天线装置的制作方法

本发明有关一种天线装置，特别关于一种整合天线模块与功能元件模块的天线装置。
背景技术：
：无线通信技术目前广泛地应用于各种电子产品中，对于智慧型手机或平板电脑而言，其所使用的无线信号的频率较多(或说涵盖的频段较多)，故相应地这种电子产品需较多的天线来收发各种无线信号。然而，当天线较多时，天线分布于电子产品内的情形会较困难，也就是，天线要放置在电子产品内的何处才能有较好的效率、且如何不占据其他电子元件/模块的设置空间等问题将会较困难；当电子产品的尺寸更小时，这些问题将更显复杂。因此，如何在电子产品内的有限及复杂的可利用空间中，设计及设置一个符合所需无线通信频率的天线，乃为此业界待解决的问题。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种天线装置，其能整合天线模块与功能元件模块，以节省天线模块所占据的空间。本发明的目的在于提供另一种天线装置，其能提供至少两种共振模态，以使天线装置能操作多个频段中。为达上述目的，本发明所揭露的天线装置包含：一电路板，包含一接地层；多个电子元件，设置于该电路板上、且包含一微处理器及一 无线通信芯片；一功能元件模块，包含一载板及设置于该载板上的一金属构件，该载板具有一主体部及一延伸部，该主体部的一侧面是与该电路板的一侧面相间隔及相面对，而该延伸部从该主体部的侧面延伸出而连结该电路板的侧面；一第一天线模块，具有一馈入点、一第一接地点及一第一辐射体，该馈入点设置于该主体部上、且电性连接该金属构件的一侧，该第一接地点设置于延伸部上、且电性连接该金属构件的另一侧、并电性连接该接地层，该第一辐射体是包含该金属构件的至少一部分；以及一馈线，其一端电性连接馈入点、而另一端电性连接该无线通信芯片，用以传输一第一无线信号至该馈入点而馈入该第一辐射体。为达上述目的，本发明所揭露的另一天线装置包含一电路板，其包含一接地层；多个电子元件，其设置于该电路板上、且包含一微处理器、一无线通信芯片及一存储器；一功能元件模块，包含一载板及设置于该载板上的一金属构件，该载板具有一主体部及一延伸部，该主体部的一侧面是与该电路板的一侧面相间隔及相面对，而该延伸部从该主体部的侧面延伸出而连结该电路板的侧面；一第一天线模块，其具有一第一接地点及一第一辐射体，该第一接地点设置于延伸部上、且电性连接该金属构件的一侧、并电性连接该接地层，该第一辐射体是包含该金属构件的至少一部分；一第二天线模块，设置于该载板的上方、且具有一馈入点、一第二辐射体及一第二接地点，该馈入点设置于该第二辐射体的一端，该第二接地点设置于该第二辐射体的另一端、且电性连接该接地层；以及一馈线，其一端电性连接该馈入点、而另一端电性连接该电路板，用以传输一第一无线信号至该馈入点而耦合至该第一辐射体，并用以传输一第二无线信号至该馈入点而馈入该第二辐射体。借此，天线装置的有益技术效果至少有：第一天线模块是与功能元件模块相整合，使得功能元件模块可作为第一天线模块的辐射体，借此节省或免去容置辐射体的所需空间；另外，第一天线模块与第二天线模块可相耦合，以产生另一共振模态，使得天线装置可提供至少两种共振模态。为让上述目的、技术特征及优点能更明显易懂，下文是以较佳的实施例配合所附图式进行详细说明。【附图说明】图1A为依据本发明第一较佳实施例的天线装置的上视图。图1B为图1A的部分放大详图。图1C为图1A的另一部分放大详图(未显示辐射路径)。图2为依据本发明第一较佳实施例的天线装置的侧视图。图3A为依据本发明第二较佳实施例的天线装置的上视图。图3B为图3A的部分放大详图。图4为依据本发明第二较佳实施例的天线装置的侧视图。图5为依据本发明第二较佳实施例的天线装置的另一侧视图。图6A为依据本发明第三较佳实施例的天线装置的上视图。图6B为图6A的部分放大详图。图7为依据本发明第三较佳实施例的天线装置的侧视图。图8为依据本发明第二及第三较佳实施例的天线装置的频率与电压驻波比的关系示意图。【符号说明】1、2、3天线装置10电路板101侧面11接地层20电子元件21微处理器22无线通信芯片23存储器30功能元件模块31载板311主体部3111侧面312延伸部32金属构件40第一天线模块41馈入点42第一接地点43第一辐射体L1辐射路径W间距50馈线60第二天线模块61第二辐射体62第二接地点63连接件64馈入点L2辐射路径H间距70盖板71金属部分72绝缘部分73底面【具体实施方式】请参阅图1A、图1B及图2所示，其为依据本发明第一较佳实施例的天线装置的上视图及侧视图。