行动通信装置的制作方法

本发明涉及一种行动通信装置，尤其涉及一种将部分的天线元件设置在边框的行动通信装置。

背景技术：

随着无线通信技术的快速发展，行动通信装置，例如：智能型手机、平板计算机以及笔记本电脑等，已逐渐成为人们生活中的一部分。行动通信装置可支持多种无线通信功能。举例来说，行动通信装置可具有全球卫星定位系统(Global Positioning System，简称GPS)的功能。此外，现有行动通信装置中用以支持GPS的天线元件大多是由陶瓷芯片天线(ceramic chip antenna)、平面倒F型天线(PIFA)或是单极天线(monopole antenna)所构成。

然而，陶瓷芯片天线的制作方式较为复杂，因此陶瓷芯片天线的价格往往较高，进而增加行动通信装置的生产成本。此外，平面倒F型天线与单极天线的辐射场型容易受到接地面的镜像电流(image current)的影响，因此平面倒F型天线与单极天线往往是朝着行动通信装置的下方辐射，进而导致平面倒F型天线与单极天线不利于接收来自天空中的GPS的卫星信号。

技术实现要素：

本发明提供一种行动通信装置，将天线元件中部分的辐射部设置在边框上，且天线元件的辐射场型可集中在边框的上方。藉此，将有助于行动通信装置通过天线元件接收GPS的卫星信号，并有助于缩减行动通信装置的生产成本。

本发明的行动通信装置，包括基板、边框、接地面与天线元件。基板包括相邻的第一表面与侧壁。边框包括邻近侧壁的框体部。接地面设置在第一表面，并包括凹槽。凹槽的开口面对框体部。天线元件包括具有馈入点的第一辐射部、电性连接至接地面的第二辐射部、电性连接第一辐射部的第三辐 射部以及电性连接第二辐射部的第四辐射部。第一辐射部与第二辐射部于第一表面的正投影位在接地面的凹槽内，且第三辐射部与第四辐射部设置在框体部或是基板的侧壁。

在本发明的一实施例中，上述的天线元件为偶极天线，且接地面反射偶极天线所辐射出的电磁波。

在本发明的一实施例中，上述的天线元件还包括第五辐射部。其中，第五辐射部设置在框体部。第三辐射部的第一端电性连接第五辐射部的第一端与第一辐射部。第四辐射部的第一端电性连接第五辐射部的第二端与第二辐射部。第三辐射部的第二端与第四辐射部的第二端分别为一开路端。

基于上述，本发明的行动通信装置中部分的辐射部设置在边框的一框体部上，且所述框体部面对接地面的凹槽的开口。此外，天线元件的辐射场型可集中在框体部的上方。藉此，将有助于行动通信装置通过天线元件接收GPS的卫星信号，并有助于缩减行动通信装置的生产成本。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为依据本发明一实施例的行动通信装置的示意图；

图2为依据本发明一实施例的行动通信装置的外观与基板的示意图；

图3为依据本发明一实施例的天线元件的返回损失图；

图4为依据本发明一实施例的天线元件在X-Z平面的辐射场型图；

图5为依据本发明一实施例的天线元件在Y-Z平面的辐射场型图；

图6与图7为用以说明现有技术的辐射场型图；

图8为依据本发明另一实施例的行动通信装置的示意图；

图9为依据本发明又一实施例的行动通信装置的示意图；

图10为依据本发明再一实施例的行动通信装置的示意图。

附图标记：

100、800、900、1000：行动通信装置

110：基板

120：边框

130：接地面

140、840、940、1040：天线元件

150：凹槽

160：收发器

111：第一表面

112：侧壁

113：第二表面

121～123：框体部

141：第一辐射部

142：第二辐射部

143、943：第三辐射部

144、944：第四辐射部

151：底部

171、172：连接元件

FP1：馈入点

210：壳体

211：短边

220：显示面板

310：预设频段

810、1010：第五辐射部

911：第一配线

912：第一调整元件

913：第二配线

921：第三配线

922：第二调整元件

923：第四配线

931～934：焊点

1020：金属配线

具体实施方式

图1为依据本发明一实施例的行动通信装置的示意图。如图1所示，行动通信装置100包括基板110、边框120、接地面130以及天线元件140。其中，基板110包括相邻的第一表面111与侧壁112。边框120包括相互连接的多个框体部121～123，且框体部122邻近基板110的侧壁112。此外，框体部122可例如是平行于基板110的侧壁112。

