TWI549374B - 行動裝置及其迴圈天線 - Google Patents

Description

行動裝置及其迴圈天線

本發明係關於一種行動裝置，特別係關於一種行動裝置及其迴圈天線。

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、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、850 MHz、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。

為了保持良好之通訊品質，在行動裝置中，用於無線通訊之天線元件通常需要足夠之淨空區作配置，而淨空區內不能擺放任何金屬元件。然而，行動裝置之內部空間有限，有時會無法滿足天線元件之淨空區需求。

本發明提供一種行動裝置，包括：一金屬外框； 一顯示器，設置於該金屬外框內；一主機系統；以及一通訊模組，包括：一金屬板；一非導體外殼，其中該金屬板和該非導體外殼形成一中空結構；一迴圈天線；以及一射頻模組，耦接至該迴圈天線，並作為該迴圈天線之一信號源；其中該迴圈天線和該射頻模組皆設置於該中空結構內，並皆貼合於該非導體外殼之一內表面上，該內表面係相對於該金屬板；以及其中該行動裝置能操作於一開啟狀態或一收合狀態，當操作於該收合狀態時，該行動裝置作為一平板電腦，而該金屬外框係平放於該主機系統和該通訊模組上。

另外，本發明提供一種迴圈天線，包括：一第一輻射部，其中一開口槽孔係形成於該第一輻射部內，該第一輻射部具有耦接至一信號源之一饋入端以及耦接至一接地電位之一接地端，而該開口槽孔分離該饋入端與該接地端；以及一第二輻射部，耦接至該第一輻射部之該接地端。

100、200‧‧‧行動裝置

110‧‧‧金屬外框

120‧‧‧顯示器

130‧‧‧主機系統

140‧‧‧通訊模組

150‧‧‧金屬板

160‧‧‧非導體外殼

170、300、400、500‧‧‧迴圈天線

180‧‧‧射頻模組

210‧‧‧外接鍵盤

220‧‧‧Wi-Fi模組

310‧‧‧第一輻射部

312‧‧‧第一輻射部之饋入端

314‧‧‧第一輻射部之接地端

316‧‧‧第一輻射部之角落缺口

320、520‧‧‧第二輻射部

330‧‧‧第三輻射部

350‧‧‧開口槽孔

351‧‧‧開口槽孔之開口端

390‧‧‧信號源

D1‧‧‧距離

E1‧‧‧非導體外殼之內表面

E2‧‧‧金屬外框之背表面

FB1‧‧‧第一頻帶

FB2‧‧‧第二頻帶

GND‧‧‧接地電位

θ‧‧‧夾角

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之側視圖；第2圖係顯示根據本發明另一實施例所述之行動裝置之側視圖；第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之迴圈天線之俯視圖；第4圖係顯示根據本發明另一實施例所述之迴圈天線之俯視圖； 第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之迴圈天線之俯視圖；第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之迴圈天線之返回損失圖。

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1圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之側視圖。行動裝置100可以是一平板電腦、一筆記型電腦，或是兩者之組合。如第1圖所示，行動裝置100包括：一金屬外框110、一顯示器120、一主機系統130，以及一通訊模組140。金屬外框110係用於保護顯示器120。顯示器120可以包括一液晶模組(Liquid Crystal Module，LCM)和一觸控模組(未顯示)，並設置於金屬外框110內。主機系統130可以包括一處理器、一記憶體，以及一大量儲存裝置(未顯示)。通訊模組140係用於提供無線通訊之功能。

通訊模組140至少包括一金屬板150、一非導體外殼160、一迴圈天線(Loop Antenna)170，以及一射頻模組180。通訊模組140更可包括其他元件，例如：一系統電路板和一電池(未顯示)。在一些實施例中，非導體外殼160可以用塑膠材質製成。射頻模組180係耦接至迴圈天線170，並作為迴圈天線170之一信號源。金屬板150和非導體外殼160形成一中空結構。迴圈天線170和射頻模組180皆設置於該中空結構內，並皆貼合於 非導體外殼160之一內表面E1上，其中內表面E1係相對於金屬板150。在一些實施例中，非導體外殼160之內表面E1係平行於金屬板150。在較佳實施例中，行動裝置100能操作於一開啟狀態或一收合狀態。在第1圖中，當行動裝置100操作於該收合狀態時，行動裝置100可作為一平板電腦，而金屬外框110係平放於主機系統130和通訊模組140上。更詳細地說，在該收合狀態下，主機系統130和通訊模組140皆接觸至金屬外框110之一背表面E2，而一使用者可藉由觸摸顯示器120來進行指令或文字輸入。

