电子装置的制作方法

电子装置
【技术领域】
1.本发明涉及一种电子装置，特别是涉及一种包括整合有多个天线的天线模块的电子装置。


背景技术：

2.随着无线通信技术的发展，出现了多种不同的无线通信技术，例如wifi或无线局域网(wireless local area network，wlan)、蓝牙(bluetooth)、全球定位系统(gps)、第四代移动通信系统的长期演进技术(long tern evolution，lte)、第五代移动通信系统(fifth generation mobile communication system，简称5g系统)。现今的电子装置制造商倾向于将上述中的无线通信技术整合在单一电子装置(例如，笔记型电脑、平板电脑、智能手机等)，以提供使用者多样化的应用需求。然而，上述无线通信技术所使用的硬件模块不同，因此需搭配不同的天线来实现上述无线通信技术。
3.然而，在设置有不同的天线的情况下，天线间的信号有互相干扰的问题。因此，在将多个天线整合在单一电子装置时，如何根据不同天线的特性与不同天线之间的交互影响(例如，隔离度、辐射场型、增益值、抗噪声能力等)来优化电子装置整体的无线通信表现，已成为本领域所欲解决的重要课题之一。
4.此外，世界各国有针对无线通信产品的安全性制定了安全规范(例如，特定吸收率(specific absorption rate，sar)测试规范)，以确保无线通信产品发出的射频能量不足以伤害人体组织。因此，如何在不影响电子装置整体的无线通信表现的前提下，让电子装置可符合无线通信产品的安全规范，也是本领域所欲解决的重要课题之一。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：为了解决背景技术中指出的问题。本发明提供了一种电子装置来解决上述问题。
6.本发明解决其技术问题的方案是：一种电子装置，该电子装置包括：一第一壳体；以及一天线模块，该天线模块包括：一第一天线，设置于该第一壳体，操作于一第一频段；一第二天线，设置于该第一壳体，操作于一第二频段；一第三天线，设置于该第一壳体且位于该第一天线与该第二天线之间，操作于一第三频段；其中该第一频段与该第二频段部分重叠，且该第三频段与该第一频段及该第二频段不重叠。
7.本发明的一个有益效果在于，本发明所提供的电子装置，其能通过“根据多个天线的天线特性(例如，操作频段范围、辐射场型、极化方向等)来配置多个天线在天线模块或第一壳体的位置以及配置另一天线在第二壳体的位置”的技术方案，以优化电子装置的整体无线通信表现来符合应用需求，并且让电子装置可符合无线通信产品的安全规范。
8.本发明的另一个有益效果在于，本发明所提供的电子装置，其能通过“将三个天线的场形指向方向配置为彼此不互相重叠，让三个天线的辐射场型可互补而等效为360度的全指向性天线”的技术方案，以优化电子装置的整体无线通信表现来符合应用需求。
【附图说明】
9.图1为本发明的实施例一的一天线模块的前视示意图。
10.图2为本发明的实施例一的一电子装置的一立体分解示意图。
11.图3为本发明的实施例二的一电子装置的一立体分解示意图。
12.图4为本发明的实施例一及实施例二的第三天线的前视示意图。
13.图5为本发明的实施例一及实施例二的第三天线的辐射场型示意图。
【具体实施方式】
14.以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“电子装置”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以实行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
15.实施例一：
