TWI398988B - 手持裝置及其平面ｌ型天線 - Google Patents

Description

手持裝置及其平面L型天線

本發明是有關於一種手持裝置，且特別是有關於一種手持裝置的平面L型天線。

一般手機上全球定位系統(Global Positioning System，GPS)天線的收訊品質，很容易受到手機上其它零組件的影響。當然天線的淨空區(Clearance Area)也是其中的一個主要因素。目前業界常用的天線主要分為兩種類型，一種是平面倒F型天線(Planar Inverted F Antenna，PIFA)，另一種為迴路型天線(Loop Antenna)。以下配合圖式進行說明。

圖1是習知的一種PIFA的示意圖。請參照圖1，PIFA 31配置於系統接地面11上，且電性連接饋入點41(Feed Point)與接地點42(Ground Point)。物件21配置於PIFA 31與系統接地面11之間。物件21例如是揚聲器、電池或連接器...等。

值得注意的是，PIFA 31所需的淨空區雖然較小，但收訊品質卻容易受物件21的影響。在模擬數據中，訊號的頻率為1575MHz，平均增益(Average Gain)=-6.63dBi，效率(Efficiency)=21.72%。

圖2是習知的一種迴路型天線(Loop Antenna)的示意圖。請參照圖2，迴路型天線51配置於系統接地面11上，且電性連接饋入點41與接地點42。物件21配置於迴路型天線51與系統接地面11之間。

值得注意的是，迴路型天線51收訊品質較不容易受物件21的影響，但迴路型天線51所需的淨空區較大，無形中會佔掉手機中許多原本可用的空間，在整體結構設計上會造成不便。在模擬數據中，訊號的頻率為1575MHz，平均增益=-5.88dBi，效率=25.82%。

本發明提供一種於手持裝置的平面L型天線，可減小天線的收訊品質受物件的干擾。

本發明提供一種手持裝置，可改善天線的收訊品質。

本發明提出一種用於手持裝置的平面L型天線，其包括第一區段與第二區段。第一區段具有兩側邊緣互相對稱的第一圖案化開口。第一區段的中線與第一圖案化開口的中線重合。第一圖案化開口沿第一區段的中線貫穿第一區段，藉以分離第一區段的第一部份與第二部份。第二區段連接第一區段的第一部份與第二部份，具有兩側邊緣互相對稱的第二圖案化開口。第二圖案化開口連通第一圖案化開口。第一圖案化開口的中線與第二圖案化開口的中線互相垂直。平面L型天線與手持裝置的系統接地面之間存在至少一物件。

在本發明的一實施例中，第一圖案化開口的寬度大於等於第二圖案化開口的寬度。在另一實施例中，第一圖案化開口的長度等於第二圖案化開口的長度。在又一實施例中，第一圖案化開口的寬度小於第一區段的1/3寬度。

在本發明的一實施例中，第二圖案化開口的寬度小於第二區段的1/3寬度。在另一實施例中，第二區段的面積大於等於(不小於)第一區段的面積。

在本發明的一實施例中，第一區段的第一部份與第二部份分別連接系統接地面的饋入點與接地點。在另一實施例中，第二圖案化開口沒有貫穿第二區段。在又一實施例中，第一區段的中線與第二區段的中線彼此垂直。

在本發明的一實施例中，第一區段與第二區段一體成形。在另一實施例中，物件為揚聲器、電池或連接器。

從另一角度來看，本發明提出一種手持裝置，包括系統接地面、物件以及前述平面L型天線。物件存在於平面L型天線與系統接地面之間。

基於上述，本發明的平面L型天線具有兩側邊緣互相對稱的圖案化開口，可改善天線的收訊品質。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

習知PIFA收訊品質卻容易受物件的影響，而迴路型天線所需的淨空區很大。

反觀，本發明的實施例的天線以PIFA為基本架構，並在其上劃出兩個圖案化開口，例如是細長槽(Slot)或細長縫(Slit)，使天線另具有迴路型天線之特性。上述兩圖案化開口以對稱為主，而天線本身亦為對稱之型式，如此更可增加迴路型天線之特性。

