CN111755840B - 移动装置和天线结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种移动装置和天线结构，其中移动装置包括：一无线区域网络模块、一无线广域网络模块、一第一天线元件、一第二天线元件、一第三天线元件、一第四天线元件、一第一切换器，以及一第二切换器。无线区域网络模块具有一第一埠和一第二埠。无线广域网络模块具有一第三埠、一第四埠、一第五埠，以及一第六埠。第一天线元件耦接至第三埠。第一切换器根据一第一控制信号来将第二天线元件耦接至第一埠或第四埠。第二切换器根据一第二控制信号来将第三天线元件耦接至第二埠或第五埠。第四天线元件耦接至第六埠。

Description

移动装置和天线结构
技术领域
本发明是关于一种移动装置，特别是关于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(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(Antenna)为无线通信领域中不可缺少的元件。倘若用于接收或发射信号的天线其频宽(Bandwidth)不足，则很容易造成移动装置的通信品质下降。因此，如何在移动装置的有限空间中设计出小尺寸、宽频带的天线元件，对天线设计者而言是一大挑战。另外，新世代产品趋势为在移动装置内增加天线数目，以期达到更高的移动上网速度。然而，若要在不增加产品尺寸前提下增加天线数目，其对系统设计者也是一大挑战。
发明内容
在较佳实施例中，本发明提供一种移动装置，包括：一无线区域网络模块，具有一第一埠、一第二埠，以及一第一控制埠；一无线广域网络模块，具有一第三埠、一第四埠、一第五埠，以及一第六埠；一第一天线元件，耦接至该第三埠；一第二天线元件；一第一切换器，根据一第一控制信号来将该第二天线元件耦接至该第一埠或该第四埠；一第三天线元件；一第二切换器，根据一第二控制信号来将该第三天线元件耦接至该第二埠或该第五埠；以及一第四天线元件，耦接至该第六埠；其中该第一控制埠用于输出一无线区域网络状态信号；其中该第一控制信号和该第二控制信号至少根据该无线区域网络状态信号而决定。
在一些实施例中，该第一天线元件和该第四天线元件皆涵盖一第一频带，而该第二天线元件和该第三天线元件皆涵盖该第一频带或一第二频带。
在一些实施例中，该第一频带介于1805MHz至2690MHz之间，该第二频带的一低频部份介于2400MHz至2500MHz之间，而该第二频带的一高频部份介于5150MHz至5850MHz之间。
在一些实施例中，若该无线区域网络状态信号为低逻辑位准，则代表该无线区域网络模块为启动状态，而其中若该无线区域网络状态信号为高逻辑位准，则代表该无线区域网络模块为关闭状态。
在一些实施例中，若该无线区域网络模块为启动状态，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第一埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第二埠，而其中若该无线区域网络模块为关闭状态，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第四埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第五埠。
在一些实施例中，该移动装置还包括：一内嵌控制器，用于产生该第一控制信号和该第二控制信号。
在一些实施例中，该无线广域网络模块还具有一第二控制埠，用于输出一无线广域网络状态信号，而该内嵌控制器根据该无线区域网络状态信号和该无线广域网络状态信号来决定该第一控制信号和该第二控制信号。
在一些实施例中，若该无线广域网络状态信号为低逻辑位准，则代表该无线广域网络模块为启动状态，而其中若该无线广域网络状态信号为高逻辑位准，则代表该无线广域网络模块为关闭状态。
在一些实施例中，若该无线区域网络模块为启动状态且该无线广域网络模块为启动状态，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第一埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第二埠，其中若该无线区域网络模块为启动状态且该无线广域网络模块为关闭状态，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第一埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第二埠，其中若该无线区域网络模块为关闭状态且该无线广域网络模块为启动状态，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第四埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第五埠，而其中若该无线区域网络模块为关闭状态且该无线广域网络模块为关闭状态，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第一埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第二埠。
