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TWI539663B - 手持式裝置 - Google Patents

手持式裝置 Download PDF

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TWI539663B
TWI539663B TW103110323A TW103110323A TWI539663B TW I539663 B TWI539663 B TW I539663B TW 103110323 A TW103110323 A TW 103110323A TW 103110323 A TW103110323 A TW 103110323A TW I539663 B TWI539663 B TW I539663B
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張志華
魏婉竹
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宏碁股份有限公司
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    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Waveguide Aerials (AREA)

Description

手持式裝置
本發明是有關於一種手持式裝置，且特別是有關於一種具有天線元件的手持式裝置。
隨著無線通訊技術的快速發展，各式各樣的手持式裝置不斷地推陳出新。此外，多功能的手持式裝置，例如：智慧型手機、平板電腦以及筆記型電腦…等，也為人們提供了更便利的生活。隨著手持式裝置之輕薄化的發展，手持式裝置中用以設置天線元件的空間也相對地受到壓縮，進而導致天線元件的特性(例如，操作頻寬)將會受到影響。
為了改善天線元件的操作頻寬，現有技術大多額外設置接地金屬片，並將接地金屬片電性連接至系統接地面的特定位置。此外，現有技術利用接地金屬片來調整天線元件的等效接地面長度，以致使天線元件在特定頻帶的操作頻寬可以增加。然而，此種額外設置接地金屬片的方式會耗費更多的硬體空間，進而限制手持式裝置在輕薄化上的發展。
本發明提供一種手持式裝置，包括沿著接地面之短邊與第一長邊所設置的第一天線元件與第二天線元件，並利用第二天線元件來調整第一天線元件的等效接地面長度。藉此，將可提升第一天線元件的特性，並有助於手持式裝置在輕薄化上的發展。
本發明的手持式裝置包括接地面、第一天線元件與第二天線元件。接地面包括相鄰的短邊與第一長邊，以形成第一轉角。第一天線元件相對於接地面的短邊。第二天線元件相對於接地面的第一長邊，且第二天線元件包括第一輻射部。其中，第一輻射部的一端電性連接第一長邊並鄰近第一轉角。此外，手持式裝置透過第二天線元件來調整第一天線元件的等效接地面長度。
在本發明的一實施例中，上述的第一輻射部與短邊的長度總和用以界定第一天線元件的等效接地面長度。
基於上述，本發明的手持式裝置包括沿著接地面之短邊與第一長邊所設置的第一天線元件與第二天線元件，且第二天線元件的接地端鄰近短邊與第一長邊相交而成的第一轉角。此外，手持式裝置將可透過第二天線元件來調整第一天線元件的等效接地面長度。藉此，將可提升第一天線元件的特性，並有助於手持式裝置在輕薄化上的發展。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、500、600‧‧‧手持式裝置
110‧‧‧接地面
111‧‧‧短邊
112‧‧‧第一長邊
113‧‧‧第二長邊
101‧‧‧第一轉角
102‧‧‧第二轉角
120‧‧‧第一天線元件
130、530‧‧‧第二天線元件
131、531‧‧‧第一輻射部
132、612‧‧‧饋入部
S11、S12、S61‧‧‧訊號源
L11、L12、L52、L61‧‧‧長度
210、220‧‧‧返回損失曲線
610‧‧‧第三天線元件
611‧‧‧第二輻射部
圖1為依據本發明一實施例之手持式裝置的示意圖。
圖2為依據本發明一實施例之第一天線元件的返回損失圖。
圖3為依據本發明一實施例之第二天線元件的返回損失圖。
圖4為依據本發明一實施例之第一天線元件的天線效率圖。
圖5為依據本發明另一實施例之手持式裝置的示意圖。
圖6為依據本發明又一實施例之手持式裝置的示意圖。
圖1為依據本發明一實施例之手持式裝置的示意圖。如圖1所示，手持式裝置100包括接地面110、第一天線元件120與第二天線元件130。其中，接地面110包括短邊111、第一長邊112與第二長邊113。此外，短邊111與第一長邊112彼此相鄰並相交，且短邊111與第一長邊112的相交處形成第一轉角101。相似地，短邊111與第二長邊113彼此相鄰並相交，且短邊111與第二長邊113的相交處形成第二轉角102。
在配置上，接地面110、第一天線元件120與第二天線元件130位於同一水平面。例如，在一實施例中，手持式裝置100更包括一基板(未繪示出)，且接地面110、第一天線元件120與第二天線元件130皆配置在所述基板的一表面上。此外，第一天線元件120相對於短邊111，且第二天線元件130相對於第一長邊112。亦即，第一天線元件120是沿著接地面110的短邊111配置， 且第二天線元件130是沿著接地面110的第一長邊112配置。
更進一步來看，第一天線元件120為一單極天線(monopole antenna)。此外，第一天線元件120電性連接至訊號源S11，並鄰近接地面110的第二轉角102。第二天線元件130包括第一輻射部131與饋入部132。其中，第一輻射部131的一端電性連接第一長邊112並鄰近第一轉角101。換言之，第二天線元件130具有一接地端，且第二天線元件130的接地端鄰近接地面110的第一轉角101。再者，第一輻射部131透過饋入部132電性連接至訊號源S12。藉此，第二天線元件130將可形成一平面倒F形天線(planar inverted-F antenna)。
在操作上，訊號源S11可提供饋入訊號給第一天線元件120。藉此，第一天線元件120將可產生激發模態，並操作在第一頻帶下。此外，手持式裝置100可透過第二天線元件130來調整第一天線元件120的等效接地面長度。藉此，將可提升第一天線元件120的特性，並有助於手持式裝置100在輕薄化上的發展。
舉例來說，當第一天線元件120進行操作時，手持式裝置100可關閉訊號源S12，以致使第二天線元件130停止操作(亦即，停止收發電磁波)。此外，隨著第一天線元件120的操作，接地面110上將分佈著第一天線元件120的激發電流。此外，接地面110上的激發電流主要集中在接地面110的第一轉角101與第二轉角102。換言之，第二天線元件130的接地端鄰近第一天線元件120之激發電流的最強處。藉此，手持式裝置100可透過第二 天線元件130來調整第一天線元件120的等效接地面長度。
