TWI538296B - 具有天線之行動通訊裝置 - Google Patents

Description

具有天線之行動通訊裝置

本發明係關於一種行動通訊裝置，特別是一種具有天線之行動通訊裝置。

隨著行動支付概念的興起，具有近場通訊功能的行動通訊裝置(例如：智慧型手機)逐漸成為行動通訊裝置發展的新主流。透過近場通訊天線模組的設置，使得行動通訊裝置搖身一變成為行動支付的工具。然而，由於天線訊號會受到金屬屏蔽的影響，因此，對於機殼全部以金屬打造的行動通訊裝置而言，勢必將影響天線模組感應的效能。

如圖1所示，其表示一種習用具有近場通訊功能的行動通訊裝置之金屬背蓋的局部示意。行動通訊裝置1a為使天線訊號不被金屬機殼遮蔽，會於機殼的金屬背蓋11a之非輻射部114a上挖設一槽孔113a(此部分通常會以塑膠取代)，使得天線訊號產生的電磁場可通過槽孔113a而向外感應。此一方式雖可改善前述缺失，但該發明為維持金屬背蓋11a整體美觀，所挖設的槽孔113a並不會太大，因而導致其天線所能感應的範圍相當有限(如圖2所示)。

本發明之主要目的係在提供一種具有天線之行動通訊裝置。

為達成上述之目的，本發明具有天線之行動通訊裝置包括有殼體、天線及複數濾波器。殼體包括有金屬背蓋，金屬背蓋包括有輻射部及非輻射部，輻射部係與非輻射部電性隔絕。天線設置於殼體內部，天線包括有第一饋入點。各濾波器電性連接設置於金屬背蓋與天線之間，各濾波器包括有電容及電感。各電容之一端連接天線，而各電容之另一端接地；各電感係與電容並聯，且各電感之一端連接天線，另一端連接輻射部，以使金屬背蓋之輻射部可在一射頻訊號由第一饋入點饋入後，與天線共同產生一感應磁場。

根據本發明之一實施例，所述金屬背蓋之非輻射部接地，且電容藉由電性連接該非輻射部而接地。

根據本發明之一實施例，所述之電感為繞線式電感。

根據本發明之一實施例，各電感之電感值實質上為91nH。

根據本發明之一實施例，各電容之電容值實質上為180pF。

根據本發明之一實施例，所述天線為一低頻線圈天線，且該低頻線圈天線之操作頻率約在16 MHz以下。

根據本發明之一實施例，所述天線為近場通訊之線圈天線。

根據本發明之一實施例，所述天線之線圈數為4至6圈。。

根據本發明之一實施例，本發明之行動通訊裝置更包括有匹配電路，且天線更包括有第二饋入點；匹配電路電性連接於第一饋入點與第二饋入點之間。

根據本發明之一實施例，所述濾波器為低通濾波器，且濾波器之數量為2。

根據本發明之一實施例，電容設置在非輻射部，電感設置在輻射部。

為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。

以下請一併參考圖3至圖6。其中圖3係本發明具有天線之行動通訊裝置之內部局部示意圖；圖4係表示低頻天線感應範圍之示意；圖5係表示同時設有三種天線之行動通訊裝置之天線分佈示意；圖6係表示濾波器電路之模擬圖。

如圖3所示，在本發明之一實施例中，本發明具有天線之行動通訊裝置1包括有殼體10、天線20、一對濾波器30及匹配電路40。在本發明之具體實施例中，本發明之行動通訊裝置1為智慧型手機，但本發明不以此為限，行動通訊裝置1也可為平板電腦或其他具有通訊功能的電子產品。

在本發明之一實施例中，殼體10為金屬殼體，其包含有金屬背蓋11及前蓋(圖未示)，其中金屬背蓋11包括有輻射部112及非輻射部114。非輻射部114係電性連接系統接地面(圖未示)而接地，輻射部112則與非輻射部114電性隔絕。電性隔絕在具體實現上，可藉由在輻射部112與非輻射部114間設置一道塑膠間隙g(約2毫米寬)，以隔絕兩邊之電性。在本發明之具體實施例中，金屬背蓋12之厚度約為1毫米，但本發明不以此為限。

在本發明之一實施例中，天線20設置在殼體10內部，亦即天線20被設置於金屬背蓋11與前蓋之間。天線20包括第一饋入點21及第二饋入點23，第一饋入點21及第二饋入點23均電性連接到天線控制晶片(圖未示)；由天線控制晶片發出之射頻訊號經由第一饋入點21饋入後，可通過輻射部112而回流至第二饋入點23形成迴路。在本實施例中，天線20為操作頻率在16 MHz以下的低頻線圈天線，例如可為近場通訊之線圈天線(若此，所述天線控制晶片即為近場通訊天線之控制晶)，且天線20之纏繞線圈數為4到6圈，但本發明不以此為限，天線20也可為無線充電感應線圈(Alliance for Wireless Power)。此外，需注意的是，在本實施例說明中，天線20雖為差動訊號(differencial signal)架構之應用，故而天線20具有第一饋入點21及第二饋入點23，但本發明並不限於此；本發明天線之設計也可應用於單端訊號(single-end signal)架構上，此時天線20以具有第一饋入點21即為已足。

