CN101853977B - 移动装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种移动装置，包括一天线以及一接地面。天线用以接收或发射一射频信号，且包括具有一第一与一第二接地点的一接地部。其中，第一与第二接地点间的距离是相关于射频信号的波长。接地面通过第一与第二接地点电性连接至天线的接地部。本发明可有效降低特定吸收率以及天线所需的设置高度，进而增加天线的频宽。

Description

移动装置

技术领域

本发明涉及一种移动装置，特别是涉及一种具有双接地点的接地部的天线的移动装置。

背景技术

目前社会大众的通讯方式，已经慢慢改变为无线通讯，而且无线通讯装置也越来越趋于多样化，例如智能型手机、多媒体播放器、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)以及卫星导航器等等。由于目前的手持3G通讯装置，如手机，已渐渐走向轻、薄、短、小的设计方向，相对的在天线的设计上也要有别于传统天线做设计上的更新与改良。

目前市面上无线通讯产品一般常见的天线设计方法不外乎有两种，一是如图1A与图1B所示的平面倒F型天线(Planar Inverted F Antenna，PIFA)，另一则是如图2A与图2B所示的单极天线(monopole antenna)。参照图1A与图1B，平面倒F型天线100除了包括本体部110以外，还包括一馈入部120及一接地部130，其中接地部130须另外电性连接至一接地面，且平面倒F型天线100的设计主是藉由二段不同长度的电流路径而得到所需的多种共振频率。另一方面，参照图2A与图2B，单极天线210在设计上，其周边需要一个净空的区域220，以避免太过邻近的电子零件对天线效能造成干扰。

值得注意的是，传统平面倒F型天线主要的优点是容易小型化设计，和作为移动装置天线使用时，对使用者的电磁辐射特定吸收率(SpecificAbsorption Ratio，SAR)较小。但若要将平面倒F型天线内藏于移动装置中，天线的高度因配合薄型化设计而被限制，也就是天线的本体部与接地面之间的间隔距离的限制，使得平面倒F型天线具有频宽较小和天线增益较低等缺点。故就平面倒F型天线而言，天线的高度与频宽的取舍是天线在设计上的一大挑战。

由此可见，上述现有的平面倒F型天线在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的移动装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的平面倒F型天线存在的缺陷，而提供一种新型结构的移动装置，所要解决的技术问题是使其利用双接地点的接地部的结构设计，除可有效降低特定吸收率(SAR)以及人头效应(Phantom)影响以外，并可使天线频宽加大以及降低天线所需的设置高度，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。为达到上述目的，依据本发明的移动装置，包括一天线以及一接地面。所述的天线用以接收或发射一射频信号，并包括具有一第一接地点与一第二接地点的一接地部。接地面通过第一接地点与第二接地点电性连接至天线的接地部。在此，第一接地点与第二接地点间的一距离是相关于射频信号的波长。

在本发明的一实施例中，上述的距离相对于射频信号的波长是介于1/64至1/4倍之间。在本发明的一实施例中，上述的接地部包括一导电元件，导电元件可从接地部的第二接地点处向内延伸，使本体部与导电元件在垂直投影面上至少有部份重叠，而第一接地点是设置于导电元件的另一端，并将导电元件电性连接至接地面，其中导电元件用以增加移动装置中的天线本体的阻抗匹配。其中，导电元件除延伸自接地部的第二接地点，也可与天线一体成型。

在本发明的一实施例中，上述的天线更包括一馈入部以及一本体部。其中，馈入部电性连接至收发电路。本体部电性连接接地部与馈入部，并用以发射或接收射频信号。

在本发明的一实施例中，移动装置更包括一第一弹片以及一第二弹片。在此，第一弹片相对应于第一接地点，并适于与接地部电性连接。而第二弹片相对应于馈入部，并适于与馈入部电性连接。

在本发明的一实施例中，更包括一第一基板、一第一壳体、一第二壳体与一同轴电缆。其中，第一壳体与第二壳体用以形成一第一腔体，且接地部从第一壳体的外表面延伸至第一壳体的内表面，以致第一接地点与第二接地点位于第一壳体的内表面。而第一基板设置在第一腔体中，且固设于第二壳体。详细来说，接地面配置在第二壳体上，且第一弹片与第二弹片组装于第一基板上。同轴电缆设置在第一腔体中，并电性连接于第一基板与接地面。

