CN106785346A - 行动通信装置 - Google Patents

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CN106785346A CN201610019423.7A CN201610019423A CN106785346A CN 106785346 A CN106785346 A CN 106785346A CN 201610019423 A CN201610019423 A CN 201610019423A CN 106785346 A CN106785346 A CN 106785346A
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魏婉竹
马培基
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Abstract

本发明提供一种行动通信装置，包括基板、边框、接地面与天线元件。基板包括第一表面与侧壁。边框包括邻近侧壁的框体部。接地面设置在第一表面，并包括凹槽，其中凹槽的开口面对框体部。天线元件包括具有馈入点的第一辐射部、连接至接地面的第二辐射部、连接至第一辐射部的第三辐射部以及连接至第二辐射部的第四辐射部。第一辐射部与第二辐射部于第一表面的正投影位在接地面的凹槽内，且第三辐射部与第四辐射部设置在框体部或是基板的侧壁。本发明有助于行动通信装置通过天线元件接收GPS的卫星信号，并有助于缩减行动通信装置的生产成本。

Description

行动通信装置
技术领域
本发明涉及一种行动通信装置，尤其涉及一种将部分的天线元件设置在边框的行动通信装置。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展，行动通信装置，例如：智能型手机、平板计算机以及笔记本电脑等，已逐渐成为人们生活中的一部分。行动通信装置可支持多种无线通信功能。举例来说，行动通信装置可具有全球卫星定位系统(Global Positioning System，简称GPS)的功能。此外，现有行动通信装置中用以支持GPS的天线元件大多是由陶瓷芯片天线(ceramic chip antenna)、平面倒F型天线(PIFA)或是单极天线(monopole antenna)所构成。
然而，陶瓷芯片天线的制作方式较为复杂，因此陶瓷芯片天线的价格往往较高，进而增加行动通信装置的生产成本。此外，平面倒F型天线与单极天线的辐射场型容易受到接地面的镜像电流(image current)的影响，因此平面倒F型天线与单极天线往往是朝着行动通信装置的下方辐射，进而导致平面倒F型天线与单极天线不利于接收来自天空中的GPS的卫星信号。
发明内容
本发明提供一种行动通信装置，将天线元件中部分的辐射部设置在边框上，且天线元件的辐射场型可集中在边框的上方。藉此，将有助于行动通信装置通过天线元件接收GPS的卫星信号，并有助于缩减行动通信装置的生产成本。
本发明的行动通信装置，包括基板、边框、接地面与天线元件。基板包括相邻的第一表面与侧壁。边框包括邻近侧壁的框体部。接地面设置在第一表面，并包括凹槽。凹槽的开口面对框体部。天线元件包括具有馈入点的第一辐射部、电性连接至接地面的第二辐射部、电性连接第一辐射部的第三辐射部以及电性连接第二辐射部的第四辐射部。第一辐射部与第二辐射部于第一表面的正投影位在接地面的凹槽内，且第三辐射部与第四辐射部设置在框体部或是基板的侧壁。
在本发明的一实施例中，上述的天线元件为偶极天线，且接地面反射偶极天线所辐射出的电磁波。
在本发明的一实施例中，上述的天线元件还包括第五辐射部。其中，第五辐射部设置在框体部。第三辐射部的第一端电性连接第五辐射部的第一端与第一辐射部。第四辐射部的第一端电性连接第五辐射部的第二端与第二辐射部。第三辐射部的第二端与第四辐射部的第二端分别为一开路端。
基于上述，本发明的行动通信装置中部分的辐射部设置在边框的一框体部上，且所述框体部面对接地面的凹槽的开口。此外，天线元件的辐射场型可集中在框体部的上方。藉此，将有助于行动通信装置通过天线元件接收GPS的卫星信号，并有助于缩减行动通信装置的生产成本。
