CN106856256A - 移动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种移动装置，包括：一接地元件、一第一天线、一第二天线、以及一滤波器。该滤波器设置于该第一天线和该第二天线之间，其中该滤波器包括一主要支路和一调整支路，而该调整支路经由该主要支路耦接至该接地元件。该第一天线和该第二天线涵盖相同的一操作频带。该滤波器用于增强该操作频带中该第一天线和该第二天线之间的隔离度。

Description

移动装置
技术领域
本发明涉及一种移动装置，特别是涉及一种移动装置及其高隔离度天线系统。
背景技术
随着移动通讯技术的发达，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讯的功能。有些涵盖长距离的无线通讯范围，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的频带进行通讯，而有些则涵盖短距离的无线通讯范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth系统使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通讯。
天线系统为支援无线通讯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
在优选实施例中，本发明提供一种移动装置，包括：一接地元件；一第一天线；一第二天线；以及一滤波器，设置于该第一天线和该第二天线之间，其中该滤波器包括一主要支路和一调整支路，而该调整支路经由该主要支路耦接至该接地元件。
在一些实施例中，该第一天线和该第二天线涵盖相同的一操作频带，而该滤波器用于增强该操作频带中该第一天线和该第二天线之间的隔离度。
在一些实施例中，该主要支路和该调整支路的总长度为该操作频带的0.25倍波长。
在一些实施例中，该主要支路大致为一L字形。
在一些实施例中，该调整支路大致为一矩形。
在一些实施例中，该主要支路界定出一缺口，该调整支路的一连接端耦接至该主要支路，而该调整支路的一开路端延伸进入该缺口之内。
在一些实施例中，该滤波器还包括一耦合支路，该耦合支路的一连接端耦接至该调整支路，而该耦合支路的一开路端朝向该接地元件作延伸。
在一些实施例中，该耦合支路的该开路端和该接地元件之间的一耦合间隙小于1mm。
在一些实施例中，该移动装置还包括：一第一软性电路板，其中该第一天线设置于该第一软性电路板上；以及一第二软性电路板，其中该第二天线和该滤波器设置于该第二软性电路板上。
在一些实施例中，该移动装置为一笔记型电脑，而该第一软性电路板和该第二软性电路板邻近于该笔记型电脑的一显示器，并介于该笔记型电脑的二转轴元件之间。
附图说明
图1为本发明一实施例所述的移动装置的示意图；
图2为本发明一实施例所述的移动装置的示意图；
图3为本发明一实施例所述的移动装置的第一天线的电压驻波比图；
图4为本发明一实施例所述的移动装置的第二天线的电压驻波比图；
图5为当滤波器由移动装置中移除时第一天线和第二天线的S参数图；
图6为本发明一实施例所述的移动装置具有滤波器时第一天线和第二天线的S参数图；以及
图7为本发明一实施例所述的移动装置的示意图。
符号说明
100、200、700～移动装置；
110、210～接地元件；
120、220～第一天线；
130、230～第二天线；
140、240～滤波器；
150、250～主要支路；
160、260～调整支路；
191、291～第一信号源；
192、292～第二信号源；
255～缺口；
261～调整支路的连接端；
262～调整支路的开路端；
270～耦合支路；
271～耦合支路的连接端；
272～耦合支路的开路端；
280～第一软性电路板；
290～第二软性电路板；
705～上盖；
710～显示器；
720、730～转轴元件；
GC1～耦合间隙；
LA～总长度。
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，并配合所附的附图，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可以是一智能型手机(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包括：一接地元件110、一第一天线120、一第二天线130，以及一滤波器140。接地元件110、第一天线120、第二天线130，以及滤波器140可以用导体材质制成，例如：铜、银、铝、铁，或是其合金。接地元件110可以是一接地金属面，例如：一接地铜箔，其可耦接至移动装置100的一金属背盖。第一天线120和第二天线130的种类和形状于本发明中并不特别作限制。举例而言，第一天线120和第二天线130的任一者可为一单极天线(Monopole Antenna)、一偶极天线(Dipole Antenna)、一回圈天线(Loop Antenna)、一补钉天线(PatchAntenna)、一螺旋天线(Helical Antenna)、一平面倒F字形天线(Planar InvertedF Antenna，PIFA)，或是一芯片天线(Chip Antenna)。必须理解的是，即使未显示于图1中，移动装置100还可包括其他元件，例如：一处理器、一显示器、一键盘、一电池，以及一外壳。
