CN114069203A

CN114069203A - 移动装置

Info

Publication number: CN114069203A
Application number: CN202010772747.4A
Authority: CN
Inventors: 张琨盛; 林敬基
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2020-08-04
Publication date: 2022-02-18

Abstract

一种移动装置，包括一主辐射部、一寄生辐射部以及一附加辐射部。主辐射部具有一第一缺口，其中主辐射部包括耦接至一信号源的一馈入区域和耦接至一接地电位的一接地区域。寄生辐射部耦接至接地电位，其中寄生辐射部邻近于主辐射部的馈入区域。附加辐射部耦接至主辐射部，其中附加辐射部与寄生辐射部朝相同方向作延伸。主辐射部、寄生辐射部以及附加辐射部共同形成一天线结构。

Description

移动装置

技术领域

本发明涉及一种移动装置，尤其涉及一种移动装置及其天线结构。

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。

天线为支持无线通信的移动装置中不可或缺的元件。然而，天线很容易受到邻近金属元件所影响，此常造成天线元件受到干扰且整体通信品质下滑，或是特定吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)过高无法符合法规规范。有鉴于此，势必须提出一种全新解决方案，以克服传统技术所面临的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种移动装置，以解决上述至少一个问题。

在较佳实施例中，本发明提出一种移动装置，包括：一主辐射部，具有一第一缺口，其中该主辐射部包括耦接至一信号源的一馈入区域和耦接至一接地电位的一接地区域；一寄生辐射部，耦接至该接地电位，其中该寄生辐射部邻近于该馈入区域；以及一附加辐射部，耦接至该主辐射部，其中该附加辐射部与该寄生辐射部朝相同方向作延伸；其中该主辐射部、该寄生辐射部以及该附加辐射部共同形成一天线结构。

在一些实施例中，该主辐射部呈现一矩形并具有一第一角落、一第二角落、一第三角落以及一第四角落，该馈入区域位于该第一角落处，而该附加辐射部耦接至该第二角落。

在一些实施例中，该寄生辐射部呈现一L字形。

在一些实施例中，该附加辐射部呈现一直条形。

在一些实施例中，该主辐射部的该第一缺口介于该第二角落和该第三角落之间，而该主辐射部还具有邻近于该第四角落的一第二缺口。

在一些实施例中，该寄生辐射部和该主辐射部之间形成一耦合间隙，而该耦合间隙的宽度小于或等于1mm。

在一些实施例中，该附加辐射部和该寄生辐射部的间距大于或等于7mm。

在一些实施例中，该天线结构涵盖一第一频带、一第二频带以及一第三频带，该第一频带介于2400MHz至2500MHz之间，该第二频带介于5100MHz至5600MHz之间，而该第三频带介于5600MHz至5900MHz之间。

在一些实施例中，该寄生辐射部的长度等于该第三频带的0.25倍波长。

在一些实施例中，该移动装置还包括一金属背盖以及一键盘边框。金属背盖包括一削型区域；其中该天线结构设置于该键盘边框和该金属背盖之间；其中该天线结构于该金属背盖上具有一垂直投影，而该垂直投影完全位于该削型区域内。

本发明的有益效果在于，本发明提出一种移动装置，其可涵盖WLAN频带。即使将所提的天线结构应用于金属背盖的削型区域处，其仍可降低原本的特定吸收率达50％或更多。与传统设计相比，本发明至少具有小尺寸、低特定吸收率、宽频带以及低制造成本等优势，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俯视图。

