CN114614234A - 移动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动装置。移动装置包括一金属机构件、一第一辐射部、一第二辐射部、一第三辐射部、一第四辐射部、一第五辐射部以及一介质基板。金属机构件具有分离的一第一封闭槽孔和一第二封闭槽孔。第一辐射部耦接至一信号源，并延伸跨越第一封闭槽孔。第二辐射部属于浮接状态。第三辐射部耦接至一接地电位。第四辐射部耦接至接地电位，并介于第一封闭槽孔和第二封闭槽孔之间。第五辐射部耦接至接地电位。第一辐射部、第二辐射部、第三辐射部、第四辐射部、第五辐射部以及金属机构件的第一封闭槽孔和第二封闭槽孔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，尤其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持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

本发明的目的在于提供一种移动装置，以解决上述至少一个问题。

在较佳实施例中，本发明提出一种移动装置，包括一金属机构件、第一辐射部、第二辐射部、第三辐射部、第四辐射部、第五辐射部及介质基板。金属机构件具有彼此分离的一第一封闭槽孔和一第二封闭槽孔；一第一辐射部耦接至一信号源，其中该第一辐射部延伸跨越该第一封闭槽孔；该第二辐射部属于浮接状态并延伸跨越该第一封闭槽孔；一第三辐射部耦接至一接地电位，其中该第三辐射部邻近于该第一封闭槽孔；一第四辐射部耦接至该接地电位，其中该第四辐射部介于该第一封闭槽孔和该第二封闭槽孔之间；一第五辐射部耦接至该接地电位，其中该第五辐射部邻近于该第二封闭槽孔；一介质基板邻近于该金属机构件，其中该第一辐射部、该第二辐射部、该第三辐射部、该第四辐射部以及该第五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、该第三辐射部、该第四辐射部、该第五辐射部以及该金属机构件的该第一封闭槽孔和该第二封闭槽孔共同形成一天线结构。

在一些实施例中，该第一封闭槽孔呈现一较长直条形，而该第二封闭槽孔呈现一较短直条形。

在一些实施例中，该第一辐射部呈现一倒L字形，而该第四辐射部呈现一L字形。

在一些实施例中，该第四辐射部于该金属机构件上具有一垂直投影，而该垂直投影既不与该第一封闭槽孔重叠，亦不与该第二封闭槽孔重叠。

在一些实施例中，该第三辐射部完全未伸跨越该第一封闭槽孔，而该第五辐射部则至少部分延伸跨越该第二封闭槽孔。

在一些实施例中，该第一封闭槽孔和该第二封闭槽孔之间距小于或等于2.5mm。

在一些实施例中，该第四辐射部与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1mm。

在一些实施例中，该天线结构涵盖一第一频带、一第二频带以及一第三频带，该第一频带介于2400MHz至2500MHz之间，该第二频带介于5150MHz至5850MHz之间，而该第三频带介于5925MHz至7125MHz之间。

在一些实施例中，该第一封闭槽孔的长度等于该第一频带的0.5倍波长。

在一些实施例中，该第二封闭槽孔的长度等于该第三频带的0.5倍波长。

本发明的有益效果在于，本发明提出一种的移动装置，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。相较于传统设计，本发明至少具有小尺寸、宽频带、低制造成本以及美化装置外观等优势，故其很适合应用于各种各式的移动通信装置当中。

附图说明

图1为根据本发明一实施例所述的移动装置的透视图。

图2为根据本发明一实施例所述的移动装置的下层部分的示意图。

图3为根据本发明一实施例所述的移动装置的上层部分的示意图。

图4为根据本发明一实施例所述的移动装置的剖面图。

图5为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6为根据本发明一实施例所述的移动装置的天线结构的辐射增益图。

