CN105703076A - 移动装置 - Google Patents

Abstract

一种移动装置，至少包括一天线系统。该天线系统包括：一第一天线、一第二天线、一第一隔离元件，以及一第二隔离元件。该第一天线由一第一信号源所激发。该第二天线由一第二信号源所激发。该第一隔离元件的一第一端耦接至一接地区域，而该第一隔离元件的一第二端为一开路端。该第二隔离元件的一第一端耦接至该接地区域，而该第二隔离元件的一第二端为一开路端。该第一隔离元件和该第二隔离元件皆设置于该第一天线和该第二天线之间，以改良该天线系统的隔离度。

Description

移动装置

技术领域

本发明关于一种移动装置，特别关于包括高隔离度天线系统的移动装置。

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(LongTermEvolution)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系统使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。

天线系统为支援无线通信的移动装置中不可或缺的元件。然而，由于移动装置内部空间狭小，各个天线的配置往往极为接近，容易互相干扰。因此，有必要设计一种全新的天线系统，以改良传统天线系统中隔离度不佳的问题。

发明内容

在较佳实施例中，本发明提供一种移动装置，包括：一天线系统，包括：一第一天线，由一第一信号源所激发；一第二天线，由一第二信号源所激发；一第一隔离元件，其中该第一隔离元件的一第一端耦接至一接地区域，而该第一隔离元件的一第二端为一开路端；以及一第二隔离元件，其中该第二隔离元件的一第一端耦接至该接地区域，而该第二隔离元件的一第二端为一开路端；其中该第一隔离元件和该第二隔离元件皆设置于该第一天线和该第二天线之间。

在一些实施例中，该第一隔离元件和该第二隔离元件皆大致为L字形。在一些实施例中，该第一隔离元件的长度和该第二隔离元件的长度皆约为该天线系统的中心操作频率的0.25倍波长。在一些实施例中，该第一天线包括一第一馈入部和一第一辐射部，该第一馈入部系耦接至一第一信号源，该第一辐射部的一第一端耦接至该接地区域，而该第一辐射部的一第二端为一开路端并邻近于该第一馈入部，该第二天线包括一第二馈入部和一第二辐射部，该第二馈入部耦接至一第二信号源，该第二辐射部的一第一端系耦接至该接地区域，而该第二辐射部的一第二端为一开路端并邻近于该第二馈入部。在一些实施例中，该第一辐射部和该第二辐射部皆大致为L字形。在一些实施例中，该第一天线更包括一第一调整部，该第一调整部系耦接至该第一辐射部的一转折处，使得该第一调整部和该第一辐射部的组合大致为T字形，而该第二天线更包括一第二调整部，该第二调整部耦接至该第二辐射部的一转折处，使得该第二调整部和该第二辐射部的组合大致为T字形。在一些实施例中，该第一辐射部的该第二端和该第二辐射部的该第二端朝互相远离的方向作延伸。在一些实施例中，该天线系统操作于一第一频带和一第二频带，该第一频带约介于2400MHz至2500MHz之间，而该第二频带约介于5150MHz至5850MHz之间。在一些实施例中，该移动装置更包括：一显示器；一系统端，包括一系统端上盖和一系统端下盖；以及一转轴，耦接于该显示器和该系统端之间；其中该天线系统邻近于该转轴并大致平行于该系统端上盖。在一些实施例中，该移动装置更包括：一天线支撑元件，邻近于该转轴，其中该天线支撑元件用于固定该天线系统；以及一转轴覆盖元件，覆盖该天线支撑元件和该天线系统；其中该天线系统系耦接至该系统端上盖或该系统端下盖。