在本發明之一實施例中，各濾波器30電性連接在金屬背蓋11與天線20之間，每一濾波器30各包括有電容31及電感32。各電容31之一端連接天線20，其另一端則連接金屬背蓋11之非輻射部114而接地(因為非輻射部114接地)，該電容31係用以防止高頻訊號影響低頻天線。在本實施例中，電容31之電容值為180pF，但本發明不限於此。各電感32分別與各電容31並聯，且各電感32之一端連接天線20，其另一端則連接金屬背蓋11之輻射部112，該電感32係用以在高頻訊號流至金屬背蓋11之輻射部112時，阻隔輻射部112與天線20間之電性連接(亦即此時電感32呈現開路狀態)，以防止天線20受到高頻訊號干擾。也就是說，此處的電感32可允許低頻天線訊號藉由其導通而傳送到輻射部，但是隔絕高頻天線(被設置在金屬背蓋11之輻射部112與前蓋之間，詳後述)產生的訊號通過。在本實施例中，電感32為繞線式電感，其電感值為91nH，但本發明不限於此。

在本發明之一實施例中，匹配電路40電性連接於第一饋入點21與第二饋入點23之間，匹配電路40係用以調整天線20產生之共振頻率及阻抗匹配。在本實施例中，匹配電路40包含有兩顆電容值分別為82pF及4.7pF之電容(圖未示)，兩顆電容係以並聯方式連接，惟本發明之匹配電路不以此為限。

如圖3及圖4所示，經由前揭說明可知，本發明行動通訊裝置1透過上述的構造設計，可使金屬背蓋11之輻射部112成為低頻天線之輻射體延伸部分，也就是說，由天線20之第一饋入點21饋入的低頻訊號可經由金屬背蓋11之輻射部112，回流到第二饋入點23形成迴路，並因電流磁效應而使天線20及輻射部112共同產生感應磁場，如此設計，不僅可保持金屬背蓋11整體美觀，更可擴大天線20感應的面積範圍，使得天線20可更容易感測到感應待測物90的存在。

此外，如果行動通訊通裝1另有搭載其他天線，例如：Diversity天線或/及WI-FI天線，且該天線同樣可透由金屬背蓋11之輻射部112輻射訊號時(如圖5所示)，透過本發明所揭露的濾波器30之設置，可防止本發明之低頻天線與其他天線相互干擾。如圖6所示，其係表示濾波器電路之模擬圖。由圖中3可知，當有低頻訊號自濾波器30之電感32一端輸入時，訊號可通過電感32傳送到天線20；反之，當有高頻訊號(頻率大於700MHz)自濾波器30之電感32一端輸入時，該訊號即會被電感32給過濾掉，而使金屬背蓋11與天線20間形同開路，以防止天線20受到高頻干擾影響。

綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，懇請  貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟應注意的是，上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1,1a‧‧‧行動通訊裝置
10‧‧‧殼體
11,11a‧‧‧金屬背蓋
112,112a‧‧‧輻射部
114,114a‧‧‧非輻射部
20,20a‧‧‧天線
21‧‧‧第一饋入點
23‧‧‧第二饋入點
30‧‧‧濾波器
31‧‧‧電容
32‧‧‧電感
40‧‧‧匹配電路
113a‧‧‧槽孔
90‧‧‧感應待測物
g‧‧‧塑膠間隙

圖1係表示一種習用具有近場通訊功能的行動通訊裝置之金屬外殼。 圖2係表示習用具有近場通訊功能的行動通訊裝置之近場通訊天線感應範圍之示意。 圖3係本發明具有天線之行動通訊裝置之內部局部示意圖。 圖4係表示低頻天線感應範圍之示意。 圖5係表示同時設有三種天線之行動通訊裝置之天線分佈示意。 圖6係表示濾波器電路之模擬圖。

1‧‧‧行動通訊裝置

10‧‧‧殼體

11‧‧‧金屬背蓋

112‧‧‧輻射部

114‧‧‧非輻射部

20‧‧‧天線

21‧‧‧第一饋入點

23‧‧‧第二饋入點

30‧‧‧濾波器

31‧‧‧電容

32‧‧‧電感

40‧‧‧匹配電路

Claims (11)

1. 一種具有天線之行動通訊裝置，包括： 一殼體，包括一金屬背蓋，該金屬背蓋包括一輻射部及一非輻射部，該輻射部係與該非輻射部電性隔絕； 一天線，設置於該殼體內部，該天線包括一第一饋入點； 複數濾波器，係電性連接設置於該金屬背蓋與該天線之間，各該濾波器包括： 一電容，各該電容之一端連接該天線，而另一端接地；以及 一電感，係與該電容並聯，且各該電感之一端連接該天線，另一端連接該輻射部，以使該金屬背蓋之該輻射部可在一射頻訊號由該第一饋入點饋入後，與該天線共同產生一感應磁場。
2. 如申請專利範圍第1項所述之行動通訊裝置，其中該非輻射部接地，而該電容藉由電性連接該非輻射部而接地。
3. 如申請專利範圍第1項所述之行動通訊裝置，其中該電感為繞線式電感。
4. 如申請專利範圍第3項所述之行動通訊裝置，其中各該電感之電感值實質上為91nH。
5. 如申請專利範圍第1項所述之行動通訊裝置，其中各該電容之電容值實質上為180pF。
6. 如申請專利範圍第1項所述之行動通訊裝置，其中該天線為一低頻線圈天線，該低頻線圈天線之操作頻率約在16 MHz以下。
7. 如申請專利範圍第1項所述之行動通訊裝置，其中該天線為近場通訊(NFC)之線圈天線。
8. 如申請專利範圍第6或7項中任一項所述之行動通訊裝置，其中該天線之線圈數為4至6圈。
9. 如申請專利範圍第1項所述之行動通訊裝置，更包括一匹配電路，該天線更包括一第二饋入點，該匹配電路電性連接於該第一饋入點與該第二饋入點之間。
10. 如申請專利範圍第1項所述之行動通訊裝置，其中該濾波器為低通濾波器，該濾波器之數量為2。
11. 如申請專利範圍第1項所述之行動通訊裝置，其中該電容設置在該非輻射部，該電感設置在該輻射部。