TWI549364B - 通訊裝置 - Google Patents

Description

通訊裝置

本發明係關於一種通訊裝置；具體而言，本發明係關於一種具有槽孔天線及輻射天線之通訊裝置。

隨著科技的演進，人類在無線通訊上的技術也持續進步、快速的發展，許多通訊裝置的研發方向已傾向如何將產品內的設計迷你化，以致使能在通訊裝置中產生更多空間來增加其他產品功能。因此，在傳統的通訊裝置中，例如智慧型手機，由於槽孔天線(slot antenna)具有設計簡單及製造成本低之優點，各廠商傾向採用槽孔天線之設計來減少天線所佔的空間。

然而，如圖1所示，傳統槽孔天線僅提供兩個頻段模態之雙頻功能。雖然此雙頻足夠滿足某些國家的通訊標準，例如北美洲所使用的GSM標準為850MHz及1,900MHz之雙頻帶標準，但當前往別的國家時會發現通訊標準不一樣而導致無法在該國家使用自己的通訊裝置。在世界越來越國際化的情況下，人們對於想在別的國家使用自己的通訊裝置之慾望似乎無法以傳統的槽孔天線之設計達成。此外，在通訊裝置增加各種需要無線通訊功能之元件時，例如全球定位系統(Global Positioning System)、國際電機工程師學會(IEEE)802.X的網路標準、藍芽等功能，勢必需要改良天線的設計來達成可節省空間、可涵蓋較多頻段的通訊裝置之需求。

本發明之目的在於提供一種通訊裝置，其可使用較多的頻段模態。

本發明之另一目的在於提供一種通訊裝置，其複合天線具可提供較小之尺寸及空間需求。

本案通訊裝置包含：一導電基板，具有一第一區及一第二區，該第一區及第二區之間具有一槽孔；一電路板具有一訊號處理單元；以及一天線，包含：一主饋線耦接該訊號處理單元，該主饋線自該第一區對應該槽孔延伸至該第二區；一第一饋線的一第一端連接於該導電基板；以及一第二饋線的一第一端與該第一饋線的一第二端於該第二區耦接該主饋線，該第二饋線的一第二端遠離該導電基板方向延伸；以及一輻射單元，連接於該第二饋線的該第二端。

A/E‧‧‧第一區

B/F‧‧‧第二區

C‧‧‧角區域

d/D‧‧‧距離

S‧‧‧容納空間

10‧‧‧保護層

20‧‧‧顯示面板

30‧‧‧電路層

40‧‧‧背殼

100‧‧‧通訊裝置

110‧‧‧導電基板

110a‧‧‧內表面

113‧‧‧槽孔

113a‧‧‧開口

120‧‧‧電路板

125‧‧‧訊號處理單元

130‧‧‧天線

131‧‧‧主饋線

132‧‧‧第一饋線

132a‧‧‧第一端

132b‧‧‧第二端

133‧‧‧第二饋線

133a‧‧‧第一端

133b‧‧‧第二端

134‧‧‧輻射單元

150‧‧‧側壁

151‧‧‧頂面

152‧‧‧底面

160‧‧‧殼體

161‧‧‧背蓋

161a‧‧‧部分

162‧‧‧側壁

162a‧‧‧不導電區

162b‧‧‧導電區

圖1為傳統槽孔天線之頻段模態之頻帶的示意圖；圖2為本案通訊裝置之一實施例之示意圖；圖3為本案天線與槽孔之一實施例之示意圖；圖4為圖3的上視圖；圖5A及5B為通訊裝置之天線及槽孔之複合天線的頻段模態之示意圖；圖6為本案通訊裝置之另一實施例之示意圖；圖7A及7B為通訊裝置之另一實施例之示意圖；以及圖8為通訊裝置之另一實施例之示意圖。

