TWI669853B - 行動裝置 - Google Patents

Abstract

一種行動裝置，包括：金屬背蓋、第一饋入部、第二饋入部、第三饋入部，以及第四饋入部。金屬背蓋具有第一開口槽孔、第二開口槽孔、第一閉口槽孔，以及第二閉口槽孔，其中第一閉口槽孔和第二閉口槽孔皆介於第一開口槽孔和第二開口槽孔之間。第一饋入部和第一開口槽孔形成第一槽孔天線。第二饋入部和第二開口槽孔形成第二槽孔天線。第三饋入部和第一閉口槽孔形成第三槽孔天線。第四饋入部和第二閉口槽孔形成第四槽孔天線。第一槽孔天線和第二槽孔天線皆操作於低頻頻帶，而第三槽孔天線和第四槽孔天線皆操作於高頻頻帶。

Description

行動裝置

本發明係關於一種行動裝置，特別係關於根據一種行動裝置及其天線結構。

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：一金屬背蓋，具有一第一開口槽孔、一第二開口槽孔、一第一閉口槽孔，以及一第二閉口槽孔，其中該第一閉口槽孔和該第二閉口槽孔皆介於該第一開口槽孔和該第二開口槽孔之間；一第一饋入部，延伸跨越該第一開口槽孔，其中該第一饋入部和該第一開口槽孔共同形成一第一槽孔天線；一第二饋入部，延伸跨越該第二開口槽孔，其中該第二饋入部和該第二開口槽孔共同形成一第二槽孔天線；一第三饋入部，延伸跨越該第一閉口槽孔，其中該第三饋入部和該第一閉口槽孔共同形成一第三槽孔天線；以及一第四饋入部，延伸跨越該第二閉口槽孔，其中該第四饋入部和該第二閉口槽孔共同形成一第四槽孔天線；其中該第一槽孔天線和該第二槽孔天線皆操作於一低頻頻帶，而該第三槽孔天線和該第四槽孔天線皆操作於一高頻頻帶。

在一些實施例中，該第一開口槽孔、該第二開口槽孔、該第一閉口槽孔，以及該第二閉口槽孔皆排列於同一直線上。

在一些實施例中，該低頻頻帶係涵蓋704MHz至960MHz、1710MHz至2170MHz，以及3300MHz至3700MHz之頻率範圍，而該高頻頻帶係涵蓋2400MHz至2500MHz和5150MHz至5850MHz之頻率範圍。

在一些實施例中，該第一開口槽孔之長度和該第二開口槽孔之長度皆等於該低頻頻帶之最低頻率之1/4倍波長。

在一些實施例中，該第一閉口槽孔之長度和該第 二閉口槽孔之長度皆等於該高頻頻帶之最低頻率之1/2倍波長。

在一些實施例中，該第一饋入部和該第一開口槽孔之一閉口端之間具有一第一間距，該第二饋入部和該第二開口槽孔之一閉口端之間具有一第二間距，而該第一間距和該第二間距皆小於該低頻頻帶之最低頻率之1/16倍波長。

在一些實施例中，該第三饋入部和該第一閉口槽孔之一閉口端之間具有一第三間距，該第四饋入部和該第二閉口槽孔之一閉口端之間具有一第四間距，而該第三間距和該第四間距皆小於該高頻頻帶之最低頻率之1/4倍波長。

在一些實施例中，該金屬背蓋之一邊緣與該第一開口槽孔、該第二開口槽孔、該第一閉口槽孔，以及該第二閉口槽孔之每一者之間距皆大於或等於8mm。

在一些實施例中，該第一開口槽孔、該第二開口槽孔、該第一閉口槽孔，以及該第二閉口槽孔之每一者之寬度皆大於或等於2mm。

在一些實施例中，該行動裝置更包括：一第一調整電路，耦接至該第一饋入部；以及一第二調整電路，耦接至該第二饋入部，其中該第一調整電路和該第二調整電路係用於增加該低頻頻帶之頻寬。

