CN116231303A - 降低特定吸收率的移动装置 - Google Patents

Abstract

一种降低特定吸收率的移动装置，包括一接地元件、一第一辐射部、一第二辐射部以及一第三辐射部。接地元件具有一槽孔。第一辐射部耦接至一馈入点。第二辐射部耦接至接地元件。第三辐射部耦接至馈入点，并具有一挖空部分，其中第三辐射部大致由接地元件、第一辐射部，以及第二辐射部所共同包围。接地元件、第一辐射部、第二辐射部，以及第三辐射部共同形成一天线结构。

Description

降低特定吸收率的移动装置

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。

天线为支持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

本发明的目的在于提出一种降低特定吸收率的移动装置，以解决上述至少一个问题。

在较佳实施例中，本发明提出一种降低特定吸收率的移动装置，包括：一接地元件，具有一槽孔；一第一辐射部，耦接至一馈入点；一第二辐射部，耦接至该接地元件；以及一第三辐射部，耦接至该馈入点，并具有一挖空部分，其中该第三辐射部大致由该接地元件、该第一辐射部，以及该第二辐射部所共同包围；其中该接地元件、该第一辐射部、该第二辐射部，以及该第三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较短L字形，而该第二辐射部呈现一较长L字形。

在一些实施例中，该第二辐射部包括一较宽部分和一较窄部分，而该较窄部分经由该较宽部分耦接至该接地元件。

在一些实施例中，该接地元件的该槽孔为一闭口槽孔并呈现一直条形。

在一些实施例中，该第三辐射部的该挖空部分呈现一矩形。

在一些实施例中，该第三辐射部和该第二辐射部之间形成一第一耦合间隙，该第三辐射部和该接地元件之间形成一第二耦合间隙，而该第一耦合间隙和该第二耦合间隙的每一个的宽度皆介于0.5mm至2mm之间。

在一些实施例中，该天线结构涵盖一第一频带、一第二频带、一第三频带，以及一第四频带，该第一频带介于1710MHz至2170MHz之间，该第二频带介于2300MHz至2700MHz之间，该第三频带介于3300MHz至3800MHz之间，而该第四频带介于5150MHz至5850MHz之间。

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，该第二辐射部的长度大致等于该第一频带的0.25倍波长或该第三频带的0.5倍波长。

在一些实施例中，该第三辐射部的长度大致等于该第四频带的0.25倍波长。

本发明的有益效果在于，本发明至少具有低特定吸收率、小尺寸、宽频带、低制造成本以及良好通信品质等优势，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俯视图。

图2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3为根据本发明一实施例所述的移动装置的立体图。

附图标记如下：

100,300:移动装置

110:接地元件

111:接地元件的边缘

120:槽孔

121:槽孔的第一闭口端

122:槽孔的第二闭口端

130:第一辐射部

131:第一辐射部的第一端

132:第一辐射部的第二端

140:第二辐射部

141:第二辐射部的第一端

142:第二辐射部的第二端

144:第二辐射部的较宽部分

145:第二辐射部的较窄部分

150:第三辐射部

151:第三辐射部的第一端

152:第三辐射部的第二端

154:第三辐射部的连接部分

155:第三辐射部的循环部分

160:第三辐射部的挖空部分

190:信号源

301:第一位置

302:第二位置

310:上盖外壳

320:显示器边框

330:键盘边框

340:底座外壳

D1,D2,D3:间距

FP:馈入点

GC1:第一耦合间隙

GC2:第二耦合间隙

LS1,LS2,L1,L2,L3:长度

WS1,WS2,W21,W22: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。

以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本案的不同特征。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之上或上方，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。

此外，其与空间相关用词。例如“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，为了便于描述图示中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在附图中示出的方位外，这些空间相关用词意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词也可依此相同解释。

图1为根据本发明一实施例所述的移动装置(Mobile Device)100的俯视图。在图1的实施例中，移动装置100包括：一接地元件(Ground Element)110、一第一辐射部(Radiation Element)130、一第二辐射部140，以及一第三辐射部150，其中接地元件110、第一辐射部130、第二辐射部140，以及第三辐射部150皆可用金属材质所制成，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，但实际上移动装置100更可包括其他元件，例如：一处理器(Processor)、一触控面板(Touch Control Panel)、一扬声器(Speaker)、一电池模块(Battery Module)，以及一外壳(Housing)。