该天线装置1可为一具有无线通信功能的电子产品(例如智慧型手机或平板电脑等)的一部分，而天线装置1可包含一电路板10、多个电子元件20、一功能元件模块30、一第一天线模块40及一馈线50，该多个元件的技术内容将依序说明如下。电路板10为电子产品内的主要的电路板，其可供大部分及主要的电子元件20设置或连接其上，而一些机械构件(图未示)亦可设置于电路板10上。外型上，该电路板10是以矩型来示意，惟实际应用上的形状并不局限于此，亦可为不规则的形状。结构上，电路板10包含一电路图案层(图未示)，使得电子元件20之间能直接地或间接地相互电性连接，以互相传递电信号。电路板10更包含一或一个以上的接地层11，其可为于电路板10的外层或内层(即不外露)；该接地层11可作为一金属层，例如铜层。电子元件20可设置于电路板10上，例如通过焊料或电连接器(图未示)等方式来设置于电路板10上，电子元件20并与电路板10的电路图案层及接地层11相电性连接。电子元件20可包含一微处理器21及无线通信芯片22等，微处理器21(或称微控制器或中央处理器，用以执行资料的运算等)及无线通信芯片22(用以无线信号的收发及/或处理等，可等同一接受器/发射器或收发器，亦可为一芯片组)皆为一般具有通信功能的电子产品中的常见电子元件，故其具体实施方式应为本
技术领域：
中具有通常知识者能轻易理解者；此外，微处理器21及无线通信芯片22亦有可能整合为单一元件而设置于电路板10上。依据实际应用或需求，电子元件20尚可包含存储器23、电池、液晶屏幕、各种传感器及/或信号处理芯片等(图未示)，以提供电子产品的各种功能。因此，承载该多个电子元件20的电路板10亦可称为主机 板(motherboard)。类似电路板10上的电子元件20，功能元件模块30亦是用以提供电子产品的功能，而依据实际应用或需求，功能元件模块30可包含一耳机模块、一相机模块、一扬声器模块、一振动模块或一连接器模块等电子产品中的常用者。由于耳机模块、扬声器模块、连接器模块等皆可用以输出信号，故此类的功能元件模块30亦可称为输出元件模块。以下将以耳机模块为例来进一步说明。结构上，功能元件模块30可包含一载板31及一金属构件32、亦可包含非金属构件(例如耳机孔外围的塑胶结构)。载板31具有一主体部311及一延伸部312，该主体部311并没有直接与电路板10相接触、结合，而是其一侧面3111与电路板10的一侧面101相间隔及相面对；换言之，主体部311的侧面3111与电路板10的侧面101之间定义有一间距W。尺寸上，载板31可小于电路板10许多，故载板31亦可称为小板。载板31亦可为一软性电路板。延伸部312则是从主体部311的侧面3111延伸出(如图1C所示，主体部311与延伸部312之间的边界可借由一假想虚线来示意)，然后进一步接触并连结电路板10的侧面101。因此，延伸部312与主体部311可为一体成型者，而延伸部312则固定在电路板10的侧面101上。延伸部312亦可与电路板10为一体成型者，如此延伸部312及主体部311可视为从电路板10的侧面101延伸出。金属构件32设置于载板31上，泛指载板31上的包含金属导体的结构体，可分布于主体部311及延伸部312上。金属构件32例如可包含一金属壳体、一金属接脚、一金属片、一金属线路、一电阻、一电容或一电感等，而本实施例是以位于载板31底部的金属片为示例。另说明的是，功能元件模块30与电路板10之间亦有电性连接，以使得电信号可在功能元件模块30与电路板10之间传输。电信号可通过延伸部312传输至电路板10上，故功能元件模块30在延伸部312上可包 含接点、传输线或电连接器(图未示)等用以与电路板10电性连接者；该多个接点、传输线或电连接器亦可视为是金属构件32的可能者。第一天线模块40用以收发具有特定频率(频段)的电磁波，其结构上具有一馈入点41、一第一接地点42及一第一辐射体43。馈入点41设置于载板31的主体部311上、且较佳地位于主体部311的侧面3111、且接近主体部311的一角落；馈入点41还电性连接金属构件32的一侧。第一接地点42则是设置于载板31的延伸部312上，且较佳地接近于延伸部312与电路板10相连结处；第一接地点42还电性连接金属构件32的另一侧，换言之，第一接地点42与馈入点41分别位于金属构件32的两侧。