TWI389387B - 具有減少射頻訊號干擾的無線可攜式裝置 - Google Patents

Description

具有減少射頻訊號干擾的無線可攜式裝置

本申請案主張2008年1月2日申請之美國專利申請案第11/968,331號之優先權，其主張2007年1月5日申請之美國臨時專利申請案第60/883,587號之權利，為了所有目的，其等之全文以引用之方式併入本文中。

使用諸如蜂巢式電話之無線行動裝置的一擔憂係該等裝置對人類健康的影響。美國聯邦通信委員會(FCC)要求美國售賣之包括蜂巢式及個人通信服務(PCS)電話的所有無線電話滿足包括比吸收率(SAR)之特定準則。

減少SAR之一方式係將天線置放在無線裝置中最遠離使用者之頭部上部的區域中。在諸如蜂巢式電話之無線掌上型裝置中，此通常意謂將天線置放在手機之基座處而非像傳統上進行的一樣置放在頂部附近。在一些掌上型裝置中，充當功率及資料傳輸之介面的連接器亦定位在裝置之基座處。由於連接器通常具有一傳導外殼，故若天線與連接器緊鄰置放，則連接器可導致對天線操作之干擾。

當天線位於掌上型裝置之基座處時，一些掌上型裝置生產者已將連接器移至掌上型裝置之上部部分上以最小化對天線操作之干擾。然而，將連接器置放在掌上型裝置之上部部分中失去了在諸如獨立對接台、具有整合式對接台之Hi－Fi音訊系統或支架之對接系統中對接該裝置的能力。

因此，需要在不對天線之操作產生不利影響的前提下有助於將天線及連接器均安置在掌上型裝置之基座處的技術。

根據本發明之一實施例，一種掌上型裝置可包括全部安置在該掌上型裝置之一基座處的一或多個天線及一連接器。該連接器可具有一包含一傳導材料之外殼。該連接器外殼可包括位於該傳導材料之一部分中的至少一開口以減少該連接器外殼與該或該等天線之間的電磁干擾。

在一實施例中，該至少一開口可被一非傳導材料所覆蓋。在另一實施例中，該連接器可經組態以有助於在一對接系統中對該掌上型裝置進行對接。在又一實施例中，該連接器可定位在該或該等天線與該掌上型裝置之一前部面之間，一小鍵盤定位該前部面上。在再一實施例中，該掌上型裝置可經組態以使得當使用其作為一蜂巢式電話時，該掌上型裝置之該基座遠離使用者之頭部上部。

在又一實施例中，該連接器外殼可包括一上部板、一下部板及兩個側板，其中該上部板在該下部板與該或該等天線之間延伸。該傳導材料之一部分中的該或該等開口可位於該掌上型裝置之該上部板中。在一實施例中，該連接器外殼之每一端板可包括位於該傳導材料中之至少一開口。該掌上型裝置可進一步包括一撓性電路，該撓性電路經組態以與該連接器之沿該下部板的一或多個針腳進行電接觸。該撓性電路可沿兩個側板中之一者自該底部板下方延伸出。

在再一實施例中，掌上型裝置可包括耦接至該直接位於該連接器下方之撓性電路的複數個電子組件。

將根據附圖及以下對本發明之實施例的詳細描述而更顯 見本發明之進一步特徵、其性質及各種優勢。

根據本發明之實施例，可將諸如掌上型裝置之無線可攜式裝置的連接器及一或多個天線安置在該裝置之基座處。可使用若干技術來最小化對天線操作之干擾。在連接器之外殼包含一傳導材料的一實施例中，可在該傳導材料中形成至少一開口以減少對天線之射頻干擾。在另一實施例中，可將諸如撓性電路之基板(其可將連接器之針腳電連接至掌上型裝置內部之電路組件上)排線穿過連接器之一末端且遠離該(等)天線之中心區域。在又一實施例中，可將諸如電阻器、電容器及電感器之電子組件耦接至直接位於連接器下方之撓性電路以使得連接器可定位在該(等)天線與該等電子組件之間。接下來更充分描述之此等及其他技術有助於減少對天線之操作的干擾且提供其他優勢及特徵。

可攜式裝置可為諸如有時稱作超可攜式之電腦的小型可攜式電腦。可攜式裝置亦可為稍微更小之裝置。更小可攜式裝置之實例包括腕錶裝置、垂飾裝置、頭戴式耳機及聽筒裝置，及其他可佩戴且袖珍之裝置。可攜式裝置之一種類為掌上型裝置。雖然本發明係以掌上型裝置為背景來進行描述的，但本發明可實施於任何合適之可攜式電子裝置中。

掌上型裝置可為(例如)蜂巢式電話、具有無線通信能力之媒體播放器、掌上型電腦(有時亦稱作個人數位助理)、遙控器、全球定位系統(GPS)裝置及掌上型遊戲裝置。本發明之掌上型裝置亦可為結合了多個習知裝置之功能性的 混合裝置。混合掌上型裝置之實例包括：一包括媒體播放器功能之蜂巢式電話、一包括無線通信能力之遊戲裝置、一包括遊戲及電子郵件功能之蜂巢式電話，及一接收電子郵件、支援行動電話呼叫且支援網路瀏覽之掌上型裝置。此等僅為說明性實例。

圖1展示根據本發明之一實施例的說明性無線掌上型裝置100。掌上型裝置100可包括外罩112及至少一天線(未圖示)。有時稱作罩殼之外罩112可由任何合適之材料製成，包括塑膠、木材、玻璃、陶瓷、金屬、或其他合適之材料或此等材料之組合。在一些實施例中，外罩112可為介電或其他低傳導性材料，以使得定位在外罩112附近之傳導天線元件的操作不會被干擾。在其他實施例中，外罩112可由充當天線元件之金屬元件製成。

裝置100中之天線可具有接地元件(有時稱作接地端)及諧振元件(有時稱作輻射元件或天線饋入元件)。天線端子(有時稱作天線之接地端子及饋入端子)可分別電連接至天線之接地端及諧振元件。

