TWI597891B - 通訊裝置 - Google Patents

Description

通訊裝置

本發明係關於一種通訊裝置；具體而言，本發明係關於一種具有輻射天線激發槽孔天之通訊裝置。

隨著科技的演進，人類在無線通訊上的技術也持續進步、快速的發展，許多通訊裝置的研發方向已傾向如何將產品內的設計迷你化，以在通訊裝置中產生更多空間來增加其他產品功能。由於無線通訊的迅速發展，行動通訊裝置逐漸走向多頻多功應用，且更大的相機模組以及複雜的輸入/輸出(Input/Output)組件更大幅壓縮了天線可放的空間。此外，獨特的金屬外觀設計的需求日增，造就了機構與天線結合的設計產生。

一般而言，多頻帶天線是使用多個不同的金屬路徑來控制天現的低中高頻帶，輔以寄生耦合、殘段匹配等方式，運用單饋入或多饋入的方式來調整天線對整體系統的匹配。然而，此類天線設計須有足夠的淨空區域，同時也需遠離內部的金屬組件，因此難以適用於金屬外殼的通訊裝置。

金屬外殼的通訊裝置的天線結構可採用槽孔結構，如 TW201427172。然而，此種設計的槽孔大小有所限制，不易具有令人滿意的效率。另外當行動通訊裝置中包含大型而成對的前/後相機模組時，將使上述的槽孔結構長度受到更多局限。此外，若將其他輔助天線(例如全球定位系統GPS或無線網路WiFi天線)納入設計考量，則需破壞原金屬外觀的完整性以避免金屬外觀干擾到該些輔助天線之正常運作，也存在相鄰天線間隔離度的問題。

本發明之目的在於提供一種通訊裝置，其利用立體的槽孔結構產生多頻段模態。

本發明之另一目的在於提供一種通訊裝置，其立體的槽孔結構可提供較小之尺寸及空間需求。

本案通訊裝置包含第一蓋體、電路板及第一導電體。第一蓋體具有第一導電區、非導電區及第二導電區，非導電區設置於第一導電區及第二導電區之間；電路板是與第一蓋體平行設置，其中電路板包含訊號處理單元、接地區及第一輻射單元，接地區耦接第二導電區，第一輻射單元係對應於非導電區之投影範圍，第一輻射單元之一端耦接至訊號處理單元與第一導電區；以及第一導電體的一側邊鄰近第一輻射單元，其中第一導電體設置於第一導電區的投影範圍。

G‧‧‧接地區

G1‧‧‧連接橋

L‧‧‧凹槽

P‧‧‧凸部

SC1‧‧‧電路線

SC2‧‧‧電路線

SI‧‧‧饋入點

SI2‧‧‧饋入點

1‧‧‧凸點

2‧‧‧凸點

12‧‧‧螢幕

13‧‧‧第一蓋體

14‧‧‧電路板

15‧‧‧第一導電體

16‧‧‧背殼

100‧‧‧通訊裝置

101‧‧‧第一輻射單元

102‧‧‧第二輻射單元

103‧‧‧非導電區

123‧‧‧接地腳

125‧‧‧接地腳

126‧‧‧導電單元

131‧‧‧第一導電區

132‧‧‧第二導電區

141‧‧‧訊號處理單元

151‧‧‧第一導電體

152‧‧‧第二導電體

圖1為本案通訊裝置之一實施例之示意圖；圖2為圖1的正面示意圖；圖3A為圖1中通訊裝置之另一實施例之視圖；圖3B為圖3A之另一實施例之示意圖；圖4A為圖1之另一實施例之示意圖；圖4B為圖4A的背面之實施例之示意圖；圖5為圖4A正視非導電區之一實施例的示意圖；以及圖6A及6B本案通訊裝置可使用的頻段之示意圖。

