TW201427171A - 行動裝置 - Google Patents

Abstract

一種行動裝置，包括：一介質基板、一輻射部、一饋入部、一短路部、一饋入耦合部，以及一短路耦合部。該饋入部和該短路部係耦接至該輻射部。該饋入耦合部係耦接至一信號源。該短路耦合部係耦接至一接地電位。該輻射部、該饋入部，以及該短路部係設置於該介質基板之一第一表面。該饋入耦合部和該短路耦合部係設置於該介質基板之一第二表面。該饋入部於該介質基板之該第二表面上具有一第一投影，該第一投影與該饋入耦合部係至少部分地重疊。該短路部於該介質基板之該第二表面上具有一第二投影，該第二投影與該短路耦合部係至少部分地重疊。

Description

行動裝置

本發明係關於一種行動裝置，特別係關於包括一電容式耦合天線(Capacitively-Coupled Antenna)之行動裝置。

隨著行動通訊技術的發達，行動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，行動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。

以市面上的智慧型手機而言，為了吸引消費者目光，往往會將手機整體厚度縮減。然而，手機整體厚度之降低對於天線之操作特性往往造成負面的影響。一些手機為了獲得最大的天線可利用高度，都會將天線形成在電池背蓋等外觀件上，然後以噴漆的方式將天線覆蓋以避免影響手機外觀一致性。

這種將天線形成在手機背蓋上的方式大多都是採用LDS(Laser Direct Structuring)或LSP(Laser Selective Plating) 等製程來製作。由於天線形成在外觀件上，為了將信號饋入天線，或能夠將天線之短路點連接到系統電路板上，通常會在外觀件上鑽孔，並利用貫孔(via hole)導通的方式來達到連接目的。但貫孔設置卻會影響手機背蓋之外觀整體感，同時也有製程上之限制。

為了解決前述問題，本發明提供一種行動裝置，包括：一介質基板，具有一第一表面和一第二表面，其中該第一表面相對於該第二表面；一輻射部；一饋入部，耦接至該輻射部；一短路部，耦接至該輻射部；一饋入耦合部，耦接至一信號源；以及一短路耦合部，耦接至一接地電位，其中，該輻射部、該饋入部，以及該短路部係設置於該介質基板之該第一表面，而該饋入耦合部和該短路耦合部係設置於該介質基板之該第二表面；其中，該饋入部於該介質基板之該第二表面上具有一第一投影，該第一投影與該饋入耦合部係至少部分地重疊，而該短路部於該介質基板之該第二表面上具有一第二投影，該第二投影與該短路耦合部係至少部分地重疊；以及其中，該輻射部、該饋入部、該短路部、該饋入耦合部，以及該短路耦合部共同形成一天線結構。

為讓本發明之目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。

第1A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之正面視圖。第1B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之背面視圖。行動裝置100可以是一智慧型手機、一平板電腦，或是一筆記型電腦。如第1A、1B圖所示，行動裝置100包括：一介質基板110、一輻射部120、一饋入部130、一短路部140、一饋入耦合部150，以及一短路耦合部160。在一些實施例中，介質基板110為行動裝置100之一外殼之一背蓋，該背蓋可用非導體材質製成。在一些實施例中，輻射部120、饋入部130、短路部140、饋入耦合部150，以及短路耦合部160可用導體製成，例如：銀、銅，或鋁。必須了解的是，行動裝置100更可包括其他元件，例如：一觸控面板、一觸控模組、一揚聲器、一處理器、一外殼，以及一電池(未顯示)。

介質基板110具有一第一表面E1和一第二表面E2，其中第一表面E1係相對於第二表面E2。如第1A、1B圖所示，輻射部120、饋入部130，以及短路部140係設置於介質基板110之第一表面E1，而饋入耦合部150和短路耦合部160係設置於介質基板110之第二表面E2。關於第一表面E1，饋入部130和短路部140皆耦接至輻射部120。關於第二表面E2，饋入耦合部150係耦接至一信號源190，而短路耦合部160係耦接至一接地電位VSS。輻射部120、饋入部130、短路部140、饋入耦合部150，以及短路耦合部160係共同形成一天線結構。在一些實施例中，輻射部120、饋入部130，以及短路部140大致形成一F字形。在 一些實施例中，饋入耦合部150和短路耦合部160分別大致為一I字形。

