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CN111478016A - 移动装置 - Google Patents

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CN111478016A
CN111478016A CN201910108490.XA CN201910108490A CN111478016A CN 111478016 A CN111478016 A CN 111478016A CN 201910108490 A CN201910108490 A CN 201910108490A CN 111478016 A CN111478016 A CN 111478016A
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Abstract

本发明公开一种移动装置，其包括：一金属背盖、一侧边外观组件、一显示器、一支撑组件、一天线结构，以及一接地组件。侧边外观组件是由非导体材质所制成，其中侧边外观组件连接至金属背盖。显示器相对于金属背盖而设置。天线结构设置于支撑组件上，其中天线结构介于侧边外观组件和显示器之间。接地组件耦接至金属背盖。天线结构的电磁波穿透侧边外观组件来进行传递，使得移动装置能支持无线通信的功能。

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：手提式计算机、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信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)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信范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth系统使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通讯。
为了追求造型美观，现今设计者常会在移动装置中加入金属组件的要素。然而，新增的金属组件却容易对于移动装置中支持无线通信的天线产生负面影响，进而降低移动装置的整体通讯质量。因此，有必要提出一种全新的移动装置和天线结构，以克服传统技术所面临的问题。
发明内容
在优选实施例中，本发明提供一种移动装置，包括：一金属背盖；一侧边外观组件，由非导体材质所制成，其中该侧边外观组件连接至该金属背盖；一显示器，相对于该金属背盖而设置；一支撑组件；一天线结构，设置于该支撑组件上，其中该天线结构介于该侧边外观组件和该显示器之间；以及一接地组件，耦接至该金属背盖；其中该天线结构的电磁波穿透该侧边外观组件来进行传递，使得该移动装置能支持无线通信的功能。
在一些实施例中，该金属背盖为不具有任何开槽孔的一完整金属面。
在一些实施例中，该接地组件为一接地铜箔，并由该金属背盖上延伸至该支撑组件上。
在一些实施例中，该支撑组件和该显示器的间距需大于1mm以上。
在一些实施例中，该天线结构涵盖介于2400MHz至2500MHz之间的一第一频带，以及介于5150MHz至5850MHz之间的一第二频带。
在一些实施例中，该天线结构包括：一馈入辐射部，具有一馈入点；一连接部，耦接至该馈入辐射部；一第一辐射部，耦接至该连接部，并朝靠近该接地组件的方向作延伸；一短路部，其中该连接部经由该短路部耦接至该接地组件；一第二辐射部，耦接至该连接部；以及一第三辐射部，耦接至该短路部，其中该第二辐射部和该第三辐射部朝相同方向作延伸。
在一些实施例中，该短路部还包括耦接至该接地组件的一矩形加宽部分。
在一些实施例中，该天线结构还包括：一第四辐射部，耦接至该馈入辐射部，其中该第四辐射部和该第二辐射部朝相反方向作延伸。
在一些实施例中，该移动装置还包括：一同轴电缆线，包括一中心导线和一导体外壳，其中该中心导线耦接至该馈入点，而该导体外壳耦接至该接地组件。
在一些实施例中，该同轴电缆线的长度小于720mm。
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背视图；
图1C为本发明一实施例所述的移动装置的剖视图；
图2为本发明一实施例所述的天线结构的俯视图；
图3为本发明一实施例所述的移动装置的天线结构的电压驻波比图。
符号说明
100～移动装置；
110～金属背盖；
120～侧边外观组件；
130～显示器；
135～显示器边框；
140～支撑组件；
150～天线结构；
160～接地组件；
210～馈入辐射部；
211～馈入辐射部的第一角落；
212～馈入辐射部的第二角落；
220～连接部；
221～连接部的第一端；
222～连接部的第二端；
230～第一辐射部；
231～第一辐射部的第一端；
232～第一辐射部的第二端；
240～短路部；