掌上型裝置100可具有輸入輸出裝置，諸如顯示器螢幕116、諸如按鈕123之按鈕、諸如按鈕119之使用者輸入控制裝置118及諸如埠120與輸入輸出插口121之輸入輸出組件。顯示器螢幕116可為(例如)液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(OLED)顯示器、電漿顯示器或使用一或多種不同顯示器技術之多個顯示器。如圖1之實例中所示，可將諸如顯示器螢幕116之顯示器螢幕安裝在掌上型電子裝置 100之前部面122上。若需要，則可將諸如顯示器116之顯示器安裝在掌上型電子裝置100之後部面上、安裝在裝置100之一側上、安裝在裝置100之一藉由(例如)鉸鏈而附接到裝置100之主體部分的上翻部分上、或使用任何其他合適之安裝配置。

掌上型裝置100之使用者可使用使用者輸入介面118來提供輸入命令。使用者輸入介面118可包括按鈕(例如，文數字鍵、功率開關、接通、斷開及其他特定按鈕)、觸摸墊、指標棒或其他游標控制裝置、觸控螢幕(例如，建構為螢幕116之部分的觸控螢幕)或用於控制裝置100之任何其他合適之介面。雖然在圖1之實例中將使用者輸入介面118圖解展示為形成在掌上型電子裝置100之頂面122上，但其可大體形成在掌上型電子裝置100之任何合適之部分上。舉例而言，可在掌上型電子裝置100之側面上形成諸如按鈕123之按鈕(可認為其為輸入介面118之部分)或其他使用者介面控制。按鈕及其他使用者介面控制亦可定位在裝置100之頂面、後部面或其他部分上。若需要，則可遠端控制裝置100(例如，使用紅外遙控器、諸如藍芽遙控器之射頻遙控器)。在裝置100具有蜂巢式電話性能之一實施例中，可將一揚聲器(未圖示)及一麥克風(未圖示)收納在外罩112內部之適當位置中。

掌上型裝置100可具有諸如匯流排連接器120及插口121之允許裝置100與外部組件介接的埠。典型之埠包括用以對裝置100內之電池進行再充電或藉由直流(DC)電源來操 作裝置100的電源插口、用以與諸如個人電腦或周邊裝置之外部組件交換資料的資料埠、用以驅動頭戴式耳機、監視器或其他外部音訊視訊設備的視聽插口。可使用輸入介面118來控制此等裝置及掌上型電子裝置之內部電路中之一些或全部的功能。

圖2中展示具有無線能力之說明性掌上型裝置的示意圖。掌上型裝置100可為行動電話、具有媒體播放器性能之行動電話、掌上型電腦、遙控器、遊戲機、全球定位系統(GPS)裝置、該等裝置之組合或任何其他合適之可攜式電子裝置。

如圖2所示，掌上型裝置100包括儲存器234，該儲存器234又可包括一或多個不同類型之儲存器，諸如硬碟機儲存器、非揮發性半導體記憶體(例如，NAND及/或NOR類型之快閃記憶體、EPROM、EEPROM及/或ROM)、揮發性記憶體(例如，SRAM、DRAM、電池支接之SRAM及/或電池支援之DRAM)。可使用處理電路236來控制裝置100之操作。處理電路236可基於諸如微處理器及/或圖形處理器之處理器或其他合適之處理器積體電路。

可使用輸入輸出裝置238以允許將資料(例如，本文、視訊、音訊)提供至裝置100及提供來自裝置100之資料(例如，本文、視訊、音訊)。圖1之顯示器螢幕116及使用者輸入介面118為輸入輸出裝置238之實例。輸入輸出裝置238可包括使用者輸入輸出裝置240，諸如按鈕、觸控螢幕、操縱桿、點播輪(click wheel)、滾輪、觸摸墊、小鍵 盤、鍵盤、麥克風及相機。使用者可藉由經由使用者輸入裝置240提供命令來控制裝置100之操作。顯示器及音訊裝置242可包括液晶顯示器(LCD)螢幕、發光二極體(LED)及呈現視覺資訊及狀態資料之其他組件。顯示器及音訊裝置242亦可包括諸如麥克風、揚聲器之音訊設備。顯示器及音訊裝置242可含有用於外部頭戴式耳機、監視器及其他設備之諸如插口及其他連接器的音訊視訊介面設備。

無線通信裝置244可包括通信電路，諸如由一或多個積體電路、功率放大器電路、被動射頻組件、天線(內部及/或外部)及用於處理射頻無線訊號之其他電路形成的射頻(RF)收發器電路。亦可使用光(例如，使用紅外通信)來發送無線訊號。

裝置100可經由路徑250來與諸如附件246及計算設備248之外部裝置通信。路徑250可包括有線及無線路徑。附件246可包括頭戴式耳機(例如，有線或無線蜂巢式頭戴式耳機套組及音訊頭戴式耳機)、音訊視訊設備(例如，無線揚聲器、具有整合式對接台之Hi－Fi系統、遊戲控制器或接收並播放音訊及視訊內容之其他設備)及獨立對接台。計算設備248可為一伺服器，自該伺服器無線下載歌曲、視訊或其他媒體。計算設備248亦可為一區域主機(例如，使用者自己的個人電腦)，使用者自該區域主機獲得對音樂或其他媒體檔案之無線下載。

可使用無線通信裝置244來覆蓋通信頻帶，諸如850 MHz、900 MHz、1800 MHz及1900 MHz之蜂巢式電話頻 帶、1575 MHz之全球定位系統(GPS)頻帶、諸如位於2170 MHz頻帶之3G資料通信頻帶(通常稱作UMTS或全球行動電信系統)、2.4 GHz之WiFi(IEEE 802.11)頻帶及2.4 GHz之Bluetooth頻帶的資料服務頻帶。此等僅為無線通信裝置244可操作於之說明性通信頻帶。隨著可使用新型無線服務，預期會在將來布署額外之頻帶。無線通信裝置244可經組態以在任何合適之頻帶上操作以覆蓋所關心之任何現有或新型無線服務。若需要，則可在無線通信裝置244中提供多個天線以覆蓋更多頻帶，或一或多個天線可設有寬頻寬諧振元件以覆蓋所關心之多個通信頻帶。使用覆蓋所關心之多個通信頻帶之寬頻天線設計的一優勢在於，此類型之方法使得能夠減少裝置複雜性及成本且最小化掌上型裝置內之分配給天線結構的體積。

