TWI569512B - 行動裝置 - Google Patents

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Description

行動裝置
本發明係關於一種行動裝置，特別係關於包括一種行動裝置及其槽孔天線。
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、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系統使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的頻帶進行通訊。
為了追求造型美觀，現今設計者常會在行動裝置中加入金屬元件之要素。然而，新增之金屬元件卻容易對於行動裝置中支援無線通訊之天線產生負面影響，進而降低行動裝置之整體通訊品質。因此，有必要提出一種全新之行動裝置和天線結構，以克服傳統技術所面臨之問題。
在較佳實施例中，本發明提供一種行動裝置，包 括：一上蓋，具有一第一邊緣；一下蓋，具有一第二邊緣；一第一轉軸元件，耦接於該第一邊緣和該第二邊緣之間；一第一耦接元件，耦接於該第一邊緣和該第二邊緣之間，其中該第一邊緣、該第二邊緣，該第一轉軸元件，以及該第一耦接元件共同圍繞一第一縫隙，以形成一第一槽孔天線；以及一第一饋入部，用於激發該第一槽孔天線。
在一些實施例中，該行動裝置為一貝殼式(Clamshell)筆記型電腦。
在一些實施例中，該上蓋、該下蓋、該第一轉軸元件，以及該第一耦接元件皆由導體材質所製成。
在一些實施例中，該第一饋入部為一同軸電纜線之一中心導線，而該同軸電纜線之一導體外殼係耦接至該第一轉軸元件。
在一些實施例中，該第一饋入部係直接連接至該第一邊緣或該第二邊緣，以直接激發該第一槽孔天線。
在一些實施例中，該第一饋入部係延伸跨越該第一縫隙，以耦合激發該第一槽孔天線。
在一些實施例中，該第一耦接元件為一頂針或一彈片。
在一些實施例中，該第一耦接元件為一電容元件。
在一些實施例中，該第一邊緣更具有一第一延伸部份，該第二邊緣更具有一第二延伸部份，該電容元件係由該第一延伸部份和該第二延伸部份所形成，而該第一延伸部份和 該第二延伸部份之間距係小於該第一縫隙之寬度。
在一些實施例中，該行動裝置更包括：一第二轉軸元件，耦接於該第一邊緣和該第二邊緣之間；一第二耦接元件，耦接於該第一邊緣和該第二邊緣之間，其中該第一邊緣、該第二邊緣，該第二轉軸元件，以及該第二耦接元件共同圍繞一第二縫隙，以形成一第二槽孔天線；以及一第二饋入部，用於激發該第二槽孔天線；其中該第一槽孔天線和該第二槽孔天線係涵蓋相同之一操作頻帶。
100、200、300、400、700‧‧‧行動裝置
110‧‧‧上蓋
111‧‧‧第一邊緣
112、412‧‧‧第一延伸部份
120‧‧‧下蓋
121‧‧‧第二邊緣
122、422‧‧‧第二延伸部份
130‧‧‧第一轉軸元件
140、240、340、440‧‧‧第一耦接元件
150‧‧‧第一縫隙
160‧‧‧第一饋入部
191‧‧‧第一信號源
192‧‧‧第一信號源
730‧‧‧第二轉軸元件
740‧‧‧第二耦接元件
750‧‧‧第二縫隙
760‧‧‧第二饋入部
D1‧‧‧間距
L1、L2‧‧‧長度
W1、W2‧‧‧寬度
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之示意圖；第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之示意圖；第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之示意圖；第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之示意圖；第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之第一槽孔天線之S參數圖；第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之第一槽孔天線之S參數圖；第7圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之示意圖；以及 第8圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之第一槽孔天線和第二槽孔天線之S參數圖。