接地元件110可用于提供一接地电位(Ground Voltage)。接地元件110具有一槽孔(Slot)120，其可大致呈现一直条形。例如，槽孔120可为一闭口槽孔(Closed Slot)，并具有互相远离的一第一闭口端121(Closed End)和一第二闭口端122。另外，槽孔120可与接地元件110的一边缘111大致互相平行。

第一辐射部130可大致呈现一较短L字形。详细而言，第一辐射部130具有一第一端131和一第二端132，其中第一辐射部130的第一端131耦接至一馈入点(Feeding Point)FP，而第一辐射部130的第二端132为一开路端(Open End)。馈入点FP更可耦接至一信号源(Signal Source)190。例如，信号源190可为一射频(Radio Frequency，RF)模块，其可用于激发移动装置100的一天线结构(Antenna Structure)。

第二辐射部140可大致呈现一较长L字形。详细而言，第二辐射部140具有一第一端141和一第二端142，其中第二辐射部140的第一端141耦接至接地元件110，而第二辐射部140的第二端142为一开路端。例如，第二辐射部140的第二端142和第一辐射部130的第二端132可大致朝相同方向作延伸。在一些实施例中，第二辐射部140为一不等宽结构(Variable-Width Structure)，并包括邻近于第一端141的一较宽部分(Wide Portion)144和邻近于第二端142的一较窄部分(Narrow Portion)145，其中较窄部分145经由较宽部分144耦接至接地元件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)。

第三辐射部150可大致呈现一P字形并具有一挖空部分(Hollow Portion)160，其中挖空部分160可大致呈现一矩形。第三辐射部150可大致由接地元件110、第一辐射部130，以及第二辐射部140所共同包围。详细而言，第三辐射部150具有一第一端151和一第二端152，其中第三辐射部150的第一端151耦接至馈入点FP，而第三辐射部150的第二端152为一开路端。在一些实施例中，第三辐射部150包括邻近于第一端151的一连接部分(ConnectionPortion)154和邻近于第二端152的一循环部分(Loop Portion)155，其中挖空部分160由循环部分155所包围。另外，第三辐射部150和第二辐射部140之间可形成一第一耦合间隙(Coupling Gap)GC1，而第三辐射部150和接地元件110之间可形成一第二耦合间隙GC2。

在较佳实施例中，接地元件110、第一辐射部130、第二辐射部140，以及第三辐射部150可共同形成移动装置100的天线结构。此天线结构可设置于一介质基板(DielectricSubstrate)上(未显示)。例如，前述的介质基板可为一印刷电路板(Printed CircuitBoard，PCB)或是一软性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，但亦不仅限于此。

根据实际测量结果，移动装置100的天线结构可涵盖一第一频带、一第二频带、一第三频带，以及一第四频带，其中第一频带可介于1710MHz至2170MHz之间，第二频带可介于2300MHz至2700MHz之间，第三频带可介于3300MHz至3800MHz之间，而第四频带可介于5150MHz至5850MHz之间。因此，移动装置100的天线结构将至少可支持新世代5G通信的宽频操作。

在一些实施例中，移动装置100的天线结构的操作原理可如下列所述。第二辐射部140可激发产生一基频共振模态(Fundamental Resonant Mode)，以形成前述的第一频带。第一辐射部130可激发产生前述的第二频带。第二辐射部140更可激发产生一高阶共振模态(Higher-Order Resonant Mode)，以形成前述的第三频带。第三辐射部150可激发产生前述的第四频带。另外，根据实际测量结果，由于槽孔120和挖空部分160的存在可改变接地元件110和第三辐射部150上的电流分布(Current Distribution)同时减少其电流密度(Current Density)，故移动装置100的天线结构于前述的第三频带内的特定吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)将可大幅降低75％。