在本发明的一实施例中，上述的馈入部贯穿第一壳体以延伸至第一壳体的内表面，而本体部固设于第一壳体的外表面，以使得天线披覆于第一壳体的表面。

在本发明的一实施例中，移动装置更包括一第三与一第四壳体、一第二与一第三基板、一导电贴布以及一同轴电缆。在此，第三与第四壳体用以形成一第二腔体，其中天线披覆在第三壳体的表面。而第二基板设置在第二腔体中，且固设于第四壳体。此外，接地面配置在第四壳体上，且第二基板电性连接于接地面。第三基板设置在第二腔体中，其中导电贴布是设置在第三基板的一角的邻近处，但第三基板与导电贴布间是有一间隔，彼此是不接触，第二接地点藉由导电贴布电性连接至接地面，其中第一弹片与第二弹片组装于第三基板上，且第三基板的部分投射面积覆盖在局部的导电贴布上。同轴电缆设置在第二腔体中，并电性连接于第二基板与第三基板。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明移动装置至少具有下列优点及有益效果：本发明利用具有双接地点的接地部设计，来改变天线的电流分布。藉此，天线将可随着电流分布的改变而增加其天线本身的频宽。因此，与现有习知技术相比较之下，本发明的移动装置无须藉由调整天线的高度就可增加天线的频宽，进而有助于薄型化机种的实现。

综上所述，本发明是有关于一种移动装置，包括一天线以及一接地面。天线用以接收或发射一射频信号，且包括具有一第一与一第二接地点的一接地部。其中，第一与第二接地点间的距离是相关于射频信号的波长。接地面通过第一与第二接地点电性连接至天线的接地部。本发明可有效降低特定吸收率以及天线所需的设置高度，进而增加天线的频宽。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1A为现有习知平面倒F型天线的俯视图。

图1B为现有习知平面倒F型天线的侧视图。

图2A为现有习知单极天线的侧视图。

图2B为现有习知单极天线的俯视图。

图3A为依据本发明一实施例的移动装置的结构示意图。

图3B为根据本发明一实施例的具有双接地点的天线的驻波比图。

图4A与图4B分别为依据本发明一实施例的移动装置的部分结构示意图。

图5为图4B的区域AR1的放大示意图。

图6为壳体410与壳体420相互卡合时的局部放大示意图。

100：平面倒F型天线 110：本体部

120：馈入部        130：接地部

210：单极天线      220：净空区域

300：移动装置      310：天线

311：接地部        312：本体部

313：馈入部        320：接地面

330：导电元件      410：第一壳体

420：第二壳体      431：基板

432：基板          440：收发电路

450：同轴电缆      461：第一弹片

462：第二弹片      470：导电贴布

P31：第一接地点    P32：第二接地点

AR1：为移动装置中对应天线的电路区域

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的移动装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参阅图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

图3A为根据本发明一实施例的移动装置的结构示意图。参照图3A，移动装置300包含天线310与接地面320，且天线310包含接地部311、馈入部313与本体部312。在此，天线310的接地部311、馈入部313与本体部312彼此电性相连，且接地部311电性连接至接地面320。此外，本体部312用以发射或接收射频信号，且馈入部313用以传递天线310所收发的射频信号。

更进一步来看，接地部311更可包含导电元件330，且接地部311包含第一接地点P31以及第二接地点P32。其中，导电元件330从接地部311的第二接地点P32处向内延伸，而使本体部312与导电元件330在垂直投影面上至少有部份重叠，而第一接地点P31是设置于导电元件330的另一端，并将导电元件330电性连接至接地面320。因此，对接地部311言，导电元件330提供给接地部311藉由第一接地点P31与第二接地点P32分别与接地面320电性连接而形成不同的电流路径。

值得注意的是，第一接地点P31与第二接地点P32之间的间距与天线310在一共振频率下，其所收发的射频信号的波长(λ)有关，两者之间的比值在一预设范围内，在实际操作上，两接地点是可非常地接近，但若两接地点间有一距离，其最大的相对距离则是依据硬件结构上的设计，而在本实施例中，根据实验的结果与功效上的评估，两接地点彼此间的相对距离大约位于λ/64至λ/4之间，最佳化(best mode)是在λ/8时。此外，第二接地点P32所提供的接地的电流路径，将导致天线310的电流分布的改变，进而有助于增加天线310本体的阻抗匹配。