本發明提供一種通訊裝置，在較佳實施例中，本案的通訊裝置可應用於行動電話、智慧型手機、筆記型電腦、平板電腦等電子產品；但不限於此。為了能清楚描述本案通訊裝置之特徵，以下將本案通訊裝置以智慧型手機描述。

圖1本案通訊裝置100之一示範圖。如圖1所示，在本實施例中，通訊裝置100包含螢幕12、第一蓋體13、電路板14、第一導電體15及背殼16。具體而言，在本實施例中，第一蓋體13是與背殼16形成智慧型手機的殼體，亦即電路板14及第一導電體15是夾設於第一蓋體13及背殼16之間，如圖1所示。通訊裝置100的螢幕12可包含為液晶顯示器(Liquid Crystal Display)、有機發光二極體顯示器(Organic Light-emitting Diode Display)、主動矩陣有機發光二極體(Active-matrix Organic Light-emitting Diode Display)或任何其他合適的顯示面板。電路板14可包含訊號處理單元141、接地區G、輻射單元101、中央處理器、記憶體、輸入/輸出介面埠、輔助天線等元件(部分元件未圖示)；但不限於此。

在本實施例中，第一蓋體i3具有第一導電區131、非導電區103及第二導電區132。具體而言，第一蓋體13的第一導電區131及第二導電區132較佳是以金屬材質或其他可導電之材質形成，而非導電區103則是較佳由非金屬材質形成，例如塑膠材質或木材質。非導電區103較佳地可電性隔離第一導電區131及第二導電區132，背殼16可以是金屬材質或其他會遮蔽天線訊號的材質，但需設置局部非導電區以避免第一輻射單元101被金屬屏蔽。如圖1所示，在本實施例中，非導電區103是設置於第一導電區131及第二導電區132之間。電路板14是與第一蓋體13平行設置，並且至少包含訊號處理單元141、接地區G及第一輻射單元101。

如圖1所示，當電路板14組合於第一蓋體13及背殼16之間時，電路板14的接地區G會耦接第一蓋體13的第二導電區132。具體而言，在本實施例中，電路板14的接地區G包含一連接橋G1，如圖1所示連接橋G1是設置於電路板14之一側邊上並且是落入於第一蓋體13之第二導電區132的投影範圍內。連接橋G1較佳由金屬導電材質形成，並且是從電路板14的側邊延伸往第二導電區132的方向凸出。藉由此設計，當第一蓋體13與電路板14組合在一起時，藉由連接橋G1接觸到第一蓋體13的第二導電區132，電路板14的接地區G可經由連接橋G1電性耦接至第二導電區132。

如圖1所示，在本實施例中，電路板14具有第一輻射單元101，其中第一輻射單元101鄰近連接橋G1所設置側邊上之一端是耦接至訊號處理單元141與第一蓋體13之第一導電區131。具體而言，第一輻射單元101鄰近電路板14長方向側邊之一端是與訊號饋入點SI電性連接，且訊號處理單元141是經由一電路線SC1與訊號饋入點SI連接。在本實施例中，如圖1所示，饋入點SI係以金屬材質形成，並且是從電路板14背向第一蓋體13之一面鄰近第一輻射單元101之一端。此外，電路線SC1較佳是以電性絕緣之材質包圍，以避免在傳輸訊號時干擾到第一輻射單元101之運作，電路線SC1另外可以由電路板14上的導線製成。因此，如圖1所示，由於訊號饋入點SI是同時與電路線SC1及第一蓋體13之第一導電區131電性連接，藉由電路線SC1與饋入點SI之間的連接，訊號處理單元141可將其產生的訊號饋入至第一輻射單元101。