在一些实施例中，该无线广域网络模块还具有一第三控制埠，用于输出一天线控制信号，而该内嵌控制器根据该无线区域网络状态信号和该天线控制信号来决定该第一控制信号和该第二控制信号。
在一些实施例中，若该天线控制信号为低逻辑位准，则代表该无线广域网络模块操作于一小型多输入多输出模式，而其中若该天线控制信号为高逻辑位准，则代表该无线广域网络模块操作于一大型多输入多输出模式。
在一些实施例中，若该无线区域网络模块为启动状态且该无线广域网络模块操作于该大型多输入多输出模式，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第一埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第二埠，其中若该无线区域网络模块为启动状态且该无线广域网络模块操作于该小型多输入多输出模式，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第一埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第二埠，其中若该无线区域网络模块为关闭状态且该无线广域网络模块操作于该大型多输入多输出模式，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第四埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第五埠，而其中若该无线区域网络模块为关闭状态且该无线广域网络模块操作于该小型多输入多输出模式，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第一埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第二埠。
在一些实施例中，该第一埠还支持一蓝牙功能，该无线区域网络模块还具有一第四控制埠，用于选择性地输出一无线区域网络优先信号，而若该内嵌控制器接收到该无线区域网络优先信号，则该第一切换器即会强制将该第二天线元件耦接至该第一埠。
在一些实施例中，该第二天线元件和该第三天线元件各自具有一天线结构，而该天线结构包括：一接地元件；一短路连接部，耦接至该接地元件；一第一辐射部，耦接至该短路连接部；一第二辐射部，耦接至该短路连接部，其中该第二辐射部与该第一辐射部大致朝相反方向作延伸；一馈入连接部，具有一馈入点；一第三辐射部，耦接至该馈入连接部；以及一第四辐射部，耦接至该馈入连接部，其中该第四辐射部和该第三辐射部大致朝相反方向作延伸。
在一些实施例中，该短路连接部、该第一辐射部，以及该第二辐射部的组合形成一较大T字形结构，而其中该馈入连接部、该第三辐射部，以及该第四辐射部的组合形成一较小T字形结构。
在一些实施例中，该较大T字形结构和该较小T字形结构之间形成一耦合间隙，使得该较大T字形结构由该较小T字形结构所耦合激发。
在一些实施例中，该第一辐射部的长度大于该第二辐射部的长度和该第三辐射部的长度，而该第三辐射部的长度大于该第四辐射部的长度。
在另一较佳实施例中，本发明提供一种天线结构，包括：一接地元件；一短路连接部，耦接至该接地元件；一第一辐射部，耦接至该短路连接部；一第二辐射部，耦接至该短路连接部，其中该第二辐射部与该第一辐射部大致朝相反方向作延伸；一馈入连接部，具有一馈入点；一第三辐射部，耦接至该馈入连接部；以及一第四辐射部，耦接至该馈入连接部，其中该第四辐射部和该第三辐射部大致朝相反方向作延伸。
在一些实施例中，其中该天线结构涵盖一第一频带或一第二频带，该第一频带介于1805MHz至2690MHz之间，该第二频带的一低频部份介于2400MHz至2500MHz之间，而该第二频带的一高频部份介于5150MHz至5850MHz之间。
附图说明
图1是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的示意图。
图2是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的示意图。
图3是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的示意图。
图4是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的示意图。
图5是显示根据本发明一实施例所述的天线结构的俯视图。
图6是显示根据本发明一实施例所述的天线结构的返回损失图。
图7是显示根据本发明一实施例所述的天线结构的返回损失图。
图8是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的实际产品图。
附图标记：
100、200、300、400、800～移动装置；
110～无线区域网络模块；