在圖1實施例中，第一輻射部131與短邊111的長度總和可用以界定第一天線元件120的等效接地面長度。亦即，倘若短邊111的長度為L11，且第一輻射部131的長度為L12時，則第一天線元件120的等效接地面長度相當於長度L11與長度L12的相加。此外，第一天線元件120的等效接地面長度可例如是第一天線元件120之中心頻率的0.44~0.46倍波長。換言之，在一實施例中，第一輻射部131與短邊111的長度總和(亦即，長度L11與L12的相加)可例如是第一天線元件120之中心頻率的0.44~0.46倍波長。
具體而言，在圖1實施例中，接地面110對第一天線元件120來說不具有最佳的尺寸，因此本實施例在適當的位置設置第二天線元件130。藉此，第二天線元件130除了可以用以收發電磁波以外，還可以將第一天線元件120在短邊111上的等效接地面長度調整至最佳值，進而提升第一天線元件120的特性(例如，操作頻寬)。
舉例來說，圖2為依據本發明一實施例之第一天線元件的返回損失圖，圖3為依據本發明一實施例之第二天線元件的返回損失圖，且圖4為依據本發明一實施例之第一天線元件的天線效率圖。在圖2-4實施例中，接地面110的尺寸約為180x100mm2，第一天線元件120的尺寸約為67x5mm2，且第二天線元件130的尺寸約為53x10mm2。
如圖2所示，返回損失曲線210用以表示在未設置第二天線元件130下的返回損失，且返回損失曲線220用以表示在設置第二天線元件130下的返回損失。就返回損失曲線210與220來看，在未設置第二天線元件130下，第一天線元件120操作在900MHz附近時的阻抗匹配不佳，而當第二天線元件130被設置時，第一天線元件120將可涵蓋822MHz~964MHz。換言之，第二天線元件130可有效地提升第一天線元件120的操作頻寬，以致使可涵蓋GSM850/900頻帶。
再者，第二天線元件130也可用以收發電磁波。舉例來說，如圖3所示，第二天線元件130可例如是在操作在1,575MHz左右，以涵蓋GPS頻帶。值得注意的是，第二天線元件130在操作下將不會針對第一天線元件120的特性進行改善。此外，當第二天線元件130停止操作時，第一天線元件120將可利用第二天線元件130將其等效接地面長度調整至最佳值，以藉此提升收發品質。舉例來說，如圖4所示，第一天線元件120操作在824MHz~960MHz時的天線效率約為57%~88%，進而滿足手持式裝置100在應用上的需求。
雖然圖1實施例列舉了第一天線元件120與第二天線元件130的實施型態，但其並非用以限定本發明。舉例來說，第一天線元件120也可是平面倒F形天線、環圈天線(loop antenna)、偶極天線(dipole antenna)、槽孔天線(slot antenna)或是任何型態的天線。此外，第二天線元件130可例如是具有接地端的天線。
舉例來說，圖5為依據本發明另一實施例之手持式裝置的示意圖。圖5所列舉的手持式裝置500基本上與圖1所列舉的手持式裝置100相似。與圖1主要不同之處在於，圖5中的第二天線元件530是由第一輻射部531所構成。
具體而言，第一輻射部531的一端電性連接第一長邊112並鄰近第一轉角101，且第一輻射部531的另一端電性連接至訊號源S12。藉此，第二天線元件530將可形成一環圈天線。此外，第一輻射部531與短邊111的長度總和可用以界定第一天線元件120的等效接地面長度。亦即，倘若第一輻射部531的長度為L52，則第一天線元件120的等效接地面長度相當於長度L11與長度L52的相加。
再者，與圖1實施例相似地，當第一天線元件120進行操作時，第二天線元件530可停止操作(亦即，停止收發電磁波)。此時，手持式裝置500將可透過第二天線元件530來調整第一天線元件120的等效接地面長度，進而提升第一天線元件120的特性。再者，第二天線元件530也可進行收發電磁波的操作，且此時的第二天線元件530將不會針對第一天線元件120的特性進行改善。至於圖5中各個元件的細部說明已包含在上述各個實施中，故在此不予贅述。
圖6為依據本發明又一實施例之手持式裝置的示意圖。圖6所列舉的手持式裝置600基本上與圖1所列舉的手持式裝置100相似。與圖1主要不同之處在於，圖6之手持式裝置600更包 括第三天線元件610。
具體而言，第三天線元件610相對於第二長邊113。亦即，第三天線元件610是沿著接地面110的第二長邊113配置。此外，第三天線元件610包括第二輻射部611與饋入部612。其中，第二輻射部611的一端電性連接第二長邊113並鄰近第二轉角102。換言之，第三天線元件610具有一接地端，且第三天線元件610的接地端鄰近接地面110的第二轉角102。再者，第二輻射部611透過饋入部612電性連接至訊號源S61。藉此，第三天線元件610將可形成一平面倒F形天線。
在操作上，當第一天線元件120進行操作時，手持式裝置600可關閉訊號源S12與訊號源S61，以致使第二天線元件130與第三天線元件610停止操作(亦即，停止收發電磁波)。此外，第二天線元件130與第三天線元件610的接地端皆鄰近第一天線元件120之激發電流的最強處。因此，手持式裝置600可透過第二天線元件130與第三天線元件610來調整第一天線元件120的等效接地面長度。藉此，將可提升第一天線元件120的特性，並有助於手持式裝置600在輕薄化上的發展。
在圖6實施例中，第一輻射部131、第二輻射部611與短邊111的長度總和可用以界定第一天線元件120的等效接地面長度。亦即，倘若第二輻射部611的長度為L61，則第一天線元件120的等效接地面長度相當於長度L11、長度L12與長度L61的相加。此外，第一天線元件120的等效接地面長度可例如是第一天 線元件120之中心頻率的0.44~0.46倍波長。
換言之，在一實施例中，第一輻射部131、第二輻射部611與短邊111的長度總和可例如是第一天線元件120之中心頻率的0.44~0.46倍波長。再者，第二天線元件130與第三天線元件610也可分別用以收發電磁波，且此時的第二天線元件130與第三天線元件610將不會針對第一天線元件120的特性進行改善。此外，與圖5實施例相似地，第三天線元件610也可直接由第一輻射部所構成，並將第一輻射部的另一端電性直接連接至訊號源S61，以致使第三天線元件610形成一環圈天線。至於圖6中各個元件的細部說明已包含在上述各個實施中，故在此不予贅述。
綜上所述，本發明的手持式裝置包括沿著接地面之短邊與第一長邊所設置的第一天線元件與第二天線元件，且第二天線元件的接地端鄰近短邊與第一長邊相交而成的第一轉角。藉此，第二天線元件除了可以用以收發電磁波以外，還可用以調整第一天線元件的等效接地面長度，進而提升第一天線元件的特性(例如，操作頻寬)。換言之，本發明無須額外設置接地金屬片就可提升第一天線元件的特性，因此有助於手持式裝置在輕薄化上的發展。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧手持式裝置
110‧‧‧接地面
111‧‧‧短邊
112‧‧‧第一長邊
113‧‧‧第二長邊
101‧‧‧第一轉角
102‧‧‧第二轉角
120‧‧‧第一天線元件
130‧‧‧第二天線元件
131‧‧‧第一輻射部
132‧‧‧饋入部
S11、S12‧‧‧訊號源
L11、L12‧‧‧長度

