CN104425880B - 移动装置 - Google Patents

Abstract

一种移动装置，包括：一介质基板、一接地元件、一信号源、一第一导电边框、一第二导电边框、一第三导电边框、一短路部、一馈入部、一第一辐射部，以及一第二辐射部。该第一导电边框、该第二导电边框，以及该第三导电边框互相分离。该第二导电边框经由该短路部耦接至该接地元件。该第一辐射部耦接至该馈入部，并具有一开路端其邻近于该第二导电边框。该第二辐射部耦接至该馈入部，并具有一开路端其邻近于该第三导电边框。一天线结构至少由该馈入部、该第一辐射部、该第二辐射部、该第二导电边框，以及该短路部所共同形成。本发明的移动装置可兼得增进外型美观和维持天线辐射效率的双重优势，非常适合应用于各种小型化移动通信装置中。

Description

移动装置

技术领域

本发明涉及一种移动装置，特别涉及一种移动装置及其由导电边框(ConductiveFrame)所形成的天线结构。

背景技术

随着移动通信技术的发达，移动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，移动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)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(Worldwide Interoperability for Microwave Access)系统使用2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。

为了追求外型美观，移动装置于设计时常会加入一些金属外观件，例如：全金属背盖(Metal Back Cover)，或是金属边框(Metal Frame)。然而，这些金属外观件容易对于移动装置内用于无线通信的天线结构造成负面影响，进而降低移动装置的通信品质。

发明内容

为了解决前述问题，本发明提供一种移动装置，包括：一介质基板；一接地元件，设置于该介质基板上；一信号源；一第一导电边框；一第二导电边框；一第三导电边框，其中该第一导电边框、该第二导电边框，以及该第三导电边框彼此互相分离；一第一短路部，其中该第二导电边框经由该第一短路部耦接至该接地元件；一馈入部，耦接至该信号源；一第一辐射部，耦接至该馈入部，并具有一开路端，其中该第一辐射部的该开路端邻近于该第二导电边框；以及一第二辐射部，耦接至该馈入部，并具有一开路端，其中该第二辐射部的该开路端邻近于该第三导电边框；其中一天线结构至少由该馈入部、该第一辐射部、该第二辐射部、该第二导电边框，以及该第一短路部所共同形成。

本发明的移动装置可兼得增进外型美观和维持天线辐射效率的双重优势，非常适合应用于各种小型化移动通信装置中。

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的立体图；

图1B是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的俯视图；

图2是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的天线结构的返回损失图；

图3是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的天线结构的天线效率图；

图4是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的立体图；以及

图5是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的立体图。

其中，附图标记说明如下：

100、400、500～移动装置；

110～介质基板；

115～无接地区域；

120～接地元件；

131～第一导电边框；

132～第二导电边框；

133～第三导电边框；

141～第一短路部；

142～第二短路部；

143～第三短路部；

150～馈入部；

161～第一辐射部；

162～第二辐射部；

163～第一辐射部的开路端；

164～第二辐射部的开路端；

190～信号源；

FB1～第一频带；

FB2～第二频带；

G1～第一间隙；

G2～第二间隙；

G3～第三间隙；

GC1～第一耦合间隙；

GC2～第二耦合间隙。

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移动装置100的立体图。图1B是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的俯视图。请一并参考图1A、图1B。移动装置100可以是一智能手机(Smart Phone)或是一平板电脑(Tablet Computer)。如图1A、图1B所示，移动装置100至少包括：一介质基板110、一接地元件120、一第一导电边框131、一第二导电边框132、一第三导电边框133、一第一短路部141、一馈入部150、一第一辐射部161、一第二辐射部162，以及一信号源190。介质基板110可以是一系统电路板或是一FR4(FlameRetardant4)基板。接地元件120可以是设置于介质基板110上的一接地面。在一些实施例中，接地元件120、第一导电边框131、第二导电边框132、第三导电边框133、第一短路部141、馈入部150、第一辐射部161，以及第二辐射部162皆以金属制成，例如：银、铜、铝，或铁。必须了解的是，移动装置100还可包括其他元件，例如：一处理器、一触控面板、一触控模组、一扬声器、一电池模组，以及一外壳(未显示)。

第一导电边框131、第二导电边框132，以及第三导电边框133彼此互相分离。如图1A、图1B所示，第一导电边框131和第二导电边框132之间形成一第一间隙G1，第二导电边框132和第三导电边框133之间形成一第二间隙G2，而第一导电边框131和第三导电边框133之间形成一第三间隙G3。在一些实施例中，移动装置100还包括一非导体外壳(未显示)。该非导体外壳可以用塑胶制成。第一导电边框131、第二导电边框132，以及第三导电边框133可以设置于该非导体外壳的一外表面上，而移动装置100的其余元件(例如：介质基板110、接地元件120…等等)可以设置于该非导体外壳内。第一导电边框131可以耦接或是不耦接至接地元件120。第二导电边框132可以经由第一短路部141耦接至接地元件120。在一些实施例中，第一短路部141的一部分是以一顶针(Pogo Pin)或是一金属弹片(Metal Spring)实施的。第三导电边框133可以浮接(Float)而不耦接至接地元件120。在一些实施例中，第一导电边框131的长度远大于第二导电边框132的长度，并远大于第三导电边框133的长度。在一些实施例中，第二导电边框132的长度大于第三导电边框133的长度。更详细地说，第一导电边框131可以大致为一U字形，第二导电边框132可以大致为一L字形，而第三导电边框133亦可大致为一L字形。必须注意的是，第一导电边框131、第二导电边框132、以及第三导电边框133的形状并非为本发明的限制条件。在其他实施例中，第一导电边框131、第二导电边框132、以及第三导电边框133的任一个亦可为一直条形或一J字形，以与该非导体外壳的边缘形状相容。