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，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为依据本发明一实施例的行动通信装置的示意图；
图2为依据本发明一实施例的行动通信装置的外观与基板的示意图；
图3为依据本发明一实施例的天线元件的返回损失图；
图4为依据本发明一实施例的天线元件在X-Z平面的辐射场型图；
图5为依据本发明一实施例的天线元件在Y-Z平面的辐射场型图；
图6与图7为用以说明现有技术的辐射场型图；
图8为依据本发明另一实施例的行动通信装置的示意图；
图9为依据本发明又一实施例的行动通信装置的示意图；
图10为依据本发明再一实施例的行动通信装置的示意图。
附图标记：
100、800、900、1000：行动通信装置
110：基板
120：边框
130：接地面
140、840、940、1040：天线元件
150：凹槽
160：收发器
111：第一表面
112：侧壁
113：第二表面
121～123：框体部
141：第一辐射部
142：第二辐射部
143、943：第三辐射部
144、944：第四辐射部
151：底部
171、172：连接元件
FP1：馈入点
210：壳体
211：短边
220：显示面板
310：预设频段
810、1010：第五辐射部
911：第一配线
912：第一调整元件
913：第二配线
921：第三配线
922：第二调整元件
923：第四配线
931～934：焊点
1020：金属配线
具体实施方式
图1为依据本发明一实施例的行动通信装置的示意图。如图1所示，行动通信装置100包括基板110、边框120、接地面130以及天线元件140。其中，基板110包括相邻的第一表面111与侧壁112。边框120包括相互连接的多个框体部121～123，且框体部122邻近基板110的侧壁112。此外，框体部122可例如是平行于基板110的侧壁112。
接地面130设置在基板110的第一表面111，且接地面130包括凹槽150。其中，凹槽150暴露出第一表面111，且凹槽150的开口面对框体部122。天线元件140包括第一辐射部141、第二辐射部142、第三辐射部143与第四辐射部144。第一辐射部141具有一馈入点FP1，以接收行动通信装置100中收发器160所产生的馈入信号。此外，第一辐射部141电性连接第三辐射部143。第二辐射部142电性连接至接地面130，且第二辐射部142与第四辐射部144彼此电性相连。
在整体配置上，第一辐射部141与第二辐射部142设置在基板110的第一表面111，且第一辐射部141与第二辐射部142设置在接地面130的凹槽150内。换言之，接地面130的凹槽150可用以形成天线元件140的净空区域。进一步来看，第一辐射部141的馈入点FP1邻近凹槽150的底部151。第二辐射部142从凹槽150的底部151延伸而出。此外，第一辐射部141与第二辐射部142皆朝向远离凹槽150的底部151的方向(例如，+Z轴方向)延伸，以连接第三辐射部143与第四辐射部144。
第三辐射部143与第四辐射部144设置在边框120的框体部122，并面对凹槽150的开口。此外，第三辐射部143的第一端可通过连接元件171电性连接第一辐射部141，且第三辐射部143的第二端为一开路端。第四辐射部144的第一端可通过连接元件172电性连接第二辐射部142，且第四辐射部144的第二端为一开路端。其中，连接元件171与连接元件172可例如是弹片、螺丝或是任何具有导电性的元件。
第一辐射部141至第四辐射部144将可形成一偶极天线(dipole antenna)，即天线元件140可为一偶极天线。在操作上，天线元件140(例如，偶极天线)可通过馈入点FP1接收来自收发器160的馈入信号，并可操作在一预设频段。其中，第三辐射部143与第四辐射部144的长度总和为预设频段的最低频率的1/2波长。此外，在馈入信号的激发下，天线元件140(例如，偶极天线)的辐射场型将可集中在+Z轴方向。值得注意的是，接地面130可反射天线元件140(例如，偶极天线)所辐射出的电磁波，进而可增强天线元件140的指向性。
