CN107799879A - 移动装置 - Google Patents

Abstract

一种移动装置，包括一天线结构。该天线结构包括一主辐射部、一第一寄生部以及一第二寄生部。该主辐射部具有一馈入点。该第一寄生部具有一第一接地点，其中该第一寄生部邻近于该主辐射部，而该第一接地点邻近于该馈入点。该第二寄生部具有一第二接地点，其中该第二寄生部邻近于该主辐射部的一端。

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天线结构。

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。

为了追求造型美观，现今设计者常会在移动装置中加入金属元件的要素。然而，新增的金属元件却容易对于移动装置中支援无线通讯的天线产生负面影响，进而降低移动装置的整体通讯品质。因此，有必要提出一种全新的移动装置和天线结构，以克服传统技术所面临的问题。

发明内容

在较佳实施例中，本发明提供一种能降低对天线产生负面影响的移动装置，其包括一天线结构，该天线结构包括一主辐射部、一第一寄生部以及一第二寄生部。主辐射部具有一馈入点；第一寄生部具有一第一接地点，其中该第一寄生部邻近于该主辐射部，而该第一接地点邻近于该馈入点；第二寄生部具有一第二接地点，其中该第二寄生部邻近于该主辐射部的一第一端。

在一些实施例中，该馈入点位于该主辐射部的一第二端。

在一些实施例中，该主辐射部和该第一寄生部各自为一直条形，而该主辐射部和该第一寄生部大致互相平行。

在一些实施例中，该第二寄生部大致为一N字形。

在一些实施例中，该主辐射部和该第一寄生部之间形成一第一耦合间隙，而该第一耦合间隙介于0.3mm至2mm之间。

在一些实施例中，该主辐射部的该第一端和该第二寄生部之间形成一第二耦合间隙和一第三耦合间隙，而该第二耦合间隙和该第三耦合间隙各自介于0.3mm至2mm之间。

在一些实施例中，该天线结构操作于一低频频带和一高频频带，该低频频带介于2400MHz至2500MHz之间，而该高频频带介于5150MHz至5850MHz之间。

在一些实施例中，该主辐射部的长度约为该低频频带的0.25倍波长，该第一寄生部的长度约为该低频频带的0.25倍波长，而该第二寄生部的长度约为该高频频带的0.25倍波长。

在一些实施例中，该第一寄生部位于一第一平面上，该主辐射部和该第二寄生部位于一第二平面上，而该第一平面与该第二平面大致互相垂直。

在一些实施例中，该移动装置还包括：一介质基板，其中该主辐射部和该第二寄生部设置于该介质基板上；以及一金属背盖，包括一底平面和一侧壁，其中该侧壁和该底平面大致互相垂直，该侧壁具有一开孔，该介质基板和该第一寄生部邻近于该侧壁，而该天线结构于该侧壁上的垂直投影至少部分地位于该开孔内。

在一些实施例中，该天线结构还包括一次辐射部，该次辐射部大致为一直条形，该次辐射部的一第一端耦接至该馈入点，而该次辐射部的一第二端为一开路端。

在一些实施例中，该天线结构还包括一第三寄生部，该第三寄生部大致为一L字形，该第三寄生部的一第一端为一第三接地点，而该第三寄生部的一第二端为一开路端并邻近于该主辐射部的一中间部分。

本发明提出的天线结构，其可单独使用以涵盖双宽频操作，或是套用至具有一金属背盖的移动装置当中。当此天线结构应用于移动装置时，其有助于防止金属背盖对移动装置的通讯品质产生负面影响，同时可在不开挖天线窗的情况下进一步改良移动装置的外观设计。

