CN114256594A - 移动装置 - Google Patents

Abstract

一种移动装置，包括：一金属机构件、一第一辐射部、一第二辐射部，以及一介质基板。一封闭槽孔是形成于金属机构件的内部，其中封闭槽孔具有相对的一第一边缘和一第二边缘。第一辐射部具有一馈入点。第二辐射部是耦接至封闭槽孔的第一边缘，并邻近于第一辐射部。第二辐射部是至少部分设置于第一辐射部和封闭槽孔的第二边缘之间。第一辐射部和第二辐射部皆设置于介质基板上。第一辐射部、第二辐射部，以及金属机构件的封闭槽孔是共同形成一天线结构。

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。

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

在优选实施例中，本发明提出一种移动装置，包括：一金属机构件，其中一封闭槽孔是形成于该金属机构件的内部，而该封闭槽孔具有相对的一第一边缘和一第二边缘；一第一辐射部，具有一馈入点；一第二辐射部，耦接至该封闭槽孔的该第一边缘，并邻近于该第一辐射部，其中该第二辐射部是至少部分设置于该第一辐射部和该封闭槽孔的该第二边缘之间；以及一介质基板，其中该第一辐射部和该第二辐射部皆设置于该介质基板上；其中该第一辐射部、该第二辐射部，以及该金属机构件的该封闭槽孔是共同形成一天线结构。

在一些实施例中，该金属机构件的该封闭槽孔是呈现一矩形。

在一些实施例中，该第一辐射部是呈现一较短L字形，而该第二辐射部是呈现一较长L字形。

在一些实施例中，该第一辐射部在该金属机构件上具有一第一垂直投影，该第二辐射部在该金属机构件上具有一第二垂直投影，而该第一垂直投影和该第二垂直投影皆完全位于该封闭槽孔的内部。

在一些实施例中，该第二辐射部和该第一辐射部之间形成一耦合间隙，而该耦合间隙的宽度小于或等于2mm。

在一些实施例中，该第一辐射部包括大致互相垂直的一第一部分和一第二部分，该第二辐射部包括大致互相垂直的一第三部分和一第四部分，而该第二辐射部的该第四部分是与该第一辐射部的该第二部分大致互相平行。

在一些实施例中，该第一辐射部的该第二部分具有一第一开路端，该第二辐射部的该第四部分具有一第二开路端，而该第二开路端和该第一开路端是大致朝相同或相反的方向作延伸。

在一些实施例中，该天线结构能涵盖一第一频带和一第二频带，该第一频带是介于2400MHz至2500MHz之间，而该第二频带是介于5150MHz至5850MHz之间。

在一些实施例中，该第一辐射部的长度是大致等于该第二频带的0.25倍波长。

在一些实施例中，该第二辐射部的长度是介于该第一频带的0.25倍波长至0.5倍波长之间。

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俯视图。

图2是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的剖面图。

图3是显示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4是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的天线结构的辐射效率图。

图5是显示根据本发明另一实施例所述的移动装置的俯视图。

图6是显示根据本发明一实施例所述的笔记本电脑的示意图。

附图标记说明：

100,500：移动装置

110：金属机构件

120：金属机构件的封闭槽孔

121：封闭槽孔的第一边缘

122：封闭槽孔的第二边缘

123：封闭槽孔的第三边缘

124：封闭槽孔的第四边缘

130,530：第一辐射部

131,531：第一辐射部的第一开路端

134,534：第一辐射部的第一部分

135,535：第一辐射部的第二部分

140,540：第二辐射部

141,541：第二辐射部的第二开路端

144,544：第二辐射部的第三部分

145,545：第二辐射部的第四部分

170：介质基板

180：非导体材质

190：信号源

600：笔记本电脑

611：上盖外壳

612：显示器边框

613：键盘边框

614：底座外壳

615：转轴元件

621：第一位置

622：第二位置

D1,D2,D3：间距

E1：介质基板的第一表面

E2：介质基板的第二表面

FB1：第一频带

FB2：第二频带

FP：馈入点

GC1：耦合间隙

L1,L2,LT：长度

LC1：剖面线

VSS：接地电位

WT：宽度

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，并配合说明书附图，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。

