CN102215277A

CN102215277A - 移动通信装置

Info

Publication number: CN102215277A
Application number: CN2010101426249A
Authority: CN
Inventors: 赖文正; 徐敬文
Original assignee: WU QIZHAN
Current assignee: WU QIZHAN
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2030-04-02
Also published as: CN102215277B

Abstract

本发明提出一种移动通信装置，其包括一配置有一切换式磁性天线的本体，其中该切换式磁性天线可在通常天线模式与磁性天线模式之间切换。

Description

移动通信装置

技术领域

本发明涉及一种移动通信装置，尤其涉及一种具有磁性天线的移动通信装置。

背景技术

近年来由于无线通信实用化及科技产品的普及化，通信产业的突破与发展可说日新月异，各类的通信产品与无线通信器材，已经普便地应用于日常生活中，造成了移动电话在日常生活中大为普及，现代人拥有二到三只的手机，是相当平常的事情。

同时，随着微型化的潮流，移动电话的体积当然也是越来越小，越来越轻巧，其所配置的天线，整体的体积当然也是随之缩减，但由于天线特性通常都是固定的，如天线所幅射出的场型与增益，因此当移动电话越做越小时，也会造成天线的增益容易不足，而间接导致通信质量不佳等的问题。

有鉴于此，如何利用低本成、节能又简便的方法，来加强移动电话的天线的操作性能，进而还可提升通信质量，便成为一门重要的课题。

发明内容

因此，申请人经过悉心试验与研究，并一本锲而不舍的精神，终构思出本案的移动通信装置，以下为本案的简要说明。

本发明是在移动通信装置或者无线传送/接收单元(WTRU)的天线的旁侧，设置适当的磁性材料，藉由调整磁性材料与天线之间的距离，使得天线能在多个频段产生折射效应，从而在不同频段上皆可产生较佳的场型，同时增加其增益值。

对于收讯不良的移动通信装置或者WTRU，如移动电话即手机，可利用移动机构将磁性材料放置于手机天线的一侧，而发挥“磁性天线”高辐射增益与增加天线辐射束空间角的优点，对于收讯质量能有所改善，同时由于外部磁性材料使辐射能量增强，使手机于设计时可减少发送功率，则电池所耗费能量减少，可相对增长手机的待机时间。

因此根据本发明的第一构想，可提出一种移动通信装置，其包括：一本体，其配置有一天线与一磁性材料，其中该磁性材料的位置是对应于该天线的位置，以增强该天线的增益。

较佳地，本发明所提供的移动通信装置，其中该天线为一平面倒F天线。

较佳地，本发明所提供的移动通信装置，其中该磁性材料的相对导磁系数大于10。

较佳地，本发明所提供的移动通信装置为一直立式手机、一触控手机、一智能型手机、一多媒体手机、一双屏幕手机或者一照相手机。

根据本发明的第二构想，可提出一种移动通信装置，其包括：一第一本体，其配置有一天线；以及一第二本体，其配置有一磁性材料；其中该磁性材料设置于可增强该天线的增益的位置处。

较佳地，本发明所提供的移动通信装置为一折叠式手机、一对开式手机、一掀背式手机、一滑盖式手机、一双屏幕手机或者一旋转式手机。

根据本发明的第三构想，可提出一种移动通信装置，其包括：一本体，其配置有一切换式磁性天线，其中该切换式磁性天线可在通常天线模式与磁性天线模式之间切换。

较佳地，本发明所提供的移动通信装置，其中该切换式磁性天线为一天线与一磁性材料的组合。

根据本发明的第四构想，可提出一种无线发送/接收单元，其包括：一本体，其配置有一天线与一磁性材料，其中该磁性材料的位置是对应于该天线的位置。

较佳地，本发明所提供的无线发送/接收单元为一使用者设备、一行动站台、一固定用户单元、一行动用户单元、一呼叫器或者一具有天线并能够于无线通信环境中操作的装置

附图说明

图1是本发明的移动通信装置的第一实施例的示意图；

图2是本发明的移动通信装置的第二实施例的示意图；

图3(a)是本发明的通常天线模式的示意图；

图3(b)是本发明的磁性天线模式的示意图；

图4是本发明的移动通信装置在1.035G-Hz频段上，其原始场型与经磁性天线增强后的场型的示意图；

图5是本发明的移动通信装置在2.1G-Hz频段上，其原始场型与经磁性天线增强后的场型的示意图；以及

图6是本发明的移动通信装置在2.62G-Hz频段上，其原始场型与经磁性天线增强后的场型的示意图。

具体实施方式

本案将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得熟悉本技艺的人士可以据以完成，然本案的实施并非可由下列实施案例而被限制其实施型态。