附图说明

图1显示根据本发明一实施例所述的移动装置的示意图；

图2显示根据本发明一实施例所述的移动装置的示意图；

图3显示根据本发明一实施例所述的移动装置的示意图；

图4显示如图6实际可变形笔记型电脑根据图2的实施例移除第一隔离元件和第二隔离元件时的隔离度；

图5显示根据本发明一实施例所述的移动装置的天线系统的隔离度的示意图；

图6显示根据本发明一实施例所述的移动装置的示意图；以及

图7显示根据本发明一实施例所述的移动装置的剖视图。

其中，附图标记说明如下：

100、200、300、600～移动装置；

101、201、301、640～天线系统；

102、110、310～第一天线；

103、120、320～第二天线；

104～第一隔离元件；

105～第二隔离元件；

106～第一隔离元件的第一端；

107～第一隔离元件的第二端；

108～第二隔离元件的第一端；

109～第二隔离元件的第二端；

130～第一馈入部；

140～第一辐射部；

141～第一辐射部的第一端；

142～第一辐射部的第二端；

150～第二馈入部；

160～第二辐射部；

161～第二辐射部的第一端；

162～第二辐射部的第二端；

180～接地区域；

191～第一信号源；

192～第二信号源；

304～第一调整部；

305～第二调整部；

610～显示器；

620～系统端；

621～系统端上盖；

622～系统端下盖；

630～转轴；

650～转轴覆盖元件；

660～天线支撑元件；

D1～第一隔离元件和第二隔离元件的间距；

D2～第一隔离元件和第一天线的间距；

D3～第二隔离元件和第二天线的间距；

GC1～第一耦合间隙；

GC2～第二耦合间隙；

-X～负X轴方向；

X～正X轴方向。

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1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可以是一平板电脑(TabletComputer)、一笔记型电脑(NotebookComputer)，或是两者的一组合。移动装置100至少包括一天线系统101。天线系统101至少包括一第一天线102、一第二天线103、一第一隔离元件104，以及一第二隔离元件105。第一天线102和第二天线103的种类于本发明中并不特别作限制。举例而言，第一天线102和第二天线103的任一者可以是一耦合馈入式天线(Coupling-feedAntenna)、一单极天线(MonopoleAntenna)、一偶极天线(DipoleAntenna)、一补钉天线(PatchAntenna)、一回圈天线(LoopAntenna)，或是一螺旋天线(HelicalAntenna)。第一天线102可由一第一信号源191所激发，而第二天线103可由一第二信号源192所激发。第一信号源191和第二信号源192可以是移动装置100的射频(RadioFrequency，RF)模块。第一隔离元件104和第二隔离元件105用于增加第一天线102和第二天线103之间的隔离度(S21)，使得第一天线102和第二天线103不致于彼此互相干扰。必须理解的是，移动装置100更可包括其他元件，例如：一显示器、一处理器、一电池、一触控面板、一扬声器、一系统电路板，以及一外壳(未显示)。

第一隔离元件104和第二隔离元件105皆设置于第一天线102和第二天线103之间。第一隔离元件104的长度和第二隔离元件105的长度皆约为天线系统101的中心操作频率(例如：2400MHz)的0.25倍波长(λ/4)。详细而言，第一隔离元件104的一第一端106耦接至一接地区域180，第一隔离元件104的一第二端107为一开路端(OpenEnd)；第二隔离元件105的一第一端108耦接至接地区域180，而第二隔离元件105的一第二端109为一开路端。第一隔离元件104的第二端107和第二隔离元件105的第二端109朝相反且互相远离的方向作延伸。接地区域180可以是移动装置100的一接地金属面，其并可提供一接地电位。在一些实施例中，第一隔离元件104和第二隔离元件105皆大致为L字形。举例而言，第一隔离元件104可以包括与接地区域180的一边缘垂直的一第一部份，以及与接地区域180的边缘平行的一第二部份，其中前述第二部份的长度较前述第一部份的长度更长。第二隔离元件105可以包括与接地区域180的边缘垂直的一第一部份，以及与接地区域180的边缘平行的一第二部份，其中前述第二部份的长度亦较前述第一部份的长度更长。第一隔离元件104和第二隔离元件105的一间距D1可以大于10mm，第一隔离元件104和第一天线102的一间距D2可以大于10mm，而第二隔离元件105和第二天线103的一间距D3亦可大于10mm。在将第一隔离元件104和第二隔离元件105加入天线系统101之后，其可直接减少第一天线102和第二天线103之间的电磁干扰现象，因此能有效地改良第一天线102和第二天线103之间的隔离度。与传统技术相比，其天线系统通常是藉由加大天线间距来维持隔离度，本发明使用第一隔离元件104和第二隔离元件105来取代传统设计，不仅能维持天线系统101的良好性能，亦可一并达成节省移动装置100的内部设计空间的效果。

