CN104467897A

CN104467897A - 移动装置

Info

Publication number: CN104467897A
Application number: CN201310442642.2A
Authority: CN
Inventors: 林敬基
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2033-09-25
Also published as: CN104467897B

Abstract

一种移动装置，包括：一邻近传感器、一控制器、一射频模块，以及一金属边框。该邻近传感器产生一检测信号。该控制器根据该检测信号产生一控制信号。该射频模块产生一射频馈入信号，并根据该控制信号调整该射频馈入信号的一射频功率。该金属边框包括一第一部分和一第二部分。该第一部分形成一天线结构，而该第一部分和该第二部分共同形成一感测金属部。该感测金属部还耦接至该邻近传感器。该天线结构直接地或间接地接收来自该射频模块的该射频馈入信号。本发明将能兼得维持良好通信品质以及缩小移动装置的整体尺寸的优点，非常适合应用于各种薄型化的移动通信产品。

Description

移动装置

技术领域

本发明涉及一种移动装置，特别涉及包括金属边框(Metal Frame)的移动装置，此金属边框可同时作为天线结构和邻近传感器(Proximity Sensor，P-sensor)的感测金属部。

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便携型电子装置。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)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。

天线元件为具有无线通信功能的移动装置的必要组成。为了符合政府对于特定吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)的规范，天线设计者通常会在移动装置中加入邻近传感器(Proximity Sensor，P-sensor)。然而，移动装置的内部空间极为有限，往往不足以同时容纳天线元件及邻近传感器的感测金属板。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种移动装置，包括：一邻近传感器，产生一检测信号；一控制器，根据该检测信号产生一控制信号；一射频模块，产生一射频馈入信号，并根据该控制信号调整该射频馈入信号的一射频功率；以及一金属边框，包括一第一部分和一第二部分，其中该第一部分形成一天线结构，该第一部分和该第二部分共同形成一感测金属部，而该感测金属部耦接至该邻近传感器；其中该天线结构直接地或间接地接收来自该射频模块的该射频馈入信号。

本发明将能兼得维持良好通信品质以及缩小移动装置的整体尺寸的优点，非常适合应用于各种薄型化的移动通信产品。

附图说明

图1是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的示意图；

图2是显示根据本发明较佳实施例所述的移动装置的示意图；

图3A是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的天线结构于低频频带中的天线效率图；以及

图3B是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的天线结构于高频频带中的天线效率图。

其中，附图标记说明如下：

100、200～移动装置；

105～导体；

110～邻近传感器；

120～控制器；

130～射频模块；

140～金属边框；

141～金属边框的第一部分；

142～金属边框的第二部分；

143～金属边框的第一端；

144～金属边框的第二端；

151～第一接地点；

152～第二接地点；

160～馈入金属部；

170～匹配电路；

180～系统电路板；

181～接地面；

182～非接地区域；

C1～等效电容器；

G1～耦合间隙；

S1～检测信号；

S2～控制信号；

S3～射频馈入信号。

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，并配合所附图式，作详细说明如下。

图1是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的示意图。移动装置100可以是一智能手机(Smart Phone)、一平板电脑(Tablet Computer)，或是一笔记型电脑(Notebook Computer)。如图1所示，移动装置100至少包括：一邻近传感器(Proximity Sensor，P-sensor)110、一控制器120、一射频(RadioFrequency，RF)模块130，以及一金属边框(Metal Frame)140。必须注意的是，移动装置100还可包括其他元件，例如：一处理器、一触控面板、一触控模块、一系统电路板、一扬声器、一电池模块，以及一外壳(未显示)。

