CN102780089B - 手持式装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种手持式装置，其包括第一天线与第二天线。第一天线具有第一接地点与第一馈入点，并操作在第一频带，其中第一接地点与第一馈入点沿着水平方向依序设置。第二天线具有第二接地点与第二馈入点，并操作在第二频带，其中第二接地点与第二馈入点沿着水平方向依序设置。此外，第一频带的中心操作频率低于第二频带的中心操作频率，且第一接地点与第二接地点之间的水平间距，以及第一馈入点与第二馈入点之间的水平间距，取决于第一频带的中心操作频率。

Description

手持式装置

技术领域

本发明涉及一种手持式装置，且特别是涉及一种具有双天线的手持式装置。

背景技术

现今的手持式装置大多采用多个天线(multi-antenna)系统，以因应在不同通讯标准下的收讯范围。举例来说，在GSM900/DCS1800/UMTS频带下，移动电话必须设置两支个别独立的天线，以由此调变两种不同的射频信号，例如：UMTS频带下的GSM与W-CDMA信号。此外，就多个天线系统而言，为了避免天线彼此之间的相互干扰以及天线与系统接地面之间所产生的共振，天线彼此之间的隔离度(isolation)就显得非常的重要。

现有的手持式装置大多是以增加天线之间的距离来提升天线的隔离度。例如，在美国专利第6054955号中，即界定两天线之间的水平间距必须设定在1/4射频波长的奇数倍，以由此减少两天线之间的干扰与辐射效应。然而，此种作法往往会耗费庞大的硬件空间，进而限缩了手持式装置在微型化上的发展。

因此，如何在有限的空间内设置两独立的天线，且同时兼顾两天线的收讯品质，已是手持式装置在设计上所欲解决的一项课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手持式装置，通过调整两天线各别的馈入点与接地点，来提升天线之间的隔离度。由此，手持式装置中的两天线将可设置在有限的天线区域内，并维持良好的收讯品质。

本发明提出一种手持式装置，包括第一天线与第二天线。第一天线具有第一接地点与第一馈入点，并操作在第一频带，其中第一接地点与第一馈入点沿着水平方向依序设置。第二天线具有第二接地点与第二馈入点，并操作在第二频带，其中第二接地点与第二馈入点沿着水平方向依序设置。此外，第一频带的中心操作频率低于第二频带的中心操作频率，且第一接地点与第二接地点之间的水平间距，以及第一馈入点与第二馈入点之间的水平间距，取决于第一频带的中心操作频率。

在本发明的一实施例中，上述的手持式装置更包括基板。其中，基板具有一天线区域，且第一天线与第二天线设置在天线区域内。此外，手持式装置更包括接地层。其中，接地层设置在基板上，并环绕天线区域。

在本发明的一实施例中，上述的第一接地点与第二接地点之间的水平间距，等同于第一馈入点与第二馈入点之间的水平间距。

基于上述，本发明是通过调整两天线的馈入点的水平间距以及接地点的水平间距，来提升天线之间的隔离度。如此一来，随着天线的隔离度的提升，将可减少天线不必要的功率损失，进而提升天线的总辐射效率。换言之，本发明的两天线将可设置在有限的天线区域内，并维持良好的收讯品质。

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，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1为依据本发明的一实施例的手持式装置的示意图；

图2为依据本发明的一实施例的手持式装置的局部放大图；

图3为用以说明图2实施例的天线的穿透系数图；

图4为依据本发明的另一实施例的手持式装置的局部放大图；

图5为用以说明图3实施例的天线的穿透系数图；

图6为依据本发明的再一实施例的手持式装置的局部放大图；

图7为依据本发明的又一实施例的手持式装置的局部放大图。

主要元件符号说明

100：手持式装置

110：基板

111：接地层

112：天线区域

120：照相模块

130：扬声器

140：电池

210、210’、210”：第一天线

220：第二天线

G1：第一接地点

F1：第一馈入点

G2：第二接地点

F2：第二馈入点

DT2：水平方向

D21、D22、D21’、D22’：水平间距

S₂₁：穿透系数

具体实施方式

图1为依据本发明的一实施例的手持式装置的示意图。参照图1，手持式装置100包括基板110以及设置在基板110上的照相模块120、扬声器130与电池140。其中，基板110上更设有一接地层111以及一天线区域112，且接地层111环绕天线区域112。此外，天线区域112内设有两独立的天线，且手持式装置100是通过调整两天线各别的馈入点与接地点来提高天线之间的隔离度。由此，两独立的天线将可设置在有限的天线区域112内，并维持良好的收讯品质。