图2显示根据本发明一实施例所述的移动装置200的示意图。图2和图1相似。在图2的实施例中，移动装置200至少包括一天线系统201，其中天线系统201至少包括一第一天线110、一第二天线120、一第一隔离元件104，以及一第二隔离元件105。第一隔离元件104和第二隔离元件105的功能和结构已如图1的实施例所述。第一天线110包括一第一馈入部130和一第一辐射部140，其中第一馈入部130耦接至一第一信号源191。第一馈入部130可以大致为一矩形或一正方形。第一信号源191用于激发第一天线110。第一辐射部140可以大致为一L字形。第一辐射部140的一第一端141耦接至一接地区域180，而第一辐射部140的一第二端142为一开路端并邻近于第一馈入部130。第一辐射部140的第二端142和第一馈入部130之间可以形成一第一耦合间隙GC1，其中第一耦合间隙GC1的宽度小于2mm。第二天线120包括一第二馈入部150和一第二辐射部160，其中第二馈入部150耦接至一第二信号源192。第二馈入部150可以大致为一矩形或一正方形。第二信号源192用于激发第二天线120。第二辐射部160可以大致为一L字形。第二辐射部160的一第一端161耦接至接地区域180，而第二辐射部160的一第二端162为一开路端并邻近于第二馈入部150。第二辐射部160的第二端162和第二馈入部150之间可以形成一第二耦合间隙GC2，其中第二耦合间隙GC2的宽度小于2mm。第一辐射部140的第二端142和第二辐射部160的第二端162可以朝互相远离的方向作延伸。例如，第一辐射部140的第二端142可以朝-X轴方向延伸，而第二辐射部160的第二端162可以朝+X轴方向延伸，使其两者互相远离。天线系统201的第一天线110和第二天线120皆为耦合馈入式天线(Coupling-feedAntenna)，其中第一辐射部140由第一馈入部130所耦合激发，而第二辐射部160由第二馈入部150所耦合激发。前述耦合馈入式天线的设计可同时改良天线系统101的隔离度和特定吸收率(SpecificAbsorptionRate，SAR)。详细而言，第一天线110和第二天线120皆可操作于一低频频带和一高频频带。在第一天线110中，高频频带由第一馈入部130所激发产生，低频频带由第一馈入部130和第一辐射部140所共同激发产生；而在第二天线120中，高频频带由第二馈入部150所激发产生，低频频带由第二馈入部150和第二辐射部160所共同激发产生。以传统双频2.4GHz/5GHz平面倒F形天线(PlanarInvertedFAntenna，PIFA)而言，因低频频带的共振路径会产生高阶共振模态，贡献高频电流，故常有高频频带(5GHz)的特定吸收率无法符合法定规范的问题。在图2的实施例中，由于第一馈入部130和第一辐射部140彼此分离，且第二馈入部150和第二辐射部160亦彼此分离，在此设计下，低频频带的共振路径将不易直接产生影响高频频带的高阶共振模态，因此可以大幅降低天线系统201的高频特定吸收率。另一方面，第一天线110和第二天线120朝向相反方向作延伸，其开路端互相远离，此更有助于改善天线系统201的隔离度。图2的移动装置200的其余特征皆与图1的移动装置100相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