120～无线广域网络模块；
131～第一天线元件；
132～第二天线元件；
133～第三天线元件；
134～第四天线元件；
140～第一切换器；
150～第二切换器；
260～内嵌控制器；
500～天线结构；
505～介质基板；
510～接地元件；
520～短路连接部；
521～短路连接部的第一端；
522～短路连接部的第二端；
530～第一辐射部；
531～第一辐射部的第一端；
532～第一辐射部的第二端；
540～第二辐射部；
541～第二辐射部的第一端；
542～第二辐射部的第二端；
550～馈入连接部；
551～馈入连接部的第一端；
552～馈入连接部的第二端；
560～第三辐射部；
561～第三辐射部的第一端；
562～第三辐射部的第二端；
570～第四辐射部；
571～第四辐射部的第一端；
572～第四辐射部的第二端；
590～信号源；
FB1～第一频带；
FB2～第二频带；
FB21～第二频带的低频部份；
FB22～第二频带的高频部份；
FP～馈入点；
GC1～耦合间隙；
L1、L2、L3、L4～长度；
P1～第一埠；
P2～第二埠；
P3～第三埠；
P4～第四埠；
P5～第五埠；
P6～第六埠；
PC1～第一控制埠；
PC2～第二控制埠；
PC3～第三控制埠；
PC4～第四控制埠；
SC1～第一控制信号；
SC2～第二控制信号；
SA～天线控制信号；
SL～无线区域网络状态信号；
SP～无线区域网络优先信号；
SW～无线广域网络状态信号。
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，并结合附图，作详细说明如下。
在说明书及权利要求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连接至该第二装置。
图1是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的示意图。例如，移动装置100可为一笔记本电脑(Notebook Computer)或是一平板电脑(Tablet Computer)。如图1所示，移动装置100至少包括：一无线区域网络(Wireless Local Area Network，WLAN)模块110、一无线广域网络(Wireless Wide Area Network，WWAN)模块120、一第一天线元件(AntennaElement)131、一第二天线元件132、一第三天线元件133、一第四天线元件134、一第一切换器(Switch Element)140，以及一第二切换器150。必须理解的是，虽然未显示于图1中，但移动装置100还可包括其他元件，例如：一显示器(Display Device)、一扬声器(Speaker)、一触控模块(Touch Control Module)、一供电模块(Power Supply Module)，以及一外壳(Housing)。
第一天线元件131、第二天线元件132、第三天线元件133，以及第四天线元件134的形状和种类在本发明中并不特别作限制。例如，第一天线元件131、第二天线元件132、第三天线元件133，以及第四天线元件134的任一者可为一单极天线(Monopole Antenna)、一偶极天线(Dipole Antenna)、一补钉天线(Patch Antenna)、一平面倒F字形天线(PlanarInverted F Antenna，PIFA)、一螺旋天线(Helical Antenna)、一混合天线(HybridAntenna)、一回圈天线(Loop Antenna)，或是一晶片天线(Chip Antenna)。
在一些实施例中，第一天线元件131和第四天线元件134皆涵盖一第一频带(Frequency Band)，而第二天线元件132和第三天线元件133皆涵盖前述第一频带或一第二频带。举例而言，前述第一频带可约介于1805MHz至2690MHz之间，前述第二频带的一低频部份可约介于2400MHz至2500MHz之间，而前述第二频带的一高频部份可约介于5150MHz至5850MHz之间。
然而，本发明并不仅限于此。在另一些实施例中，第一天线元件131和第四天线元件134还涵盖一第三频带，前述第三频带的一低频部分可约介于690MHz至960MHz之间，前述第三频带的一高频部分可约介于3400MHz至3600MHz(LTE E-UTRA操作频段42)。如此，对于LTE的低频段(690MHz至960MHz)、中频段(1805MHz至2690MHz)、高频段(3400MHz至3600MHz、以及5150MHz至5850MHz)，第一天线元件131和第四天线元件134皆能对应提供支持。因此，在这些实施例中，移动装置100操作在前述第一频带或前述第二频带时，可支持至LTE4x4MIMO，而操作在前述第三频带时，可支持至LTE 2x2MIMO。
在另一些实施例中，第四天线元件134还可涵盖上述第三频带和约介于1559MHz至1607MHz之间的一第四频带，其中GPS(Global Positioning System)接收频率(1575.42MHz)落于上述第四频带。因此，涵盖前述第四频带的第四天线元件134还可收发GPS卫星信号。
