TW201507265A - 行動裝置 - Google Patents

Abstract

一種行動裝置，包括：一介質基板、一接地面、一信號源，以及一天線結構。該天線結構包括：一輻射部和一寄生部。該輻射部之一饋入支路係耦接至該信號源。該輻射部之一第一輻射支路和一第二輻射支路均耦接至該饋入支路，並朝向互相遠離之方向延伸。該寄生部係與該輻射部分離。該寄生部之一接地支路係耦接至該接地面並鄰近於該饋入支路。該寄生部之一第一寄生支路係耦接至該接地支路並朝向遠離該輻射部之方向延伸。該寄生部之一第二寄生支路係耦接至該第一寄生支路並鄰近於該第一輻射支路。

Description

行動裝置

本發明係關於一種行動裝置，特別係關於一種行動裝置及其適用於LTE(Long Term Evolution)頻帶之天線結構。

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以及WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)系統使用2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz和5.8GHz的頻帶進行通訊。

4G LTE為下一世代之行動通訊標準。由於世界各地採用之LTE頻帶不盡相同，目前支援LTE之行動裝置通常會劃分為美國版和歐洲版，而此二版本之天線無法共用。例如，美國版之天線僅能操作於最高2170MHz之頻帶，但無法支援歐洲之LTE Band 7頻帶，此增加了行動裝置之製造成本和庫存成本。

為了解決前述問題，本發明提供一種行動裝置，包括：一介質基板；一接地面，設置於該介質基板上，其中該介質基板更具有一無金屬淨空區域；一信號源；以及一天線結構，設置於該無金屬淨空區域內，其中該天線結構包括：一第一輻射部，包括一饋入支路、一第一輻射支路，以及一第二輻射支路，其中該饋入支路係耦接至該信號源，而該第一輻射支路和該第二輻射支路均耦接至該饋入支路並朝向互相遠離之方向延伸；以及一寄生部，與該第一輻射部分離，並包括一接地支路、一第一寄生支路，以及一第二寄生支路，其中該接地支路係耦接至該接地面並鄰近於該饋入支路，該第一寄生支路係耦接至該接地支路並朝向遠離該第一輻射部之方向延伸，而該第二寄生支路係耦接至該第一寄生支路並鄰近於該第一輻射支路。

100、300、400‧‧‧行動裝置

110‧‧‧介質基板

120‧‧‧接地面

121‧‧‧接地面之邊緣

130‧‧‧無金屬淨空區域

140、340、440‧‧‧天線結構

150‧‧‧第一輻射部

151‧‧‧饋入支路

152‧‧‧第一輻射支路

153‧‧‧第二輻射支路

160、460‧‧‧寄生部

161‧‧‧接地支路

162‧‧‧第一寄生支路

163‧‧‧第二寄生支路

190‧‧‧信號源

370‧‧‧第二輻射部

464‧‧‧第三寄生支路

FB1‧‧‧第一頻帶

FB2‧‧‧第二頻帶

G1‧‧‧第一耦合間隙

G2‧‧‧第二耦合間隙

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2A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之天線結構之電壓駐波比圖；第2B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之天線結構之天線效率圖；第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之示意圖；以及

第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之示意圖。

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至少包括：一介質基板110、一接地面120、一天線結構140，以及一信號源190。介質基板110可以是一機構金屬包含塑膠的結構。接地面120和天線結構140可以用金屬製成，例如：銀、銅、鋁，或是鐵。天線結構140可以大致為一平面結構，並設置於介質基板110之無金屬淨空區上。信號源190可以是一射頻(Radio Frequency，RF)模組，其用於激發天線結構140。必須注意的是，行動裝置100更可包括其他元件，例如：一處理器、一觸控面板、一觸控模組、一揚聲器、一電池，以及一外殼(未顯示)。