241～短路部的第一端；
242～短路部的第二端；
245～短路部的矩形加宽部分；
250～第二辐射部；
251～第二辐射部的第一端；
252～第二辐射部的第二端；
260～第三辐射部；
261～第三辐射部的第一端；
262～第三辐射部的第二端；
270～第四辐射部；
271～第四辐射部的第一端；
272～第四辐射部的第二端；
280～同轴电缆线；
281～中心导线；
282～导体外壳；
290～信号源；
D1～间距；
FB1～第一频带；
FB2～第二频带；
GC1～第一耦合间隙；
GC2～第二耦合间隙；
GC3～第三耦合间隙；
GC4～第四耦合间隙；
GC5～第五耦合间隙；
LC1～剖面线。
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，并配合所附的附图，作详细说明如下。
在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包含」及「包括」一词为开放式的用语，故应解释成「包含但不仅限定于」。「大致」一词则是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，达到所述基本的技术效果。此外，「耦接」一词在本说明书中包含任何直接及间接的电连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接至一第二装置，则代表该第一装置可直接电连接至该第二装置，或经由其它装置或连接手段而间接地电连接至该第二装置。
图1A是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是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的背视图。图1C是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的剖视图(沿图1A的一剖面线LC1)。请一并参考图1A、图1B、图1C。在图1A、图1B、图1C的实施例中，移动装置100为一笔记本计算机(Notebook Computer)，但本发明并不仅限于此。在另一些实施例中，移动装置100也可为一智能型手机(Smart Phone)或一平板计算机(Tablet Computer)。
如图1A、图1B、图1C所示，移动装置100至少包括：一金属背盖(Metal Back Cover)110、一侧边外观组件(Edge Appearance Element)120、一显示器(Display Device)130、一支撑组件(Supporting Element)140、一天线结构(Antenna Structure)150，以及一接地组件(Ground Element)160。侧边外观组件120和支撑组件140可用非导体材质制成，例如：塑料材质。天线结构150和接地组件160可用导体材质制成，例如：金属材质。
金属背盖110可为不具有任何开槽孔(Slot)也不具有任何缝隙(Slit)的一完整金属面，其可视为笔记本计算机领域俗称的「A件」。侧边外观组件120连接至金属背盖110。在一些实施例中，侧边外观组件120为连接于金属背盖110和一显示器边框(Display Frame)135之间一狭长侧壁(Sidewall)，其中显示器边框135可视为笔记本计算机领域俗称的「B件」。所谓「外观组件」在本说明书中是指使用者的眼睛可直接观察到的部分。显示器130相对于金属背盖110而设置，其中显示器130可内嵌于显示器边框135之中。支撑组件140邻近于金属背盖110，并介于侧边外观组件120和显示器130之间。必须注意的是，本说明书中所谓「邻近」或「相邻」一词可指对应的二组件间距小于一既定距离(例如：5mm或更短)，也可包括对应的二组件彼此直接接触的情况(亦即，前述间距缩短至0)。在一些实施例中，支撑组件140可包括一支撑体(Holder)和一软性电路板(Flexible Circuit Board，FPC)。
天线结构150设置于支撑组件140上，其中天线结构150也介于侧边外观组件120和显示器130之间。必须理解的是，天线结构150的种类于本发明中并不特别限制。举例而言，天线结构150可为一单极天线(Monopole Antenna)、一偶极天线(Dipole Antenna)、一补钉天线(Patch Antenna)、一螺旋天线(Helical Antenna)、一平面倒F字形天线(PlanarInverted F Antenna，PIFA)，或是一芯片天线(Chip Antenna)。接地组件160可通过使用激光雕刻(Laser Direct Structuring，LDS)技术来耦接至金属背盖110。例如，接地组件160可为一接地铜箔(Ground Copper Foil)，并可由金属背盖110上延伸至支撑组件140上。