本文中的“移动通信装置”包括但不局限于折叠式手机、对开式手机、掀背式手机、滑盖式手机、双屏幕手机、旋转式手机、直立式手机、触控手机、智能型手机、多媒体手机、双屏幕手机或者照相手机；而“无线传输/接收单元(Wireless Transmission/Receive Unit，WTRU)”包括但不局限于使用者设备(user equipment)、行动站台(mobile station)、固定或行动用户单元、呼叫器或者任何其它具有天线并能够于无线通信环境中操作的装置。

通过在移动通信装置或者WTRU的天线旁的适当位置处设置磁性材料，即可利用磁性材料的屏蔽(shielding)特性来加强天线的整体增益(gain)，同时可适当改变天线的场型。

请参阅图1，其是本发明的移动通信装置的第一实施例的示意图。图1中的移动通信装置10以经典型的滑盖式手机为例，其为多频段手机，较佳地可允许在1G-Hz～2.6G-Hz的频宽中操作，并具有第一本体11与第二本体12，第二本体12是通过滑动机构(未示于图中)而可滑动地电连接于第一本体11，通常在第二本体12上会设有显示屏幕，第一本体11上设有字母数字(alphanumeric)键盘，在第一本体11上还会包括有无线通信电路模块、信号处理模块以及电池13等组件，而第一本体11的一端上还设置有天线14，在本实施例中以平面倒F天线(planar inverted-F antenna，PIFA)为例，在天线14旁边的适当处则设置有磁性材料M，藉以增强天线14的增益(gain)，磁性材料较佳地其相对导磁系数μ_r＞10。

磁性材料本身也可被视为一种吸波材(absorber)，可用以吸收无线电波，较佳为由磁性物质与塑料所组成的软性块材，其吸波效果会随其厚薄与磁性物质组成的密度有关，同时也与相对导磁系数(relative permeability)有密切关系，因此磁性材料M本身具有多种参数，包括相对导磁系数μ_r、相对介电系数ε_r、厚度t、长度L、宽度W、凹凸变化以及磁性材料与天线间的距离d等等参数，经由调整以上参数可使天线14产生不同的折射与反射效果，进而改变天线14的场型与增益。

值得注意的是，图1中的移动通信装置10是位在三维卡式坐标(Cartesiancoordinate)的中心，以移动通信装置10做为卡式坐标的原点(original point)，可分出x轴、y轴与z轴，天线14是位在由x与y轴所构成的x-y平面上，而磁性材料M与天线14间的距离d则是沿着z轴的方向变化，夹角θ则定义为x-z平面上某一点与x轴之间的角度，夹角θ的范围从0°到360°度。

请参阅图2，其是本发明的移动通信装置的第二实施例的示意图。第二实施例与前述第一实施例之间的差异在于，图2中的移动通信装置20其第一本体21相较于图1中的移动通信装置10的第一本体11，其本体高度经过适当地加长(elongated)，以利于在第一本体21的上端处形成额外空间(surplusspace)，以容纳天线24与磁性材料M，以利于将天线24与磁性材料M整合在移动通信装置20的第一本体21之中。

在第二实施例中，其所采用的磁性材料M，较佳地，其相对导磁系数μ_r＝20、相对介电系数ε_r＝60、厚度t＝0.85mm、长度L＝46mm、宽度W＝10mm以及磁性材料M与天线14间的距离为d＝13.8mm，藉由以上的配置，磁性材料M可以同时加强移动通信装置10的多个频段的增益(gain)；值得注意的是，本发明的磁性材料的实施并非受限于以上所述的参数。

请继续参阅图3(a)与(b)，其是分别为本发明的通常天线模式与磁性天线模式的示意图。图3(a)与(b)中所揭露的移动通信装置30的本体31的顶端上设置有天线34，而磁性材料M是经由移动机构36而可移动地连接到本体31上，通过移动机构36，磁性材料M可以从本体31的中段处，上移到本体31的顶端处，而遮挡住位于本体31顶端处的天线34，从而改变移动通信装置30的场型与加强其增益。

或者，较佳地也可以将天线34与磁性材料M的组合视为一个切换式磁性天线，当磁性材料M位于本体31的中段处，远离天线34的状况下，等于天线34与磁性材料M的组合是处于通常天线模式下，其场型与增益的表现，与通常的手机天线无异；当磁性材料M移动到本体31的顶端，遮蔽住天线34的状况下，等于天线34与磁性材料M的组合是处于磁性天线(magneticantenna)模式下，其场型会改变，其增益会被加强。由天线34与磁性材料M所组成的切换式磁性天线，可在通常天线模式与磁性天线模式之间任意切换。

