CN102244525A

CN102244525A - 可携式电子装置

Info

Publication number: CN102244525A
Application number: CN2010101807819A
Authority: CN
Inventors: 吴小文
Original assignee: Pegatron Corp
Current assignee: Pegatron Corp; Unihan Corp
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2030-05-14
Also published as: CN102244525B

Abstract

一种可携式电子装置，包括可拆卸的第一壳体、天线与第一耦合件。其中，天线设置于可拆卸的第一壳体内，且第一耦合件设置在可拆卸的第一壳体内壁。此外，第一耦合件不与天线接触，且与天线于垂直投影面上部分重叠。

Description

可携式电子装置

技术领域

本发明涉及一种可携式电子装置，且特别涉及一种具有双壳体的可携式电子装置。

背景技术

随着信息、网络、通信产业的蓬勃发展，在通信质量快速、清晰、稳定的要求下，通信产品的接收天线以手机为例，最初多是外露式天线，由五截天线开始，历经伸缩天线、长软质天线、镍钛伸缩天线、短硬软质天线。近年来，随着需求者对通信产品轻薄、短小的要求，隐藏式天线便开始被大量采用。

隐藏式天线于无线通信装置的设计上，须考虑天线的尺寸、位置与周围环境的元件的材料等。以市面上可更换外壳的手机为例，其多以一内含隐藏式天线的无线通信模块搭配多种不同造型或颜色的外壳来达到使用者求新求变的需求。然而，对于一个设计良好且涵盖多频(例如：GSM900/DCS/PCS/WCDMA)的天线来说，设置在天线上方的介质(亦即外壳)往往会造成天线的共振频率偏往低频。此外，倘若介质越靠近天线且其厚度越厚的话，天线的共振频率频的偏移将更加严重。相对地，随着共振频率的偏移，天线将无法涵盖到所设计的频带，且天线的辐射特性也将随之改变。

现有技术大多采用增加天线的操作频宽的方式或是使用可调频式(frequency tuning)天线，来改善天线的频率偏移的问题。然而，增加天线的频宽往往需要更大的天线尺寸，进而限制了无线通信装置在微型化上的发展。此外，可调频式天线必须利用额外的电路来重新配置(reconfigurable)天线的结构，以达到改变天线的共振频率的目的。其中，改变天线的辐射面和接地面之间的电抗，或是切换天线的调谐短线(tuning stub)的导通状态，皆可改变天线的共振频率。

然而，无论利用何种方式，可调频式天线通常必须利用分离的直流导线、射频开关以及可变电容等元件来达到结构的重新配置，且这些电子元件和直流导线皆会导致邻近天线的辐射特性下降。而且，为了达到天线的结构的重新配置，可调频式天线在设计上也较一般天线的结构来的复杂。

发明内容

本发明提供一种可携式电子装置，利用耦合件来缩短天线的电流路径，以使天线的操作与频率涵盖在原本的应用频带上。

本发明提出一种可携式电子装置，包括可拆卸的第一壳体、天线与第一耦合件。其中，天线设置于可拆卸的第一壳体内。第一耦合件设置在可拆卸的第一壳体内壁，且第一耦合件不与天线接触，且与天线于垂直投影面上部分重叠。

在本发明的一实施例中，上述可携式电子装置为手机，且上述可拆卸的第一壳体为可携式电子装置的可替换式外壳。

在本发明的一实施例中，上述可携式电子装置还包括无线通信模块。其中，无线通信模块可插拔地设置于可拆卸的第一壳体，且无线通信模块至少包括第二壳体，其中天线设置在第二壳体内。

在本发明的一实施例中，上述天线包括天线本体、接地部与信号馈入部。天线本体的一端连接信号馈入部，且其另一端连接接地部，其中信号由信号馈入部馈入，使天线本体激发出第一共振模态频率，且当无线通信模块插设至可拆卸的第一壳体内时，天线本体与第一耦合件于垂直投影面上部分重叠。

基于上述，本发明是利用电磁耦合的方式来缩短天线的电流路径，并由此使天线的操作与频率往高频偏移，并涵盖在原本的应用频带上。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1所示为依据本发明一实施例的可携式电子装置的结构示意图。

