TW202422944A - 支援寬頻操作之行動裝置 - Google Patents
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Abstract
一種支援寬頻操作之行動裝置,包括:第一輻射部、第二輻射部、第三輻射部、第四輻射部、第五輻射部、第六輻射部,以及第七輻射部。第一輻射部具有饋入點。第二輻射部和第三輻射部皆耦接至第一輻射部。第一輻射部經由第四輻射部耦接至接地電位。第五輻射部係耦接至第四輻射部。第六輻射部係耦接至接地電位。第六輻射部鄰近於第一輻射部和第三輻射部。第七輻射部係耦接至第六輻射部。第七輻射部朝遠離第三輻射部之方向延伸。第一輻射部、第二輻射部、第三輻射部、第四輻射部、第五輻射部、第六輻射部,以及第七輻射部共同形成一天線結構。
Description
本發明係關於一種行動裝置,特別係關於一種可支援寬頻操作之行動裝置。
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、850 MHz、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系統使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的頻帶進行通訊。
天線(Antenna)為無線通訊領域中不可缺少之元件。倘若用於接收或發射信號之天線其操作頻寬(Operational Bandwidth)過窄,則很容易造成行動裝置之通訊品質下降。因此,如何設計出一種小尺寸、寬頻帶之天線結構,對設計者而言是一項重要課題。
在較佳實施例中,本發明提出一種支援寬頻操作之行動裝置,包括:一第一輻射部,具有一饋入點;一第二輻射部,耦接至該第一輻射部;一第三輻射部,耦接至該第一輻射部,其中該第三輻射部和該第二輻射部大致朝相反方向作延伸;一第四輻射部,其中該第一輻射部更經由該第四輻射部耦接至一接地電位;一第五輻射部,耦接至該第四輻射部,其中該第五輻射部係鄰近於該第二輻射部;一第六輻射部,耦接至該接地電位,其中該第六輻射部係鄰近於該第一輻射部和該第三輻射部;以及一第七輻射部,耦接至該第六輻射部,其中該第七輻射部係朝遠離第三輻射部之方向作延伸;其中該第一輻射部、該第二輻射部、該第三輻射部、該第四輻射部、該第五輻射部、該第六輻射部,以及該第七輻射部係共同形成一天線結構。
在一些實施例中,該第一輻射部、該第二輻射部,以及該第三輻射部之組合係呈現一T字形。
在一些實施例中,該第四輻射部係呈現一較長L字形,而該第五輻射部係呈現一較短L字形。
在一些實施例中,該第五輻射部係耦接至該第四輻射部上之一中間點,該第四輻射部包括長度相等之一第一部份和一第二部份,而該中間點係介於該第一部份和該第二部份之間。
在一些實施例中,該第七輻射部和該第六輻射部之間形成一夾角,而該夾角係介於30度至70度之間。
在一些實施例中,該天線結構涵蓋一第一頻帶、一第二頻帶,以及一第三頻帶,該第一頻帶係介於2400MHz至2500MHz之間,該第二頻帶係介於5150MHz至5850MHz之間,而該第三頻帶係介於5925MHz至7125MHz之間。
在一些實施例中,該第一輻射部和該第二輻射部之總長度係大致等於該第一頻帶之0.25倍波長,而該第一輻射部和該第三輻射部之總長度係大致等於該第二頻帶之0.25倍波長。
在一些實施例中,該第四輻射部之長度係大致等於該第三頻帶之0.5倍波長。
在一些實施例中,該第五輻射部之長度係大致等於該第三頻帶之0.25倍波長。
在一些實施例中,該第六輻射部和該第七輻射部之總長度係大致等於該第三頻帶之0.25倍波長。
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。
在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域技術人員應可理解,硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式,而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的「包含」及「包括」一詞為開放式的用語,故應解釋成「包含但不僅限定於」。「大致」一詞則是指在可接受的誤差範圍內,本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題,達到所述基本之技術效果。此外,「耦接」一詞在本說明書中包含任何直接及間接的電性連接手段。