举例来说，图2为依据本发明一实施例的行动通信装置的外观与基板的示意图，且图3为依据本发明一实施例的天线元件的返回损失图。如图2所示，行动通信装置100还包括壳体210与显示面板220。其中，边框120为壳体210的一部分。例如，边框120中的框体部122可用以形成壳体210的一短边211。显示面板220设置在壳体210的正面。此外，基板110上由接地面130所形成的凹槽150(即，净空区域)邻近壳体210的短边211。
在操作上，如图3所示，天线元件140可操作在一预设频段310，且预设频段310的中心频率可例如是1.575GHz。图4为依据本发明一实施例的天线元件在X-Z平面的辐射场型图，且图5为依据本发明一实施例的天线元件在Y-Z平面的辐射场型图。如图4与图5所示，天线元件140的辐射场型可集中在+Z轴方向。即，天线元件140的辐射场型可集中在行动通信装置100的边框120的上方，进而有利于行动通信装置100通过天线元件140接收来自天空中GPS的卫星信号。
值得一提的是，图6与图7为用以说明现有技术的辐射场型图。其中，现有技术大多是在接地面130所形成的凹槽150(即，净空区域)内，直接设置平面倒F型天线或是单极天线。此外，当平面倒F型天线或是单极天线直接设置在凹槽150(即，净空区域)时，平面倒F型天线或是单极天线在X-Z平面与Y-Z平面的辐射场型将如图6与图7所示。具体而言，直接设置在凹槽150内的平面倒F型天线或是单极天线会受到接地面130的电流分布的影响，进而导致天线的辐射场型集中在-Z轴方向。即，天线的辐射场型会集中在行动通信装置100的下方，进而不利于接收来自天空中GPS的卫星信号。
换言之，与现有技术相较之下，图1的天线元件140的辐射场型可集中在行动通信装置100的上方，进而有利于行动通信装置100通过天线元件140接收来自天空中GPS的卫星信号。此外，由于部分的辐射部设置在边框120上，因此可缩减天线元件140的净空区域。例如，图1的凹槽150(即，净空区域)的形状可例如是狭长型。藉此，将可维持基板110的完整性，并可提升基板110的利用率。再者，设置在边框120上的辐射部可远离接地面130，进而可进一步地提升天线元件140的辐射效能。
除此之外，与现有的陶瓷芯片天线相较之下，图1中天线元件140的制作方式较为简化，进而有助于缩减行动通信装置100的生产成本。此外，在一实施例中，设置在边框120上的辐射部(例如，第三辐射部143与第四辐射部144)可通过一印刷方式，直接印制在边框120的框体部122上。藉此，将可进一步地缩减天线元件140在组装上的成本，从而可进一步地降低行动通信装置100的生产成本。
值得一提的是，本领域普通技术人员可依设计所需选择性地移除连接元件171与连接元件172，使第三辐射部143直接电性连接第一辐射部141，且第四辐射部144直接电性连接第二辐射部142。此外，第三辐射部143与第四辐射部144之间还可设置一第五辐射部，以调整天线元件140的阻抗。
举例来说，图8为依据本发明另一实施例的行动通信装置的示意图。与图1相较之下，图8的行动通信装置800中的天线元件840还包括第五辐射部810，且图8的基板110的侧壁112紧贴边框120的框体部122。具体而言，第五辐射部810设置在框体部122，且第五辐射部810设置在第三辐射部143与第四辐射部144之间。此外，第三辐射部143的第一端电性连接第五辐射部810的第一端与第一辐射部141。第四辐射部144的第一端电性连接第五辐射部810的第二端与第二辐射部142。
在操作上，第一辐射部141至第五辐射部810可形成一偶极天线，且偶极天线可操作在一预设频段。其中，第三辐射部143、第四辐射部144与第五辐射部810的长度总和，即，从第三辐射部143的第二端(即，开路端)至第四辐射部144的第二端(即，开路端)的距离，为预设频段的最低频率的1/2波长。再者，第一辐射部141、第二辐射部142与第五辐射部810可形成一电流回路，且天线元件840的阻抗会随着所述电流回路的长度的改变而产生变动。换言之，第一辐射部141、第二辐射部142与第五辐射部810可用以调整天线元件840的阻抗。至于图8实施例中各元件的细部配置与操作已包含在图1实施例中，故在此不予赘述。
