CN102544693A - 行动电子装置 - Google Patents

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黄宗访
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Abstract

本发明提供一种行动电子装置，其包括：本体与电池模组，电池模组设置于该本体上，电池模组可与本体分离，本体内具有高频电路以及主电路，电池模组包括：储电单元、转换单元与天线单元，储电单元供电于主电路与高频电路，天线单元耦接高频电路，转换单元设置于该储电单元与该天线单元之间，为频率转换结构。本发明的好处在于，利用原电池的设计空间，将天线与电池结合成单一模组，使天线设计能在不受电池组件干扰下，将此设计变成标准天线电池模组，适用于多款行动电子装置设计。

Description

行动电子装置
【技术领域】
本发明涉及一种行动电子装置，特别是涉及一种具有天线的电池模组化设计的行动电子装置。
【背景技术】
图1为习知的行动电子装置1的示意图，其包括本体2、电池3、以及电池盖4，其中本体2上具有电池槽21及凹槽22，而电池盖4上具有凸出部41，当安装电池3时，将电池3设置于电池槽21中，并盖上电池盖4，此时，凸出部41与凹槽22卡合，而使得电池3固定于行动电子装置1上，供给电能给行动电子装置1内部的电路。在习知技术中行动电子装置1的天线通常会设置于本体2的内部，一般而言会以避开电池3的位置为原则，以防止天线的辐射被电池3所干扰。
随着通讯产业的快速发展，应用于无线通讯产业的天线需求也日趋多样化。在产品走向轻薄短小的趋势下，如何在有限的空间内设计出适合产品规格要求的天线，往往成为影响产品通讯品质非常关键的因素。在产品的应用上，手机的待机时间，也因手机***的复杂化而相形缩短。在天线可设计空间受限下，同时发生电池容量被要求增加，在电池芯的能量密度大幅改善前，可预期电池体积是相对要先增加的，传统电池的大小与天线设计空间需求是互相冲突的，造成设计者的不便。
【发明内容】
为解决现有行动电子装置天线设计需要占用较大空间的问题，本发明的目的是提供一种行动电子装置，其包括：本体与电池模组；电池模组可分离地设置于该本体上；本体内具有高频电路以及主电路，高频电路用以将收到的无线信号降频之后传递至主电路进行通话或数据的功能；电池模组则包括：储电单元、转换单元与天线单元；储电单元通常设计为方形基板，转换单元设计为薄片状贴附于方形基板上，再设置天线单元，转换单元设置于储电单元与天线单元之间，上述转换单元为一种频率转换结构，该频率转换结构可具有介质层耦接该天线单元以及频率选择结构(Frequency Select structure：FSS)中的周期性的平面波滤波结构耦接该储电单元。
储电单元供电于主电路与高频电路；天线单元耦接该高频电路用以传送无线信号至上述高频信号，另外，天线单元更包括噪声抑制电路与天线，连接该噪声抑制电路的一端，当电池模组设置于本体时噪声抑制电路的另一端耦接高频电路，本发明的噪声抑制电路，因储电单元与天线为模组设计，考虑馈入线经过手机主板与储电单元，产生的低频噪声干扰与高频信号的谐波信号(Harmonic signal)干扰，亦需设计相对的带通滤波器(Band Pass Filter)并摆放在天线与储电单元之间的传输线上，如此一来，储电单元天线模组将可得到较佳的信号品质。
当天线单元为单极天线结构，上述频率转换结构为一种1/4波长平面波距离的材质且介电常数约为100或是采用周期性的平面波滤波结构；储电单元可具有金属壳体，转换单元藉由1/4波长的平面波转换，加强辐射效果，特别将该金属的电导体(Perfect Electrical Conductor)物理特性，转换成磁导体(PerfectMagnetic Conductor)物理特性。
另外，当天线单元为平面倒F天线结构(PIFA)，该频率转换结构为一种介电常数值为10，厚度为1mm的材料，以陶瓷(Ceramic)的高介电材料制成。
本发明提出电池与天线间的特殊转换材料，其主要功能是消除电池外壳的接地性，以使天线达到能量辐射的功能。本发明的好处在于，利用原电池的设计空间，将天线与电池结合成单一模组，使天线设计能在不受电池组件干扰下，将此设计变成标准天线电池模组，适用于多款行动电子装置设计。
【附图说明】
图1为现有技术的行动电子装置的示意图；
图2(a)为本发明的电池天线模组的平面结构图；
图2(b)为本发明的电池天线模组的侧面剖面图；
图2(c)为本发明的电池天线模组的天线单元的结构图；
图3(a)为本发明的转换单元的设计层结构图；
图3(b)为本发明的转换单元的结构图。