16.图1为本发明的实施例一一天线模块10的前视示意图。天线模块10可用于一电子装置2(绘于图2)，电子装置2包括一第一壳体hs1。天线模块10包括一第一天线a1、一第二天线a2以及一第三天线a3。第一天线a1设置于第一壳体hs1内，操作于一第一频段。第二天线a2设置于第一壳体hs1内，操作于一第二频段。第三天线a3设置于第一壳体hs1内且位于第一天线a1与第二天线a2之间，操作于一第三频段。第一频段与第二频段部分重叠，且第三频段与第一频段及第二频段不重叠。由于第一天线a1操作的第一频段与第二天线a2操作的第二频段部分重叠，本发明通过将操作于第三频段的第三天线a3设置于第一天线a1与第二天线a2之间，以优化第一天线a1与第二天线a2之间的隔离度。详细来说，由于第三天线a3操作的第三频段与第一频段及第二频段不重叠，即便第三天线a3是设置于邻近第一天线a1与第二天线a2，也不会影响第三天线a3的操作表现。
17.第一壳体hs1包括一第一边缘e1、一第二边缘e2、一第三边缘e3以及一第四边缘e4，第一边缘e1平行第四边缘e4及一方向x，且第二边缘e2平行第三边缘e3及一方向y。第一天线a1设置邻近于第一边缘e1，且第二天线a2及第三天线a3设置邻近于第二边缘e2。第一壳体hs1平行于由方向x与方向y所形成的一平面(例如x-y平面)，方向x、方向y及一方向z相互相垂直。由于第一天线a1操作的第一频段与第二天线a2操作的第二频段部分重叠，在两者的极化方向(例如，平行天线本体的最大尺寸方向的极化方向)也相同的条件下，本发明分别将第一天线a1与第二天线a2设置于相互垂直的第一边缘e1与第二边缘e2，因此第一天线a1与第二天线a2在空间中的极化方向为相互垂直(例如，第一天线a1为水平极化，而第二天线a2为垂直极化)，以优化第一天线a1与第二天线a2之间的隔离度。在一实施例中，第一天线a1与第二天线a2也能够通过第一边缘e1与第二边缘e2的连接处来增加隔离度。
18.天线模块10还包括一第四天线a4，其设置邻近于第二边缘e2且位于第一天线a1与第三天线a3之间，并操作于第一频段。由于第一天线a1与第四天线a4操作于相同的第一频段，在两者的极化方向也相同的条件下，本发明分别将第一天线a1与第四天线a4设置于相
互垂直的第一边缘e1与第二边缘e2，因此第一天线a1与第四天线a4在空间中的极化方向为相互垂直(例如，第一天线a1为水平极化，而第四天线a4为垂直极化)，以优化第一天线a1与第四天线a4之间的隔离度。
19.天线模块10还包括一第一阻隔件b1，其设置邻近于第一边缘e1与第二边缘e2的连接处且位于第一天线a1与第四天线a4之间。于一实施例中，第一阻隔件b1是由金属材质所制造且具有一l形状。在一实施例中，第一阻隔件b1的材质也可以是非金属，或是能够使天线间信号不互相干扰之材质或结构。由于第一天线a1与第四天线a4皆操作于第一频段，第一阻隔件b1可做为一反射板，用来反射第一天线a1与第四天线a4辐射出的射频信号(如此相当于调整第一天线a1与第四天线a4的辐射场型)，以优化第一天线a1与第四天线a4之间的隔离度。
20.天线模块10还包括一第五天线a5、一第六天线a6、一第七天线a7以及一第八天线a8。第五天线a5设置邻近于第一边缘e1，操作于第一频段；其中第一天线a1邻近第二边缘e2，第五天线a5邻近第三边缘e3。第六天线a6设置邻近于第三边缘e3，操作于第二频段。第七天线a7设置邻近于第三边缘e3且位于第五天线a5与第六天线a6之间，操作于第三频段。第八天线a8设置邻近于第三边缘e3，设置于第五天线a5与第七天线a7之间，操作于第一频段。
21.在一实施例中，第一天线a1与第五天线a5可以为相同种类的天线。在一实施例中，第一天线a1与第五天线a5分别为一主要天线及辅助天线。在一实施例中，第二天线a2与第六天线a6可以为相同种类的天线。在一实施例中，第二天线a2与第六天线a6分别为一主要天线及辅助天线。在一实施例中，第三天线a3与第七天线a7可以为相同种类的天线。在一实施例中，第三天线a3与第七天线a7分别为一主要天线及辅助天线。在一实施例中，第四天线a4与第八天线a8可以为相同种类的天线。在一实施例中，第四天线a4与第八天线a8分别为一主要天线及辅助天线。在一实施例中，第一天线a1、第四天线a4、第五天线a5与第八天线a8也可以是相同种类的天线。在一实施例中，第一天线a1、第四天线a4、第五天线a5与第八天线a8分别为一主要天线及三个辅助天线。