第2圖係顯示根據本發明另一實施例所述之行動裝置200之側視圖。如第2圖所示，當行動裝置200操作於一開啟狀態時，行動裝置200可作為一筆記型電腦。在本實施例中，行動裝置200更可包括一外接鍵盤210，而外接鍵盤210可以耦接至主機系統130，並提供一輸入介面。在一些實施例中，外接鍵盤210可包括一Wi-Fi模組220，用以提供小範圍無線通訊之功能。當行動裝置200操作於該開啟狀態時，外接鍵盤210、主機系統130，以及通訊模組140形成一扁平結構，該扁平結構和金屬外框110之間具有接近90度之一夾角θ。相對直立之顯示器120和外接鍵盤210能讓一使用者更為便利地進行打字及文書處理。

在本發明較佳實施例中，行動裝置100/200為可變形之一通訊裝置，並可作為一平板電腦或一筆記型電腦。當行動裝置100/200作為一平板電腦時，其天線元件將非常靠近金屬板150和金屬外框110，使得該天線元件之輻射場型受到干擾。 有鑑於此，本發明採用迴圈天線170取代一般天線來涵蓋3G/4G行動通訊頻帶。由於迴圈天線170不易受接地面影響，且無需廣大之淨空區，本發明之行動裝置100/200將可在缺少天線淨空區之情況下仍能保有良好通訊品質。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之迴圈天線300之俯視圖。如第3圖所示，迴圈天線300包括一第一輻射部310和一第二輻射部320。大致來說，第一輻射部310可共振產生一低頻頻帶，而第二輻射部320可共振產生一高頻頻帶。在一些實施例中，第一輻射部310為一矩形，並具有一角落缺口316，其中角落缺口316為一小矩形。一開口槽孔350係形成於第一輻射部310內。在一些實施例中，開口槽孔350為一L字形。第一輻射部310具有耦接至一信號源390之一饋入端312，以及耦接至一接地電位GND之一接地端314。開口槽孔350係用於分離饋入端312與接地端314。在一些實施例中，信號源390即為一射頻模組。第二輻射部320係耦接至第一輻射部310之接地端314。在一些實施例中，第二輻射部320為一L字形。

第4圖係顯示根據本發明另一實施例所述之迴圈天線400之俯視圖。如第4圖所示，迴圈天線400更包括一第三輻射部330。在一些實施例中，第三輻射部330為一矩形。第三輻射部330係耦接至第一輻射部310，而第三輻射部330之長度和寬度皆小於第一輻射部310。第三輻射部330可用於控制迴圈天線400之阻抗匹配，並增加迴圈天線400之操作頻寬。

第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之迴圈天線500之俯視圖。在本實施例中，迴圈天線500之一第二輻射部 520為一I字形。第二輻射部520係耦接至第一輻射部310之接地端314，並朝遠離第一輻射部310之方向延伸。必須注意的是，第二輻射部520還可為其他形狀，例如：一U字形、一S字形，或一J字形，而不致影響迴圈天線500之輻射特性。第3、4、5圖所示之迴圈天線300、400、500皆可套用至第1、2圖之實施例中。

第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之一迴圈天線之返回損失(Return Loss)圖，其中橫軸代表操作頻率(MHz)，而縱軸代表返回損失(dB)。如第6圖所示，迴圈天線可以激發產生一第一頻帶FB1和一第二頻帶FB2。在較佳實施例中，第一頻帶FB1約介於704MHz至960MHz之間，而第二頻帶FB2約介於1710MHz至2170MHz之間。因此，本發明之迴圈天線可涵蓋LTE Band 17/13、GSM850/900、LTE Band 4、GSM1800/1900、WCDMA2100等等多重頻帶，符合實際應用需要。