當意欲在不提供許多個別天線或使用可調諧天線配置之情況下覆蓋相對較大範圍之頻率時，可使用寬頻設計以用於無線通信裝置244中之一或多個天線。若需要，則可使寬頻天線設計可調諧以擴大其頻寬覆蓋或可結合額外天線進行使用。然而，大體而言，寬頻設計趨於減少或消除對多個天線及可調諧組態之需要。下文中進一步參看圖12至圖16更詳細地描述可有利地與本發明之掌上型裝置整合之寬頻天線的例示性實施例。

由於諸如連接器、顯示器及PCB之電子組件通常含有大量金屬(例如，在顯示器及PCB之情形中作為射頻屏蔽)，故需要考慮此等組件相對於裝置100中之天線元件的位 置。裝置之天線元件及電子組件的適當選定之位置可允許掌上型電子裝置100之天線恰當地發揮作用而不會被電子組件所擾亂。

可能意欲將天線安置在掌上型裝置之基座處以(例如)減少比吸收率(SAR)。如在圖1中由埠120所描繪，亦可能意欲將連接器安置在掌上型裝置之基座處，該連接器提供與外部附件及其他裝置之電介面。此可賦能在對接系統中對接裝置100。然而，如上文所陳述，由於連接器通常具有一傳導外罩(例如，包含金屬)，故其在裝置100之基座處與天線的接近性可導致干擾天線之恰當操作。

圖3為根據本發明之一實施例之無線掌上型裝置100的平面圖，其展示該無線裝置中之組件中之一些者的位置。如圖所示，可將電路板316安置在掌上型裝置100之上部部分中，可將電池324定位在中間部分中，且可將連接器312連同一或多個天線收納在裝置100之基座處。以參考數字320來標記之區域指示一或多個天線之諧振元件可定位之區域。區域320之形狀不必對應於天線之任何特定元件的形狀。下文中進一步參看圖12至圖16描述適合在掌上型裝置100中使用之例示性天線系統。

可使用具有傳導迹線之基板318(例如，可撓性電路)將連接器312中之電極或針腳連接至電路板316上。在圖3(其用以提供貫穿裝置100之背側(亦即，與顯示器所定位在之前側相反的側)的視圖)中，連接器312可沿著進入紙面之維度定位在天線320下方。當使用掌上型裝置100作為蜂巢式 電話時，掌上型裝置100之上部部分可能離使用者之頭部最近。因此，裝置100中之組件組態可有利地使天線保持離使用者之頭部最遠，且亦可賦能在對接系統中對接裝置100。連接器312可具有一包含諸如金屬之傳導材料的外殼。如圖所示，可在外殼之傳導材料中形成一開口314以最小化對天線操作之干擾。參看圖4、圖5A、圖5B及圖6更充分地描述連接器412之特徵。

圖4為例示性連接器412之前側的透視圖，可使用該例示性連接器412以作為圖3中之連接器312。圖6為可安裝在撓性電路612上之連接器412之背側的透視圖。連接器412之"前側"係指外部連接器可藉以與連接器412配合之側面，且連接器412之"背側"係指面向掌上型裝置100之內部的側面。圖5A展示外部連接器512之透視圖，該外部連接器512可固定至纜線之插頭組件514。外部連接器512亦可固定至其他類型之附件及媒體裝置。舉例而言，外部連接器512可整合在獨立對接台、支架或具有整合式對接能力之Hi－Fi系統中。下文中，連接器412將稱作"可攜式裝置連接器"，且外部連接器512將稱作"附件連接器"。

在圖4中，可攜式裝置連接器412可包括一包含傳導材料(例如，金屬)之相對平坦之盒形外殼422。可將若干針腳或伸長電極424安置在外殼422中，可使其沿著連接器412之前側及背側進行電連接。可藉由絕緣材料466而將該等針腳牢牢固持在適當位置上。圖6中之背側透視圖更清晰地展示了針腳424及絕緣材料466。如可見，可將針腳424定 位在形成於絕緣材料466中之垂直延伸凹槽(亦即，沿軸612)中，且可由此牢牢固持在適當位置上。在圖4之前側透視圖中，可將針腳424(不可見)定位在形成於絕緣材料466中之水平延伸凹槽(亦即，沿軸472)中。圖4中可見絕緣材料466中之凹槽的末端。

雖然圖6中之背側透視圖展示了連接器412具有特定數目個針腳，但本發明不限於如此。在一實施例中，連接器412可為具有如圖11之表格中略述之針腳配置及功能的多用途30針腳連接器。2006年9月11日申請之序號為11/519,541的申請案中更充分地描述了可有利地使掌上型裝置100與諸如USB及Fire Wire介面之不同類型介面相容的特定針腳引線(pin out)，其揭示內容以全文引用方式併入本文中。

返回參看圖4，連接器412之外殼422包含一上部外殼板422A、一下部外殼板422B及兩個側面外殼板422C及422D，由此形成一具有開放式前側及背側的盒形。在上部外殼板422A中，嚙合突出物430可定位在每一末端附近且在連接器之前部面與後部面之間延伸(亦即，沿軸472)。可藉由以成角之C形來切割頂部外殼板422A而形成嚙合突出物430中之每一者，且所得舌片可朝著外殼422之內部向內彎曲。

在圖5A中，附件連接器512可包括一外殼542，該外殼542亦為盒形且經設定大小以略小於可攜式裝置連接器412之外殼422以使得附件連接器512可經由可攜式裝置連接器 412之前部開口裝配在可攜式裝置連接器412中。附件連接器512之外殼542可包括兩個嚙合縫550，該兩個嚙合縫550在位置上對應於可攜式裝置連接器412之嚙合突出物430且長度可略大於可攜式裝置連接器412之嚙合突出物430。外殼542可包括藉由向外刻鑿外殼542之頂部外殼板來形成的凸起之彈性固持件560。

