移动装置的制造方法
移动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种移动装置，特别是涉及一种移动装置及其可增强天线辐射性能的金属边框(Metal Frame)。
【背景技术】
[0002]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 Evolut1n)系统及其所使用 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_F1、Bluetooth 以及WiMAX(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess)系统使用2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通讯。
[0003]为了美化移动装置的外型，现今的设计者常会将一些金属装饰物配置于移动装置的表面上。然而，这些金属装饰物却容易对移动装置内用于无线通讯的天线元件造成负面影响，进而可能降低移动装置的通讯品质。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提供一种移动装置，包括:一第一天线元件；以及一金属边框，其中一第一分隔间隙和一第二分隔间隙形成于该金属边框上，该金属边框包括一第一浮接部分，该第一浮接部分介于该第一分隔间隙和该第二分隔间隙之间，而该第一天线元件邻近于该第一浮接部分。
【附图说明】
[0005]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；
[0006]图2是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的示意图；
[0007]图3是显示根据本发明一实施例所述的第一天线元件的示意图；
[0008]图4是显示根据本发明一实施例所述的第一天线元件的示意图；
[0009]图5是显示根据本发明一实施例所述的第二天线元件的示意图；
[0010]图6是显示当金属边框不具有任何分隔间隙时第二天线元件的返回损失图；以及
[0011]图7是显示当金属边框具有分隔间隙时第二天线元件的返回损失图。
[0012]符号说明
[0013]100,200?移动装置；
[0014]110、300、400 ?第一天线元件；
[0015]120,500?第二天线元件；
[0016]130、230?金属边框；
[0017]141?第一分隔间隙；
[0018]142?第二分隔间隙；
[0019]143?第三分隔间隙；
[0020]144?第四分隔间隙；
[0021]150?金属边框的第一浮接部分；
[0022]160?金属边框的第二浮接部分；
[0023]110?接地面；
[0024]120?馈入部；
[0025]330?耦合辐射部；
[0026]331?耦合辐射部的主要部分；
[0027]332?耦合辐射部的短路部分；
[0028]333 ?缺口 ；
[0029]390?第一信号源；
[0030]440?延伸辐射部；
[0031]443?延伸辐射部的矩形加宽部分；
[0032]590?第二信号源；
[0033]Dl?第一天线元件和第一浮接部分的间距；
[0034]D2?第二天线元件和第二浮接部分的间距；
[0035]GCl?耦合间隙；
[0036]LI?第一浮接部分的长度；
[0037]L2?第二浮接部分的长度；
[0038]Wl?主要部分的宽度；
[0039]W2?短路部分的宽度。
【具体实施方式】
[0040]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。
[0041]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可以是一智能型手机(Smart Phone)、一平板电脑(Tablet Computer),或是一笔记本电脑(Notebook Computer)。如图1所示,移动装置100至少包括一第一天线元件110和一金属边框(Metal Frame) 130。第一天线元件110的种类在本发明中并不特别作限制。举例来说，第一天线元件110可以是一单极天线(Monopole Antenna)、一偶极天线(DipoleAntenna)、一回圈天线(Loop Antenna)、一补钉天线(Patch Antenna),或是一芯片天线(Chip Antenna)。金属边框130可以形成于移动装置100的一外壳上(未显不),例如:一笔记本电脑的一上盖上。金属边框130可作为移动装置100的一金属装饰物，以美化移动装置100的外观。必须理解的是，移动装置100还可包括其他元件，例如:一显示器、一无线通讯模块、一电池、一处理器，以及一存储装置等等(未显示)。