100、200、300‧‧‧行動裝置

110‧‧‧金屬背蓋

111‧‧‧金屬背蓋之邊緣

120‧‧‧第一開口槽孔

121‧‧‧第一開口槽孔之開口端

122‧‧‧第一開口槽孔之閉口端

130‧‧‧第二開口槽孔

131‧‧‧第二開口槽孔之開口端

132‧‧‧第二開口槽孔之閉口端

140‧‧‧第一閉口槽孔

141、142‧‧‧第一閉口槽孔之閉口端

150‧‧‧第二閉口槽孔

151、152‧‧‧第二閉口槽孔之閉口端

161‧‧‧第一饋入部

162‧‧‧第二饋入部

163‧‧‧第三饋入部

164‧‧‧第四饋入部

191‧‧‧第一信號源

192‧‧‧第二信號源

193‧‧‧第三信號源

194‧‧‧第四信號源

271‧‧‧第一調整電路

272‧‧‧第二調整電路

301‧‧‧特定位置

302‧‧‧上蓋外殼之邊緣

310‧‧‧筆記型電腦之上蓋外殼

L1、L2、L3、L4‧‧‧長度

D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8‧‧‧間距

W1‧‧‧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俯視圖。

第2圖係顯示根據本發明另一實施例所述之行動裝置之俯視圖。

第3圖係顯示根據本發明另一實施例所述之行動裝置之立體圖。

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。

在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的「包含」及「包括」一詞為開放式的用語，故應解釋成「包含但不僅限定於」。「大致」一詞則是指在可接受的誤差範圍內，本領域技術入員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，達到所述基本之技術效果。此外，「耦接」一詞在本說明書中包含任何直接及間接的電性連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接至一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電性連接至該第二裝置，或經由其它裝置或連接手段而間接地電性連接至該第二裝置。

第1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。行動裝置100可以是一智慧型手機(Smart Phone)、一平板電腦(Tablet Computer)，或是一筆記型電腦 (Notebook Computer)。在第1圖之實施例中，行動裝置100包括：一金屬背蓋(Metal Back Cover)110、一第一饋入部(Feeding Element)161、一第二饋入部162、一第三饋入部163，以及一第四饋入部164。必須理解的是，雖然未顯示於第1圖中，但實際上行動裝置100更可包括其他元件，例如：一處理器(Processor)、一觸控面板(Touch Control Panel)、一揚聲器(Speaker)、一電池模組(Battery Module)，以及一外殼(Housing)。

金屬背蓋110具有一第一開口槽孔(Open Slot)120、一第二開口槽孔130、一第一閉口槽孔(Closed Slot)140，以及一第二閉口槽孔150，其中第一閉口槽孔140和第二閉口槽孔150皆介於第一開口槽孔120和第二開口槽孔130之間。第一開口槽孔120具有一開口端(Open End)121和一閉口端(Closed End)122，其中第一開口槽孔120可以大致為一直條形。第二開口槽孔130具有一開口端131和一閉口端132，其中第二開口槽孔130可以大致為一直條形。第一閉口槽孔140具有二閉口端141、142，其中第一閉口槽孔140可以大致為一直條形。第二閉口槽孔150具有二閉口端151、152，其中第二閉口槽孔150可以大致為一直條形。第一開口槽孔120、第二開口槽孔130、第一閉口槽孔140，以及第二閉口槽孔150可皆排列於同一直線上，而此直線可與金屬背蓋110之一邊緣111大致互相平行。

第一饋入部161、第二饋入部162、第三饋入部163，以及第四饋入部164皆可用金屬材質製成。在一些實施例中，第一饋入部161、第二饋入部162、第三饋入部163，以及第四饋入部164之每一者皆設置於一軟性電路板(Flexible Circuit Board，FPC)或一介質基板(Dielectric Substrate)上，例如：一FR4(Flame Retardant 4)基板。第一饋入部161可耦接至一第一信號源(Signal Source)191。第一饋入部161係延伸跨越第一開口槽孔120，使得第一饋入部161和第一開口槽孔120共同形成一第一槽孔天線(Slot Antenna)。第二饋入部162可耦接至一第二信號源192。第二饋入部162係延伸跨越第二開口槽孔130，使得第二饋入部162和第二開口槽孔130共同形成一第二槽孔天線。第三饋入部163可耦接至一第三信號源193。第三饋入部163係延伸跨越第一閉口槽孔140，使得第三饋入部163和第一閉口槽孔140共同形成一第三槽孔天線。第四饋入部164可耦接至一第四信號源194。第四饋入部164係延伸跨越第二閉口槽孔150，使得第四饋入部164和第二閉口槽孔150共同形成一第四槽孔天線。第一信號源191、第二信號源192、第三信號源193，以及第四信號源194之每一者可為一射頻(Radio Frequency)模組，其可用於產生一發射信號或是處理一接收信號。必須注意的是，第一饋入部161、第二饋入部162、第三饋入部163，以及第四饋入部164可鄰近於金屬背蓋110，但可與金屬背蓋110位於不同平面上，其中每一饋入部於金屬背蓋110上之垂直投影(Vertical Projection)可與其對應之槽孔至少有部份重疊。雖然在第1圖中第一饋入部161、第二饋入部162、第三饋入部163，以及第四饋入部164之每一者皆為一直條形，但在其他實施例中，第一饋入部161、第二饋入部162、第三饋入部163，以及第四饋入部164之任一者亦可改為一L字形或一T字形，而不致影響本發明之效果。