如圖5B所示，可藉由經由可攜式裝置連接器412之前部開口插入附件連接器542來匹配連接器412與512。可攜式裝置連接器412之嚙合突出物430可在插入期間充當嚙合縫550之導引件，由此確保恰當地對準兩個連接器上之針腳。當充分嚙合時，凸起之彈性固持件560可藉由壓抵住可攜式裝置連接器412之頂部外殼板422A之內部表面而將附件連接器512固持在適當位置上。外殼422可經由錨定件438而緊連在媒體裝置100之框架上且可由此接地。凸起之彈性固持件560可由傳導材料製成，且當接觸外殼422時可充當附件連接器512之接地耳片。在一實施例中，除了可攜式裝置連接器412中之開口414以外，可攜式裝置連接器412及附件連接器512分別(在結構上)類似於2004年8月17日申請且標題為"Connector"的美國專利第6,776,660號中所揭示之連接器20及40，其揭示內容出於所有目的以全文引用方式併入本文中。

對於圖5A、圖5B所描繪之連接器系統，開口414之沿維度550的大小(圖5B)可為凸起之彈性固持件560之位置所限制。在圖5A、圖5B之連接器系統的一變化形式中，凸起 之彈性固持件560可定位在附件連接器512之底側上，由此允許開口414沿維度550延伸。此將進一步減少可攜式裝置連接器412之上部外殼板422A中之金屬的量，且由此進一步減少對天線操作之干擾。在一替代性變化形式中，開口414可填充有塑膠材料或被塑膠標記所覆蓋以防止灰塵及其他環境元素經由開口414進入可攜式裝置100之內部。雖然開口414被圖示為具有矩形形狀，但其可替代性地具有其他合適之幾何形狀，諸如圓形、正方形、橢圓形、菱形、六邊形或其他多邊形狀。

根據圖10所示之又一實施例，開口可形成在外殼之上部板1022A中以及側板1022B、1022C中，其中下部板1022D仍作為均一之傳導材料片以確保對連接器進行穩固之結構支撐。可使用底部外殼板1022D以用於將連接器外殼1022固定至掌上型裝置100之框架，且底部外殼板1022D亦充當可出於將附件連接器牢牢固定在適當位置上之目的而由附件連接器之凸起之彈性固持件壓抵住的板。如圖10所示，若需要，則可在外殼頂部板1022A中形成沿維度1040之橋接區段1042以強化連接器結構。或者，可沿維度1040形成多個較薄之橋接器。在又一變化形式中，可形成沿維度1050延伸之橋接器(亦即，垂直於橋接器1042)或沿維度1040及1050延伸之橋接器。連接器外殼結構之其他變化形式可包括由牢牢耦接至金屬底部板1022D之堅固非傳導材料(例如，硬塑膠)來形成外殼上部板1022A及側板1022B、1022C，或外殼側板1022B、1022C連同下部板1022D可形 成具有形成在外殼側板1022B、1022C中之開口的連續傳導材料片，且頂部外殼板可由堅固之非傳導材料製成。熟習此項技術者可鑒於此揭示案而預見許多其他變化形式及替代形式。此外，本發明不限於圖4及圖6中所描繪之特定連接器設計，且可將其建構在具有經定位成緊鄰一或多個天線之傳導外殼的任何連接器中。

返回參看圖3，印刷電路板(PCB)(其具有附接至其上之各種IC)可形成在掌上型裝置100之上部部分中，遠離駐有天線之基座。此係有利的，因為通常圍繞PCB之傳導屏蔽遠離天線，由此防止PCB屏蔽干擾天線操作。基板318(例如，撓性電路)可包括複數個傳導迹線，該複數個傳導迹線可將連接器312之一或多個針腳與PCB 316上之電子組件電耦接。通常，基板直接穿過可攜式裝置100之中間區段在連接器與PCB之間延伸。然而，當天線定位在可攜式裝置之基座處時，基板可干擾天線之操作。根據本發明之一實施例，藉由將撓性電路排線穿過連接器之一末端(亦即，如圖3所描繪沿一端板)而不是直接自其背側排線撓性電路，可減少對天線之干擾。圖6中更清晰地展示此。

在圖6中，基板612可在可攜式裝置連接器412下方延伸且經由連接器412之端板422D延伸出。連接器412之針腳424可與撓性電路612之直接在連接器針腳下方延伸的各個傳導迹線進行電連接。當需要時，撓性電路612可包括多個迹線層。通常將各種電子組件安裝在撓性電路之頂側上。此等電子組件(其可包括電容器、電阻器及電感器)通 常具有單獨地或以集體形式圍繞其之傳導屏蔽。電子組件之傳導屏蔽若未相對於天線之位置進行恰當定位，則可能干擾天線之恰當操作。根據本發明之一實施例，可將電子組件附接至位於連接器412下方之撓性電路612的下側。圖7中更清晰地說明此。

圖7為當將連接器412安裝在撓性電路612上時，該連接器412之下側的透視圖。如圖所示，可將若干電子組件718連接至撓性電路612之背側上。一或多個傳導屏蔽物720覆蓋該等電子組件。屏蔽物720被圖示為透明的以顯示內部組件。電子組件718中之許多者可直接定位在連接器412下方，此有助於減少屏蔽物720與天線之間的干擾。

圖8展示在連接器下方延伸之撓性電路612之一部分的簡化橫截面圖。撓性電路612可包括藉由絕緣材料而彼此絕緣之多個迹線層820。可經由通道822將連接器412之針腳424電連接至撓性電路612之適當迹線。可使用(例如)焊接材料824將針腳424連接至通道822。附接至撓性電路612之下側的電子組件718可經由通道(未圖示)電連接至撓性電路之適當迹線。如圖9中進一步說明，此特定堆疊組態對於最小化對天線操作之干擾係有利的。

在圖9中，堆疊包含(自頂部至底部)天線320、連接器412、撓性電路612及電子組件718。可藉由：(1)自連接器412之外殼上移除儘可能多之傳導材料；(2)遠離天線之中心區域經由連接器之一末端排線撓性電路318；及(3)將電子組件718附接至位於連接器412下方之撓性電路612的底 側，來大大減少對天線操作之干擾。注意，圖9以及所有其他圖式中所示之各種組件的大小及尺寸以及其間之間距可能未按比例繪製且僅意欲為說明性的。

