CN107305409B

CN107305409B - 移动装置

Info

Publication number: CN107305409B
Application number: CN201610300784.9A
Authority: CN
Inventors: 凃姝仰; 林军毅; 林晖
Original assignee: Quanta Computer Inc
Current assignee: Quanta Computer Inc
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2016-05-09
Publication date: 2019-12-03
Anticipated expiration: 2036-05-09
Also published as: CN107305409A; TW201739234A; TWI597962B; US9843092B2; US20170309993A1

Abstract

本发明公开一种移动装置，包括：一金属腔、一介质基板，以及一馈入部。一槽孔形成于该金属腔的一侧壁上。该介质基板设置于该金属腔之内。该馈入部设置于该介质基板上，并电气连接至一信号源。该金属腔、该介质基板，以及该馈入部共同形成一槽孔天线结构。

Description

移动装置

技术领域

本发明涉及一种移动装置，特别是涉及一种移动装置及其槽孔天线结构。

背景技术

随着移动通讯技术的发达，移动装置在近年日益普遍，常见的例如：手提式电脑、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讯的功能。有些涵盖长距离的无线通讯范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)***及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通讯，而有些则涵盖短距离的无线通讯范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth***使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通讯。

天线为支援无线通讯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。以可变形移动装置为例，当其操作于不同模式时，因为其内的天线元件和金属元件的相对位置发生变化，常造成天线元件受到干扰且整体通讯品质下滑。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

在较佳实施例中，本发明提供一种移动装置，包括：一金属腔，其中一槽孔形成于该金属腔的一侧壁上；一介质基板，设置于该金属腔之内；以及一馈入部，设置于该介质基板上，并电气连接至一信号源；其中该金属腔、该介质基板，以及该馈入部共同形成一槽孔天线结构。

在一些实施例中，该介质基板具有一上表面和一下表面，该介质基板的该上表面贴附于该侧壁，而该馈入部设置于该介质基板的该下表面上。

在一些实施例中，该金属腔为一空心长方体。

在一些实施例中，该槽孔为一直条形。

在一些实施例中，该馈入部包括一第一馈入支路和一第二馈入支路，而该第一馈入支路和该第二馈入支路皆延伸跨越该槽孔。

在一些实施例中，该槽孔天线结构激发产生一第一频带和一第二频带，该第一频带介于2400MHz至2484MHz之间，而该第二频带介于5150MHz至5850MHz之间。

在一些实施例中，该金属腔的长度介于该第一频带的0.4倍至0.6倍波长之间。

在一些实施例中，该金属腔的宽度介于该第一频带的0.05倍至0.15倍波长之间。

在一些实施例中，至少一小开孔还形成于该金属腔的一顶板上，而该顶板与该侧壁互相垂直。

在一些实施例中，该移动装置为一可变形笔记型电脑，其还包括：一上盖，包括一显示器；一下盖，包括一键盘；以及一转轴元件，电气连接于该上盖和该下盖之间，使得该可变形笔记型电脑能操作于一笔记本模式、一帐篷模式，或是一平板模式，其中该槽孔天线结构邻近于该转轴元件并介于该上盖和该下盖之间。