金属边框140可以设置于移动装置100的一非导体外壳上(未显示)。例如：该非导体外壳可以包括一碳纤维材质背盖。金属边框140包括一第一部分141和一第二部分142，其中第一部分141和第二部分142互相耦接。在一些实施例中，金属边框140大致为一直条形，或是大致为一倒U字形，以贴附于该非导体外壳的一边缘。金属边框140的第一部分141可以形成一天线结构，而金属边框140的第一部分141和第二部分142可以共同形成一感测金属部。射频模块130可以视为该天线结构的一信号源，而该天线结构可以直接地或间接地接收来自射频模块130的一射频馈入信号S3。该感测金属部耦接至邻近传感器110。邻近传感器110使用该感测金属部来检测是否有一导体靠近自身，并据以产生一检测信号S1。在一些实施例中，当一导体(或一人体，例如：手掌)105靠近移动装置100时，导体105和该感测金属部之间形成一等效电容器C1，而邻近传感器110用于检测等效电容器C1的一电容值，并据以产生检测信号S1。控制器120根据检测信号S1产生一控制信号S2。在一些实施例中，控制器120为一嵌入式控制器(Embed Controller，EC)，其用于控制移动装置100内的各种电子元件。射频模块130产生射频馈入信号S3，并根据控制信号S2调整射频馈入信号S3的一射频功率(RFPower)，以符合一特定吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)规范。举例来说，当导体105靠近移动装置100时，等效电容器C1的该电容值将会上升，故射频模块130即降低射频馈入信号S3的该射频功率，以减少移动装置100的一特定吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)；反之，当导体105远离移动装置100时，等效电容器C1的该电容值将会下降，故射频模块130即提高射频馈入信号S3的该射频功率，以维持移动装置100的良好通信品质。

在一些实施例中，金属边框140具有一第一接地点和151一第二接地点152，其中第一接地点151与第二接地点152分离。邻近传感器110可以耦接至第二接地点152。金属边框140具有相对的一第一端143和一第二端144。金属边框140的第一端143可以直接地或间接地接收射频馈入信号S3。在一些实施例中，金属边框140的第一端143直接耦接至射频模块130，以激发该天线结构。在一些实施例中，第一接地点151介于金属边框140的第一部分141和第二部分142之间，而第二接地点152位于金属边框140的第二端144。换言之，金属边框140的第一部分141介于金属边框140的第一端143和第一接地点151之间，而金属边框140的第二部分142介于金属边框140的第二端144和第一接地点151之间。

在本发明中，移动装置100的金属边框140同时作为一天线结构与邻近传感器110的一感测金属部。通过结合此二重要元件，移动装置100的内部空间可以更有效地被利用。在天线原理方面，金属边框140的第一部分141的一端用于接收射频馈入信号S3，而另一端耦接至第一接地点151，因此移动装置100的该天线结构可视为一回圈天线(Loop Antenna)。该回圈天线具有一相对封闭结构，故其辐射效能比较不会受到周遭电子元件所影响。另外，金属边框140的第二部分142耦接于第一接地点151和第二接地点152之间，其主要作为该感测金属部的一部分而非该天线结构。由于邻近传感器110耦接至金属边框140的第二接地点152并远离该天线结构的一馈入端(亦即，金属边框140的第一端143)，邻近传感器110亦较不会对于该天线结构的辐射效能造成负面影响。由此可知，本发明将能兼得维持良好通信品质以及缩小移动装置的整体尺寸的优点，非常适合应用于各种薄型化的移动通信产品。