[0042]金属边框130至少包括一第一浮接(Float)部分150，而第一天线元件110邻近于金属边框130的第一浮接部分150。在一些实施例中，第一天线元件110和第一浮接部分150的间距Dl约介于2mm至3mm之间。更详细地说，一第一分隔间隙141和一第二分隔间隙142形成于金属边框130上，其中金属边框130的第一浮接部分150介于第一分隔间隙141和第二分隔间隙142之间。第一分隔间隙141和第二分隔间隙142可使得金属边框130的第一浮接部分150与金属边框130的其余部分都完全断开。当第一天线元件110产生辐射时，金属边框130的第一浮接部分150可由第一天线元件110所耦合激发，而金属边框130的第一浮接部分150更可导引第一天线元件110的辐射能量向外传播出去。在一些实施例中，金属边框130的第一浮接部分150的长度LI约为第一天线元件110的一中心操作频率的0.25倍波长(λ /4)。在其他实施例中，金属边框130的第一浮接部分150的长度LI约为第一天线元件110的中心操作频率的0.5倍波长(λ /2)。当金属边框130的第一浮接部分150具有适当的共振长度LI时，其将可激发产生最大感应电流，以增强第一天线元件110的辐射性能。
[0043]在本发明中，由于金属边框130的第一浮接部分150与金属边框130的其余部分都电性隔离(可视为非接地)，金属边框130的第一浮接部分150将相对不会屏蔽(Shield)来自于第一天线元件110的辐射。相反地，金属边框130的第一浮接部分150可通过第一天线元件110的激发而产生感应电流，因此本案还可将金属边框130的第一浮接部分150视为第一天线元件110的一延伸部分(或是一寄生元件)。在此设计下，金属边框130的第一浮接部分150可以向外导引第一天线元件110的辐射能量，从而提高第一天线元件110的天线效率。与传统设计方式相比，本发明将可兼得改良移动装置的外观以及增强其天线辐射性能的双重优势，故非常适合应用于各种各式的无线通讯产品当中。
[0044]图2是显示根据本发明一实施例所述的移动装置200的示意图。图2和图1相似。在图2的实施例中，移动装置200还包括一第二天线元件120，而移动装置200的一金属边框230还包括一第二浮接部分160。第二天线元件120的种类在本发明中也不特别作限制。第二天线元件120邻近于金属边框230的第二浮接部分160。例如，第二天线元件120和第二浮接部分160的间距D2可约介于2mm至3mm之间。更详细地说，一第三分隔间隙143和一第四分隔间隙144形成于金属边框230上，其中金属边框230的第二浮接部分160介于第三分隔间隙143和第四分隔间隙144之间。第三分隔间隙143和第四分隔间隙144可使得金属边框230的第二浮接部分160与金属边框230的其余部分都完全断开。当第二天线元件120产生辐射时，金属边框230的第二浮接部分160可由第二天线元件120所耦合激发，而金属边框230的第二浮接部分160更可导引第二天线元件120的辐射能量向外传播出去。在一些实施例中，金属边框230的第二浮接部分160的长度L2约为第二天线元件120的一中心操作频率的0.25倍波长(λ /4)。在其他实施例中，金属边框230的第二浮接部分160的长度L2约为第二天线元件120的中心操作频率的0.5倍波长(λ /2)。当金属边框230的第二浮接部分160具有适当的共振长度L2时，其将可激发产生最大感应电流，以增强第二天线元件120的辐射性能。必须注意的是，当第二天线元件120与第一天线元件110两者非常靠近时，第三分隔间隙143也可与第二分隔间隙142重合，以形成单一分隔间隙。图2的移动装置200的其余特征都与图1的移动装置100相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。
[0045]以下图3、4、5的实施例还进一步说明前述第一天线元件110和第二天线元件120的细部特征。必须理解的是，这些细部特征仅为举例，而非用于限制本发明。