无线区域网络模块110具有一第一埠P1、一第二埠P2，以及一第一控制埠PC1，其中第一埠P1和第二埠P2皆可用于输入或输出前述第二频带的信号，而第一控制埠PC1可用于直接或间接控制第一切换器140和第二切换器150的切换状态。无线广域网络模块120具有一第三埠P3、一第四埠P4、一第五埠P5，以及一第六埠P6，其中第三埠P3、第四埠P4、第五埠P5，以及第六埠P6皆可用于输入或输出前述第一频带的信号。
第一天线元件131耦接至无线广域网络模块120的第三埠P3。第一切换器140可为一第一单刀双掷(Single Port Double Throw，SPDT)开关。第一切换器140根据一第一控制信号SC1来将第二天线元件132耦接至无线区域网络模块110的第一埠P1或无线广域网络模块120的第四埠P4两者择一。第二切换器150可为一第二单刀双掷开关。第二切换器150根据一第二控制信号SC2来将第三天线元件133耦接至无线区域网络模块110的第二埠P2或无线广域网络模块120的第五埠P5两者择一。第四天线元件134耦接至无线广域网络模块120的第六埠P6。在此设计下，第一天线元件131和第四天线元件134皆固定由无线广域网络模块120所激发，但第二天线元件132和第三天线元件133则可选择性地由无线区域网络模块110或是无线广域网络模块120所激发。因为第二天线元件132和第三天线元件133由无线区域网络模块110和无线广域网络模块120两者所共享，故所提的移动装置100可以在不额外增加天线设计面积的前提下，仍能同时支持Wi-Fi、蓝牙(Bluetooth)，以及LTE(Long TermEvolution)的多频带操作。在一些实施例中，若第一天线元件131和第四天线元件134耦接至无线广域网络模块120且第二天线元件132和第三天线元件133耦接至无线区域网络模块110，则移动装置100将可使用LTE 2x2多输入多输出(Multi-Input and Multi-Output，MIMO)技术和Wi-Fi 2x2多输入多输出技术；而若第一天线元件131、第二天线元件132、第三天线元件133，以及第四天线元件134皆耦接至无线广域网络模块120，则移动装置100将可使用LTE 4x4多输入多输出技术，以提供更高的传输速度，例如：符合LTE-A(LTE-Advance)的标准。
以下实施例将详细介绍移动装置100的操作原理。必须理解的是，这些附图和叙述仅为举例，而非用于限制本发明的范围。
在一些实施例中，无线区域网络模块110的第一控制埠PC1用于输出一无线区域网络状态信号SL。无线区域网络状态信号SL可为无线区域网络模块110的一通用输入输出(General-Purpose Input/Output，GPIO)接口的一第一指示灯控制信号。例如，若无线区域网络状态信号SL为低逻辑位准(亦即，逻辑“0”)，则可代表无线区域网络模块110为启动状态(Turned On)；而若无线区域网络状态信号SL为高逻辑位准(亦即，逻辑“1”)，则可代表无线区域网络模块110为关闭状态(Turned Off)。第一控制信号SC1和第二控制信号SC2是至少根据无线区域网络状态信号SL而决定。例如，第一控制信号SC1和第二控制信号SC2的每一者皆可直接等同于无线区域网络状态信号SL，但也不仅限于此。第一切换器140和第二切换器150的一第一种切换真值表(Truth Table)可如下列表一所述：
无线区域网络状态信号 第二天线元件 第三天线元件
低逻辑位准 耦接至无线区域网络模块 耦接至无线区域网络模块
高逻辑位准 耦接至无线广域网络模块 耦接至无线广域网络模块
表一：第一种切换真值表
根据表一所述，若无线区域网络模块110为启动状态，则第一切换器140可将第二天线元件132耦接至第一埠P1且第二切换器150可将第三天线元件133耦接至第二埠P2；而若无线区域网络模块110为关闭状态，则第一切换器140可将第二天线元件132耦接至第四埠P4且第二切换器150可将第三天线元件133耦接至第五埠P5。然而，本发明不仅限于此。在其他实施例中，无线区域网络状态信号SL的高、低逻辑位准所代表的意义也可根据不同需求而进行调整或对调。
图2是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还包括一内嵌控制器(Embedded Controller)260，而无线广域网络模块120还具有一第二控制埠PC2，用于输出一无线广域网络状态信号SW。无线广域网络状态信号SW可为无线广域网络模块120的一通用输入输出接口的一第二指示灯控制信号。例如，若无线广域网络状态信号SW为低逻辑位准，则可代表无线广域网络模块120为启动状态；而若无线广域网络状态信号SW为高逻辑位准，则可代表无线广域网络模块120为关闭状态。内嵌控制器260同时根据无线区域网络状态信号SL和无线广域网络状态信号SW来决定第一控制信号SC1和第二控制信号SC2。第一切换器140和第二切换器150的一第二种切换真值表可如下列表二所述：