當訊號經由饋入點SI饋入至第一輻射單元101時，第一輻射單元101會激發第一蓋體13以共同形成第一頻段模態。具體而言，第一蓋體13的非導電區103係設置於第一導電區131及第二導電區132之間， 並且會電性隔離第一導電區131及第二導電區132。如圖1所示，在本實施例中，在此情況下，由於非導電區103是夾設於第一導電區131及第二導電區132之間且較佳形成為長條形分佈，非導電區103會形成為一種槽孔天線之結構。因此，當電路板14上的訊號處理單元141傳送訊號至第一輻射單元101時，並經由訊號沿著第一輻射單元101從鄰近饋入點SI之處往電路板14相對側邊之延伸方向傳遞，第一蓋體13的上述槽孔結構(第一導電區131及第二導電區132夾設形成的非導電區103之結構)會以寄生耦合之方式被激發以共同與第一輻射單元101產生第一頻段模態。換言之，在本實施例中，第一導電體15與電路板14間形成的第一輻射單元101之槽孔結構會與第一蓋體13的非導電體103形成一種立體的槽孔天線。

圖2為圖1之正視圖之一實施例(正向第一蓋體13之透視圖)。如圖1及2所示，在本實施例中，電路板14的第一輻射單元101之設置位置是對應於第一蓋體13之非導電區103之投影範圍。具體而言，第一輻射單元101是形成於第一導電體15及電路板14之間，非導電區103在電路板14之垂直投影範圍與第一輻射單元101至少部分重疊；或者說第一輻射單元101在第一蓋體13上之垂直投影範圍與非導電區103至少部分重疊。在本實施例中，圖2中的第一輻射單元101大致上落入非導電區103之投影範圍，但部分第一輻射單元101可依據設計需求位於非導電區103之投影範圍外。然而，若要產生最佳輻射效應，第一輻射單元101較佳是完全落入於第一蓋體13之非導電區103的投影範圍。

圖3A為電路板14之第一輻射單元101的一實施例。如圖3A所示，在本實施例中，第一輻射單元101較佳是由第一導電體15與電路板14相鄰於第一導電體15之側邊形成為一槽孔結構。在本實施例中，第一導電體15包含影像擷取裝置或任何其他以金屬形成之元件模組，例如 相機模組。如圖3A所示，第一導電體15與電路板14共平面的設置於電路板14之側邊。第一導電體15與電路板14之間具有一間距寬度的長條形狀之槽孔結構，即為第一輻射單元101。當訊號自饋入點SI抵達第一輻射單元101時，訊號會於此槽孔結構中沿著電路板14之側邊(亦即，形成為第一輻射單元101槽孔結構內側面之電路板14的側邊)傳遞。在此情況下，如圖1及3A所示，由於第一導電體15具有導電的效果，當訊號沿著電路板14側邊於槽孔結構被傳遞時，第一輻射單元101之槽孔結構會被激發以產生天線的輻射效果，並藉此激發第一蓋體13以共同產生第一頻段模態。

圖3C為圖3A之另一實施例；如圖3C所示，在本實施例中，電路板14可延伸出一凸部P，在此情況下，電路板14面向第一蓋體13並且鄰近第一輻射單元101之處具有第一接地腳123連接至第一導電體15。在組合時，電路板14的第一接地腳123是連接至第一導電體15與電耦接至接地區G，並且第一導電體15會透過凸點1會部分接觸到第一蓋體13之第一導電區131，凸點1亦耦接至接地區G。在本實施例中，以舉例而言，若第一導電體15為智慧型手機中面向使用者的自拍相機模組，第一導電體15面向第一蓋體13之一部分會與第一導電區131接觸。換言之，第一接地腳123可將電路板14經由第一導電體15電性連接至第一導電區131以作為第一輻射單元101之訊號隔離(isolation)。具體而言，訊號自饋入點SI饋入至第一輻射單元101時，訊號會如前述說明於第一輻射單元101所形成之槽孔結構中沿著電路板14側邊走行。在此情況下，為確保訊號不會亂走行，在鄰近第一輻射單元101相對於饋入點SI之另一側才會有設置第一接地腳123以避免上述訊號亂走行之狀況產生，另外在凸部P上也可以設置凸點2與第一導電區131耦接亦有訊號隔離(isolation)的效果，接地凸點2亦耦接至接地區G。