在各通信频段1.035G-Hz、2.1G-Hz与2.62G-Hz上，分别量测原始移动通信装置(未设置磁性材料M)与采用磁性天线的移动通信装置，其在各个角度上的增益，可得到在在各频段上，有无磁性材料的平面场型图。图4所揭示为本发明的移动通信装置在1.035G-Hz频段上，其原始场型与经磁性天线增强后的场型；图5所揭示为本发明的移动通信装置在2.1G-Hz频段上，其原始场型与经磁性天线增强后的场型；图6所揭示为本发明的移动通信装置在2.62G-Hz频段上，其原始场型与经磁性天线增强后的场型。

根据图4到图6的揭示可看出，磁性天线场型于频段1.035G-Hz时比手机原场型平均减小约0.29344dB，表示手机辐射稍微减弱。但磁性天线场型于频段2.1G-Hz时比手机原场型大幅提升增益值，辐射场型同时向外扩散增加增益，并于θ＝180°处可增加增益值达1.87dB，表示手机辐射大幅增强，有利于天线的信号传送与接收。而磁性天线场型于频段2.62G-Hz时比手机原场型在θ＝180°方向提升增益值，同时辐射场型亦能向外扩散增加增益值，并能增加了辐射束空间角，于θ＝180°处可增加增益值达0.57dB，表示手机辐射增强且天线辐射束空间角变大，更有利于天线的信号传送与接收。整理以上数据，可进一步获得表(1)与表(2)的结果，其中夹角θ的定义如前所述。

表(1)θ＝0°～360°总平均增益值比较

频段	1.035G-Hz	2.1G-Hz	2.62G-Hz
				原天线量测的总平均增益值(dBm)	-9.5882	-3.8803	-8.99972
磁性天线量测的总平均增益值(dBm)	-9.88164	-3.0356	-8.65525
				总平均增益值差异(dBm)	-0.29344	+0.8474	+0.34447

表(2)θ＝180°总平均增益值比较

频段	1.035G-Hz	2.1G-Hz	2.62G-Hz
				原天线量测的总平均增益值(dBm)	-8.90	-3.57	-8.69
磁性天线量测的总平均增益值(dBm)	-9.28	-1.70	-6.53
				总平均增益值差异(dBm)	-0.38	+1.87	+0.57

比较表(1)与表(2)中的结果可得知，θ＝0°～360°总平均增益与θ＝180°总平均增益除了在频段1.035G-Hz时磁性天线总平均增益值稍微降低外，其它两个频段(2.1G-Hz、2.62G-Hz)可使天线大幅增加总平均增益，代表磁性材料的确可提高总平均增益的效果。以θ＝180°总平均增益而言，虽在频段1.035G-Hz牺牲0.38dB的总平均增益，但确换来频段2.1G-Hz大幅增加总平均增益1.87dB及频段2.62G-Hz增加总平均增益0.57dB。

以上所述的磁性天线，可用适用于任何一种用于无线通信的移动通信装置的天线，只要外加磁性材料于天线的一侧，即可组合为“磁性天线”，进而可增强增益、增加天线辐射束空间角、节省功率并延长待机时间。

本案实为一难得一见，值得珍惜的难得发明，惟以上所述者，仅为本发明的最佳实施例而已，当不能以之限定本发明所实施的范围。即大凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本发明专利涵盖的范围内。

Claims

1.一种移动通信装置，其包括：

一本体，其配置有一天线与一磁性材料，

其中该磁性材料的位置是对应于该天线的位置，以增强该天线的增益。

2.如权利要求1所述的移动通信装置，其中该天线为一平面倒F天线。

3.如权利要求1所述的移动通信装置，其中该磁性材料的相对导磁系数大于10。

4.如权利要求1所述的移动通信装置为一直立式手机、一触控手机、一智能型手机、一多媒体手机、一双屏幕手机或者一照相手机。

5.一种移动通信装置，其包括：

一第一本体，其配置有一天线；以及

一第二本体，其配置有一磁性材料；

其中该磁性材料设置于可增强该天线的增益的位置处。

6.如权利要求5所述的移动通信装置为一折叠式手机、一对开式手机、一掀背式手机、一滑盖式手机、一双屏幕手机或者一旋转式手机。

7.一种移动通信装置，其包括：

一本体，其配置有一切换式磁性天线，

其中该切换式磁性天线可在通常天线模式与磁性天线模式之间切换。

8.如权利要求7所述的移动通信装置，其中该切换式磁性天线为一天线与一磁性材料的组合。

9.一种无线发送/接收单元，其包括：

一本体，其配置有一天线与一磁性材料，

其中该磁性材料的位置是对应于该天线的位置。

10.如权利要求9所述的无线发送/接收单元为一使用者设备、一行动站台、一固定用户单元、一行动用户单元、一呼叫器或者一具有天线，并能够于无线通信环境中操作的装置。