[0046]图3是显示根据本发明一实施例所述的第一 天线元件300的示意图。第一天线元件300可涵盖一第一通讯频带和一第二通讯频带。例如，第一通讯频带可约介于700MHz至960MHz之间，而第二通讯频带可约介于1710MHz至2690MHz之间。在图3的实施例中，第一天线元件300至少包括一接地面310、一馈入部320，以及一耦合辐射部330。接地面310、馈入部320，以及耦合辐射部330都可用金属制成，例如:铜、银、铁、铝，或是其合金。在一些实施例中，第一天线元件300设置于一介质基板上,例如:一 FR4 (Flame Retardant4)基板。接地面310可以耦接至移动装置200的一系统接地面，或可属于该系统接地面的一部分。馈入部320大致为一 T字形。馈入部320耦接至一第一信号源390。第一信号源390可以是移动装置200的一无线通讯模块，并可用于激发第一天线元件300。耦合辐射部330耦接至接地面310。耦合辐射部330与馈入部320分离，并邻近于馈入部320。为了节省设计空间，耦合辐射部330至少部分地围绕馈入部320。
[0047]更详细地说，在一些实施例中，耦合辐射部330包括一主要部分331和一短路部分332，其中主要部分331邻近于馈入部320，而主要部分331经由短路部分332耦接至接地面310。在一些实施例中，耦合辐射部330具有一不等宽结构。举例来说，短路部分332的宽度W2可以远小于主要部分331的宽度W1。此种不等宽结构有助于调整第一天线元件300的阻抗匹配。在其他实施例中，耦合辐射部330也可改为具有一等宽结构。馈入部320和耦合辐射部330的主要部分331之间可以形成一耦合间隙GCl，使得来自第一信号源390的馈入能量可从馈入部320透过耦合间隙GCl传送至耦合辐射部330。为了增强相互耦合效应，耦合间隙GCl的宽度应小于2mm，且优选约介于0.5mm至Imm之间。在一些实施例中，耦合辐射部330的主要部分331大致为一倒U字形。即耦合辐射部330的主要部分331可以具有一缺口 333，其中馈入部320的至少一部分位于缺口 333内。在一些实施例中，缺口333大致为一矩形，或大致具有一矩形边缘。在其他实施例中，缺口 333也可大致为一半圆形，或大致具有一圆弧形边缘。另一方面，耦合辐射部330的短路部分332可为任意形状，例如:大致为一 N字形、一 L字形，或是一 S字形。
[0048]图4是显示根据本发明一实施例所述的第一天线元件400的示意图。图4和图3相似，两者的差异在于，图4的第一天线元件400还包括一延伸辐射部440。延伸辐射部440可用金属制成，例如:铜、银、铁、铝，或是其合金。延伸辐射部440耦接至馈入部320。在一些实施例中，延伸辐射部440的一连接端邻近于馈入部320的一馈入端。为了增加共振长度及缩小面积，延伸辐射部440可以具有一蜿蜒结构。在一些实施例中，延伸辐射部440还包括一矩形加宽部分443。更详细地说，延伸辐射部440的一连接端耦接至馈入部320 (例如，邻近于馈入部320的一馈入端)，而矩形加宽部分443位于延伸辐射部440的另一端(相对于该连接端)。延伸辐射部440的矩形加宽部分443可提供一电容性负载，从而调整第一天线元件400的阻抗匹配并更增加其频宽。在其他实施例中，延伸辐射部440的矩形加宽部分443也可大致为一正方形或一半圆形。图4的第一天线元件400的其余特征都与图3的第一天线元件300相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。
[0049]图5是显示根据本发明一实施例所述的第二天线元件500的示意图。第二天线元件500可涵盖一第三通讯频带。和一第四通讯频带。例如,第三通讯频带可约介于2400MHz至2484MHz之间，而第四通讯频带可约介于5150MHz至5850MHz之间。在图5的实施例中，第二天线元件500为一平面倒F字形天线(Planar Inverted F Antenna,PIFA),并由一第二信号源590所激发。
[0050]为了更进一步说明本发明改善天线辐射性能的效果，以下图6、7的实施例将分别讨论当金属边框230具有或是不具有分隔间隙时，第二天线元件120所产生截然不同的辐射效率。必须理解的是，第一天线元件110的改良情况也与第二天线元件120的改良情况相似，故在此不另外赘述。
[0051]图6是显示当金属边框230不具有任何分隔间隙时第二天线元件120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)。根据图6的量测结果可知，当金属边框230为不具任何分隔间隙的一完整环圈时，金属边框230容易对第二天线元件120的辐射造成屏蔽效应，因此第二天线元件120于低频频带(例如:约介于2400MHz至2484MHz之间)的阻抗匹配较为不佳。