以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本公开的不同特征。以下的公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若是本公开书叙述了一第一特征形成于一第二特征的上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦可能包含了有附加特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与第二特征可能未直接接触的实施例。另外，以下公开书不同范例可能重复使用相同的参考符号或(且)标记。这些重复为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例或(且)结构之间有特定的关系。

图1是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的俯视图。图2是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的剖面图(沿图1的一剖面线LC1)。请一并参考图1、图2。移动装置100可以是一智能手机、一平板电脑，或是一笔记本电脑。在图1、图2的实施例中，移动装置100至少包括：一金属机构件(Metal Mechanism Element)110、一第一辐射部(Radiation Element)130、一第二辐射部140，以及一介质基板(Dielectric Substrate)170。必须理解的是，虽然未显示于图1、图2中，但实际上移动装置100还可包括其他元件，例如：一处理器、一触控面板、一扬声器、一电池模块，以及一外壳。

金属机构件110可以是移动装置100的一外观元件。必须注意的是，本说明书中所谓“外观元件”是指移动装置100中使用者眼睛可直接观察到的部分。在一些实施例中，金属机构件110为一笔记本电脑的一金属上盖，或为一平板电脑的一金属背盖，但亦不仅限于此。举例而言，若移动装置100为一笔记本电脑，则金属机构件110可为笔记本电脑领域中俗称的“A件”。

一封闭槽孔(Closed Slot)120是形成于金属机构件110的内部。金属机构件110的封闭槽孔120可大致呈现一矩形。详细而言，金属机构件110的封闭槽孔120具有一第一边缘121、一第二边缘122、一第三边缘123，以及一第四边缘124，其中第二边缘122是与第一边缘121相对且大致互相平行，而第四边缘124是与第三边缘123相对且大致互相平行。另外，第一边缘121和第二边缘122的长度皆可大于第三边缘123和第四边缘124的长度。在一些实施例中，移动装置100还包括一非导体材质180，其是填充于金属机构件110的封闭槽孔120内，以实现防水或防尘的功能。然而，本发明并不仅限于此。在另一些实施例中，非导体材质180亦可由金属机构件110的封闭槽孔120中移除，而不致影响本发明的技术效果。

第一辐射部130和第二辐射部140皆可用金属材质所制成，例如：铜、银、铝、铁，或是其合金。介质基板170可为一FR4(Flame Retardant 4)基板、一印刷电路板(PrintedCircuit Board，PCB)，或是一柔性电路板(Flexible Circuit Board，FCB)。介质基板170可具有相对的一第一表面E1和一第二表面E2，其中第一辐射部130和第二辐射部140皆可设置于介质基板170的第一表面E1上，而介质基板170的第二表面E2可邻近于金属机构件110。必须注意的是，本说明书中所谓“邻近”或“相邻”一词可指对应的二元件间距小于一既定距离(例如：5mm或更短)，亦可包括对应的二元件彼此直接接触的情况(亦即，前述间距缩短至0)。在一些实施例中，介质基板170的第二表面E2是与封闭槽孔120内的非导体材质180直接互相贴合，使得介质基板170至少部分覆盖住金属机构件110的封闭槽孔120。

移动装置100的一接地电位VSS可由一接地元件所提供(未显示)，其中此接地元件可耦接至金属机构件110。例如，接地元件可为一接地铜箔(Ground Copper Foil)，其可由介质基板170上延伸至金属机构件110上。

第一辐射部130可以大致呈现一较短L字形。详细而言，第一辐射部130包括大致互相垂直的一第一部分134和一第二部分135，其中一馈入点(Feeding Point)FP是位于第一部分134的一端处，而第二部分135具有一第一开路端(Open End)131。馈入点FP还可耦接至一信号源190。例如，信号源190可以是一射频(Radio Frequency，RF)模块，其可用于激发移动装置100的一天线结构。在一些实施例中，第一辐射部130在金属机构件110上具有一第一垂直投影，其中第一垂直投影是完全位于封闭槽孔120的内部。