在优选实施例中，天线结构150的电磁波(Electromagnetic Waves)穿透侧边外观组件120来进行传递(如图中箭头方向)，使得移动装置100能支持无线通信(WirelessCommunication)的功能。由于侧边外观组件120并非由导体材质制成，故其不会对天线结构150的辐射场型(Radiation Pattern)造成干扰。在此设计下，金属背盖110可维持其完整形状且无需具有任何开孔，从而可美化移动装置100的视觉外观。
以下实施例将详细介绍天线结构150的细部特征。必须理解的是，这些附图和叙述仅为举例说明，而非用于限制本发明的范围。
图2是显示根据本发明一实施例所述的天线结构150的俯视图。在图2的实施例中，天线结构150至少包括：一馈入辐射部(Feeding Radiation Element)210、一连接部(Connection Element)220、一第一辐射部(Radiation Element)230、一短路部(ShortingElement)240、一第二辐射部250，以及一第三辐射部260。馈入辐射部210可以大致呈现一矩形或一正方形。馈入辐射部210具有一馈入点FP，其可耦接至一信号源(Signal Source)290，例如：一射频(Radio Frequency，RF)模块。连接部220可以大致呈现一直条形。连接部220具有一第一端221和一第二端222，其中连接部220的第一端221耦接至馈入辐射部210的一第一角落211处。第一辐射部230可以大致呈现一矩形或一直条形。第一辐射部230具有一第一端231和一第二端232，其中第一辐射部230的第一端231耦接至连接部220的一中间部分，而第一辐射部230的第二端232为一开路端(Open End)并朝靠近接地组件160的方向作延伸。短路部240可以大致呈现一直条形或一L字形。短路部240具有一第一端241和一第二端242，其中短路部240的第一端241耦接至接地组件160，而短路部240的第二端242耦接至连接部220的第二端222，使得连接部220经由短路部240耦接至接地组件160。第二辐射部250可以大致呈现一直条形。第二辐射部250具有一第一端251和一第二端252，其中第二辐射部250的第一端251耦接至连接部220的第二端222，而第二辐射部250的第二端252为一开路端。第三辐射部260可以大致呈现一直条形，其可平行于第二辐射部250。第三辐射部260具有一第一端261和一第二端262，其中第三辐射部260的第一端261耦接至短路部240的一中间部分，而第三辐射部260的第二端262为一开路端。第二辐射部250的第二端252和第三辐射部260的第二端262可大致朝相同方向作延伸。
图3是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的天线结构150的电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表电压驻波比。根据图3的测量结果，天线结构150可涵盖一第一频带(Frequency Band)FB1和一第二频带FB2，其中第一频带FB1可介于2400MHz至2500MHz之间，而第二频带FB2可介于5150MHz至5850MHz之间。因此，天线结构150将至少可支持WLAN(Wireless Local AreaNetworks)2.4GHz/5GHz的双频带操作。在天线结构150的操作原理方面，馈入辐射部210、连接部220、第一辐射部230，以及第二辐射部250主要用于激发产生前述的第一频带FB1，而短路部240和第三辐射部260主要用于激发产生前述的第二频带FB2。根据实际测量结果，天线结构150于第一频带FB1中的辐射效率(Radiation Efficiency)可达约-4.69dB，而天线结构150于第一频带FB2中的辐射效率可达约-4.96dB，此已可满足一般移动通讯装置的实际应用需求。
在一些实施例中，短路部240还包括一矩形加宽部分(Rectangular WideningPortion)245，其位于短路部240的第一端241处并直接耦接至接地组件160。根据实际测量结果，短路部240的矩形加宽部分245可用于增加天线结构150的操作带宽(OperationBandwidth)。在一些实施例中，天线结构150还包括一第四辐射部270。第四辐射部270可以大致呈现一直条形。第四辐射部270具有一第一端271和一第二端272，其中第四辐射部270的第一端271耦接至馈入辐射部210的一第二角落212处(第二角落212相对于第一角落211)，而第四辐射部270的第二端272和第二辐射部250的第二端252可大致朝相反方向作延伸。根据实际测量结果，第四辐射部270可用于微调天线结构150的阻抗匹配(ImpedanceMatching)。在一些实施例中，移动装置100还包括一同轴电缆线(Coaxial Cable)280。同轴电缆线280包括一中心导线(Central Conductive Line)281和一导体外壳(ConductiveHousing)282，其中信号源290的一正极(Positive Electrode)经由中心导线281耦接至馈入点FP，而信号源290的一负极(Negative Electrode)经由导体外壳282耦接至接地组件160。根据实际测量结果，若同轴电缆线280的长度小于720mm，则天线结构150将具有相对较低的传输损耗(Transmission Loss)及相对较高的天线增益(Antenna Gain)。必须理解的是，短路部240的矩形加宽部分245、第四辐射部270，以及同轴电缆线280都为选用组件(Optional Element)，在其他实施例中也可省略之。