图3显示根据本发明一实施例所述的移动装置300的示意图。图3和图2相似。在图3的实施例中，移动装置300至少包括一天线系统301，其中天线系统301的一第一天线310更包括一第一调整部304，而天线系统301的一第二天线320更包括一第二调整部305。在第一天线310中，第一调整部304耦接至一第一辐射部140的一转折处，使得第一调整部304和第一辐射部140的组合大致为T字形。第一调整部304的长度远小于第一辐射部140的长度。在第二天线320中，第二调整部305耦接至一第二辐射部160的一转折处，使得第二调整部305和第二辐射部160的组合亦大致为T字形。第二调整部305的长度远小于第二辐射部160的长度。第一调整部304和第二调整部305可分别用于调整第一天线310和第二天线320的阻抗匹配。图3的移动装置300的其余特征皆与图2的移动装置200相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

图4显示如图6一实际可变形笔记型电脑根据图2的实施例移除第一隔离元件104和第二隔离元件105时的隔离度，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表天线之间的隔离度(S21)(dB)。根据图4的量测结果，对于不具有任何隔离元件的天线系统，其隔离度于低频频带中可能仅有-7dB，此代表天线之间的互相干扰相对严重，将降低整体的通信品质。

图5显示根据本发明一实施例所述的移动装置的天线系统(如图6一实际可变形笔记型电脑根据图2的实施例)的隔离度的示意图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表天线之间的隔离度(S21)(dB)。在本发明的天线系统中，第一天线、第二天线、第一隔离元件，以及第二隔离元件皆操作于一第一频带和一第二频带，其中第一频带可约介于2400MHz至2500MHz之间，而第二频带可约介于5150MHz至5850MHz之间。换言的，本发明至少可支援Wi-Fi、Bluetooth等移动通信频带。根据图5的量测结果，当天线系统采用第1-3图实施例中所述的隔离元件时，其天线之间的隔离度于第一频带和第二频带中皆可达-15dB或更佳，已能符合一般移动通信的规格标准。另一方面，耦合馈入式天线的设计更可压抑低频共振路径的高阶共振模态，是以本发明的天线系统亦能轻易符合各频带的特定吸收率标准，如下列表一所示。

表一：实际量测的特定吸收率(取天线增益同为-2.95dBi，射频输出功率为16dBm时)

表一为实际量测的特定吸收率的比较表。根据量测结果可知，与传统平面倒F形天线相比，在同样天线增益的情况(例如：同为-2.95dBi)下，且射频输出功率同为16dBm，本发明无论是从上方、下方所测得的特定吸收率皆可显著地降低，特别是下方特定吸收率可达传统设计的一半以下，因此，本发明的天线系统将更容易符合法定的特定吸收率规范。

图6显示根据本发明一实施例所述的移动装置600的示意图。在图6的实施例中，移动装置600可以是一普通笔记型电脑或是一可变形笔记型电脑，其中可变形笔记型电脑可操作于一笔电模式或一平板模式。移动装置600至少包括一显示器610、一系统端620，以及一转轴630。显示器610可以是一液晶萤幕。系统端620包括一系统端上盖621、一系统端下盖622，以及介于其间的一主机电路板(未显示)，其中系统端上盖621和系统端下盖622可以用金属材质制成，它们并大致互相平行。转轴630耦接于显示器610和系统端620之间，使得移动装置600可透过转轴630而选择性地操作于一开启状态(例如：显示器610和系统端620之间的一夹角约为110度)或是一闭合状态(例如：显示器610和系统端620之间的一夹角约为5度以下)。如第1-3图实施例所述的一天线系统640邻近于转轴630处而设置，其并可由一转轴覆盖元件650所包覆。转轴覆盖元件650可由非导体材质所制成(例如：塑胶)，以避免屏蔽天线系统640的辐射场型。

