移动装置的制作方法

1.本发明涉及一种移动装置，特别涉及一种移动装置及其天线结构。


背景技术：

2.随着移动通信技术的发达，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的频带进行通信，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的频带进行通信。
3.天线为支援无线通信的移动装置中不可或缺的元件。然而，天线很容易受到邻近金属元件所影响，此常造成天线元件受到干扰且整体通信品质下滑。有鉴于此，势必须提出一种全新解决方案，以克服传统技术所面临的问题。


技术实现要素：

4.在优选实施例中，本发明提出一种移动装置，包括：一第一辐射部，耦接至一信号源；一第二辐射部，耦接至一接地电平，其中该第二辐射部邻近于该第一辐射部；一第三辐射部，耦接至该信号源，其中该第一辐射部、该第二辐射部，以及该第三辐射部皆大致朝相同方向作延伸；一第四辐射部，耦接至该接地电平，其中该第四辐射部设置于该第一辐射部和该第二辐射部之间；一第五辐射部，耦接至该接地电平，其中该第五辐射部邻近于该第二辐射部；以及一介质基板，其中该第一辐射部、该第二辐射部、该第三辐射部、该第四辐射部，以及该第五辐射部皆设置于该介质基板上；其中该第一辐射部、该第二辐射部、该第三辐射部、该第四辐射部、该第五辐射部，以及该介质基板共同形成一天线结构。
附图说明
5.图1显示根据本发明一实施例所述的移动装置的示意图。
6.图2显示根据本发明一实施例所述的移动装置的天线结构的返回损失图。
7.图3显示根据本发明一实施例所述的移动装置的天线结构的辐射增益图。
8.图4显示根据本发明一实施例所述的笔记本电脑的示意图。
9.图5显示根据本发明一实施例所述的笔记本电脑的部分剖面图。
10.其中，附图标记说明如下：
11.100：移动装置
12.110：第一辐射部
13.111：第一辐射部的第一端
14.112：第一辐射部的第二端
15.120：第二辐射部
16.121：第二辐射部的第一端
17.122：第二辐射部的第二端
18.124：第二辐射部的较宽部分
19.125：第二辐射部的较窄部分
20.130：第三辐射部
21.131：第三辐射部的第一端
22.132：第三辐射部的第二端
23.140：第四辐射部
24.141：第四辐射部的第一端
25.142：第四辐射部的第二端
26.150：第五辐射部
27.151：第五辐射部的第一端
28.152：第五辐射部的第二端
29.154：第五辐射部的第一部分
30.155：第五辐射部的第二部分
31.170：介质基板
32.180：天线结构
33.190：信号源
34.400：笔记本电脑
35.410：上盖外壳
36.420：显示器边框
37.430：键盘边框
38.440：底座外壳
39.445：底座外壳的平行区域
40.446：底座外壳的削型区域
41.447：底座外壳的结构转折处
42.451：第一位置
43.452：第二位置
44.453：第三位置
45.da1：第一平均距离
46.da2：第二平均距离
47.e1：第一平面
48.e2：第二平面
49.fb1：第一频带
50.fb2：第二频带
51.fb3：第三频带
52.gc1：第一耦合间隙
53.gc2：第二耦合间隙
54.gc3：第三耦合间隙
55.gc4：第二耦合间隙
56.l1，l2，l3，l4，l5：长度
57.t1：垂直投影
58.vss：接地电平
59.w21，w22，w4，w51，w52：宽度
具体实施方式
60.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，并配合所附图式，作详细说明如下。
61.在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。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元件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元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性连接手段。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性连接至该第二装置，或经由其它装置或连接手段而间接地电性连接至该第二装置。
62.图1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可以是一智能手机、一平板电脑，或是一笔记本电脑。如图1所示，移动装置100包括：一第一辐射部(radiation element)110、一第二辐射部120、一第三辐射部130、一第四辐射部140、一第五辐射部150，以及一介质基板(dielectric substrate)170，其中第一辐射部110、第二辐射部120、第三辐射部130、第四辐射部140，以及第五辐射部150皆可用金属材质制成，例如：铜、银、铝、铁，或是其合金。必须理解的是，虽然未显示于图1中，但移动装置100还可包括其他元件，例如：一处理器、一触控面板、一扬声器、一电池模块，以及一外壳。