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俯视图；

图2显示根据本发明一实施例所述的移动装置的天线结构的电压驻波比(VoltageStanding Wave Ratio，VSWR)图；

图3显示根据本发明一实施例所述的移动装置的立体图；

图4A显示根据本发明一实施例所述的移动装置的剖面图；

图4B显示根据本发明一实施例所述的移动装置的剖面图；

图5显示根据本发明另一实施例所述的天线结构的俯视图；以及

图6显示根据本发明另一实施例所述的天线结构的俯视图。

其中，附图标记说明如下：

100、300～移动装置；

110、510、610～天线结构；

120～主辐射部；

121～主辐射部的第一端；

122～主辐射部的第二端；

125～缝隙；

130～第一寄生部；

131～第一寄生部的第一端；

132～第一寄生部的第二端；

140～第二寄生部；

141～第二寄生部的第一端；

142～第二寄生部的第二端；

190～信号源；

350～介质基板；

360～金属背盖；

361～金属背盖的底平面；

362～金属背盖的侧壁；

363～金属背盖的侧壁的开孔；

370～显示器；

580～次辐射部；

581～次辐射部的第一端；

582～次辐射部的第二端；

590～第三寄生部；

591～第三寄生部的第一端；

592～第三寄生部的第二端；

FP～馈入点；

FB1～低频频带；

FB2～高频频带；

GP1～第一接地点；

GP2～第二接地点；

GP3～第三接地点；

GC1～第一耦合间隙；

GC2～第二耦合间隙；

GC3～第三耦合间隙；

GC4～第四耦合间隙；

VSS～接地电位；

X、Y、Z～坐标轴。

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。

在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”及“包括”一词为开放式的用语，故应解释成“包含但不仅限定于”。“大致”一词则是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，达到所述基本的技术效果。此外，“耦接”一词在本说明书中包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接至一第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接至该第二装置，或经由其它装置或连接手段而间接地电性连接至该第二装置。

图1显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的俯视图。移动装置100可以是一智能型手机(Smart Phone)、一平板电脑(Tablet Computer)，或是一笔记本电脑(Notebook Computer)。如图1所示，移动装置100至少包括一天线结构110。必须理解的是，虽然未显示于图1中，移动装置100还可包括其他元件，例如：一触控模块、一供电模块、一显示器、一键盘，或(且)一外壳。天线结构110包括一主辐射部(Main Radiation Element)120、一第一寄生部(Parasitic Element)130以及一第二寄生部140。主辐射部120、第一寄生部130以及第二寄生部140可由导体材质所制成，例如：铜、银、铝、铁，或是其合金。主辐射部120可以大致为一直条形。主辐射部120具有一第一端121和一第二端122，其中主辐射部120的第一端121为一开路端(Open End)，而主辐射部120的第二端122为一馈入点FP。馈入点FP可耦接至一信号源190，例如：一射频(Radio Frequency)模块，其可用于激发天线结构110。第一寄生部130可以大致为一直条形，并可与主辐射部120大致互相平行。第一寄生部130具有一第一端131和一第二端132，其中第一端131和第二端132可各自为一开路端。然而，本发明并不仅限于此。在另一实施例中，第一寄生部130的第二端132可不是开路端，而可耦接至一金属背盖。第一寄生部130上的一第一接地点GP1介于第一寄生部130的第一端131和第二端132之间。第一接地点GP1可耦接至一接地电位VSS。第一寄生部130邻近于主辐射部120，其中第一接地点GP1邻近于馈入点FP。例如，第一接地点GP1和馈入点FP的间距可小于2mm。第二寄生部140可以大致为一N字形。第二寄生部140具有一第一端141和一第二端142，其中第二寄生部140的第一端141为一第二接地点GP2，而第二寄生部140的第二端142为一开路端。第二接地点GP2可耦接至接地电位VSS。第二寄生部140的一弯折部分邻近于主辐射部120的第一端121。详细而言，主辐射部120和第一寄生部130之间可形成一第一耦合间隙(Coupling Gap)GC1。主辐射部120的第一端121和第二寄生部140之间可形成一第二耦合间隙GC2和一第三耦合间隙GC3。

图2显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的天线结构110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2所示，天线结构110至少可涵盖一低频频带FB1和一高频频带FB2，其中低频频带FB1介于2400MHz至2500MHz之间，而高频频带FB2介于5150MHz至5850MHz之间。因此，天线结构110至少可支援WLAN(Wireless Local Area Networks)2.4GHz/5GHz的双频操作。根据实际量测结果，天线结构110于低频频带FB1中的天线效率(Antenna Efficiency)约可达48％，而于高频频带FB2中的天线效率约可达28％，此已能符合一般移动通讯装置的应用需求。

在天线原理方面，主辐射部120由信号源190所直接馈入，而第一寄生部130和第二寄生部140再由主辐射部120所耦合激发。详细而言，主辐射部120可激发产生一基频共振模态(Fundamental Resonant Mode)，以形成前述低频频带FB1。第一寄生部130可用于加宽前述低频频带FB1，并可调整低频频带FB1的阻抗匹配(Impedance Matching)。第二寄生部140可激发产生一基频共振模态，以形成前述高频频带FB2。主辐射部120还可激发产生一高阶共振模态(Higher-order Resonant Mode)，以加宽前述高频频带FB2。