图2所示为依据本发明一实施例的可拆卸的第一壳体的正视图。

图3所示为依据本发明一实施例的可拆卸的第一壳体的透视图。

图4所示为依据本发明一实施例的无线通信模块的结构示意图。

图5所示为依据本发明一实施例的天线与接地面元件设置在第二壳体内的结构示意图。

图6所示为当无线通信模块插设至容置槽内时可携式电子装置的透视图。

图7A所示为依据本发明一实施例的天线的结构示意图。

图7B所示为依据本发明一实施例的耦合件与天线于垂直投影面上的配置示意图。

图8与图9分别为天线共振在900M赫兹与1800M赫兹时的天线增益图。

具体实施方式

图1所示为依据本发明一实施例的可携式电子装置的结构示意图，如图1所示，可携式电子装置100包括一可拆卸的第一壳体110与一无线通信模块130。其中，可拆卸的第一壳体110包括一容置槽111。此外，无线通信模块130可插拔地设置于容置槽111内。由此，在实际应用上，使用者可依自我喜好更换不同的可拆卸的第一壳体110，只需将无线通信模块130插设于可拆卸的第一壳体110的容置槽111内，即可更换无线通信模块130的外型。相对地，无线通信模块130也可通过设置在可拆卸的第一壳体110内的电路(未示出)或是设置在可拆卸的第一壳体110上的按键112，来增加无线通信模块130的功能或是操作上的便利性。于一较佳实施例中，可携式电子装置100为一手机，而可拆卸的第一壳体110为手机的可替换式外壳。

图2所示为依据本发明一实施例的可拆卸的第一壳体的正视图，图3所示为依据本发明一实施例的可拆卸的第一壳体的透视图。请同时参照图2与图3，可携式电子装置100还包括一第一耦合件121与一第二耦合件122。第一耦合件121与第二耦合件122设置在容置槽111的内壁。在较佳实施例中，第一耦合件121与第二耦合件122可为金属片或是导电贴布，贴附在容置槽111的内壁。

图4所示为依据本发明一实施例的无线通信模块的结构示意图。其中，无线通信模块130包括一第二壳体131，且透视第二壳体131来看的话，无线通信模块130还包括一基板132、一支撑件133以及一天线134。在此，基板132、支撑件133与天线134皆设置在第二壳体131内，且基板132的一表面上还设置有一接地面元件135。其中，支撑件133叠设于基板132上，并覆盖部分的接地面元件135，而天线134设置在支撑件133上，支撑件133用以避免天线134直接与接地面元件135接触。在较佳实施例中，支撑架133的材料为不导电材料，或是使用与天线134为不同介电系数的材料。

从另一角度来看，图5所示为依据本发明一实施例的天线与接地面元件设置在第二壳体内的结构示意图，如图5所示，本实施例所述的天线134可例如是一平面倒F型天线，其包括一天线本体510、一信号馈入部520与一接地部530。如图所示，天线本体510与接地面元件135于垂直投影面上相互重叠，且天线本体510的一端连接信号馈入部520，而天线本体510的另一端则连接接地部530。此外，接地部530电性连接至接地面元件135，而信号馈入部520则电性连接至无线通信模块130的内部电路(未示出)。由此，无线通信模块130将可通过天线134与外部电子装置进行无线传输。

值得注意的是，第一耦合件121与第二耦合件122设置在可拆卸的第一壳体110的内壁的位置是面对天线134的设置位置。请参考图6，图6所示为当无线通信模块插设至容置槽内时可携式电子装置的透视图。如图6所示，第一耦合件121与第二耦合件122正对于无线通信模块130中天线134的位置，亦即第一耦合件121与第二耦合件122分别与天线134于垂直投影面上部分重叠。此外，第一耦合件121、第二耦合件122两者皆不与天线134接触。