在一些实施例中，移动装置100的组件尺寸可如下列所述。支撑组件140(或天线结构150)和显示器130的间距D1需大于1mm以上，以避免显示器130对天线结构150的辐射场型造成负面影响。馈入辐射部210和第一辐射部230之间可形成一第一耦合间隙(CouplingGap)GC1，其中第一耦合间隙GC1的宽度需小于2mm。第一辐射部230和短路部240之间可形成一第二耦合间隙GC2，其中第二耦合间隙GC2的宽度需小于3mm。第二辐射部250和第三辐射部260之间可形成一第三耦合间隙GC3，其中第三耦合间隙GC3的宽度需小于6mm。第三辐射部260和短路部240的矩形加宽部分245之间可形成一第四耦合间隙GC4，其中第四耦合间隙GC4的宽度需小于1mm。第二辐射部250和接地组件160之间可形成一第五耦合间隙GC5，其中第五耦合间隙GC5的宽度需小于8mm。以上耦合间隙的宽度范围是根据多次实验结果而求出，其有助于增强天线结构150的组件间耦合效应，从而可提高整体天线增益。
本发明提出一种新颖的天线结构。当此天线结构应用于具有金属背盖的移动装置时，由于金属背盖可视为天线结构的一延伸部分，故能有效避免金属背盖对移动装置的通讯质量产生负面影响。另需注意的是，本发明可在不用于金属背盖上开挖任何天线窗(Antenna Window)的情况下，更进一步改良移动装置的外观设计，至于天线结构的电磁波则可穿透移动装置的侧边外观组件来进行传递。总而言之，本发明能兼得小尺寸、宽带带，以及美化装置外型的优势，故其很适合应用各种窄边框(Narrow Border)的移动通讯装置当中。
值得注意的是，以上所述的组件尺寸、组件形状，以及频率范围都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。本发明的移动装置及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，并非所有图标的特征均需同时实施于本发明的移动装置及天线结构当中。
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组件。
虽然结合以优选实施例公开了本发明，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。

Claims (10)

1.一种移动装置，其特征在于，包括：
金属背盖；
侧边外观组件，由非导体材质所制成，其中该侧边外观组件连接至该金属背盖；
显示器，相对于该金属背盖而设置；
支撑组件；
天线结构，设置于该支撑组件上，其中该天线结构介于该侧边外观组件和该显示器之间；以及
接地组件，耦接至该金属背盖；
其中该天线结构的电磁波穿透该侧边外观组件来进行传递，使得该移动装置能支持无线通信的功能。
2.如权利要求1所述的移动装置，其中该金属背盖为不具有任何开槽孔的一完整金属面。
3.如权利要求1所述的移动装置，其中该接地组件为接地铜箔，并由该金属背盖上延伸至该支撑组件上。
4.如权利要求1所述的移动装置，其中该支撑组件和该显示器的间距需大于1mm以上。
5.如权利要求1所述的移动装置，其中该天线结构涵盖介于2400MHz至2500MHz之间的第一频带，以及介于5150MHz至5850MHz之间的第二频带。
6.如权利要求1所述的移动装置，其中该天线结构包括：
馈入辐射部，具有馈入点；
连接部，耦接至该馈入辐射部；
第一辐射部，耦接至该连接部，并朝靠近该接地组件的方向作延伸；
短路部，其中该连接部经由该短路部耦接至该接地组件；
第二辐射部，耦接至该连接部；以及
第三辐射部，耦接至该短路部，其中该第二辐射部和该第三辐射部朝相同方向作延伸。
7.如权利要求6所述的移动装置，其中该短路部还包括耦接至该接地组件的一矩形加宽部分。
8.如权利要求6所述的移动装置，其中该天线结构还包括：
第四辐射部，耦接至该馈入辐射部，其中该第四辐射部和该第二辐射部朝相反方向作延伸。
9.如权利要求6所述的移动装置，还包括：
同轴电缆线，包括中心导线和导体外壳，其中该中心导线耦接至该馈入点，而该导体外壳耦接至该接地组件。
10.如权利要求9所述的移动装置，其中该同轴电缆线的长度小于720mm。
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