第一接地点42进一步电性连接电路板10的接地层11，例如可通过延伸部312上的接点、传输线或电连接器来连接至接地层11。第一辐射体43则包含金属构件32的至少一部分或是全部，换言之，第一天线模块40是将第一辐射体43整合至金属构件32中，直接利用金属构件32来收发电磁波，以节省额外设置第一辐射体43的空间。由馈入点41开始、通过第一辐射体43(金属构件32)至第一接地点42结束，可定义出一辐射路径L1。此辐射路径L1的长度会影响其共振模态(共振频率)，而调整馈入点41与第一接地点42之间的距离(即调整馈入点41与第一接地点42在载板31上与金属构件32连接的位置)可改变辐射路径L1的长度，以得到所需的共振模态。通常，借由调整载板31的尺寸(例如调整延伸部312相对于主体部311的延伸位置)，可调整辐射路径L1。本实施例中，第一天线模块40的工作频率可为2300至2700MHz(百万赫)。此外，主体部311的侧面3111与电路板10的侧面101之间的间距W亦可调整，以调整第一辐射体43的阻抗匹配。较佳地，间距W可在0.5至5mm(毫米)之间调整，以达到所需的阻抗匹配。馈线50用以传输来自于电路板10上的无线通信芯片22的一第一无线信号(射频能量)至第一天线模块40中，然后第一天线模块40 再依据第一无线信号来发射电磁波。具体而言，馈线50的一端电性连接至馈入点41，而馈线50的另一端电性连接至电路板10、以进一步电性连接至无线通信芯片22。第一无线信号经由馈线50直接馈入至馈入点41及第一辐射体43中，然后第一辐射体43再发射出电磁波。反之，第一辐射体43亦可接收电磁波，然后经由馈入点41、馈线50及电路板10而传递至无线通信芯片22。馈线50可为一电缆线(cableline)、波导(waveguide)等常用形式者。借由上述说明可知，本实施例中的天线装置1是让第一天线模块40与功能元件模块30相整合，使得功能元件模块30的金属构件32可用来收发电磁波。如此，第一天线模块40与功能元件模块30可容置于相同的空间，换言之，可节省额外的空间来容置另一者。此外，借由金属构件32来收发电磁波时，可借由调整辐射路径L1而得到所需频率的电磁波。补充说明的是，功能元件模块30内除了有本身的电信号(例如音频信号)外，还有来自馈线50的无线信号，而「供无线信号使用的金属构件32」与「供电信号使用的金属线路(另一金属构件)」可相隔离，以减少无线信号与电信号的相干扰。以上是天线装置1的技术内容的说明，接着将说明依据本发明其他实施例的天线装置的技术内容，而各实施例的天线装置的技术内容应可互相参考，故相同的部分将省略或简化。请参阅图3A、图3B、图4及图5所示，其为依据本发明第二较佳实施例的天线装置的上视图及侧视图。类似天线装置1(如图1A所示)，天线装置2亦可包含电路板10、电子元件20、功能元件模块30、第一天线模块40及馈线50，天线装置2更进一步地包含一第二天线模块60，该第二天线模块60用以发收特定频率的另一电磁波。具体而言，第二天线模块60设置于载板31的上方，与载板31之间具有一间距H。第二天线模块60具有一第二辐射体61及一第二接地点62，第二辐射体61为一金属导体(例如金属片或金属线路)，而第二接 地点62设置于第二辐射体61的一端。此外，第二接地点62还电性连接至电路板10的接地层11；若是第二接地点62与电路板10之间的距离较大而无法直接相连接时，第二接地点62可通过第二天线模块60所具有的一连接件63来电性连接至接地层11，该连接件63可例如包含一弹片、一传输线或一顶针等元件。欲说明的是，第二辐射体61上并没有设置一个供馈线50直接连接的馈入点，而馈线50所传输的一第二无线信号(射频能量)是通过耦合方式来馈入至第二辐射体61中。也就是，馈线50将来自无线通信芯片22的第二无线信号传输至第一天线模块40的馈入点41及第一辐射体43，然后借由耦合效应使得第二辐射体61激发出一特定的共振模态，借以发射特定频率的电磁波。第二辐射体61的共振频率与其辐射路径L2相关，而辐射路径L2与第二接地点62与下方的馈入点41相关，故调整第二接地点62与馈入点41的位置们可改变辐射路径L2的长度，以得到所需的共振模态。本实施例中，第二天线模块60的工作频率可为1805至2170MHz。