在移动装置100中，一天线结构可以至少由馈入部150、第一辐射部161、第二辐射部162、第二导电边框132，以及第一短路部141所共同形成。该天线结构的详细组成可如下列实施例所述。

馈入部150耦接至信号源190。馈入部150可以大致垂直于第一辐射部161、第二辐射部162，以及介质基板110。在一些实施例中，馈入部150是以一顶针或是一金属弹片实施的。第一辐射部161的一馈入端耦接至馈入部150，而第一辐射部161的一开路端(Open End)163邻近于第二导电边框132。第一辐射部161可以大致沿着第一短路部141和第二导电边框132而延伸，并邻近于第一短路部141和第二导电边框132。在一些实施例中，第一辐射部161的开路端163和第二导电边框132之间形成一第一耦合间隙GC1，而第一耦合间隙GC1较佳是小于1mm。第一辐射部161的长度可约等于第一短路部141和第二导电边框132的长度总和。第一辐射部161的长度可以大于第二辐射部162的长度，而第一辐射部161的宽度可以小于第二辐射部162的宽度。第二辐射部162的一馈入端耦接至馈入部150，而第二辐射部162的一开路端164邻近于第三导电边框133。第二辐射部162的至少一部分可以大致沿着第三导电边框133而延伸。必须注意的是，第一辐射部161与第二导电边框132和第一短路部141分离，而第二辐射部162与第三导电边框133分离，其中来自信号源190的馈入能量通过互相耦合的机制于前述元件之间进行传递。

在一些实施例中，第一辐射部161和第二辐射部162位于一平面上(例如：一虚拟平面、一非导体支撑平面元件，或是一软性电路板(Flexible Printed Circuit Board，FPCB))，而该平面与介质基板110分离并大致平行于介质基板110。介质基板110还可具有一非接地区域115。非接地区域115可以邻近于介质基板110的一边缘，并可以大致为一矩形。在一些实施例中，第一辐射部161于介质基板110上具有一第一投影，第二辐射部162于介质基板110上具有一第二投影，而第一短路部141于介质基板110上具有一第三投影，其中该第一投影、该第二投影，以及该第三投影皆位于非接地区域115内。更详细地说，第一辐射部161可以大致为一U字形，而第二辐射部162可以大致为一J字形。必须注意的是，第一辐射部161和第二辐射部162的形状并非为本发明的限制条件。在其他实施例中，第一辐射部161和第二辐射部162的任一个亦可为一直条形或一L字形，以与第二导电边框132或第三导电边框133的形状相容。

在一些实施例中，移动装置100的元件尺寸可如下列所述。接地元件120的长度约为110mm，宽度约为65mm。无接地区域115的长度约为12mm，宽度约为65mm。第一导电边框131的长度约为281mm，高度约为5mm。第二导电边框132的长度约为50mm，高度约为5mm。第三导电边框133的长度约为37mm，高度约为5mm。第一间隙G1约为2mm。第二间隙G2约为2mm。第三间隙G3约为2mm。第一短路部141的长度约为43mm，宽度约为1mm。第一辐射部161的长度约为86mm，宽度约为1mm。第二辐射部162的长度约为35mm，宽度约为3.5mm。第一耦合间隙GC1约为0.5mm。该天线结构于介质基板110上的整体高度约为5mm。

图2是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的该天线结构的返回损失(Return Loss)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表返回损失(dB)。如图2所示，移动装置100的该天线结构激发产生至少一第一频带FB1和一第二频带FB2。在天线原理方面，第一辐射部161激发产生一第一共振模态(基频共振模态)和一第二共振模态(高阶共振模态)，第二辐射部162激发产生一第三共振模态，而第二导电边框132和第一短路部141激发产生一第四共振模态，其中该第一共振模态和该第四共振模态共同形成较低频的第一频带FB1，而该第二共振模态和该第三共振模态共同形成较高频的第二频带FB2。在较佳实施例中，第一频带FB1约介于700MHz至960MHz之间，而第二频带FB2约介于1710MHz至1990MHz之间。因此，移动装置100的该天线结构至少可涵盖LTE(Long Term Evolution)700/800/1800频带以及GSM(Global System for Mobile Communications)850/900/1800/1900频带，故可达成LTE/WWAN(Wireless Wide Area Network)的多频操作。

图3是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的该天线结构的天线效率(Antenna Efficiency)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表天线效率(%)。如图3所示，移动装置100的该天线结构于第一频带FB1中的天线效率约介于43%至83%之间，而于第二频带FB2中的天线效率约介于51%至62%之间，已可符合实际应用需求。