值得一提的是，在图1与图8实施例中，第一辐射部141与第二辐射部142的形状为直线状，且第三辐射部143与第四辐射部144可分别由一金属配线所构成。在另一实施例中，本领域普通技术人员也可依设计所需，在用以构成第三辐射部143或是第四辐射部144的金属配线中穿插至少一调整元件，以藉此缩减金属配线的长度，从而有助于降低天线元件的尺寸。
举例来说，图9为依据本发明又一实施例的行动通信装置的示意图。与图1相较之下，图9的行动通信装置900中的天线元件940包括第一辐射部141、第二辐射部142、第三辐射部943与第四辐射部944。此外，图9中的第一辐射部141与第二辐射部142包括多个弯折，且图9的基板110的侧壁112紧贴边框120的框体部122。再者，第三辐射部943包括相互串联的第一配线911、第一调整元件912与第二配线913。第四辐射部944包括相互串联的第三配线921、第二调整元件922与第四配线923。
具体而言，第一调整元件912设置在第一配线911与第二配线913之间，且第一调整元件912可通过焊点931与焊点932电性连接至第一配线911与第二配线913。相似地，第二调整元件922设置在第三配线921与第四配线923之间，且第二调整元件922可通过焊点933与焊点934电性连接至在第三配线921与第四配线923。其中，焊点931～934是位在框体部122上。即，第一调整元件912与第二调整元件922可直接焊接在框体部122上。此外，焊点931～934邻近基板110的第一表面111，使第一调整元件912与第二调整元件922可设置在基板110的第一表面111的上方。
此外，第一调整元件912与第二调整元件922可用以调整天线元件940所涵盖的预设频段的中心频率。换言之，本领域普通技术人员可通过第一调整元件912与第二调整元件922来调整预设频段的频率范围，进而有助于缩减天线元件的尺寸。此外，在一实施例中，第一调整元件912与第二调整元件922可分别由一电感所构成。至于图9实施例中各元件的细部配置与操作已包含在上述各实施例中，故在此不予赘述。
值得一提的是，在图1、图8与图9实施例中，第一辐射部141与第二辐射部142设置在同一表面(即，第一表面111)，但其并非用以限定本发明。再者，与图2实施例相似地，图9的第三辐射部943与第四辐射部944之间还可设置一第五辐射部。
举例来说，图10为依据本发明再一实施例的行动通信装置的示意图。与图9实施例相较之下，图10还标示出基板110的第二表面113，且图10的行动通信装置1000中的第一辐射部141与收发器160设置在基板110的第二表面113上。此外，图10的行动通信装置1000中的天线元件1040还包括第五辐射部1010。
具体而言，基板110的第一表面111与第二表面113彼此相对。第一辐射部141设置在第二表面113。第二辐射部142与接地面130设置在第一表面111。第一辐射部141与第二辐射部142于第一表面111的正投影位在接地面130的凹槽150内。此外，第一辐射部141与第二辐射部142于第一表面111的正投影部分重叠。在另一实施例中，第一辐射部141与第二辐射部142于第一表面111的正投影也可互不重叠。此外，图10中的第一辐射部141可通过金属配线1020电性连接至收发器160。
第五辐射部1010电性连接在第一配线911与第三配线921之间。此外，第一辐射部141、第二辐射部142与第五辐射部1010可用以调整天线元件1040的阻抗。再者，图10中的焊点931～934是邻近基板110的第二表面113，以致使第一调整元件912与第二调整元件922可设置在基板110的第二表面113的上方。至于图10实施例中各元件的细部配置与操作已包含在上述各实施例中，故在此不予赘述。
值得一提的是，在图1、图8、图9与图10中，第三辐射部143/943以及第四辐射部144/944是设置在边框120的框体部122上。虽然上述实施例列举了第三辐射部143/943以及第四辐射部144/944的设置位置，但其并非用以限定本发明。举例来说，在另一实施例中，第三辐射部143/943以及第四辐射部144/944也可设置在基板110的侧壁112。换言之，就图1与图8实施例而言，第一辐射部至第四辐射部141～143也可直接印刷在基板110的第一表面111与侧壁112。由于第三辐射部143与第四辐射部144是直接印刷在基板110的侧壁112，因此图1的行动通信装置100也无需设置连接元件171与连接元件172。
