TWI523312B - 行動裝置 - Google Patents

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TWI523312B TW101132656A TW101132656A TWI523312B TW I523312 B TWI523312 B TW I523312B TW 101132656 A TW101132656 A TW 101132656A TW 101132656 A TW101132656 A TW 101132656A TW I523312 B TWI523312 B TW I523312B
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Description

行動裝置
本發明係關於一種行動裝置，特別係關於包括一天線結構之行動裝置。
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、平板電腦、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、850MHz、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。
在現有的技術中，常以固定尺寸之一金屬件作為天線主體，該金屬件的長度須等於所需頻帶對應之二分之一波長或四分之一波長。一般而言，對應低頻帶(例如：GPS頻帶)之天線通常尺寸較大，故不容易設計於縮小化之行動裝置當中。
本發明提供一種行動裝置，包括：一金屬機構件，為一平面結構，並具有一槽孔，其中該金屬機構件之該槽孔形成一第一天線；一饋入部，跨越該金屬機構件之該槽孔，並耦接至一第一信號源；以及一第二天線，位於該金屬機構件之該槽孔之內，並耦接至一第二信號源，其中，該槽孔係作為該第二天線之一部份共振結構。
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之俯視圖。第1B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之立體圖。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至少包括：一金屬機構件110、一饋入部140，以及一第二天線130。更詳細地說，金屬機構件110為一平面結構，並具有一槽孔115，其中金屬機構件110之槽孔115形成一第一天線120(即為一槽孔天線)。第二天線130則無限制，可以是任意種類之天線，例如：單極天線(Monopole Antenna)、偶極天線(Dipole Antenna)、補釘天線(Patch Antenna)、迴圈天線(Loop Antenna)，或是晶片天線(Chip Antenna)。
在一實施例中，金屬機構件110可為行動裝置100之一外殼(未顯示)之一部份。在另一實施例中，金屬機構件 110可為一接地面，其設置於行動裝置100之一系統電路板(未顯示)上。值得注意的是，行動裝置100更可包括其他必要元件，例如：一處理器、一觸控面板、一揚聲器，以及一電池(未顯示)。
饋入部140係跨越金屬機構件110之槽孔115，並耦接至一第一信號源180。饋入部140係用以激發第一天線120(槽孔天線)。一般而言，饋入部140通常與金屬機構件110位於不同平面上。第二天線130係位於金屬機構件110之槽孔115之內，並耦接至一第二信號源190。在一些實施例中，第一天線120係用於涵蓋一低頻頻帶，而第二天線130係用於涵蓋一高頻頻帶。在本實施例中，金屬機構件110之槽孔115為一L字形。然而，本發明並不限於此，槽孔115亦可為其他形狀(例如：矩形、S形，或是不規則形)，以達成行動裝置100之阻抗匹配。在一些實施例中，槽孔115包括一較寬部份117和一較窄部份116，其中第二天線130位於槽孔115之較寬部份117之內。
簡而言之，本實施例是利用其一個天線槽孔(如槽孔115用以形成第一天線120)的環境來做為另一天線(如第二天線130)的一部份共振結構，以結合兩功能天線。如此一來，便可藉此縮小整體行動裝置的尺寸，並可滿足外觀要求，且能夠獲得更好的天線特性。
第2A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之俯視圖。第2B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之立體圖。行動裝置200和第1A、1B圖所示之行動裝置100相似。在本實施例中，行動裝置200更 包括一第一同軸電纜線(Coaxial Cable)210和一第二同軸電纜線220。第一同軸電纜線210係耦接於饋入部140和第一信號源180之間，而第二同軸電纜線220係耦接於第二天線130和第二信號源190之間。第一同軸電纜線210和第二同軸電纜線220皆為圓柱形，且皆可以彎折為其他形狀。
第3A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置300之俯視圖。第3B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置300之立體圖。行動裝置300和第1A、1B圖所示之行動裝置100相似。在本實施例中，行動裝置300更包括一介質基板310(例如：一FR4基板)，其中第二天線130係設置於介質基板310上。在一些實施例中，第二天線130可以是一平面印刷式天線，並印製於介質基板310之一表面上。值得注意的是，介質基板310可以與金屬機構件110位於不同平面上。只要第二天線130之一垂直投影未和任何導體材質重疊(例如：該垂直投影位於槽孔115內)，第二天線130即不容易受周圍之金屬機構件110影響，從而保持良好之輻射效率。
第4A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置400之俯視圖。第4B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置400之立體圖。行動裝置400和第3A、3B圖所示之行動裝置300相似。在本實施例中，行動裝置400之金屬機構件410之槽孔415為一矩形。事實上，無論金屬機構件之槽孔為任何形狀，本發明之行動裝置及其天線結構均可具有相似之效能。
第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之第一天線120(槽孔天線)之返回損失(Return Loss)圖，其中橫軸代表操作頻率，縱軸代表返回損失。在較佳實施例中，第一天線120可激發產生一第一頻帶FB1，其中第一頻帶FB1約介於1570MHz和1580MHz之間。因此，第一天線120可涵蓋GPS頻帶。
第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之第二天線130之返回損失圖，其中橫軸代表操作頻率，縱軸代表返回損失。在較佳實施例中，第二天線130係激發產生一第二頻帶FB2和一第三頻帶FB3，其中第二頻帶FB2約介於2400MHz和2484MHz之間，而第三頻帶FB3約介於5150MHz和5850MHz之間。因此，第二天線130可涵蓋WLAN(Wireless Local Area Network)2.4/5.2/5.8GHz頻帶。
請參考第1A、1B、2A、2B圖。在一實施例中，行動裝置100之元件尺寸如下。金屬機構件110之長度約為300mm，寬度約為200mm，厚度約為1mm。槽孔115之總長度(包括較窄部份116之長度和較寬部份117之長度)約為60mm。槽孔115之較寬部份117之寬度約為10mm。槽孔115之較窄部份116之寬度約為5mm。第二天線130之長度約為40mm，寬度約為10mm。饋入部140之長度約為10mm，寬度約為1.5mm。另外，第一同軸電纜線210之長度約為200mm，其截面圓形之直徑約為1.6mm。第二同軸電纜線220之尺寸可與第一同軸電纜線210相似。
值得注意的是，本發明並不限於此。以上所述之元件 尺寸、元件參數，以及頻帶範圍，皆可由設計者根據不同需求而進行調整。另外，由於設計方式類似，本發明各個實施例中之行動裝置及其天線結構均可在微調後達到相似之操作效果。
在本發明中，行動裝置包括至少二支天線，其中一支天線為一槽孔天線，而另一支天線則設置於該槽孔天線之內部。此種設計方式不僅能有效地縮小此二支天線之整體尺寸，亦可維持良好之天線輻射效率。因此，行動裝置之尺寸能夠再進一步微縮。
要實現本發明的構想，行動裝置必須考量到以下幾個條件：第一是材質，構成槽孔天線的機構件必須是良導體(如金屬機構件)；第二是尺寸，由於槽孔天線的共振頻率主要是由槽孔本身尺寸所決定，所以槽孔尺寸應接近共振頻段的相關波長，而此波長由槽孔天線的共振原理所決定(在此實施例中，槽孔長度係設定為60mm，接近二分之一波長)。
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、410‧‧‧金屬機構件
115、415‧‧‧金屬機構件之槽孔
116‧‧‧槽孔之較窄部份
117‧‧‧槽孔之較寬部份
120‧‧‧第一天線
130‧‧‧第二天線
140‧‧‧饋入部
180‧‧‧第一信號源
190‧‧‧第二信號源
210‧‧‧第一同軸電纜線
220‧‧‧第二同軸電纜線
310‧‧‧介質基板
FB1‧‧‧第一頻帶
FB2‧‧‧第二頻帶
FB3‧‧‧第三頻帶
第1A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之俯視圖；第1B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2A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之俯視圖；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3A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之俯視圖；第3B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4A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之俯視圖；第4B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5圖係顯示根據本發明一實施例所述之第一天線(槽孔天線)之返回損失圖；第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之第二天線之返回損失圖。
100‧‧‧行動裝置
110‧‧‧金屬機構件
115‧‧‧金屬機構件之槽孔
116‧‧‧槽孔之較窄部份
117‧‧‧槽孔之較寬部份
120‧‧‧第一天線
130‧‧‧第二天線
140‧‧‧饋入部
180‧‧‧第一信號源
190‧‧‧第二信號源