换而言之，本实施例所述的导电元件330可用以增加天线310本体的阻抗匹配，进而致使天线310具有更低的反射系数(reflectioncoefficient)值与驻波比(Standing Wave Ratio，SWR)。举例来说，图3B为依据本发明一实施例的具有双接地点的天线的驻波比图，如图3B所示，以操作在多频带的天线为例进行说明。在此，随着反射系数的降低，天线的操作频段将可分别调整至880MHz-960MHz以及1710MHz-2170MHz。也就是说，具有双接地点的天线310将可藉由导电元件330来增加其天线本身的频宽。因此，本实施例无须藉由调整天线310的高度就可增加天线310的频宽。相对地，本实施例的移动装置将有助于薄型化机种的实现。

在实体架构上，天线310与导电元件330可为一体成型。此外，天线310可为一平面倒F型天线，并操作在单一频带或是多频带下。再者，移动装置300可为PDA手机、智能型手机、卫星导航器或个人数字助理...等。为了让本领域具有通常知识的普通技术人员能更了解天线310以及接地面320在移动装置300中的配置关系，故以下将对移动装置300的实体架构作更进一步地叙述。

图4A与图4B分别为依据本发明一实施例的移动装置的部分结构示意图。参照图4A与图4B，移动装置300更包括壳体410、壳体420、基板431、基板432、收发电路440、同轴电缆(coaxial cable)450、弹片461、弹片462与导电贴布(gasket)470，其中壳体410通常为移动装置300内的元件，其可作为天线310的载体(carrier)，而壳体420通常为移动装置300的机体本身，再加上背盖(图未显示)，而以三明治层叠方式组装(背盖->壳体410->壳体420)，且图4A例示出壳体410内面的部分结构示意图。参照图3A与4A，天线310的馈入部313、接地部311及本体部312分别设置于壳体410的内外表面。在此，接地部311从壳体410的外表面延伸至壳体410的内表面，以致第一接地点P31与第二接地点P32位于壳体410的内表面。相似地，馈入部313贯穿壳体410以延伸至壳体410的内表面。而本体部312固设于壳体410的外表面，以使得天线310披覆于壳体410的表面。

参照图4B，在接地面320上配置有基板431，而基板432的一角的邻近处设有导电贴布470，但基板432与导电贴布470间是有间隔，彼此是不接触，而两基板间以同轴电缆450相互电性连接，在基板431上设置有收发电路440。在此，基板432的部分投射面积覆盖于局部的导电贴布470。弹片(spring)461与弹片(spring)462组装于基板432上。详细来说，区域AR1为壳体410与壳体420在相互叠置时对应天线310的电路区域，且图5为区域AR1的放大示意图。

参考图5，接地面320上设置有基板431，导电贴布470局部地贴附在接地面320上。藉此，组装完成时，在基板432上的弹片461是浮接至第一接地点P31而产生电性连接，将可通过同轴电缆450与基板431电性连接至接地面320，在此，弹片461可不卡合于第一接地点P31。另一方面，第二接地点P32接触至导电贴布470上，以通过导电贴布470电性连接至接地面320。此外，弹片462是浮接至馈入部313，将用以发射或接收的射频信号经同轴电缆450及其他内部电路传递至收发电路440，之后再进行必要的信号处理，在此，弹片462接触馈入部313而产生电性连接，但弹片462可不卡合于馈入部313。

值得注意的是，本领域具有通常知识的普通技术人员可依设计所需来调整弹片461与导电贴布470电性连接至接地面320的方式。举例来说，本领域具有通常知识的普通技术人员可将图4B中的基板432与导电贴布470移除，并将弹片461与弹片462一并设置在接地面320上。藉此，本领域具有通常知识的普通技术人员将可直接藉由调整基板431在接地面320上的分布位置，而致使弹片461电性连接至接地面320，并维持弹片462仅电性连至接收发电路440。或者，亦可将基板432与导电贴布470接触，故当弹片461浮接至第一接地点P31及第二接地点P32接触至导电贴布470上，皆可通过导电贴布470电性连接至接地面320，而改变了原本通过同轴电缆450接地路径的电流分布，故也可藉此增加其天线本身的频宽。此外，图4B中的基板431及基板432可为印刷电路板。