在一些实施例中，移动装置100的元件尺寸可如下列所述。在接地元件110当中，槽孔120的长度LS1可介于20mm至30mm之间，而槽孔120的宽度WS1可介于1mm至3mm之间。第一辐射部130的长度L1可大致等于前述的第二频带的0.25倍波长(λ/4)。第二辐射部140的长度L2可大致等于前述的第一频带的0.25倍波长(λ/4)或是前述的第三频带的0.5倍波长(λ/2)。在第二辐射部140当中，较宽部分144的宽度W21可介于3mm至5mm之间，而较窄部分145的宽度W22可介于1mm至3mm之间。第三辐射部150的长度L3可大致等于前述的第四频带的0.25倍波长(λ/4)。在第三辐射部150当中，挖空部分160的长度LS2可介于8mm至12mm之间，而挖空部分160的宽度WS2可介于4mm至6mm之间。第一耦合间隙GC1的宽度可介于0.5mm至2mm之间。第二耦合间隙GC2的宽度可介于0.5mm至2mm之间。槽孔120和接地元件110的边缘111的间距D1可介于2mm至3mm之间。第三辐射部150的循环部分155和第二辐射部140的较宽部分144的间距D2可介于2mm至4mm之间。第三辐射部150的循环部分155和第一辐射部130的间距D3可介于2mm至4mm之间。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的天线结构的特定吸收率(SAR)、操作频宽(Operational Bandwidth)，以及阻抗匹配(Impedance Matching)。

图2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(dBi)。根据图2的测量结果，在前述的第一频带、第二频带，以及第三频带内，移动装置100的天线结构的辐射增益皆可大于-4dBi，此已可满足一般移动通信装置的实际应用需求。

图3为根据本发明一实施例所述的移动装置300的立体图。在图3的实施例中，移动装置300为一笔记本电脑，并包括一上盖外壳310、一显示器边框320、一键盘边框330，以及一底座外壳340。必须理解的是，上盖外壳310、显示器边框320、键盘边框330，以及底座外壳340可分别等同于笔记本电脑领域中俗称之“A件”、“B件”、“C件”，以及“D件”。先前实施例中所述的天线结构则可位于邻近于键盘边框330的角落处的一第一位置301或一第二位置302，但亦不仅限于此。根据实际测量结果，此种设计有助于最小化移动装置300的天线结构的特定吸收率。图3的移动装置300的其余特征皆与图1的移动装置类似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

本发明提出一种新颖的移动装置及其天线结构。相较于传统设计，本发明至少具有低特定吸收率、小尺寸、宽频带、低制造成本以及良好通信品质等优势，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其天线结构并不仅限于图1-图3所图示的状态。本发明可以仅包括图1-图3的任何一或多个实施例的任何一或复数项特征。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其天线结构当中。

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，然而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)

1.一种降低特定吸收率的移动装置，包括：

一接地元件，具有一槽孔；

一第一辐射部，耦接至一馈入点；

一第二辐射部，耦接至该接地元件；以及

一第三辐射部，耦接至该馈入点，并具有一挖空部分，其中该第三辐射部由该接地元件、该第一辐射部，以及该第二辐射部所共同包围；

其中该接地元件、该第一辐射部、该第二辐射部，以及该第三辐射部共同形成一天线结构。

2.如权利要求1所述的降低特定吸收率的移动装置，其中该第一辐射部呈现一较短L字形，而该第二辐射部呈现一较长L字形。

3.如权利要求1所述的降低特定吸收率的移动装置，其中该第二辐射部包括一较宽部分和一较窄部分，而该较窄部分经由该较宽部分耦接至该接地元件。

4.如权利要求1所述的降低特定吸收率的移动装置，其中该接地元件的该槽孔为一闭口槽孔并呈现一直条形。

5.如权利要求1所述的降低特定吸收率的移动装置，其中该第三辐射部的该挖空部分呈现一矩形。

6.如权利要求1所述的降低特定吸收率的移动装置，其中该第三辐射部和该第二辐射部之间形成一第一耦合间隙，该第三辐射部和该接地元件之间形成一第二耦合间隙，而该第一耦合间隙和该第二耦合间隙的每一个的宽度皆介于0.5mm至2mm之间。

7.如权利要求1所述的降低特定吸收率的移动装置，其中该天线结构涵盖一第一频带、一第二频带、一第三频带，以及一第四频带，该第一频带介于1710MHz至2170MHz之间，该第二频带介于2300MHz至2700MHz之间，该第三频带介于3300MHz至3800MHz之间，而该第四频带介于5150MHz至5850MHz之间。

8.如权利要求7所述的降低特定吸收率的移动装置，其中该第一辐射部的长度等于该第二频带的0.25倍波长。

9.如权利要求7所述的降低特定吸收率的移动装置，其中该第二辐射部的长度等于该第一频带的0.25倍波长或该第三频带的0.5倍波长。

10.如权利要求7所述的降低特定吸收率的移动装置，其中该第三辐射部的长度等于该第四频带的0.25倍波长。

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