[0052]图7是显示当金属边框230具有第三分隔间隙143和第四分隔间隙144时第二天线元件120的返回损失图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表返回损失(dB)。根据图7的量测结果可知，当金属边框230的第二浮接部分160由第三分隔间隙143和第四分隔间隙144所完全断开时，第二浮接部分160将容易通过第二天线元件120的激发而产生感应电流。在此情况下，金属边框230可视为第二天线元件120的一延伸部分(例如:一寄生元件)而不会产生屏蔽效应，因此其将能有效地改良第二天线元件120的辐射性能。根据一些量测结果显示，在将金属边框230的至少一部分改为浮接设计之后，第二天线元件120于各个频带的天线效率都可获得+5%至+10%的增强效果。
[0053]值得注意的是，以上所述的元件参数、元件形状，以及频率范围都非为本发明的限制条件。设计者可以根据不同需要调整这些设定值。本发明的移动装置及天线结构并不仅限于图1-7所图示的状态。本发明可以仅包括图1-7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及天线结构当中。
[0054]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。
[0055]虽以优选实施例公开本发明，然而其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉此项技术者，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当以附上的权利要求所界定的为准。
【主权项】
1.一种移动装置，包括: 第一天线元件；以及 金属边框，其中一第一分隔间隙和一第二分隔间隙形成于该金属边框上，该金属边框包括一第一浮接部分，该第一浮接部分介于该第一分隔间隙和该第二分隔间隙之间，而该第一天线元件邻近于该第一浮接部分。2.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一浮接部分由该第一天线元件所激发，而该第一浮接部分用于导引该第一天线元件的辐射能量向外传播出去。3.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一浮接部分的长度约为该第一天线元件的一中心操作频率的0.25倍波长。4.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一天线元件包括: 接地面； 馈入部，耦接至一第一信号源，其中该馈入部大致为一 T字形；以及 耦合辐射部，耦接至该接地面，并邻近于该馈入部，其中该耦合辐射部与该馈入部分离，并至少部分地围绕该馈入部。5.如权利要求4所述的移动装置，其中该耦合辐射部包括一主要部分和一短路部分，该主要部分邻近于该馈入部，该主要部分经由该短路部分耦接至该接地面，该主要部分大致为一倒U字形，该耦合辐射部具有一不等宽结构，而该短路部分的宽度远小于该主要部分的宽度。6.如权利要求4所述的移动装置，其中该第一天线元件还包括: 延伸辐射部，耦接至该馈入部，其中该延伸辐射部具有一蜿蜒结构，该延伸辐射部还包括一矩形加宽部分，该延伸辐射部的一端耦接至该馈入部，而该矩形加宽部分位于该延伸辐射部的另一端。7.如权利要求1所述的移动装置，还包括: 第二天线元件，其中一第三分隔间隙和一第四分隔间隙还形成于该金属边框上，该金属边框还包括一第二浮接部分，该第二浮接部分介于该第三分隔间隙和该第四分隔间隙之间，而该第二天线元件邻近于该第二浮接部分。8.如权利要求7所述的移动装置，其中该第二浮接部分是由该第二天线元件所激发，而该第二浮接部分用于导引该第二天线元件的辐射能量向外传播出去。9.如权利要求7所述的移动装置，其中该第二浮接部分的长度约为该第二天线元件的一中心操作频率的0.25倍波长。10.如权利要求7所述的移动装置，其中该第二天线元件为耦接至一第二信号源的一平面倒F字形天线。
【专利摘要】本发明公开一种移动装置，其包括一天线元件和一金属边框。一第一分隔间隙和一第二分隔间隙形成于该金属边框上。该金属边框包括一浮接部分。该金属边框的该浮接部分介于该第一分隔间隙和该第二分隔间隙之间。该天线元件邻近于该金属边框的该浮接部分。该金属边框的该浮接部分用于导引该天线元件的辐射能量向外传播出去。
【IPC分类】H01Q1/44, H01Q1/22, H01Q1/36
【公开号】CN104901011
【申请号】CN201410118880
【发明人】林军毅, 林晖, 詹明哲
【申请人】广达电脑股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月27日
【公告号】US20150255854
