TWI455403B - 行動通訊裝置 - Google Patents

Description

行動通訊裝置

所屬之技術領域係為一種行動通訊裝置，為一種其內建無線廣域網路(WWAN,wireless wide area network)天線與可配置能量傳輸元件的接地面整合之行動通訊裝置。

隨著無線通訊技術的快速發展，使得行動通訊裝置的功能越來越多樣化，行動通訊裝置的輕、薄、短、小以及多功能的整合便成為重要的設計目標之一。

在行動通訊裝置中，為了能得到縮小化以及薄型化之天線設計，並同時獲得寬頻之天線操作頻寬，已知的技術為將天線輻射體直接配置於行動通訊裝置內系統電路板之無接地面區間，以降低天線之Q值，提供足夠之操作頻寬來涵蓋無線廣域網路系統(GSM850/GSM900/GSM1800/GSM1900/UMTS)之寬頻操作。不過，一般此種無線廣域網路天線大多配置於一單一無接地面區間，且置於行動通訊裝置之頂端或底部。例如台灣專利公開號第200950209號“一種行動通訊裝置天線”，其天線主要配置於行動電話內一單一無接地面區間來達成寬頻之操作。然而此種天線設計方式，由於天線與使用者頭部之間沒有系統接地面的屏蔽，一般要將天線配置於行動電話底部時，才可以得到較小的使用者頭部電磁能量吸收比值(SAR,specific absorption rate)，滿足實際應用時之規格要求。不過，當天線被配置於行動電話底部時，將難以與一般配置於行動電話底部之其他能量傳輸元件整合，例如通用序列匯流排(USB,universal serial bus)連接器元件、揚聲器元件、天線元件或者積體電路晶片等。因為具有金屬材質的能量傳輸元件容易導致天線的阻抗頻寬減少，並使天線輻射效率下降。如此會造成行動通訊裝置內部空間配置的困難以及空間使用未能最佳化。

為了解決上述先前技術之問題，本揭露提出一種行動通訊裝置，其可內建一無線廣域網路天線以與一可配置能量傳輸元件之接地面整合，以增加行動通訊裝置內部空間配置的設計彈性。

本揭露之行動通訊裝置之一實施例包含一介質基板及一天線。該介質基板具有一接地面區間、一第一無接地面區間及一第二無接地面區間。該接地面區間並包含一主接地面及一突出接地面，該突出接地面與該主接地面電氣相連，並延伸於該第一無接地面區間及該第二無接地面區間之間，使該第一無接地面區間及該第二無接地面區間分隔。該天線具有一第一輻射部及一第二輻射部，該第一輻射部位於該第一無接地面區間內，該第二輻射部之起始端位於該第二無接地面區間內，該第二輻射部並延伸越過該突出接地面，使得該第二輻射部之末端位於該第一無接地面區間內。

本揭露之行動通訊裝置之另一實施例包含一介質基板及一天線。該介質基板具有一接地面區間、一第一無接地面區間及一第二無接地面區間。該接地面區間並包含一主接地面及一突出接地面，該突出接地面與該主接地面電氣相連，並延伸於該第一無接地面區間及該第二無接地面區間之間，使該第一無接地面區間及該第二無接地面區間分隔。該天線具有一第一輻射部及一第二輻射部，該第一輻射部位於該第一無接地面區間內，該第二輻射部位於該第二無接地面區間內。

第1圖為本揭露行動通訊裝置第一實施例1之結構圖，包含一介質基板10及一天線14；該介質基板10具有一接地面區間11、一第一無接地面區間12及一第二無接地面區間13，該接地面區間11並包含一主接地面111及一突出接地面112，該突出接地面112與該主接地面111電氣相連，並延伸於該第一無接地面區間12及該第二無接地面區間13之間，使該第一無接地面區間12及該第二無接地面區間13分隔，該突出接地面112並有一邊緣位於該介質基板10之邊緣；該天線14具有饋入訊號連接線15位於該突出接地面112之區間內，並具有一第一輻射部141及一第二輻射部142，該第一輻射部141位於該第一無接地面區間12內，該第二輻射部142之起始端位於該第二無接地面區間13內 ，該第二輻射部142並延伸越過該突出接地面112，並使得該第二輻射部142之末端143位於該第一無接地面區間12內。其中，位於區間內係指位於區間表面或位於區間之上方空間。

第2圖為本揭露行動通訊裝置第一實施例1之實測返回損失 圖，其中橫軸為操作頻帶，縱軸為返回損失。在第一實施例1中選擇下列尺寸進行實驗：介質基板10長度約為110mm，寬度約為60mm，厚度約為0.8mm；主接地面111長度約為100mm，寬度約為60mm；突出接地面112長度約為10mm，寬度約為10mm，第一無接地面區間12長度約為10mm，寬度約為25mm；第二無接地面區間13長度約為10mm，寬度約為25mm。由實驗結果，在6dB返回損失的定義之下(行動通訊裝置天線設計規範)，第一操作頻帶21可涵蓋GSM850/GSM900(824~960MHz)之二頻操作，第二操作頻帶22則可涵蓋GSM1800/GSM1900/UMTS(1710~2170MHz)之三頻操作，因此該天線原則上可滿足無線廣域網路之五頻操作需求。

