强化天线稳定度的移动装置

技术领域

本发明涉及一种移动装置，尤其涉及一种可强化天线稳定度的移动装置。

背景技术

随着移动通信技术的发达，移动装置在近年日益普遍。移动装置通常具有无线通信的功能。

天线(Antenna)为无线通信领域中不可缺少的元件。倘若用于接收或发射信号的天线其稳定度(Stability)不足，则很容易造成移动装置的通信品质下降。因此，如何设计出小尺寸、宽频带，并且具有较高稳定度的天线元件，对天线设计者而言是一项重要课题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种强化天线稳定度的移动装置，以解决上述至少一个问题。

在较佳实施例中，本发明提出一种强化天线稳定度的移动装置，包括一非导体边框；一背盖；一平面倒F字形天线，设置于该非导体边框和该背盖之间；以及一U字形接地部，耦接至该平面倒F字形天线，并至少部分贴附于该非导体边框；其中该平面倒F字形天线的一垂直投影与该U字形接地部至少部分重叠。

本发明提出一种新颖的移动装置，其包括一U字形接地部。相较于传统设计，本发明至少具有小尺寸、宽频带、低制造成本，以及高稳定度等优势，故其很适合应用于各种各式的移动通信装置当中。

附图说明

图1为根据本发明一实施例所述的移动装置的剖面图。

图2为根据本发明一实施例所述的移动装置的部分立体图。

图3为根据本发明一实施例所述的平面倒F字形天线的俯视图。

图4为根据本发明一实施例所述的U字形接地部的俯视图。

图5为根据本发明一实施例所述的移动装置的平面倒F字形天线的返回损失图。

图6为根据本发明一实施例所述的移动装置的平面倒F字形天线的辐射效率图。

图7为根据本发明另一实施例所述的移动装置的剖面图。

附图标记如下：

100,700:移动装置

110:非导体边框

120:背盖

130:U字形接地部

131:U字形接地部的第一开路端

132:U字形接地部的第二开路端

135:U字形接地部的缺口区域

140:接地连接部

200:平面倒F字形天线

210:馈入辐射部

211:馈入辐射部的第一端

212:馈入辐射部的第二端

214:馈入辐射部的较窄部分

215:馈入辐射部的较宽部分

220:第一辐射部

221:第一辐射部的第一端

222:第一辐射部的第二端

230:第二辐射部

231:第二辐射部的第一端

232:第二辐射部的第二端

240:第三辐射部

241:第三辐射部的第一端

242:第三辐射部的第二端

710:天线

720:导电泡棉

D1,D2,D3,DH:间距

FP:馈入点

L1,L2,L3,L4,L5,LN,LT:长度

W1,W21,W22,W3,W4,WN,WT:宽度

具体实施方式

为让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的具体实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，硬体制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”及“包括”一词为开放式的用语，故应解释成“包含但不仅限定于”。“大致”一词则是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，达到所述基本的技术效果。此外，“耦接”一词在本说明书中包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接至一第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接至该第二装置，或经由其它装置或连接手段而间接地电性连接至该第二装置。

图1为根据本发明一实施例所述的移动装置100的剖面图。例如，移动装置100可以是一智能手机、一平板电脑，或是一笔记本电脑。如图1所示，移动装置100包括：一非导体边框(Nonconductive Frame)110、一背盖(Back Cover)120、一平面倒F字形天线(PlanarInverted F Antenna，PIFA)200，以及一U字形接地部(U-shaped Ground Element)130。背盖120可用导体材质或非导体材质所制成。平面倒F字形天线200和U字形接地部130皆可用金属材质所制成，例如：铜、银、铝、铁，或是其合金。必须理解的是，虽然未显示于图1中，但实际上移动装置100更可包括其他元件，例如：一处理器、一触控面板、一扬声器、一电池模块，以及一外壳。

举例而言，若移动装置100为一笔记本电脑，则非导体边框110可为笔记本电脑领域中俗称的“C件”，而背盖120可为笔记本电脑领域中俗称的“D件”。非导体边框110可连接至背盖120，使得两者之间界定出一中空区域。在一些实施例中，非导体边框110为笔记本电脑的一键盘边框(Keyboard Frame)。另外，背盖120可具有一内削式设计，因此背盖120可与非导体边框110至少部分不平行。

