CN103633419A - 移动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动装置，包括一天线结构。该天线结构包括：一主辐射部、一寄生部，以及一调整部。该主辐射部具有耦接至一信号源的一馈入接脚，其中该馈入接脚大致位于该主辐射部的一端。该寄生部靠近该主辐射部，并具有一寄生接脚，其中该寄生接脚大致位于该寄生部的一端。该调整部包括一切换器和多条路径。该切换器选择性地耦接该多条路径之一者至该寄生接脚，使得该天线结构操作于多重频带。本发明的移动装置及其天线结构不仅能提供较大的频宽，亦可维持良好的辐射效率。

Description

移动装置

技术领域

本发明涉及一种移动装置，特别涉及包括一天线结构的移动装置。

背景技术

随着移动通信技术的发达，手持装置在近年日益普遍，常见的例如：手提式电脑、移动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的携带型电子装置。为了满足人们的需求，手持装置通常具有无线通信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系统及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通信，而有些则涵盖短距离的无线通信范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth以及WiMAX(WorldwideInteroperability for Microwave Access)系统使用2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。

在现有的技术中，常以固定尺寸的一金属件作为天线主体，该金属件的长度须等于所需频带对应的二分之一波长或四分之一波长。传统的设计方式限制了金属件的大小以及形状，并增加了天线在外观设计上的难度。

发明内容

有鉴于此，为解决现有技术的问题，本发明提供一种移动装置，包括：一天线结构，包括：一主辐射部，具有耦接至一信号源的一馈入接脚，其中该馈入接脚大致位于该主辐射部的一端；一第一寄生部，靠近该主辐射部，并具有一第一寄生接脚，其中该第一寄生接脚大致位于该第一寄生部的一端；以及一第一调整部，包括一第一切换器和多条路径，其中该第一切换器选择性地耦接该多条路径的一者至该第一寄生接脚，使得该天线结构操作于多重频带。

本发明的移动装置及其天线结构不仅能提供较大的频宽，亦可维持良好的辐射效率。

附图说明

图1A是显示根据本发明一实施例所述的移动装置及其天线结构的示意图；

图1B是显示根据本发明一实施例所述的调整部耦接至寄生部的示意图；

图2A是显示根据本发明一实施例所述的移动装置及其天线结构的示意图；

图2B是显示根据本发明另一实施例所述的移动装置及其天线结构的示意图；

图3是显示根据本发明一实施例所述的移动装置及其天线结构的示意图；

图4是显示根据本发明优选实施例所述的移动装置及其天线结构的示意图；

图5A-5M是显示根据本发明一些实施例所述的一些天线结构的示意图；

图6A是显示根据本发明一实施例所述的调整部耦接至寄生部的寄生接脚的示意图；

图6B是显示根据本发明一实施例所述的调整部耦接至支路的调整接脚的示意图；

图7A是显示根据本发明一实施例所述的天线结构的返回损失图；

图7B是显示根据本发明一实施例所述的天线结构的返回损失图；

图8是显示根据本发明一实施例所述的移动装置及其天线结构的示意图。

【主要附图标记说明】

100、200、250、300、400、800～移动装置；

105、210、260、310、410、501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511、512、513～天线结构；

110～主辐射部；

112～馈入接脚；

114～主辐射部的一端；

116～接地接脚；

117～主辐射部的另一端；

120、140、170～寄生部；

122、142、172～寄生接脚；

124、144～寄生部的一端；

130、150、160～调整部；

132、162～切换器；

134-1、134-2、…、134-N、164-1、164-2、164-3～路径；

190～信号源；

350、360～支路；

354、364～支路的一端；

362～调整接脚；

810～基板；

820～接地面；

C1～电容器；

E1、E2～基板的表面；

FB1、FB2、FB3、FB4、FB5～频带；

L1、L2～电感器；

SC1、SC2～控制信号；

VSS～接地节点。

具体实施方式

为让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的具体实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

图1A是显示根据本发明一实施例所述的一移动装置100及其天线结构105的示意图。移动装置100可以是一手机、一平板电脑，或是一笔记型电脑。如图1A所示，移动装置100包括至少一天线结构105，而天线结构105包括：一主辐射部110、一寄生部120，以及一调整部130。在其他实施例中，移动装置100更可包括其他必要元件，例如：一处理器、一收发器、一外壳，以及一触控面板(未显示于图1A中)。