在一些实施例中，移动装置100的元件尺寸可如下列所述。主辐射部120的长度可约为低频频带FB1的0.25倍波长(λ/4)。第一寄生部130的长度可约为低频频带FB1的0.25倍波长(λ/4)。第二寄生部140的长度可约为高频频带FB2的0.25倍波长(λ/4)。第一耦合间隙GC1可介于0.3mm至2mm之间，较佳为0.5mm。第二耦合间隙GC2可介于0.3mm至2mm之间，较佳为0.8mm。第三耦合间隙GC3可介于0.3mm至2mm之间，较佳为0.5mm。因为交互耦合效应的关，实际上第一寄生部130的长度可略短于主辐射部120的长度。

图3显示根据本发明一实施例所述的移动装置300的立体图。图3与图1相似，两者的差异在于，除了天线结构110的外，移动装置300还包括一介质基板350和一金属背盖360。介质基板350可为薄且扁平的一FR4(Flame Retardant 4)基板。主辐射部120和第二寄生部140设置于介质基板350上。金属背盖360包括一底平面(Bottom Plane)361和一侧壁(Sidewall)362，其中侧壁362和底平面361大致互相垂直。第一寄生部130和介质基板350皆邻近于金属背盖360的侧壁362而设置。在另一些实施例中，第一寄生部130可直接设置于金属背盖360的侧壁362上。详细而言，第一寄生部130可位于一第一平面上(例如：第一平面可平行于XZ平面)，主辐射部120和第二寄生部140可位于一第二平面上(例如：第二平面可平行于XY平面)，其中第一平面与第二平面大致互相垂直。金属背盖360可提供接地电位VSS。第寄生部130的第一接地点GP1可耦接至金属背盖360的底平面361，其中一缝隙125形成于第一寄生部130和金属背盖360的底平面361之间，使得第一寄生部130与金属背盖360的底平面361至少有部分不互相连接。第二寄生部140的第二接地点GP2可经由一连接元件或一贯通元件耦接至金属背盖360的底平面361。金属背盖360的侧壁362具有一开孔363，其可大致为一狭长矩形。天线结构110(包括主辐射部120、第一寄生部130以及第二寄生部140)于金属背盖360的侧壁362上的垂直投影(Vertical Projection)至少部分地位于侧壁362的开孔363内。例如，天线结构110于侧壁362上的垂直投影位置可以完全位于开孔363内，或者天线结构110于侧壁362上的垂直投影位置亦可超出第一寄生部130(亦即，开孔363和第一寄生部130的垂直投影，两者仅有部分互相重叠)。在此设计下，天线结构110的电磁波可经由侧壁362的开孔363进行传递。

图4A显示根据本发明一实施例所述的移动装置300的剖面图(在另一些实施例中，移动装置300的剖面图亦可如图4B所示)。在图4A的实施例中，移动装置300还可包括一显示器370。举例而言，若移动装置300为一笔记本电脑，则前述金属背盖360、介质基板350、显示器370以及天线结构110皆为笔记本电脑的一上盖(Upper Cover)的部分元件。显示器370可大致与金属背盖360的底平面361互相平行。由于前述开孔363形成于金属背盖360的侧壁362上，故面积较大的金属背盖360的底平面361将可维持完整且无任何天线窗(AntennaWindow)的金属面外观。同时，因为侧壁362的开孔363可用于通过电磁波，故金属背盖360的存在亦不致对天线结构110的辐射性能造成太大的负面影响。此种设计可兼得改良装置外观及保持天线辐射性能的双重优势，其很适合应用于各种小型化的移动通讯装置当中。

图5显示根据本发明另一实施例所述的天线结构510的俯视图。天线结构510可套用至图3、图4的移动装置300当中。图5和图1相似，两者的差异在于，天线结构510还包括一次辐射部580，其可由导体材质所制成，例如：铜、银、铝、铁，或是其合金。次辐射部580可以大致为一直条形。次辐射部580具有一第一端581和一第二端582，其中次辐射部580的第一端581耦接至馈入点FP，而次辐射部580的第二端582为一开路端。主辐射部120和次辐射部580的一组合可形成更长的一直条形。次辐射部580可用于加宽前述高频频带FB2。图5的天线结构510的其余特征皆与图1的天线结构110相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