图2为根据本发明一实施例所述的移动装置的天线结构的返回损失图。

图3为根据本发明另一实施例所述的移动装置的俯视图。

图4为根据本发明另一实施例所述的移动装置的天线结构的返回损失图。

图5为根据本发明一实施例所述的可翻转移动装置操作于笔记本模式时的示意图。

图6为根据本发明一实施例所述的可翻转移动装置操作于平板模式时的示意图。

附图标记如下：

100,300:移动装置

110,310:主辐射部

111,311:主辐射部的第一角落

112,312:主辐射部的第二角落

113,313:主辐射部的第三角落

114,314:主辐射部的第四角落

124,324:主辐射部的馈入区域

125,325:主辐射部的接地区域

136,336:主辐射部的第一缺口

140:寄生辐射部

141:寄生辐射部的第一端

142:寄生辐射部的第二端

150:附加辐射部

151:附加辐射部的第一端

152:附加辐射部的第二端

160,360:天线结构

190:信号源

337:主辐射部的第二缺口

500:可翻转移动装置

511:上盖外壳

512:显示器边框

513:键盘边框

514:金属背盖

515:转轴元件

520:金属背盖的削型区域

D1,D2:间距

FB1:第一频带

FB2:第二频带

FB3:第三频带

GC1,GC2:耦合间隙

L1,L2,L3,L4,L5:长度

PA1:第一电流路径

PA2:第二电流路径

VSS:接地电位

W1,W2,W3,W4: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的俯视图。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至少包括一主辐射部(Main Radiation Element)110、一寄生辐射部(Parasitic Radiation Element)140以及一附加辐射部(Additional Radiation Element)150。主辐射部110、寄生辐射部140以及附加辐射部150皆可用金属材质制成，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，但移动装置100更可包括其他元件，例如：一显示器、一扬声器、一触控模块、一供电模块以及一外壳。

主辐射部110可以大致呈现一矩形并具有一第一角落111、一第二角落112、一第三角落113以及一第四角落114。主辐射部110包括耦接至一信号源190的一馈入区域124和耦接至一接地电位VSS的一接地区域125。信号源190可以是一射频(Radio Frequency，RF)模块。接地电位VSS可由一系统接地面(System Ground Plane)所提供(未显示)。馈入区域124可位于主辐射部110的第一角落111处。另外，主辐射部110具有一第一缺口136，其可大致呈现一正方形或一较小矩形。在一些实施例中，主辐射部110的第一缺口136介于其第二角落112和第三角落113之间(例如，大致位于第二角落112和第三角落113两者的中心点处)。

寄生辐射部140可以大致呈现一L字形。在一些实施例中，寄生辐射部140独立于主辐射部110之外。寄生辐射部140邻近于主辐射部110的馈入区域124，其中寄生辐射部140和主辐射部110的馈入区域124之间可形成一耦合间隙(Coupling Gap)GC1。必须注意的是，本说明书中所谓“邻近”或“相邻”一词可指对应的两个元件间距小于一既定距离(例如：5mm或更短)，亦可包括对应的两个元件彼此直接接触的情况(也就是说，前述间距可缩短至0)。详细而言，寄生辐射部140具有一第一端141和一第二端142，其中寄生辐射部140的第一端141耦接至接地电位VSS，而寄生辐射部140的第二端142为一开路端(Open End)并可朝远离主辐射部110的方向作延伸。寄生辐射部140可与附加辐射部150至少部分平行。

附加辐射部150可以大致呈现一直条形。详细而言，附加辐射部150具有一第一端151和一第二端152，其中附加辐射部150的第一端151耦接至主辐射部110的第二角落112，而附加辐射部150的第二端152为一开路端。在一些实施例中，附加辐射部150的第二端152和寄生辐射部140的第二端142大致朝相同方向作延伸(例如，皆可远离主辐射部110)。

在较佳实施例中，主辐射部110、寄生辐射部140以及附加辐射部150共同形成一天线结构160。天线结构160可为一平面化结构，并可设置于一介质基板(DielectricSubstrate)的同一表面上，例如：一FR4(Flame Retardant 4)基板、一印刷电路板(PrintedCircuit Board，PCB)，或是一软性电路板(Flexible Circuit Board，FCB)，但亦不仅限于此。