进一步说明天线134与耦合件121与122的相互动作，请参考图7A至图7B，其中图7A所示为依据本发明一实施例的天线的结构示意图，图7B所示为依据本发明一实施例的耦合件与天线于垂直投影面上的配置示意图。如图7A所示，从天线134的信号馈入部520至接地部530可形成一第一电流路径PT71。如此一来，一信号可由信号馈入部520馈入，使天线本体510激发出一第一共振模态频率(例如：1800MHz)。其中，第一电流路径PT71的长度为具有第一共振模态频率的射频信号的波长的二分之一。

除此之外，就天线134的细部架构来说，天线134还包括一第一开路线710与一第二开路线720。其中，第一开路线710连接天线本体510，且第一开路线710具有一第一开路端TM71。从信号馈入部520至第一开路端TM71可形成一第二电流路径PT72。由此，信号由信号馈入部520馈入，可使第一开路线710激发出一第二共振模态频率(例如：900MHz)。在此，第二电流路径PT72的长度为具有第二共振模态频率的射频信号的波长的四分之一。此外，第二开路线720连接天线本体510，且第二开路线720具有一第二开路端TM72。从第二开路端TM72至接地部530可形成一第三电流路径PT73。由此，信号由第二开路端TM72馈入，可使第二开路端TM72至接地部530激发出一第三共振模态频率(例如：2100MHz)。在此，第三电流路径PT73的长度为具有第三共振模态频率的射频信号的波长的四分之一。

如图7B所示，根据上述天线本体510、第一开路线710与第二开路线720的结构，当无线通信模块130插设至容置槽111内时，第一开路线710与第一耦合件121将于垂直投影面上部分重叠，且第二开路线720与第二耦合件122将于垂直投影面上部分重叠。如此一来，通过第一耦合件121与天线本体510、第一开路线710之间的耦合效应，原本在蜿蜒的第一电流路径PT71与第二电流路径PT72上流动的电流，将可改走第一耦合件121进而缩减原本的电流路径。相对地，通过第二耦合件122与天线本体510、第二开路线720之间的耦合效应，原本在蜿蜒的第一电流路径PT71与第三电流路径PT73上流动的电流，将可改走第二耦合件122进而缩减原本的电流路径。

随着电流路径的缩短，天线134所激发出的第一共振模态频率、第二共振模态频率与第三共振模态频率将会往高频偏移。举例来说，图8与图9分别为天线共振在900MHz与1800MHz时的天线增益图，其中虚线用以标示在没有设置第一耦合件121与第二耦合件122下天线的增益，而实线用以标示在有设置第一耦合件121与第二耦合件122下天线的增益。如图8与图9所示，天线134的共振模态频率会因应第一耦合件121与第二耦合件122的设置而往高频偏移。

值得注意的是，当可拆卸的第一壳体110内没有设置第一耦合件121或第二耦合件122，且无线通信模块130插设至容置槽111内时，天线134会因可拆卸的第一壳体110的影响而往低频偏移。然而，随着第一耦合件121与第二耦合件122的设置，原本朝向低频偏移的共振模态频率又会被回拉至高频，进而消除了可拆卸的第一壳体110对天线134所造成的频率偏移的问题。

除此之外，天线134朝向高频的偏移量也可通过耦合件的大小来决定。举例来说，倘若第一耦合件121的长度标示为L71，则如表1所示，随着第一耦合件121的设置，也就是当长度L71不等于0毫米(mm)时，天线134的共振模态频率会往高频偏移，且偏移量会随着第一耦合件121的长度L71的增加而变大。此外，天线134的共振模态频率在往高频偏移的过程中，天线134的频宽百分比的变动并不大。

表1

相对地，倘若第二耦合件122的宽度标示为W71，则如表2所示，随着第二耦合件122的设置，也就是当宽度W71不等于0毫米时，天线134的共振模态频率会往高频偏移，且偏移量会随着第二耦合件122的宽度W71的增加而变大。此外，天线134的共振模态频率在往高频偏移的过程中，天线134的频宽百分比的变动并不大。

