TWI557991B - 行動裝置 - Google Patents

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具有天線結構之行動裝置。

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。

天線為支援無線通訊功能之行動裝置中不可或缺之元件。為避免天線發射之電磁波對人體產生不良影響，現行法令都針對行動裝置之特定吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)有嚴格規範。如何設計出兼顧通訊品質及符合法規之天線元件，已成為現今設計者之一大挑戰。

在較佳實施例中，本發明提供一種行動裝置，包 括：一接地元件；以及一天線結構，包括：一接地支路；一饋入支路，具有一饋入點，其中該饋入支路係經由該接地支路耦接至該接地元件；一低頻輻射支路，耦接至該饋入支路；以及一高頻輻射支路，耦接至該饋入支路；其中該低頻輻射支路具有一蜿蜒結構。

在一些實施例中，該蜿蜒結構係用於降低該天線結構之一特定吸收率。

在一些實施例中，該低頻輻射支路之一電流最大值點係位於該蜿蜒結構上。

在一些實施例中，該天線結構係鄰近於該行動裝置之一邊緣處，而該蜿蜒結構係朝遠離該行動裝置之該邊緣之方向作延伸。

在一些實施例中，該蜿蜒結構係朝靠近該接地支路之方向作延伸。

在一些實施例中，該蜿蜒結構大致為一U字形或一W字形。

在一些實施例中，該饋入支路之一第一端係經由該接地支路耦接至該接地元件，該低頻輻射支路之一第一端係耦接至該饋入支路之一第二端，該低頻輻射支路之一第二端為一開路端，該高頻輻射支路之一第一端係耦接至該饋入支路之該第二端，而該高頻輻射支路之一第二端為一開路端。

在一些實施例中，該低頻輻射支路之該第二端和該高頻輻射支路之該第二端係朝相反方向作延伸。

在一些實施例中，該行動裝置更包括：一顯示器， 其中該天線結構係介於該顯示器和該行動裝置之一邊緣之間。

在一些實施例中，該饋入支路和該低頻輻射支路係激發產生一低頻頻帶，該饋入支路和該高頻輻射支路係激發產生一高頻頻帶，該低頻頻帶約介於2400MHz至2484MHz之間，而該高頻頻帶約介於5150MHz至5850MHz之間。

100‧‧‧行動裝置

101、102、103‧‧‧行動裝置之邊緣

110‧‧‧接地元件

120‧‧‧顯示器

200、300‧‧‧天線結構

220‧‧‧接地支路

221‧‧‧接地支路之第一端

222‧‧‧接地支路之第二端

230‧‧‧饋入支路

231‧‧‧饋入支路之第一端

232‧‧‧饋入支路之第二端

240、340‧‧‧低頻輻射支路

241、341‧‧‧低頻輻射支路之第一端

242、342‧‧‧低頻輻射支路之第二端

250‧‧‧高頻輻射支路

251‧‧‧高頻輻射支路之第一端

252‧‧‧高頻輻射支路之第二端

260、360‧‧‧蜿蜒結構

290‧‧‧信號源

FP‧‧‧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天線結構之示意圖；第3圖係顯示根據本發明另一實施例所述之天線結構之示意圖；以及第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構之特定吸收率量測之示意圖。

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可以是一智慧型手機(Smart Phone)、一平板電腦(Tablet Computer)，或是一筆記型電腦(Notebook Computer)。如第1圖所示，行動裝置100包括一接地 元件110、一天線結構200，以及一顯示器120。接地元件110可以是一金屬平面，其可設置於一印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)上。天線結構200可以用金屬製成，例如：銅、銀、鋁、鐵，或是其合金。天線結構200係介於顯示器120和行動裝置100之一邊緣101之間。顯示器120可以是任意種類之電子顯示裝置，例如：一液晶螢幕(Liquid Crystal Display)或一有機電激發光顯示器(Organic Electroluminesence Display，OLED)。在第1圖之實施例中，天線結構200係位於行動裝置100之頂部，惟本發明並不僅限於此。在其他實施例中，天線結構200可改為位於行動裝置100之側邊，例如，可介於顯示器120和行動裝置100之另一邊緣102(或邊緣103)之間。必須理解的是，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、一觸控模組、一聲控模組，或是一外殼(未顯示)。

第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構200之示意圖。第2圖係用於說明第1圖之天線結構200之詳細特徵。如第2圖所示，天線結構200包括：一接地支路220、一饋入支路230、一低頻輻射支路240，以及一高頻輻射支路250。以上支路皆以金屬製成，例如：銅、銀、鋁、鐵，或是其合金。饋入支路230具有一饋入點FP。饋入支路230係經由接地支路220耦接至接地元件110。低頻輻射支路240和高頻輻射支路250皆耦接至饋入支路230。低頻輻射支路240之長度較高頻輻射支路250之長度更長。

接地支路220可大致為一L字形。饋入支路230可大致為一直條形。低頻輻射支路240可具有一蜿蜒結構260。高頻 輻射支路250可大致為一直條形。饋入點FP係位於饋入支路230之一第一端231上。饋入點FP可經由一同軸電纜線(Coaxial Cable)(未顯示)耦接至一信號源290。信號源290可以是一射頻(Radio Frequency，RF)模組，其係用於激發天線結構200。饋入支路230之第一端231係耦接至接地支路220之一第一端221，而接地支路220之一第二端222係耦接至接地元件110。低頻輻射支路240之一第一端241係耦接至饋入支路230之一第二端232，而低頻輻射支路240之一第二端242為一開路端(Open End)。高頻輻射支路250之一第一端251係耦接至饋入支路230之第二端232，而高頻輻射支路250之一第二端252為一開路端。低頻輻射支路240之第二端242和高頻輻射支路250之第二端252可朝相反方向作延伸。