为了致使本领域具有通常知识者能更了解本实施例，图2为依据本发明的一实施例的手持式装置的局部放大图，以下将针对手持式装置100中两独立的天线做更进一步的说明。

参照图2，手持式装置100还包括第一天线210与第二天线220。其中，第一天线210与第二天线220皆设置在天线区域112内。此外，第一天线210与第二天线220可例如是平面倒F型天线(Planar Inverted F Antenna，PIFA)。在操作上，第一天线210是操作在第一频带，第二天线220是操作在第二频带，且第一频带的中心操作频率低于第二频带的中心操作频率。举例来说，第一频带可例如是GSM850/EGSM规范下的频带，且第二频带例如是DCS/PCS/UMTS规范下的频带。换言之，对手持式装置100来说，第一天线210可视为系统的低频天线，而第二天线220则可视为系统的高频天线。

在配置上，第一天线210具有第一接地点G1与第一馈入点F1，且第二天线220具有第二接地点G2与第二馈入点F2。其中，第一天线210的第一接地点G1与第一馈入点F1是沿着一水平方向DT2依序设置，亦即第一接地点G1与第一馈入点F1是由左至右地依序设置在第一天线210上。另一方面，第二天线220的第二接地点G2与第二馈入点F2也是沿着水平方向DT2依序设置，亦即第二接地点G2与第二馈入点F2也是由左至右地依序设置在第二天线220上。

此外，在图2实施例中，第二接地点G2、第一接地点G1以及第一馈入点F1是位在一水平线上，且第二馈入点F2与第二接地点G2并未设置在同一水平线上。然而，虽然图2实施例列举了接地点G1、G2以及馈入点F1、F2相对于同一水平线的较佳设置方式，但是其并非用以限定本发明，本领域具有通常知识者可依设计所需，任意更改接地点G1、G2与馈入点F1、F2相对于同一水平线的设置方式。

更进一步来看，第一接地点G1与第二接地点G2之间的水平间距D21，以及第一馈入点F1与第二馈入点F2之间的水平间距D22，皆取决于第一频带的中心操作频率。也就是说，水平间距D21与水平间距D22的长度皆取决于低频天线的中心操作频率。此外，水平间距D21相等于水平间距D22，且当对应于第一频带的中心操作频率的波长表示为λ时，水平间距D21与D22是介于λ/40至λ/20之间。在此，通过天线的接地点与馈入点的相对位置调整，将可降低第一天线210与第二天线220之间的耦合效应，进而提升第一天线210与第二天线220的隔离度。

举例来说，在图2实施例中，水平间距D21与D22是大于λ/40。此外，图3为用以说明图2实施例的天线的穿透系数图，其中横轴用以表示天线的中心操作频率，且纵轴用以表示天线的穿透系数S₂₁。如图3所示，当水平间距D21与D22大于λ/40时，操作在GSM850/EGSM频带下的第一天线210，其隔离度将可提高至为-4～-6dB。

另一方面，图4为依据本发明的另一实施例的手持式装置的局部放大图。请同时参照图2与图4，两者最大不同之处在于，图2实施例中的水平间距D21与D22是大于λ/40，而图4实施例中的水平间距D21’与D22’则是相等于λ/40。因此，在图4实施例中，水平间距D21’与水平间距D22’并未相互重叠。反之，在图2实施例中，水平间距D21与水平间距D22是相互重叠的。

然而，无论水平间距D21与水平间距D22是否相互重叠，只要水平间距D21与水平间距D22是落在λ/40至λ/20之间，则第一天线210与第二天线220的隔离度都可相对地提高。举例来说，图5为用以说明图3实施例的天线的穿透系数图，其中横轴用以表示天线的操作频率，且纵轴用以表示天线的穿透系数S₂₁。如图5所示，当水平间距D21与D22相等于λ/40时，操作在GSM850/EGSM频带下的第一天线210，其隔离度将可提高至为-20～-30dB，且操作在DCS/PCS/UMTS频带下的第二天线220，其隔离度将趋近于-15dB。