圖4A為本發明之另一實施例，圖4B為圖4A的背向實施例。如圖4A所示，在本實施例中，通訊裝置100進一步包含第二輻射單元102，其係用以激發第一蓋體13以共同形成一第二頻端模態。具體而言，如圖4A及圖4B所示，在本實施例中電路板13的第二輻射單元102係平行於第一輻射單元101，並且第二輻射單元102是形成於電路板14之邊側上的開口並且落入第一蓋體13之非導電區103之投影範圍。

如圖4A及圖4B所示，第一導電體151及第一輻射單元101之作用與前述實施例提到的第一導電體15及第一輻射單元101相同。在本實施例中，更包含有第二導電體152設置鄰近第二輻射單元102，其中第二導電體152是設置於第一蓋體13之第一導電區131之投影範圍。如圖4A及圖4B所示，第二輻射單元102之一端具有第二饋入點SI2，其中第二饋入點SI2是經由電路線SC2電性耦接至訊號處理單元141。換言之，第二輻射單元102是經由第二饋入點SI2與電路板14上的訊號處理單元141電性連接。

此外，如圖4A及圖4B所示，在鄰近第二輻射單元102之另一端接近第二導電體152之處設有第二接地腳125。舉例而言，若第二導電體152為後向相機模組(亦即，面向背蓋16之相機)，第二接地腳125較佳是形成於電路板14上背向第一蓋體13之一面，並且位於鄰近第二輻射單元152遠離第二饋入點SI2之一端，其中第二接地腳125係與第二導電體152連接。在本實施例，面向第一蓋體13之部分第二導電體152會與第一蓋體13之第一導電區131接觸。因此，第二接地腳125可如第一接地腳123為第二輻射單元102提供訊號隔離作用。換言之，由於第二接地腳125經 由第二導電體152與第一導電區131電性連接，饋入第二輻射單元102之電流會沿著電路板14邊側傳遞，並經由第二接地腳125流至第二導電區131以避免訊號亂流之現象產生。

此外，如圖4A及圖4B所示，在第一導電體151與第二導電體152間的凸部P之部分電路板14於面向第一蓋體13上亦可設置一導電單元126。具體而言，導電單元126是電性連接電路板14的接地區G與第一蓋體13之第一導電區131。此用意是在於避免第二輻射單元102的訊號沿著電路板14的邊側走漏至第一導電體151及第一輻射單元101之情況。換言之，導電單元126是作為另一個訊號隔離以避免第二輻射單元102之訊號干擾到第一輻射單元101。

圖5為圖4A及圖4B的正視圖(正面視角)。如圖5所示，電路板14的第一輻射單元101及第二輻射單元102是彼此平行設置，並且是對應於第一蓋體13之非導電區103。在本實施例中，第一輻射單元101及第二輻射單元102是完全落入並平行於非導電區103之投影範圍。藉由此設計，第一輻射單元101及第二輻射單元102與非導電區103之間的距離會降低，可提高第一輻射單元101及第二輻射單元102分別可激發非導電區103所形成的槽孔結構，以共同產生第一及第二頻段模態之效果。然而，在其他不同實施例中，可依據設計需求調整第一輻射單元101及第二輻射單元102的位置，例如部分第一輻射單元101及/或第二輻射單元102可落在非導電區103的投影範圍外。

在本實施例中，如圖4A及5所示，第一輻射單元101的長度較佳等於或小於第二輻射單元102。在本實施例中，第二輻射單元102之長度約為第二頻段波長的四分之一。具體而言，第一輻射單元101與第一蓋體13共同產生的第一頻段模態可包含低頻段，例如北美洲GSM之標準 中850MHz之低頻段；第二輻射單元102與第一蓋體13所共同產生的第二頻段模態則可包含高頻段，例如北美洲GSM之標準中1,800或1,900MHz之高頻段。然而，在其他不同實施例中，可依據設計需求調整第一輻射單元101及/或第二輻射單元102之長度，例如可達成歐洲GSM/WCDMA/LTE頻帶標準，可針對低頻帶(791~960MHz)、中頻帶(1710~2170MHz)以及高頻帶(2500~2690MHz)。