Figure BDA0002023074550000101
表二：第二种切换真值表
根据表二所述，若无线区域网络模块110为启动状态且无线广域网络模块120为启动状态，则第一切换器140可将第二天线元件132耦接至第一埠P1且第二切换器150可将第三天线元件133耦接至第二埠P2；若无线区域网络模块110为启动状态且无线广域网络模块120为关闭状态，则第一切换器140可将第二天线元件132耦接至第一埠P1且第二切换器150可将第三天线元件133耦接至第二埠P2；若无线区域网络模块110为关闭状态且无线广域网络模块120为启动状态，则第一切换器140可将第二天线元件132耦接至第四埠P4且第二切换器150可将第三天线元件133耦接至第五埠P5；而若无线区域网络模块110为关闭状态且无线广域网络模块120为关闭状态，则第一切换器140可将第二天线元件132耦接至第一埠P1且第二切换器150可将第三天线元件133耦接至第二埠P2。然而，本发明不仅限于此。在其他实施例中，无线广域网络状态信号SW的高、低逻辑位准所代表的意义也可根据不同需求而进行调整或对调。图2的移动装置200的其余特征皆与图1的移动装置100类似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。
图3是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1相似。在图3的实施例中，移动装置300还包括一内嵌控制器260，而无线广域网络模块120还具有一第三控制埠PC3，用于输出一天线控制信号SA。与前述无线广域网络状态信号SW的差异在于，藉由分析天线控制信号SA可更准确地判断出移动装置300目前所使用的操作频带，以降低切换错误的机率。例如，若天线控制信号SA为低逻辑位准，则可代表无线广域网络模块120操作于一小型多输入多输出模式(像是LTE 2x2MIMO操作)；而若天线控制信号SA为高逻辑位准，则可代表无线广域网络模块120操作于一大型多输入多输出模式(像是LTE4x4MIMO操作)。内嵌控制器260同时根据无线区域网络状态信号SL和天线控制信号SA来决定第一控制信号SC1和第二控制信号SC2。第一切换器140和第二切换器150的一第三种切换真值表可如下列表三所述：
Figure BDA0002023074550000111
表三：第三种切换真值表
根据表三所述，若无线区域网络模块110为启动状态且无线广域网络模块120操作于大型多输入多输出模式，则第一切换器140可将第二天线元件132耦接至第一埠P1且第二切换器150可将第三天线元件133耦接至第二埠P1；若无线区域网络模块110为启动状态且无线广域网络模块120操作于小型多输入多输出模式，则第一切换器140可将第二天线元件132耦接至第一埠P1且第二切换器150可将第三天线元件133耦接至第二埠P2；若无线区域网络模块110为关闭状态且无线广域网络模块120操作于大型多输入多输出模式，则第一切换器140可将第二天线元件132耦接至第四埠P4且第二切换器150可将第三天线元件133耦接至第五埠P5；而若无线区域网络模块110为关闭状态且无线广域网络模块120操作于小型多输入多输出模式，则第一切换器140可将第二天线元件132耦接至第一埠P1且第二切换器150可将第三天线元件132耦接至第二埠P2。然而，本发明不仅限于此。在其他实施例中，天线控制信号SA的高、低逻辑位准所代表的意义也可根据不同需求而进行调整或对调。图3的移动装置300的其余特征皆与图1的移动装置100类似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。
图4是显示根据本发明一实施例所述的移动装置400的示意图。图4和图2、图3相似。在图4的实施例中，移动装置400的无线区域网络模块110还具有一第四控制埠PC4，用于选择性地输出一无线区域网络优先信号SP。在无线区域网络模块110中，第一埠P1可同时支持一蓝牙功能和一Wi-Fi功能，但第二埠P2可仅支持Wi-Fi功能。必须注意的是，无线区域网络模块110的蓝牙功能常会对应至重要的周边元件，例如：一蓝牙鼠标，故其优先序必须高于无线广域网络模块120的使用。当无线区域网络模块110欲取得最高优先序时，其第四控制埠PC4可产生无线区域网络优先信号SP。若内嵌控制器260接收到无线区域网络优先信号SP，则第一切换器140即会强制将第二天线元件132耦接至第一埠P1，无论无线区域网络状态信号SL、无线广域网络状态信号SW，或(且)天线控制信号SA的目前逻辑位准为何。因此，有可能发生第二天线元件132已被强制耦接至无线区域网络模块110的第一埠P1，但是第三天线元件133仍耦接至无线广域网络模块120的第五埠P5的情况。图4的移动装置400的其余特征皆与图2、图3的移动装置200、300类似，故这些实施例均可达成相似的操作效果。
根据图1-图4的实施例可知，本发明给予无线区域网络模块110相对于无线广域网络模块120更高的使用优先序。在此设计下，所提的移动装置不仅能涵盖多重操作频带，其更能一并提高整体的通信稳定度。