附图说明

图1A为本发明一实施例所述的移动装置的立体图；

图1B为本发明一实施例所述的移动装置的剖视图；

图1C为本发明一实施例所述的介质基板和馈入部的立体图；

图2为本发明一实施例所述的移动装置的槽孔天线结构的返回损失图；以及

图3为本发明一实施例所述的移动装置的立体图。

符号说明

100、300～移动装置；

110～金属腔；

111～侧壁；

112～顶板；

115～槽孔；

116～小开孔；

120～介质基板；

130～馈入部；

131～第一馈入支路；

132～第二馈入支路；

190～信号源；

350～上盖；

360～下盖；

370～转轴元件；

D1～第二馈入支路和槽孔的末端的间距；

E1～介质基板的上表面；

E2～介质基板的下表面；

FB1～第一频带；

FB2～第二频带；

L1～金属腔的长度；

L2～槽孔的长度；

L3～小开孔的长度；

H1～金属腔的高度；

W1～金属腔的宽度。

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，并配合所附附图，作详细说明如下。

图1A为显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的立体图。图1B为显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的剖视图。移动装置100可以是一智慧型手机(SmartPhone)、一平板电脑(Tablet Computer)，或是一笔记型电脑(Notebook Computer)。如图1A、图1B所示，移动装置100至少包括：一金属腔(Metal Cavity)110、一介质基板(Dielectric Substrate)120，以及一馈入部(Feeding Element)130。金属腔110可为一空心长方体，其可包括一顶板、一底板，以及四面侧壁，以大致形成一封闭空腔。一槽孔115形成于金属腔110的一侧壁111上。槽孔115可为一直条形。介质基板120设置于金属腔110之内。馈入部130设置于介质基板120上，并电气连接至一信号源190。在较佳实施例中，金属腔110、介质基板120，以及馈入部130共同形成一槽孔天线结构。信号源190可为一射频(RadioFrequency)模块，其用于激发此槽孔天线结构并执行信号的收发程序。必须注意的是，虽然未显示于图1A、图1B中，在其他实施例中，移动装置100还可包括其他元件，例如：一处理器、一扬声器、一触控面板、一电池，以及一外壳。

在一些实施例中，至少一小开孔116还形成于金属腔110的一顶板112上，其中金属腔110的顶板112与其侧壁111互相垂直。举例而言，小开孔116可为一圆形、一正方形，或是一三角形。电气连接至信号源190的一同轴电缆线(Coaxial Cable)可延伸穿越金属腔110的小开孔116。在其他实施例中，可以有更多小开孔116形成于金属腔110的顶板112上，以容纳移动装置100的其他金属走线。必须理解的是，前述的小开孔116为选用式(Optional)设计。在另一些实施例中，金属腔110也可仅具有单一槽孔115，而无任何其他小开孔116。

图1C为显示根据本发明一实施例所述的介质基板120和馈入部130的立体图。在图1C的实施例中，介质基板120具有一上表面E1和一下表面E2，其中介质基板120的上表面E1贴附于金属腔110的侧壁111和槽孔115，而馈入部130设置于介质基板120的下表面E2上。换言之，金属腔110的槽孔115和馈入部130分别位于介质基板120的相对二表面E1、E2上，其中馈入部130的垂直投影延伸跨越金属腔110的槽孔115。详细而言，馈入部130包括一第一馈入支路131和一第二馈入支路132，其中第一馈入支路131和第二馈入支路132的垂直投影皆延伸跨越金属腔110的槽孔115。第一馈入支路131可为一矩形。第二馈入支路132可为一C字形。第一馈入支路131的长度可大于第二馈入支路132的长度。

图2为显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的槽孔天线结构的返回损失(Return Loss)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表返回损失(dB)。在图2的实施例中，当移动装置100的槽孔天线结构由信号源190所激发时，其将至少产生一第一频带FB1和一第二频带FB2。在一些实施例中，第一频带FB1介于2400MHz至2484MHz之间，而第二频带FB2介于5150MHz至5850MHz之间。因此，移动装置100的槽孔天线结构至少可涵盖WLAN(Wireless Local Area Networks)2.4GHz/5GHz的双频操作。根据实际量测结果，槽孔天线结构于第一频带FB1内的天线效率(Antenna Efficiency)可维持于28％以上，且于第二频带FB2内的天线效率可维持于65％以上，此已可符合一般移动通讯的应用需求。

在天线原理方面，金属腔110的槽孔115和第一馈入支路131共同激发产生前述的第一频带FB1；而第一馈入支路131和第二馈入支路132共同激发产生前述的第二频带FB2。由于第一馈入支路131和第二馈入支路132具有不同长度，其可形成相异的共振模态，并可增加前述的第二频带FB2的频宽。值得注意的是，金属腔110具有可反射后向辐射(Back-side Radiation)的功能，是以包括金属腔110的槽孔天线结构仅会产生前向辐射(Front-side Radiation)，且其天线增益(Antenna Gain)应会较传统设计更高。此外，因为金属腔110可以屏蔽附近的电磁杂讯，故本发明的槽孔天线结构可应用于各种移动通讯装置中，而不致于受到装置金属外壳的负面影响。

