TW201429047A - 行動裝置 - Google Patents
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Abstract
一種行動裝置，包括：一系統電路板、一接地元件、一通訊模組、一第一天線、一第二天線、一第一天線切換模組，以及一第二天線切換模組。該第一天線係用於接收或傳送位於一第一頻帶之一第一信號。該第二天線係用於接收或傳送位於一第二頻帶之一第二信號。該第二頻帶不同於該第一頻帶。該第一天線切換模組係耦接於該通訊模組和該第一天線之間，並用於分離該第一信號之頻率。該第二天線切換模組係耦接於該通訊模組和該第二天線之間，並用於分離該第二信號之頻率。
Description
本發明係關於一種行動裝置，特別係關於包括雙天線之行動裝置。
隨著行動通訊裝置市場的蓬勃發展，各式各樣的行動通訊產品也陸續的在市場上被推出，以目前的趨勢來看大致上可以分成智慧型手機、平板電腦以及筆記型電腦等三大類產品。為了追求更快速的聯網速度與高品質網路影音的傳輸，第四代行動通訊技術LTE(Long Term Evolution，長期演進技術)正在快速的商用化當中。LTE的頻帶範圍從低頻700 MHz一直到高頻的2690 MHz，大概超過10幾個應用頻段。由於LTE通訊系統並不同於傳統的2G/3G通訊系統，其依據不同國家、不同地區須搭配不同的應用頻帶。所以造成現有的LTE手持式裝置還無法達到以單一機型涵蓋全球的目標，其中一個重要的原因就是在於天線設計。
目前手機內部可以提供給天線的完整空間越來越小，再加上天線周圍環境越來越複雜，因此要達成涵蓋LTE/2G/3G的多頻天線設計是相當困難的。在達成涵蓋LTE頻帶的同時，天線本身還必須能夠涵蓋2G/3G通訊頻帶。亦即，天線要一次涵蓋至少7個以上操作頻帶，這使天線設計者面臨很大的挑戰。現在的手機天線設計趨勢都是以單一天線達成多頻操作，但天線設計者往往會發現，在調整LTE頻段效能時將破壞2G/3G頻段的效能，這是因為天線結構彼此之間有其互相耦合特性所導致。
本發明提供一種行動裝置，包括：一系統電路板；一接地元件，設置於該系統電路板上；一通訊模組；一第一天線，用於接收或傳送位於一第一頻帶之一第一信號；一第二天線，用於接收或傳送位於一第二頻帶之一第二信號，其中該第二頻帶不同於該第一頻帶；一第一天線切換
模組，耦接於該通訊模組和該第一天線之間，並用於分離該第一信號之頻率；以及一第二天線切換模組，耦接於該通訊模組和該第二天線之間，並用於分離該第二信號之頻率，其中，該第一天線於該系統電路板上有一第一投影，該第二天線於該系統電路板上有一第二投影，而該第一投影和該第二投影皆與該接地元件不重疊。
另外，本發明提供一種行動裝置，包括：一系統電路板；一接地元件，設置於該系統電路板上；一通訊模組；一第一天線，用於接收或傳送位於一第一頻帶之一第一信號；一第二天線，用於接收或傳送位於一第二頻帶之一第二信號，其中該第二頻帶不同於該第一頻帶；以及一天線切換模組，其中該第一天線和該第二天線皆經由該天線切換模組耦接至該通訊模組，而該天線切換模組係用於分離該第一信號之頻率或(且)該第二信號之頻率；其中，該第一天線於該系統電路板上有一第一投影，該第二天線於該系統電路板上有一第二投影，而該第一投影和該第二投影皆與該接地元件不重疊。
100、200、500、600、700‧‧‧行動裝置
110‧‧‧系統電路板
120、220、520‧‧‧接地元件
130‧‧‧通訊模組
140、240‧‧‧第一天線
150、250‧‧‧第二天線
160‧‧‧第一天線切換模組
170‧‧‧第二天線切換模組
180‧‧‧第三天線
190‧‧‧第三天線切換模組
241‧‧‧第一饋入部
242‧‧‧第一輻射部
243‧‧‧第一輻射部之第一部份
244‧‧‧第一輻射部之第二部份
245‧‧‧第一輻射部之第三部份
246‧‧‧第一延伸部
249‧‧‧第一饋入點
251‧‧‧第二饋入部
252‧‧‧第二輻射部
253‧‧‧第二輻射部之第四部份
254‧‧‧第二輻射部之第五部份
255‧‧‧第二輻射部之第六部份
256‧‧‧第二延伸部
259‧‧‧第二饋入點
257‧‧‧電感器
280‧‧‧電子零件
610、710‧‧‧天線切換模組
720‧‧‧切換器
FB1‧‧‧第一頻帶
FB2‧‧‧第二頻帶
LL1‧‧‧彎折線
S1‧‧‧第一信號
S2‧‧‧第二信號