第一天线120和第二天线130可组成移动装置100的一天线系统。例如，第一天线120可作为一主要天线(Main Antenna)，而第二天线130可作为一辅助天线(Auxiliary Antenna)，以提升移动装置100的天线分集增益(AntennaDiversity Gain)。第一天线120可由一第一信号源191所激发，而第二天线130可由一第二信号源192所激发。第一天线120和第二天线130可涵盖相同的一操作频带。例如，前述操作频带可介于2400MHz至2500MHz之间，或(且)介于5150MHz至5850MHz之间，以涵盖WLAN(Wireless Local AreaNetwork)2.4/5GHz频带。
滤波器140设置于第一天线120和第二天线130之间。滤波器140包括一主要支路150和一调整支路160，其中调整支路160经由主要支路150耦接至接地元件110。滤波器140用于增强前述操作频带中第一天线120和第二天线130之间的隔离度(Isolation)。在图1的实施例中，主要支路150大致为一L字形，而调整支路160大致为一矩形，其中调整支路160的线宽大于主要支路150的线宽。必须注意的是，本发明并不仅限于此。在其他实施例中，主要支路150或调整支路160也可具有不同形状，例如：一直条形、一J字形、一F字形、一S字形，或是一N字形。主要支路150和调整支路160的总长度LA优选可为前述操作频带的0.25倍波长。在此设计下，滤波器140可于前述操作频带中产生共振，且其主要支路150和调整支路160可吸引接地元件110上的表面电流(Surface Current)，从而避免第一天线120和第二天线130的激发电流和辐射场型互相干扰。滤波器140的加入有助于缩短第一天线120和第二天线130的间距，可更缩小天线系统的总面积。因此，本发明很适合应用于各种小型化的移动装置当中。
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包括：一接地元件210、一第一天线220、一第二天线230、一滤波器240、一第一软性电路板(Flexible PrintedCircuit Board，FPCB)280，以及一第二软性电路板290。接地元件210、第一天线220、第二天线230，以及滤波器240可以用导体材质制成。接地元件210可为一接地铜箔，其可包括二部分，分别设置于第一软性电路板280和第二软性电路板290上。第一天线220和第二天线230可组成移动装置200的一天线系统。例如，第一天线220可作为一主要天线，而第二天线230可作为一辅助天线，其中第一天线220和第二天线230可涵盖相同的一操作频带。第一天线220和第二天线230都可为平面倒F字形天线，其可分别由一第一信号源291和一第二信号源292所激发。第一软性电路板280和第二软性电路板290彼此完全分离。第一天线220设置于第一软性电路板280上，而第二天线230和滤波器240设置于第二软性电路板290上。
滤波器240设置于第一天线220和第二天线230之间。滤波器240包括一主要支路250、一调整支路260，以及一耦合支路270，其中耦合支路270经由调整支路260和主要支路250耦接至接地元件210。滤波器240用于增强前述操作频带中第一天线220和第二天线230之间的隔离度。主要支路250可以大致为一L字形。调整支路260可以大致为一矩形。耦合支路270可为一转角形。调整支路260的线宽可以大于主要支路250的线宽和耦合支路270的线宽。详细而言，主要支路250界定出一缺口255，其大致为一矩形。调整支路260的一连接端(Connection End)261耦接至主要支路250，而调整支路260的一开路端(Open End)262延伸进入缺口255之内。耦合支路270的一连接端271耦接至调整支路260，而耦合支路270的一开路端272朝向接地元件210作延伸。耦合支路270的开路端272和接地元件210之间的一耦合间隙GC1小于1mm。耦合支路270为一选用元件，其与接地元件210之间的耦合效应可用于最佳化滤波器240的阻抗匹配(Impedance Matching)。主要支路250、调整支路260，以及耦合支路270的总长度优选可为前述操作频带的0.25倍波长。在此设计下，滤波器240可于前述操作频带中产生共振，且其主要支路250、调整支路260，以及耦合支路270可吸引接地元件210上的表面电流，从而避免第一天线220和第二天线230的激发电流和辐射场型互相干扰。
图3显示根据本发明一实施例所述的移动装置200的第一天线220的电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表电压驻波比。如图3所示，当第一天线220由第一信号源291所激发时，其至少可涵盖介于2400MHz至2500MHz之间以及介于5150MHz至5850MHz之间的操作频带。
图4显示根据本发明一实施例所述的移动装置200的第二天线230的电压驻波比图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表电压驻波比。如图4所示，当第二天线230由第二信号源292所激发时，其至少可涵盖介于2400MHz至2500MHz之间以及介于5150MHz至5850MHz之间的操作频带。