返回參看圖3，同軸電纜322可將位於可攜式裝置100之基座處的天線320與位於裝置100之頂部處的PCB 316進行電連接。同軸電纜可具有一可連接至天線320之接地端子的外部導體。通常，同軸電纜322具有一外部保護塗層。根據本發明之一實施例，可移除同軸電纜322之外部保護塗層，由此曝露電纜之外部導體。此賦能如四個連接點326所示將電纜之外部導體與裝置100之接地框架進行電連接，由此更強健地使天線之接地端子接地。可使用小於或多於四個之連接點。

將使用圖12至圖16來描述尤其適合於整合在圖3所示之裝置100之布局中的例示性天線系統。圖12展示具有一例示性天線系統之掌上型裝置100的橫截面圖。在圖12之實例中，裝置100具有一由傳導部分1212－1及塑膠部分1212－2形成之外罩。傳導部分1212－1可為任何合適之導體。藉由一合適之配置，罩殼部分1212－1由諸如衝壓304不鏽鋼之金屬製成。不鏽鋼具有高傳導性且可經拋光以成為高光面層，從而具有誘人外觀。若需要，則可使用諸如鋁、鎂、鈦、此等金屬之合金及其他金屬等的其他金屬以用於罩殼部分1212－1。

外罩部分1212－2可由介電質製成。使用介電質以用於外罩部分1212－2之一優勢在於，此使得裝置100中之天線 1254的天線諧振元件1254－1A及1254－1B能夠在無來自外罩1212之金屬側壁之干擾的情況下進行操作。藉由一合適之配置，外罩部分1212－2係由以丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物(有時稱作ABS塑膠)為主之塑膠製成的塑膠帽蓋。此等僅為裝置100之說明性外罩材料。舉例而言，裝置100之外罩可大體由塑膠或其他介電質、大體由金屬或其他導體或由任何其他合適之材料或材料組合製成。

可將諸如組件1252之組件安裝在裝置100中之一或多個電路板上。典型組件包括積體電路、LCD螢幕及使用者輸入介面按鈕。裝置100通常亦包括一電池，其可如(例如)圖3所描繪沿外罩之後部面進行安裝。亦可將收發器電路1252A及1252B安裝在諸如圖3中之PCB 316的一或多個電路板上。若需要，則可能存在更多收發器。在存在兩個天線及兩個收發器之裝置100的組態中，可使用每一收發器以經由各別天線發射射頻訊號且可使用每一收發器以經由各別天線來接收射頻訊號。舉例而言，可使用收發器1252A來發射及接收蜂巢式電話射頻訊號，且可使用收發器1252B以在通信頻帶(諸如位於2170 MHz頻帶之3G資料通信頻帶(通常稱作UMTS或全球行動電信系統)、2.4 GHz及5.0 GHz之WiFi(IEEE 802.11)頻帶、2.4 GHz之Bluetooth頻帶或1550 MHz之全球定位系統(GPS)頻帶)上發射訊號。

裝置100中之電路板可由任何合適之材料製成。藉由一說明性配置，裝置100設有多層印刷電路板。該等層中之 至少一者可具有較大之連續平坦導體區域，其形成諸如接地平面1254－2之接地平面。在典型情境中，接地平面1254－2係符合外罩1212及裝置100之大體矩形形狀的矩形且與外罩1212之矩形側向尺寸相匹配。若需要，則可將接地平面1254－2電連接至傳導外罩部分1212－1。

合適用於多層印刷電路板之電路板材料可包括浸有酚系樹脂之紙、諸如浸有環氧樹脂之纖維玻璃墊(有時稱作FR－4)的玻璃纖維增強樹脂、塑膠、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚醯亞胺及陶瓷。通常可獲得由諸如FR－4之材料製成的電路板，其成本並非極高且可藉由多個金屬層(例如，四層)來製造。亦可在裝置10中使用可使用諸如聚醯亞胺之可撓電路板材料來形成的所謂撓性電路。舉例而言，可使用撓性電路來形成天線1254之天線諧振元件。

如圖12之說明性組態所示，接地平面元件1254－2及天線諧振元件1254－1A可形成裝置100之第一天線。接地平面元件1254－2及天線諧振元件1254－1B可形成裝置100之第二天線。若需要，則除了此等兩個天線之外還可向裝置100提供其他天線。若需要，則該等額外天線可經組態以向所關心之重疊頻帶(亦即，此等天線1254中之一者操作於之頻帶)提供額外增益，或其可被用以在所關心之不同頻帶(亦即，在天線1254之範圍外的頻帶)中提供覆蓋。或者，可僅使用一天線(例如，接地平面元件1254－2及諧振元件1254－1B)。如圖12中所示，諧振元件1256A及1256B可定位在掌上型裝置100之基座處，連接器(未圖示)亦定位在該基 座處。連接器可經定向以使得連接器外殼之傳導材料中的開口(例如，圖3中之開口314)將面向諧振元件1256A及1256B以便減少對諧振元件1256A及1256B之操作的干擾。

可使用任何合適之傳導材料來形成天線中之接地平面元件1254－2及諧振元件1254－1A與1254－1B。適用於天線之傳導材料的實例包括諸如銅、黃銅、銀及金之金屬。若需要，則亦可使用金屬以外之導體。天線1254中之傳導元件通常較薄(例如，約0.2 mm)。

可以一或多個積體電路及相關聯之離散組件(例如，過濾組件)的形式來提供收發器電路1252A及1252B(亦即，圖2之方塊244中的收發器電路)。此等收發器電路可包括一或多個發射器積體電路、一或多個接收器積體電路、切換電路、放大器等。收發器電路1252A與1252B可同時操作(例如，一者可進行發射而另一者進行接收，兩者可同時進行發射或兩者可同時進行接收)。

