CN108023166A - 移动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动装置，包括：一接地元件和一天线结构。该天线结构包括：一半回圈辐射部、一第一短路部、一第二短路部、一耦合延伸部，以及一寄生辐射部。该半回圈辐射部具有一馈入点、一第一接地点，以及一第二接地点，其中该第一接地点通过该第一短路部耦接至该接地元件，而该第二接地点通过该第二短路部耦接至该接地元件。该耦合延伸部耦接至该第二短路部。该寄生辐射部耦接至该接地元件，并邻近于该耦合延伸部。

Description

移动装置

技术领域

本发明涉及一种移动装置，具体涉及一种移动装置及其天线结构。

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

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信的天线产生负面影响，进而降低移动装置的整体通信品质。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

为克服上述不足，本发明提供一种移动装置，包括：一接地元件；以及一天线结构，包括：一半回圈辐射部，具有一馈入点、一第一接地点，以及一第二接地点；一第一短路部，其中该第一接地点通过该第一短路部耦接至该接地元件；一第二短路部，其中该第二接地点通过该第二短路部耦接至该接地元件；一耦合延伸部，耦接至该第二短路部；以及一寄生辐射部，耦接至该接地元件，并邻近于该耦合延伸部。

进一步地，该半回圈辐射部、该第一短路部，以及该接地元件共同包围住一槽孔区域，而其中该第二短路部、该耦合延伸部，以及该寄生辐射部皆位于该槽孔区域内。

进一步地，该半回圈辐射部大致为一J字形。

进一步地，该第一短路部大致为一直条形，并与该半回圈辐射部和该接地元件皆大致互相垂直。

进一步地，该第二短路部和该耦合延伸部的一组合大致为一T字形，而该第二短路部是与该半回圈辐射部和该接地元件皆大致互相垂直。

进一步地，该寄生辐射部大致为一L字形。

进一步地，该耦合延伸部和该寄生辐射部之间形成一耦合间隙，而该耦合间隙小于1mm，或是介于1mm至3mm之间。

进一步地，该天线结构操作于一低频频带和一高频频带，该低频频带是介于2400MHz至2500MHz之间，而该高频频带是介于5150MHz至5850MHz之间。

进一步地，该半回圈辐射部、该第一短路部，以及该接地元件激发产生该低频频带，而其中该半回圈辐射部、该第二短路部、该耦合延伸部，以及该寄生辐射部激发产生该高频频带。

进一步地，该半回圈辐射部和该第一短路部的总长度约为该低频频带的0.5倍波长，而该寄生辐射部的长度约为该高频频带的0.25倍波长。

进一步地，该移动装置还包括：一金属背盖，耦接至该接地元件，其中该天线结构邻近于该金属背盖而设置，但该金属背盖不致于对该天线结构的辐射特性造成太大负面影响。

附图说明

图1是根据本发明一实施例所述的移动装置的示意图；

图2是根据本发明一实施例所述的移动装置的天线结构的返回损失图；

图3是根据本发明一实施例所述的移动装置的天线结构的天线效率图；

图4是根据本发明一实施例所述的移动装置的天线原理图；

图5A是根据本发明另一实施例所述的移动装置的俯视图；

图5B是根据本发明另一实施例所述的移动装置的侧视图。

附图标记说明：

100、500～移动装置； 110～接地元件；

120～天线结构； 130～半回圈辐射部；

131～半回圈辐射部的第一端； 132～半回圈辐射部的第二端；

140～第一短路部； 141～第一短路部的第一端；

142～第一短路部的第二端； 150～第二短路部；

151～第二短路部的第一端； 152～第二短路部的第二端；

160～耦合延伸部； 161～耦合延伸部的第一端；

162～耦合延伸部的第二端； 170～寄生辐射部；

171～寄生辐射部的第一端； 172～寄生辐射部的第二端；

180～槽孔区域； 190～信号源；

510～金属背盖； CV～等效电容器；

FB1～低频频带； FB2～高频频带；

FP～馈入点； GC1～耦合间隙；

GP1～第一接地点； GP2～第二接地点；

PA1～低频共振路径； PA2～高频共振路径。

具体实施方式

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。

