CN114976604B - 移动装置 - Google Patents

Abstract

一种移动装置，包括：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、一第六辐射部，以及一介质基板。第一辐射部具有一馈入点。第二辐射部耦接至一接地电位。第三辐射部可呈现一蜿蜒形状。第四辐射部邻近于第一辐射部，其中第四辐射部经由第三辐射部耦接至第二辐射部。第五辐射部耦接至第二辐射部，其中第五辐射部和第四辐射部大致朝相同方向作延伸。第六辐射部耦接至第二辐射部。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，以及第六辐射部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，特别是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。

天线为支援无线通信的移动装置中不可或缺的元件。然而，天线很容易受到邻近金属元件所影响，此常造成天线元件受到干扰且整体通信品质下滑，或是特定吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)过高无法符合法规规范。有鉴于此，势必须提出一种全新解决方案，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：一第一辐射部，具有一馈入点；一第二辐射部，耦接至一接地电位；一第三辐射部，呈现一蜿蜒形状；一第四辐射部，邻近于该第一辐射部，其中该第四辐射部经由该第三辐射部耦接至该第二辐射部；一第五辐射部，耦接至该第二辐射部，其中该第五辐射部和该第四辐射部大致朝相同方向作延伸；一第六辐射部，耦接至该第二辐射部；以及一介质基板，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，以及该第六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，以及该第六辐射部共同形成一天线结构。

在一些实施例中，该第一辐射部呈现一L字形。

在一些实施例中，该第二辐射部包括大致互相垂直的一较宽部份和一较窄部份，而该第二辐射部的该较宽部份耦接至该接地电位。

在一些实施例中，该第三辐射部呈现一U字形。

在一些实施例中，该第四辐射部的长度大致等于该第二辐射部的长度。

在一些实施例中，该第四辐射部和该第一辐射部之间形成一耦合间隙。

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

在一些实施例中，在该第二频带中，该天线结构的最大电流密度处位于该第三辐射部上。

在一些实施例中，该第一辐射部的长度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、该第三辐射部，以及该第四辐射部的总长度大致等于该第一频带的0.25倍波长。

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辐射效率图。

图3A显示根据本发明一实施例所述的可翻转移动装置操作于笔记本模式时的示意图。

图3B显示根据本发明一实施例所述的可翻转移动装置操作于平板模式时的示意图。

图4显示根据本发明一实施例所述的可翻转移动装置的部份剖面图。

其中，附图标记说明如下：

100：移动装置

110：第一辐射部

111：第一辐射部的第一端

112：第一辐射部的第二端

120：第二辐射部

121：第二辐射部的第一端

122：第二辐射部的第二端

124：第二辐射部的较宽部份

125：第二辐射部的较窄部份

130：第三辐射部

131：第三辐射部的第一端

132：第三辐射部的第二端

135：第三辐射部的缺口区域

140：第四辐射部

141：第四辐射部的第一端

142：第四辐射部的第二端

150：第五辐射部

151：第五辐射部的第一端

152：第五辐射部的第二端

160：第六辐射部

161：第六辐射部的第一端

162：第六辐射部的第二端

170：介质基板

180：天线结构

300：可翻转移动装置

311：金属背盖

312：显示器边框

313：键盘边框

314：底座外壳

315：转轴元件

CC1：第一曲线

CC2：第二曲线

CP1：第一连接点

CP2：第二连接点

D1：间距

FP：馈入点

GC1：耦合间隙

L1，L2，L3，L4，LT：长度

W1，W2，W3，W4，W5，W6，WN，WT：宽度

VSS：接地电位

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作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。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显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的俯视图。例如，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。如图1所示，移动装置100包括一第一辐射部(Radiation Element)110、一第二辐射部120、一第三辐射部130、一第四辐射部140、一第五辐射部150、一第六辐射部160，以及一介质基板(Dielectric Substrate)170，其中第一辐射部110、第二辐射部120、第三辐射部130、第四辐射部140、第五辐射部150，以及第六辐射部160皆可用金属材质制成，例如：铜、银、铝、铁，或是其合金。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、一扬声器、一触控模块、一供电模块，以及一外壳。

第一辐射部110可以大致呈现一L字形。详细而言，第一辐射部110具有一第一端111和一第二端112，其中一馈入点(Feeding Point)FP是位于第一辐射部110的第一端111处，而第一辐射部110的第二端112为一开路端(Open End)。馈入点FP还可耦接至一信号源(Signal Source)(未显示)。例如，前述信号源可以是一射频(Radio Frequency，RF)模块。