以下实施例将详细介绍移动装置100、200、300、400的天线结构。必须理解的是，这些附图和叙述仅为举例，而非用于限制本发明的范围。
图5是显示根据本发明一实施例所述的天线结构500的俯视图。例如，前述的第二天线元件132和第三天线元件133可各自具有一天线结构500。在图5的实施例中，天线结构500至少包括：一接地元件(Ground Element)510、一短路连接部(Shorting ConnectionElement)520、一第一辐射部(Radiation Element)530、一第二辐射部540、一馈入连接部(Feeding Connection Element)550、一第三辐射部560，以及一第四辐射部570。天线结构500的前述所有元件均可由金属材质所制成，且其皆可设置于一介质基板(DielectricSubstrate)505的一表面上。
接地元件510可为一接地铜箔(Ground Copper Foil)，其可大致呈现一矩形。接地元件510用于提供一接地电位(Ground Voltage)。短路连接部520可以大致呈现一直条形。短路连接部520具有一第一端521和一第二端522，其中短路连接部520的第一端521耦接至接地元件510。第一辐射部530可以大致呈现一直条形，其可大致垂直于短路连接部520。第一辐射部530具有一第一端531和一第二端532，其中第一辐射部530的第一端531耦接至短路连接部520的第二端522，而第一辐射部530的第二端532为一开路端(Open End)。第二辐射部540可以大致呈现一直条形，其可大致垂直于短路连接部520。第二辐射部540具有一第一端541和一第二端542，其中第二辐射部540的第一端541耦接至短路连接部520的第二端522，而第二辐射部540的第二端542为一开路端。第二辐射部540的第二端542和第一辐射部530的第二端532可以大致朝相反方向作延伸。第一辐射部530的长度L1可以大于第二辐射部540的长度L2。例如，第一辐射部530的长度L1可至少为第二辐射部540的长度L2的5倍以上。在一些实施例中，短路连接部520、第一辐射部530，以及第二辐射部540的组合共同形成一较大T字形结构。
馈入连接部550可以大致呈现一直条形。馈入连接部550具有一第一端551和一第二端552，其中一馈入点(Feeding Point)FP位于馈入连接部550的第一端551处。馈入点FP可耦接至一信号源(Signal Source)590。例如，信号源590可为一射频(Radio Frequency，RF)模块，其可用于激发天线结构500。信号源590可等效为无线区域网络模块110的第一埠P1或第二埠P2，或是无线广域网络模块120的第四埠P4或第五埠P5。第三辐射部560可以大致呈现一直条形，其可大致垂直于馈入连接部550。第三辐射部560具有一第一端561和一第二端562，其中第三辐射部560的第一端561耦接至馈入连接部550的第二端552，而第三辐射部560的第二端562为一开路端。第四辐射部570可以大致呈现一直条形，其可大致垂直于馈入连接部550。第四辐射部570具有一第一端571和一第二端572，其中第四辐射部570的第一端571耦接至馈入连接部550的第二端552，而第四辐射部570的第二端572为一开路端。第四辐射部570的第二端572和第三辐射部560的第二端562可以大致朝相反方向作延伸。第三辐射部560的长度L3可以大于第四辐射部570的长度L4。例如，第三辐射部560的长度L3可至少为第四辐射部570的长度L4的4倍以上。第三辐射部560的长度L3可以小于第一辐射部530的长度L1。第四辐射部570的长度L4可以大于或等于第二辐射部540的长度L2。在一些实施例中，馈入连接部550、第三辐射部560，以及第四辐射部570的组合共同形成一较小T字形结构。前述较大T字形结构和前述较小T字形结构之间可形成一耦合间隙(Coupling Gap)GC1(例如，耦合间隙GC1可主要介于第一辐射部530和第三辐射部560之间)，使得前述较大T字形结构由前述较小T字形结构所耦合激发。
图6是显示根据本发明一实施例所述的天线结构500的返回损失(Return Loss)图。在图6的实施例中，天线结构500耦接至无线广域网络模块120的任一埠。根据图6的量测结果，天线结构500可涵盖一第一频带FB1，其中第一频带FB1可约介于1805MHz至2690MHz之间。图7是显示根据本发明一实施例所述的天线结构500的返回损失图。在图7的实施例中，天线结构500耦接至无线区域网络模块110的任一埠。根据图7的量测结果，天线结构500可涵盖一第二频带FB2，其中第二频带FB2的一低频部份FB21可约介于2400MHz至2500MHz之间，而第二频带FB2的一高频部份FB22可约介于5150MHz至5850MHz之间。因此，天线结构500可支持Wi-Fi、蓝牙，以及LTE的多频带操作。