上述天線同時具有PIFA與迴路型天線之優點，其中PIFA天線所需的淨空區不必太大，故可在其週遭環境(上下部份)放置其它物件，以節省空間；迴路型天線之特性對於物件之抵抗性較強。如此一來不但可維持天線之收訊品質，週遭環境又可放置其他必要之零組件，不但可縮小手持裝置的體積，又不會使天線收訊不良。下面將參考附圖詳細闡述本發明的實施例，附圖舉例說明了本發明的示範實施例，其中相同標號指示同樣或相似的元件。

圖3是依照本發明的第一實施例的一種手持裝置及其平面L型天線的示意圖。請參照圖3，手持裝置可包括系統接地面11、物件21與平面L型天線61。手持裝置例如是行動電話、導航裝置、個人數位助理...等，但本發明並不以此為限。物件21例如是揚聲器、電池或連接器...等，但本發明並不以此為限。物件21配置於系統接地面11與平面L型天線61之間。平面L型天線61包括區段71與72。

區段71具有兩側邊緣互相對稱的圖案化開口91。區段71的中線(未繪示)與圖案化開口91的中線(未繪示)重合。圖案化開口91沿區段71的中線貫穿區段71，藉以分離區段71的部份81與82。

區段72連接區段71的部份81與82。區段72具有兩側邊緣互相對稱的圖案化開口92。圖案化開口92連通圖案化開口91。圖案化開口91的中線與圖案化開口92的中線(未繪示)互相垂直。區段71的中線與區段72的中線彼此垂直。

區段71的部份81與82分別連接系統接地面11的饋入點41與接地點42。圖案化開口92沒有貫穿區段72。因此，饋入點41的訊號可透過區段71的部分81、區段72、區段71的部分82而傳遞至接地點42。

圖案化開口91與92使平面L型天線61具備迴路型天線的特性，可有效降低物件21對收訊的干擾。

在本實施例中，區段71的部分81的寬度x1等於區段71的部分82的寬度x2。區段72的第一部份的寬度x4等於區段72的第二部份的寬度x5。區段71的寬度x7不大於區段72的寬度x8。區段71的長度x12等於區段72的長度x11。

承上述，圖案化開口91的寬度x3等於圖案化開口92的寬度x6。圖案化開口91的長度x10等於圖案化開口92的長度x9。圖案化開口91的寬度x3小於區段71的1/3寬度x7。圖案化開口92的寬度x6小於區段72的1/3寬度x8。

值得注意的是，區段71與72的面積大於圖案化開口91與92的面積，可使平面L型天線61具備PIFA的特性。在理想情況下，希望使區段72的面積等於區段71的面積，但在某些特殊狀況下，例如空間不足而考量到相關元件之配置關係，則可使區段72的面積略大於區段71的面積，則可有效強化PIFA的特性，更具體地說可有效增加訊號的增益。本實施例的平面L型天線61同時具備了PIFA的特性與迴路型天線的特性，因此不但可降低物件21對收訊的干擾，而且還可增加訊號的增益。

在本實施例的模擬數據中，訊號的頻率為1575MHz，平均增益=-4.91dBi，效率=32.25%。

雖然上述實施例中已經對手持裝置及其平面L型天線描繪出了一個可能的型態，但所屬技術領域中具有通常知識者應當知道，各廠商對於手持裝置及其平面L型天線的設計都不一樣，因此本發明的應用當不限制於此種可能的型態。換言之，只要是平面L型天線具有兩側邊緣互相對稱的圖案化開口，就已經是符合了本發明的精神所在。以下再舉幾個實施例以便本領域具有通常知識者能夠更進一步的了解本發明的精神，並實施本發明。

熟習本領域技術者可依其需求改變天線的各項尺寸，例如x1～x9。以下作更詳細的說明。

在第一實施例中，圖案化開口91的寬度x3等於圖案化開口92的寬度x6，且小於區段71的1/3寬度x7，但本發明並不以此為限。舉例來說，圖4是依照本發明的第二實施例的一種手持裝置及其平面L型天線的示意圖。第二實施例的平面L型天線62與第一實施例的平面L型天線61相類似。需注意的是，在平面L型天線62中，圖案化開口91的寬度x3大於圖案化開口92的寬度x6，且等於區段71的1/3寬度x7(亦等於第一部份的寬度x1)。更具體地說，圖案化開口91的寬度x3可介於0.8～1.4mm，例如是1mm。圖案化開口92的寬度x6可介於0.4～0.7mm，例如是0.5mm。如此亦可達成與第一實施例相類似的功效。