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种移动装置，特别是涉及一种移动装置及其可增强天线辐射性能的金属边框(Metal Frame)。
【背景技术】
[0002]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 Evolut1n)系统及其所使用 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_F1、Bluetooth 以及WiMAX(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess)系统使用2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通讯。
[0003]为了美化移动装置的外型，现今的设计者常会将一些金属装饰物配置于移动装置的表面上。然而，这些金属装饰物却容易对移动装置内用于无线通讯的天线元件造成负面影响，进而可能降低移动装置的通讯品质。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提供一种移动装置，包括:一第一天线元件；以及一金属边框，其中一第一分隔间隙和一第二分隔间隙形成于该金属边框上，该金属边框包括一第一浮接部分，该第一浮接部分介于该第一分隔间隙和该第二分隔间隙之间，而该第一天线元件邻近于该第一浮接部分。
【附图说明】
[0005]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；
[0006]图2是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的示意图；
[0007]图3是显示根据本发明一实施例所述的第一天线元件的示意图；
[0008]图4是显示根据本发明一实施例所述的第一天线元件的示意图；
[0009]图5是显示根据本发明一实施例所述的第二天线元件的示意图；
[0010]图6是显示当金属边框不具有任何分隔间隙时第二天线元件的返回损失图；以及
[0011]图7是显示当金属边框具有分隔间隙时第二天线元件的返回损失图。
[0012]符号说明
[0013]100,200?移动装置；
[0014]110、300、400 ?第一天线元件；
[0015]120,500?第二天线元件；
[0016]130、230?金属边框；
[0017]141?第一分隔间隙；
[0018]142?第二分隔间隙；
[0019]143?第三分隔间隙；
[0020]144?第四分隔间隙；
[0021]150?金属边框的第一浮接部分；
[0022]160?金属边框的第二浮接部分；
[0023]110?接地面；
[0024]120?馈入部；
[0025]330?耦合辐射部；
[0026]331?耦合辐射部的主要部分；
[0027]332?耦合辐射部的短路部分；
[0028]333 ?缺口 ；
[0029]390?第一信号源；
[0030]440?延伸辐射部；
[0031]443?延伸辐射部的矩形加宽部分；
[0032]590?第二信号源；
[0033]Dl?第一天线元件和第一浮接部分的间距；
[0034]D2?第二天线元件和第二浮接部分的间距；
[0035]GCl?耦合间隙；
[0036]LI?第一浮接部分的长度；
[0037]L2?第二浮接部分的长度；
[0038]Wl?主要部分的宽度；
[0039]W2?短路部分的宽度。
【具体实施方式】
[0040]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。
[0041]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可以是一智能型手机(Smart Phone)、一平板电脑(Tablet Computer),或是一笔记本电脑(Notebook Computer)。如图1所示,移动装置100至少包括一第一天线元件110和一金属边框(Metal Frame) 130。第一天线元件110的种类在本发明中并不特别作限制。举例来说，第一天线元件110可以是一单极天线(Monopole Antenna)、一偶极天线(DipoleAntenna)、一回圈天线(Loop Antenna)、一补钉天线(Patch Antenna),或是一芯片天线(Chip Antenna)。金属边框130可以形成于移动装置100的一外壳上(未显不),例如:一笔记本电脑的一上盖上。金属边框130可作为移动装置100的一金属装饰物，以美化移动装置100的外观。必须理解的是，移动装置100还可包括其他元件，例如:一显示器、一无线通讯模块、一电池、一处理器，以及一存储装置等等(未显示)。