本發明提供一種通訊裝置，其至少包含一天線及一槽孔天線。在較佳實施例中，該通訊裝置可應用於行動電話、智慧型手機、筆記型電腦等電子產品；但不限於此。為了能清楚描述本案通訊裝置之特徵，以下將本案通訊裝置以智慧型手機描述。

圖2為本案通訊裝置之一示範圖。如圖2所示，在本實施例中，通訊裝置100可包含保護層10、顯示面板20、電路層30及背殼40。保護層10是設置於顯示面板20上，並且是用於保護顯示面板20。顯示面板20可為液晶顯示器(liquid crystal display)、有機發光二極體顯示器(organic light-emitting diode)或任何其他合適的顯示面板。在本實施例中，顯示面板20可具有觸控功能，用於接收使用者的輸入指令。然而，在其他不同實施例中，通訊裝置100可藉由實體的按鍵或其他輸入/輸出方式接收使用者的輸入。電路層30是夾設於顯示面板20及背蓋40之間。在本實施例中，電路層30可包含處理器、記憶體、輸入/輸出介面、天線等元件；但不限於此。在背蓋40與電路層30之間可設置電池，其是用於提供電源給電路層30及顯示面板20。

圖3為圖2中天線的一實施例。以智慧型手機的設計立場而言，由於智慧型手機內的空間有限，在本實施例中通訊裝置100的天線130設計於角落區域中。如圖2及3所示，無線訊號的傳輸可依靠天線130及導電基板110的部分貢獻。

以圖3及4為例(圖4為圖3的上視圖)，導電基板110具有第一區A及第二區B，其中第一區A及第二區B之間具有槽孔113。在本實施例中，槽孔113在導電基板110之一側具有開口113a；但不限於此。在其他不同實施例中，槽孔113可形成為導電基板110中的一長方形孔洞。

如圖3及4所示，天線130至少包含主饋線131、第一饋線132、第二饋線133及輻射單元134。在本實施例中，主饋線131係自導電基板110的第一區A對應槽孔113延申至第二區B。具體而言，主饋線131並非會接觸到導電基板110，而實際上是於導電基板110上空從第一區A對應槽孔113橫跨延伸至第二區B。以圖3為例，由於槽孔113的延伸方向是與導電基板110具有開口113a之側垂直，主饋線131較佳是與該側平行的跨越該槽孔113。

如圖3所示，天線130的第一饋線132具有第一端132a及第二端132b，其中第一端132a是於第二區B連接於導電基板110。如圖3所示，第二饋線133具有一第一端133a及一第二端133b，其中第二饋線133的第一端133a與第一饋線132的第二端132b於第二區B耦接主饋線131。換言之，第一饋線132的第二端132b會與第二饋線133的第一端133a連接，而主饋線131將會於該連接處與第一饋線132及第二饋線133連接。在本實施例中，第二饋線133的第二端133b是朝遠離導電基板110的方向延伸。雖然在本實施例中第二饋線133是以垂直遠離導電基板110的方向延伸，然而在其他不同實施例中，第二饋線133可依據產品設計需求以其他不同角度自主饋線131以遠離導電基板110的方向延伸。

在本實施例中，如圖3及4所示，輻射單元134是連接於第二饋線133的第二端133b。輻射單元134為金屬材質，並且較佳是與導電基板110之內表面110a平行間隔的設置。更具體而言，輻射單元134、主饋線131、第一饋線132及/或第二饋線133可形為金屬線或其他幾合形狀 之金屬微帶。然而在不同實施例中，亦可以其他方式形成輻射單元134。此外，在本實施例中，輻射單元134是形成一“ㄈ”形狀；但不限於此。藉由此“ㄈ”形設計，可使天線之體積縮小，節省空間上之需求；然而在不同實施例中，輻射單元134亦可採三角形、S形或其他幾合形狀之設計。在其他不同的實施例中，輻射單元134之面積及形狀亦可依阻抗匹配之需求加以調整。此外，輻射單元134的位置並非僅是侷限於第二區B。具體而言，依據產品設計需求，輻射單元134可延伸至第一區A的上方。