图7显示根据本发明一实施例所述的移动装置600沿一剖面线LL1的剖视图。如图7所示，移动装置600更可包括一天线支撑元件660，其中天线支撑元件660邻近于转轴630处而设置，并用于固定住天线系统640。举例而言，天线支撑元件660可大致为一不规则塑胶圆柱体，而天线系统640固定于天线支撑元件660的一内部平坦处的下方。转轴覆盖元件650则整个覆盖住天线支撑元件660和天线系统640，以维持移动装置600的整体外观一致性。有了天线支撑元件660，天线系统640可以大致平行于系统端上盖621而设置，而天线系统640更可耦接至系统端上盖621或系统端下盖622，使之作为天线系统640的一接地区域的一延伸部份。藉由将天线系统640平行于系统端上盖621且邻近于转轴630处而设置，其可确保移动装置600无论于开启状态或闭合状态皆能维持良好的通信品质，且有助于让移动装置600可符合特定吸收率的法定标准。因此，本发明的天线系统将很容易于与一般笔记型电脑或是可变形笔记型电脑互相作结合，并使其移动通信的效能可以大幅度地获得改善。

值得注意的是，以上所述的元件尺寸、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。本发明的移动装置和天线系统并不仅限于图1-7所图示的状态。本发明可以仅包括图1-7的任何一或多个实施例的任何一或多项特征。换言之，并非所有附图的特征均须同时实施于本发明的移动装置和天线系统当中。

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者为准。

Claims (10)

1.一种移动装置，其特征在于，包括：

一天线系统，包括：

一第一天线，由一第一信号源所激发；

一第二天线，由一第二信号源所激发；

一第一隔离元件，其中该第一隔离元件的一第一端耦接至一接地区域，而该第一隔离元件的一第二端为一开路端；以及

一第二隔离元件，其中该第二隔离元件的一第一端耦接至该接地区域，而该第二隔离元件的一第二端为一开路端；

其中该第一隔离元件和该第二隔离元件皆设置于该第一天线和该第二天线之间。

2.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一隔离元件和该第二隔离元件皆大致为L字形。

3.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一隔离元件的长度和该第二隔离元件的长度皆约为该天线系统的中心操作频率的0.25倍波长。

4.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一天线包括一第一馈入部和一第一辐射部，该第一馈入部耦接至一第一信号源，该第一辐射部的一第一端耦接至该接地区域，而该第一辐射部的一第二端为一开路端并邻近于该第一馈入部，该第二天线包括一第二馈入部和一第二辐射部，该第二馈入部耦接至一第二信号源，该第二辐射部的一第一端耦接至该接地区域，而该第二辐射部的一第二端为一开路端并邻近于该第二馈入部。

5.如权利要求4所述的移动装置，其中该第一辐射部和该第二辐射部皆大致为L字形。

6.如权利要求5所述的移动装置，其中该第一天线还包括一第一调整部，该第一调整部耦接至该第一辐射部的一转折处，使得该第一调整部和该第一辐射部的组合大致为T字形，而该第二天线还包括一第二调整部，该第二调整部耦接至该第二辐射部的一转折处，使得该第二调整部和该第二辐射部的组合大致为T字形。

7.如权利要求4所述的移动装置，其中该第一辐射部的该第二端和该第二辐射部的该第二端朝互相远离的方向作延伸。

8.如权利要求1所述的移动装置，其中该天线系统操作于一第一频带和一第二频带，该第一频带约介于2400MHz至2500MHz之间，而该第二频带约介于5150MHz至5850MHz之间。

9.如权利要求1所述的移动装置，还包括：

一显示器；

一系统端，包括一系统端上盖和一系统端下盖；以及

一转轴，耦接于该显示器和该系统端之间；

其中该天线系统邻近于该转轴并大致平行于该系统端上盖。

10.如权利要求9所述的移动装置，还包括：

一天线支撑元件，邻近于该转轴，其中该天线支撑元件用于固定该天线系统；以及

一转轴覆盖元件，覆盖该天线支撑元件和该天线系统；

其中该天线系统耦接至该系统端上盖或该系统端下盖。