[0042]金属边框130至少包括一第一浮接(Float)部分150，而第一天线元件110邻近于金属边框130的第一浮接部分150。在一些实施例中，第一天线元件110和第一浮接部分150的间距Dl约介于2mm至3mm之间。更详细地说，一第一分隔间隙141和一第二分隔间隙142形成于金属边框130上，其中金属边框130的第一浮接部分150介于第一分隔间隙141和第二分隔间隙142之间。第一分隔间隙141和第二分隔间隙142可使得金属边框130的第一浮接部分150与金属边框130的其余部分都完全断开。当第一天线元件110产生辐射时，金属边框130的第一浮接部分150可由第一天线元件110所耦合激发，而金属边框130的第一浮接部分150更可导引第一天线元件110的辐射能量向外传播出去。在一些实施例中，金属边框130的第一浮接部分150的长度LI约为第一天线元件110的一中心操作频率的0.25倍波长(λ /4)。在其他实施例中，金属边框130的第一浮接部分150的长度LI约为第一天线元件110的中心操作频率的0.5倍波长(λ /2)。当金属边框130的第一浮接部分150具有适当的共振长度LI时，其将可激发产生最大感应电流，以增强第一天线元件110的辐射性能。
[0043]在本发明中，由于金属边框130的第一浮接部分150与金属边框130的其余部分都电性隔离(可视为非接地)，金属边框130的第一浮接部分150将相对不会屏蔽(Shield)来自于第一天线元件110的辐射。相反地，金属边框130的第一浮接部分150可通过第一天线元件110的激发而产生感应电流，因此本案还可将金属边框130的第一浮接部分150视为第一天线元件110的一延伸部分(或是一寄生元件)。在此设计下，金属边框130的第一浮接部分150可以向外导引第一天线元件110的辐射能量，从而提高第一天线元件110的天线效率。与传统设计方式相比，本发明将可兼得改良移动装置的外观以及增强其天线辐射性能的双重优势，故非常适合应用于各种各式的无线通讯产品当中。
[0044]图2是显示根据本发明一实施例所述的移动装置200的示意图。图2和图1相似。在图2的实施例中，移动装置200还包括一第二天线元件120，而移动装置200的一金属边框230还包括一第二浮接部分160。第二天线元件120的种类在本发明中也不特别作限制。第二天线元件120邻近于金属边框230的第二浮接部分160。例如，第二天线元件120和第二浮接部分160的间距D2可约介于2mm至3mm之间。更详细地说，一第三分隔间隙143和一第四分隔间隙144形成于金属边框230上，其中金属边框230的第二浮接部分160介于第三分隔间隙143和第四分隔间隙144之间。第三分隔间隙143和第四分隔间隙144可使得金属边框230的第二浮接部分160与金属边框230的其余部分都完全断开。当第二天线元件120产生辐射时，金属边框230的第二浮接部分160可由第二天线元件120所耦合激发，而金属边框230的第二浮接部分160更可导引第二天线元件120的辐射能量向外传播出去。在一些实施例中，金属边框230的第二浮接部分160的长度L2约为第二天线元件120的一中心操作频率的0.25倍波长(λ /4)。在其他实施例中，金属边框230的第二浮接部分160的长度L2约为第二天线元件120的中心操作频率的0.5倍波长(λ /2)。当金属边框230的第二浮接部分160具有适当的共振长度L2时，其将可激发产生最大感应电流，以增强第二天线元件120的辐射性能。必须注意的是，当第二天线元件120与第一天线元件110两者非常靠近时，第三分隔间隙143也可与第二分隔间隙142重合，以形成单一分隔间隙。图2的移动装置200的其余特征都与图1的移动装置100相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。
[0045]以下图3、4、5的实施例还进一步说明前述第一天线元件110和第二天线元件120的细部特征。必须理解的是，这些细部特征仅为举例，而非用于限制本发明。