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之示意圖。行動裝置100可以是一貝殼式(Clamshell)筆記型電腦。如第1圖所示，行動裝置100至少包括：一上蓋(Upper Cover)110、一下蓋(Lower Cover)120、一第一轉軸元件(Hinge Element)130、一第一耦接元件140，以及一第一饋入部160。上蓋110、下蓋120、第一轉軸元件130，以及第一耦接元件140皆可由導體材質所製成，例如：銅、銀、鋁、鐵，或是其合金。上蓋110可包括貝殼式筆記型電腦之A件和B件，其中一顯示器可內嵌於上蓋110中。下蓋120可包括貝殼式筆記型電腦之C件和D件，其中一鍵盤可內嵌於下蓋120中。上蓋110和下蓋120之一夾角可介於0度至360度之間。必須注意的是，行動裝置100更可包括其他元件，例如：一處理器、一揚聲器、一電池、一觸控板，以及一儲存裝置。
上蓋110具有一第一邊緣111，而下蓋120具有一第二邊緣121，其中第二邊緣121係相對於第一邊緣111。第一轉軸元件130係耦接於上蓋110之第一邊緣111和下蓋120之第二邊緣121之間。行動裝置100可藉由使用第一轉軸元件130而操作於一開啟模式(Open Mode)或是一收合模式(Closed Mode)。 第一耦接元件140係直接或間接地耦接於上蓋110之第一邊緣111和下蓋120之第二邊緣121之間。在較佳實施例中，上蓋110之第一邊緣111、下蓋120之第二邊緣121，第一轉軸元件130，以及第一耦接元件140共同圍繞一第一縫隙(Slit)150，以形成一第一槽孔天線(Slot Antenna)。第一饋入部160係用於激發第一槽孔天線。第一耦接元件140係提供第一槽孔天線之一電流回流路徑。第一縫隙150之長度L1約等於第一槽孔天線之一中心操作頻率之0.5倍波長(λ/2)。在一些實施例中，第一槽孔天線操作於一低頻頻帶和一高頻頻帶，其中第一饋入部160和第一轉軸元件130之間距約為高頻頻帶之0.25倍波長，而第一饋入部160和第一耦接元件140之間距約為低頻頻帶之0.25倍波長。詳細而言，一第一信號源191之一正極可耦接至一同軸電纜線(Coaxial Cable)之一中心導線，而第一信號源191之一負極可耦接至同軸電纜線之導體外殼，其中第一饋入部160可為同軸電纜線之中心導線，而同軸電纜線之導體外殼更可耦接至第一轉軸元件130。在一些實施例中，第一饋入部160係直接連接至上蓋110之第一邊緣111或下蓋120之第二邊緣121，以直接激發第一槽孔天線。在另一些實施例中，第一饋入部160係延伸跨越第一縫隙150(第一饋入部160未接觸上蓋110及下蓋120)，以耦合激發第一槽孔天線。
必須理解的是，第一轉軸元件130為行動裝置100(例如：貝殼式筆記型電腦)中不可或缺之元件，而行動裝置100之上蓋110和下蓋120之間必然存在第一縫隙150。本發明藉由新增第一耦接元件140和第一饋入部160，可使第一縫隙150 形成具有適當長度之一第一槽孔天線，以涵蓋所需之一操作頻帶。由於本發明無須於行動裝置100之上蓋110或下蓋120上開設一非導體天線窗來傳送電磁波，故可充分維持行動裝置100之整體外觀一致性。因此，本發明很適合應用於各種具有全金屬上下蓋之行動裝置，可兼得美化裝置外型和維持無線通訊品質之雙重優勢。
第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之示意圖。第2圖和第1圖相似。在第2圖之實施例中，行動裝置200之一第一耦接元件240為一頂針(Pogo Pin)或一彈片(Metal Spring)，其係直接連接於上蓋110之第一邊緣111和下蓋120之第二邊緣121之間。第2圖之行動裝置200之其餘特徵皆與第1圖之行動裝置100相似，故此二實施例均可達成相似之操作效果。
第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置300之示意圖。第3圖和第1圖相似。在第3圖之實施例中，行動裝置300之一第一耦接元件340為一電容元件(Capacitive Element)。詳細而言，上蓋110之第一邊緣111更具有一第一延伸部份112，而下蓋120之第二邊緣121更具有一第二延伸部份122，其中第一延伸部份112和第二延伸部份122係彼此分離，並朝互相靠近之方向作延伸。第一耦接元件340(電容元件)係由第一延伸部份112和第二延伸部份122所形成。此種設計方式可省略外加之耦接元件或電容元件，有助於降低製造成本。第一延伸部份112和第二延伸部份122之間距D1係小於第一縫隙150之寬度W1。例如，第一縫隙150之寬度W1可約為3mm，而第一 延伸部份112和第二延伸部份122之間距D1可約為0.6mm或更短。根據量測結果，若第一耦接元件340之電容值(Capacitance)增加，則第一槽孔天線之中心操作頻率將往低頻移動；反之，若第一耦接元件340之電容值降低，則第一槽孔天線之中心操作頻率將往高頻移動。第3圖之行動裝置300之其餘特徵皆與第1圖之行動裝置100相似，故此二實施例均可達成相似之操作效果。