第二辐射部140可以大致呈现一较长L字形。第二辐射部140是至少部分设置于第一辐射部130和封闭槽孔120的第二边缘122之间。详细而言，第二辐射部140包括大致互相垂直的一第三部分144和一第四部分145，其中第三部分144是耦接至封闭槽孔120的第一边缘121(亦即，接地电位VSS)，而第四部分145具有一第二开路端141。第二辐射部140的第二开路端141可与第一辐射部130的第一开路端131大致朝相同方向作延伸。第二辐射部140是邻近于第一辐射部130但与第一辐射部130完全分离，其中第二辐射部140的第四部分145和第一辐射部130的第二部分135之间可形成一耦合间隙(Coupling Gap)GC1。第二辐射部140的第四部分145可与第一辐射部130的第二部分135大致互相平行。另外，第二辐射部140的第四部分145可介于第一辐射部130的第二部分135和封闭槽孔120的第二边缘122之间。在一些实施例中，第二辐射部140在金属机构件110上具有一第二垂直投影，其中第二垂直投影是完全位于封闭槽孔120的内部。

在优选实施例中，第一辐射部130、第二辐射部140，以及金属机构件110的封闭槽孔120是共同形成移动装置100的天线结构，其中金属机构件110的封闭槽孔120是由第一辐射部130和第二辐射部140所耦合激发。

图3是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的天线结构的返回损失(Return Loss)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表返回损失(dB)。根据图3的测量结果，当由信号源190所激发时，移动装置100的天线结构可涵盖一第一频带FB1和一第二频带FB2。例如，第一频带FB1可介于2400MHz至2500MHz之间，第二频带FB2可介于5150MHz至5850MHz之间。因此，移动装置100的天线结构将至少可支援WLAN(Wireless Wide AreaNetwork)2.4GHz/5GHz的宽频操作。

在天线原理方面，第一辐射部130、第二辐射部140，以及金属机构件110的封闭槽孔120可共同激发产生前述的第一频带FB1和第二频带FB2。根据实际测量结果，第一辐射部130和第二辐射部140的加入有助于微调第一频带FB1和第二频带FB2的阻抗匹配(Impedance Matching)，并可同时增加第一频带FB1和第二频带FB2的操作频宽(OperationBandwidth)。

图4是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的天线结构的辐射效率(Radiation Efficiency)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表辐射效率(dB)。根据图4的测量结果，移动装置100的天线结构于前述第一频带FB1和第二频带FB2中的辐射效率皆可达-4dB或更高，此已可满足一般移动通信装置的实际应用需求。

在一些实施例中，移动装置100的元件尺寸可如下列所述。金属机构件110的封闭槽孔120的长度LT(亦即，第一边缘121或第二边缘122的长度)可介于35mm至50mm之间。金属机构件110的封闭槽孔120的宽度WT(亦即，第三边缘123或第四边缘124的长度)可介于10mm至15mm之间。第一辐射部130的长度L1(亦即，第一部分134和第二部分135的总长度)可以大致等于移动装置100的天线结构的第二频带FB2的0.25倍波长(λ/4)。在第一辐射部130中，第二部分135的长度可介于第一部分134的长度的1倍至2倍之间。第二辐射部140的长度L2(亦即，第三部分144和第四部分145的总长度)可以介于移动装置100的天线结构的第一频带FB1的0.25倍波长至0.5倍波长之间(λ/4～λ/2)。在第二辐射部140中，第四部分145的长度可介于第三部分144的长度的2倍至3倍之间。第二辐射部140的第四部分145和第一辐射部130的第二部分135之间的耦合间隙GC1的宽度可小于或等于2mm。馈入点FP至封闭槽孔120的第三边缘123之间距D1可介于5mm至10mm之间。第二辐射部140的第三部分144和封闭槽孔120的第四边缘124之间距D2可介于5mm至10mm之间。第二辐射部140的第四部分145和封闭槽孔120的第二边缘122之间距D3可大于或等于5mm。以上元件尺寸的范围是根据多次实验结果而得出，其有助于最佳化移动装置100的天线结构的操作频宽和阻抗匹配。

图5是显示根据本发明另一实施例所述的移动装置500的俯视图。在图5的实施例中，移动装置500的一第一辐射部530包括一第一部分534和一第二部分535，而移动装置500的一第二辐射部540包括一第三部分544和一第四部分545。详细而言，第一辐射部530的第二部分535具有一第一开路端531，而第二辐射部540的第四部分545具有一第二开路端541。必须注意的是，第二辐射部540的第二开路端541和第一辐射部530的第一开路端531是大致朝相反方向作延伸。图5的移动装置500的其余特征皆与图1、图2的移动装置100类似，故此二实施例均可实现相似的操作效果。