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，或通过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是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)，或是一笔记本电脑(NotebookComputer)。如图1所示，移动装置100至少包括一接地元件110和一天线结构120。接地元件110和天线结构120可用导体材质制成，例如：铜、银、铝、铁，或是其合金，其中接地元件110和天线结构120可以设置于一介质基板(Dielectric Substrate)上，例如：一FR4(FlameRetardant 4)基板。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120包括：一半回圈辐射部130、一第一短路部140、一第二短路部150、一耦合延伸部160，以及一寄生辐射部170。详细而言，半回圈辐射部130、第一短路部140，以及接地元件110共同包围住矩形的一槽孔区域180，其中第二短路部150、耦合延伸部160，以及寄生辐射部170皆位于槽孔区域180内。半回圈辐射部130可以大致为一J字形。半回圈辐射部130具有一第一端131和一第二端132，其中半回圈辐射部130的第一端131为一馈入点FP，而半回圈辐射部130的第二端132为一第一接地点GP1。半回圈辐射部130还具有一第二接地点GP2，其介于馈入点FP和第一接地点GP1之间。馈入点FP耦接至一信号源190。信号源190可以是一射频(Radio Frequency)模块，其可用于激发天线结构120。第一短路部140可以大致为一直条形，其与半回圈辐射部130和接地元件110皆大致互相垂直。第一短路部140具有一第一端141和一第二端142，其中第一短路部140的第一端141耦接至第一接地点GP1，而第一短路部140的第二端142耦接至接地元件110，使得半回圈辐射部130的第一接地点GP1通过第一短路部140耦接至接地元件110。第二短路部150可以大致为一直条形，其与半回圈辐射部130和接地元件110皆大致互相垂直。第二短路部150具有一第一端151和一第二端152，其中第二短路部150的第一端151耦接至第二接地点GP2，而第二短路部150的第二端152耦接至接地元件110，使得半回圈辐射部130的第二接地点GP2通过第二短路部150耦接至接地元件110。耦合延伸部160可以大致为一直条形，其与第二短路部150大致互相垂直。耦合延伸部160具有一第一端161和一第二端162，其中耦合延伸部160的第一端161为一开路端(OpenEnd)，而耦合延伸部160的第二端162耦接至第二短路部150的一中央部份，使得第二短路部150和耦合延伸部160的一组合大致为一T字形。寄生辐射部170可以大致为一L字形。寄生辐射部170具有一第一端171和一第二端172，其中寄生辐射部170的第一端171为一开路端并邻近于耦合延伸部160的第一端161，而寄生辐射部170的第二端172耦接至接地元件110。耦合延伸部160的第一端161和寄生辐射部170的第一端171之间可形成一耦合间隙GC1。

图2是根据本发明一实施例所述的移动装置100的天线结构120的返回损失(Return Loss)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表返回损失(dB)。如图2所示，天线结构120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是介于2400MHz至2500MHz之间，而高频频带FB2是介于5150MHz至5850MHz之间。因此，天线结构120至少可支援WLAN(Wireless LocalAreaNetworks)2.4GHz/5GHz的双频操作。

图3是根据本发明一实施例所述的移动装置100的天线结构120的天线效率(Antenna Efficiency)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表天线效率(dB)。如图3所示，天线结构120在低频频带FB1中的天线效率(Antenna Efficiency)约可达-5dB，而在高频频带FB2中的天线效率约可达-3dB，此已能符合一般移动通信装置的应用需求。

图4是根据本发明一实施例所述的移动装置100的天线原理图。在天线原理方面，半回圈辐射部130是由信号源190所直接馈入，故邻近于馈入点FP处的第二短路部150和耦合延伸部160上的电流密度很高，使得寄生辐射部170可由耦合延伸部160所耦合激发。详细而言，半回圈辐射部130、第一短路部140，以及接地元件110共同形成一低频共振路径PA1，以激发产生前述低频频带FB1；而半回圈辐射部130、第二短路部150、耦合延伸部160，以及寄生辐射部170共同形成一高频共振路径PA2，以激发产生前述高频频带FB2。另外，低频共振路径PA1还可激发产生一高阶共振模式(Higher-order Resonant Mode)，以增宽前述高频频带FB2。

在一些实施例中，移动装置100的元件尺寸可如下列所述。半回圈辐射部130和第一短路部140的总长度可约为前述低频频带的0.5倍波长(λ/2)。寄生辐射部170的长度可约为前述高频频带的0.25倍波长(λ/4)。在一实施例中，耦合间隙GC1可小于1mm，但此并非本发明的限制条件。在其他实施例中，耦合间隙GC1也可改为略大于1mm，例如：可介于1mm至3mm之间。以上元件尺寸范围是根据多次实验结果而得出，其可最佳化天线结构120的操作频带及阻抗匹配。在此设计下，天线结构120的总长度约为45mm，总宽度约为9mm，其整体尺寸约较传统设计缩小约30％。