图6显示根据本发明另一实施例所述的天线结构610的俯视图。天线结构610可套用至图3、图4的移动装置300当中。图6和图1相似，两者的差异在于，天线结构610还包括一第三寄生部590，其可由导体材质所制成，例如：铜、银、铝、铁，或是其合金。第三寄生部590可以大致为一L字形。第三寄生部590具有一第一端591和一第二端592，其中第三寄生部590的第一端591为一第三接地点GP3，而第三寄生部590的一第二端592为一开路端并邻近于主辐射部120的一中间部分。为了改良阻抗匹配，根据量测结果，第三接地点GP3和馈入点FP的间距可介于5mm至10mm之间。第三辐射部590和主辐射部120的中间部分之间可形成一第四耦合间隙GC4，使得第三辐射部590可由主辐射部120所耦合激发。第三寄生部590可用于加宽前述高频频带FB2。第三寄生部590的长度可约为前述高频频带FB2的0.25倍波长(λ/4)。图6的天线结构610的其余特征皆与图1的天线结构110相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

本发明提出一种新颖的天线结构，其可单独使用以涵盖双宽频操作，或是套用至具有一金属背盖的移动装置当中。当此天线结构应用于移动装置时，其有助于防止金属背盖对移动装置的通讯品质产生负面影响，同时可在不开挖天线窗的情况下进一步改良移动装置的外观设计。

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。本发明的移动装置及天线结构并不仅限于图1-6所示的状态。本发明可以仅包括图1-6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天线结构当中。

在本说明书以及权利要求书中的序数，例如”第一”、”第二”、”第三”等等，彼此之间并没有顺序上的先后关，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揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟习此项技艺者，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后附的权利要求书所界定者为准。

Claims (12)

1.一种移动装置，包括：

一天线结构，包括：

一主辐射部，具有一馈入点；

一第一寄生部，具有一第一接地点，其中该第一寄生部邻近于该主辐射部，而该第一接地点邻近于该馈入点；以及

一第二寄生部，具有一第二接地点，其中该第二寄生部邻近于该主辐射部的一第一端。

2.如权利要求书1所述的移动装置，其中该馈入点位于该主辐射部的一第二端。

3.如权利要求书1所述的移动装置，其中该主辐射部和该第一寄生部各自为一直条形，而该主辐射部和该第一寄生部大致互相平行。

4.如权利要求书1所述的移动装置，其中该第二寄生部大致为一N字形。

5.如权利要求书1所述的移动装置，其中该主辐射部和该第一寄生部之间形成一第一耦合间隙，而该第一耦合间隙介于0.3mm至2mm之间。

6.如权利要求书1所述的移动装置，其中该主辐射部的该第一端和该第二寄生部之间形成一第二耦合间隙和一第三耦合间隙，而该第二耦合间隙和该第三耦合间隙各自介于0.3mm至2mm之间。

7.如权利要求书1所述的移动装置，其中该天线结构操作于一低频频带和一高频频带，该低频频带介于2400MHz至2500MHz之间，而该高频频带介于5150MHz至5850MHz之间。

8.如权利要求书7所述的移动装置，其中该主辐射部的长度约为该低频频带的0.25倍波长，该第一寄生部的长度约为该低频频带的0.25倍波长，而该第二寄生部的长度约为该高频频带的0.25倍波长。

9.如权利要求书1所述的移动装置，其中该第一寄生部位于一第一平面上，该主辐射部和该第二寄生部位于一第二平面上，而该第一平面与该第二平面大致互相垂直。

10.如权利要求书1所述的移动装置，还包括：

一介质基板，其中该主辐射部和该第二寄生部设置于该介质基板上；以及

一金属背盖，包括一底平面和一侧壁，其中该侧壁和该底平面大致互相垂直，该侧壁具有一开孔，该介质基板和该第一寄生部邻近于该侧壁，而该天线结构于该侧壁上的垂直投影至少部分地位于该开孔内。

11.如权利要求书1所述的移动装置，其中该天线结构还包括一次辐射部，该次辐射部大致为一直条形，该次辐射部的一第一端耦接至该馈入点，而该次辐射部的一第二端为一开路端。

12.如权利要求书1所述的移动装置，其中该天线结构还包括一第三寄生部，该第三寄生部大致为一L字形，该第三寄生部的一第一端为一第三接地点，而该第三寄生部的一第二端为一开路端并邻近于该主辐射部的一中间部分。