CN103296396A - 移动装置 - Google Patents

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Abstract

一种移动装置，包括：一接地面、一接地支路，以及一馈入支路。该接地支路界定一缺口，并具有耦接至该接地面的一短路端。该馈入支路靠近该接地支路，并具有一馈入端和一开路端。该接地支路和该馈入支路形成一天线结构。该馈入支路的该馈入端耦接至一信号源。该馈入支路的该开路端大致延伸进入该接地支路的该缺口。

Description

移动装置
技术领域
本发明涉及一种移动装置，特别系关于包括一天线结构的移动装置。
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，常见的例如：笔记型计算机、平板计算机、移动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的携带型电子装置。为了满足人们的需求，移动装置通常具有无线通信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE(Long TermEvolution)、4G***及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通信，而有些则涵盖短距离的无线通信范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth、WLAN(Wireless LocalArea Network)，以及WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)***使用2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。
当天线设计于小型化的移动装置时，设计者常常会面临天线带宽不足的问题。另外，使用者通常以手掌握持移动装置，亦降低了天线的辐射效能。
发明内容
在一实施例中，本发明提供一种移动装置，包括：一接地面；一接地支路，界定一缺口，其中该接地支路具有耦接至该接地面的一短路端；以及一馈入支路，靠近该接地支路，并具有一馈入端和一开路端，其中该接地支路和该馈入支路形成一天线结构，该馈入支路的该馈入端耦接至一信号源，而该馈入支路的该开路端大致延伸进入该接地支路的该缺口。
附图说明
图1是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的示意图；
图2是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的该天线结构的电压驻波比图；
图3是显示根据本发明另一实施例所述的移动装置的示意图；
图4是显示根据本发明另一实施例所述的移动装置的该天线结构的电压驻波比图；
图5是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的示意图；以及
图6是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的该天线结构的电压驻波比图。
【符号说明】
100、300、500～移动装置；
110～接地面；
120、320、520～接地支路；
121、321、521～接地支路的短路端；
122、522～接地支路的开路端；
124、324～接地支路的弯折部分；
126、326、328～接地支路的延伸部分；
130～缺口；
150～馈入支路；
151～馈入支路的馈入端；
152～馈入支路的开路端；
190～信号源；
202、402、602～接地支路的基频共振模态；
204、404、604～接地支路的高阶共振模态；
206、406、606～馈入支路的共振模态；
570～电感器；
FBL～低频频带；
FBH1、FBH2、FBH3、FBH4、FBH5、FBH6～高频频带；
W1～接地支路的弯折部分的宽度；
W2～接地支路的延伸部分的宽度；
W3～封闭回路的宽度。
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，并配合附图，作详细说明如下。
图1是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的示意图。移动装置100可以是一智能手机(Smart Phone)或是一平板计算机(Tablet Computer)。如图1所示，移动装置100至少包括：一接地面110、一接地支路120，以及一馈入支路150。接地面110可以设置于一介质基板(未显示)上，例如：一FR4基板或是一***电路板。接地面110、接地支路120，以及馈入支路150可以用导体材质制成，例如：银、铜，或是铝。必须注意的是，移动装置100至少包括其他必要元件，例如：一处理器、一射频模块、一触控显示模块，以及一供电模块。
几何位置上，接地支路120界定一缺口130。缺口130可以大致为一矩形。接地支路120具有耦接至接地面110的一短路端121以及一开路端122。在一些实施例中，接地支路120和接地面110系位于不同平面，而接地支路120的短路端121经由一弹片(Spring)或是一顶针(Pogo Pin)(未显示)耦接至接地面110。馈入支路150靠近接地支路120，并具有一馈入端151和一开路端152。接地支路120和馈入支路150形成一天线结构。馈入支路150的馈入端151耦接至一信号源190，而馈入支路150的开路端152大致延伸进入接地支路120的缺口130，且馈入支路150可通过耦合的方式将信号馈入至接地支路120。相似地，馈入支路150和接地面110也可位于不同平面，而馈入支路150的馈入端151经由另一弹片(Spring)或是另一顶针(Pogo Pin)(未显示)耦接信号源190。在本实施例中，接地支路120大致为一U字形，而馈入支路150大致为一L字形。然而，本发明并不限于此。在其他实施例中，接地支路120和馈入支路150也可具有其他形状。
更详细地说，接地支路120包括一弯折部分124和一延伸部分126。弯折部分124靠近接地支路120的短路端121，而延伸部分126靠近接地支路120的开路端122。在一些实施例中，弯折部分124大致为一L字形，而延伸部分126大致为另一L字形。弯折部分124的宽度W2和延伸部分126的宽度W1用于控制该天线结构的操作频带，它们将于接下来的段落中详细说明。
图2是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的该天线结构的电压驻波比(Voltage Standing Wave Radio，VSWR)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表电压驻波比。如图1、图2所示，接地支路120的一基频共振模态202被激发产生一低频频带FBL，接地支路120的一高阶共振模态204被激发产生一高频频带FBH1，而馈入支路150的一共振模态206被激发产生另一高频频带FBH2。在本实施例中，低频频带FBL约介于824MHz至960MHz之间，高频频带FBH1约介于2100MHz至2400MHz之间，而高频频带FBH2约介于1710MHz至2100MHz之间。因此，移动装置100的该天线结构可涵盖GSM850/900/1800/1900/WCDMA Band1频带。