平面倒F字形天线200和U字形接地部130皆设置于非导体边框110和背盖120之间的中空区域内。U字形接地部130耦接至平面倒F字形天线200，并至少部分贴附于非导体边框110。平面倒F字形天线200于非导体边框110上具有一垂直投影(Vertical Projection)，而此垂直投影与U字形接地部130至少部分重叠。在此设计下，由于无须将平面倒F字形天线200耦接至背盖120，故移动装置100的天线设计的自由度和稳定度皆可大幅改善。

以下实施例将介绍移动装置100的细部结构特征。必须理解的是，这些附图和叙述仅为举例，而非用于限制本发明的范围。

图2为根据本发明一实施例所述的移动装置100的部分立体图。在图2的实施例中，移动装置100还包括一接地连接部140，其可用金属材质所制成。接地连接部140可具有一弯折结构(Bending Structure)，并可耦接于平面倒F字形天线200和U字形接地部130之间，使得平面倒F字形天线200和U字形接地部130可大致互相平行。

图3为根据本发明一实施例所述的平面倒F字形天线200的俯视图。在图3的实施例中，平面倒F字形天线200包括：一馈入辐射部(Feeding Radiation Element)210、一第一辐射部(Radiation Element)220、一第二辐射部230，以及一第三辐射部240。

馈入辐射部210可以大致呈现一不等宽直条形。详细而言，馈入辐射部210具有一第一端211和一第二端212，其中馈入辐射部210的第一端211耦接至接地连接部140。在一些实施例中，馈入辐射部210包括邻近于第一端211的一较窄部分214和邻近于第二端212的一较宽部分215，其中较宽部分215经由较窄部分214耦接至接地连接部140。必须注意的是，本说明书中所谓“邻近”或“相邻”一词可指对应的二元件间距小于一既定距离(例如：5mm或更短)，亦可包括对应的二元件彼此直接接触的情况(也就是说，前述间距缩短至0)。一馈入点(Feeding Point)FP位于馈入辐射部210的较宽部分215的一角落处，其中馈入点FP更可耦接至一信号源(未显示)。例如，信号源可为一射频(Radio Frequency，RF)模块，其可用于激发平面倒F字形天线200。

第一辐射部220可以大致呈现一较窄直条形，其可大致垂直于馈入辐射部210。详细而言，第一辐射部220具有一第一端221和一第二端222，其中第一辐射部220的第一端221耦接至馈入辐射部210的第二端212，而第一辐射部220的第二端222为一开路端(OpenEnd)。

第二辐射部230可以大致呈现一较宽直条形，其可大致垂直于馈入辐射部210。详细而言，第二辐射部230具有一第一端231和一第二端232，其中第二辐射部230的第一端231耦接至馈入辐射部210的第二端212和第一辐射部220的第一端221，而第二辐射部230的第二端232为一开路端。例如，第二辐射部230的第二端232和第一辐射部220的第二端222可以大致朝相反且互相远离的方向作延伸。

第三辐射部240可以大致呈现一较窄直条形，其可大致垂直于馈入辐射部210。详细而言，第三辐射部240具有一第一端241和一第二端242，其中第三辐射部240的第一端241耦接至馈入辐射部210的较宽部分215，而第三辐射部240的第二端242为一开路端。例如，第三辐射部240的第二端242和第一辐射部220的第二端222可以大致朝相同方向作延伸。

图4为根据本发明一实施例所述的U字形接地部130的俯视图。在图4的实施例中，U字形接地部130具有一第一开路端131和一第二开路端132，其中一缺口区域(NotchRegion)135形成于U字形接地部130的第一开路端131和第二开路端132之间。例如，缺口区域135可以大致呈现一矩形。

图5为根据本发明一实施例所述的移动装置100的平面倒F字形天线200的返回损失(Return Loss)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表返回损失(dB)。如图5所示，平面倒F字形天线200可涵盖一第一频带FB1和一第二频带FB2，其中第一频带FB1可介于2400MHz至2500MHz之间，而第二频带FB2可介于5150MHz至5850MHz之间。因此，移动装置100将至少可支持WLAN(Wireless Local Area Networks)2.4GHz/5GHz的宽频操作。