在較佳實施例中，饋入部130於介質基板110之第二表面E2上具有一第一投影132，其中第一投影132與饋入耦合部150係至少部分地重疊；而短路部140於介質基板110之第二表面E2上具有一第二投影142，其中第二投影142與短路耦合部160係至少部分地重疊。由於介質基板110之厚度不大(該厚度通常小於或等於1mm)，一饋入信號可於饋入耦合部150和饋入部130之間作電容式耦合，並可於短路耦合部160和短路部140之間作電容式耦合。因此，可視為有一第一等效電容器耦接於饋入部130和饋入耦合部150之間，以及有一第二等效電容器耦接於短路部140和短路耦合部160之間。本發明之該天線結構無須在介質基板110上打任何貫孔即可完成饋入能量之傳遞，此設計能保持行動裝置100之外觀一致性，進而簡化製作流程及降低製造成本。另外，由於一些元件之間採用電容式耦合連接，該天線結構之共振長度可進一步縮短。

第2A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之正面視圖。第2B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之背面視圖。第2A、2B圖和第1A、1B圖相似，兩者之差異在於，行動裝置200更包括一寄生部170和一寄生耦合部180。寄生部170係設置於介質基板110之第一表面E1，其中寄生部170係與輻射部120、饋入部130，以及短路部140皆分離。寄生耦合部180係設置於介質基板110之第二表面E2，並耦接至接地電位 VSS。寄生部170於介質基板110之第二表面E2上具有一第三投影172，其中第三投影172與寄生耦合部180係至少部分地重疊。相似地，可視為有一第三等效電容器耦接於寄生部170和寄生耦合部180之間。在一些實施例中，寄生部170大致為一L字形，而寄生耦合部180大致為一I字形。

第3A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置300之正面視圖。第3B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置300之背面視圖。在本實施例中，行動裝置300之一輻射部320、一饋入部330，以及一短路部340大致形成一C字形。亦即，饋入部330係經由輻射部320耦接至短路部340，以形成一電流路徑。行動裝置300之一饋入耦合部350和一短路耦合部360分別大致為一I字形。相似地，輻射部320、饋入部330，以及短路部340係設置於介質基板110之第一表面E1，而饋入耦合部350和短路耦合部360係設置於介質基板110之第二表面E2。饋入部330於介質基板110之第二表面E2上具有一第一投影332，其中第一投影332與饋入耦合部350係至少部分地重疊；而短路部340於介質基板110之第二表面E2上具有一第二投影342，其中第二投影342與短路耦合部360係至少部分地重疊。

根據第1A、1B、2A、2B、3A、3B圖之實施例可知，本發明之該天線結構可具有各種形態，而不致影響本發明之操作效果。其他種類之天線，例如：一單極天線，或是一迴圈天線，亦可套用至本發明。

第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置400之側視圖。如第4圖所示，行動裝置400更包括一系統電路板410、一接地面420，以及一連接部430。接地面420和連接部430可用導體製成。在一些實施例中，介質基板110為行動裝置400之一外殼之一背蓋，而系統電路板410、接地面420、連接部430，以及其他電子零件(未顯示)皆設置於該外殼之內。介質基板110以及其上之元件配置可如第1A、1B、2A、2B、3A、3B圖之實施例所述。系統電路板410係大致與介質基板110平行。接地面420係設置於系統電路板410上，並提供接地電位VSS。連接部430係耦接接地面420至短路耦合部160(或360)。連接部430係大致垂直於系統電路板410和介質基板110。在一些實施例中，連接部430可以是一頂針(Pogo Pin)或一金屬彈片。

第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之該天線結構之返回損失(Return Loss)圖，其中橫軸代表操作頻率(MHz)，而縱軸代表返回損失(dB)。如第5圖所示，行動裝置100之該天線結構可激發產生一操作頻帶FB1。在較佳實施例中，操作頻帶FB1約介於2400MHz至2500MHz之間，可涵蓋WLAN(Wireless Local Area Networks)2.4GHz頻帶。

第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之該天線結構之天線效率圖，其中橫軸代表操作頻率(MHz)，而縱軸代表天線效率(%)。如第6圖所示，在操作頻帶FB1中，該天線結構之天線效率可達60%或更高，能 符合實際上之應用需求。

