TW201409828A - 行動裝置 - Google Patents

Abstract

一種行動裝置，包括：一接地面、一接地支路，以及一饋入部。該接地支路係耦接至該接地面。一槽孔係形成於該接地面和該接地支路之間。該饋入部延伸跨越該槽孔。該饋入部係耦接於該接地支路和一信號源之間。該接地支路和該饋入部係形成一天線結構。

Description

行動裝置

本發明係關於一種行動裝置，特別係關於包括一天線結構之行動裝置。

隨著行動通訊技術的發達，手持裝置在近年日益普遍，常見的例如：手提式電腦、行動電話、多媒體播放器以及其他混合功能的攜帶型電子裝置。為了滿足人們的需求，手持裝置通常具有無線通訊的功能。有些涵蓋長距離的無線通訊範圍，例如：行動電話使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系統及其所使用700MHz、850 MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的頻帶進行通訊，而有些則涵蓋短距離的無線通訊範圍，例如：Wi-Fi、Bluetooth以及WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)系統使用2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz和5.8GHz的頻帶進行通訊。

但手機內部之空間有限，欲達成不同操作頻帶之天線支數卻愈來愈多，而其它電子零件並不會減少，如此迫使天線與零件之間的距離縮小，在這種環境下，對天線的效率與頻寬均有不良的影響。

在一實施例中，本發明提供一種行動裝置，包括：一接地面；一接地支路，耦接至該接地面，其中一槽孔係形 成於該接地面和該接地支路之間；以及一饋入部，延伸跨越該槽孔，並耦接於該接地支路和一信號源之間，其中該接地支路和該饋入部係形成一天線結構。

第1圖係顯示根據本發明第一實施例所述之行動裝置100之示意圖。行動裝置100可以是一手機、一平板電腦，或是一筆記型電腦。如第1圖所示，行動裝置100至少包括：一接地面110、一接地支路120，以及一饋入部150。在一些實施例中，接地面110、接地支路120，以及饋入部150皆以導體製成，例如：銀、銅，或鋁。行動裝置100更可包括其他必要元件，例如：至少一外殼、一觸控輸入模組、一顯示模組、一射頻模組、一處理器模組、一控制模組，以及一供電模組等(未圖示)。

接地支路120係耦接至接地面110，其中一槽孔130係形成於接地面110和接地支路120之間。在本實施例中，接地支路120具有一開路端122和一接地端124，而接地端124係耦接至接地面110。接地支路120可以大致為一L字形。值得注意的是，本發明並不限於此。在其他實施例中，接地支路120亦可為其他形狀，例如：T字形、I字形，或是U字形。

饋入部150係延伸跨越槽孔130，並耦接於接地支路120和一信號源190之間。在一些實施例中，饋入部150可以和接地面110位於不同平面。接地支路120和饋入部150係共同形成一天線結構。饋入部150可包括一電容器 152，而電容器152係耦接於接地支路120上之一饋入點128與信號源190之間。在較佳實施例中，電容器152具有較小之一電容值，並提供較高之一輸入阻抗。電容器152可以是一普通電容器或一可變電容器。藉由調整電容器152之電容值，該天線結構可以激發產生一或複數個操作頻帶。電容器150可以大致位於槽孔130上(如第1圖所示)，或是大致位於接地支路120上。

更詳細地說，饋入部150係耦接至接地支路120上之饋入點128，而饋入點128係遠離接地支路120之接地端124。必須說明的是，在傳統之平面倒F形天線(Planar Inverted F Antenna)中，饋入點的位置通常都非常靠近接地端。在一些實施例中，饋入點128係大致位於接地支路120之一中間區域129上。當一使用者握持行動裝置100時，該使用者之手掌和頭部通常靠近接地面110和接地支路120之邊緣。因此，若饋入點128設置於接地支路120之中間區域129上，則可以降低該天線結構受到使用者之影響。在較佳實施例中，不會有除了饋入件150和電容器152以外之導體元件(例如：金屬佈線、銅箔)跨越槽孔130及其垂直投影面。