图2是显示根据本发明较佳实施例所述的移动装置200的示意图。图2与图1相似。在图2的实施例中，移动装置200还可包括下列元件的一或多个：一馈入金属部160、一匹配电路170，以及一系统电路板180。在一些实施例中，移动装置200的一天线结构包括金属边框140的第一部分141和馈入金属部160，而馈入金属部160与金属边框140分离。馈入金属部160耦接至射频模块130，并邻近于金属边框140的第一端143，以通过互相耦合来激发该天线结构。在天线原理方面，馈入金属部160可以形成约四分的一波长(λ/4)的一单极天线(Monopole Antenna)，其用于激发产生一高频频带；而馈入金属部160和金属边框140的第一部分141可以共同形成约二分的一波长(λ/2)的一耦合式馈入回圈天线(Coupled-Fed Loop Antenna)，其用于激发产生一低频频带。在一些实施例中，馈入金属部160大致为一L字形。在其他实施例中，馈入金属部160亦可大致为其他形状，例如：一直条形、一倒U字形、一S字形，或是一W字形。在一些实施例中，馈入金属部160与金属边框140之间的一耦合间隙G1必须小于2mm。匹配电路170可以耦接于射频模块130和馈入金属部160之间，并用于调整该天线结构的阻抗匹配(Impedance Matching)。在一些实施例中，匹配电路170包括一或多个电容器或(且)电感器，例如：串联耦接或并联耦接的至少一电容器和至少一电感器。系统电路板180可以是一FR4(Flame Retardant-4)基板。系统电路板180包括一接地面181，并用于承载各种电子元件，例如：邻近传感器110、控制器120、射频模块130、馈入金属部160，以及匹配电路170。金属边框140独立于系统电路板180之外。金属边框140的第一接地点151和第二接地点152耦接至接地面181。在一些实施例中，第一接地点151和第二接地点152的任一者可以经由一螺丝钉、一顶针(Pogo Pin)，或是一金属弹片(MetalSpring)(未显示)耦接至接地面181。系统电路板180还可具有一非接地区域(Non-grounding Region)182，而馈入金属部160可以是设置于非接地区域182上的一金属布线(Metal Trace)。在一些实施例中，非接地区域182大致为一矩形，并形成于系统电路板180的一角落处。图2的移动装置200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3A是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100(或200)的该天线结构于低频频带中的天线效率(Antenna Efficiency)图。图3B是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100(或200)的该天线结构于高频频带中的天线效率图。请一并参考图3A、3B，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表天线效率(%)。在较佳实施例中，移动装置100(或200)的该天线结构激发产生一第一频带和一第二频带，其中该第一频带约介于704MHz至960MHz之间，而该第二频带约介于1710MHz至2170MHz之间。因此，本发明的移动装置100(或200)至少可操作于LTE(Long Term Evolution)Band17、LTE Band13、WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)Band8、DCS(Distributed Control System)、PCS(Personal Communications Service)、WCDMA Band1、LTE Band4等多重频带。如图3A、3B所示，移动装置100(或200)的该天线结构于该第一频带(低频频带)中的天线效率约为40%或以上，而于该第二频带(高频频带)中的天线效率约为40%至70%，已可符合实际应用需要。

值得注意的是，以上所述的元件参数、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。

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

1.一种移动装置，包括：

一邻近传感器，产生一检测信号；

一控制器，根据该检测信号产生一控制信号；

一射频模块，产生一射频馈入信号，并根据该控制信号调整该射频馈入信号的一射频功率；以及

一金属边框，包括一第一部分和一第二部分，其中该第一部分形成一天线结构，该第一部分和该第二部分共同形成一感测金属部，而该感测金属部耦接至该邻近传感器；

其中该天线结构直接地或间接地接收来自该射频模块的该射频馈入信号。

2.如权利要求1所述的移动装置，其中当一导体靠近该移动装置时，该导体和该感测金属部之间形成一等效电容器，而该邻近传感器用于检测该等效电容器的一电容值并据以产生该检测信号。

3.如权利要求1所述的移动装置，其中该金属边框具有一第一接地点和一第二接地点，而该第一接地点与该第二接地点分离。

4.如权利要求3所述的移动装置，其中该金属边框具有相对的一第一端和一第二端，该第一端用于接收该射频馈入信号，该第一接地点介于该金属边框的该第一部分和该第二部分之间，而该第二接地点位于该第二端。

5.如权利要求3所述的移动装置，其中该邻近传感器耦接至该第二接地点。

6.如权利要求4所述的移动装置，其中该金属边框的该第一端直接耦接至该射频模块。

7.如权利要求4所述的移动装置，还包括：

一馈入金属部，耦接至该射频模块，并邻近于该金属边框的该第一端，其中该馈入金属部与该金属边框分离。

8.如权利要求7所述的移动装置，其中该馈入金属部大致为一L字形。

9.如权利要求7所述的移动装置，其中该馈入金属部与该金属边框之间的一耦合间隙小于2mm。

10.如权利要求7所述的移动装置，还包括：

一匹配电路，耦接于该射频模块和该馈入金属部之间，并用于调整该天线结构的阻抗匹配。