接地面120係設置於介質基板110上。介質基板110更具有一無金屬淨空區域130。在一些實施例中，無金屬淨空區域130係鄰近於介質基板110之一角落處，而無金屬淨空區域130大致為一矩形。天線結構140係設置於無金屬淨空區域130內。天線結構140至少包括：一第一輻射部150和一寄生部160。 第一輻射部150包括：一饋入支路151、一第一輻射支路152，以及一第二輻射支路153。饋入支路151係耦接至信號源190。第一輻射支路152和第二輻射支路153均係耦接至饋入支路151，並朝向互相遠離之方向延伸。第一輻射支路152和第二輻射支路153各自具有一開口端(Open End)。在一些實施例中，第一輻射部150大致為一T字形或是一Y字形，其中饋入支路151、第一輻射支路152，以及第二輻射支路153各自大致為一直條形。寄生部160係與第一輻射部150分離。寄生部160至少包括：一接地支路161、一第一寄生支路162，以及一第二寄生支路163。第一寄生支路162之長度係大於接地支路161之長度，亦大於第二寄生支路163之長度。接地支路161係耦接至接地面120並鄰近於饋入支路151。接地支路161具有一開口端。在一些實施例中，接地支路161大致為一直條形。接地支路161可以大致垂直於接地面120之一邊緣121並大致平行於饋入支路151。在一些實施例中，接地支路161和饋入支路151之間形成一第一耦合間隙G1，而第一耦合間隙G1約介於0.3mm至1mm之間。第一寄生支路162係耦接至接地支路161，並朝向遠離第一輻射部150之方向延伸。第一寄生支路162具有一開口端。在一些實施例中，第一寄生支路162包括互相耦接之一L字形部份和一U字形部份，其中該L字形部份係直接耦接至接地支路161，而該U字形部份包括第一寄生支路162之該開口端。第二寄生支路163係耦接至第一寄生支路162，並鄰近於第一輻射支路152。第二寄生支路163具有一開口端。在一些實施例中，第二寄生支路163大致為一直條形。第二寄生支路163可以大致平行 於第一輻射支路152。在一些實施例中，第二寄生支路163和第一輻射支路152之間形成一第二耦合間隙G2，而第二耦合間隙G2約介於0.3mm至1mm之間。第一耦合間隙G1和第二耦合間隙G2可以用於調整天線結構140之阻抗匹配。必須注意的是，第一輻射部150和寄生部160之形狀並非為本發明之限制條件。舉例來說，第一輻射部150和寄生部160之任一者亦可更包括一直條形部份、一U字形部份、一L字形部份、一S字形部份、一M字形部份、一T字形部份，或(且)一V字形部份。

第2A圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之天線結構140之電壓駐波比(Voltage Standing Wave Radio，VSWR)圖，其中橫軸代表操作頻率(MHz)，而縱軸代表電壓駐波比。如第2A圖所示，行動裝置100之天線結構140可以激發產生一第一頻帶FB1和一第二頻帶FB2。在較佳實施例中，第一頻帶FB1約介於704MHz至960MHz之間，而第二頻帶FB2約介於1710MHz至2700MHz之間。

請一併參考第1、2A圖。天線結構140之操作原理可如下列所述。第一寄生支路162所形成之一第一共振路徑可以激發產生一第一子頻帶，其約介於704MHz至824MHz之間。饋入支路151、第一輻射支路152、第二寄生支路163，以及第一寄生支路162之該L字形部份所形成之一第二共振路徑可以激發產生一第二子頻帶，其約介於824MHz至960MHz之間。饋入支路151和第一輻射支路152所形成之一第三共振路徑可以激發產生一第三子頻帶，其約介於1710MHz至1850MHz之間。饋入支路151和第二輻射支路153所形成之一第四共振路徑可 以激發產生一第四子頻帶，其約介於1850MHz至2300MHz之間。接地支路161所形成之一第五共振路徑可以激發產生一第五子頻帶，其約介於2300MHz至2700MHz之間。

第2B圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之天線結構140之天線效率(Antenna Efficiency)圖，其中橫軸代表操作頻率(MHz)，而縱軸代表天線效率(dB)。如第2B圖所示，行動裝置100之天線結構140於第一頻帶FB1和第二頻帶FB2中之天線效率皆可達-3dB或以上，已可符合實際應用需要。