S3‧‧‧第三信號
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之示意圖；第2A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之平面展開圖；第2B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之立體圖；第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之第一天線和第二天線之返回損失圖；第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之第一天線和第二天線之天線效率圖；第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之示意圖；第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之示意圖；以及第7圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之示意圖。
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1圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之示意圖。行動裝置100可以是一智慧型手機、一平板電腦，或是一筆記型電腦。如第1圖所示，行動裝置100包括：一系統電路板110、一接地元件120、一通訊模組130、一第一天線140、一第二天線150、一第一天線切換模組(Antenna Switch Module，ASM)160，以及一第二天線切換模組170。必須了解的是，行動裝置100更可包括其他元件，例如：一處理器、一相機模組、一觸控面板、一觸控模組、一電池，以及一外殼(未顯示)。
系統電路板110可以是一介質基板，例如：一FR4基板。接地元件120可以是設置於系統電路板110上之一接地面，並以金屬製成，例如：銅、銀，或是鋁。通訊模組130係用於執行一信號處理程序。第一天線140係用於接收或傳送位於一第一頻帶之一第一信號S1，而第二天線150係用於接收或傳送位於一第二頻帶之一第二信號S2，其中該第二頻帶係不同於該第一頻帶。在一些實施例中，該第一頻帶可涵蓋WWAN(Wireless Wide Area Network)頻帶，而第二頻帶可涵蓋LTE(Long Term Evolution)頻帶。第一天線140和第二天線150之種類在本發明中並不作限制。例如，第一天線140和第二天線150之任一者可為一單極天線(Monopole Antenna)、一迴圈天線(Loop Antenna)、一平面倒F形天線(Planar Inverted F Antenna，PIFA)、一補釘天線(Patch Antenna)，或是一晶片天線(Chip Antenna)。第一天線140和第二天線150可以分別大致設置於系統電路板110之一邊緣之相對二角落處。在一些實施例中，第一天線140和第二天線150可以設置於系統電路板110之一表面上，或是大致與系統電路板110分離。在較佳實施例中，第一天線140於系統電路板110上有一第一投影，第二天線150於系統電路板110上有一第二投影，其中該第一投影和該第二投影皆與接地元件120不重疊。換言之，第一天線140和第二天線150係設置於系統電路板110上之一非接地區域。第一天線切換模組160係耦接於通訊模組130和第一天線140之間，並用於分離第一信號S1之頻率。第二天線切換模組170係耦接於通訊模組130和第二天線150之間，並用於分離第二信號S2之頻率。第一天線
切換模組160和第二天線切換模組170可以各自為一進多出(One-Input Multi-Output)之轉換器，或(且)為多進一出(Multi-Input One-Output)之轉換器，因此，行動裝置100能輕易地操作於多重頻帶。
在較佳實施例中，本發明之行動裝置100採用雙天線系統以分別涵蓋WWAN和LTE頻帶。由於每一天線所須涵蓋之頻帶範圍較小，天線設計者可以很容易地製作此雙天線系統並調整其輻射特性。在適當地設計下，此雙天線系統可以比傳統之單天線系統佔據更少的空間。另外，因為改變一天線之結構不會影響另一天線之輻射特性，此二天線將能獨立地運作而不會互相干擾。