如圖3及4所示，槽孔113在導電基板110之一側具有一開口113a，且導電基板110於第二區B鄰近該開口113a具有角區域C。在本實施例中，輻射單元130之投影是落入於角區域C中。具體而言，在本實施例中，為了能讓天線較容易將訊號射出去以致使能提高通訊裝置100的訊號傳輸/接收品質，且在通訊裝置100有限的實體空間內的情況下，通訊裝置100的天線130是設計於導電基板110的角區域C中；但不限於此，在其他不同實施例中，通訊裝置100的天線元件可設置於其他合適的地方。

如圖4所示，主饋線131在第一區A是連接至電路板120。在本實施例中，電路板120為圖2中電路層30的一實施例。在本實施例中，電路板120是設置於導電基板110上，並且具有一訊號處理單元125。其中，電路板120較佳係以PET等塑料或其他具介電性之材質製成，例如印刷電路板(PCB)、可撓性電路板(FPC)等，均可應用作為電路板120。在一實施例中，電路板120與導電基板110之間可設置一電池單元。換言之，電路板120可以一間距設置於導電基板110上，並且可藉由一或多個電路橋或電路線與導電基板110電性耦接。

在一實施例中，部分電路板120中的電路線，藉由電路板120連接於該導電基板110之電路橋，可形成為天線130之電流的接地部。在本實施例中，電路板120的該接地部，於該導電基板110上之投影較佳是與天線130之輻射單元134之投影不重疊，以致使能確保輻射單元134之作用不會被干擾。換言之，電路板120的電路可部分形成為天線130及槽孔113的接地，且該接地於該電路板120中形成一接地區並且電性耦接於導電基板110上，而該接地區之投影則是與輻射單元134之投影不重疊。 藉由此設計，可讓輻射單元134更輕易地將訊號射出通訊裝置100，並且可降低電性短路錯誤之情況發生。

如圖4所示，主饋線131係在第一區A連接至電路板120中的一訊號處理單元125。訊號處理單元125是用於控制天線(130)來同時分別激發槽孔113及輻射單元134。詳言之，藉由訊號處理單元125的控制，天線130可激發槽孔113以形成如第5A圖中的一第一頻段模態X及一第二頻段模態Y，以及該天線130可同時間饋入激發輻射單元134以形成一第三頻段模態Z。如圖5A所示，第一頻段模態分佈之頻帶會是低於第二頻段模態分佈之頻帶，而第三頻段模態分佈之頻帶則是會高於第二頻段模態分佈之頻帶。具體而言，如圖5A所示，第二頻段模態分佈之頻帶及第三頻段模態分佈之頻帶分別可包含到1.71~1.9GHz及2.4~2.69Ghz。藉此，本案通訊裝置100可藉由第二頻段模態Y及第三頻段模態Z來含蓋1.71~2.69GHz之頻帶。同時，藉由第一頻段模態X可應付704~714MHz之頻帶，本案的通訊裝置100實際上可涵蓋較廣的頻帶範圍。然而，本案通訊裝置100並非僅限於此些頻帶。

如圖4所示，輻射單元134之長度或形狀及/或槽孔113的長度亦可依據產品設計需求調整，以致使當天線130激發槽孔113及輻射單元134時可涵蓋到其他不同頻帶，例如圖5B中第一頻段模態X、第二頻段模態Y及第三頻段模態Z可分別涵蓋到704~716MHz、1.8~2.0GHz及2.5~2.69GHz之頻帶。在另一實施例中，輻射單元134、第一饋線132與主饋線131之整體長度較佳約為第三頻段波長的四分之一，藉此相對應之關係可讓通訊裝置100提供較佳符合各國行動電話頻率之傳送/接收之標準，例如可符合北美洲GSM之標準的三個頻段850、1,800、1,900MHz。此外，雖然在本實施例中輻射單元134所產生的第三頻段模態Z是高於第一頻段模態X及第二頻段模態Y，但本案不限於此。在其他不同實施例中，輻射單元134可被調整以產生低頻段的訊號。相對的，槽孔113所產生的第一頻段模態X及第二頻段模態Y可依據設計需求調整，例如藉由調整槽孔的長度、寬度以及形狀等。

