TWI837687B - 行動裝置 - Google Patents

Abstract

一種行動裝置，包括：一外殼、一第一輻射部、一第二輻射部、一第三輻射部、一第一切換器，以及一第二切換器。第一輻射部具有一第一饋入點。第二輻射部具有一第二饋入點。第一輻射部、第二輻射部，以及第三輻射部皆分佈於外殼上。第一切換器可導通或斷開，以選擇性地將第一輻射部耦接至第三輻射部。第二切換器可導通或斷開，以選擇性地將第二輻射部耦接至第三輻射部。第一輻射部、第二輻射部，以及第三輻射部係共同形成一天線結構。

Description

行動裝置

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、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系統使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的頻帶進行通訊。

天線(Antenna)為無線通訊領域中不可缺少之元件。倘若用於接收或發射信號之天線其頻寬(Bandwidth)不足，則很容易造成行動裝置之通訊品質下降。因此，如何設計出小尺寸、寬頻帶之天線元件，對天線設計者而言是一項重要課題。

在較佳實施例中，本發明提出一種行動裝置，包括：一外殼；一第一輻射部，具有一第一饋入點；一第二輻射部，具有一第二饋入點；一第三輻射部，其中該第一輻射部、該第二輻射部，以及該第三輻射部皆分佈於該外殼上；一第一切換器，導通或斷開，以選擇性地將該第一輻射部耦接至該第三輻射部；以及一第二切換器，導通或斷開，以選擇性地將該第二輻射部耦接至該第三輻射部；其中該第一輻射部、該第二輻射部，以及該第三輻射部係共同形成一天線結構。

在一些實施例中，該外殼包括一背蓋和一側壁，而該背蓋係與該側壁大致互相垂直。

在一些實施例中，該第一輻射部、該第二輻射部，以及該第三輻射部係主要設置於該側壁上。

在一些實施例中，該側壁具有複數個開孔。

在一些實施例中，該第一輻射部、該第二輻射部，以及該第三輻射部係大致與該側壁之該等開孔交錯地排列。

在一些實施例中，該第一輻射部和該第二輻射部係各自呈現一倒U字形或一蜿蜒形狀。

在一些實施例中，該第三輻射部係呈現一M字形。

在一些實施例中，該第一輻射部包括一H字形部份，該第二輻射部包括一C字形部份，而該第三輻射部包括一T字形部份。

在一些實施例中，該第三輻射部包括一第一區段和一第二區段，該第一區段係耦接至該第一切換器，而該第二區段係耦接至該第二切換器。

在一些實施例中，該第一區段和該第二區段係各自呈現一倒U字形。

在一些實施例中，該行動裝置更包括：一第三切換器，導通或斷開，以選擇性地將該第一區段耦接至該第二區段。

在一些實施例中，該第一區段或該第二區段更具有一第三饋入點。

在一些實施例中，當該第一切換器、該第二切換器，以及該第三切換器皆導通時，該天線結構將能涵蓋一第一頻帶、一第二頻帶、一第三頻帶，以及一第四頻帶。

在一些實施例中，該第一頻帶係介於600MHz至1000MHz之間。

在一些實施例中，該第二頻帶係介於1400MHz至2700MHz之間。

在一些實施例中，該第三頻帶係介於3200MHz至5000MHz之間。

在一些實施例中，該第四頻帶係介於5000MHz至7200MHz之間。

在一些實施例中，當該第一切換器、該第二切換器，以及該第三切換器之僅任二者導通時，該天線結構將能涵蓋一第二頻帶、一第三頻帶，以及一第四頻帶。

在一些實施例中，當該第一切換器、該第二切換器，以及該第三切換器之僅任一者導通時，該天線結構將能涵蓋一第三頻帶和一第四頻帶。

在一些實施例中，當該第一切換器、該第二切換器，以及該第三切換器皆斷開時，該天線結構將能涵蓋一第四頻帶。

在一些實施例中，該行動裝置更包括：一介質基板，其中該第一切換器、該第二切換器、以及該第三切換器皆設置於該介質基板上。

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，本領域技術人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。