图5显示当滤波器240由移动装置200中移除时第一天线220和第二天线230的S参数(S Parameter)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表S21(或S12)参数(dB)。第一天线220可设定为一第一端口(Port 1)，而第二天线230可设定为一第二端口(Port 2)。如图5所示，若无滤波器240设置于移动装置200中，则第一天线220和第二天线230之间的S21参数于2400MHz至2500MHz的操作频带内约为-15dB，此代表第一天线220和第二天线230容易互相干扰。
图6显示根据本发明一实施例所述的移动装置200具有滤波器240时第一天线220和第二天线230的S参数图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表S21(或S12)参数(dB)。第一天线220可设定为一第一端口(Port 1)，而第二天线230可设定为一第二端口(Port 2)。如图6所示，在将滤波器240加入移动装置200之后，第一天线220和第二天线230之间的S21参数于2400MHz至2500MHz的操作频带内将压低至-20dB(最佳至-30dB)，此代表滤波器240具有类似带拒(Band Rejection)的功能，可有效地改善第一天线220和第二天线230之间的隔离度。因此，即使第一天线220和第二天线230互相邻近，其间的互相干扰现象也可由加装滤波器240来克服，从而能提升天线系统的通讯品质。
图7显示根据本发明一实施例所述的移动装置700的示意图。在图7的实施例中，移动装置700为一笔记型电脑，其包括一上盖705、一下盖，以及二转轴元件720、730。转轴元件720、730耦接于上盖705和下盖之间，使得移动装置700可操作于一开启模式和一收合模式。一显示器710内嵌于上盖705中。图2所示的第一软性电路板280和第二软性电路板290可套用至图7的移动装置700。如前所述，第一软性电路板280可承载第一天线220，而第二软性电路板290可承载第二天线230和滤波器240，其中滤波器240可介于第一天线220和第二天线230之间。详细而言，第一软性电路板280和第二软性电路板290邻近于笔记型电脑的显示器710，并介于笔记型电脑的转轴元件720、730之间。若有滤波器240加入，则可缩短第一软性电路板280和第二软性电路板290的间距，因此这些天线相关元件将很容易地设计于笔记型电脑的狭小净空区间当中。例如，前述天线相关元件可设置于显示器710、转轴元件720、730，以及上盖705的边缘所包围的一狭长净空区间内，并利用转轴元件720、730的间隙来传送及接收电磁信号。本发明可兼得缩小天线系统的总面积和提高天线系统的隔离度的双重优势。
在元件尺寸方面，第一软性电路板280的长度可约为35mm，宽度可约为9mm，厚度可约为0.2mm。第二软性电路板290的长度可约为43mm，宽度可约为9mm，厚度可约为0.2mm。第一软性电路板280和第二软性电路板290的间距可约为22mm。本发明所提的天线系统较传统设计占据相对较小的净空区间。
值得注意的是，以上所述的元件尺寸、元件形状，以及频率范围都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。本发明的移动装置及天线系统并不仅限于图1～图7所图示的状态。本发明可以仅包括图1～图7的任何一或多个实施例的任何一或多项特征。换言之，并非所有图示的特征均需同时实施于本发明的移动装置及天线系统当中。
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。
虽然结合以上优选实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种移动装置，包括：
接地元件；
第一天线；
第二天线；以及
滤波器，设置于该第一天线和该第二天线之间，其中该滤波器包括主要支路和调整支路，而该调整支路经由该主要支路耦接至该接地元件。
2.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一天线和该第二天线涵盖相同的一操作频带，而该滤波器用于增强该操作频带中该第一天线和该第二天线之间的隔离度。
3.如权利要求2所述的移动装置，其中该主要支路和该调整支路的总长度为该操作频带的0.25倍波长。
4.如权利要求1所述的移动装置，其中该主要支路大致为一L字形。
5.如权利要求1所述的移动装置，其中该调整支路大致为一矩形。
6.如权利要求1所述的移动装置，其中该主要支路界定出一缺口，该调整支路的一连接端耦接至该主要支路，而该调整支路的一开路端延伸进入该缺口之内。
7.如权利要求1所述的移动装置，其中该滤波器还包括耦合支路，该耦合支路的一连接端耦接至该调整支路，而该耦合支路的一开路端朝向该接地元件作延伸。
8.如权利要求7所述的移动装置，其中该耦合支路的该开路端和该接地元件之间的一耦合间隙小于1mm。
9.如权利要求1所述的移动装置，还包括：
第一软性电路板，其中该第一天线设置于该第一软性电路板上；以及
第二软性电路板，其中该第二天线和该滤波器设置于该第二软性电路板上。
10.如权利要求9所述的移动装置，其中该移动装置为一笔记型电脑，而该第一软性电路板和该第二软性电路板邻近于该笔记型电脑的一显示器，并介于该笔记型电脑的二转轴元件之间。
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