第2A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之平面展開圖。第2B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之立體圖。如第2A、2B圖所示，在行動裝置200中，一第一天線240和一第二天線250係各自於系統電路板110上形成一立體結構。請一併參考第2A、2B圖，而第一天線240和第二天線250之細部特徵將於本實施例中詳述如下。
第一天線240包括：一第一饋入部241、一第一輻射部242，以及一第一延伸部246。第一饋入部241係經由第一天線切換模組160耦接至通訊模組130。第一饋入部241可以大致為一矩形，而第一饋入部241之一第一饋入點249係位於該矩形之一角落處。在一些實施例中，第一饋入部241之第一饋入點249係經由一頂針(Pogo Pin)或一金屬彈片(Metal Spring)(未顯示)耦接至位於系統電路板110上之第一天線切換模組160。第一輻射部242係與第一饋入部241分離，其中第一輻射部242之一端係耦接至一接地元件220(例如：經由一頂針或一金屬彈片)，而第一輻射部242之另一端係與第一饋入部241之間形成一第一耦合間隙G1。第一延伸部246係耦接至第一輻射部241。第一延伸部246可以大致為一矩形。
第一輻射部242為一蜿蜒結構。更詳細地說，第一輻射部242包括一第一部份243、一第二部份244，以及一第三部份245，其中第一部份243係經由第二部份244耦接至第三部份245。在一些實施例中，第一部份243大致為一U字形，第二部份244大致為一倒S字形，而第三部份
245大致為一I字形。第一延伸部246係耦接至第一部份243之一邊緣和第二部份244之一邊緣。在一些實施例中，第一延伸部246係沿著第2A圖中之一彎折線LL1作彎折，使得第一輻射部242和第一延伸部246大致位於垂直之二平面上。
第二天線250包括一第二饋入部251、一第二輻射部252、一第二延伸部256，以及一電感器257。電感器257可以是一晶片電感器，用於提供額外之共振長度。第二饋入部251係經由第二天線切換模組170耦接至通訊模組130。第二饋入部251可以大致為一矩形，而而第二饋入部251之一第二饋入點259係位於該矩形之一角落處。在一些實施例中，第二饋入部251之第二饋入點259係經由一頂針或一金屬彈片(未顯示)耦接至位於系統電路板110上之第二天線切換模組170。第二輻射部252係與第二饋入部251分離，其中第二輻射部252之一端係經由電感器257耦接至接地元件220(例如：更經由一頂針或一金屬彈片)，而第二輻射部252之另一端與第二饋入部251之間形成一第二耦合間隙G2。第二延伸部256係耦接至第二輻射部252。第二延伸部256可以大致為一矩形。
第二輻射部252為一蜿蜒結構。更詳細地說，第二輻射部252包括一第四部份253、一第五部份254，以及一第六部份255，其中第四部份253係經由第五部份254耦接至第六部份255。在一些實施例中，第四部份253大致為一U字形，第五部份254大致為一S字形，而第六部份255大致為一I字形。第二延伸部256係耦接至第四部份253之一邊緣和第五部份254之一邊緣。在一些實施例中，第二延伸部256係沿著第2A圖中之彎折線LL1作彎折，使得第二輻射部252和第二延伸部256大致位於垂直之二平面上。
在一些實施例中，行動裝置200更可包括一電子零件280，其設置於系統電路板110上第一天線240和第二天線250之間。例如，電子零件280可以是一通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)插槽、一相機鏡頭、一發光二極體，或一揚聲器。
第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之第一天線240和第二天線250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3圖所示，第一天線240可以激發產生一第一頻帶FB1，而第二天線250可以激發產生一第二頻帶FB2。在較佳實施例中，第一頻帶FB1約由824MHz至960MHz，以及約由1710MHz至2170MHz；而第二頻帶FB2約由747MHz至787MHz，以及約由1710MHz至2690MHz。因此，第一天線240可以至少涵蓋一些2G/3G頻帶，而第二天線250可以至少涵蓋一些LTE頻帶。