因此,若文中描述一第一裝置耦接至一第二裝置,則代表該第一裝置可直接電性連接至該第二裝置,或經由其它裝置或連接手段而間接地電性連接至該第二裝置。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例,以簡化說明。當然,這些特定的範例並非用以限定。例如,若是本揭露書敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方,即表示其可能包含上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例,亦可能包含了有附加特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間,而使上述第一特徵與第二特徵可能未直接接觸的實施例。另外,以下揭露書不同範例可能重複使用相同的參考符號及/或標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的,並非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。
此外,其與空間相關用詞。例如「在…下方」、「下方」、「較低的」、「上方」、「較高的」 及類似的用詞,係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外,這些空間相關用詞意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位),則在此使用的空間相關詞也可依此相同解釋。
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之俯視圖。例如,行動裝置100可為一智慧型手機(Smart Phone)、一平板電腦(Tablet Computer)、一筆記型電腦(Notebook Computer)。如第1圖所示,行動裝置100包括:一第一輻射部(Radiation Element)110、一第二輻射部120、一第三輻射部130、一第四輻射部140、一第五輻射部150、一第六輻射部160,以及一第七輻射部170,其中第一輻射部110、第二輻射部120、第三輻射部130、第四輻射部140、第五輻射部150、第六輻射部160,以及第七輻射部170皆可由金屬材質所製成,例如:銅、銀、鋁、鐵,或是其合金。必須理解的是,雖然未顯示於第1圖中,但行動裝置100更可包括其他元件,例如:一處理器(Processor)、一觸控面板(Touch Control Panel)、一揚聲器(Speaker)、一供電模組(Power Supply Module),或(且)一外殼(Housing)。
第一輻射部110可以大致呈現一直條形。詳細而言,第一輻射部110具有一第一端111和一第二端112,其中一饋入點(Feeding Point)FP係位於第一輻射部110之第一端111處。饋入點FP更可耦接至一信號源(Signal Source)190。例如,信號源190可為一射頻(Radio Frequency,RF)模組。
第二輻射部120可以大致呈現一較長直條形,其可與第一輻射部110大致互相垂直。詳細而言,第二輻射部120具有一第一端121和一第二端122,其中第二輻射部120之第一端121係耦接至第一輻射部110之第二端112,而第二輻射部120之第二端122為一開路端(Open End)。
第三輻射部130可以大致呈現一較短直條形(相較於第二輻射部120而言),其可與第一輻射部110大致互相垂直。詳細而言,第三輻射部130具有一第一端131和一第二端132,其中第三輻射部130之第一端131係耦接至第一輻射部110之第二端112,而第三輻射部130之第二端132為一開路端。例如,第三輻射部130之第二端132和第二輻射部120之第二端122兩者可大致朝相反且互相遠離之方向作延伸。在一些實施例中,第一輻射部110、第二輻射部120,以及第三輻射部130之組合可大致呈現一T字形。