第3圖為本揭露行動通訊裝置第二實施例3之結構圖，包含一介質基板10及一天線34；該介質基板10具有一接地面區間11、一第一無接地面區間12及一第二無接地面區間13，該接地面區間11並包含一主接地面111及一突出接地面112，該突出接地面112與該主接地面111電氣相連，並延伸於該第一無接地面區間12及該第二無接地面區間13之間，使該第一無接地面區間12及該第二無接地面區間13分隔，該突出接地面112並有一邊緣位於該介質基板10之邊緣；該天線34具有饋入訊號連接線15位於該突出接地面112之區間內，並具有一第一輻射部341及一第二輻射部342，該第一輻射部341位於該第一無接地面區間12內，該第二輻射部342之起始端位於該第二無接地面區間13內 ，該第 二輻射部342並延伸越過該突出接地面112，並使得該第二輻射部342之末端343位於該第一無接地面區間12內。其中，位於區間內係指位於區間表面或位於區間之上方空間。第二實施例3與第一實施例1之主要差異在於第一輻射部341及第二輻射部342均為一平面結構，使得天線34於介質基板10上之高度降低。天線34亦可以使用印刷或蝕刻技術形成於介質基板10上。第二實施例3因具有與第一實施例1相似之結構，因此也可以得到與第一實施例1相似的功能。

第4圖為本揭露行動通訊裝置第三實施例4之結構圖，包含一介質基板10及一天線44；該介質基板10具有一接地面區間11、一第一無接地面區間12及一第二無接地面區間13，該接地面區間11並包含一主接地面111及一突出接地面112，該突出接地面112與該主接地面111電氣相連，並延伸於該第一無接地面區間12及該第二無接地面區間13之間，使該第一無接地面區間12及該第二無接地面區間13分隔，該突出接地面112並有一邊緣位於該介質基板10之邊緣；該天線44具有饋入訊號連接線15位於該突出接地面112之區間內，並具有一第一輻射部441及一第二輻射部442，該第一輻射部441位於該第一無接地面區間12內，該第二輻射部442位於該第二無接地面區間13內。第三實施例4與第一實施例1之主要差異在於第二無接地面區間13具有一足夠的空間，使第二輻射部442為一平面結構，並位於第二無接地面區間13內。第一輻射部441亦同樣可以位於第一無接地面區間12內。其中，位於區間內係指位於區間表面或位於區間之上方空間。天線44亦可以使用印刷或蝕刻技術形成於介質基板10上。第三實施例4因具有與第一實施例1相似之結構，因此也可以得到與第一實施例1相似的功能。

第5圖為本揭露之行動通訊裝置之第四實施例5之結構圖。如圖5所示，其係於第一實施例1之行動通訊裝置之突出接地面112處設置一能量傳輸元件16(例如一USB連接器、一揚聲器元件、一天線元件或一積體電路晶片)。該能量傳輸元件16可增加該行動通訊裝置之資料傳輸功能。本揭露之行動通訊裝置之其他實施例亦可進行類似配置，且均可達成第四實施例5之類似功能。此外，本揭露之行動通訊裝置之實施例均可應用於一行動電話，且該介質基板10可為一行動電話之系統電路板。該等天線14、34和44均可設置於一行動電話之底部並達成與該能量傳輸元件16整合之目的。

綜上所述，在本揭露之行動通訊裝置之實施例中，由於其內建天線使用二個輻射部分別置於二個分隔之無接地面區間內，因此可得到一較低之Q值，滿足所需之無線廣域網路寬頻操作(包含824~960MHz及1710~2170MHz二個寬頻頻帶之操作)。且介於二個無接地面區間之間有一突出接地面存在，該突出接地面與該主接地面電氣相連，該突出接地面並有一邊緣位於該介質基板之邊緣，使得該突出接地面可配置一能量傳輸元件，以增加該行動通訊裝置之資料傳輸功能。因此，本揭露之天線不僅可以達成無線廣域網路之寬頻操作，同時可以與一般配置於行動通訊裝置底部之能量傳輸元件整合，以增加行動通訊裝置內部空間配置的設計彈性。

以上所述者，僅為本揭露之較佳實施例而已，當不能以此限定本揭露實施之範圍。即大凡依本揭露申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本揭露專利涵蓋之範圍內。

1．．．本揭露行動通訊裝置第一實施例

3．．．本揭露行動通訊裝置第二實施例

4．．．本揭露行動通訊裝置第三實施例

5．．．本揭露行動通訊裝置第四實施例

10．．．介質基板

11．．．接地面區間

111．．．主接地面

112．．．突出接地面

12．．．第一無接地面區間

13．．．第二無接地面區間

14,34,44．．．天線

141,341,441．．．第一輻射部

142,342,442．．．第二輻射部

143,343．．．第二輻射部之末端

15．．．訊號饋入連接線

16．．．能量傳輸元件

21．．．第一操作頻帶

22．．．第二操作頻帶

第1圖為本揭露行動通訊裝置第一實施例之結構圖。

第2圖為本揭露行動通訊裝置第一實施例之天線返回損失量測結果圖。

第3圖為本揭露行動通訊裝置第二實施例之結構圖。

第4圖為本揭露行動通訊裝置第三實施例之結構圖。

第5圖為本揭露行動通訊裝置第四實施例之結構圖。

1．．．本揭露行動通訊裝置第一實施例

10．．．介質基板

11．．．接地面區間

111．．．主接地面

112．．．突出接地面

12．．．第一無接地面區間

13．．．第二無接地面區間

14．．．天線

141．．．第一輻射部

142．．．第二輻射部

143．．．第二輻射部之末端

15．．．饋入訊號連接線

Claims (22)