在优选实施例中，接地支路120可视为四分之一波长共振器，其由馈入支路150所激发。由于弯折部分124的宽度W2和延伸部分126的宽度W1不同，故该四分之一波长共振器可等效成串联耦接的二个不同阻抗(Impedance)。请一并参考图1、图2。弯折部分124的宽度W2和延伸部分126的宽度W1的一比值(W2/W1)可以用于调整高阶共振模态204和基频共振模态202的一频率比值。根据一测量结果，如果该比值(W2/W1)上升，则高阶共振模态204和基频共振模态202的该频率比值将会下降，反之，如果该比值(W2/W1)下降，则高阶共振模态204和基频共振模态202的该频率比值将会上升。另外，馈入支路150的共振模态206可以通过改变馈入支路150的长度来进行调整。设计者可以用上述方式轻易地调整本发明的该天线结构的操作频带。
图3是显示根据本发明另一实施例所述的移动装置300的示意图。图3和图1相似，和图1的差异在于，移动装置300的一接地支路320包括一弯折部分324以及二延伸部分326、328。相似地，弯折部分324靠近接地支路320的一短路端321，而接地支路320的短路端321耦接至接地面110。如图3所示，弯折部分324以及延伸部分326、328形成一封闭回路。在一些实施例中，弯折部分324大致为一L字形，延伸部分326大致为另一L字形，延伸部分328大致为一C字形，而该封闭回路大致为一矩形。接地支路320和馈入支路150形成一天线结构。弯折部分324的宽度W2和该封闭回路的宽度W3用于控制该天线结构的操作频带，它们将于接下来的段落中详细说明。
图4是显示根据本发明另一实施例所述的移动装置300的该天线结构的电压驻波比图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表电压驻波比。如第3、4图所示，接地支路320的一基频共振模态402被激发产生一低频频带FBL，接地支路320的一高阶共振模态404被激发产生一高频频带FBH3，而馈入支路150的一共振模态406被激发产生另一高频频带FBH4。在本实施例中，低频频带FBL约介于824MHz至960MHz之间，高频频带FBH3约介于2100MHz至2700MHz之间，而高频频带FBH4约介于1710MHz至2100MHz之间。因此，移动装置300的该天线结构可涵盖GSM850/900/1800/1900/WCDMA Band1/LTE Band7频带。
请一并参考第3、4图。弯折部分324的宽度W2和该封闭回路的宽度W3的一比值(W2/W3)用于调整高阶共振模态404和基频共振模态402的一频率比值。根据一测量结果，如果该比值(W2/W3)上升，则高阶共振模态404和基频共振模态402的该频率比值将会下降，反之，如果该比值(W2/W3)下降，则高阶共振模态404和基频共振模态402的该频率比值将会上升。在本实施例中，由于接地支路320被设计为具有较小的该比值(W2/W3)，移动装置300的该天线结构更可涵盖一高频的LTE Band7频带(约介于2400MHz至2700MHz之间)。另外，馈入支路150的共振模态406可以通过改变馈入支路150的长度来进行调整。设计者可以用上述方式轻易地调整本发明的该天线结构的操作频带。
图5是显示根据本发明一实施例所述的移动装置500的示意图。图5和图1相似，和图1的差异在于，移动装置500还包括一电感器570，且移动装置500的一接地支路520较短。如图5所示，接地支路520具有耦接至接地面110的一短路端521和一开路端522，而电感器570耦接于接地面110和接地支路520的短路端521之间。接地支路520可以大致为一U字形。接地支路520和馈入支路150形成一天线结构。电感器570用以缩短接地支路520的总长度，从而缩小该天线结构的整体尺寸(例如：约缩小12%)。在一些实施例中，电感器570可以是一绕线电感器、一芯片电感器，或是一可变电感器。
图6是显示根据本发明一实施例所述的移动装置500的该天线结构的电压驻波比图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表电压驻波比。如图5、图6所示，接地支路520的一基频共振模态602被激发产生一低频频带FBL，接地支路520的一高阶共振模态604被激发产生一高频频带FBH5，而馈入支路150的一共振模态606被激发产生另一高频频带FBH6。在本实施例中，低频频带FBL约介于824MHz至960MHz之间，高频频带FBH5约介于2100MHz至2700MHz之间，而高频频带FBH6约介于1710MHz至2100MHz之间。因此，移动装置500的该天线结构可涵盖GSM850/900/1800/1900/WCDMA Band1/LTE Band7频带。
请一并参考图5、图6。电感器570的一电感值Ld用以调整高阶共振模态604，其中该电感值Ld介于0与LMax之间。根据一测量结果，当该电感值为0时，即为该高阶共振模态604的频带下限，当该电感值为LMax时，即为该高阶共振模态604的频带上限。可理解地，如果该电感值上升，可将天线尺寸缩得更小，则高阶共振模态604将会往2700MHz的高频偏移，反之，如果该电感值下降，则高阶共振模态604将会往低频偏移。在加入具有适当的该电感值的电感器570后，移动装置500的该天线结构的尺寸将可变小，更可涵盖一高频的LTE Band7频带(约介于2400MHz至2700MHz之间)。在一些实施例中，电感器570的该电感值Ld约介于0nH至6.8nH(LMax)之间。在优选实施例中，电感器570的该电感值约为2.7nH。另外，馈入支路150的共振模态606可以通过改变馈入支路150的长度来进行调整。设计者可以用上述方式轻易地调整本发明的天线结构的操作频带。
值得注意的是，本发明并不限于此。以上各个实施例所述的元件尺寸、元件参数，以及频带范围，皆可由设计者根据不同需求而进行调整。由于设计方式类似，本发明各个实施例中的移动装置及其天线结构均可在微调后达到相似的操作效果。
在本发明中，移动装置的天线结构可以涵盖一宽频频带，例如：GSM850/900/1800/1900/WCDMA Band1/LTE Band7频带，且此宽频频带的频率范围很容易调整。根据一测量结果，本发明的天线结构更可降低使用者的手部影响，进而保持良好的辐射效能。
在本说明书以及权利要求书中的序数，例如“第一”、“第二”、“第三”等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同元件。
本发明虽以优选实施例公开如上，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所附权利要求书界定范围为准。