[0046]图3是显示根据本发明一实施例所述的第一 天线元件300的示意图。第一天线元件300可涵盖一第一通讯频带和一第二通讯频带。例如，第一通讯频带可约介于700MHz至960MHz之间，而第二通讯频带可约介于1710MHz至2690MHz之间。在图3的实施例中，第一天线元件300至少包括一接地面310、一馈入部320，以及一耦合辐射部330。接地面310、馈入部320，以及耦合辐射部330都可用金属制成，例如:铜、银、铁、铝，或是其合金。在一些实施例中，第一天线元件300设置于一介质基板上,例如:一 FR4 (Flame Retardant4)基板。接地面310可以耦接至移动装置200的一系统接地面，或可属于该系统接地面的一部分。馈入部320大致为一 T字形。馈入部320耦接至一第一信号源390。第一信号源390可以是移动装置200的一无线通讯模块，并可用于激发第一天线元件300。耦合辐射部330耦接至接地面310。耦合辐射部330与馈入部320分离，并邻近于馈入部320。为了节省设计空间，耦合辐射部330至少部分地围绕馈入部320。
[0047]更详细地说，在一些实施例中，耦合辐射部330包括一主要部分331和一短路部分332，其中主要部分331邻近于馈入部320，而主要部分331经由短路部分332耦接至接地面310。在一些实施例中，耦合辐射部330具有一不等宽结构。举例来说，短路部分332的宽度W2可以远小于主要部分331的宽度W1。此种不等宽结构有助于调整第一天线元件300的阻抗匹配。在其他实施例中，耦合辐射部330也可改为具有一等宽结构。馈入部320和耦合辐射部330的主要部分331之间可以形成一耦合间隙GCl，使得来自第一信号源390的馈入能量可从馈入部320透过耦合间隙GCl传送至耦合辐射部330。为了增强相互耦合效应，耦合间隙GCl的宽度应小于2mm，且优选约介于0.5mm至Imm之间。在一些实施例中，耦合辐射部330的主要部分331大致为一倒U字形。即耦合辐射部330的主要部分331可以具有一缺口 333，其中馈入部320的至少一部分位于缺口 333内。在一些实施例中，缺口333大致为一矩形，或大致具有一矩形边缘。在其他实施例中，缺口 333也可大致为一半圆形，或大致具有一圆弧形边缘。另一方面，耦合辐射部330的短路部分332可为任意形状，例如:大致为一 N字形、一 L字形，或是一 S字形。
[0048]图4是显示根据本发明一实施例所述的第一天线元件400的示意图。图4和图3相似，两者的差异在于，图4的第一天线元件400还包括一延伸辐射部440。延伸辐射部440可用金属制成，例如:铜、银、铁、铝，或是其合金。延伸辐射部440耦接至馈入部320。在一些实施例中，延伸辐射部440的一连接端邻近于馈入部320的一馈入端。为了增加共振长度及缩小面积，延伸辐射部440可以具有一蜿蜒结构。在一些实施例中，延伸辐射部440还包括一矩形加宽部分443。更详细地说，延伸辐射部440的一连接端耦接至馈入部320 (例如，邻近于馈入部320的一馈入端)，而矩形加宽部分443位于延伸辐射部440的另一端(相对于该连接端)。延伸辐射部440的矩形加宽部分443可提供一电容性负载，从而调整第一天线元件400的阻抗匹配并更增加其频宽。在其他实施例中，延伸辐射部440的矩形加宽部分443也可大致为一正方形或一半圆形。图4的第一天线元件400的其余特征都与图3的第一天线元件300相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。
[0049]图5是显示根据本发明一实施例所述的第二天线元件500的示意图。第二天线元件500可涵盖一第三通讯频带。和一第四通讯频带。例如,第三通讯频带可约介于2400MHz至2484MHz之间，而第四通讯频带可约介于5150MHz至5850MHz之间。在图5的实施例中，第二天线元件500为一平面倒F字形天线(Planar Inverted F Antenna,PIFA),并由一第二信号源590所激发。
[0050]为了更进一步说明本发明改善天线辐射性能的效果，以下图6、7的实施例将分别讨论当金属边框230具有或是不具有分隔间隙时，第二天线元件120所产生截然不同的辐射效率。必须理解的是，第一天线元件110的改良情况也与第二天线元件120的改良情况相似，故在此不另外赘述。
[0051]图6是显示当金属边框230不具有任何分隔间隙时第二天线元件120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)。根据图6的量测结果可知，当金属边框230为不具任何分隔间隙的一完整环圈时，金属边框230容易对第二天线元件120的辐射造成屏蔽效应，因此第二天线元件120于低频频带(例如:约介于2400MHz至2484MHz之间)的阻抗匹配较为不佳。