第二辐射部120可以大致呈现一不等宽L字形。详细而言，第二辐射部120具有一第一端121和一第二端122，其中第二辐射部120的第一端121耦接至一接地电位(GroundVoltage)VSS。例如，接地电位VSS可由一系统接地面(System Ground Plane)或与其相耦接的一接地铜箔(Ground Copper Foil)所提供(未显示)。在一些实施例中，第二辐射部120包括大致互相垂直的一较宽部份124和一较窄部份125，其中第二辐射部120的较宽部份124是耦接至接地电位VSS。

第三辐射部130可以大致呈现一蜿蜒形状(Meandering Shape)，例如：具有一缺口区域(Notch Region)135的一U字形。详细而言，第三辐射部130具有一第一端131和一第二端132，其中第三辐射部130的第一端131是耦接至第二辐射部120的第二端122或较窄部份125。然而，本发明并不仅限于此。在另一些实施例中，第三辐射部130的蜿蜒形状还可为一W字形或一M字形。

第四辐射部140可以大致呈现一L字形。详细而言，第四辐射部140具有一第一端141和一第二端142，其中第四辐射部140的第一端141是耦接至第三辐射部130的第二端132，而第四辐射部140的第二端142为一开路端。大致来说，第四辐射部140是经由第三辐射部130耦接至第二辐射部120。另外，第四辐射部140是邻近于第一辐射部110，使得第四辐射部140和第一辐射部110之间形成一耦合间隙(Coupling Gap)GC1。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)，但通常不包括对应的二元件彼此直接接触的情况(亦即，前述间距可缩短至0)。

第五辐射部150可以大致呈现一较窄直条形。详细而言，第五辐射部150具有一第一端151和一第二端152，其中第五辐射部150的第一端151是耦接至第二辐射部120的较窄部份125上的一第一连接点(Connection Point)CP1，而第五辐射部150的第二端152为一开路端。在一些实施例中，第五辐射部150的第二端152与第四辐射部140的第二端142可以大致朝相同方向作延伸。

第六辐射部160可以大致呈现一较宽直条形(相较于第五辐射部150而言)。详细而言，第六辐射部160具有一第一端161和一第二端162，其中第六辐射部160的第一端161是耦接至第二辐射部120的较宽部份124上的一第二连接点CP2，而第六辐射部160的第二端162为一开路端。在一些实施例中，第六辐射部160的第二端162与第一辐射部110的第二端112可以大致朝相同方向作延伸。

介质基板170可以是一FR4(Flame Retardant 4)基板、一印刷电路板(PrintedCircuit Board，PCB)，或是一软性电路板(Flexible Printed Circuit Board，FPC)，但亦不仅限于此。第一辐射部110、第二辐射部120、第三辐射部130、第四辐射部140、第五辐射部150，以及第六辐射部160皆可设置于介质基板170的同一表面上。

在优选实施例中，第一辐射部110、第二辐射部120、第三辐射部130、第四辐射部140、第五辐射部150，以及第六辐射部160可共同形成移动装置100的一天线结构180(Antenna Structure)，其可属于一平面化耦合馈入式天线(Planar Couple-fedAntenna)。

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180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)。一第一曲线CC1可对应于操作于一笔记本模式(Notebook Mode)的移动装置100的天线辐射特性，一第二曲线CC2可对应于操作于一平板模式(Tablet Mode)的移动装置100的天线辐射特性。根据图2的测量结果，无论是笔记本模式或平板模式，移动装置100的天线结构180皆可涵盖一第一频带FB1和一第二频带FB2。例如，第一频带FB1可介于2400MHz至2500MHz之间，而第二频带FB2可介于5150MHz至5850MHz之间。因此，移动装置100的天线结构180将至少可支援WLAN(Wireless Local Area Networks)2.4GHz/5GHz的宽频操作。

在一些实施例中，移动装置100及其天线结构180的操作原理可如下列所述。第一辐射部110可被单独激发，以产生前述的第二频带FB2。第二辐射部120、第三辐射部130，以及第四辐射部140皆可被第一辐射部110所共同耦合激发，以产生前述的第一频带FB1。必须注意的是，在第二频带FB2中，天线结构180的最大电流密度(Maximum Current Density)处是位于第三辐射部130上。根据实际测量结果，此种设计有助于使天线结构180通过特定吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)的检测标准。另外，第二辐射部120的较宽部份124更可用于微调第一频带FB1的阻抗匹配(Impedance Matching)，而第五辐射部150和第六辐射部160的加入则可用于增加第一频带FB1的操作频宽(Operation Bandwidth)。