另外，第二天线模块60(第二辐射体61)与载板31之间的间距H亦可依据需求来调整，以改变第二天线模块60的阻抗匹配。较佳地，间距H可在0.1至10mm之间调整，以达到所需的阻抗匹配。由上述说明可知，天线装置2可借由第一天线模块40及第二天线模块60来提供至少两种共振模态，每一个共振模态包含多个频率，因此天线装置2可满足双模态多频率的需求。另一方面，天线装置2可更包含一盖板70(如图5所示)，该盖板70设置于电路板10及载板31的上方。盖板70可为电子产品的背盖，且包含一金属部分71及一绝缘部分72，而金属部分71位于载板31的正上方。第二辐射体61可包含金属部分71的至少一部分，以节省额外的空间来设置第二辐射体61；换言之，第二天线模块60是利用既有的盖板70的金属部分71来作为收发电磁波的辐射体。另说明的是，金属部分71不能过大于所需的辐射路径L2，否则可能会导致辐射路径L2难以调整至所需值。此外，若是盖板70不包含金属部分，则第二辐射体61可为埋设于盖板70的中的一金属导体，故第二辐射体61亦不会额外地占据电子产品的内部空间。请参阅图6A、图6B及图7所示，其为依据本发明第三较佳实施例的天线装置的上视图及侧视图。类似天线装置2(如图3A所示)，天线装置3亦可包含电路板10、电子元件20、功能元件模块30、第一天线模块40、馈线50及第二天线模块60。然而，天线装置3的第一天线模块40不具有供馈线50来直接连接的馈入点41(如图3A所示)，反而第二天线模块60具有一馈入点64，该馈入点64设置于第二辐射体61的一端、且与第二接地点62位于第二辐射体61的相反的两端。馈线50则是电性连接至第二天线模块60的馈入点64。如此，来自于无线通信芯片22的第一无线信号通过馈线50传输至馈入点64及第二辐射体61，然后再耦合至第一辐射体43，使得第一辐射体43激发出一共振模态。来自于无线通信芯片22的第二无线信号通过馈线50传输至馈入点64而馈入第二辐射体61，使得第二辐射体61激发出另一共振模态。另一方面，第二辐射体61可设置于盖板70的一底面73(如图7所示)，以使得第二辐射体61与载板31(第一天线模块40)之间的距离较小，借以调整第一天线模块40的阻抗匹配。此时，盖板70亦可不包含金属部分，而第二辐射体61可借由印刷、粘贴或固定件(例如铆钉或螺栓等)等方式来设置于底面73。由上述说明可知，天线装置3与天线装置2一样，亦可满足双模态多频率的需求。如此，天线装置2及3皆适合应用载波聚合(carrieraggregation)技术，且可作为分极天线。在一个实际测试范例下，天线装置2及3应用于一尺寸为144.6mm乘69.7mm乘9.61mm的行动电话中，而功能元件模块30的尺寸为13mm乘18mm乘7mm、间距W为1.5mm而间距H为 6mm，天线装置2及3的频率(MHz)与电压驻波比(VSWR)的关系如图8所示，而天线装置2及3的频率(MHz)与效率(％)的关系如下表所示。频率1710.217551805.21850.218801909.81930.219601989.8效率9.549.0112.3117.8419.7920.4223.1725.3824.01频率20102025211021402167.62300.823502399.22500效率20.8320.0222.0819.8219.2624.2428.8730.3435.96频率25402580261026502690****效率34.0637.1140.4148.0846.53****由图8及该表可知，在1805至2700MHz的中频及高频段中，电压驻波比皆小于4.05，而效率皆大于12％，表示天线装置2及3在该多个频率中皆有不错电压驻波比及效率，符合LTE(Long-TermEvolution)的频段(band)B3、B2、B1、B4、B25、B38、B39、B40、B41、B7及WIFI2.4G的需求。综合上述，本发明各实施例所提出的天线装置将天线模块与既有的功能元件模块相整合，以节省天线模块所占据的空间，且可减少天线模块所需的净空区。此外天线装置还提供至少两种共振模态及多个工作频率，以满足现今无线通信的需求。上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以申请专利范围为准。当前第1页1 2 3