每一收發器可具有一相關聯之同軸電纜或其他傳輸線，在其上傳送所發射及接收之射頻訊號。如圖12之實例中所示，可使用傳輸線1256A(例如，同軸電纜)來互連收發器1252A與天線諧振元件1254－1A且可使用傳輸線1256B(例如，同軸電纜)來互連收發器1252B與天線諧振元件1254－1B。藉由此類型之組態，收發器1252B可處理在由諧振元件1254－1B及接地平面1254－2所形成之天線上的WiFi傳輸，而收發器1252A可處理在由諧振元件1254－1A及接地平面1254－2所形成之天線上的蜂巢式電話傳輸。一或兩個傳 輸線1256A及1256B可為同軸電纜，其中其外部保護塗層被移除以曝露電纜之外部導體。類似於圖3之同軸電纜322，此賦能同軸電纜之外部導體(通常連接至天線之接地端子上)電連接至外罩之傳導部分1212－1上，由此提供更為強健(亦即，電阻較小)之接地路徑。

圖13中展示說明性裝置100之俯視圖。如圖所示，可在各別傳輸線1356A及1356B上將諸如收發器1352A及收發器1352B之收發器電路與天線諧振元件1354－1A及1354－1B互連。接地平面1354－2可具有大體矩形形狀(亦即，接地平面1354－2之側向尺寸可與裝置100之側向尺寸相匹配)。接地平面1354－2可由一或多個印刷電路板導體、傳導外罩部分(例如，圖12之外罩部分1212－1)或任何其他合適之傳導結構形成。連接器(未圖示)將直接定位在諧振元件1354－1A及1354－1B下方，其中連接器外殼之傳導材料中的開口面向諧振元件。

可以任何合適之形狀來形成天線諧振元件1354－1A與1354－1B及接地平面1354－2。藉由一說明性配置，天線1354中之一者(亦即，由諧振元件1354－1A形成之天線)至少部分基於平坦倒F型天線(PIFA)結構，且另一天線(亦即，由諧振元件1354－1B形成之天線)係基於平坦條帶組態。雖然本文中將此實施例作為一實例來描述，但若需要，則可使用任何其他合適形狀以用於諧振元件1354－1A及1354－1B。

圖14中展示可在裝置100中使用之說明性PIFA結構。如 圖所示，PIFA結構1454可具有接地平面部分1454－2及平坦諧振元件部分1454－1。使用正訊號及接地訊號來饋入天線。天線之被提供正訊號的部分有時稱作天線之正端子或饋入端子。此端子有時亦稱作天線之訊號端子或中心導體端子。天線之被提供接地訊號的部分可稱作天線之接地端、天線之接地端子、天線之接地平面等。在天線1454中，使用饋入導體1458將正天線訊號自訊號端子1460路由至天線諧振元件1454－1內。接地端子1462短接至形成天線之接地端的接地平面1454－2。

諸如天線1454之PIFA天線中之接地平面的尺寸大體經設定大小以與裝置100之外罩所允許的最大大小相符。天線接地平面1454－2之形狀可為矩形，其具有在側向維度1468上之寬度W及在側向維度1466上之長度L。天線1454之在維度1466上的長度影響其操作頻率。維度1468及1466有時稱作水平維度。諧振元件1454－1通常沿垂直維度1464與接地平面1454－2隔開數毫米。天線1454之在維度1464上的大小有時稱作天線1454之高度H。

圖15中展示圖14之PIFA天線1454的橫截面圖。如圖所示，可使用訊號端子1460及接地端子1462將射頻訊號饋入天線1454(當發射時)且可接收來自天線1454之射頻訊號(當接收時)。在典型配置中，同軸導體或其他傳輸線之中心導體電連接至點1460且其接地導體電連接至點1462。

圖14及圖15之天線1454在維度1464上的高度H受限於諧振元件1454－1A與接地平面1454－2之間的近場耦合量。對 於特定天線頻寬及增益，不可能減少高度H而不對效能產生不利影響。在所有其他變數相等之情況下，降低高度H將導致天線1454之頻寬及增益減少。

如圖16所示，可藉由在天線諧振元件1654－1A下方之區域中引入開口1670來減少PIFA天線之最小垂直尺寸，同時仍滿足最小頻寬及增益約束。開口1670可填充有塑膠或任何其他合適之介電質。可在接地平面1654－2中形成多個較小之開口而不是一個較大之開口。此等開口可為正方形、圓形、橢圓形、多邊形或其他幾何形狀，且可延伸穿過緊鄰接地平面1654－2之相鄰傳導結構。藉由圖16所示之一合適配置，開口1670為矩形且形成一槽。該槽可為任何合適之大小。舉例而言，如自圖13之俯視方向看到，該槽可略小於諧振元件1354－1A及1354－2之最外部矩形輪廓。典型之諧振元件側向尺寸為約0.5 cm至10 cm。

槽1670之存在減少了諧振元件1654－1A與接地平面1654－2之間的近場電磁耦合，且允許垂直維度1664上之高度H小於原本可能之高度，同時滿足給定之頻寬及增益約束集合。舉例而言，高度H可在1 mm至5 mm之範圍內，可在2 mm至5 mm之範圍內，可在2 mm至4 mm之範圍內，可在1 mm至3 mm之範圍內，可在1 mm至4 mm之範圍內，可在1 mm至10 mm之範圍內，可小於10 mm，可小於4 mm，可小於3 mm，可小於2 mm，或可在接地平面元件1654－2上方的任何其他合適的垂直位移範圍中。

若需要，則可使用接地平面1654－2之含有槽1670的部分 來形成槽孔天線。可與PIFA結構同時使用槽孔天線結構以形成混合天線1654。藉由操作天線1654以使其表現出PIFA操作特徵及槽孔天線操作特徵，天線效能可得以改良。

發明者Robert W.Schlub等人之在2007年1月4日申請之標題為"Handheld Electronic Devices with Isolated Antennas"的共同受讓之專利申請案序號第11/650,071號中更充分地描述了圖12至圖16所描繪之例示性天線系統及適合與圖3所示之特定裝置布局進行整合的其他例示性天線系統，其揭示內容以全文引用方式併入本文中。發明者Robert J.Hiu等人之在2007年1月4日申請之標題為"Antennas for Handheld Electronic Devices"的共同受讓之專利申請案序號第11/650,187號中描述了亦適合與圖3所示之特定裝置布局進行整合的其他例示性天線系統，其揭示內容以全文引用方式併入本文中。