敬請參考圖6A及6B。圖6A及6B分別為本案發明實際測試可使用的頻率範圍之結果。圖6A是針對第一輻射單元101與第一蓋體13所產生的頻段模態可涵蓋到的頻段範圍；圖6B則是針對第二輻射單元102與第一蓋體13所產生的頻段模態可涵蓋到的頻段範圍。如圖6A及6B所示，實際上本案的立體槽孔天線之設計可涵蓋到0.791GHz~0.96GHz、1.71GHz~2.484GHz、2.5GHz~2.69GHz以及5.15GHz~5.825GHz。然而，此些結果僅為實驗的測試結果。在實際應用上可依據設計需求調整第一輻射單元101、第二輻射單元102及/或非導電區103之長度或形狀。例如，非導電區103亦可形成為「T」字型，以產生涵蓋不同的頻段範圍。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

G‧‧‧接地區

G1‧‧‧連接橋

SC1‧‧‧電路線

SI‧‧‧饋入點

12‧‧‧螢幕

13‧‧‧第一蓋體

14‧‧‧電路板

15‧‧‧第一導電體

16‧‧‧背殼

100‧‧‧通訊裝置

101‧‧‧第一輻射單元

103‧‧‧非導電區

131‧‧‧第一導電區

132‧‧‧第二導電區

141‧‧‧訊號處理單元

Claims (9)

1. 一種通訊裝置，包含：一第一蓋體，具有一第一導電區、一非導電區及一第二導電區，該非導電區設置於該第一導電區及第二導電區之間；一電路板，與該第一蓋體平行設置，該電路板包含：一訊號處理單元；一接地區耦接該第二導電區；以及一第一輻射單元，係對應於該非導電區之投影範圍，該第一輻射單元之一端耦接至該訊號處理單元與該第一導電區；以及一第一導電體的一側邊鄰近該第一輻射單元，該第一導電體設置於該第一導電區的投影範圍，其中該第一輻射單元平行落入於該非導電區之投影範圍，並形成於該電路板之一邊側上的開口。
2. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該第一輻射單元激發該第一蓋體以共同形成一第一頻段模態。
3. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該電路板進一步包含一第二輻射單元，該第二輻射單元平行於該第一輻射單元，並且該第二輻射單元形成於該電路板之邊側上的開口並且落入該非導電區之投影範圍。
4. 如申請專利範圍第3項所述之通訊裝置，更包括：一第二導電體，該第二導電體的一側邊是鄰近該第二輻射單元，該第二導電體設置於該第一導電區的投影範圍，其中該第二輻射單元之一端電性連接至該訊號 處理單元與該第一導電區，該第二輻射單元激發該第一蓋體以共同形成一第二頻段模態。
5. 如申請專利範圍第4項所述之通訊裝置，其中部分該電路板設置於該第一導電體與第二導電體之間，該第一導電體與第二導電體電連接該接地區。
6. 如申請專利範圍第4項所述之通訊裝置，其中該第二輻射單元之長度約為該第二頻段波長的四分之一。
7. 如申請專利範圍第4項所述之通訊裝置，其中鄰近該第一輻射單元耦接至該訊號處理單元之處設有一第一接地腳，該第一接地腳電性連接至該第一導電區；該電路板在該第二輻射單元鄰近該導電體之一端設有一第二接地腳，該第二接地腳電性連接至該第一導電區。
8. 如申請專利範圍第7項所述之通訊裝置，其中該第一接地腳與該第二接地腳耦接於該第一導電區相對應的兩個側邊上。
9. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，更包括一螢幕，其中該非導電區為一長條狀，該螢幕的一側鄰近該非導電區設置。