天線結構200係鄰近於行動裝置100之邊緣101處。在天線結構200中，低頻輻射支路240之蜿蜒結構260係朝遠離行動裝置100之邊緣101之方向作延伸。換言之，蜿蜒結構260係朝靠近接地支路220之方向作延伸。蜿蜒結構260大致為一U字形。在其他實施例中，蜿蜒結構260亦可具有其他形狀，例如：一N字形、一S字形，或是一Z字形。

請一併參考第1、2圖。天線結構200之操作原理可如下列所述。饋入支路230和低頻輻射支路240可共同激發產生一低頻頻帶，而饋入支路230和高頻輻射支路250可共同激發產生一高頻頻帶。饋入支路230和低頻輻射支路240之總長度可約等於低頻頻帶之四分之一波長。饋入支路230和高頻輻射支路250之總長度可約等於高頻頻帶之四分之一波長。舉例而言， 前述低頻頻帶可約介於2400MHz至2484MHz之間，而前述高頻頻帶可約介於5150MHz至5850MHz之間。因此，行動裝置100和天線結構200至少可支援Wi-Fi和Bluetooth等行動通訊之操作頻帶。

必須注意的是，由於有倍頻效應，饋入支路230和低頻輻射支路240更會激發產生位於前述高頻頻帶(例如：5GHz頻帶)內之另一高階共振模態。此高階共振模態是造成傳統平面倒F形天線(Planar Inverted F Antenna，PIFA)於高頻頻帶之特定吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)無法符合法定規範之主要原因。本發明中於低頻輻射支路240上增加一蜿蜒結構260之設計係用於克服先前技術所面臨之問題。在較佳實施例中，低頻輻射支路240之一電流最大值點(Current Maximum Point)恰好位於蜿蜒結構260上，而該電流之倍頻落在5G附近。更詳細而言，由饋入點FP至低頻輻射支路240之蜿蜒結構260兩位置之間之一共振路徑，其長度可約等於前述低頻頻帶之八分之一波長，或是前述高頻頻帶之四分之一波長。因為蜿蜒結構260上會使電流方向相反進而互相抵消，降低電流強度及輻射場強，因此降低前述高階共振模態針對特定吸收率所帶來之負面影響。另一方面，蜿蜒結構260係朝行動裝置100之內部延伸，此亦可使得熱點電流遠離行動裝置100之邊緣101，即讓低頻輻射支路240上之電流最大值點處更遠離人體。因此，蜿蜒結構260可以有效地降低天線結構200於高頻頻帶之一特定吸收率，是以本發明之行動裝置100和天線結構200可符合法定規範。

第3圖係顯示根據本發明另一實施例所述之天線結構300之示意圖。第3圖和第2圖相似，兩者之差異在於，天線結構300之一低頻輻射支路340具有一蜿蜒結構360，其大致為一W字形。蜿蜒結構360之任二條相鄰平行支路，其間距可約等於0.5mm。另外，為了節省設計空間，蜿蜒結構360之寬度可以較低頻輻射支路340之其餘部份之寬度更細。第3圖之天線結構300之其餘特徵皆與第2圖之天線結構200相同，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天線結構300之特定吸收率量測之示意圖。第4圖係用於說明由行動裝置100之上方和底部實際量測特定吸收率之結果。請一併參考第4圖和下列表一。

表一為實際量測之特定吸收率之比較表。根據量測結果可知，與傳統平面倒F型天線相比，在同樣天線增益之情況(例如：同為-2.95dBi)下，本發明所測得之特定吸收率可顯著地降低，特別是上方特定吸收率可達傳統設計之六成左右，因此，本發明之天線系統將更容易符合法定之特定吸收率規範。

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。本發明之行動裝置和天線結構並不僅限於第1-4圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-4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和天線結構當中。

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‧‧‧行動裝置

101、102、103‧‧‧行動裝置之邊緣

110‧‧‧接地元件

120‧‧‧顯示器

200‧‧‧天線結構

Claims (9)

1. 一種行動裝置，包括：一接地元件；以及一天線結構，包括：一接地支路；一饋入支路，具有一饋入點，其中該饋入支路係經由該接地支路耦接至該接地元件；一低頻輻射支路，耦接至該饋入支路；以及一高頻輻射支路，耦接至該饋入支路；其中該低頻輻射支路具有一蜿蜒結構；其中該蜿蜒結構係朝靠近該接地支路之方向作延伸。
2. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該蜿蜒結構係用於降低該天線結構之一特定吸收率。
3. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該低頻輻射支路之一電流最大值點係位於該蜿蜒結構上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該天線結構係鄰近於該行動裝置之一邊緣處，而該蜿蜒結構係朝遠離該行動裝置之該邊緣之方向作延伸。
5. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該蜿蜒結構大致為一U字形或一W字形。
6. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該饋入支路之一第一端係經由該接地支路耦接至該接地元件，該低頻輻射支路之一第一端係耦接至該饋入支路之一第二端，該低頻輻 射支路之一第二端為一開路端，該高頻輻射支路之一第一端係耦接至該饋入支路之該第二端，而該高頻輻射支路之一第二端為一開路端。
7. 如申請專利範圍第6項所述之行動裝置，其中該低頻輻射支路之該第二端和該高頻輻射支路之該第二端係朝相反方向作延伸。
8. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，更包括：一顯示器，其中該天線結構係介於該顯示器和該行動裝置之一邊緣之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該饋入支路和該低頻輻射支路係激發產生一低頻頻帶，該饋入支路和該高頻輻射支路係激發產生一高頻頻帶，該低頻頻帶約介於2400MHz至2484MHz之間，而該高頻頻帶約介於5150MHz至5850MHz之間。