本發明之行動裝置100之天線結構140大致為一平面結構。藉由利用第一輻射部150和寄生部160之間之互相耦合效應，天線結構140之整體尺寸可以有效地縮小。根據第2圖之量測結果可知，天線結構140幾乎可以完全涵蓋全世界各國所使用之4G LTE頻帶。因此，使用天線結構140之行動裝置100可以無須劃分為不同國家版本，而於全世界各地均可使用。本發明至少具有降低成本、節省空間，以及增加天線頻寬之優勢，非常適合應用於各種小型化之行動裝置。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置300之示意圖。第3圖和第1圖相似，故以下僅針對差異處進行說明。在第3圖之實施例中，一天線結構340包括：一第一輻射部150、一第二輻射部370，以及一寄生部160，其中第一輻射部150跟寄生部160與第1圖中相同符號的元件功能相同，因此不再贅述。第二輻射部370係耦接至信號源190。第二輻射部370具有一開口端。在一些實施例中，第二輻射部370大致為一 直條形。第二輻射部370可以大致垂直於饋入支路151並大致平行於第二輻射支路153。當天線結構340由信號源190所激發時，第二輻射部370可產生2100MHz頻率附近之一共振模態，以增加天線結構340之高頻頻寬。第3圖之行動裝置300之其餘特徵皆與第1圖之行動裝置100類似，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行動裝置400之示意圖。第4圖和第1圖相似，故以下僅針對差異處進行說明。在第4圖之實施例中，一天線結構440包括：第一輻射部150、一第二輻射部370，以及一寄生元件460，其中第一輻射部150與第1、3圖中相同符號的元件功能相同，而第二輻射部370與第3圖相同符號的元件功能相同，因此不再贅述。而天線結構440之寄生部460包括：一接地支路161、一第一寄生支路162、一第二寄生支路163，以及一第三寄生支路464，其中第三寄生支路464係耦接至第一寄生支路162。第三寄生支路464具有一開口端。在一些實施例中，第三寄生支路464大致為一直條形。第三寄生支路464可以大致係由第一寄生支路162之該U字形部份所包圍。另外，第三寄生支路464和第二寄生支路163可以朝向互相遠離之方向延伸。當天線結構440由信號源190所激發時，第三寄生支路464和第一寄生支路162之該L字形部份可共同產生1800MHz頻率附近之一共振模態，以增加天線結構440之高頻頻寬。第4圖之行動裝置400之其餘特徵皆與第1圖之行動裝置100類似，故此二實施例均可達成相似之操作效果。

值得注意的是，以上所述之元件尺寸、元件參數、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。另外，本發明之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天線結構中。

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

110‧‧‧介質基板

120‧‧‧接地面

121‧‧‧接地面之邊緣

130‧‧‧無金屬淨空區域

140‧‧‧天線結構

150‧‧‧第一輻射部

151‧‧‧饋入支路

152‧‧‧第一輻射支路

153‧‧‧第二輻射支路

160‧‧‧寄生部

161‧‧‧接地支路

162‧‧‧第一寄生支路

163‧‧‧第二寄生支路

190‧‧‧信號源

G1‧‧‧第一耦合間隙

G2‧‧‧第二耦合間隙

Claims (11)

1. 一種行動裝置，包括：一介質基板；一接地面，設置於該介質基板上，其中該介質基板更具有一無金屬淨空區域；一信號源；以及一天線結構，設置於該無金屬淨空區域內，其中該天線結構包括：一第一輻射部，包括一饋入支路、一第一輻射支路，以及一第二輻射支路，其中該饋入支路係耦接至該信號源，而該第一輻射支路和該第二輻射支路均耦接至該饋入支路並朝向互相遠離之方向延伸；以及一寄生部，與該第一輻射部分離，並包括一接地支路、一第一寄生支路，以及一第二寄生支路，其中該接地支路係耦接至該接地面並鄰近於該饋入支路，該第一寄生支路係耦接至該接地支路並朝向遠離該第一輻射部之方向延伸，而該第二寄生支路係耦接至該第一寄生支路並鄰近於該第一輻射支路。
2. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第一輻射部大致為一T字形，而其中該饋入支路、該第一輻射支路，以及該第二輻射支路均大致為直條形。
3. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該接地支路大致為一直條形，而該接地支路大致垂直於該接地面之一邊緣並大致平行於該饋入支路。
4. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該接地支路和該饋入支路之間形成一第一耦合間隙，而該第一耦合間隙約介於0.3mm至1mm之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第一寄生支路包括互相耦接之一L字形部份和一U字形部份。
6. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第二寄生支路大致為一直條形，而該第二寄生支路大致平行於該第一輻射支路。
7. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該第二寄生支路和該第一輻射支路之間形成一第二耦合間隙，而該第二耦合間隙約介於0.3mm至1mm之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該天線結構更包括一第二輻射部，而該第二輻射部係耦接至該信號源。
9. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該寄生部更包括一第三寄生支路，該第三寄生支路係耦接至該第一寄生支路，而該第三寄生支路和該第二寄生支路係朝向互相遠離之方向延伸。
10. 如申請專利範圍第9項所述之行動裝置，其中該第三寄生支路大致為一直條形，而該第三寄生支路大致係由該第一寄生支路所包圍。
11. 如申請專利範圍第1項所述之行動裝置，其中該天線結構係激發產生一第一頻帶和一第二頻帶，該第一頻帶約介於704MHz至960MHz之間，而該第二頻帶約介於1710MHz至 2700MHz之間。