上文僅說明本發明之原理，且在不偏離本發明之範疇及精神的前提下，熟習此項技術者可鑒於本揭示內容作出多種改變。

100‧‧‧掌上型電子裝置/掌上型裝置/媒體裝置

112‧‧‧外罩

116‧‧‧顯示器/螢幕/顯示器螢幕

118‧‧‧使用者輸入控制裝置/使用者輸入介面

119‧‧‧按鈕

120‧‧‧匯流排連接器/埠

121‧‧‧插口

122‧‧‧前部面/頂面

123‧‧‧按鈕

234‧‧‧儲存器

236‧‧‧處理電路

238‧‧‧輸入輸出裝置

240‧‧‧使用者輸入裝置/使用者輸入輸出裝置

242‧‧‧顯示器及音訊裝置

244‧‧‧無線通信裝置/方塊

246‧‧‧附件

248‧‧‧計算設備

250‧‧‧路徑

312‧‧‧連接器

314‧‧‧開口

316‧‧‧印刷電路板

318‧‧‧撓性電路/基板

320‧‧‧天線/區域

322‧‧‧同軸電纜

324‧‧‧電池

326‧‧‧連接點

412‧‧‧連接器

414‧‧‧開口

422‧‧‧盒形外殼

422A‧‧‧上部外殼板

422B‧‧‧下部外殼板

422C‧‧‧側面外殼板

422D‧‧‧端板/側面外殼板

424‧‧‧針腳/伸長電極

430‧‧‧嚙合突出物

438‧‧‧錨定件

466‧‧‧絕緣材料

472‧‧‧軸

512‧‧‧附件連接器

514‧‧‧插頭組件

542‧‧‧外殼

550‧‧‧維度/嚙合縫

560‧‧‧凸起之彈性固持件

612‧‧‧基板

718‧‧‧電子組件

720‧‧‧屏蔽物

820‧‧‧迹線層

822‧‧‧通道

824‧‧‧焊接材料

1022‧‧‧連接器外殼

1022A‧‧‧外殼上部板/外殼頂部板

1022B‧‧‧側板

1022C‧‧‧側板

1022D‧‧‧下部板/底部外殼板/金屬底部板

1040‧‧‧維度

1042‧‧‧橋接器/橋接區段

1050‧‧‧維度

1212－1‧‧‧傳導部分/罩殼部分/傳導外罩部分

1212－2‧‧‧塑膠部分

1252‧‧‧組件

1252A‧‧‧收發器電路/收發器

1252B‧‧‧收發器電路/收發器

1254‧‧‧天線

1254－1A‧‧‧諧振元件

1254－1B‧‧‧天線諧振元件

1254－2‧‧‧接地平面/接地平面元件

1256A‧‧‧諧振元件/傳輸線

1256B‧‧‧諧振元件/傳輸線

1352A‧‧‧收發器

1352B‧‧‧收發器

1354‧‧‧天線

1354－1A‧‧‧天線諧振元件

1354－1B‧‧‧天線諧振元件

1354－2‧‧‧接地平面

1356A‧‧‧傳輸線

1356B‧‧‧傳輸線

1454‧‧‧PIFA結構

1454－1A‧‧‧諧振元件部分

1454－2‧‧‧接地平面部分

1458‧‧‧饋入導體

1460‧‧‧訊號端子/點

1462‧‧‧接地端子/點

1464‧‧‧維度

1466‧‧‧維度

1468‧‧‧維度

1654‧‧‧混合天線

1654－1A‧‧‧天線諧振元件

1654－2‧‧‧接地平面

1664‧‧‧維度

1670‧‧‧開口/槽

H‧‧‧高度

L‧‧‧長度

W‧‧‧寬度

圖1係根據本發明之一實施例之無線掌上型裝置的透視圖；圖2為根據本發明之一實施例之無線掌上型裝置的示意圖；圖3為根據本發明之一實施例之無線掌上型裝置之內部部分的平面圖； 圖4為根據本發明之一實施例之例示性行動裝置連接器之前側的透視圖；圖5A及圖5B分別為一附件連接器之透視圖，且該附件連接器與根據本發明之一實施例的圖4所示之行動裝置連接器進行匹配；圖6展示根據本發明之一實施例的安裝在撓性電路上之例示性行動裝置連接器之背側的透視圖。圖7展示根據本發明之一實施例的圖6之連接器及撓性電路總成之下側的透視圖；圖8為根據本發明之一實施例的在行動裝置連接器下方延伸之撓性電路之一部分的橫截面圖；圖9為展示根據本發明之一實施例的天線、連接器、撓性電路及電子組件之相對位置的橫截面圖；圖10為根據本發明之一實施例之行動裝置連接器外殼的透視圖；圖11展示圖4中之連接器412之例示性針腳配置；圖12為根據本發明之一實施例的具有天線系統之說明性掌上型電子裝置的橫截面側視圖；圖13為根據本發明之一實施例之說明性掌上型電子裝置的示意俯視圖，該說明性掌上型電子裝置含有可藉由各別傳輸線而耦接至兩個相關聯之天線諧振元件的兩個射頻收發器；圖14為根據本發明之一實施例之說明性平坦倒F型天線(PIFA)的透視圖，該說明性平坦倒F型天線(PIFA)可適於與 圖3之裝置進行整合；圖15為根據本發明之一實施例的具有圖14所示之類型之說明性平坦倒F型天線的橫截面側視圖；且圖16為根據本發明之一實施例之說明性平坦倒F型天線的透視圖，其中可移除位於天線之諧振元件下方的天線之接地平面之一部分以形成一槽。

412‧‧‧連接器

414‧‧‧開口

422‧‧‧盒形外殼

422A‧‧‧上部外殼板

422B‧‧‧下部外殼板

422C‧‧‧側面外殼板

422D‧‧‧端板/側面外殼板

430‧‧‧嚙合突出物

438‧‧‧錨定件

466‧‧‧絕緣材料

472‧‧‧軸

Claims (27)