表2

值得一提的是，在本实施例中，可拆卸的第一壳体110的材料为非导电材料，且第一耦合件121与第二耦合件122的材料为导电材料。除此之外，虽然本实施例所列举的第一耦合件121与第二耦合件122的形状为矩形，但其并非用以限定本发明，本领域具有通常知识的人员可依设计所需将第一耦合件121与第二耦合件122的形状更改为圆形、三角形或是不规则的几何图形。另外，虽以第一耦合件121与第二耦合件122为例而做以上实施例说明，然而根据天线设计的不同，可加减设置不同数量的耦合件，亦即可单设置第一耦合件121或第二耦合件122，或增设一第三耦合件(未示出)，本发明并不欲以上述任一实施例为限。

综上所述，本发明利用电磁耦合来缩短天线的电流路径，由此使天线的共振模态频率往高频偏移。如此一来，当无线通信模块插设至容置槽内时，天线因应可拆卸的第一壳体所造成的频率偏移，将随着耦合件的设置而被消除。由此，将可使天线的操作与频率涵盖在原本的应用频带上。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种可携式电子装置，其特征是，包括：

可拆卸的第一壳体；

天线，设置于上述可拆卸的第一壳体内；以及

第一耦合件，设置在上述可拆卸的第一壳体内壁，不与上述天线接触，且与上述天线于垂直投影面上部分重叠。

2.根据权利要求1所述的可携式电子装置，其特征是，上述可携式电子装置为手机。

3.根据权利要求1所述的可携式电子装置，其特征是，上述可拆卸的第一壳体为上述可携式电子装置的可替换式外壳。

4.根据权利要求1所述的可携式电子装置，其特征是，上述可携式电子装置还包括：

无线通信模块，可插拔地设置于上述可拆卸的第一壳体，且上述无线通信模块至少包括第二壳体，其中上述天线设置在上述第二壳体内。

5.根据权利要求4所述的可携式电子装置，其特征是，上述天线包括：

接地部；

信号馈入部；以及

天线本体，其一端连接上述信号馈入部，另一端连接上述接地部，其中信号由上述信号馈入部馈入，使上述天线本体激发出第一共振模态频率，且当上述无线通信模块插设至上述可拆卸的第一壳体内时，上述天线本体与上述第一耦合件于上述垂直投影面上部分重叠。

6.根据权利要求5所述的可携式电子装置，其特征是，自上述信号馈入部至上述接地部的第一电流路径的长度为具有上述第一共振模态频率的射频信号的波长的二分之一。

7.根据权利要求5所述的可携式电子装置，其特征是，上述天线还包括：

第一开路线，连接上述天线本体并具有第一开路端，其中上述信号由上述信号馈入部馈入，使上述第一开路线激发出第二共振模态频率，且自上述信号馈入部至上述第一开路端的第二电流路径的长度为具有上述第二共振模态频率的射频信号的波长的四分之一。

8.根据权利要求7所述的可携式电子装置，其特征是，上述可携式电子装置还包括：

第二耦合件，设置在上述可拆卸的第一壳体内壁，其中当上述无线通信模块插设至上述可拆卸的第一壳体内时，上述第二耦合件与上述第一开路线于上述垂直投影面上部分重叠。

9.根据权利要求7所述的可携式电子装置，其特征是，上述第一耦合件于上述垂直投影面上部分重叠于上述天线本体与上述第一开路线。

10.根据权利要求5所述的可携式电子装置，其特征是，上述天线还包括：

第二开路线，连接上述天线本体并具有第二开路端，其中上述信号由上述第二开路端馈入，使上述第二开路端至上述接地部激发出第三共振模态频率，且自上述第二开路端至上述接地部的第三电流路径的长度为具有上述第三共振模态频率的射频信号的波长的四分之一。

11.根据权利要求4所述的可携式电子装置，其特征是，上述无线通信模块还包括：

接地面元件；

基板，设置在上述第二壳体内，且上述接地面元件设置于上述基板的表面；以及

支撑件，设置在上述第二壳体内并叠设于上述基板，其中上述天线设置于上述支撑件。

12.根据权利要求1所述的可携式电子装置，其特征是，上述可拆卸的第一壳体的材料为非导电材料。

13.根据权利要求1所述的可携式电子装置，其特征是，上述第一耦合件的材料为导电材料。