第四輻射部140可以大致呈現一較長L字形。詳細而言,第四輻射部140具有一第一端141和一第二端142,其中第四輻射部140之第一端141係耦接至一接地電位VSS,而第四輻射部140之第二端142係耦接至第一輻射部110之第一端111。例如,接地電位VSS可由行動裝置100之一系統接地面(System Ground Plane)所提供(未顯示)。因此,第一輻射部110更可經由第四輻射部140耦接至接地電位VSS。在一些實施例中,第四輻射部140包括鄰近於第一端141之一第一部份144和鄰近於第二端142之一第二部份145,其中一中間點CP恰好介於第四輻射部140之第一部份144和第二部份145之間。例如,第四輻射部140之第一部份144和第二部份145兩者可大致具有相等之長度,但亦不僅限於此。必須注意的是,本說明書中所謂「靠近」或「鄰近」一詞可指對應之二元件間距小於一臨界距離(例如:10mm或更短),亦可包括對應之二元件彼此直接接觸之情況(亦即,前述間距縮短至0)。
第五輻射部150可以大致呈現一較短L字形(相較於第四輻射部140而言)。詳細而言,第五輻射部150具有一第一端151和一第二端152,其中第五輻射部150之第一端151係耦接至第四輻射部140之中間點CP,而第五輻射部150之第二端152為一開路端。例如,第五輻射部150之第二端152和第二輻射部120之第二端122兩者可大致朝相同方向作延伸。第五輻射部150係鄰近於第二輻射部120,其中第五輻射部150和第二輻射部120之間可形成一第一耦合間隙(Coupling Gap)GC1。
第六輻射部160可以大致呈現一直條形,其可與第一輻射部110大致互相平行。詳細而言,第六輻射部160具有一第一端161和一第二端162,其中第六輻射部160之第一端161係耦接至接地電位VSS,而第六輻射部160之第二端162係朝靠近第三輻射部130之方向作延伸。第六輻射部160係鄰近於第一輻射部110和第三輻射部130,其中第六輻射部160和第一輻射部110之間可形成一第二耦合間隙GC2,而第六輻射部160和第三輻射部130之間可形成一第三耦合間隙GC3。
第七輻射部170可以大致呈現另一直條形,其可與第三輻射部130不互相平行。詳細而言,第七輻射部170具有一第一端171和一第二端172,其中第七輻射部170之第一端171係耦接至第六輻射部160之第二端162,而第七輻射部170之第二端172為一開路端並可朝遠離第三輻射部130之方向作延伸。在一些實施例中,第七輻射部170和第六輻射部160之間可形成一夾角(Angle)θ,其中此夾角θ可為一銳角(Acute Angle)。
在較佳實施例中,第一輻射部110、第二輻射部120、第三輻射部130、第四輻射部140、第五輻射部150、第六輻射部160,以及第七輻射部170可共同形成行動裝置100之一天線結構(Antenna Structure)。在一些實施例中,前述之天線結構可為一平面化天線結構(Planar Antenna Structure),並可設置於一介質基板(Dielectric Substrate)上(未顯示)。例如,前述之介質基板可為一FR4(Flame Retardant 4)基板、一印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB),或是一軟性電路板(Flexible Printed Circuit,FPC)。然而,本發明並不僅限於此。在另一些實施例中,前述之天線結構亦可改為一立體天線結構。
第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之天線結構之返回損失(Return Loss)圖,其中橫軸代表操作頻率(MHz),而縱軸代表返回損失(dB)。根據第2圖之量測結果,行動裝置100之天線結構可涵蓋一第一頻帶(Frequency Band)FB1、一第二頻帶FB2,以及一第三頻帶FB3。例如,第一頻帶FB1可介於2400MHz至2500MHz之間,第二頻帶FB2可介於5150MHz至5850MHz之間,而第三頻帶FB3可介於5925MHz至7125MHz之間。因此,行動裝置100將至少可支援傳統WLAN(Wireless Local Area Network)和新世代Wi-Fi 6E之寬頻操作。
在一些實施例中,行動裝置100之天線結構之操作原理可如下列所述。第一輻射部110和第二輻射部120可共同激發產生前述之第一頻帶FB1。第一輻射部110和第三輻射部130可共同激發產生前述之第二頻帶FB2。第四輻射部140可激發產生前述之第三頻帶FB3。另外,第五輻射部150、第六輻射部160,以及第七輻射部170則可用於微調前述之第三頻帶FB3之阻抗匹配(Impedance Matching)。根據實際量測結果,若第七輻射部170加入並朝遠離第三輻射部130之方向作延伸,則前述之第二頻帶FB2和第三頻帶FB3之操作頻寬(Operational Bandwidth)均可大幅增加。