值得一提的是，图4A中的壳体410与图4B中的壳体420可对应卡接而形成一腔体。此外，基板431与基板432容置在此腔体内，且部分的馈入部313以及部分的接地部311位于此腔体内，而本体部312则披覆于此腔体外的壳体410上。详细来说，图6为壳体410与壳体420相互卡合时的局部放大示意图。其中，图6将图4A中的壳体410透视，仅留下天线310的部份。

请同时参照图4A、图4B以及图6。在此，图4B的弹片461以及弹片462分别相对应于图4A的接地点P31以及馈入部313。此外，弹片461以及弹片462分别适于与天线310的接地部311的第一接地点P31以及馈入部313相互浮接。且导电贴布470相对应于第二接地点P32是电性连接。值得注意的是，本领域具有通常知识可依设计所需来任意更动馈入部313以及接地部311的相关配置位置。因此，本实施例所述的弹片461、弹片462与导电贴布470的相对位置，并非用以限定本发明。

综上所述，本发明提供了用于移动装置中，具有双接地点设计的天线接地部。藉此，天线在收发射频信号时将产生不同的电流分布，并因电流分布的不同而降低天线本身的反射系数值与驻波比。如此一来，移动装置将可减少天线在设置时天线与接地面之间所需的间隔高度，进而有助于薄型化机种的实现。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种移动装置，其特征在于包括：

一第一与一第二壳体，用以形成一第一腔体；

一天线，用以接收或发射一射频信号，并包括具有一第一与一第二接地点的一接地部，其中该接地部从该第一壳体的外表面延伸至该第一壳体的内表面，以致该第一接地点与该第二接地点位于该第一壳体的内表面，且该第一与该第二接地点间的一距离是相关于该射频信号的一波长；以及

一接地面，通过该第一与该第二接地点电性连接至该天线的该接地部。

2.根据权利要求1所述的移动装置，其特征在于其中所述的接地部包括：

一导电元件，从该接地部的该第二接地点处向内延伸，而使该天线的一本体部与该导电元件在垂直投影面上至少有部份重叠，而该第一接地点是设置于该导电元件的相对于该第二接地点的另一端，并将该导电元件电性连接至该接地面，其中该导电元件用以增加该移动装置中天线本体的阻抗匹配。

3.根据权利要求1所述的移动装置，其特征在于其中所述的距离相对于该波长是介于1/64至1/4倍之间。

4.根据权利要求2所述的移动装置，其特征在于其中所述的天线与该导电元件为一体成型。

5.根据权利要求2所述的移动装置，其特征在于其中所述的天线更包括：

一馈入部，电性连接至一收发电路；以及

所述的本体部，电性连接该接地部与该馈入部，并用以接收或发射该射频信号。

6.根据权利要求5所述的移动装置，其特征在于更包括：

一第一弹片，相对应于该第一接地点，并适于与该接地部电性连接；以及

一第二弹片，相对应于该馈入部，并适于与该馈入部电性连接。

7.根据权利要求6所述的移动装置，其特征在于更包括：

一第一基板，设置在该第一腔体中，并固设于该第二壳体，其中该接地面配置在该第二壳体上，且该第一弹片与该第二弹片组装于该第一基板上；以及

一同轴电缆，设置在该第一腔体中，并电性连接于该第一基板与该接地面。

8.根据权利要求7所述的移动装置，其特征在于其中所述的馈入部贯穿该第一壳体以延伸至该第一壳体的内表面，而该本体部固设于该第一壳体的外表面，以使得该天线披覆于该第一壳体的表面。

9.根据权利要求6所述的移动装置，其特征在于更包括：

一第一基板，设置在该第一腔体中，并固设于该第二壳体，其中该接地面配置在该第二壳体上，且该第一基板电性连接于该接地面；

一导电贴布，局部地贴附在该接地面上；

一第二基板，设置在该第一腔体中，其中该导电贴布是设置在该第二基板的一角的邻近处，但该第二基板与导电贴布间是有一间隔，彼此是不接触，该第二接地点藉由该导电贴布电性连接至该接地面，其中该第一弹片与该第二弹片组装于该第二基板上，且该第二基板的部分投射面积覆盖在局部的该导电贴布上；以及

一同轴电缆，设置在该第一腔体中，并电性连接于该第一基板与该第二基板。

10.根据权利要求1所述的移动装置，其特征在于其中所述的天线操作在单一频带或是多频带下。

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