主辐射部110和寄生部120可以用金属制成，例如：铜、银或是铝。寄生部120独立于主辐射部110之外。主辐射部110具有耦接至一信号源190的一馈入接脚112(此处的“接脚”一词可以指一元件上的一连接点，而该元件再经由该连接点耦接至其他元件)。馈入接脚112大致位于主辐射部110的一端114。寄生部120靠近主辐射部110。位于寄生部120和主辐射部110之间的一间隙G1非常小，故此二元件之间的互相耦合可以因而增强。寄生部120具有一寄生接脚122。寄生接脚122靠近馈入接脚112，并大致位于寄生部120的一端124。在本实施例中，主辐射部110大致为一C字形，而寄生部120大致为一I字形。值得注意的是，本发明并不限于此。在其他实施例中，主辐射部110和寄生部120可以分别具有其他形状，例如：大致为一L字形或是一S字形。

图1B是显示根据本发明一实施例所述的一调整部130耦接至寄生部120的示意图。如图1B所示，调整部130包括一切换器132和多条路径134-1、134-2、…、134-N(N为大于2或等于2的一正整数)。路径134-1可以是一短路路径(Shorted Path)，其直接耦接至一接地节点VSS，而其余路径134-2、…、134-N则可以分别包括一或多个电路元件，例如一或多个电容器、电感器，或(且)电阻器。值得注意的是，本发明并不限于此。在另一实施例中，路径134-1亦可包括一或多个电路元件。在一些实施例中，该短路路径可以取代为一开路路径(Open Path)。该短路路径或该开路路径则可以用一或多条微带线(Microstrip Line)实施之。切换器132选择性地耦接多条路径134-1、134-2、…、134-N之一者至寄生部120的寄生接脚122，使得移动装置100的天线结构105可以操作于多重频带。在一些实施例中，切换器132可以根据一使用者输入，或是根据移动装置100的一处理器(未显示)所产生的一控制信号SC1，来于多条路径134-1、134-2、…、134-N之间进行切换。另外，为了改善阻抗匹配，也可将一匹配电路(未显示)加入，并耦接于寄生接脚122和切换器132之间。

图2A是显示根据本发明一实施例所述的一移动装置200及其天线结构210的示意图。和图1A相比，天线结构210还包括另一寄生部140和另一调整部150，而主辐射部110还具有耦接至一接地节点VSS的一接地接脚116。寄生部140独立于主辐射部110之外。相似地，寄生部140亦靠近主辐射部110，并具有一寄生接脚142，其中寄生接脚142靠近馈入接脚112，并大致位于寄生部140的一端144。调整部150的一切换器耦接至寄生接脚142。调整部150的多条路径可以和调整部130的多条路径134-1、134-2、…、134-N相同或是不同。调整部150的内部元件和功能都和图1B所示的调整部130非常类似，因此不再重复说明。接地接脚116靠近馈入接脚112，并用于调整天线结构210的阻抗匹配。在另一实施例中，接地接脚116亦可由主辐射部110中移除。

图2B是显示根据本发明另一实施例所述的一移动装置250及其天线结构260的示意图。图2B和图2A相似。两者的差异在于，在天线结构260中，寄生接脚142耦接至接地节点VSS，而非调整部150。在另一实施例中，亦可改为寄生部120的寄生接脚122耦接至接地节点VSS，而寄生部140的寄生接脚142耦接至调整部130。在本发明中，一天线结构可以包括多个寄生部，该多个寄生部中的至少一寄生接脚耦接至一调整部，使得该天线结构可以涵盖多重频带。其余的寄生接脚则没有限制，可以耦接至接地节点VSS或是其他的调整部，依实际上不同需求而定。

图3是显示根据本发明一实施例所述的一移动装置300及其天线结构310的示意图。和图1A相比，天线结构310还包括一支路350。支路350耦接至主辐射部110，其中主辐射部110部分地围绕支路350。通常来说，支路350的长度较主辐射部110的长度更短，而支路350用于产生一高频频带。在本实施例中，支路350大致为一I字形。值得注意的是，本发明并不限于此。在其他实施例中，支路350亦可为其他形状，例如：大致为一L字形或一S字形。