接地面130设置在基板110的第一表面111，且接地面130包括凹槽150。其中，凹槽150暴露出第一表面111，且凹槽150的开口面对框体部122。天线元件140包括第一辐射部141、第二辐射部142、第三辐射部143与第四辐射部144。第一辐射部141具有一馈入点FP1，以接收行动通信装置100中收发器160所产生的馈入信号。此外，第一辐射部141电性连接第三辐射部143。第二辐射部142电性连接至接地面130，且第二辐射部142与第四辐射部144彼此电性相连。

在整体配置上，第一辐射部141与第二辐射部142设置在基板110的第一表面111，且第一辐射部141与第二辐射部142设置在接地面130的凹槽150内。换言之，接地面130的凹槽150可用以形成天线元件140的净空区域。进一步来看，第一辐射部141的馈入点FP1邻近凹槽150的底部151。第二辐射部142从凹槽150的底部151延伸而出。此外，第一辐射部141与第二辐射部142皆朝向远离凹槽150的底部151的方向(例如，+Z轴方向)延伸，以连接第三辐射部143与第四辐射部144。

第三辐射部143与第四辐射部144设置在边框120的框体部122，并面对凹槽150的开口。此外，第三辐射部143的第一端可通过连接元件171电性连接第一辐射部141，且第三辐射部143的第二端为一开路端。第四辐射部144的第一端可通过连接元件172电性连接第二辐射部142，且第四辐射部144的第二端为一开路端。其中，连接元件171与连接元件172可例如是弹片、螺丝或是任何具有导电性的元件。

第一辐射部141至第四辐射部144将可形成一偶极天线(dipole antenna)，即天线元件140可为一偶极天线。在操作上，天线元件140(例如，偶极天线)可通过馈入点FP1接收来自收发器160的馈入信号，并可操作在一预设频段。其中，第三辐射部143与第四辐射部144的长度总和为预设频段的最低频率的1/2波长。此外，在馈入信号的激发下，天线元件140(例如，偶极天线)的 辐射场型将可集中在+Z轴方向。值得注意的是，接地面130可反射天线元件140(例如，偶极天线)所辐射出的电磁波，进而可增强天线元件140的指向性。

举例来说，图2为依据本发明一实施例的行动通信装置的外观与基板的示意图，且图3为依据本发明一实施例的天线元件的返回损失图。如图2所示，行动通信装置100还包括壳体210与显示面板220。其中，边框120为壳体210的一部分。例如，边框120中的框体部122可用以形成壳体210的一短边211。显示面板220设置在壳体210的正面。此外，基板110上由接地面130所形成的凹槽150(即，净空区域)邻近壳体210的短边211。

在操作上，如图3所示，天线元件140可操作在一预设频段310，且预设频段310的中心频率可例如是1.575GHz。图4为依据本发明一实施例的天线元件在X-Z平面的辐射场型图，且图5为依据本发明一实施例的天线元件在Y-Z平面的辐射场型图。如图4与图5所示，天线元件140的辐射场型可集中在+Z轴方向。即，天线元件140的辐射场型可集中在行动通信装置100的边框120的上方，进而有利于行动通信装置100通过天线元件140接收来自天空中GPS的卫星信号。

值得一提的是，图6与图7为用以说明现有技术的辐射场型图。其中，现有技术大多是在接地面130所形成的凹槽150(即，净空区域)内，直接设置平面倒F型天线或是单极天线。此外，当平面倒F型天线或是单极天线直接设置在凹槽150(即，净空区域)时，平面倒F型天线或是单极天线在X-Z平面与Y-Z平面的辐射场型将如图6与图7所示。具体而言，直接设置在凹槽150内的平面倒F型天线或是单极天线会受到接地面130的电流分布的影响，进而导致天线的辐射场型集中在-Z轴方向。即，天线的辐射场型会集中在行动通信装置100的下方，进而不利于接收来自天空中GPS的卫星信号。