第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100之天線結構之輻射效率(Radiation Efficiency)圖,其中橫軸代表操作頻率(MHz),而縱軸代表輻射效率(dB)。根據第3圖之量測結果,行動裝置100之天線結構於前述之第一頻帶FB1、第二頻帶FB2,以及第三頻帶FB3內之輻射效率均可達-7dB或更高,此已可滿足一般行動通訊裝置之實際應用需求。
在一些實施例中,行動裝置100之元件尺寸可如下列所述。第一輻射部110和第二輻射部120之總長度L1可大致等於行動裝置100之天線結構之第一頻帶FB1之0.25倍波長(λ/4)。第一輻射部110和第三輻射部130之總長度L2可大致等於行動裝置100之天線結構之第二頻帶FB2之0.25倍波長(λ/4)。第四輻射部140之長度L3可大致等於行動裝置100之天線結構之第三頻帶FB3之0.5倍波長(λ/2)。在第四輻射部140當中,其第一部份144之長度LA可大致等於行動裝置100之天線結構之第三頻帶FB3之0.25倍波長(λ/4),而其第二部份145之長度LB亦可大致等於行動裝置100之天線結構之第三頻帶FB3之0.25倍波長(λ/4)。第五輻射部150之長度L4可大致等於行動裝置100之天線結構之第三頻帶FB3之0.25倍波長(λ/4)。第六輻射部160和第七輻射部170之總長度L5可大致等於行動裝置100之天線結構之第三頻帶FB3之0.25倍波長(λ/4)。第六輻射部160和第七輻射部170之間之夾角θ可介於30度至70度之間。第一耦合間隙GC1之寬度可介於0.1mm至1mm之間。第二耦合間隙GC2之寬度可介於0.5mm至1mm之間。第三耦合間隙GC3之寬度可介於0.5mm至1mm之間。第七輻射部170之第二端172與第三輻射部130之間距D1可介於3mm至5mm之間。行動裝置100之天線結構之整體高度H1可小於或等於6mm。以上尺寸範圍係根據多次實驗結果而得出,其有助於最佳化行動裝置100之天線結構之操作頻寬和阻抗匹配。
第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之筆記型電腦400之立體圖。在第4圖之實施例中,前述之天線結構可應用於筆記型電腦400當中,其中筆記型電腦400包括一上蓋外殼(Upper Housing)410、一顯示器邊框(Display Frame)420、一鍵盤邊框(Keyboard Frame)430,以及一底座外殼(Base Housing)440。必須理解的是,上蓋外殼410、顯示器邊框420、鍵盤邊框430,以及底座外殼440即分別等同於筆記型電腦領域中俗稱之「A件」、「B件」、「C件」,以及「D件」。前述之天線結構可設置於筆記型電腦400之一第一位置461或一第二位置462處,並可由非導體之顯示器邊框420所覆蓋。此第一位置461或第二位置462可鄰近於筆記型電腦400之顯示器處。根據實際量測結果,由於本發明之整體天線高度極小,故所提之設計可應用於各種窄邊框(Narrow Border)之行動裝置當中,同時確保良好之通訊品質與操作頻寬。
本發明提出一種新穎之行動裝置及其天線結構。與傳統設計相比,本發明至少具有小尺寸、寬頻帶、以及低製造成本等優勢,故其很適合應用於各種各式之行動通訊裝置當中。
值得注意的是,以上所述之元件尺寸、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。本發明之行動裝置並不僅限於第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行動裝置當中。
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:第一輻射部
111:第一輻射部之第一端
112:第一輻射部之第二端
120:第二輻射部
121:第二輻射部之第一端
122:第二輻射部之第二端
130:第三輻射部
131:第三輻射部之第一端
132:第三輻射部之第二端
140:第四輻射部
141:第四輻射部之第一端
142:第四輻射部之第二端
144:第四輻射部之第一部份
145:第四輻射部之第二部份
150:第五輻射部
151:第五輻射部之第一端
152:第五輻射部之第二端
160:第六輻射部
161:第六輻射部之第一端
162:第六輻射部之第二端
170:第七輻射部
171:第七輻射部之第一端