在一些实施例中，移动装置100的操作原理可如下列所述。馈入辐射部210和第一辐射部220可共同激发以产生前述的第一频带FB1。馈入辐射部210、第一辐射部220、第二辐射部230，以及第三辐射部240可共同激发以产生前述的第二频带FB2。另外，U字形接地部130可用于微调前述的第一频带FB1和第二频带FB2的阻抗匹配(Impedance Matching)，从而可增加其操作频宽(Operational Bandwidth)。

图6为根据本发明一实施例所述的移动装置100的平面倒F字形天线200的辐射效率(Radiation Efficiency)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表辐射效率(dB)。根据图6的测量结果，移动装置100的平面倒F字形天线200于前述第一频带FB1和第二频带FB2中的辐射效率皆可达-6dB或更高，此已可满足一般移动通信的实际应用需求。

在一些实施例中，移动装置100的元件尺寸可如下列所述。馈入辐射部210和第一辐射部220的总长度L1可大致等于平面倒F字形天线200的第一频带FB1的0.25倍波长(λ/4)。第一辐射部220的宽度W1可介于2mm至3mm之间。在馈入辐射部210中，较窄部分214的宽度W21可介于1mm至2mm之间，而较宽部分215的宽度W22可介于4mm至5mm之间。第一辐射部220和第二辐射部230的总长度L2可大致等于平面倒F字形天线200的第二频带FB2的0.5倍波长(λ/2)。第二辐射部230的长度L3可大致等于平面倒F字形天线200的第二频带FB2的0.167倍波长(λ/6)。第二辐射部230的宽度W3可介于4mm至5mm之间。馈入辐射部210和第三辐射部240的总长度L4大致等于平面倒F字形天线200的第二频带FB2的0.25倍波长(λ/4)。第三辐射部240的宽度W4可介于2mm至3mm之间。第一辐射部220和第三辐射部240的间距D1可介于2mm至3mm之间。第二辐射部230和接地连接部140的间距D2可大于5mm。第三辐射部240和接地连接部140的间距D3可介于1mm至3mm之间。在U字形接地部130中，第一开路端131至该第二开路端132的一路径长度L5可大致等于平面倒F字形天线200的第一频带FB1的0.5倍波长(λ/2)。缺口区域135的长度LN可介于U字形接地部130的整体长度LT的0.33倍至0.5倍之间。缺口区域135的宽度WN可大致等于U字形接地部130的整体宽度WT的0.5倍。平面倒F字形天线200和U字形接地部130的间距DH可介于3mm至4mm之间。以上元件尺寸的范围根据多次实验结果而得出，其有助于最佳化移动装置100的平面倒F字形天线200的操作频宽和阻抗匹配。

图7为根据本发明另一实施例所述的移动装置700的剖面图。在图7的实施例中，移动装置700包括：一非导体边框110、一背盖120、一天线710，以及一导电泡棉(ConductiveGasket)720。必须注意的是，若以导电泡棉720支撑天线710，则在导电泡棉720老化或变形时，天线710的稳定度容易受到负面影响。为克服此一问题，本发明图1-图6的实施例通过U字形接地部130来取代导电泡棉720，使得天线的辐射性能和稳定度均能大幅度改善。

本发明提出一种新颖的移动装置，其包括一U字形接地部。相较于传统设计，本发明至少具有小尺寸、宽频带、低制造成本，以及高稳定度等优势，故其很适合应用于各种各式的移动通信装置当中。

值得注意的是，以上所述的元件尺寸、元件形状，以及频率范围皆非为本发明的限制条件。天线设计者可以根据不同需要调整这些设定值。本发明的移动装置并不仅限于图1-图7所图示的状态。本发明可以仅包括图1-图7的任何一或多个实施例的任何一或多项特征。换言之，并非所有图示的特征均须同时实施于本发明的移动装置当中。

本发明虽以较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明的范围，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定者为准。