在一些實施例中，行動裝置之元件尺寸如下列所述。輻射部120之長度約為24mm，寬度約為1mm；饋入部130之長度約為9mm，寬度約為1mm；短路部140之長度約為14mm，寬度約為1mm；饋入耦合部150之長度約為5mm，寬度約為1mm；短路耦合部160之長度約為1mm，寬度約為1mm；介質基板110之厚度約為0.4mm，介電常數約為4.4；接地面420之長度約為100mm，寬度約為60mm；該天線結構在系統電路板410上之高度約為5mm。在一些實施例中，饋入耦合部150之長度應大於或等於3mm，而短路耦合部160之長度應大於或等於1mm。

值得注意的是，以上所述之元件尺寸、元件形狀，以及頻率範圍皆非為本發明之限制條件。設計者可根據不同需求來調整這些元件尺寸、元件形狀，以及頻率範圍。

本發明提出一種新穎之行動裝置及其電容式耦合天線，其具有改良外觀、降低成本，以及簡化製造流程等等優點，可輕易地應用於各種小型化之通訊裝置。

在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。

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、300、400‧‧‧行動裝置

110‧‧‧介質基板

120‧‧‧輻射部

130、330‧‧‧饋入部

132、332‧‧‧饋入部之第一投影

140、340‧‧‧短路部

142、342‧‧‧短路部之第二投影

150、350‧‧‧饋入耦合部

160、360‧‧‧短路耦合部

170‧‧‧寄生部

172‧‧‧寄生部之第三投影

180‧‧‧寄生耦合部

190‧‧‧信號源

410‧‧‧系統電路板

420‧‧‧接地面

430‧‧‧連接部

E1‧‧‧介質基板之第一表面

E2‧‧‧介質基板之第二表面

FB1‧‧‧操作頻帶

VSS‧‧‧接地電位

第1A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之正面視圖；第1B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之背面視圖；第2A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之正面視圖；第2B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之背面視圖；第3A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置300之正面視圖；第3B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置300之背面視圖；第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置400之側視圖；第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之該天線結構之返回損失圖；以及第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之該天線結構之天線效率圖。

100‧‧‧行動裝置

110‧‧‧介質基板

132‧‧‧饋入部之第一投影

142‧‧‧短路部之第二投影

150‧‧‧饋入耦合部

160‧‧‧短路耦合部

190‧‧‧信號源

E1‧‧‧介質基板之第一表面

E2‧‧‧介質基板之第二表面

VSS‧‧‧接地電位

Claims (10)

1. 一種行動裝置，包括：一介質基板，具有一第一表面和一第二表面，其中該第一表面相對於該第二表面；一輻射部；一饋入部，耦接至該輻射部；一短路部，耦接至該輻射部；一饋入耦合部，耦接至一信號源；以及一短路耦合部，耦接至一接地電位；其中，該輻射部、該饋入部，以及該短路部係設置於該介質基板之該第一表面，而該饋入耦合部和該短路耦合部係設置於該介質基板之該第二表面；其中，該饋入部於該介質基板之該第二表面上具有一第一投影，該第一投影與該饋入耦合部係至少部分地重疊，而該短路部於該介質基板之該第二表面上具有一第二投影，該第二投影與該短路耦合部係至少部分地重疊；以及其中，該輻射部、該饋入部、該短路部、該饋入耦合部，以及該短路耦合部共同形成一天線結構。
2. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該輻射部、該饋入部，以及該短路部大致形成一F字形。
3. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該饋入耦合部和該短路耦合部分別大致為一I字形。
4. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一寄生部，設置於該介質基板之該第一表面，其中該 寄生部係與該輻射部、該饋入部，以及該短路部分離；以及一寄生耦合部，設置於該介質基板之該第二表面，並耦接至該接地電位，其中該寄生部於該介質基板之該第二表面上具有一第三投影，該第三投影與該寄生耦合部係至少部分地重疊。
5. 如申請專利範圍第4項所述之行動裝置，其中該寄生部大致為一L字形，而該寄生耦合部大致為一I字形。
6. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該輻射部、該饋入部，以及該短路部大致形成一C字形。
7. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該介質基板之厚度小於或等於1mm。
8. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一系統電路板，大致與該介質基板平行；一接地面，設置於該系統電路板上，並提供該接地電位；以及一連接部，耦接該接地面至該短路耦合部，其中該連接部大致垂直於該系統電路板和該介質基板。
9. 如申請專利範圍第8項所述之行動裝置，其中該連接部為一頂針或一金屬彈片。
10. 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操作頻帶，該操作頻帶約介於2400MHz至2500MHz之間。