本发明的一移动装置包括由分离的多个导电边框与多个单极辐射部所形成的一天线结构。由于该等导电边框属于该天线结构的一部分，它们将不会对于该天线结构的辐射效能造成负面影响。相反地，该等导电边框还可提供额外的共振路径给该天线结构，使得该天线结构无须占据该移动装置太多内部空间即可涵盖一宽频频带。本发明可兼得增进外型美观和维持天线辐射效率的双重优势，非常适合应用于各种小型化移动通信装置中。

图4是显示根据本发明一实施例所述的移动装置400的立体图。图4和图1相似。在图4的实施例中，移动装置400还包括一第二短路部142，而移动装置400的一天线结构还包括第三导电边框133和第二短路部142。第二短路部142以金属制成，例如：银、铜、铝，或铁。在一些实施例中，第二短路部142的一部分是以一顶针或是一金属弹片实施的。第三导电边框133还经由第二短路部142耦接至接地元件120。第二辐射部162的开路端164和第三导电边框133之间更形成一第二耦合间隙GC2，其中第二耦合间隙GC2较佳是小于1mm。第三导电边框133和第二短路部142激发产生一第五共振模态，使得移动装置400的该天线结构还可涵盖WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)Band1频带。图4的移动装置400的其余特征皆与图1的移动装置100类似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

图5是显示根据本发明一实施例所述的移动装置500的立体图。图5和图1相似。在图5的实施例中，移动装置500还包括一第三短路部143。第三短路部143是以金属制成，例如：银、铜、铝，或铁。在一些实施例中，第三短路部143是以一顶针或是一金属弹片实施的。第二辐射部162还经由第三短路部143耦接至接地元件120。第三短路部143邻近并平行于馈入部150。移动装置500的馈入部150、第三短路部143，以及第二辐射部162可以形成类似一平面倒F形天线(Planar Inverted F Antenna，PIFA)，其具有较佳的阻抗匹配。图5的移动装置500的其余特征皆与图1的移动装置100类似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

值得注意的是，以上所述的元件尺寸、元件参数、元件形状，以及频率范围皆非为本发明的限制条件。天线设计者可以根据不同需要调整这些设定值。另外，本发明的天线结构并不仅限于图1-图5所图示的状态。本发明可以仅包括图1-图5的任何一或多个实施例的任何一或多项特征。换言之，并非所有图示的特征均须同时实施于本发明的移动装置及其天线结构中。

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，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同元件。

本发明虽以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，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 (9)

1.一种移动装置，包括：

一介质基板；

一接地元件，设置于该介质基板上；

一信号源；

一第一导电边框；

一第二导电边框；

一第三导电边框，其中该第一导电边框、该第二导电边框，以及该第三导电边框彼此互相分离；

一第一短路部，其中该第二导电边框经由该第一短路部耦接至该接地元件；

一馈入部，耦接至该信号源；

一第一辐射部，耦接至该馈入部，并具有一开路端，其中该第一辐射部的该开路端邻近于该第二导电边框；以及

一第二辐射部，耦接至该馈入部，并具有一开路端，其中该第二辐射部的该开路端邻近于该第三导电边框；

其中一天线结构至少由该馈入部、该第一辐射部、该第二辐射部、该第二导电边框，以及该第一短路部所共同形成；

其中该第一辐射部大致沿着该第一短路部和该第二导电边框而延伸，并邻近于该第一短路部和该第二导电边框；

其中该第一辐射部的长度约等于该第一短路部和该第二导电边框的长度总和。

2.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一导电边框和该第二导电边框之间形成一第一间隙，该第二导电边框和该第三导电边框之间形成一第二间隙，而该第一导电边框和该第三导电边框之间形成一第三间隙。

3.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一辐射部和该第二辐射部位于一平面上，而该平面与该介质基板分离并大致平行于该介质基板。

4.如权利要求3所述的移动装置，其中该馈入部大致垂直于该第一辐射部、该第二辐射部，以及该介质基板。

5.如权利要求3所述的移动装置，其中该介质基板更具有一非接地区域，该第一辐射部于该介质基板上具有一第一投影，该第二辐射部于该介质基板上具有一第二投影，该第一短路部于该介质基板上具有一第三投影，而该第一投影、该第二投影，以及该第三投影皆位于该非接地区域内。

6.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一辐射部的该开路端和该第二导电边框之间形成一第一耦合间隙，而该第一耦合间隙小于1mm。

7.如权利要求1所述的移动装置，还包括：

一第二短路部，其中该第三导电边框还经由该第二短路部耦接至该接地元件，而该天线结构还包括该第三导电边框和该第二短路部。

8.如权利要求7所述的移动装置，其中该第二辐射部的该开路端和该第三导电边框之间更形成一第二耦合间隙，而该第二耦合间隙小于1mm。

9.如权利要求1所述的移动装置，还包括：

一第三短路部，其中该第二辐射部还经由该第三短路部耦接至该接地元件，而该第三短路部邻近并平行于该馈入部。