在一些实施例中，天线结构500的操作原理可如下列所述。第一辐射部530、第三辐射部560，以及第四辐射部570可共同激发产生第一频带FB1。第三辐射部560可激发产生第二频带FB2的低频部份FB21。第二辐射部540、第三辐射部560，以及第四辐射部570可共同激发产生第二频带FB2的高频部份FB22。
在一些实施例中，天线结构500的元件尺寸可如下列所述。第一辐射部530的长度L1可大致等于第一频带FB1的最低频率的0.25倍波长(λ/4)。第二辐射部540的长度L2可大致等于第二频带FB2的高频部份FB22的0.25倍波长(λ/4)。第三辐射部560的长度L3可大致等于第二频带FB2的低频部份FB21的0.25倍波长(λ/4)。第四辐射部570的长度L4可大致等于第二频带FB2的高频部份FB22的0.25倍波长(λ/4)。以上元件尺寸的范围是根据多次实验结果而得出，其有助于最佳化天线结构500的操作频宽(Operation Bandwidth)和阻抗匹配(Impedance Matching)。
图8是显示根据本发明一实施例所述的移动装置800的实际产品图。在图8的实施例中，移动装置800为一笔记本电脑，其中第一天线元件131和第四天线元件134可邻近于笔记本电脑的一键盘边框(Keyboard Frame)处，而第二天线元件132和第三天线元件133可邻近于笔记本电脑的一转轴元件(Hinge Element)处。必须注意的是，第一天线元件131和第四天线元件134的位置亦可与第二天线元件132和第三天线元件133的位置互相对调，而不致影响本发明的效果。在此设计下，移动装置800仅使用4支天线元件即可同时支持无线区域网络和无线广域网络的功能(传统设计至少需要6支)，其有助于微缩整体天线尺寸及改善整体的外观设计。
本发明提出一种新颖的移动装置，其包括多频带的天线结构和对应的切换机制。大致而言，本发明至少具有小尺寸、宽频带，以及较少天线数量等优势，故其很适合应用于各种窄边框(Narrow Border)的移动通信装置当中。
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-图8所图示的状态。本发明可以仅包括图1-图8的任何一或多个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权利要求所界定者为准。

Claims (14)

1.一种移动装置，其特征在于，包括：
一无线区域网络模块，具有一第一埠、一第二埠，以及一第一控制埠；
一无线广域网络模块，具有一第三埠、一第四埠、一第五埠，以及一第六埠；
一第一天线元件，耦接至该第三埠；
一第二天线元件；
一第一切换器，根据一第一控制信号来将该第二天线元件耦接至该第一埠或该第四埠；
一第三天线元件；
一第二切换器，根据一第二控制信号来将该第三天线元件耦接至该第二埠或该第五埠；以及
一第四天线元件，耦接至该第六埠；
其中该第一控制埠用于输出一无线区域网络状态信号；
其中该第一控制信号和该第二控制信号至少根据该无线区域网络状态信号而决定；
还包括：
一内嵌控制器，用于产生该第一控制信号和该第二控制信号；
该无线广域网络模块还具有一第三控制埠，用于输出一天线控制信号，而该内嵌控制器根据该无线区域网络状态信号和该天线控制信号来决定该第一控制信号和该第二控制信号；
若该天线控制信号为低逻辑位准，则代表该无线广域网络模块操作于一小型多输入多输出模式，而其中若该天线控制信号为高逻辑位准，则代表该无线广域网络模块操作于一大型多输入多输出模式。
2.如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，该第一天线元件和该第四天线元件皆涵盖一第一频带，而该第二天线元件和该第三天线元件皆涵盖该第一频带或一第二频带。
3.如权利要求2所述的移动装置，其特征在于，该第一频带介于1805MHz至2690MHz之间，该第二频带的一低频部份介于2400MHz至2500MHz之间，而该第二频带的一高频部份介于5150MHz至5850MHz之间。
4.如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，若该无线区域网络状态信号为低逻辑位准，则代表该无线区域网络模块为启动状态，而其中若该无线区域网络状态信号为高逻辑位准，则代表该无线区域网络模块为关闭状态。
5.如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，若该无线区域网络模块为启动状态，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第一埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第二埠，而其中若该无线区域网络模块为关闭状态，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第四埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第五埠。