1. 一種掌上型裝置，其包含：安置在該掌上型裝置之一基座處的一或多個天線；及一連接器，其安置在該掌上型裝置之該基座處且經組態以與一或多個外部附件耦接，該連接器具有一包含一傳導材料之外殼，其中該連接器外殼包括位於該傳導材料之一部分中的至少一開口以減少該連接器外殼與該或該等天線之間的電磁干擾。
2. 如請求項1之掌上型裝置，其中位於該傳導材料之一部分中的該至少一開口位於該連接器外殼之一面向該或該等天線的側面上。
3. 如請求項1之掌上型裝置，其中該連接器外殼包括一上部板、一下部板及兩個側板，其中該上部板在該下部板與該或該等天線之間延伸，且其中該傳導材料之一部分中的該或該等開口位於該上部板中。
4. 如請求項3之掌上型裝置，其中沿該連接器外殼之每一端板的該傳導材料包括至少一開口。
5. 如請求項3之掌上型裝置，其進一步包含一撓性電路，該撓性電路經組態以與該連接器之沿該連接器外殼之該下部板的一或多個針腳進行電接觸，該撓性電路沿該兩個側板中之一者自該連接器下方延伸出。
6. 如請求項3之掌上型裝置，其進一步包含：一撓性電路，其與該連接器之沿該連接器外殼之該下部板的一或多個針腳進行電接觸；及 耦接至該直接位於該連接器下方之撓性電路的複數個電子組件，藉此該或該等天線在該連接器上延伸，該連接器在該撓性電路上延伸，且該撓性電路在該等電子組件上延伸。
7. 如請求項1之掌上型裝置，其中該至少一開口被一非傳導材料所覆蓋。
8. 如請求項1之掌上型裝置，其中該連接器經組態以有助於在一對接系統中對該掌上型裝置進行對接。
9. 如請求項1之掌上型裝置，其中該連接器定位在該或該等天線與該掌上型裝置之一前部面之間，一小鍵盤定位於該前部面處。
10. 如請求項1之掌上型裝置，其中該掌上型裝置經組態以使得當使用其作為一蜂巢式電話時，該掌上型裝置之該基座遠離使用者之頭部。
11. 如請求項1之掌上型裝置，其進一步包含：一傳導框架；一電路板；及一同軸電纜，其經組態以將該或該等天線與該電路板上之一或多個電子組件進行電耦接，其中該同軸電纜具有一沿該同軸電纜之至少一預定長度曝露的外部導體，該同軸電纜之該外部導體電連接至該傳導框架。
12. 一種掌上型裝置，其包含：安置在該掌上型裝置之一基座處的一或多個天線；一連接器，其安置在該掌上型裝置之該基座處且經組 態以與一或多個外部附件耦接，該連接器具有一包含一傳導材料之外殼，該連接器外殼具有一上部板、一下部板及兩個側板；及一基板，其經組態以在該連接器之一或多個針腳與安置在該掌上型裝置中之至少一電子組件之間提供電連接，其中該基板在該下部板下方且沿該兩個側板中之一者延伸出。
13. 如請求項12之掌上型裝置，其中該連接器經組態以有助於在一對接系統中對該掌上型裝置進行對接。
14. 如請求項12之掌上型裝置，其中該連接器定位在該或該等天線與該掌上型裝置之一前部面之間，一小鍵盤定位於該前部面處。
15. 如請求項12之掌上型裝置，其中該掌上型裝置經組態以使得當使用其作為一蜂巢式電話時，該掌上型裝置之該基座遠離使用者之頭部。
16. 如請求項12之掌上型裝置，其中該基板為一具有多層互連迹線之撓性電路。
17. 如請求項12之掌上型裝置，其進一步包含耦接至該連接器正下方之基板上的複數個電子組件，藉此該或該等天線在該連接器上延伸，該連接器在該基板上延伸，且該基板在該等電子組件上延伸。
18. 如請求項12之掌上型裝置，其進一步包含：一傳導框架； 一電路板；及一同軸電纜，其經組態以將該或該等天線與該電路板上之一或多個電子組件進行電耦接，其中該同軸電纜具有一沿該同軸電纜之至少一預定長度曝露的外部導體，該同軸電纜之該外部導體電連接至該傳導框架。
19. 如請求項12之掌上型裝置，其中該上部板在該下部板與該或該等天線之間延伸，且其中該連接器外殼包括沿該上部板位於該傳導材料中的至少一開口以減少該連接器外殼與該或該等天線之間的電磁干擾。
20. 一種掌上型裝置，其包含：安置在該掌上型裝置之一基座處的一或多個天線；一連接器，其安置在該掌上型裝置之該基座處且經組態以與一或多個外部附件耦接；一基板，其經組態以在該連接器之一或多個針腳與安置在該掌上型裝置中之至少一電子組件之間提供電連接；及複數個電子組件，其耦接至該基板以使得該連接器在該複數個電子組件與該或該等天線之間延伸。
21. 如請求項20之掌上型裝置，其中該連接器經組態以有助於在一對接系統中對該掌上型裝置進行對接。
22. 如請求項20之掌上型裝置，其中該連接器定位在該或該等天線與該掌上型裝置之一前部面之間，一小鍵盤定位於該前部面處。
23. 如請求項20之掌上型裝置，其中該掌上型裝置經組態以 使得當使用其作為一蜂巢式電話時，該掌上型裝置之該基座遠離使用者之頭部。
24. 如請求項20之掌上型裝置，其中該基板為一具有多層互連迹線之撓性電路。
25. 如請求項20之掌上型裝置，其中該或該等天線在該連接器上延伸，該連接器在該基板之一部分上延伸，且該基板在該等電子組件上延伸。
26. 如請求項20之掌上型裝置，其進一步包含：一傳導框架；一電路板；及一同軸電纜，其經組態以將該或該等天線與該電路板上之一或多個電子組件進行電耦接，其中該同軸電纜具有一沿該同軸電纜之至少一預定長度曝露的外部導體，該同軸電纜之該外部導體電連接至該傳導框架。
27. 如請求項20之掌上型裝置，其中該連接器具有一包含一傳導材料之外殼，該連接器外殼具有一上部板、一下部板及兩個側板，該上部板在該下部板與該或該等天線之間延伸，且其中該連接器外殼包括沿該上部板位於該傳導材料中的至少一開口以減少該連接器外殼與該或該等天線之間的電磁干擾。