1. 一種行動通訊裝置，包含：一介質基板，具有一接地面區間、一第一無接地面區間及一第二無接地面區間，該接地面區間並包含一主接地面及一突出接地面，該突出接地面與該主接地面電氣相連，並延伸於該第一無接地面區間及該第二無接地面區間之間，使該第一無接地面區間及該第二無接地面區間分隔；及一天線，具有一第一輻射部、一第二輻射部及一訊號饋入接線，該第一輻射部位於該第一無接地面區間內，該第二輻射部之起始端位於該第二無接地面區間內，該第二輻射部並延伸越過該突出接地面，使得該第二輻射部之末端位於該第一無接地面區間內，該訊號饋入接線位於該突出接地面之區間內。
2. 如該申請專利範圍第1項之行動通訊裝置，其中該介質基板為一行動電話之系統電路板。
3. 如該申請專利範圍第1項之行動通訊裝置，其中該突出接地面可用於配置一具備金屬材質之元件。
4. 如該申請專利範圍第1項之行動通訊裝置，其中該突出接地面具有一邊緣位於該介質基板之邊緣。
5. 如該申請專利範圍第1項之行動通訊裝置，另包含一能量傳輸元件設置於與該天線不同側之該介質基板之一側，該突出接地面之區間，以增加該行動通訊裝置之資料傳輸功能。
6. 如該申請專利範圍第5項之行動通訊裝置，其中該能量傳輸元 件可為一通用序列匯流排連接器、一揚聲器元件、一天線元件或一積體電路晶片。
7. 如申請專利範圍第1項之行動通訊裝置，其中該天線之第一輻射部可為一非平面結構。
8. 如申請專利範圍第1項之行動通訊裝置，其中該天線之第二輻射部可為一非平面結構。
9. 如申請專利範圍第1項之行動通訊裝置，其中該天線之第一輻射部可為一平面結構，並以印刷或蝕刻技術形成於該介質基板上。
10. 如申請專利範圍第1項之行動通訊裝置，其中該天線之第二輻射部可為一平面結構，並以印刷或蝕刻技術形成於該介質基板上。
11. 如申請專利範圍第1項之行動通訊裝置，其中該天線具有一第一操作頻帶以及一第二操作頻帶可達成無線廣域網路之系統操作。
12. 一種行動通訊裝置，包含：一介質基板，該介質基板具有一接地面區間、一第一無接地面區間及一第二無接地面區間，該接地面區間並包含一主接地面及一突出接地面，該突出接地面與該主接地面電氣相連，並延伸於該第一無接地面區間及該第二無接地面區間之間，使該第一無接地面區間及該第二無接地面區間分隔；及一天線，具有一第一輻射部、一第二輻射部及一訊號饋入連接 線，該第一輻射部位於該第一無接地面區間內，該第二輻射部位於該第二無接地面區間內，該訊號饋入連接線位於該突出接地面之區間內。
13. 如該申請專利範圍第12項之行動通訊裝置，其中該介質基板為一行動電話之系統電路板。
14. 如該申請專利範圍第12項之行動通訊裝置，其中該突出接地面具有一邊緣位於該介質基板之邊緣。
15. 如該申請專利範圍第12項之行動通訊裝置，其中該突出接地面可用於配置一具備金屬材質之元件。
16. 如該申請專利範圍第12項之行動通訊裝置，另包含一能量傳輸元件設置於與該天線不同側之該介質基板之一側，該突出接地面之區間，以增加該行動通訊裝置之資料傳輸功能。
17. 如該申請專利範圍第16項之行動通訊裝置，其中該能量傳輸元件可為一通用序列匯流排連接器、一揚聲器元件、一天線元件或一積體電路晶片。
18. 如申請專利範圍第12項之行動通訊裝置，其中該天線之第一輻射部可為一非平面結構。
19. 如申請專利範圍第12項之行動通訊裝置，其中該天線之第二輻射部可為一非平面結構。
20. 如申請專利範圍第12項之行動通訊裝置，其中該天線之第一輻射部可為一平面結構，並以印刷或蝕刻技術形成於該介質基板上。
21. 如申請專利範圍第12項之行動通訊裝置，其中該天線之第二輻射部可為一平面結構，並以印刷或蝕刻技術形成於該介質基板上。
22. 如申請專利範圍第12項之行動通訊裝置，其中該天線具有一第一操作頻帶以及一第二操作頻帶可達成無線廣域網路之系統操作。