Claims (20)

1.一种移动装置，包括：
一接地面；
一接地支路，界定一缺口，其中该接地支路具有耦接至该接地面的一短路端；以及
一馈入支路，靠近该接地支路，并具有一馈入端和一开路端，其中该接地支路和该馈入支路形成一天线结构，该馈入支路的该馈入端耦接至一信号源，而该馈入支路的该开路端大致延伸进入该接地支路的该缺口。
2.如权利要求1所述的移动装置，其中该馈入支路大致为一L字形。
3.如权利要求1所述的移动装置，其中接地支路的该缺口大致为一矩形。
4.如权利要求1所述的移动装置，其中该接地支路大致为一U字形。
5.如权利要求4所述的移动装置，其中该接地支路包括一弯折部分和一第一延伸部分，该弯折部分靠近该接地支路的短路端，该接地支路还具有一开路端，而该第一延伸部分靠近该接地支路的该开路端。
6.如权利要求5所述的移动装置，其中该接地支路的一基频共振模态被激发产生一低频频带，该接地支路的一高阶共振模态被激发产生一第一高频频带，而该馈入支路的一共振模态被激发产生一第二高频频带。
7.如权利要求6所述的移动装置，其中该弯折部分的宽度和该第一延伸部分的宽度的一比值用于调整该高阶共振模态和该基频共振模态的一频率比值。
8.如权利要求6所述的移动装置，其中该低频频带约介于824MHz至960MHz之间，该第一高频频带约介于2100MHz至2400MHz之间，而该第二高频频带约介于1710MHz至2100MHz之间。
9.如权利要求1所述的移动装置，其中该接地支路包括一弯折部分、一第一延伸部分，以及一第二延伸部分，该弯折部分靠近该接地支路的短路端，而该弯折部分、该第一延伸部分，以及该第二延伸部分形成一封闭回路。
10.如权利要求9所述的移动装置，其中该封闭回路大致为一矩形。
11.如权利要求9所述的移动装置，其中该接地支路的一基频共振模态被激发产生一低频频带，该接地支路的一高阶共振模态被激发产生一第一高频频带，而该馈入支路的一共振模态被激发产生一第二高频频带。
12.如权利要求11所述的移动装置，其中该弯折部分的宽度和该封闭回路的宽度的一比值用于调整该高阶共振模态和该基频共振模态的一频率比值。
13.如权利要求11所述的移动装置，其中该低频频带约介于824MHz至960MHz之间，该第一高频频带约介于2100MHz至2700MHz之间，而该第二高频频带约介于1710MHz至2100MHz之间。
14.如权利要求1所述的移动装置，其中该接地支路还具有一开路端。
15.如权利要求14所述的移动装置，还包括：
一电感器，耦接于该接地面和该接地支路的该短路端之间。
16.如权利要求15所述的移动装置，其中该电感器用以缩短该接地支路的总长度。
17.如权利要求15所述的移动装置，其中该电感器的一电感值约介于0nH至6.8nH之间。
18.如权利要求15所述的移动装置，其中该电感器的一电感值约为2.7nH。
19.如权利要求15所述的移动装置，其中该接地支路的一基频共振模态被激发产生一低频频带，该接地支路的一高阶共振模态被激发产生一第一高频频带，而该馈入支路的一共振模态被激发产生一第二高频频带。
20.如权利要求19所述的移动装置，其中该低频频带约介于824MHz至960MHz之间，该第一高频频带约介于2100MHz至2700MHz之间，而该第二高频频带约介于1710MHz至2100MHz之间。
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