在一些實施例中，本發明之元件尺寸如下。請一併參考第1、4圖。迴圈天線170和金屬板150之間之距離D1約為4.5mm。迴圈天線400之整體長度約為78mm，整體寬度約為29mm。開口槽孔350之一開口端351之寬度約介於0.5mm至2mm之間。

值得注意的是，以上所述之元件尺寸、元件形狀，以及頻帶範圍皆非為本發明之限制條件。設計者可根據不同需求來調整這些元件尺寸、元件形狀，以及頻帶範圍。

如前所述，本發明之迴圈天線不易受接地面影響 且無需廣大之淨空區。在適當地微調後，此迴圈天線將具有微小之天線高度，可應用於無配置天線淨空區之各種小型化行動裝置。

在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。

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‧‧‧行動裝置

110‧‧‧金屬外框

120‧‧‧顯示器

130‧‧‧主機系統

140‧‧‧通訊模組

150‧‧‧金屬板

160‧‧‧非導體外殼

170‧‧‧迴圈天線

180‧‧‧射頻模組

D1‧‧‧距離

E1‧‧‧非導體外殼之內表面

E2‧‧‧金屬外框之背表面

Claims (11)

1. 一種行動裝置，包括：一金屬外框；一顯示器，設置於該金屬外框內；一主機系統；以及一通訊模組，包括：一金屬板；一非導體外殼，其中該金屬板和該非導體外殼形成一中空結構；一迴圈天線；以及一射頻模組，耦接至該迴圈天線，並作為該迴圈天線之一信號源；其中該迴圈天線和該射頻模組皆設置於該中空結構內，並皆貼合於該非導體外殼之一內表面上，該內表面係相對於該金屬板；以及其中該行動裝置能操作於一開啟狀態或一收合狀態，當操作於該收合狀態時，該行動裝置作為一平板電腦，而該金屬外框係平放於該主機系統和該通訊模組上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一外接鍵盤，其中當該行動裝置操作於該開啟狀態時，該外接鍵盤係耦接至該主機系統；其中當該行動裝置操作於該開啟狀態時，該外接鍵盤、該主機系統，以及該通訊模組形成一扁平結構，該扁平結構和該金屬外框之間具有接近90度之一夾角。
3. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該迴圈天線包括：一第一輻射部，其中一開口槽孔係形成於該第一輻射部內，該第一輻射部具有耦接至該射頻模組之一饋入端以及耦接至一接地電位之一接地端，而該開口槽孔分離該饋入端與該接地端；以及一第二輻射部，耦接至該第一輻射部之該接地端。
4. 如申請專利範圍第3項所述之行動裝置，其中該第一輻射部為一矩形，並具有一角落缺口。
5. 如申請專利範圍第3項所述之行動裝置，其中該開口槽孔為一L字形，而該開口槽孔之一開口端之寬度約介於0.5mm至2mm之間。
6. 如申請專利範圍第3項所述之行動裝置，其中該第二輻射部為一L字形或一I字形。
7. 如申請專利範圍第3項所述之行動裝置，其中該迴圈天線更包括：一第三輻射部，耦接至該第一輻射部，其中該第三輻射部之長度和寬度皆小於該第一輻射部。
8. 一種迴圈天線，包括：一第一輻射部，其中一開口槽孔係形成於該第一輻射部內，該第一輻射部具有耦接至一信號源之一饋入端以及耦接至一接地電位之一接地端，而該開口槽孔分離該饋入端與該接地端；以及一第二輻射部，耦接至該第一輻射部之該接地端； 其中該第一輻射部為一矩形，並具有一角落缺口。
9. 如申請專利範圍第8項所述之迴圈天線，其中該開口槽孔為一L字形，而該開口槽孔之一開口端之寬度約介於0.5mm至2mm之間。
10. 如申請專利範圍第8項所述之迴圈天線，其中該第二輻射部為一L字形或一I字形。
11. 如申請專利範圍第8項所述之迴圈天線，更包括：一第三輻射部，耦接至該第一輻射部，其中該第三輻射部之長度和寬度皆小於該第一輻射部。