第2圖係顯示根據本發明第二實施例所述之行動裝置200之示意圖。和第1圖相比，行動裝置200更包括一介質基板240、一處理器260，或(且)一同軸電纜線270。介質基板240可以是一FR4基板或一軟硬複合板，其中接地面110和接地支路120皆設置於介質基板240上。在本實施例中，饋入部150可包括一可變電容器252。相似地， 可變電容器252可以大致位於槽孔130上，或是大致位於接地支路120上(如第2圖所示)。處理器260可用以調整可變電容器252之一電容值。在一些實施例中，處理器260係根據裝置被使用的狀態來調整可變電容器252之電容值，使得行動裝置200之天線結構操作於不同頻帶。另外，同軸電纜線270係耦接於饋入部150和信號源190之間。同第1圖所述，不會有除了饋入件150和可變電容器252以外之導體元件(例如：金屬佈線、銅箔)跨越槽孔130及其垂直投影面。在一些實施例中，槽孔130可以貫穿或不貫穿介質基板240。只要槽孔130及其垂直投影面內不設置其他導體元件，該天線結構便可具有較佳之效率與頻寬。

第3A圖係顯示根據本發明第三實施例所述之行動裝置310之示意圖。第三實施例之行動裝置310和第一實施例之行動裝置100相似。兩者之差異在於，共有二槽孔316、318形成於行動裝置310內之接地面110和接地支路312之間，其中接地支路312大致為一T字形。槽孔316係大致與槽孔318分離。饋入部150可以延伸跨越槽孔316和槽孔318兩者之一，以激發行動裝置310之一天線結構。在本實施例中，槽孔316和槽孔318大致位於同一直線上，且槽孔316之長度和槽孔318之長度大致相等。

第3B圖係顯示根據本發明第四實施例所述之行動裝置320之示意圖。第四實施例之行動裝置320和第一實施例之行動裝置100相似。兩者之差異在於，共有二槽孔326、328形成於行動裝置320內之接地面110和接地支路322之間，其中接地支路322大致為一T字形。槽孔326 係大致與槽孔328分離。饋入部150可以延伸跨越槽孔326和槽孔328兩者之一，以激發行動裝置320之一天線結構。在本實施例中，槽孔326和槽孔328大致位於同一直線上，且槽孔326之長度大於槽孔328之長度。在其他實施例中，亦可改為槽孔326之長度小於槽孔328之長度。

第3C圖係顯示根據本發明第五實施例所述之行動裝置330之示意圖。第五實施例之行動裝置330和第一實施例之行動裝置100相似。兩者之差異在於，行動裝置330更包括一軟性電路板334，而一槽孔336將接地面110和接地支路332完全分離，其中接地支路332大致為一I字形。饋入部150可以延伸跨越槽孔336，以激發行動裝置330之一天線結構。在本實施例中，接地支路332係經由軟性電路板334耦接至接地面110之接地端124，故軟性電路板334可視為該天線結構之一部分。因此，軟性電路板334不會對該天線結構之輻射特性造成太大影響。

第4圖係顯示根據本發明第六實施例所述之行動裝置400之示意圖。第六實施例之行動裝置400和第一實施例之行動裝置100相似。兩者之差異在於，行動裝置400更包括一或複數個電子零件，例如：一揚聲器410、一相機420，或(且)一耳機插孔430。該等電子零件係設置於行動裝置400之一天線結構之接地支路120上，並可以視為該天線結構之一部份。因此，該等電子零件不會對該天線結構之輻射特性造成太大影響。在本實施例中，天線區可承載該等電子零件並做適切地整合，故可有效地節省行動裝置400內部之設計空間。須特別注意的是，該等電子零件 皆經由一走線區域126耦接至一處理器模組與一控制模組(未圖示)。

第5圖係顯示根據本發明第二實施例所述之行動裝置200未具有可變電容器252時之電壓駐波比(Voltage Standing Wave Radio，VSWR)圖，其中橫軸代表操作頻率(GHz)，而縱軸代表電壓駐波比。如第5圖所示，當可變電容器252時由行動裝置200中移除時，行動裝置200之天線結構僅可涵蓋單一頻帶，且該頻帶無法輕易地調整。