以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以簡化說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。例如，若是本揭露書敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例，亦可能包含了有附加特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使上述第一特徵與第二特徵可能未直接接觸的實施例。另外，以下揭露書不同範例可能重複使用相同的參考符號或(且)標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例或(且)結構之間有特定的關係。

此外，其與空間相關用詞。例如「在…下方」、「下方」、「較低的」、「上方」、「較高的」 及類似的用詞，係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外，這些空間相關用詞意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，則在此使用的空間相關詞也可依此相同解釋。

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。例如，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：一外殼(Housing)110、一第一輻射部(Radiation Element)120、一第二輻射部130、一第三輻射部140、一第一切換器(Switch Element)151，以及一第二切換器152，其中第一輻射部120、第二輻射部130，以及第三輻射部140皆可用金屬材質製成，例如：銅、銀、鋁、鐵，或是其合金。必須理解的是，雖然未顯示於第1圖中，但行動裝置100更可包括其他元件，例如：一處理器(Processor)、一觸控模組(Touch Control Panel)、一揚聲器(Speaker)、一射頻(Radio Frequency，RF)模組，或(且)一供電模組(Power Supply Module)。

外殼110包括一背蓋(Back Cover)114和一側壁(Sidewall)115，其中背蓋114可與側壁115大致互相垂直。第一輻射部120、第二輻射部130，以及第三輻射部140皆可分佈於外殼110上。例如，第一輻射部120、第二輻射部130，以及第三輻射部140主要可設置於側壁115上，但亦不僅限於此。在一些實施例中，外殼110係以非導體材質製成，其中第一輻射部120、第二輻射部130，以及第三輻射部140可藉由雷雕(Laser Direct Structuring，LDS)技術形成於外殼110上。在另一些實施例中，外殼110係以金屬材質製成，其中前述之第一輻射部120、第二輻射部130，以及第三輻射部140皆可與外殼110互相整合。另外，第一輻射部120、第二輻射部130，以及第三輻射部140更可附著於一塑膠射出(Plastic Injection)元件上(未顯示)。

第一輻射部120可大致呈現一倒U字形。詳細而言，第一輻射部120具有一第一端121和一第二端122，其中一第一饋入點(Feeding Point)FP1係位於第一輻射部120之第一端121處，而第一輻射部120之第二端122為一開路端(Open End)。第一饋入點FP1更可耦接至一第一信號源(Signal Source)191。

第二輻射部130可大致呈現另一倒U字形。詳細而言，第二輻射部130具有一第一端131和一第二端132，其中一第二饋入點FP2係位於第二輻射部130之第一端131處，而第二輻射部130之第二端132為一開路端。第二饋入點FP2更可耦接至一第二信號源192。

第三輻射部140可大致呈現一M字形。詳細而言，第三輻射部140具有一第一端141和一第二端142。第一切換器151之一端係耦接至第一輻射部120之第一端121，而第一切換器151之另一端係耦接至第三輻射部140之第一端141。第一切換器151可導通(Closed)或斷開(Opened)，以選擇性地將第一輻射部120耦接至第三輻射部140。第二切換器152之一端係耦接至第二輻射部130之第一端131，而第二切換器152之另一端係耦接至第三輻射部140之第二端142。第二切換器152可導通或斷開，以選擇性地將第二輻射部130耦接至第三輻射部140。在一些實施例中，第一切換器151和第二切換器152可由一處理器根據一使用者輸入而進行控制，但亦不僅限於此。

必須注意的是，第一輻射部120、第二輻射部130，以及第三輻射部140可形成行動裝置100之天線結構(Antenna Structure)。藉由控制第一切換器151和第二切換器152之導通或斷開狀態，此天線結構之共振路徑之長度將可進行調整，是以行動裝置100之天線結構將能涵蓋多重頻帶。由於第一輻射部120、第二輻射部130，以及第三輻射部140可與外殼110作適當整合，故行動裝置100之天線結構之整體尺寸可再進一步微縮。另外，因為同時使用第一饋入點FP1和第二饋入點FP2，所以行動裝置100還能支援多輸入多輸出(Multi-Input and Multi-Output，MIMO)操作。