Claims (7)

  1. 一種手持式裝置，包括：一接地面，包括一短邊、一第一長邊與一第二長邊，其中該短邊與該第一長邊形成一第一轉角，且該短邊與該第二長邊形成一第二轉角；一第一天線元件，相對於該短邊；一第二天線元件，相對於該第一長邊，並包括一第一輻射部，該第一輻射部的一端電性連接該第一長邊與該第一轉角；以及一第三天線元件，相對於該第二長邊，並包括一第二輻射部，該第二輻射部的一端電性連接該第二長邊與該第二轉角，且該第一輻射部、該第二輻射部與該短邊的長度總和用以界定該第一天線元件的等效接地面長度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的手持式裝置，其中當該第一天線元件進行操作時，該第二天線元件停止操作。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的手持式裝置，其中該第一天線元件的等效接地面長度為該第一天線元件之中心頻率的0.44~0.46倍波長。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的手持式裝置，其中該第二天線元件為一平面倒F形天線或是一環圈天線。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的手持式裝置，其中該第一天線元件鄰近該第二轉角。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的手持式裝置，其中當該第一 天線元件進行操作時，該第二天線元件與該第三天線元件停止操作。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的手持式裝置，其中該接地面、該第一天線元件與該第二天線元件位於同一水平面。
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