在一些实施例中，移动装置100的元件尺寸可如下列所述。金属腔110的长度L1约介于前述第一频带FB1的0.4倍至0.6倍波长之间(0.4λ～0.6λ)，较佳约为70mm。金属腔110的宽度W1约介于前述第一频带FB1的0.05倍至0.15倍波长之间(0.05λ～0.15λ)，较佳约为11mm。金属腔110的宽度W1可用于调整前述第一频带FB1。举例而言，当金属腔110的宽度W1变大时，第一频带FB将往低频方向移动；而当金属腔110的宽度W1变小时，第一频带FB将往高频方向移动。金属腔110的高度H1较佳约为6mm。在另一些实施例中，金属腔110的长度L1、宽度W1，以及高度H1的总和值(即L1+W1+H1)介于第一频带FB1的0.55倍至0.8倍波长之间(0.55λ～0.8λ)，较佳约为0.7倍波长(0.7λ)。金属腔110的槽孔115的长度L2约为前述第一频带FB1的0.45倍至0.55倍波长之间(0.45λ～0.55λ)，较佳约为65mm。金属腔110的小开孔116的长度L3小于前述第一频带FB1的0.1倍波长(＜0.1λ)，较佳约为3mm。以上尺寸范围有助于使槽孔天线结构能涵盖WLAN2.4GHz/5GHz双频操作，并防止电磁杂讯经由小开孔116进入金属腔110。另外，第二馈入支路132和槽孔115的末端，两者的间距D1约为前述第二频带FB2的0.5倍波长(0.5λ)，较佳约为27mm，此设计可最佳化槽孔天线结构的高频阻抗匹配并增加其高频频宽。

图3为显示根据本发明一实施例所述的移动装置300的立体图。在图3的实施例中，移动装置300为一可变形笔记型电脑(ConvertibleNotebook Computer)。详细而言，移动装置300还包括一上盖350、一下盖360，以及至少一转轴元件(Hinge Element)370。上盖350可包括一显示器。下盖360可包括一键盘。转轴元件370电气连接于上盖350和下盖360之间。通过控制转轴元件370，移动装置300可操作于一笔记本模式、一帐篷模式，或是一平板模式。前述的槽孔天线结构邻近于转轴元件370，并介于上盖350和下盖360之间。详细而言，此槽孔天线结构的金属腔110可屏蔽来自于移动装置300的一主机板上的电磁杂讯；另外，槽孔天线结构位于上盖350和下盖360两者的边缘之间，是以无论移动装置300操作于笔记本模式、帐篷模式，或是平板模式，槽孔天线结构均不容易受到邻近的金属元件(例如：笔记型电脑的A件、B件、C件，或是D件)所干扰，故可保持良好的通讯品质。

本发明提出了一种新颖的移动装置及其槽孔天线结构。和传统设计相比，本发明至少具有下列优势：(1)较高的天线增益；(2)较宽的高频操作频宽；(3)较佳的电磁相容性(Electromagnetic Compatibility，EMC)；(4)较低的成本制作；以及(5)较小的天线尺寸，因此其很适合应用于各种小型化的移动通讯装置当中。

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。本发明的移动装置和天线结构并不仅限于图1A-图3所图示的状态。本发明可以仅包括图1A-图3的任何一或多个实施例的任何一或多项特征。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和天线结构当中。

在本说明书以及权利要求中的序数，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。

虽然以上述较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以所附的权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种移动装置，包括：

金属腔，其中一槽孔形成于该金属腔的一侧壁上；

介质基板，设置于该金属腔之内；以及

馈入部，设置于该介质基板上，并电气连接至一信号源；

其中该金属腔、该介质基板，以及该馈入部共同形成一槽孔天线结构，

其中该介质基板具有上表面和下表面，该介质基板的该上表面贴附于该侧壁，而该馈入部设置于该介质基板的该下表面上。

2.如权利要求1所述的移动装置，其中该金属腔为一空心长方体。

3.如权利要求1所述的移动装置，其中该槽孔为一直条形。

4.如权利要求1所述的移动装置，其中该馈入部包括第一馈入支路和第二馈入支路，而该第一馈入支路和该第二馈入支路皆延伸跨越该槽孔。

5.如权利要求1所述的移动装置，其中该槽孔天线结构激发产生一第一频带和一第二频带，该第一频带介于2400MHz至2484MHz之间，而该第二频带介于5150MHz至5850MHz之间。

6.如权利要求5所述的移动装置，其中该金属腔的长度介于该第一频带的0.4倍至0.6倍波长之间。

7.如权利要求5所述的移动装置，其中该金属腔的宽度介于该第一频带的0.05倍至0.15倍波长之间。

8.如权利要求1所述的移动装置，其中至少一小开孔还形成于该金属腔的一顶板上，而该顶板与该侧壁互相垂直。

9.如权利要求1所述的移动装置，其中该移动装置为一可变形笔记型电脑，其还包括：

上盖，包括一显示器；

下盖，包括一键盘；以及

转轴元件，电气连接于该上盖和该下盖之间，使得该可变形笔记型电脑能操作于一笔记本模式、一帐篷模式，或是一平板模式，其中该槽孔天线结构邻近于该转轴元件并介于该上盖和该下盖之间。