图4是显示根据本发明优选实施例所述的一移动装置400及其天线结构410的示意图。和图1A相比，天线结构410还包括二条支路350、360，以及另一调整部160。支路350耦接至主辐射部110，其中主辐射部110部分地围绕支路350。支路360耦接至支路350，其中主辐射部110亦部分地围绕支路360。通常来说，支路350、360的长度皆较主辐射部110的长度更短，而两者皆用于产生高频频带。在本实施例中，支路350大致为一L字形，而支路360大致为一I字形。值得注意的是，本发明并不限于此。在其他实施例中，支路350、360亦可分别为其他形状，例如：大致为一L字形或一S字形。另外，天线结构410还具有一接地接脚116和一调整接脚362。接地接脚116耦接至接地节点VSS，且大致位于支路350的一端354。调整接脚362则大致位于支路360的一端364。调整部160的一切换器耦接至调整接脚362。调整部160的多条路径可以和调整部130的多条路径134-1、134-2、…、134-N相同或是不同。为了改善阻抗匹配，可将一匹配电路(未显示)加入，并耦接于调整接脚362和调整部160的该切换器之间。调整部160的内部元件和功能都和图1B所示的调整部130非常类似，因此不再重复说明。事实上，调整接脚362可以位于主辐射部、支路350，或是支路360的任何一部分。例如，调整接脚362可以改为大致位于主辐射部110的另一端117。在本实施例中，耦接至调整接脚362的调整部160主要用于调整天线结构410的低频频带，而耦接至寄生接脚122的调整部130主要用于调整天线结构410的高频频带。

图5A-5M是显示根据本发明一些实施例所述的一些天线结构的示意图。在这些实施例中，一天线结构可以包括一个、二个、三个，或是更多个寄生部，而该多个寄生部皆独立于该天线结构的一主辐射部之外。如前所述，该多个寄生部中的至少一寄生接脚耦接至一调整部，但其余的寄生接脚则没有限制，可以耦接至接地节点VSS或是其他的调整部。每一寄生接脚必须靠近该天线结构的一馈入接脚。另外，亦可加入一接地接脚至该天线结构，以调整该天线结构的阻抗匹配，或是可加入一调整接脚至该天线结构，使得该天线结构可操作于多重频带。在一些实施例中，该接地接脚的位置可与该馈入接脚的位置来对换。由于图5A-5M所示的天线结构和图1A所示的天线结构相似，它们皆可以具有相似的功效。

回头参考图4。在优选实施例中，天线结构410的调整部130、160可以如下列方式设置。图6A显示根据本发明一实施例所述的调整部130耦接至寄生部120的寄生接脚122的示意图。如图6A所示，调整部130包括一切换器132和二条路径134-1、134-2。路径134-1为耦接至接地节点VSS的一短路路径，而路径134-2包括耦接至接地节点VSS的一电容器C1。切换器132选择性地耦接该多个路径134-1、134-2之一者至寄生部120的寄生接脚122。在一些实施例中，切换器132可以根据一使用者输入，或是根据移动装置400的一处理器(未显示)所产生的一控制信号SC1，来于多条路径134-1、134-2之间进行切换。图6B是显示根据本发明一实施例所述的调整部160耦接至支路360的调整接脚362的示意图。如图6B所示，调整部160包括一切换器162和三条路径164-1、164-2、164-3。路径164-1为耦接至接地节点VSS的一短路路径，路径164-2包括耦接至接地节点VSS的一电感器L1，而路径164-3包括耦接至接地节点VSS的另一电感器L2。切换器162选择性地耦接多条路径164-1、164-2、164-3之一者至支路360的调整接脚362。相似地，切换器162可以根据一使用者输入，或是根据移动装置400的该处理器所产生的一控制信号SC2，来于多条路径164-1、164-2、164-3之间进行切换。在一实施例中，电容器C1的一电容值约为0.5pF，电感器L1的一电感值约为3.3nH，而电感器L2的一电感值约为7.2nH。以上参数可根据不同的所需频带进行调整。

图7A是显示根据本发明一实施例所述的天线结构410的返回损失(Return Loss)图。在本实施例中，可假设切换器132恒耦接至路径134-1。若切换器162耦接至路径164-1，则天线结构410可涵盖一频带FB1，其约介于925MHz至980MHz之间。若切换器162耦接至路径164-2，则天线结构410可涵盖一频带FB2，其约介于880MHz至960MHz之间。若切换器162耦接至路径164-3，则天线结构410可涵盖一频带FB3，其约介于824MHz至894MHz之间。就低频频带而言，天线结构410可涵盖至少GSM850/900频带。前述的频带FB1、FB2、FB3的范围皆可调整，以符合不同的应用需求。

图7B是显示根据本发明一实施例所述的天线结构410的返回损失图。在本实施例中，可假设切换器162恒耦接至路径164-1。若切换器132耦接至路径134-1，则天线结构410可涵盖一频带FB4，其约介于1710MHz至2170MHz之间。若切换器132耦接至路径134-2，则天线结构410可涵盖一频带FB5，其约介于1850MHz至2170MHz之间。就高频频带而言，天线结构410可涵盖至少GSM1800/1900频带和WCDMA Band1频带。前述的频带FB4、FB5的范围皆可调整，以符合不同的应用需求。