图7为根据本发明一实施例所述的笔记本电脑的示意图。

附图标记如下：

100:移动装置

110:金属机构件

111:金属机构件的边缘

120:第一封闭槽孔

121:第一闭口端

122:第二闭口端

130:第二封闭槽孔

131:第三闭口端

132:第四闭口端

140:第一辐射部

141:第一辐射部的第一端

142:第一辐射部的第二端

150:第二辐射部

160:第三辐射部

161:第三辐射部的第一端

162:第三辐射部的第二端

170:第四辐射部

171:第四辐射部的第一端

172:第四辐射部的第二端

180:第五辐射部

181:第五辐射部的第一端

182:第五辐射部的第二端

190:介质基板

199:信号源

700:笔记本电脑

710:上盖外壳

720:显示器边框

730:键盘边框

740:底座外壳

751:第一位置

752:第二位置

D1:间距

E1:第一表面

E2:第二表面

FB1:第一频带

FB2:第二频带

FB3:第三频带

GC1:耦合间隙

L1,L2,L3,L4,L5,LS1,LS2:长度

LC1:剖面线

VSS:接地电位

W1,W2,W3,W4,W5,WS1,WS2: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，并配合所附附图，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，硬体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。

图1为根据本发明一实施例所述的移动装置100的透视图。图2为根据本发明一实施例所述的移动装置100的下层部分的示意图。图3为根据本发明一实施例所述的移动装置100的上层部分的示意图。图4为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、图3及图4。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、图3及图4的实施例中，移动装置100包括：一金属机构件(Metal Mechanism Element)110、一第一辐射部(Radiation Element)140、一第二辐射部150、一第三辐射部160、一第四辐射部170、一第五辐射部180以及一介质基板(Dielectric Substrate)190。必须理解的是，虽然未显示于图1、图2、图3及图4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”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”。金属机构件110具有彼此分离的一第一封闭槽孔(Closed Slot)120和一第二封闭槽孔130。例如，第一封闭槽孔120可以大致呈现一较长直条形，而第二封闭槽孔130可以大致呈现一较短直条形。第一封闭槽孔120和第二封闭槽孔130皆可排列于同一直线上，并可与金属机构件110的一边缘111大致互相平行。详细而言，第一闭口槽孔120具有互相远离的一第一闭口端(Closed End)121和一第二闭口端122，而第二闭口槽孔130具有互相远离的一第三闭口端131和一第四闭口端132，其中第二闭口槽孔130的第三闭口端131可邻近于第一闭口槽孔120的第二闭口端122。移动装置100亦可包括一非导体材质，其可同时填充于第一封闭槽孔120和第二封闭槽孔130中，以达成防水或防尘的功能。

第一辐射部140、第二辐射部150、第三辐射部160、第四辐射部170以及第五辐射部180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190可为一FR4(Flame Retardant 4)基板、一印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)，或是一软性电路板(Flexible Circuit Board，FCB)。介质基板190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140、第二辐射部150、第三辐射部160、第四辐射部170以及第五辐射部180皆可设置于介质基板190的第一表面E1上，而介质基板190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(也就是说，前述间距缩短至0)。在一些实施例中，介质基板190的第二表面E2与金属机构件110直接互相贴合，使得介质基板190可完全覆盖住第一封闭槽孔120和第二封闭槽孔130。

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190上延伸至金属机构件110上。

第一辐射部140可以大致呈现一倒L字形，其可延伸跨越第一封闭槽孔120。详细而言，第一辐射部140具有一第一端141和一第二端142，其中第一辐射部140的第一端141耦接至一信号源(Signal Source)199，而第一辐射部140的第二端142为一开路端(Open End)。例如，信号源199可以是一射频(Radio Frequency，RF)模块。在一些实施例中，第一辐射部140于金属机构件110上具有一垂直投影(Vertical Projection)，其中第一辐射部140的垂直投影与第一封闭槽孔120至少部分重叠。

第二辐射部150可以大致呈现一矩形。第二辐射部150属于浮接状态(Floating)，并可延伸跨越第一封闭槽孔120。也就是说，第二辐射部150并未与金属机构件110或任何辐射部作接触。在一些实施例中，第二辐射部150于金属机构件110上具有一垂直投影，其中第二辐射部150的垂直投影与第一封闭槽孔120至少部分重叠。