22.第一天线a1与第五天线a5、第二天线a2与第六天线a6、第三天线a3与第七天线a7及第四天线a4与第八天线a8分别相对于第一壳体hs1的一中心线vi-vi对称配置。在一实施例中，第一天线a1与第五天线a5、第二天线a2与第六天线a6、第三天线a3与第七天线a7及第四天线a4与第八天线a8分别配置于相对于第一壳体hs1的一中心线vi-vi完全对称的位置。在一实施例中，在一实施例中，第一天线a1与第五天线a5、第二天线a2与第六天线a6、第三天线a3与第七天线a7及第四天线a4与第八天线a8配置于相对于第一壳体hs1的一中心线vi-vi对称的位置，但是也能够基于配置上的考量做些许的微调。
23.于一实施例中，第一频段的范围是第五代移动通信系统(fifth generation mobile communication system，以下简称5g系统)规范的第一频率范围(frequency range 1，fr1)，其频率范围为450mhz～6ghz；第二频段的范围是wifi或是无线本地局域网(wlan)通信系统规范的频率范围2.4ghz～2.5ghz及5.15ghz～5.85ghz；第三频段的范围是5g系统规范的第二频率范围(frequency range 2，fr2)，其为频率范围24ghz～52ghz。如下表格1为在无线通信技术中常使用的操作频段，根据表格1可知，无线通信技术所使用的操作频段中，存有完全重叠、部分重叠及不重叠的情况。
24.表1
25.无线通信技术操作频段wifi或无线局域网2.4ghz～2.5ghz、5.15ghz～5.85ghz蓝牙2.4ghz～2.5ghz全球定位系统1575.42mhz、1227.60mhz第四代移动通信系统450mhz～3.7ghz第五代移动通信系统450mhz～6ghz、24ghz～52ghz
26.因此，第一天线a1、第四天线a4、第五天线a5与第八天线a8可支援5g系统的第一频率范围；第二天线a2与第六天线a6可支援wifi或是无线本地局域网(wlan)通信系统；而第三天线a3与第七天线a7可支援5g系统规范的第二频率范围。由于第一频段的频率范围较宽也较为低频，故第一天线a1、第四天线a4、第五天线a5与第八天线a8相对于其他天线来说，较容易受到噪声干扰(例如，图2的电子装置2的内部电子元件发出的电磁辐射信号可能会导致天线a1、a4、a5与a8的收信品质不佳)，因此本发明将第一天线a1及第五天线a5设置邻近于第一边缘e1并将第四天线a4与第八天线a8设置邻近于第一边缘e1与第二边缘e2的连接处，以降低天线a1、a4、a5与a8遭受噪声干扰的机率。
27.此外，世界各国有针对无线通信产品的安全性制定了安全规范(例如，特定吸收率(specific absorption rate，sar)测试规范)，以确保无线通信产品发出的射频能量不足以伤害人体组织。相较于高频射频信号，低频射频信号在介质中传播时的射频能量衰减速率较慢，因此本发明将第一天线a1及第五天线a5设置邻近于第一边缘e1并将第四天线a4与第八天线a8设置邻近于第一边缘e1与第二边缘e2的连接处。在此天线配置(placement)下，可在使用者操作图2的电子装置2时，让天线a1、a4、a5与a8尽可能地远离人体组织(例如，躯干及大腿等)，以符合无线通信产品的安全规范。
28.天线模块10还包括一第二阻隔件b2，其设置于第五天线a5与第八天线a8之间，且设置邻近于第一边缘e1与第三边缘e3的连接处。于一实施例中，第二阻隔件b2是由金属材质所制造且具有一l形状。在一实施例中，第二阻隔件b2可以具有与第一阻隔件b1相同或相似之材质或结构。由于第五天线a5与第八天线a8皆操作于第一频段，第二阻隔件b2可做为一反射板，用来反射第五天线a5与第八天线a8辐射出的射频信号(如此相当于调整第五天线a5与第八天线a8的辐射场型)，以优化第五天线a5与第八天线a8之间的隔离度。