Claims (10)

  1. 一種行動裝置，包括：一金屬機構件，為一平面結構，並具有一槽孔，其中該金屬機構件之該槽孔形成一第一天線；一饋入部，跨越該金屬機構件之該槽孔，並耦接至一第一信號源；以及一第二天線，位於該金屬機構件之該槽孔之內，並耦接至一第二信號源；其中，該槽孔係作為該第二天線之一部份共振結構；其中，該第二天線於該金屬機構件上具有一垂直投影，而該垂直投影係完全位於該槽孔之內部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一第一同軸電纜線，耦接於該饋入部和該第一信號源之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一第二同軸電纜線，耦接於該第二天線和該第二信號源之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一介質基板，其中該第二天線係設置於該介質基板上。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之行動裝置，其中該介質基板與該金屬機構件係位於不同平面上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該金屬機構件之該槽孔為一L字形。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該金 屬機構件之該槽孔為一矩形。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該金屬機構件之該槽孔包括一較寬部份和一較窄部份，而該第二天線位於該較寬部份之內。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第一天線係激發產生一第一頻帶，該第一頻帶約介於1570MHz和1580MHz之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第二天線係激發產生一第二頻帶和一第三頻帶，該第二頻帶約介於2400MHz和2484MHz之間，而該第三頻帶約介於5150MHz和5850MHz之間。
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