在一些實施例中，前述之第一槽孔天線和第二槽孔天線皆操作於一低頻頻帶，而前述之第三槽孔天線和第四槽孔天線皆操作於一高頻頻帶。例如，此低頻頻帶可涵蓋704MHz至960MHz、1710MHz至2170MHz，以及3300MHz至3700MHz之頻率範圍，而此高頻頻帶可涵蓋2400MHz至2500MHz和5150MHz至5850MHz之頻率範圍。因此，行動裝置100至少可支援LTE(Long Term Evolution)和Wi-Fi之寬頻操作。

在一些實施例中，行動裝置100之元件尺寸係如下列所述。第一開口槽孔120之長度L1和第二開口槽孔130之長度L2皆可大致等於前述低頻頻帶之最低頻率之1/4倍波長(λ/4)。第一閉口槽孔140之長度L3和第二閉口槽孔150之長度L4皆可大致等於前述高頻頻帶之最低頻率之1/2倍波長(λ/2)。換言之，二支開口槽孔天線(亦即，第一槽孔天線和第二槽孔天線)係對應於低頻頻帶，而二支閉口槽孔天線(亦即，第三槽孔天線和第四槽孔天線)係對應於高頻頻帶。由於開口槽孔天線相較於閉口槽孔天線具有更小之尺寸和更大之頻寬，故本發明之行動裝置100可在不佔用太大面積之情況下提供同時可操作於高、低頻帶之多輸入多輸出(Multi-Input and Multi-Output，MIMO)之寬頻天線陣列(Wideband Antenna Array)。

第一饋入部161和第一開口槽孔120之閉口端122之間具有一第一間距D1，而第二饋入部162和第二開口槽孔130之閉口端132之間具有一第二間距D2，其中第一間距D1和第二間距D2皆可小於前述低頻頻帶之最低頻率之1/16倍波長(λ/16)。第三饋入部163和第一閉口槽孔140之閉口端142之間具有一第 三間距D3，而第四饋入部164和第二閉口槽孔150之閉口端152之間具有一第四間距D4，其中第三間距D3和第四間距D4皆可小於前述高頻頻帶之最低頻率之1/4倍波長(λ/4)。根據實際量測結果，以上間距範圍有助於最佳化第一槽孔天線、第二槽孔天線、第三槽孔天線，以及第四槽孔天線之阻抗匹配(Impedance Matching)。

金屬背蓋110之邊緣111與第一開口槽孔120、第二開口槽孔130、第一閉口槽孔140，以及第二閉口槽孔150之每一者之間距D5皆可大於或等於8mm。第一開口槽孔120、第二開口槽孔130、第一閉口槽孔140，以及第二閉口槽孔150之每一者之寬度W1皆可大於或等於2mm，例如：2.5mm。根據實際量測結果，以上間距和寬度範圍有助於最大化第一槽孔天線、第二槽孔天線、第三槽孔天線，以及第四槽孔天線之操作頻寬(Operation Bandwidth)。

第一開口槽孔120和第一閉口槽孔140之間距D6可大於或等於20mm。第二開口槽孔130和第二閉口槽孔150之間距D7可大於或等於20mm。第一閉口槽孔140和第二閉口槽孔150之間距D8可大於或等於40mm。在一些實施例中，第一閉口槽孔140和第二閉口槽孔150之間可設置一麥克風元件和一相機鏡頭。根據實際量測結果，以上間距範圍有助於最大化第一槽孔天線、第二槽孔天線、第三槽孔天線，以及第四槽孔天線之間之隔離度(Isolation)。