第6圖係顯示根據本發明第二實施例所述之行動裝置200具有可變電容器252時之電壓駐波比圖，其中橫軸代表操作頻率(GHz)，而縱軸代表電壓駐波比。如第6圖所示，當行動裝置200之天線結構係經由包括可變電容器252之饋入部150來作饋入時，該天線結構可激發產生一第一頻帶FB1和一第二頻帶FB2。在較佳實施例中，第一頻帶FB1約介於824MHz和960MHz之間，而第二頻帶FB2約介於1710MHz和2170MHz之間。藉由調整可變電容器252之電容值，該天線結構可涵蓋多重頻帶，並輕易地改變頻帶之範圍。

請參考第2圖。關於天線操作原理方面，行動裝置200之天線結構主要有二條共振路徑。一第一共振路徑係由接地支路120之接地端124經過饋入點128至接地支路120之開路端122，而一第二共振路徑係由饋入點128至接地支路120之開路端122。在一些實施例中，較長之該第一共振路徑係激發產生低頻之第一頻帶FB1，而較短之該第二共振路徑係激發產生高頻之第二頻帶FB2。改變可變電 容器252之電容值和槽孔130之長度L1可控制第一頻帶FB1之範圍。改變饋入點128和接地端124之間之距離可控制第二頻帶FB2之範圍。改變槽孔130之寬度G1可控制第一頻帶FB1和第二頻帶FB2之頻寬。對低頻而言，因饋入點128係遠離接地支路120之接地端124，故該天線結構之整體阻抗值變得較高。當具有小電容值之一電容器152耦接至饋入部150時，更形成了具有高阻抗之一饋入結構。由於小電容值對高頻的影響較小，故該天線結構仍可維持高頻之共振模態以形成多重頻帶。相反地，當具有大電容值之另一電容器耦接至饋入部150時，該天線結構之低頻之共振模態將會受到影響，致使該天線結構無法操作於所需之多重頻帶。

在一實施例中，行動裝置200之元件尺寸和元件參數如下列所述。接地面110之長度約為108mm。接地面110之寬度約為60mm。介質基板240之厚度約為0.8mm。槽孔130之長度L1約介於45mm和57mm之間。槽孔130之寬度G1約介於0.6mm和2.5mm之間。可變電容器252之最大電容值約為其最小電容值之3倍。例如：可變電容器252之電容值約介於0.5pF至1.5pF之間，或是約介於0.9pF至2.7pF之間。在其他實施例中，可變電容器252亦可用一普通電容器取代。經實測後可知，在第一頻帶FB1中，天線結構之天線效率大於49.7%；而在第二頻帶FB2中，天線結構之天線效率大於35.3%。

值得注意的是，本發明並不限於此。以上所述之元件尺寸、元件參數，以及頻帶範圍，皆可由設計者根據不同 需求而進行調整。由於設計方式類似，本發明各個實施例中之行動裝置及其天線結構均可在微調後達到相似之操作效果。

在本發明中，行動裝置之天線結構係經由具有高阻抗之一電容器來饋入，而天線結構可操作於多重頻帶。因為天線結構之饋入點係遠離接地面之接地端，天線結構可在使用者接近之情況下仍然保持良好之輻射特性。另外，天線結構亦可用於承載一些電子零件，從而節省行動裝置內部之設計空間。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200、310、320、330、400‧‧‧行動裝置