另外，在第一實施例中，圖案化開口92的長度x9等於圖案化開口91的長度x10，但本發明並不以此為限。舉例來說，圖5是依照本發明的第三實施例的一種手持裝置及其平面L型天線的示意圖。第三實施例的平面L型天線63與第一實施例的平面L型天線61相類似。需注意的是，在平面L型天線63中，圖案化開口92的長度x9大於圖案化開口91的長度x10。如此亦可達成與第一實施例相類似的功效。

此外，在第一實施例中，圖案化開口91與圖案化開口92的形狀僅是一種選擇實施例，本發明並不以此為限。舉例來說，圖6是依照本發明的第四實施例的一種手持裝置及其平面L型天線的示意圖。第四實施例的平面L型天線64與第一實施例的平面L型天線61相類似。需注意的是，在平面L型天線64中，圖案化開口92非長條型。如此亦可達成與第一實施例相類似的功效。若物件21為揚聲器，大面積的圖案化開口92也可作為出音孔，提供良好的出音效果。

又例如，圖7是依照本發明的第五實施例的一種手持裝置及其平面L型天線的示意圖。第五實施例的平面L型天線65與第四實施例的平面L型天線64相類似。不同之處在於圖案化開口92的形狀。

另外，圖8是依照本發明的第六實施例的一種手持裝置及其平面L型天線的示意圖。第六實施例的平面L型天線66與第四實施例的平面L型天線64相類似。不同之處在於圖案化開口92的形狀，如此亦可達成與第四實施例類似的功效。

另一方面，熟習本領域技術者亦可依其需求改變圖案化開口91的形狀。例如圖9是依照本發明的第七實施例的一種手持裝置及其平面L型天線的示意圖。第七實施例的平面L型天線67與第一實施例的平面L型天線61相類似。不同之處在於圖案化開口91的形狀。如此亦可達成與第一實施例類似的功效。

另外，上述實施例中，饋入點41與接地點42的位置也可以對調。

上述天線技術可應用至GPS、藍芽(Bluetooth)或無線網路系統(Wireless Fidelity，WiFi)。

綜上所述，本發明的平面L型天線具有兩側邊緣互相對稱的圖案化開口，使平面L型天線具有迴路型天線的特性。另外平面L型天線的面積大於圖案化開口的面積，使平面L型天線具有PIFA的特性。如此一來可降低天線的收訊品質受存在於天線與系統接地面之間的物件之干擾，亦可有效改善天線的收訊品質。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

11．．．系統接地面

21．．．物件

31．．．PIFA

41．．．饋入點

42．．．接地點

51．．．迴路型天線

61～67．．．平面L型天線

71、72．．．區段

81、82．．．部份

91、92．．．圖案化開口

x1～x12．．．尺寸參數

圖1是習知的一種PIFA的示意圖。

圖2是習知的一種迴路型天線的示意圖。

圖3是依照本發明的第一實施例的一種手持裝置及其平面L型天線的示意圖。

圖4是依照本發明的第二實施例的一種手持裝置及其平面L型天線的示意圖。

圖5是依照本發明的第三實施例的一種手持裝置及其平面L型天線的示意圖。

圖6是依照本發明的第四實施例的一種手持裝置及其平面L型天線的示意圖。

圖7是依照本發明的第五實施例的一種手持裝置及其平面L型天線的示意圖。

圖8是依照本發明的第六實施例的一種手持裝置及其平面L型天線的示意圖。

圖9是依照本發明的第七實施例的一種手持裝置及其平面L型天線的示意圖。

11．．．系統接地面

21．．．物件

41．．．饋入點

42．．．接地點

61．．．平面L型天線

71、72．．．區段

81、82．．．部份

91、92．．．圖案化開口

x1～x12．．．尺寸參數

Claims (20)