第2圖係顯示根據本發明另一實施例所述之行動裝置200之俯視圖。第2圖和第1圖相似，兩者之差異在於，行 動裝置200更包括一第一調整電路(Tuning Circuit)271和一第二調整電路272，其中第一信號源191係經由第一調整電路271耦接至第一饋入部161，而第二信號源192係經由第二調整電路272耦接至第二饋入部162。第一調整電路271和第二調整電路272可以各自包括一可變電容器(Variable Capacitor)、一可變電感器(Variable Inductor)，或是兩者之組合。藉由調整可變電容器之電容值(Capacitance)或(且)可變電感器之電感值(Inductance)，第一槽孔天線和第二槽孔天線所對應之低頻頻帶之總操作頻寬將能大幅增加。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類似，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另一實施例所述之行動裝置300之立體圖。在第3圖之實施例中，行動裝置300為一筆記型電腦，而前述之金屬背蓋110可為筆記型電腦之一上蓋外殼310(即筆記型電腦中俗稱之「A件」)。若前述之第一槽孔天線、第二槽孔天線、第三槽孔天線，以及第四槽孔天線係實施於筆記型電腦，則第一開口槽孔120、第二開口槽孔130、第一閉口槽孔140，以及第二閉口槽孔150可鄰近於上蓋外殼310之一邊緣302處(例如：可形成於一特定位置301)。亦即，第一開口槽孔120、第二開口槽孔130、第一閉口槽孔140，以及第二閉口槽孔150皆可介於筆記型電腦之一顯示器和上蓋外殼310之邊緣302之間。在一些實施例中，第一開口槽孔120、第二開口槽孔130、第一閉口槽孔140，以及第二閉口槽孔150之每一者皆以非導體材質(例如：塑膠材質)來填充於其中，以維持行 動裝置之外觀一致性。

本發明提出一種新穎之天線結構，其包括二條開口槽孔和二條閉口槽孔之設計。當此天線結構應用於具有一金屬背蓋之行動裝置時，由於金屬背蓋可視為天線結構之一延伸部份，故能有效避免金屬背蓋對行動裝置之通訊品質產生負面影響。另須注意的是，本發明可在不用於金屬背蓋上開挖任何天線窗(Antenna Window)之情況下，更進一步改良行動裝置之外觀設計。總而言之，本發明能兼得小尺寸、寬頻帶，以及美化裝置外型之優勢，故其很適合應用於各種各式之行動通訊裝置當中。

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天線結構並不僅限於第1-3圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-3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天線結構當中。

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。

Claims (9)

1. 一種行動裝置，包括：一金屬背蓋，具有一第一開口槽孔、一第二開口槽孔、一第一閉口槽孔，以及一第二閉口槽孔，其中該第一閉口槽孔和該第二閉口槽孔皆介於該第一開口槽孔和該第二開口槽孔之間；一第一饋入部，延伸跨越該第一開口槽孔，其中該第一饋入部和該第一開口槽孔共同形成一第一槽孔天線；一第二饋入部，延伸跨越該第二開口槽孔，其中該第二饋入部和該第二開口槽孔共同形成一第二槽孔天線；一第三饋入部，延伸跨越該第一閉口槽孔，其中該第三饋入部和該第一閉口槽孔共同形成一第三槽孔天線；以及一第四饋入部，延伸跨越該第二閉口槽孔，其中該第四饋入部和該第二閉口槽孔共同形成一第四槽孔天線；其中該第一槽孔天線和該第二槽孔天線皆操作於一低頻頻帶，而該第三槽孔天線和該第四槽孔天線皆操作於一高頻頻帶；其中該第一饋入部和該第一開口槽孔之一閉口端之間具有一第一間距，該第二饋入部和該第二開口槽孔之一閉口端之間具有一第二間距，而該第一間距和該第二間距皆小於該低頻頻帶之最低頻率之1/16倍波長。
2. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第一開口槽孔、該第二開口槽孔、該第一閉口槽孔，以及該第二閉口槽孔皆排列於同一直線上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該低頻頻帶係涵蓋704MHz至960MHz、1710MHz至2170MHz，以及3300MHz至3700MHz之頻率範圍，而其中該高頻頻帶係涵蓋2400MHz至2500MHz和5150MHz至5850MHz之頻率範圍。
4. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第一開口槽孔之長度和該第二開口槽孔之長度皆等於該低頻頻帶之最低頻率之1/4倍波長。
5. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第一閉口槽孔之長度和該第二閉口槽孔之長度皆等於該高頻頻帶之最低頻率之1/2倍波長。
6. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第三饋入部和該第一閉口槽孔之一閉口端之間具有一第三間距，該第四饋入部和該第二閉口槽孔之一閉口端之間具有一第四間距，而該第三間距和該第四間距皆小於該高頻頻帶之最低頻率之1/4倍波長。
7. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該金屬背蓋之一邊緣與該第一開口槽孔、該第二開口槽孔、該第一閉口槽孔，以及該第二閉口槽孔之每一者之間距皆大於或等於8mm。
8. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第一開口槽孔、該第二開口槽孔、該第一閉口槽孔，以及該第二閉口槽孔之每一者之寬度皆大於或等於2mm。
9. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一第一調整電路，耦接至該第一饋入部；以及 一第二調整電路，耦接至該第二饋入部，其中該第一調整電路和該第二調整電路係用於增加該低頻頻帶之頻寬。