第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之第一天線240和第二天線250之天線效率(Antenna Efficiency)圖，其中橫軸代表操作頻率(MHz)，而縱軸代表天線效率(%)。如第4圖所示，第一天線240於第一頻帶FB1中之天線效率約介於35%至90%之間，而第二天線250於第二頻帶FB2中之天線效率約介於40%至80%之間。因此，行動裝置200之天線效率能夠符合實際應用需要。
第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置500之示意圖。第5圖和第1圖相似，兩者之差異在於，行動裝置500更包括一第三天線180和一第三天線切換模組190。第三天線180係用於接收或傳送位於一第三頻帶之一第三信號S3，其中該第三頻帶不同於前述之第一頻帶和第二頻帶。第三天線切換模組190係耦接於通訊模組130和第三天線180之間，並用於分離第三信號S3之頻率。第三天線切換模組190可為一進多出(One-Input Multi-Output)之轉換器，或(且)為多進一出(Multi-Input One-Output)之轉換器。相似地，第三天線180於系統電路板110上有一第三投影，而該第三投影與一接地元件520不重疊。必須了解的是，行動裝置500更可包括四個或更多天線和天線切換模組。第5圖之行動裝置500之其餘特徵皆與第1圖之行動裝置100相似，故此二實施例均可達成相似之操作效果。
第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置600之示意圖。第6圖和第1圖相似，兩者之差異在於，行動裝置600僅包括單一天線切換模組610，而第一天線140和第二天線150皆經由天線切換模組610耦接至通訊模組130。天線切換模組610係用於分離第一信號S1之頻率和第二信號S2之頻率。在本實施例中，天線切換模組610可為兩進多出(Two-Input Multi-Output)之轉換器，或(且)為多進兩出(Multi-Input Two-Output)
之轉換器。第6圖之行動裝置600之其餘特徵皆與第1圖之行動裝置100相似，故此二實施例均可達成相似之操作效果。
第7圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置700之示意圖。第7圖和第1圖相似，兩者之差異在於，行動裝置700僅包括單一天線切換模組710，而行動裝置700更包括一切換器720。切換器720係根據來自通訊模組130之一控制信號SC，選擇性地耦接第一天線140和第二天線150兩者之一至天線切換模組710。天線切換模組710係用於分離第一信號S1之頻率或第二信號S2之頻率。在本實施例中，天線切換模組710可為一進多出(One-Input Multi-Output)之轉換器，或(且)為多進一出(Multi-Input One-Output)之轉換器。第7圖之行動裝置700之其餘特徵皆與第1圖之行動裝置100相似，故此二實施例均可達成相似之操作效果。
在一些實施例中，本發明之元件尺寸和元件參數如下。請一併參考第2A、2B圖。接地元件220之長度約為110mm，寬度約為70mm。第一天線240之長度約為30mm，寬度約為10mm。第二天線250之長度約為30mm，寬度約為10mm。第一天線240和第二天線250可形成於厚度約為0.8mm之一彎折FR4基板上。第一天線240和第二天線250在系統電路板110上之總高度約為5mm。電感器257之一電感值約為13nH。系統電路板110之一介電常數約為4.4。
值得注意的是，以上所述之元件尺寸、元件形狀、元件參數，以及頻帶範圍皆非為本發明之限制條件。天線設計者可根據不同需求調整這些設定值。另外，第2A、2B圖所示之第一天線140和第二天線150之細部結構皆可套用至第1、5、6、7圖之實施例當中。
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‧‧‧行動裝置
110‧‧‧系統電路板
120‧‧‧接地元件