172:第七輻射部之第二端
190:信號源
400:筆記型電腦
410:上蓋外殼
420:顯示器邊框
430:鍵盤邊框
440:底座外殼
461:第一位置
462:第二位置
CP:中間點
D1:間距
FB1:第一頻帶
FB2:第二頻帶
FB3:第三頻帶
FP:饋入點
GC1:第一耦合間隙
GC2:第二耦合間隙
GC3:第三耦合間隙
H1:高度
L1,L2,L3,L4,L5,LA,LB:長度
VSS:接地電位
θ:夾角
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置之俯視圖。
第2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返回損失圖。
第3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輻射效率圖。
第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之筆記型電腦之立體圖。
100:行動裝置
110:第一輻射部
111:第一輻射部之第一端
112:第一輻射部之第二端
120:第二輻射部
121:第二輻射部之第一端
122:第二輻射部之第二端
130:第三輻射部
131:第三輻射部之第一端
132:第三輻射部之第二端
140:第四輻射部
141:第四輻射部之第一端
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144:第四輻射部之第一部份
145:第四輻射部之第二部份
150:第五輻射部
151:第五輻射部之第一端
152:第五輻射部之第二端
160:第六輻射部
161:第六輻射部之第一端
162:第六輻射部之第二端
170:第七輻射部
171:第七輻射部之第一端
172:第七輻射部之第二端
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CP:中間點
D1:間距
FP:饋入點
GC1:第一耦合間隙
GC2:第二耦合間隙
GC3:第三耦合間隙
H1:高度
L1,L2,L3,L4,L5,LA,LB:長度
VSS:接地電位
θ:夾角
Claims (10)
- 一種支援寬頻操作之行動裝置,包括: 一第一輻射部,具有一饋入點; 一第二輻射部,耦接至該第一輻射部; 一第三輻射部,耦接至該第一輻射部,其中該第三輻射部和該第二輻射部大致朝相反方向作延伸; 一第四輻射部,其中該第一輻射部更經由該第四輻射部耦接至一接地電位; 一第五輻射部,耦接至該第四輻射部,其中該第五輻射部係鄰近於該第二輻射部; 一第六輻射部,耦接至該接地電位,其中該第六輻射部係鄰近於該第一輻射部和該第三輻射部;以及 一第七輻射部,耦接至該第六輻射部,其中該第七輻射部係朝遠離該第三輻射部之方向作延伸; 其中該第一輻射部、該第二輻射部、該第三輻射部、該第四輻射部、該第五輻射部、該第六輻射部,以及該第七輻射部係共同形成一天線結構。
- 如請求項1之行動裝置,其中該第一輻射部、該第二輻射部,以及該第三輻射部之組合係呈現一T字形。
- 如請求項1之行動裝置,其中該第四輻射部係呈現一較長L字形,而該第五輻射部係呈現一較短L字形。
- 如請求項1之行動裝置,其中該第五輻射部係耦接至該第四輻射部上之一中間點,該第四輻射部包括長度相等之一第一部份和一第二部份,而該中間點係介於該第一部份和該第二部份之間。
- 如請求項1之行動裝置,其中該第七輻射部和該第六輻射部之間形成一夾角,而該夾角係介於30度至70度之間。
- 如請求項1之行動裝置,其中該天線結構涵蓋一第一頻帶、一第二頻帶,以及一第三頻帶,該第一頻帶係介於2400MHz至2500MHz之間,該第二頻帶係介於5150MHz至5850MHz之間,而該第三頻帶係介於5925MHz至7125MHz之間。
- 如請求項6之行動裝置,其中該第一輻射部和該第二輻射部之總長度係大致等於該第一頻帶之0.25倍波長,而該第一輻射部和該第三輻射部之總長度係大致等於該第二頻帶之0.25倍波長。
- 如請求項6之行動裝置,其中該第四輻射部之長度係大致等於該第三頻帶之0.5倍波長。
- 如請求項6之行動裝置,其中該第五輻射部之長度係大致等於該第三頻帶之0.25倍波長。
- 如請求項6之行動裝置,其中該第六輻射部和該第七輻射部之總長度係大致等於該第三頻帶之0.25倍波長。
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