圖6為本案通訊裝置之另一實施例。如圖6所示，導電基板 110可進一步包含一側壁150，該側壁150圍繞該導電基板110之邊緣。其中，側壁150具有一頂面151及一底面152，並且該底面152是連接於該導電基板110內表面110a邊緣上。在本實施例中，側壁150可為金屬材質；然而，在其他不同實施例中，側壁150整體或部分為非金屬材質。在一實施例中，若側壁150為金屬材質，輻射單元134的位置較佳是高於側壁150的頂面151。具體而言，以圖6為例，側壁150之頂面151與導電基板110之距離d較佳是小於輻射單元134與導電基板110間之距離D。藉此，可確保輻射單元134可向外射出訊號，並有降低金屬材質的側壁110對輻射單元134之作用的干擾。然而，在其他不同實施例中，鄰近輻射單元及/或槽孔113之側壁150的部分可為非金屬材質，而其餘的側壁150部分則是保持為金屬材質。藉由此設計，可增加輻射單元134可射出訊號之面積，提高傳輸/接收訊號的效率。

圖7A為圖4之另一實施例。如圖7A所示，輻射單元134並非需要如圖4一定要與電路板120設置於不同的區域。具體而言，在本實施例中，主饋線131可藉由被一絕緣套包住而自第二區F之訊號處理單元125延伸至第一區E鄰近槽孔113之開口113a的位置，並且可在跨越槽孔113前曝露出該絕緣套。如圖7A所示，當主饋線131橫跨槽孔113上方後，主饋線131會如前述圖3藉由第一饋線132耦接至導電基板110。在另一方面，與圖3相似，第二饋線133(圖7A未顯示)會自第一饋線132與主饋線131之連接處朝遠離導電基板110之方向延伸，並且會與輻射單元134連接。藉此，在第一區E未有足夠空間擺設輻射單元134的情況下，或第一區E的金屬成分過多而擔心會干擾到輻射單元134的訊號傳送/接收品質時，輻射單元134亦可如本實施例被設置與電路板120相同的第二區F中。換言之，在輻射單元134設置與電路板120相同第二區F中時，輻射單元134鄰近周圍的金屬成分會較少。以舉例而言，如圖7A所示，當輻射單元134是設置於通訊裝置100中於電路板120及具有開口113a之一側之間時通訊裝置100之該側對應於該輻射單元134的側壁部分較佳是由非金屬材質製成，以致使天線130的輻射單元134可較輕易將訊號射出通訊裝置100外。此外，由於輻射單元134是沿著側壁平行設置，輻射單元134之長度 可依據產品設計需求較容易調整，以使得能相對的調整到輻射單元134所被激發的第三頻段模態。

圖7B為圖7A的另一實施例。如圖7B所示，電路板120亦可自第二區F延伸至第一區E中，藉由此方式可縮短訊號控制單元125經由主饋線125到導電基板110及輻射單元134的饋入點之距離。以此方式，可降低主饋線與訊號處理單元125之間不良連接之可能性。同時，藉由將電路板120從第二區F延伸至第一區E，可降低電路板120占領第二區F的空間，亦即有提高空間使用效率的可能性。