图5A是根据本发明另一实施例所述的移动装置500的俯视图。图5B是根据本发明另一实施例所述的移动装置500的侧视图。图5A、5B和图1相似。在图5A、5B的实施例中，除了接地元件110和天线结构120以外，移动装置500还包括一金属背盖(Metal BackCover)510。金属背盖510可以是移动装置500的一外壳的一部份，其中金属背盖510耦接至接地元件110，而天线结构120的垂直投影可完全位于金属背盖510的内部。天线结构120邻近于金属背盖510而设置，故天线结构120和金属背盖510之间将形成一等效电容器CV，从而提高天线结构120的电容性(Capacitance)并使其操作频带发生偏移。为克服此一问题，本发明使用回圈式的天线结构120，其自身具有较高的电感性(Inductance)，此电感性可用于抵消天线结构120与金属背盖510互相靠近时所产生的电容性，故金属背盖510将不致于对天线结构120的辐射特性造成太大负面影响。另一方面，由于天线结构120的高频共振路径PA2是内藏于其低频共振路径PA1当中，本发明将可进一步微缩天线结构120的整体尺寸。

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具有金属背盖的移动装置时，其有助于降低金属背盖靠近天线结构时所产生的负面影响，并可维持移动装置的良好通信品质。另外，因为无须在金属背盖上开设任何天线窗(Antenna Window)，本发明也可维持金属背盖的完整性并美化移动装置的外观。

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1-5所图示的状态。本发明可以仅包括图1-5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权利要求书所界定者为准。

Claims (11)

1.一种移动装置，包括：

一接地元件；以及

一天线结构，包括：

一半回圈辐射部，具有一馈入点、一第一接地点，以及一第二接地点；

一第一短路部，其中该第一接地点通过该第一短路部耦接至该接地元件；

一第二短路部，其中该第二接地点通过该第二短路部耦接至该接地元件；

一耦合延伸部，耦接至该第二短路部；以及

一寄生辐射部，耦接至该接地元件，并邻近于该耦合延伸部。

2.根据权利要求1项所述的移动装置，其特征在于，该半回圈辐射部、该第一短路部，以及该接地元件共同包围住一槽孔区域，而其中该第二短路部、该耦合延伸部，以及该寄生辐射部皆位于该槽孔区域内。

3.根据权利要求1项所述的移动装置，其特征在于，该半回圈辐射部大致为一J字形。

4.根据权利要求1项所述的移动装置，其特征在于，该第一短路部大致为一直条形，并与该半回圈辐射部和该接地元件皆大致互相垂直。

5.根据权利要求1项所述的移动装置，其特征在于，该第二短路部和该耦合延伸部的一组合大致为一T字形，而该第二短路部是与该半回圈辐射部和该接地元件皆大致互相垂直。

6.根据权利要求1项所述的移动装置，其特征在于，该寄生辐射部大致为一L字形。

7.根据权利要求1项所述的移动装置，其特征在于，该耦合延伸部和该寄生辐射部之间形成一耦合间隙，而该耦合间隙小于1mm，或是介于1mm至3mm之间。

8.根据权利要求1项所述的移动装置，其特征在于，该天线结构操作于一低频频带和一高频频带，该低频频带是介于2400MHz至2500MHz之间，而该高频频带是介于5150MHz至5850MHz之间。

9.根据权利要求8项所述的移动装置，其特征在于，该半回圈辐射部、该第一短路部，以及该接地元件激发产生该低频频带，而其中该半回圈辐射部、该第二短路部、该耦合延伸部，以及该寄生辐射部激发产生该高频频带。

10.根据权利要求8项所述的移动装置，其特征在于，该半回圈辐射部和该第一短路部的总长度约为该低频频带的0.5倍波长，而该寄生辐射部的长度约为该高频频带的0.25倍波长。

11.根据权利要求1项所述的移动装置，其特征在于，还包括：

一金属背盖，耦接至该接地元件，其中该天线结构邻近于该金属背盖而设置，但该金属背盖不致于对该天线结构的辐射特性造成太大负面影响。