63.移动装置100的一接地电平vss可由一接地元件(ground element)所提供(未显示)。例如，前述的接地元件可由一接地铜箔(ground copper foil)来实施，其还可耦接至移动装置100的一系统接地面(system ground plane)(未显示)。
64.第一辐射部110可以大致呈现一等宽l字形。详细而言，第一辐射部110具有一第一端111和一第二端112，其中第一辐射部110的第一端111耦接至一信号源(signal source)190，而第一辐射部110的第二端112为一开路端(open end)。例如，信号源190可为一射频(radio frequency，rf)模块。
65.第二辐射部120可以大致呈现一不等宽l字形。详细而言，第二辐射部120具有一第一端121和一第二端122，其中第二辐射部120的第一端121耦接至接地电平vss，而第二辐射部120的第二端122为一开路端。第二辐射部120的第二端122和第一辐射部110的第二端112可以大致朝相同方向作延伸。在一些实施例中，第二辐射部120包括一较宽部分124和一较窄部分125，其中较宽部分124邻近于第二辐射部120的第一端121，而较窄部分125邻近于第二辐射部120的第二端122。必须注意的是，本说明书中所谓“邻近”或“相邻”一词可指对应的二元件间距小于一既定距离(例如：5mm或更短)，亦可包括对应的二元件彼此直接接触的
情况(亦即，前述间距缩短至0)。亦即，第二辐射部120的较宽部分124可耦接至接地电平vss。第二辐射部120邻近于第一辐射部110，使得第二辐射部120的较窄部分125与第一辐射部110之间可形成一第一耦合间隙(coupling gap)gc1。
66.第三辐射部130可以大致呈现一直条形，其可与第一辐射部110至少部分平行。详细而言，第三辐射部130具有一第一端131和一第二端132，其中第三辐射部130的第一端131耦接至信号源190，而第三辐射部130的第二端132为一开路端。第三辐射部130的第二端132和第一辐射部110的第二端112可以大致朝相同方向作延伸。
67.第四辐射部140可以大致呈现一矩形，其可设置于第一辐射部110和第二辐射部120之间。详细而言，第四辐射部140具有一第一端141和一第二端142，其中第四辐射部140的第一端141耦接至接地电平vss，而第四辐射部140的第二端142为一开路端并朝靠近第二辐射部120的较窄部分125的方向作延伸。第四辐射部140和第一辐射部110之间可形成一第二耦合间隙gc2，而第四辐射部140和第二辐射部120的较宽部分124之间可形成一第三耦合间隙gc3。
68.第五辐射部150可以大致呈现等宽或不等宽的一l字形。详细而言，第五辐射部150具有一第一端151和一第二端152，其中第五辐射部150的第一端151耦接至接地电平vss，而第五辐射部150的第二端152为一开路端。第五辐射部150的第二端152和第二辐射部120的第二端122可以大致朝相反且互相远离的方向作延伸。在一些实施例中，第五辐射部150包括一第一部分154和一第二部分155，其中第一部分154邻近于第五辐射部150的第一端151，而第二部分155邻近于第五辐射部150的第二端152。第五辐射部150邻近于第二辐射部120，使得第五辐射部150的第一部分154和第二辐射部120的较宽部分124之间可形成一第四耦合间隙gc4。
69.介质基板170可为一fr4(flame retardant 4)基板、一印刷电路板(printed circuit board，pcb)，或是一软性电路板(flexible circuit board，fcb)。第一辐射部110、第二辐射部120、第三辐射部130、第四辐射部140，以及第五辐射部150皆可设置于介质基板170的同一表面上。在优选实施例中，第一辐射部110、第二辐射部120、第三辐射部130、第四辐射部140、第五辐射部150，以及介质基板170共同形成平面式的一天线结构180(antenna structure)。
70.图2显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的天线结构180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2的测量结果，当由信号源190所激发时，移动装置100的天线结构180可涵盖一第一频带fb1、一第二频带fb2，以及一第三频带fb3。例如，第一频带fb1可介于2400mhz至2500mhz之间，第二频带fb2可介于5150mhz至5850mhz之间，而第三频带fb3可介于5925mhz至7125mhz之间。因此，移动装置100的天线结构180将至少可支援传统wlan(wireless wide area network)2.4ghz/5ghz以及新世代wi-fi 6e的宽频操作。
71.在天线原理方面，第一辐射部110可激发产生前述的第二频带fb2。第二辐射部120可由第一辐射部110所耦合激发，以产生前述的第一频带fb1。第三辐射部130可激发产生前述的第三频带fb3。第四辐射部140可用于微调前述的第二频带fb2和第三频带fb3的阻抗匹配(impedance matching)。第五辐射部150则可用于微调前述的第一频带fb1的阻抗匹配。