以下實施例將介紹行動裝置100各種不同組態及細部結構特徵。必須理解的是，這些圖式和敘述僅為舉例，而非用於限制本發明。

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之一第三輻射部240包括一第一區段(Segment)244和一第二區段245，其中第一區段244係耦接至第一切換器151，而第二區段245係耦接至第二切換器152。例如，第一區段244和第二區段245可各自大致呈現一倒U字形，但亦不僅限於此。另外，行動裝置200更包括一第三切換器153，其中第三切換器153之一端係耦接至第一區段244，而第三切換器153之另一端係耦接至第二區段245。第三切換器153可導通或斷開，以選擇性地將第一區段244耦接至第二區段245。如上所述，藉由控制第一切換器151、第二切換器152，以及第三切換器153來調整等效共振路徑之長度，行動裝置200之天線結構將能涵蓋更多操作頻帶。在一些實施例中，行動裝置200更包括一介質基板(Dielectric Substrate)260，其可為一FR4(Flame Retardant 4)基板或一印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)，而第一切換器151、第二切換器152、第三切換器153、第一信號源191，以及第二信號源192皆可設置於此介質基板260上。在另一些實施例中，第一輻射部120、第二輻射部130，以及第三輻射部240亦可至少部份設置於介質基板260上，以利於與第一切換器151、第二切換器152、第三切換器153、第一信號源191，以及第二信號源192互相耦接。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包括：一外殼310、一第一輻射部320、一第二輻射部330、一第三輻射部340、一第一切換器151、一第二切換器152、一第三切換器153，以及一介質基板260。例如，外殼310可由非導體材質製成，並可包括一背蓋314和一側壁315。側壁315具有複數個開孔(Opening)371、372、373、374、375、376、377、378、379，其皆可排列於同一直線上。例如，前述之開孔371、372、373、374、375、376、377、378、379可各自大致呈現一圓形、一橢圓形，或是一正方形。在一些實施例中，前述之開孔371、372、373、374、375、376、377、378、379可為揚聲器開孔或是麥克風開孔，但亦不僅限於此。必須理解的是，前述之開孔371、372、373、374、375、376、377、378、379之數量和配置還可根據不同需求進行調整。

第一輻射部320可大致呈現一蜿蜒形狀(Meandering Shape)，其可與側壁315之開孔371、372交錯排列。詳細而言，第一輻射部320具有一第一端321和一第二端322，其中一第一饋入點FP1係位於第一輻射部320之第一端321處，而第一輻射部320之第二端322為一開路端。第二輻射部330可大致呈現另一蜿蜒形狀，其可與側壁315之開孔378、379交錯排列。詳細而言，第二輻射部330具有一第一端331和一第二端332，其中一第二饋入點FP2係位於第二輻射部330之第一端331處，而第二輻射部330之第二端332為一開路端。例如，第二輻射部330之第二端332和第一輻射部320之第二端322可大致朝相反且互相遠離之方向作延伸。

第三輻射部340可大致呈現一M字形，其可與側壁315之開孔373、374、375、376、377交錯排列。詳細而言，第三輻射部340具有一第一端341和一第二端342，並包括鄰近於第一端341之一第一區段344和鄰近於第二端342之一第二區段345，其中第一區段344至少部份包圍住開孔374，第二區段345至少部份包圍住開孔376，而開孔375則介於第一區段344和第二區段345之間。第一切換器151之一端係耦接至第一輻射部320之第一端321，而第一切換器151之另一端係耦接至第一區段344。第二切換器152之一端係耦接至第二輻射部330之第一端331，而第二切換器352之另一端係耦接至第二區段345。第三切換器153之一端係耦接至第一區段344，而第三切換器153之另一端係耦接至第二區段345。