圖8另一實施例。在本實施例中，相對於圖6之實施例，導電基板110及天線130係被顛倒以面向通訊裝置100的背面(亦即，導電基板110具有天線130之一面將會是面向圖2中背殼40之方向)。如圖8所示，通訊裝置100可進一步包含一殼體160。在本實施例中，殼體160包含導電基板110、背蓋161及側壁162。其中，側壁162是連接該導電基板110(圖8為了讓各個元件可被輕易看懂，導電基板110與背蓋161及側壁162是以爆炸圖方式顯示)，並且與背蓋161形成一容納空間S可置放該天線130及電路板120(未顯示)。在本實施例中，導電基板110一樣還是為金屬材質，然而背蓋161中覆蓋輻射單元134之部分可為非金屬材質。換言之，在一實施例中，背蓋161大部分可為金屬材質；但為避免金屬材質干擾到輻射單元134之作用，背蓋161覆蓋輻射單元134之部分161a必須為非金屬材質，如圖8所示。此外，在另一實施例中，側壁162亦可具有一不導電區162a及一導電區162b，其中該導電區162b係連接該導電基板110並且環繞該背蓋161之邊緣，而輻射單元134則是對應側壁162之該不導電區162a，如圖8所示。藉由此設計，除了導電基板110以外，由於輻射單元134的週圍為非金屬材質且輻射單元134是遠離導電基板110，輻射單元134可更容易接收及/或射出訊號。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

A‧‧‧第一區

B‧‧‧第二區

110‧‧‧導電基板

110a‧‧‧內表面

113‧‧‧槽孔

113a‧‧‧開口

130‧‧‧天線

131‧‧‧主饋線

132‧‧‧第一饋線

132a‧‧‧第一端

132b‧‧‧第二端

133‧‧‧第二饋線

133a‧‧‧第一端

133b‧‧‧第二端

134‧‧‧輻射單元

Claims (10)

1. 一種通訊裝置，包含：一導電基板，具有一第一區及一第二區，該第一區及第二區之間具有一槽孔；一電路板，具有一訊號處理單元；以及一天線，包含：一主饋線，耦接該訊號處理單元，該主饋線自該第一區對應該槽孔延伸至該第二區；一第一饋線，該第一饋線的一第一端係連接於該導電基板；一第二饋線，該第二饋線的一第一端係與該第一饋線的一第二端於該第二區耦接該主饋線，該第二饋線的一第二端遠離該導電基板方向延伸；以及一輻射單元，連接於該第二饋線的該第二端。
2. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該天線激發該槽孔以形成一第一頻段模態及一第二頻段模態，以及該天線饋入激發該輻射單元以形成一第三頻段模態，其中該第一頻段模態分佈之頻帶低於該第二頻段模態分佈之頻帶，該第三頻段模態分佈之頻帶高於該第二頻段模態分佈之頻帶。
3. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該輻射單元、該第一饋線與該主饋線之長度約為該第三頻段波長的四分之一。
4. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該槽孔在該導電基板之一側具有一開口，且該導電基板於該第二區鄰近該開口具有一角區域，該輻射單元之投影落入於該角區域中。
5. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該輻射單元與該導電基板之內表面平行間隔設置。
6. 一種如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該輻射單元對應該導電基板 的投影可部分對應該第一區。
7. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，進一步包含一側壁，該側壁圍繞該導電基板之邊緣，該側壁具有一頂面及一底面，該底面與該導電基板連接，其中該頂面與該導電基板間之距離小於該輻射單元與該導電基板間之距離。
8. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該電路板具有一接地區耦接於該導電基板，該接地區之投影與該輻射單元之投影不重疊。
9. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，進一步包含一殼體，其中該殼體具有該導電基板、一背蓋與一側壁，該側壁連接該導電基板與該背蓋形成一容納空間可置放該天線與該電路板，該導電基板為金屬材質，以及該背蓋中覆蓋該輻射單元之部分為非金屬材質。
10. 如申請專利範圍第9項所述之通訊裝置，其中該側壁可具有一導電區與一不導電區，該導電區連接該導電基板以及該不導電區環繞該背蓋，該輻射單元對應該不導電區。