全文摘要
本发明涉及电子装置及其天线模块。具体地，一种天线模块，应用于一电子装置以传输无线信号。天线模块包括天线本体及馈入点，天线本体为一矩形金属片，天线本体形成镂空部，镂空部从天线本体的一侧向内延伸，藉由镂空部可将天线本体区隔为第一辐射部、第二辐射部以及第三辐射部；馈入点连接于天线本体，用以馈入一电性信号至天线本体。藉此，第一辐射部可形成第一电流路径，第二辐射部可形成第二电流路径，且第二辐射部结合第三辐射部形成第三电流路径，用以产生不同的工作频段。本发明兼顾天线模块的小型化及支持多频传输的功能。
文档编号H01Q5/01GK101807741SQ20091000890
公开日2010年8月18日 申请日期2009年2月12日 优先权日2009年2月12日
发明者孙榕成 申请人:纬创资通股份有限公司