换言之，与现有技术相较之下，图1的天线元件140的辐射场型可集中在行动通信装置100的上方，进而有利于行动通信装置100通过天线元件140接收来自天空中GPS的卫星信号。此外，由于部分的辐射部设置在边框120上，因此可缩减天线元件140的净空区域。例如，图1的凹槽150(即，净空区域)的形状可例如是狭长型。藉此，将可维持基板110的完整性，并可提升基板110的利用率。再者，设置在边框120上的辐射部可远离接地面130，进而可进一步地提升天线元件140的辐射效能。

除此之外，与现有的陶瓷芯片天线相较之下，图1中天线元件140的制作方式较为简化，进而有助于缩减行动通信装置100的生产成本。此外，在一实施例中，设置在边框120上的辐射部(例如，第三辐射部143与第四辐射部144)可通过一印刷方式，直接印制在边框120的框体部122上。藉此，将可进一步地缩减天线元件140在组装上的成本，从而可进一步地降低行动通信装置100的生产成本。

值得一提的是，本领域普通技术人员可依设计所需选择性地移除连接元件171与连接元件172，使第三辐射部143直接电性连接第一辐射部141，且第四辐射部144直接电性连接第二辐射部142。此外，第三辐射部143与第四辐射部144之间还可设置一第五辐射部，以调整天线元件140的阻抗。

举例来说，图8为依据本发明另一实施例的行动通信装置的示意图。与图1相较之下，图8的行动通信装置800中的天线元件840还包括第五辐射部810，且图8的基板110的侧壁112紧贴边框120的框体部122。具体而言，第五辐射部810设置在框体部122，且第五辐射部810设置在第三辐射部143与第四辐射部144之间。此外，第三辐射部143的第一端电性连接第五辐射部810的第一端与第一辐射部141。第四辐射部144的第一端电性连接第五辐射部810的第二端与第二辐射部142。

在操作上，第一辐射部141至第五辐射部810可形成一偶极天线，且偶极天线可操作在一预设频段。其中，第三辐射部143、第四辐射部144与第五辐射部810的长度总和，即，从第三辐射部143的第二端(即，开路端)至第四辐射部144的第二端(即，开路端)的距离，为预设频段的最低频率的1/2波长。再者，第一辐射部141、第二辐射部142与第五辐射部810可形成一电流回路，且天线元件840的阻抗会随着所述电流回路的长度的改变而产生变动。换言之，第一辐射部141、第二辐射部142与第五辐射部810可用以调整天线元件840的阻抗。至于图8实施例中各元件的细部配置与操作已包含在图1实施例中，故在此不予赘述。

值得一提的是，在图1与图8实施例中，第一辐射部141与第二辐射部142的形状为直线状，且第三辐射部143与第四辐射部144可分别由一金属配线所构成。在另一实施例中，本领域普通技术人员也可依设计所需，在用以构成第三辐射部143或是第四辐射部144的金属配线中穿插至少一调整元 件，以藉此缩减金属配线的长度，从而有助于降低天线元件的尺寸。

举例来说，图9为依据本发明又一实施例的行动通信装置的示意图。与图1相较之下，图9的行动通信装置900中的天线元件940包括第一辐射部141、第二辐射部142、第三辐射部943与第四辐射部944。此外，图9中的第一辐射部141与第二辐射部142包括多个弯折，且图9的基板110的侧壁112紧贴边框120的框体部122。再者，第三辐射部943包括相互串联的第一配线911、第一调整元件912与第二配线913。第四辐射部944包括相互串联的第三配线921、第二调整元件922与第四配线923。

具体而言，第一调整元件912设置在第一配线911与第二配线913之间，且第一调整元件912可通过焊点931与焊点932电性连接至第一配线911与第二配线913。相似地，第二调整元件922设置在第三配线921与第四配线923之间，且第二调整元件922可通过焊点933与焊点934电性连接至在第三配线921与第四配线923。其中，焊点931～934是位在框体部122上。即，第一调整元件912与第二调整元件922可直接焊接在框体部122上。此外，焊点931～934邻近基板110的第一表面111，使第一调整元件912与第二调整元件922可设置在基板110的第一表面111的上方。