在一些實施例中，藉由控制第一切換器151、第二切換器152，以及第三切換器153之導通或斷開狀態，行動裝置100之天線結構將能涵蓋多重頻帶。詳細而言，當第一切換器151、第二切換器152，以及第三切換器153皆導通時，具有最長共振長度(Resonant Length)之天線結構將能同時涵蓋一第一頻帶、一第二頻帶、一第三頻帶，以及一第四頻帶。當第一切換器151、第二切換器152，以及第三切換器153之僅任二者導通時(例如，第一切換器151和第三切換器153皆導通，但第二切換器152斷開)，天線結構將僅涵蓋前述之第二頻帶、第三頻帶，以及第四頻帶。當第一切換器151、第二切換器152，以及第三切換器153之僅任一者導通時(例如，第一切換器151導通，但第二切換器152和第三切換器153皆斷開)，天線結構將僅涵蓋前述之第三頻帶和第四頻帶。當第一切換器151、第二切換器152，以及第三切換器153皆斷開時，具有最短共振長度之天線結構將僅能涵蓋前述之第四頻帶。必須注意的是，未使用之任一輻射部亦可用於增加其他輻射部之間之隔離度(Isolation)。例如，前述之第一頻帶可介於600MHz至1000MHz之間，前述之第二頻帶可介於1400MHz至2700MHz之間，前述之第三頻帶可介於3200MHz至5000MHz之間，而前述之第四頻帶可介於5000MHz至7200MHz之間。因此，行動裝置300之天線結構將可支援新世代5G(5th Generation Wireless Systems)之寬頻操作。然而，本發明並不僅限於此。在另一些實施例中，行動裝置300之天線結構還可涵蓋LTE(Long Term Evolution)、GPS(Global Positioning System)，或是Wi-Fi 6E之操作頻帶。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類似，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，第三輻射部340之第一區段344或第二區段345更具有一第三饋入點FP3，其更可耦接至一第三信號源193，使得行動裝置400能支援更複雜之多輸入多輸出操作。另外，與第3圖相比，第一輻射部320及第二輻射部330之長度更進一步作延長。基於不同之使用需求，行動裝置400還能具有更多饋入點並搭配更多切換器及更多信號源。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類似，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500之示意圖。第5圖和第4圖相似。在第5圖之實施例中，行動裝置500之一第一輻射部520包括一H字形部份527，行動裝置500之一第二輻射部530包括一C字形部份537，而行動裝置500之一第三輻射部540包括一T字形部份547。必須注意的是，前述之H字形部份527、C字形部份537，以及T字形部份547均可延伸至側壁315之外表面，故使用者將可直接觀察到行動裝置500上具有「HTC」之商標。換言之，具有非規律設計之第一輻射部520、第二輻射部530，以及第三輻射部540不僅能激發產生天線結構之輻射場型，它們更有美化行動裝置500之外觀之功效。在另一些實施例中，第一輻射部520、第二輻射部530，以及第三輻射部540還可用於展示其他不同式樣之文字、圖案，或是商標，但亦不僅限於此。第5圖之行動裝置500之其餘特徵皆與第4圖之行動裝置400類似，故此二實施例均可達成相似之操作效果。

本發明提出一種新穎之行動裝置，其可包括一天線結構。與傳統設計相比，本發明至少具有小尺寸、寬頻帶，以及低製造成本等優勢，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。設計者可以根據不同需要調整這些設定值。本發明之天線結構並不僅限於第1-5圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-5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。

100,200,300,400,500:天線結構 110,310:外殼 114,314:背蓋 115,315:側壁 120,320,520:第一輻射部 121,321:第一輻射部之第一端 122,322:第一輻射部之第二端 130,330,530:第二輻射部 131,331:第二輻射部之第一端 132,332:第二輻射部之第二端 140,240,340,540:第三輻射部 141,341:第三輻射部之第一端 142,342:第三輻射部之第二端 151:第一切換器 152:第二切換器 153:第三切換器 191:第一信號源 192:第二信號源 193:第三信號源 244,344:第三輻射部之第一區段 245,345:第三輻射部之第二區段 260:介質基板 371,372,373,374,375,376,377,378,379:開孔 527:第一輻射部之H字形部份 537:第二輻射部之C字形部份 547:第三輻射部之T字形部份 FP1:第一饋入點 FP2:第二饋入點 FP3:第三饋入點