图2为根据本发明一实施例所述的移动装置100的天线结构160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)。根据图2的测量结果，天线结构160可涵盖一第一频带FB1、一第二频带FB2以及一第三频带FB3。例如，第一频带FB1可介于2400MHz至2500MHz之间，第二频带FB2可介于5100MHz至5600MHz之间，而第三频带FB3可介于5600MHz至5900MHz之间。因此，移动装置100的天线结构160将至少可支持WLAN(Wireless Local Area Networks)2.4GHz/5GHz的宽频操作。

图3为根据本发明另一实施例所述的移动装置300的俯视图。图3和图1相似。在图3的实施例中，移动装置300的一主辐射部310同时具有一第一缺口336和一第二缺口337，并包括耦接至信号源190的一馈入区域324和耦接至接地电位VSS的一接地区域325。主辐射部310可以大致呈现一矩形并具有一第一角落311、一第二角落312、一第三角落313以及一第四角落314。详细而言，主辐射部310的第二缺口337可大致呈现一狭长矩形，并可邻近于其第四角落314处。寄生辐射部140和附加辐射部150的结构特征皆已于图1的实施例中说明，在此不再赘述。主辐射部310、寄生辐射部140以及附加辐射部150可共同形成一天线结构360。

图4为根据本发明另一实施例所述的移动装置300的天线结构360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)。根据图4的测量结果，天线结构360亦可涵盖前述的第一频带FB1、第二频带FB2以及第三频带FB3，故其亦可支持WLAN 2.4GHz/5GHz的宽频操作。必须注意的是，在将第二缺口337加入主辐射部310之后，天线结构360于第一频带FB1内的阻抗匹配(Impedance Matching)将可大幅改善。

在一些实施例中，移动装置300的天线结构360的操作原理可如下列所述。由馈入区域324起，经过第二角落312和第一缺口336，再至第三角落313可形成一第一电流路径PA1，其可激发产生前述的第一频带FB1。由附加辐射部150的第二端152起，经过第二角落312和第一缺口336，再至第三角落313可形成一第二电流路径PA2，其可激发产生前述的第二频带FB2。根据实际测量结果，第一缺口336的加入可使第二频带FB2的中心频率变得更低(例如：下降约300MHz)，并能同时增加第一频带FB1和第二频带FB2之间的设计独立性。另外，寄生辐射部140可由主辐射部110所耦合激发，并产生前述的第三频带FB3，从而可增加WLAN 5GHz的操作频宽。

在一些实施例中，移动装置300的天线结构360的元件尺寸可如下列所述。第一电流路径PA1的长度可大致等于天线结构360的第一频带FB1的0.25倍波长(λ/4)。第二电流路径PA2的长度可大致等于天线结构360的第二频带FB2的0.5倍波长(λ/2)。寄生辐射部140的长度L1可大致等于天线结构360的第三频带FB3的0.25倍波长(λ/4)。主辐射部310的第一缺口336的长度L2可介于2mm至4mm之间。主辐射部310的第一缺口336的宽度W2可介于3mm至5mm之间。主辐射部310的第二缺口337的长度L3可小于或等于10mm。主辐射部310的第二缺口337的宽度W3可小于或等于2mm。附加辐射部150的长度L4可小于或等于5mm，较佳可介于2mm至3mm之间。附加辐射部150的宽度W4可大于寄生辐射部140的宽度W1。例如，附加辐射部150的宽度W4可介于寄生辐射部140的宽度W1的2倍至4倍之间。主辐射部310的接地区域325的长度L5可介于3mm至7mm之间。寄生辐射部140和主辐射部310的馈入区域324之间的一耦合间隙GC2的宽度可小于或等于1mm。附加辐射部150和寄生辐射部140之间距D1可大于或等于7mm。主辐射部310的馈入区域324和接地区域325的间距D2可介于2mm和4mm之间。天线结构360的整体长度可约为30mm，而天线结构360的整体宽度可约为12mm。以上尺寸范围根据多次实验结果而求出，其有助于最佳化天线结构360的操作频宽(Operation Bandwidth)和阻抗匹配。