图8是显示根据本发明一实施例所述的一移动装置800及其天线结构105的示意图。如图8所示，移动装置800还包括一基板810(例如：一FR4基板)和一接地面820。接地面820可以用金属制成，例如：铜、银或是铝。在一些实施例中，接地面820可以提供前述的接地节点VSS。基板810可以具有相对的二表面E1、E2。天线结构105，如图1A所示，设置于基板810的表面E1，而接地面820设置于基板810的表面E2。值得注意的是，本发明并不限于此。从图2A-5M的所有图中的每一种天线结构皆可套用至移动装置800当中，且可设置于基板810的一表面上。在另一实施例中，接地面820亦可以由移动装置800中移除。

借由控制耦接于至少一寄生部的至少一调整部，本发明的天线结构可以操作于多重频带，例如：GSM(Global System for Mobile Communications)频带、WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)频带，或是LTE(Long TermEvolution)频带。另外，此天线结构的尺寸非常小，故可以适用于各种移动通信装置。本发明的移动装置及其天线结构不仅能提供较大的频宽，亦可维持良好的辐射效率。

在本说明书以及权利要求中的序数，例如：“第一”、“第二”、“第三”等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，仅用于标示区分两个具有相同名字的不同元件。

本发明虽以优选实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (20)

1.一种移动装置，包括：

一天线结构，包括：

一主辐射部，具有耦接至一信号源的一馈入接脚，其中该馈入接脚大致位于该主辐射部的一端；

一第一寄生部，靠近该主辐射部，并具有一第一寄生接脚，其中该第一寄生接脚大致位于该第一寄生部的一端；以及

一第一调整部，包括一第一切换器和多条路径，其中该第一切换器选择性地耦接该多条路径之一者至该第一寄生接脚，使得该天线结构操作于多重频带。

2.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一寄生接脚靠近该馈入接脚。

3.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一寄生部独立于该主辐射部之外。

4.如权利要求1所述的移动装置，其中该主辐射部还具有耦接至一接地节点的一接地接脚。

5.如权利要求4所述的移动装置，其中该接地接脚靠近该馈入接脚。

6.如权利要求1所述的移动装置，其中该天线结构还包括：

一第二寄生部，靠近该主辐射部，并具有一第二寄生接脚，其中该第二寄生接脚大致位于该第二寄生部的一端；以及

一第二调整部，包括一第二切换器和多条路径，其中该第二切换器选择性地耦接该多条路径之一者至该第二寄生接脚。

7.如权利要求6所述的移动装置，其中该第二寄生接脚靠近该馈入接脚。

8.如权利要求6所述的移动装置，其中该第二寄生部独立于该主辐射部之外。

9.如权利要求1所述的移动装置，其中该天线结构还包括：

一第二寄生部，靠近该主辐射部，并具有一第二寄生接脚，其中该第二寄生接脚大致位于该第二寄生部的一端，且该第二寄生接脚耦接至一接地节点。

10.如权利要求9所述的移动装置，其中该第二寄生部独立于该主辐射部之外。

11.如权利要求1所述的移动装置，其中该天线结构还包括：

一第一支路，耦接至该主辐射部，其中该主辐射部部分地围绕该第一支路。

12.如权利要求11所述的移动装置，其中该第一支路大致为一I字形。

13.如权利要求11所述的移动装置，其中该天线结构还包括：

一第二支路，耦接至该第一支路，其中该主辐射部部分地围绕该第二支路。

14.如权利要求13所述的移动装置，其中该第一支路大致为一L字形，而该第二支路大致为一I字形。

15.如权利要求14所述的移动装置，其中该天线结构还具有耦接至一接地节点的一接地接脚，该接地接脚大致位于该第一支路的一端。

16.如权利要求15所述的移动装置，其中该天线结构还具有一调整接脚，该调整接脚大致位于该第二支路的一端，且其中该移动装置还包括：

一第三调整部，包括一第三切换器和多条路径，其中该第三切换器选择性地耦接该多条路径之一者至该调整接脚。

17.如权利要求1所述的移动装置，其中该天线结构还具有一调整接脚，且其中该移动装置还包括：

一第三调整部，包括一第三切换器和多条路径，其中该第三切换器选择性地耦接该多条路径之一者至该调整接脚。

18.如权利要求1所述的移动装置，还包括：

一基板，具有一第一表面和一第二表面，其中该天线结构设置于该基板的该第一表面；以及

一接地面，设置于该基板的该第二表面。

19.如权利要求1所述的移动装置，其中该主辐射部大致为一C字形。

20.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一寄生部大致为一I字形。

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