29.天线模块10还包括一第三阻隔件b3，其设置邻近于第一边缘e1且位于第一天线a1与第五天线a5之间。于一实施例中，第三阻隔件b3是由金属材质所制造且具有一矩形。在一实施例中，第三阻隔件b3可以具有与第一阻隔件b1或第二阻隔件b2相同或相似之材质或结构。由于第一天线a1与第五天线a5皆操作于第一频段，第三阻隔件b3可做为一反射板，用来反射第一天线a1与第五天线a5辐射出的射频信号(如此相当于调整第一天线a1与第五天线a5)，以优化第一天线a1与第五天线a5之间的隔离度。
30.图2为本发明的实施例一的电子装置2的一立体分解示意图。电子装置2进一步包括一第二壳体hs2及设置于第二壳体hs2内的一系统模块20。第二壳体hs2包括一第五边缘e5、一第六边缘e6、一第七边缘e7以及一第八边缘e8，第五边缘e5平行第八边缘e8，且第六边缘e6平行第七边缘e7，第二壳体hs2的第五边缘e5与第一壳体hs1的第四边缘e4枢接，第六边缘e6与第七边缘e7分别对应于第一壳体hs1的第二边缘e2与第三边缘e3。换句话说，第
二边缘e2与第六边缘e6相对于中心线vi-vi位于同一侧；第三边缘e3与第七边缘e7相对于中心线vi-vi位于同一侧。或者是说，当第一壳体hs1与第二壳体hs2闭合时，第二边缘e2与第六边缘e6接触；当第一壳体hs1与第二壳体hs2闭合时，第三边缘e3与第七边缘e7接触。于一实施例中，电子装置2包括一第一枢接件(hinge)hg1及一第二枢接件hg2，用来枢接第一壳体hs1及第二壳体hs2，但不限于此。于一实施例中，第一壳体hs1包括一边框(bezel)101，图1的天线a1～a8及阻隔件b1～b3可设置于边框101内；电子装置2还包括一显示器102，其设置于第一壳体hs1内并被边框101所环绕。换言之，图1的天线a1～a8及阻隔件b1～b3可设置于显示器102的周围，借此尽可能地避免天线a1～a8的辐射范围被周边金属元件所影响，以确保天线表现及电子装置2的操作表现可符合应用需求(例如，让电子装置2可符合空中传输(over the air，ota)测试需求)。
31.天线模块10还包括一第九天线a9，设置邻近于第二壳体hs2的第六边缘e6，且操作于第三频段。第三天线a3具有朝向一第一方向(例如，方向z的反方向)的一场形指向方向d3，第七天线a7具有朝向一第二方向的一场形指向方向d7(例如，方向z)，第九天线a9具有朝向一第三方向的一场形指向方向d9(例如，方向y)。第三天线a3的场形指向方向d3与第七天线a7的场形指向方向d7相反，第九天线a9的场形指向方向d9分别与第三天线a3的场形指向方向d3及第七天线a7的场形指向方向d7相互垂直。优选地，第三天线a3、第七天线a7及第九天线a9分别为一四乘一贴片天线阵列且为一毫米波(millimeter wave，mmwave)天线，且第三天线a3、第七天线a7及第九天线a9的天线场型的波束辐射范围分别为120度。据此，本发明将天线a3、a7的场形指向方向d3、d7配置为相反方向，并且将天线a9的场形指向方向d9配置为分别与天线a3、a7的场形指向方向d3、d7相互垂直，让三个天线a3、a7及a9的辐射场型可以达到较大范围。并且，通过将天线a3的场形指向方向d3配置为第三方向z的反方向，且将天线a9的场形指向方向d9配置为方向y，在使用电子装置2时，由于第一壳体hs1与第二壳体hs2的打开角度习惯上会大于90度，故天线a3的场形指向方向d3与天线a9的场形指向方向d9能够涵盖到最大范围，通过所述配置能够以优化电子装置2的整体无线通信表现。
32.在一实施例中，三个天线a3、a7及a9的场形指向方向d3、d7及d9也可以配置为相互垂直。例如，将天线a7的场形指向方向d7配置为方向x，或是将天线a3的场形指向方向d3配置为方向x的反方向。据此，本发明将三个天线a3、a7及a9的场形指向方向d3、d7及d9配置为相互垂直，让三个天线a3、a7及a9的辐射场型可互补而等效为360度的一(omnidirectional)全指向性天线，以优化电子装置2的整体无线通信表现。
33.于一实施例中，上述第一方向是当第一壳体hs1与第二壳体hs2闭合时，从第二壳体hs2朝向第一壳体hs1的方向；上述第二方向是当第一壳体hs1与第二壳体hs2闭合时，从第一壳体hs1朝向第二壳体hs2的方向；上述第三方向是当第一壳体hs1与第二壳体hs2展开时，垂直于第二壳体hs2所在的平面(例如，x-z平面)的方向。