130‧‧‧通訊模組
140‧‧‧第一天線
150‧‧‧第二天線
160‧‧‧第一天線切換模組
170‧‧‧第二天線切換模組
S1‧‧‧第一信號
S2‧‧‧第二信號
Claims (10)
- 一種行動裝置，包括：一系統電路板；一接地元件，設置於該系統電路板上；一通訊模組；一第一天線，用於接收或傳送位於一第一頻帶之一第一信號；一第二天線，用於接收或傳送位於一第二頻帶之一第二信號，其中該第二頻帶不同於該第一頻帶；一第一天線切換模組，耦接於該通訊模組和該第一天線之間，並用於分離該第一信號之頻率；以及一第二天線切換模組，耦接於該通訊模組和該第二天線之間，並用於分離該第二信號之頻率；其中，該第一天線於該系統電路板上有一第一投影，該第二天線於該系統電路板上有一第二投影，而該第一投影和該第二投影皆與該接地元件不重疊。
- 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第一天線包括：一第一饋入部，經由該第一天線切換模組耦接至該通訊模組；一第一輻射部，與該第一饋入部分離，其中該第一輻射部之一端係耦接至該接地元件，而該第一輻射部之另一端與該第一饋入部之間形成一第一耦合間隙；以及一第一延伸部，耦接至該第一輻射部。
- 如申請專利範圍第2項所述之行動裝置，其中該第一輻射部包括一第一部份、一第二部份，以及一第三部份，其中該第一部份大致為一U字形，該第二部份大致為一倒S字形，該第三部份大致為一I字形，而該第一部份係經由該第二部份耦接至該第三部份。
- 如申請專利範圍第3項所述之行動裝置，其中該第一延伸部係耦接至該第一部份之一邊緣和該第二部份之一邊緣，而該第一輻射部和該第一延伸部係大致位於垂直之二平面上。
- 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第二天線包括：一第二饋入部，經由該第二天線切換模組耦接至該通訊模組；一電感器；一第二輻射部，與該第二饋入部分離，其中該第二輻射部之一端係經由該電感器耦接至該接地元件，而該第二輻射部之另一端與該第二饋入部之間形成一第二耦合間隙；以及一第二延伸部，耦接至該第二輻射部。
- 如申請專利範圍第5項所述之行動裝置，其中該第二輻射部包括一第四部份、一第五部份，以及一第六部份，該第四部份大致為一U字形，該第五部份大致為一S字形，該第六部份大致為一I字形，而該第四部份係經由該第五部份耦接至該第六部份。
- 如申請專利範圍第6項所述之行動裝置，其中該第二延伸部係耦接至該第四部份之一邊緣和該第五部份之一邊緣，而該第二輻射部和該第二延伸部大致位於垂直之二平面上。
- 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一第三天線，用於接收或傳送位於一第三頻帶之一第三信號，其中該第三頻帶不同於該第一頻帶和該第二頻帶；以及一第三天線切換模組，耦接於該通訊模組和該第三天線之間，並用於分離該第三信號之頻率，其中該第三天線於該系統電路板上有一第三投影，而該第三投影與該接地元件不重疊。
- 一種行動裝置，包括：一系統電路板；一接地元件，設置於該系統電路板上；一通訊模組；一第一天線，用於接收或傳送位於一第一頻帶之一第一信號；一第二天線，用於接收或傳送位於一第二頻帶之一第二信號，其中該第二頻帶不同於該第一頻帶；以及一天線切換模組，其中該第一天線和該第二天線皆經由該天線切換模組耦接至該通訊模組，而該天線切換模組係用於分離該第一信號之頻率或(且)該第二信號之頻率； 其中，該第一天線於該系統電路板上有一第一投影，該第二天線於該系統電路板上有一第二投影，而該第一投影和該第二投影皆與該接地元件不重疊。
- 如申請專利範圍第9項所述之行動裝置，更包括：一切換器，根據來自該通訊模組之一控制信號，選擇性地耦接該第一天線和該第二天線兩者之一至該天線切換模組。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW102101301A TWI549353B (zh) | 2013-01-14 | 2013-01-14 | 行動裝置 |
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Cited By (1)
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