第三辐射部160可以大致呈现一直条形，其可设置于第一辐射部140和第二辐射部150之间。详细而言，第三辐射部160具有一第一端161和一第二端162，其中第三辐射部160的第一端161耦接至接地电位VSS，而第三辐射部160的第二端162为一开路端并邻近于第一封闭槽孔120。第三辐射部160完全未延伸跨越第一封闭槽孔120。在一些实施例中，第三辐射部160于金属机构件110上具有一垂直投影，其中第三辐射部160的垂直投影与第一封闭槽孔120完全未重叠。

第四辐射部170可以大致呈现一L字形，其可设置于第一封闭槽孔120和第二封闭槽孔130之间(或可设置于第一辐射部140和第五辐射部180之间)。详细而言，第四辐射部170具有一第一端171和一第二端172，其中第四辐射部170的第一端171耦接至接地电位VSS，而第四辐射部170的第二端172为一开路端。第四辐射部170的第二端172和第一辐射部140的第二端142可以大致朝相反且互相远离的方向作延伸。另外，第四辐射部170邻近于第一辐射部140，使得第四辐射部170和第一辐射部140之间形成一耦合间隙(Coupling Gap)GC1。在一些实施例中，第四辐射部170于金属机构件110上具有一垂直投影，其中第四辐射部170的垂直投影既不与第一封闭槽孔120重叠，亦不与第二封闭槽孔130重叠。

第五辐射部180可以大致呈现一直条形，其可与第四辐射部170至少部分平行。详细而言，第五辐射部180具有一第一端181和一第二端182，其中第五辐射部180的第一端181耦接至接地电位VSS，而第五辐射部180的第二端182为一开路端并邻近于第二封闭槽孔130。第五辐射部180至少部分延伸跨越第二封闭槽孔130。在一些实施例中，第五辐射部180于金属机构件110上具有一垂直投影，其中第五辐射部180的垂直投影与第二封闭槽孔130至少部分重叠。另一方面，第五辐射部180的第二端182的垂直投影则恰可位于第二封闭槽孔130的内部。

在较佳实施例中，第一辐射部140、第二辐射部150、第三辐射部160、第四辐射部170、第五辐射部180以及金属机构件110的第一封闭槽孔120和第二封闭槽孔130共同形成移动装置100的一天线结构。

图5为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(ReturnLoss)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5的测量结果，当由信号源199所激发时，移动装置100的天线结构可涵盖一第一频带FB1、一第二频带FB2以及一第三频带FB3。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，而第三频带FB3可介于5925MHz至7125MHz之间。因此，移动装置100的天线结构将至少可支持传统WLAN(Wireless Wide Area Network)2.4GHz/5GHz以及新世代Wi-Fi 6的宽频操作。

在天线原理方面，第一辐射部140和金属机构件110的第一封闭槽孔120可共同激发产生一基频共振模态(Fundamental Resonant Mode)，以形成前述的第一频带FB1。另外，第一辐射部140和金属机构件110的第一封闭槽孔120更可共同激发产生一高阶共振模态(Higher-Order Resonant Mode)(倍频效应)，以形成前述的第二频带FB2。另一方面，第四辐射部170和金属机构件110的第二封闭槽孔130则可由第一辐射部140所耦合激发，以形成前述的第三频带FB3。根据实际测量结果，第二辐射部150、第三辐射部160以及第五辐射部180的加入有助于微调前述的第一频带FB1、第二频带FB2以及第三频带FB3的阻抗匹配(Impedance Matching)。

图6为根据本发明一实施例所述的移动装置100的天线结构的辐射增益(Radiation Gain)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表辐射增益(dB)。根据图6的测量结果，移动装置100的天线结构于前述第一频带FB1、第二频带FB2以及第三频带FB3中的辐射增益皆可达-6dB或更高，此已可满足传统WLAN和新世代Wi-Fi 6通信的实际应用需求。