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示意圖。

100:天線結構

110:外殼

114:背蓋

115:側壁

120:第一輻射部

121:第一輻射部之第一端

122:第一輻射部之第二端

130:第二輻射部

131:第二輻射部之第一端

132:第二輻射部之第二端

140:第三輻射部

141:第三輻射部之第一端

142:第三輻射部之第二端

151:第一切換器

152:第二切換器

191:第一信號源

192:第二信號源

FP1:第一饋入點

FP2:第二饋入點

Claims (18)

1. 一種行動裝置，包括：一外殼，其中該外殼係以非導體材質製成；一第一輻射部，具有一第一饋入點；一第二輻射部，具有一第二饋入點；一第三輻射部，其中該第一輻射部、該第二輻射部，以及該第三輻射部皆分佈於該外殼上；一第一切換器，導通或斷開，以選擇性地將該第一輻射部耦接至該第三輻射部；以及一第二切換器，導通或斷開，以選擇性地將該第二輻射部耦接至該第三輻射部；其中該第一輻射部、該第二輻射部，以及該第三輻射部係形成一天線結構；其中該第一輻射部和該第二輻射部係各自呈現一倒U字形或一蜿蜒形狀或一文字形狀；其中該外殼包括一背蓋和一側壁，而該背蓋係與該側壁大致互相垂直；其中該第一輻射部、該第二輻射部，以及該第三輻射部係主要設置於該側壁上。
2. 如請求項1所述之行動裝置，其中該側壁具有複數個開孔。
3. 如請求項2所述之行動裝置，其中該第一輻射部、該第二輻射部，以及該第三輻射部係大致與該側壁之該等開孔交錯地排列。
4. 如請求項1所述之行動裝置，其中該第三輻射部係呈現一M字形。
5. 如請求項1所述之行動裝置，其中該第一輻射部包括一H字形部份，該第二輻射部包括一C字形部份，而該第三輻射部包括一T字形部份。
6. 如請求項1所述之行動裝置，其中該第三輻射部包括一第一區段和一第二區段，該第一區段係耦接至該第一切換器，而該第二區段係耦接至該第二切換器。
7. 如請求項6所述之行動裝置，其中該第一區段和該第二區段係各自呈現一倒U字形。
8. 如請求項6所述之行動裝置，更包括：一第三切換器，導通或斷開，以選擇性地將該第一區段耦接至該第二區段。
9. 如請求項6所述之行動裝置，其中該第一區段或該第二區段更具有一第三饋入點。
10. 如請求項8所述之行動裝置，其中當該第一切換器、該第二切換器，以及該第三切換器皆導通時，該天線結構將能涵蓋一第一頻帶、一第二頻帶、一第三頻帶，以及一第四頻帶。
11. 如請求項10所述之行動裝置，其中該第一頻帶係介於600MHz至1000MHz之間。
12. 如請求項10所述之行動裝置，其中該第二頻帶係介於1400MHz至2700MHz之間。
13. 如請求項10所述之行動裝置，其中該第三頻帶係介於3200MHz至5000MHz之間。
14. 如請求項10所述之行動裝置，其中該第四頻帶係介於5000MHz至7200MHz之間。
15. 如請求項8所述之行動裝置，其中當該第一切換器、該第二切換器，以及該第三切換器之僅任二者導通時，該天線結構將能涵蓋一第二頻帶、一第三頻帶，以及一第四頻帶。
16. 如請求項8所述之行動裝置，其中當該第一切換器、該第二切換器，以及該第三切換器之僅任一者導通時，該天線結構將能涵蓋一第三頻帶和一第四頻帶。
17. 如請求項8所述之行動裝置，其中當該第一切換器、該第二切換器，以及該第三切換器皆斷開時，該天線結構將能涵蓋一第四頻帶。
18. 如請求項8所述之行動裝置，更包括：一介質基板，其中該第一切換器、該第二切換器、以及該第三切換器皆設置於該介質基板上。