1. 一種用於手持裝置的平面L型天線，包括：一第一區段，具有兩側邊緣互相對稱的一第一圖案化開口，該第一區段的中線與該第一圖案化開口的中線重合，該第一圖案化開口沿該第一區段的中線貫穿該第一區段，藉以分離該第一區段的第一部份與第二部份；一第二區段，連接該第一區段的第一部份與第二部份，具有兩側邊緣互相對稱的一第二圖案化開口，該第二圖案化開口連通該第一圖案化開口，該第一圖案化開口的中線與該第二圖案化開口的中線互相垂直；其中該平面L型天線與該手持裝置的一系統接地面之間存在至少一物件；以及其中該第一區段的第一部份與第二部份分別連接該系統接地面的一饋入點與一接地點，以及該平面L型天線透過從該第一區段的第一部分至該第一區段的第二部分的一電流路徑來產生迴路天線的特性。
2. 如申請專利範圍第1項所述的平面L型天線，其中該第一圖案化開口的寬度大於等於該第二圖案化開口的寬度。
3. 如申請專利範圍第1項所述的平面L型天線，其中該第一圖案化開口的長度等於該第二圖案化開口的長度。
4. 如申請專利範圍第1項所述的平面L型天線，其中該第一圖案化開口的寬度小於該第一區段的1/3寬度。
5. 如申請專利範圍第1項所述的平面L型天線，其中該第二圖案化開口的寬度小於該第二區段的1/3寬度。
6. 如申請專利範圍第1項所述的平面L型天線，其中該第二區段的面積不小於該第一區段的面積。
7. 如申請專利範圍第1項所述的平面L型天線，其中該第二圖案化開口沒有貫穿該第二區段。
8. 如申請專利範圍第1項所述的平面L型天線，其中該第一區段的中線與該第二區段的中線彼此垂直。
9. 如申請專利範圍第1項所述的平面L型天線，其中該第一區段與該第二區段一體成形。
10. 如申請專利範圍第1項所述的平面L型天線，其中該物件為揚聲器、電池或連接器。
11. 一種手持裝置，包括：一系統接地面；一平面L型天線，配置於該系統接地面的上方，包括：一第一區段，具有兩側邊緣互相對稱的一第一圖案化開口，該第一區段的中線與該第一圖案化開口的中線重合，該第一圖案化開口沿該第一區段的中線貫穿該第一區段，藉以分離該第一區段的一第一部份與一第二部份；以及一第二區段，連接該第一部份與該第二部份，具有兩側邊緣互相對稱的一第二圖案化開口，該第二圖案化開口連通該第一圖案化開口，該第一圖案化開口的中線與該第二圖案化開口的中線互相垂直；以及 至少一物件，存在於該平面L型天線與該系統接地面之間，其中，系統接地面包括一饋入點與一接地點，該第一區段的第一部份與第二部份分別連接該系統接地面的該饋入點與該接地點，以及該平面L型天線透過從該第一區段的第一部分至該第一區段的第二部分的一電流路徑來產生迴路天線的特性。
12. 如申請專利範圍第11項所述的手持裝置，其中該第一圖案化開口的寬度大於等於該第二圖案化開口的寬度。
13. 如申請專利範圍第11項所述的手持裝置，其中該第一圖案化開口的長度等於該第二圖案化開口的長度。
14. 如申請專利範圍第11項所述的手持裝置，其中該第一圖案化開口的寬度小於該第一區段的1/3寬度。
15. 如申請專利範圍第11項所述的手持裝置，其中該第二圖案化開口的寬度小於該第二區段的1/3寬度。
16. 如申請專利範圍第11項所述的手持裝置，其中該第二區段的面積不小於該第一區段的面積。
17. 如申請專利範圍第11項所述的手持裝置，其中該第二圖案化開口沒有貫穿該第二區段。
18. 如申請專利範圍第11項所述的手持裝置，其中該第一區段的中線與該第二區段的中線彼此垂直。
19. 如申請專利範圍第11項所述的手持裝置，其中該第一區段與該第二區段一體成形。
20. 如申請專利範圍第11項所述的手持裝置，其中該物件為揚聲器、電池或連接器。