此外，第一调整元件912与第二调整元件922可用以调整天线元件940所涵盖的预设频段的中心频率。换言之，本领域普通技术人员可通过第一调整元件912与第二调整元件922来调整预设频段的频率范围，进而有助于缩减天线元件的尺寸。此外，在一实施例中，第一调整元件912与第二调整元件922可分别由一电感所构成。至于图9实施例中各元件的细部配置与操作已包含在上述各实施例中，故在此不予赘述。

值得一提的是，在图1、图8与图9实施例中，第一辐射部141与第二辐射部142设置在同一表面(即，第一表面111)，但其并非用以限定本发明。再者，与图2实施例相似地，图9的第三辐射部943与第四辐射部944之间还可设置一第五辐射部。

举例来说，图10为依据本发明再一实施例的行动通信装置的示意图。与图9实施例相较之下，图10还标示出基板110的第二表面113，且图10的行动通信装置1000中的第一辐射部141与收发器160设置在基板110的第二表面113上。此外，图10的行动通信装置1000中的天线元件1040还包括第 五辐射部1010。

具体而言，基板110的第一表面111与第二表面113彼此相对。第一辐射部141设置在第二表面113。第二辐射部142与接地面130设置在第一表面111。第一辐射部141与第二辐射部142于第一表面111的正投影位在接地面130的凹槽150内。此外，第一辐射部141与第二辐射部142于第一表面111的正投影部分重叠。在另一实施例中，第一辐射部141与第二辐射部142于第一表面111的正投影也可互不重叠。此外，图10中的第一辐射部141可通过金属配线1020电性连接至收发器160。

第五辐射部1010电性连接在第一配线911与第三配线921之间。此外，第一辐射部141、第二辐射部142与第五辐射部1010可用以调整天线元件1040的阻抗。再者，图10中的焊点931～934是邻近基板110的第二表面113，以致使第一调整元件912与第二调整元件922可设置在基板110的第二表面113的上方。至于图10实施例中各元件的细部配置与操作已包含在上述各实施例中，故在此不予赘述。

值得一提的是，在图1、图8、图9与图10中，第三辐射部143/943以及第四辐射部144/944是设置在边框120的框体部122上。虽然上述实施例列举了第三辐射部143/943以及第四辐射部144/944的设置位置，但其并非用以限定本发明。举例来说，在另一实施例中，第三辐射部143/943以及第四辐射部144/944也可设置在基板110的侧壁112。换言之，就图1与图8实施例而言，第一辐射部至第四辐射部141～143也可直接印刷在基板110的第一表面111与侧壁112。由于第三辐射部143与第四辐射部144是直接印刷在基板110的侧壁112，因此图1的行动通信装置100也无需设置连接元件171与连接元件172。

再者，就图9与图10实施例而言，第一辐射部141与第二辐射部142可直接印刷在基板110的第一表面111或是第一表面111与第二表面113，且第一配线911、第二配线913、第三配线921与第四配线923也可直接印刷在基板110的侧壁112。此外，焊点931～934也可设置在基板110的第一表面111或是第二表面113。即，第一调整元件912与第二调整元件922也可直接焊接在基板110的第一表面111或是第二表面113上。

综上所述，本发明的行动通信装置中部分的辐射部设置在边框的一框体 部上，且所述框体部面对接地面的凹槽的开口。此外，天线元件的辐射场型可集中在框体部的上方。藉此，将有助于行动通信装置通过天线元件接收GPS的卫星信号，并有助于缩减行动通信装置的生产成本。再者，由于部分的辐射部设置在框体部上，因此可缩减天线元件的净空区域，从而可维持基板的完整性并可提升基板的利用率。此外，设置在框体部上的辐射部可远离接地面，进而可提升天线元件的辐射效能。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的改动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求界定范围为准。