在一些实施例中，移动装置100及其天线结构180的元件尺寸可如下列所述。第一辐射部110的长度L1可大致等于天线结构180的第二频带FB2的0.25倍波长(λ/4)。第四辐射部140的长度L4可大致等于第二辐射部120的长度L2。亦即，第三辐射部130可恰位于第二辐射部120和第四辐射部140两者的中间处。第二辐射部120、第三辐射部130，以及第四辐射部140三者的总长度L3可大致等于天线结构180的第一频带FB1的0.25倍波长(λ/4)。在第二辐射部120当中，较宽部份124的宽度W1可介于5mm至7mm之间，而较窄部份125的宽度W2可介于2mm至3mm之间。第三辐射部130的宽度W3可小于第四辐射部140的宽度W4，亦可小于第五辐射部150的宽度W5。第三辐射部130的缺口区域135的宽度WN可介于0.5mm至1.5mm之间。第四辐射部140的第二端142和第五辐射部150的第二端152之间距D1可介于15mm至18mm之间。天线结构180的整体长度LT可介于20mm至25mm之间，而天线结构180的整体宽度WT可介于8mm至10mm之间。以上尺寸范围是根据多次实验结果而求出，其有助于最佳化天线结构180的操作频宽和阻抗匹配，同时最小化天线结构180的特定吸收率。

图3A显示根据本发明一实施例所述的可翻转移动装置300操作于笔记本模式时的示意图。图3B显示根据本发明一实施例所述的可翻转移动装置300操作于平板模式时的示意图。所提的天线结构180可应用于可翻转移动装置300当中，其可包括一金属背盖311、一显示器边框312、一键盘边框313、一底座外壳314，以及一转轴元件315。必须理解的是，金属背盖311、显示器边框312、键盘边框313，以及底座外壳314即等同于笔记型电脑领域中俗称的“A件”、“B件”、“C件”，以及“D件”。所提的天线结构180可设置于键盘边框313和底座外壳314之间的内部空间中，其中键盘边框313和底座外壳314皆可由非导体材质所制成。

图4显示根据本发明一实施例所述的可翻转移动装置300的部份剖面图。图4中的箭号可代表特定吸收率的检测方向。根据实际测量结果，可翻转移动装置300在其笔记本模式中可降低关于天线结构180的特定吸收率约达54.5％，而在其平板模式中可降低关于天线结构180的特定吸收率约达62.5％，此已可满足一般移动通信装置的实际应用需求。

本发明提出一种新颖的移动装置和天线结构，其可涵盖WLAN频带，同时可降低原本的特定吸收率达50％或更多。与传统设计相比，本发明至少具有小尺寸、低特定吸收率、宽频带、以及低制造成本等优势，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4所示的状态。本发明可以仅包括图1-图4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所界定者为准。

Claims (8)

1.一种移动装置，包括：

一第一辐射部，具有一馈入点；

一第二辐射部，耦接至一接地电位；

一第三辐射部，呈现一蜿蜒形状；

一第四辐射部，邻近于该第一辐射部，其中该第四辐射部经由该第三辐射部耦接至该第二辐射部；

一第五辐射部，耦接至该第二辐射部，其中该第五辐射部和该第四辐射部朝相同方向作延伸；

一第六辐射部，耦接至该第二辐射部；以及

一介质基板，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，以及该第六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，以及该第六辐射部是共同形成一天线结构；

其中该天线结构涵盖一第一频带和一第二频带，该第一频带介于2400MHz至2500MHz之间，而该第二频带介于5150MHz至5850MHz之间；

其中在该第二频带中，该天线结构的最大电流密度处位于该第三辐射部上。

2.如权利要求1所述的移动装置，其中，该第一辐射部呈现一L字形。

3.如权利要求1所述的移动装置，其中，该第二辐射部包括互相垂直的一较宽部分和一较窄部分，而该第二辐射部的该较宽部分耦接至该接地电位。

4.如权利要求1所述的移动装置，其中，该第三辐射部呈现一U字形。

5.如权利要求1所述的移动装置，其中，该第四辐射部的长度等于该第二辐射部的长度。

6.如权利要求1所述的移动装置，其中，该第四辐射部和该第一辐射部之间形成一耦合间隙。

7.如权利要求1所述的移动装置，其中，该第一辐射部的长度等于该第二频带的0.25倍波长。

8.如权利要求1所述的移动装置，其中，该第二辐射部、该第三辐射部，以及该第四辐射部的总长度等于该第一频带的0.25倍波长。