72.图3显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的天线结构180的辐射增益
(radiation gain)图，其中横轴代表操作频率(mhz)，而纵轴代表辐射增益(db)。根据图3的测量结果，移动装置100的天线结构180于第一频带fb1、第二频带fb2，以及第三频带fb3中的辐射增益皆可达-6db或更高，此已可满足新世代wi-fi通信系统的实际应用需求。
73.在一些实施例中，移动装置100的元件尺寸可如下列所述。第一辐射部110的长度l1可以大致等于移动装置100的天线结构180的第二频带fb2的0.25倍波长(λ/4)。第二辐射部120的长度l2可以大致等于移动装置100的天线结构180的第一频带fb1的0.25倍波长(λ/4)。在第二辐射部120中，较宽部分124的宽度w21可以大于或等于8mm，而较窄部分125的宽度w22可介于2mm至3mm之间。第三辐射部130的长度l3可以大致等于移动装置100的天线结构180的第三频带fb3的0.25倍波长(λ/4)。第四辐射部140的长度l4可介于4mm至5mm之间。第四辐射部140的宽度w4可介于2mm至3mm之间。第五辐射部150的长度l5可以大于或等于10mm。在第五辐射部150中，第一部分154的宽度w51可介于2mm至4mm之间，而第二部分155的宽度w52可介于1mm至3mm之间。第一耦合间隙gc1的宽度可以小于或等于1mm。第二耦合间隙gc2的宽度可以小于或等于1mm。第三耦合间隙gc3的宽度可以小于或等于1mm。第四耦合间隙gc4的宽度可以小于或等于1mm。以上元件尺寸的范围是根据多次实验结果而得出，其有助于最佳化移动装置100的天线结构180的操作频宽(operation bandwidth)和阻抗匹配。
74.图4显示根据本发明一实施例所述的笔记本电脑400的示意图。在图4的实施例中，前述的天线结构180可应用于笔记本电脑400当中，其中笔记本电脑400包括一上盖外壳(upper cover housing)410、一显示器边框(display frame)420、一键盘边框(keyboard frame)430，以及一底座外壳(base housing)440。必须理解的是，上盖外壳410、显示器边框420、键盘边框430，以及底座外壳440即分别等同于笔记本电脑领域中俗称的“a件”、“b件”、“c件”，以及“d件”。前述的天线结构180可设置于笔记本电脑400的一第一位置451、一第二位置452，或(且)一第三位置453处，并可由非导体的键盘边框430所覆盖。键盘边框430可视为笔记本电脑400的一天线窗(antenna window)，其中前述的天线结构180的电磁波(electromagnetic wave)可通过键盘边框430进行传递。
75.图5显示根据本发明一实施例所述的笔记本电脑400的部分剖面图。在图5的实施例中，底座外壳440包括一平行区域(parallel region)445和一削型区域(cutting retraction region)446，其中平行区域445可与键盘边框430大致互相平行，削型区域446的一侧可连接至平行区域445，而削型区域446的另一侧可连接至键盘边框430的边缘处。详细而言，底座外壳440具有一结构转折处447，其中结构转折处447是位于平行区域445和削型区域446之间，使得平行区域445和削型区域446两者的延伸平面不同。键盘边框430和平行区域445之间具有一第一平均距离(average distance)da1，而键盘边框430和削型区域446之间具有一第二平均距离da2，其中第二平均距离da2是小于第一平均距离da1。例如，第二平均距离da2可大致等于第一平均距离da1的一半。在一些实施例中，键盘边框430是位于一第一平面e1上，而底座外壳440的平行区域445是位于与第一平面e1平行的一第二平面e2上。
76.必须注意的是，前述的天线结构180可设置于键盘边框430和底座外壳440之间。天线结构180于底座外壳440上具有一垂直投影(vertical projection)t1，而此垂直投影t1是至少部分位于底座外壳440的削型区域446内。根据实际测量结果，若将第二辐射部120的较宽部分124的宽度w21设计为8mm以上，则天线结构180的辐射效率将不致受到底座外壳
440的削型区域446的邻近设计所影响。因此，本发明的天线结构180将可在底座外壳440由全金属材质所制成的前提下仍可保持良好的通信品质。
77.本发明提出一种新颖的移动装置和天线结构，相较于传统设计，本发明至少具有小尺寸、宽频带，以及美化移动装置外观等优势，故其很适合应用于各种各样的移动通信装置当中。
78.值得注意的是，以上所述的元件尺寸、元件形状，以及频率范围皆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1-图5所示的状态。本发明可以仅包括图1-图5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。
79.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。
80.本发明虽以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。