34.于一实施例中，电子装置2还包括一键盘202及一鼠标触控板203，其设置于第二壳体hs2内。第九天线a9可设置于第六边缘e6与键盘202之间并邻近于第六边缘e6与第五边缘e5的连接处。在此元件配置下，可在使用者操作电子装置2时，让第九天线a9尽可能地远离人体组织(例如，躯干)，以符合无线通信产品的安全规范。
35.简言之，本发明根据多个天线a1～a9的天线特性(例如，操作频段范围、辐射场型、极化方向等)来配置天线a1～a8在天线模块10或第一壳体hs1的位置以及配置天线a9在第
二壳体hs2的位置，以优化电子装置2的整体无线通信表现来符合应用需求，并且让电子装置2可符合无线通信产品的安全规范。
36.实施例二：
37.图3为本发明的实施例二的一电子装置3的一立体分解示意图。由于电子装置2与3的结构类似，故相同元件以相同符号表示。电子装置2及3的差异在于，一第九天线a9’设置于一系统模块20’的第二壳体hs2的第七边缘e6与键盘202之间并邻近于第七边缘e7与第五边缘e5的连接处，图2的第三天线a3的场形指向方向d3与图3的一第三天线a3’的一场形指向方向d3’相反，且图2的第七天线a7的场形指向方向d7与图3的一第七天线a7’的一场形指向方向d7’相反，其中第三天线a3’及第七天线a7’设置于一第一天线模块10’内。图2的第九天线a9的场形指向方向d9与图3的第九天线a9’的场形指向方向d9’相同。优选地，天线a3’、a7’及a9’分别为一四乘一贴片天线阵列，且天线a3’、a7’及a9’的天线场型的波束辐射范围分别为120度。据此，本发明将天线a3’及a7’的场形指向方向d3’及d7’配置为相反方向，并且将天线a9’的场形指向方向d9’配置为分别与天线a3’及a7’的场形指向方向d3’及d7’相互垂直，让三个天线a3’、a7’及a9’的辐射场型可以达到较大范围。在一实施例中，三个天线a3’、a7’及a9’的场形指向方向d3’、d7’及d9’也可以配置为相互垂直。例如，将天线a7’的场形指向方向d7’配置为方向x，或是将天线a3’的场形指向方向d3’配置为方向x的反方向。据此，本发明将三个天线a3’、a7’及a9’的场形指向方向d3’、d7’及d9’配置为相互垂直，让三个天线a3’、a7’及a9’的辐射场型可互补而等效为360度的全指向性天线，以优化电子装置2的整体无线通信表现。
38.图4为本发明的实施例一及实施例二的第三天线a3的前视示意图。图5根据为本发明实施例一及实施例二的第三天线a3的辐射场型示意图。第三天线a3、第七天线a7及第九天线a9的结构相同，皆为四乘一贴片天线阵列，于此以第三天线a3为例说明。第三天线a3包括四个贴片天线41、42、43及44以及一基板40。在结构上，如图4所示，贴片天线41、42、43及44沿第二方向依序设置于基板40上。在操作上，如图5所示，通过调整馈入到贴片天线41、42、43及44的射频信号的相位位移，可形成多个不同的辐射场型p41～p45以及多个波束bm1～bm8。
39.本发明的一个有益效果在于，本发明所提供的电子装置，其能通过“根据多个天线的天线特性(例如，操作频段范围、辐射场型、极化方向等)来配置多个天线在天线模块或第一壳体的位置以及配置另一天线在第二壳体的位置”的技术方案，以优化电子装置的整体无线通信表现来符合应用需求，并且让电子装置可符合无线通信产品的安全规范。
40.本发明的另一个有益效果在于，本发明所提供的电子装置，其能通过“将三个天线的场形指向方向配置为彼此不互相重叠，让三个天线的辐射场型可互补而等效为360度的全指向性天线”的技术方案，以优化电子装置的整体无线通信表现来符合应用需求。
41.以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的申请专利范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包括于本发明的申请专利范围内。