图6是显示根据本发明一实施例所述的笔记本电脑600的示意图。在图6的实施例中，前述的天线结构可应用于笔记本电脑600当中，其中笔记本电脑600包括一上盖外壳611、一显示器边框612、一键盘边框613、一底座外壳614，以及一转轴元件615。必须理解的是，上盖外壳611、显示器边框612、键盘边框613，以及底座外壳614即分别等同于笔记本电脑领域中俗称的“A件”、“B件”、“C件”，以及“D件”。上盖外壳611可用金属材质制成，其可视为前述的金属机构件110。另外，前述的封闭槽孔120可形成于上盖外壳611的一第一位置621或一第二位置622处，其可邻近于转轴元件615，但亦不限于此。根据实际测量结果，这种设计方式不仅能增加上盖外壳611的强固性(因为封闭槽孔120没有延伸至上盖外壳611的边缘，故上盖外壳611没有任何边缘断点)，还可维持天线结构的通信品质。

本发明提出一种新颖的移动装置和天线结构，其可与一金属机构件互相整合。由于金属机构件可以视为天线结构的一延伸部分，其将不会对天线结构的辐射性能造成负面影响。另外，通过金属机构件的封闭槽孔来形成天线结构的设计还可进一步维持金属机构件本身的刚体耐受度。相较于传统设计，本发明至少具有高强固性、小尺寸、宽频带、低制造成本，以及美化移动装置外观等优势，故其很适合应用于各种各式的移动通信装置当中(特别是窄边框的移动装置)。

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第1-6图所图示的状态。本发明可以仅包括第1-6图的任何一或多个实施例的任何一或多个项特征。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。

本发明虽以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的构思和范围内，当可做些许的变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种移动装置，包括：

一金属机构件，其中一封闭槽孔是形成于该金属机构件的内部，而该封闭槽孔具有相对的一第一边缘和一第二边缘；

一第一辐射部，具有一馈入点；

一第二辐射部，耦接至该封闭槽孔的该第一边缘，并邻近于该第一辐射部，其中该第二辐射部是至少部分设置于该第一辐射部和该封闭槽孔的该第二边缘之间；以及

一介质基板，其中该第一辐射部和该第二辐射部皆设置于该介质基板上；

其中该第一辐射部、该第二辐射部，以及该金属机构件的该封闭槽孔是共同形成一天线结构。

2.如权利要求1所述的移动装置，其中该金属机构件的该封闭槽孔是呈现一矩形。

3.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一辐射部是呈现一较短L字形，而该第二辐射部是呈现一较长L字形。

4.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一辐射部在该金属机构件上具有一第一垂直投影，该第二辐射部在该金属机构件上具有一第二垂直投影，而该第一垂直投影和该第二垂直投影皆完全位于该封闭槽孔的内部。

5.如权利要求1所述的移动装置，其中该第二辐射部和该第一辐射部之间形成一耦合间隙，而该耦合间隙的宽度小于或等于2mm。

6.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一辐射部包括大致互相垂直的一第一部分和一第二部分，该第二辐射部包括大致互相垂直的一第三部分和一第四部分，而该第二辐射部的该第四部分是与该第一辐射部的该第二部分大致互相平行。

7.如权利要求6所述的移动装置，其中该第一辐射部的该第二部分具有一第一开路端，该第二辐射部的该第四部分具有一第二开路端，而该第二开路端和该第一开路端是大致朝相同或相反的方向作延伸。

8.如权利要求1所述的移动装置，其中该天线结构能涵盖一第一频带和一第二频带，该第一频带是介于2400MHz至2500MHz之间，而该第二频带是介于5150MHz至5850MHz之间。

9.如权利要求8所述的移动装置，其中该第一辐射部的长度是大致等于该第二频带的0.25倍波长。

10.如权利要求8所述的移动装置，其中该第二辐射部的长度是介于该第一频带的0.25倍波长至0.5倍波长之间。

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