举例而言，所提的天线结构160(或360)可应用于一可翻转移动装置500当中，其可包括一上盖外壳511、一显示器边框512、一键盘边框513、一金属背盖514以及一转轴元件515。通过使用转轴元件515，此可翻转移动装置500能操作于一笔记本模式或一平板模式。必须理解的是，上盖外壳511、显示器边框512、键盘边框513以及金属背盖514即等同于笔记本电脑领域中俗称的“A件”、“B件”、“C件”以及“D件”。所提的天线结构160(或360)可设置于键盘边框513和金属背盖514之间的内部空间中。必须注意的是，为使整体装置轻薄化，金属背盖514包括一削型区域(Cutting Retraction Region)520，其中天线结构160(或360)于金属背盖514上具有一垂直投影，而此垂直投影可完全位于金属背盖514的削型区域520内。

图5为根据本发明一实施例所述的可翻转移动装置500操作于笔记本模式时的示意图。图6为根据本发明一实施例所述的可翻转移动装置500操作于平板模式时的示意图。图5及图6中的箭头可代表特定吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)的检测方向。根据实际测量结果，本发明的天线结构160(或360)无论在可翻转移动装置500的笔记本模式或平板模式中皆能有效克服其与金属背盖514相距过近所衍生的负面效应，故包括天线结构160(或360)的可翻转移动装置500将更容易通过法规的特定吸收率检测。

本发明提出一种新颖的移动装置和天线结构，其可涵盖WLAN频带。即使将所提的天线结构应用于金属背盖的削型区域处，其仍可降低原本的特定吸收率达50％或更多。与传统设计相比，本发明至少具有小尺寸、低特定吸收率、宽频带以及低制造成本等优势，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。本发明的移动装置及天线结构并不仅限于图1-图6所图示的状态。本发明可以仅包括图1-图6的任何一或多个实施例的任何一或复数项特征。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及天线结构当中。

本发明虽以较佳实施例公开如上，然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为准。

Claims

1.一种移动装置，包括：

一主辐射部，具有一第一缺口，其中该主辐射部包括耦接至一信号源的一馈入区域和耦接至一接地电位的一接地区域；

一寄生辐射部，耦接至该接地电位，其中该寄生辐射部邻近于该馈入区域；以及

一附加辐射部，耦接至该主辐射部，其中该附加辐射部与该寄生辐射部朝相同方向作延伸；

其中该主辐射部、该寄生辐射部以及该附加辐射部共同形成一天线结构。

2.如权利要求1所述的移动装置，其中该主辐射部呈现一矩形并具有一第一角落、一第二角落、一第三角落以及一第四角落，该馈入区域位于该第一角落处，而该附加辐射部耦接至该第二角落。

3.如权利要求1所述的移动装置，其中该寄生辐射部呈现一L字形。

4.如权利要求1所述的移动装置，其中该附加辐射部呈现一直条形。

5.如权利要求2所述的移动装置，其中该主辐射部的该第一缺口介于该第二角落和该第三角落之间，而该主辐射部还具有邻近于该第四角落的一第二缺口。

6.如权利要求1所述的移动装置，其中该寄生辐射部和该主辐射部之间形成一耦合间隙，而该耦合间隙的宽度小于或等于1mm。

7.如权利要求1所述的移动装置，其中该附加辐射部和该寄生辐射部的间距大于或等于7mm。

8.如权利要求1所述的移动装置，其中该天线结构涵盖一第一频带、一第二频带以及一第三频带，该第一频带介于2400MHz至2500MHz之间，该第二频带介于5100MHz至5600MHz之间，而该第三频带介于5600MHz至5900MHz之间。

9.如权利要求8所述的移动装置，其中该寄生辐射部的长度等于该第三频带的0.25倍波长。

10.如权利要求1所述的移动装置，还包括：

一金属背盖，包括一削型区域；以及

一键盘边框，其中该天线结构设置于该键盘边框和该金属背盖之间；

其中该天线结构于该金属背盖上具有一垂直投影，而该垂直投影完全位于该削型区域内。