6.如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，该无线广域网络模块还具有一第二控制埠，用于输出一无线广域网络状态信号，而该内嵌控制器根据该无线区域网络状态信号和该无线广域网络状态信号来决定该第一控制信号和该第二控制信号。
7.如权利要求6所述的移动装置，其特征在于，若该无线广域网络状态信号为低逻辑位准，则代表该无线广域网络模块为启动状态，而其中若该无线广域网络状态信号为高逻辑位准，则代表该无线广域网络模块为关闭状态。
8.如权利要求6所述的移动装置，其特征在于，若该无线区域网络模块为启动状态且该无线广域网络模块为启动状态，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第一埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第二埠，其中若该无线区域网络模块为启动状态且该无线广域网络模块为关闭状态，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第一埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第二埠，其中若该无线区域网络模块为关闭状态且该无线广域网络模块为启动状态，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第四埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第五埠，而其中若该无线区域网络模块为关闭状态且该无线广域网络模块为关闭状态，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第一埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第二埠。
9.如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，若该无线区域网络模块为启动状态且该无线广域网络模块操作于该大型多输入多输出模式，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第一埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第二埠，其中若该无线区域网络模块为启动状态且该无线广域网络模块操作于该小型多输入多输出模式，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第一埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第二埠，其中若该无线区域网络模块为关闭状态且该无线广域网络模块操作于该大型多输入多输出模式，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第四埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第五埠，而其中若该无线区域网络模块为关闭状态且该无线广域网络模块操作于该小型多输入多输出模式，则该第一切换器将该第二天线元件耦接至该第一埠且该第二切换器将该第三天线元件耦接至该第二埠。
10.如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，该第一埠还支持一蓝牙功能，该无线区域网络模块还具有一第四控制埠，用于选择性地输出一无线区域网络优先信号，而若该内嵌控制器接收到该无线区域网络优先信号，则该第一切换器即会强制将该第二天线元件耦接至该第一埠。
11.如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，该第二天线元件和该第三天线元件各自具有一天线结构，而该天线结构包括：
一接地元件；
一短路连接部，耦接至该接地元件；
一第一辐射部，耦接至该短路连接部；
一第二辐射部，耦接至该短路连接部，其中该第二辐射部与该第一辐射部大致朝相反方向作延伸；
一馈入连接部，具有一馈入点；
一第三辐射部，耦接至该馈入连接部；以及
一第四辐射部，耦接至该馈入连接部，其中该第四辐射部和该第三辐射部大致朝相反方向作延伸。
12.如权利要求11所述的移动装置，其特征在于，该短路连接部、该第一辐射部，以及该第二辐射部的组合形成一较大T字形结构，而其中该馈入连接部、该第三辐射部，以及该第四辐射部的组合形成一较小T字形结构。
13.如权利要求12所述的移动装置，其特征在于，该较大T字形结构和该较小T字形结构之间形成一耦合间隙，使得该较大T字形结构由该较小T字形结构所耦合激发。
14.如权利要求11所述的移动装置，其特征在于，该第一辐射部的长度大于该第二辐射部的长度和该第三辐射部的长度，而该第三辐射部的长度大于该第四辐射部的长度。
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