【具体实施方式】
请参考图2(a)、图2(b)、图2(c)，为本发明提出的电池天线模组5的示意图，其安装于主体的方式可参考图1，于此不另赘述。图2(a)为电池天线模组5的平面，用以耦接主体，此平面具有数个电接点501与高频馈入点502，数个电接点501用以耦接主电路(未图示)并同时供电给主电路与高频电路(未图示)，电接点501的供电主要来自于储电单元506内部的储存的电能，储电单元506的外壳可为金属壳体，图2(b)为电池天线模组5的侧面剖面图，电池天线模组5由储电单元506、转换单元505与天线单元507所组成，储电单元506为传统电池组件，一般会制成方形基板，转换单元505与天线单元507一般均制成薄片状，转换单元505至少要能涵盖住天线单元507的面积，转换单元505设置于储电单元506与天线单元507之间。
天线单元507可为软性电路板板(FPC)或硬质电路板板，参考图2(c)，其上设置天线504与噪声抑制电路503，噪声抑制电路503的一端经过转换单元505与储电单元506耦接高频馈入点502，噪声抑制电路503的另一端耦接天线504。
转换单元505为一种频率转换结构，该频率转换结构可具有耦接该天线单元507的介质层以及频率选择结构(Frequency Select structure：FSS)中的周期性的平面波滤波结构，周期性的平面波滤波结构耦接该储电单元。
当天线504为单极天线结构时，上述频率转换结构为利用平面波的1/4波长转换特性的材质且介电常数约为100或是采用周期性的平面波滤波结构；储电单元可具有金属壳体，转换单元505藉由1/4波长的平面波转换，可将因金属壳体靠近单极天线的无法辐射状况，转变成特定频段可辐射的天线设计，加强辐射效果，特别将该金属壳体由电导体(Perfect Electrical Conductor)物理特性，转换成磁导体(Perfect Magnetic Conductor)物理特性。
另外，当天线单元507为平面倒F天线结构(PIFA)时，该频率转换结构为一种介电常数值为10，厚度为1mm的材料，以陶瓷(Ceramic)的高介电材料来制成。
图3(a)、图3(b)为本发明的转换单元的示意图。如图3(b)，转换单元505包括介质层5051与设计层5052，设计层5052为周期性的平面波滤波结构，上面分布多个的滤波单元F，如图3(a)所示。如此的设置，可让电池容量的增加与天线辐射能力的规格要求不再相冲突，将原不利于天线辐射的近距离金属面(趋近于电导体(PEC))，转换成两倍辐射能力的视磁性导体特性(趋近于磁导体(PMC))。同时，又可解决目前手机需依外型的客制化天线设计的困难，在手机设计的流程上，大幅度缩短产品开发的时程。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视前述权利要求范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种行动电子装置，其特征在于包括：
本体，具有高频电路以及主电路；以及
电池模组，可分离地设置于该本体上，该电池模组包括：
储电单元，供电于该主电路与该高频电路，该储电单元具有金属壳体；
天线单元，耦接该高频电路；以及
转换单元，设置于该储电单元与该天线单元之间，该转换单元为频率转换结构。
2.如权利要求1所述的行动电子装置，其特征在于，该频率转换结构具有：
介质层，耦接该天线单元；以及
周期性的平面波滤波结构，耦接该储电单元。
3.如权利要求1所述的行动电子装置，其特征在于，该天线单元为单极天线结构。
4.如权利要求3所述的行动电子装置，其特征在于，该转换单元的介电常数值为100。
5.如权利要求3所述的行动电子装置，其特征在于，该转换单元藉由1/4波长的平面波转换，将该金属壳体由电导体转换成磁导体，以加强辐射效果。
6.如权利要求1所述的行动电子装置，其特征在于，该频率转换结构为周期性的平面波滤波结构。
7.如权利要求1所述的行动电子装置，其特征在于，该天线单元为平面倒F天线结构。
8.如权利要求7所述的行动电子装置，其特征在于，该转换单元由介电常数值为10，厚度为1mm的材料制成。
9.如权利要求1所述的行动电子装置，其特征在于，该天线单元更包括：
噪声抑制电路，当该电池模组设置于该本体时该噪声抑制电路的第一端耦接该高频电路；以及
天线，耦接该噪声抑制电路的第二端。
10.如权利要求1所述的行动电子装置，其特征在于，该储电单元为方形基板，该转换单元为薄片状，该转换单元的第一面贴附于该方形基板上，该转换单元的第二面设置该天线单元。
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