[0052]图7是显示当金属边框230具有第三分隔间隙143和第四分隔间隙144时第二天线元件120的返回损失图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表返回损失(dB)。根据图7的量测结果可知，当金属边框230的第二浮接部分160由第三分隔间隙143和第四分隔间隙144所完全断开时，第二浮接部分160将容易通过第二天线元件120的激发而产生感应电流。在此情况下，金属边框230可视为第二天线元件120的一延伸部分(例如:一寄生元件)而不会产生屏蔽效应，因此其将能有效地改良第二天线元件120的辐射性能。根据一些量测结果显示，在将金属边框230的至少一部分改为浮接设计之后，第二天线元件120于各个频带的天线效率都可获得+5%至+10%的增强效果。
[0053]值得注意的是，以上所述的元件参数、元件形状，以及频率范围都非为本发明的限制条件。设计者可以根据不同需要调整这些设定值。本发明的移动装置及天线结构并不仅限于图1-7所图示的状态。本发明可以仅包括图1-7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及天线结构当中。
[0054]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。
[0055]虽以优选实施例公开本发明，然而其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉此项技术者，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当以附上的权利要求所界定的为准。
【主权项】
1.一种移动装置，包括: 第一天线元件；以及 金属边框，其中一第一分隔间隙和一第二分隔间隙形成于该金属边框上，该金属边框包括一第一浮接部分，该第一浮接部分介于该第一分隔间隙和该第二分隔间隙之间，而该第一天线元件邻近于该第一浮接部分。2.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一浮接部分由该第一天线元件所激发，而该第一浮接部分用于导引该第一天线元件的辐射能量向外传播出去。3.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一浮接部分的长度约为该第一天线元件的一中心操作频率的0.25倍波长。4.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一天线元件包括: 接地面； 馈入部，耦接至一第一信号源，其中该馈入部大致为一 T字形；以及 耦合辐射部，耦接至该接地面，并邻近于该馈入部，其中该耦合辐射部与该馈入部分离，并至少部分地围绕该馈入部。5.如权利要求4所述的移动装置，其中该耦合辐射部包括一主要部分和一短路部分，该主要部分邻近于该馈入部，该主要部分经由该短路部分耦接至该接地面，该主要部分大致为一倒U字形，该耦合辐射部具有一不等宽结构，而该短路部分的宽度远小于该主要部分的宽度。6.如权利要求4所述的移动装置，其中该第一天线元件还包括: 延伸辐射部，耦接至该馈入部，其中该延伸辐射部具有一蜿蜒结构，该延伸辐射部还包括一矩形加宽部分，该延伸辐射部的一端耦接至该馈入部，而该矩形加宽部分位于该延伸辐射部的另一端。7.如权利要求1所述的移动装置，还包括: 第二天线元件，其中一第三分隔间隙和一第四分隔间隙还形成于该金属边框上，该金属边框还包括一第二浮接部分，该第二浮接部分介于该第三分隔间隙和该第四分隔间隙之间，而该第二天线元件邻近于该第二浮接部分。8.如权利要求7所述的移动装置，其中该第二浮接部分是由该第二天线元件所激发，而该第二浮接部分用于导引该第二天线元件的辐射能量向外传播出去。9.如权利要求7所述的移动装置，其中该第二浮接部分的长度约为该第二天线元件的一中心操作频率的0.25倍波长。10.如权利要求7所述的移动装置，其中该第二天线元件为耦接至一第二信号源的一平面倒F字形天线。
【专利摘要】本发明公开一种移动装置，其包括一天线元件和一金属边框。一第一分隔间隙和一第二分隔间隙形成于该金属边框上。该金属边框包括一浮接部分。该金属边框的该浮接部分介于该第一分隔间隙和该第二分隔间隙之间。该天线元件邻近于该金属边框的该浮接部分。该金属边框的该浮接部分用于导引该天线元件的辐射能量向外传播出去。
【IPC分类】H01Q1/44, H01Q1/22, H01Q1/36
【公开号】CN104901011
【申请号】CN201410118880
【发明人】林军毅, 林晖, 詹明哲
【申请人】广达电脑股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月27日
【公告号】US20150255854
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