第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置400之示意圖。第4圖和第3圖相似。在第4圖之實施例中，行動裝置400之一第一耦接元件440為一電容元件。上蓋110之第一邊緣111更具有一第一延伸部份412，而下蓋120之第二邊緣121更具有一第二延伸部份422，其中第一延伸部份412和第二延伸部份422係彼此分離，並朝互相靠近之方向作延伸。第一延伸部份412可具有一凸圓弧形狀，而第二延伸部份422可具有一凹圓弧形狀。在另一些實施例中，亦可改為第一延伸部份412具有一凹圓弧形狀，而第二延伸部份422具有一凸圓弧形狀。此種設計方式有助於增加耦接元件之設計彈性並美化裝置外型。第4圖之行動裝置400之其餘特徵皆與第3圖之行動裝置300相似，故此二實施例均可達成相似之操作效果。
第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置200之第一槽孔天線之S參數(S Parameter)圖，其中橫軸代表操作頻率(MHz)，而縱軸代表S11參數(dB)(以第一槽孔天線為第一埠Port 1)。如第5圖所示，採用頂針或彈片作為第一耦接元件240之行動裝置200，其第一槽孔天線可涵蓋2400MHz至 2500MHz之低頻頻帶，以及5150MHz至5850MHz之高頻頻帶。因此，行動裝置200可支援WLAN(Wireless Local Area Networks)2.4GHz/5GHz之雙頻操作。
第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置300(或400)之第一槽孔天線之S參數圖，其中橫軸代表操作頻率(MHz)，而縱軸代表S11參數(dB)(以第一槽孔天線為第一埠Port 1)。如第6圖所示，採用電容元件作為第一耦接元件340(或440)之行動裝置300(或400)，其第一槽孔天線可涵蓋2400MHz至2500MHz之低頻頻帶，以及5150MHz至5850MHz之高頻頻帶。因此，行動裝置300(或400)可支援WLAN 2.4GHz/5GHz之雙頻操作。
第7圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置700之示意圖。第7圖和第1圖相似。在第7圖之實施例中，行動裝置700更包括一第二轉軸元件730、一第二耦接元件740，以及一第二饋入部760。第二轉軸元件730和第二耦接元件740皆可由導體材質所製成。第二轉軸元件730係耦接於上蓋110之第一邊緣111和下蓋120之第二邊緣121之間，其功能與第一轉軸元件130相同。第二耦接元件740係直接或間接地耦接於上蓋110之第一邊緣111和下蓋120之第二邊緣121之間。上蓋110之第一邊緣111、下蓋120之第二邊緣121，第二轉軸元件730，以及第二耦接元件740共同圍繞一第二縫隙750，以形成一第二槽孔天線。第二饋入部760係用於激發第二槽孔天線。第二耦接元件740係提供第二槽孔天線之一電流回流路徑。第二縫隙750之長度L2約等於第二槽孔天線之一中心操作頻率之0.5倍波長 (λ/2)。在一些實施例中，第二槽孔天線操作於一低頻頻帶和一高頻頻帶，其中第二饋入部760和第二轉軸元件730之間距約為高頻頻帶之0.25倍波長，而第二饋入部760和第二耦接元件740之間距約為低頻頻帶之0.25倍波長。詳細而言，一第二信號源192之一正極可耦接至另一同軸電纜線之一中心導線，而第二信號源192之一負極可耦接至同軸電纜線之導體外殼，其中第二饋入部760可為同軸電纜線之中心導線，而同軸電纜線之導體外殼更可耦接至第二轉軸元件730。在一些實施例中，第二饋入部760係直接連接至上蓋110之第一邊緣111或下蓋120之第二邊緣121，以直接激發第二槽孔天線。在另一些實施例中，第二饋入部760係延伸跨越第二縫隙750(第二饋入部760未接觸上蓋110及下蓋120)，以耦合激發第二槽孔天線。第一槽孔天線和第二槽孔天線可涵蓋相同之一操作頻帶。例如，第一槽孔天線可作為一主要天線(Main Antenna)，而第二槽孔天線可作為一輔助天線(Auxiliary Antenna)，以提高行動裝置700之天線分集增益(Antenna Diversity Gain)。必須注意的是，第2-6圖中關於第一槽孔天線之實施方式均可對應地套用至第二槽孔天線，故在此不再贅述。第7圖之行動裝置700之其餘特徵皆與第1圖之行動裝置100相似，故此二實施例均可達成相似之操作效果。