在一些实施例中，移动装置100的元件尺寸可如下列所述。第一封闭槽孔120的长度LS1可以大致等于移动装置100的天线结构的第一频带FB1的0.5倍波长(λ/2)。第一封闭槽孔120的宽度WS1可介于2mm至2.5mm之间。第二封闭槽孔130的长度LS2可以大致等于移动装置100的天线结构的第三频带FB3的0.5倍波长(λ/2)。第二封闭槽孔130的宽度WS2可介于2mm至2.5mm之间。第一封闭槽孔120和第二封闭槽孔130的间距D1可以小于或等于2.5mm。第一辐射部140的长度L1可以大于或等于10mm，而第一辐射部140的宽度W1可以介于0.5mm至2mm之间。第二辐射部150的长度L2可以介于4mm至6mm之间，而第二辐射部150的宽度W2可以介于2mm至3mm之间。第三辐射部160的长度L3可以介于1mm至3mm之间，而第三辐射部160的宽度W3可以介于1mm至3mm之间。第四辐射部170的长度L4可以大于或等于6mm，而第四辐射部170的宽度W4可以介于0.5mm至2mm之间。第五辐射部180的长度L5可以大于或等于5mm，而第五辐射部180的宽度W5可以介于0.5mm至2mm之间。第一辐射部140和第四辐射部170之间的耦合间隙GC1的宽度可以小于或等于1mm。以上元件尺寸的范围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(Operation Bandwidth)和阻抗匹配。

图7为根据本发明一实施例所述的笔记本电脑700的示意图。在图7的实施例中，前述的天线结构可应用于笔记本电脑700当中，其中笔记本电脑700包括一上盖外壳(UpperCover Housing)710、一显示器边框(Display Frame)720、一键盘边框(Keyboard Frame)730以及一底座外壳(Base Housing)740。必须理解的是，上盖外壳710、显示器边框720、键盘边框730以及底座外壳740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”。前述的天线结构可设置于笔记本电脑700的一第一位置751或(且)一第二位置752处。换言之，本发明的天线结构可与笔记本电脑700的导体制的上盖外壳710互相整合，其不仅能美化装置外观，同时还可维持良好的通信品质。

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。相较于传统设计，本发明至少具有小尺寸、宽频带、低制造成本以及美化装置外观等优势，故其很适合应用于各种各式的移动通信装置当中。

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公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，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随附的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，具有彼此分离的一第一封闭槽孔和一第二封闭槽孔；

一第一辐射部，耦接至一信号源，其中该第一辐射部延伸跨越该第一封闭槽孔；

一第二辐射部，其中该第二辐射部属于浮接状态并延伸跨越该第一封闭槽孔；

一第三辐射部，耦接至一接地电位，其中该第三辐射部邻近于该第一封闭槽孔；

一第四辐射部，耦接至该接地电位，其中该第四辐射部介于该第一封闭槽孔和该第二封闭槽孔之间；

一第五辐射部，耦接至该接地电位，其中该第五辐射部邻近于该第二封闭槽孔；以及

一介质基板，邻近于该金属机构件，其中该第一辐射部、该第二辐射部、该第三辐射部、该第四辐射部以及该第五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、该第三辐射部、该第四辐射部、该第五辐射部以及该金属机构件的该第一封闭槽孔和该第二封闭槽孔共同形成一天线结构。

2.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一封闭槽孔呈现一较长直条形，而该第二封闭槽孔呈现一较短直条形。

3.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一辐射部呈现一倒L字形，而该第四辐射部呈现一L字形。

4.如权利要求1所述的移动装置，其中该第四辐射部于该金属机构件上具有一垂直投影，而该垂直投影既不与该第一封闭槽孔重叠，亦不与该第二封闭槽孔重叠。

5.如权利要求1所述的移动装置，其中该第三辐射部完全未伸跨越该第一封闭槽孔，而该第五辐射部则至少部分延伸跨越该第二封闭槽孔。

6.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一封闭槽孔和该第二封闭槽孔之间距小于或等于2.5mm。

7.如权利要求1所述的移动装置，其中该第四辐射部与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1mm。

8.如权利要求1所述的移动装置，其中该天线结构涵盖一第一频带、一第二频带以及一第三频带，该第一频带介于2400MHz至2500MHz之间，该第二频带介于5150MHz至5850MHz之间，而该第三频带介于5925MHz至7125MHz之间。

9.如权利要求8所述的移动装置，其中该第一封闭槽孔的长度等于该第一频带的0.5倍波长。

10.如权利要求8所述的移动装置，其中该第二封闭槽孔的长度等于该第三频带的0.5倍波长。

Images