再者，就图9与图10实施例而言，第一辐射部141与第二辐射部142可直接印刷在基板110的第一表面111或是第一表面111与第二表面113，且第一配线911、第二配线913、第三配线921与第四配线923也可直接印刷在基板110的侧壁112。此外，焊点931～934也可设置在基板110的第一表面111或是第二表面113。即，第一调整元件912与第二调整元件922也可直接焊接在基板110的第一表面111或是第二表面113上。
综上所述，本发明的行动通信装置中部分的辐射部设置在边框的一框体部上，且所述框体部面对接地面的凹槽的开口。此外，天线元件的辐射场型可集中在框体部的上方。藉此，将有助于行动通信装置通过天线元件接收GPS的卫星信号，并有助于缩减行动通信装置的生产成本。再者，由于部分的辐射部设置在框体部上，因此可缩减天线元件的净空区域，从而可维持基板的完整性并可提升基板的利用率。此外，设置在框体部上的辐射部可远离接地面，进而可提升天线元件的辐射效能。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的改动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求界定范围为准。

Claims (10)

1.一种行动通信装置，其特征在于，包括：
一基板，包括相邻的一第一表面与一侧壁；
一边框，包括邻近所述侧壁的一框体部；
一接地面，设置在所述第一表面，并包括一凹槽，其中所述凹槽的开口面对所述框体部；以及
一天线元件，包括具有一馈入点的一第一辐射部、电性连接至所述接地面的一第二辐射部、电性连接所述第一辐射部的一第三辐射部以及电性连接所述第二辐射部的一第四辐射部，
其中，所述第一辐射部与所述第二辐射部于所述第一表面的正投影位在所述接地面的所述凹槽内，且所述第三辐射部与所述第四辐射部设置在所述框体部或是所述基板的所述侧壁。
2.根据权利要求1所述的行动通信装置，其特征在于，所述天线元件为一偶极天线，且所述接地面反射所述偶极天线所辐射出的电磁波。
3.根据权利要求1所述的行动通信装置，其特征在于，所述第一辐射部与所述第二辐射部设置在所述第一表面。
4.根据权利要求1所述的行动通信装置，其特征在于，所述基板还包括与所述第一表面相对的一第二表面，所述第一辐射部设置在所述第二表面，所述第二辐射部设置在所述第一表面。
5.根据权利要求1所述的行动通信装置，其特征在于，所述天线元件操作在一预设频段，所述第三辐射部包括相互串联的一第一配线、一第一调整元件与一第二配线，所述第四辐射部包括相互串联的一第三配线、一第二调整元件与一第四配线，所述第一调整元件与所述第二调整元件用以调整所述预设频段的中心频率。
6.根据权利要求5所述的行动通信装置，其特征在于，所述第一配线电性连接所述第一辐射部，所述第一调整元件设置在所述第一配线与所述第二配线之间，所述第三配线电性连接所述第二辐射部，所述第二调整元件设置在所述第三配线与所述第四配线之间。
7.根据权利要求6所述的行动通信装置，其特征在于，所述天线元件还包括：
一第五辐射部，设置在所述框体部，且所述第五辐射部电性连接在所述第一配线与所述第三配线之间。
8.根据权利要求1所述的行动通信装置，其特征在于，所述天线元件还包括：
一第五辐射部，设置在所述框体部，
其中，所述第三辐射部的第一端电性连接所述第五辐射部的第一端与所述第一辐射部，所述第四辐射部的第一端电性连接所述第五辐射部的第二端与所述第二辐射部，且所述第三辐射部的第二端与所述第四辐射部的第二端分别为一开路端。
9.根据权利要求8所述的行动通信装置，其特征在于，所述天线元件操作在一预设频段，且所述第三辐射部、所述第四辐射部与所述第五辐射部的总长度为所述预设频段的最低频率的1/2波长。
10.根据权利要求8所述的行动通信装置，其特征在于，所述第一辐射部、所述第二辐射部与所述第五辐射部用以调整所述天线元件的阻抗。
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