值得一提的是，如式(1)与式(2)所示，当穿透系数S₂₁越大，天线的总辐射效率(total radiation efficient)也就越高。且知，天线的增益正比于天线的总辐射效率，因此随着天线的总辐射效率的提高，天线的增益也将相对地提高。换言之，随着第一天线210与第二天线220的隔离度的提升，第一天线210与第二天线220的平均增益将可相对应地提高，进而有助于增加第一天线210与第二天线220的收讯品质。

η_tot1＝η_ray1(1-|S₁₁|²-|S₂₁|²)              式(1)

η_tot2＝η_ray2(1-|S₂₂|²-|S₁₂|²)                式(2)

举例来说，就操作在GSM850/EGSM频带下的第一天线210而言，当水平间距D21与D22大于以及相等于λ/40时，所测得的平均增益如表1所示。其中，参照表1，相较于水平间距D21与D22被设置在大于λ/40的情况，当水平间距D21与D22被设置在λ/40时，第一天线210的平均增益将高出1.88dB。

表1

另一方面，就操作在DCS/PCS/UMTS频带下的第二天线220而言，当水平间距D21与D22大于以及相等于λ/40时，所测得的平均增益将如表2所示。其中，参照表2，相较于水平间距D21与D22被设置在大于λ/40的情况，当水平间距D21与D22被设置在λ/40时，第二天线220的平均增益将高出1.1dB。

表2

除此之外，关于第一天线210与第二天线220的隔离度，也可通过调整第一天线210操作在第一频带下的频率比(frequency ratio)来予以提升。

举例来说，图6为依据本发明的再一实施例的手持式装置的局部放大图。请同时参照图4与图6，两者最大不同之处在于，图6实施例更改了第一天线210’的辐射部的形状，以致使第一天线210’操作在第一频带下的频率比大于3。如此一来，与图4实施例中的第一天线210相较之下，图6实施例中的第一天线210’的隔离度将高出5dB。此外，与图4实施例中的第二天线220相较之下，图6实施例中的第二天线210的隔离度将高出2～3dB。

此外，图7为依据本发明的又一实施例的手持式装置的局部放大图。请同时参照图4与图7，两者最大不同之处在于，图7实施例更改了第一天线210”的辐射部的形状，以致使第一天线210”操作在第一频带下的频率比小于3。如此一来，与图4实施例中的第一天线210相较之下，图7实施例中的第一天线210”的隔离度将高出1～3dB。

综上所述，本发明是通过调整两天线的馈入点的水平间距以及接地点的水平间距，来提升天线之间的隔离度。如此一来，随着天线的隔离度的提升，将可减少天线不必要的功率损失，进而提升天线的总辐射效率。换言之，本发明的两天线将可设置在有限的天线区域内，并维持良好的收讯品质。

虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，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应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (7)

1.一种手持式装置，包括：

第一天线，具有第一接地点与第一馈入点，并操作在第一频带，且该第一接地点与该第一馈入点沿着水平方向依序设置；以及

第二天线，具有第二接地点与第二馈入点，并操作在第二频带，且该第二接地点与该第二馈入点沿着该水平方向依序设置，

其中，该第一频带的中心操作频率低于该第二频带的中心操作频率，且该第一接地点与该第二接地点之间的水平间距，与该第一馈入点与该第二馈入点之间的水平间距，取决于该第一频带的中心操作频率，

其中，对应该第一频带的中心操作频率的波长表示为λ，该第一接地点与该第二接地点之间的水平间距介于λ/40至λ/20之间，该第一馈入点与该第二馈入点之间的水平间距介于λ/40至λ/20之间。

2.如权利要求1所述的手持式装置，还包括：

基板，具有天线区域，且该第一天线与该第二天线设置在该天线区域内。

3.如权利要求2所述的手持式装置，还包括：

接地层，设置在该基板上，并环绕该天线区域。

4.如权利要求1所述的手持式装置，其中该第一接地点与该第二接地点之间的水平间距，等同于该第一馈入点与该第二馈入点之间的水平间距。

5.如权利要求1所述的手持式装置，其中该第二接地点、该第一接地点以及该第一馈入点位在一水平线上。

6.如权利要求5所述的手持式装置，其中该第二馈入点并未设置在该水平线上。

7.如权利要求1所述的手持式装置，其中该第一天线与该第二天线为平面倒F型天线。