第8圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置700之第一槽孔天線和第二槽孔天線之S參數圖，其中橫軸代表操作頻率(MHz)，而縱軸代表S21(或S12)參數(dB)(以第一槽孔天線為第一埠Port 1，而第二槽孔天線為第二埠Port 2)。如 第8圖所示，在2400MHz至2500MHz之低頻頻帶以及5150MHz至5850MHz之高頻頻帶中，第一槽孔天線和第二槽孔天線之間之S21參數大致可壓在-20dB以下，此表示第一槽孔天線和第二槽孔天線之間具有良好之隔離度，是以即使第一槽孔天線和第二槽孔天線操作於相同頻帶且彼此鄰近，其間之互相干擾情況仍在可接受範圍內。另外，根據量測結果，若第一耦接元件140之和第二耦接元件740之電容值增加，則第一槽孔天線和第二槽孔天線之間之隔離度將增加；反之，若第一耦接元件140之和第二耦接元件740之電容值降低，則第一槽孔天線和第二槽孔天線之間之隔離度將降低。
值得注意的是，以上所述之元件尺寸、元件形狀，以及頻率範圍皆非為本發明之限制條件。天線設計者可以根據不同需要調整這些設定值。本發明之行動裝置及槽孔天線並不僅限於第1-8圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-8圖之任何一或複數個實施例之任何一或複數項特徵。換言之，並非所有圖示之特徵均須同時實施於本發明之行動裝置及槽孔天線當中。
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‧‧‧上蓋
111‧‧‧第一邊緣
120‧‧‧下蓋
121‧‧‧第二邊緣
130‧‧‧第一轉軸元件
140‧‧‧第一耦接元件
150‧‧‧第一縫隙
160‧‧‧第一饋入部
191‧‧‧第一信號源
L1‧‧‧長度
W1‧‧‧寬度

Claims (10)

  1. 一種行動裝置，包括：一上蓋，具有一第一邊緣；一下蓋，具有一第二邊緣；一第一轉軸元件，耦接於該第一邊緣和該第二邊緣之間；一第一耦接元件，耦接於該第一邊緣和該第二邊緣之間，其中該第一邊緣、該第二邊緣，該第一轉軸元件，以及該第一耦接元件共同圍繞一第一縫隙，以形成一第一槽孔天線；以及一第一饋入部，用於激發該第一槽孔天線；其中該第一槽孔天線操作於一低頻頻帶和一高頻頻帶，該第一饋入部和該第一轉軸元件之間距約為該高頻頻帶之0.25倍波長，而該第一饋入部和該第一耦接元件之間距約為該低頻頻帶之0.25倍波長。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該行動裝置為一貝殼式(Clamshell)筆記型電腦。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該上蓋、該下蓋、該第一轉軸元件，以及該第一耦接元件皆由導體材質所製成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第一饋入部為一同軸電纜線之一中心導線，而該同軸電纜線之一導體外殼係耦接至該第一轉軸元件。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第 一饋入部係直接連接至該第一邊緣或該第二邊緣，以直接激發該第一槽孔天線。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第一饋入部係延伸跨越該第一縫隙，以耦合激發該第一槽孔天線。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第一耦接元件為一頂針或一彈片。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第一耦接元件為一電容元件。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之行動裝置，其中該第一邊緣更具有一第一延伸部份，該第二邊緣更具有一第二延伸部份，該電容元件係由該第一延伸部份和該第二延伸部份所形成，而該第一延伸部份和該第二延伸部份之間距係小於該第一縫隙之寬度。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一第二轉軸元件，耦接於該第一邊緣和該第二邊緣之間；一第二耦接元件，耦接於該第一邊緣和該第二邊緣之間，其中該第一邊緣、該第二邊緣，該第二轉軸元件，以及該第二耦接元件共同圍繞一第二縫隙，以形成一第二槽孔天線；以及一第二饋入部，用於激發該第二槽孔天線；其中該第一槽孔天線和該第二槽孔天線係涵蓋相同之一操作頻帶。
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