110‧‧‧接地面

120、312、322、332‧‧‧接地支路

122‧‧‧接地支路之開路端

124‧‧‧接地支路之接地端

126‧‧‧走線區域

128‧‧‧饋入點

129‧‧‧接地支路之中間區域

130、316、318、326、328、336‧‧‧槽孔

150‧‧‧饋入部

152‧‧‧電容器

190‧‧‧信號源

240‧‧‧介質基板

252‧‧‧可變電容器

260‧‧‧處理器

270‧‧‧同軸電纜線

334‧‧‧軟性電路板

410‧‧‧揚聲器

420‧‧‧相機

430‧‧‧耳機插孔

FB1‧‧‧第一頻帶

FB2‧‧‧第二頻帶

L1‧‧‧槽孔之長度

G1‧‧‧槽孔之寬度

第1圖係顯示根據本發明第一實施例所述之行動裝置之示意圖；第2圖係顯示根據本發明第二實施例所述之行動裝置之示意圖；第3A圖係顯示根據本發明第三實施例所述之行動裝置之示意圖；第3B圖係顯示根據本發明第四實施例所述之行動裝置之示意圖；第3C圖係顯示根據本發明第五實施例所述之行動裝置之示意圖；第4圖係顯示根據本發明第六實施例所述之行動裝置之示意圖；第5圖係顯示根據本發明第二實施例所述之行動裝置未具有可變電容器時之電壓駐波比圖；第6圖係顯示根據本發明第二實施例所述之行動裝置具有可變電容器時之電壓駐波比圖。

100‧‧‧行動裝置

110‧‧‧接地面

120‧‧‧接地支路

122‧‧‧接地支路之開路端

124‧‧‧接地支路之接地端

128‧‧‧饋入點

129‧‧‧接地支路之中間區域

130‧‧‧槽孔

150‧‧‧饋入部

152‧‧‧電容器

190‧‧‧信號源

Claims (22)

1. 一種行動裝置，包括：一接地面；一接地支路，耦接至該接地面，其中一槽孔係形成於該接地面和該接地支路之間；以及一饋入部，延伸跨越該槽孔，並耦接於該接地支路和一信號源之間，其中該接地支路和該饋入部係形成一天線結構。
2. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該饋入部更包括一電容器，該電容器係耦接於該接地支路上之一饋入點與該信號源之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該接地支路具有一開路端和一接地端，而該接地端係耦接至該接地面。
4. 如申請專利範圍第3項所述之行動裝置，其中該接地支路大致為一L字形。
5. 如申請專利範圍第3項所述之行動裝置，其中該饋入部係耦接至該接地支路上之一饋入點，而該饋入點係遠離該接地端。
6. 如申請專利範圍第5項所述之行動裝置，其中該饋入點大致位於該接地支路之一中間區域上。
7. 如申請專利範圍第2項所述之行動裝置，其中該電容器大致位於該槽孔上。
8. 如申請專利範圍第2項所述之行動裝置，其中該電容器大致位於該接地支路上。
9. 如申請專利範圍第2項所述之行動裝置，其中該電容器為一可變電容器。
10. 如申請專利範圍第9項所述之行動裝置，更包括：一處理器，用以調整該可變電容器之一電容值。
11. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一同軸電纜線，耦接於該饋入部和該信號源之間。
12. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一介質基板，其中該天線結構係設置於該介質基板上。
13. 如申請專利範圍第12項所述之行動裝置，其中該槽孔係貫穿或不貫穿該介質基板。
14. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一軟性電路板，其中該接地支路係經由該軟性電路板耦接至該接地面。
15. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該槽孔為一第一槽孔，而一第二槽孔更形成於該接地面和該接地支路之間，該第一槽孔係大致與該第二槽孔分離。
16. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一或複數電子零件，設置於該天線結構之該接地支路上。
17. 如申請專利範圍第16項所述之行動裝置，其中該等電子零件包括一揚聲器、一相機，或(且)一耳機插孔。
18. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該天線結構係激發產生一第一頻帶和一第二頻帶，該第一頻帶約介於824MHz和960MHz之間，而該第二頻帶約介於1710MHz和2170MHz之間。
19. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該槽孔之長度約介於45mm和57mm之間。
20. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該槽孔之寬度約介於0.6mm和2.5mm之間。
21. 如申請專利範圍第2項所述之行動裝置，其中該電容器之一電容值約介於0.5pF至1.5pF之間。
22. 如申請專利範圍第2項所述之行動裝置，其中該電容器之一電容值約介於0.9pF至2.7pF之間。