移动装置的制作方法

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：

随着行动通信技术的发达，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(longtermevolution)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。

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元件的要素。然而，新增的金属元件却容易对于移动装置中支援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信品质。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。

技术实现要素：

在较佳实施例中，本发明提供一种移动装置，包括：一第一非导体支撑元件；一第二非导体支撑元件，其中该第一非导体支撑元件和该第二非导体支撑元件是彼此相邻且具有不同高度；以及一天线结构，形成于该第一非导体支撑元件和该第二非导体支撑元件上，其中该天线结构包括：一馈入连接部，耦接至一馈入点；一第一辐射部，耦接至该馈入连接部；以及一第二辐射部，耦接至该馈入连接部，其中该馈入连接部是介于该第一辐射部和该第二辐射部之间。

在一些实施例中，该第一非导体支撑元件为该移动装置的一外观边缘部分。

在一些实施例中，该第二非导体支撑元件为一天线放置平台或一显示器放置平台。

在一些实施例中，该第一非导体支撑元件的高度大于该第二非导体支撑元件的高度。

在一些实施例中，该天线结构还包括：一短路部，其中该第二辐射部是经由该短路部耦接至该馈入连接部，使得该馈入连接部、该第二辐射部，以及该短路部共同形成一封闭环圈。

在一些实施例中，该馈入连接部、该第二辐射部，以及该短路部仅分布于该第二非导体支撑元件上。

在一些实施例中，该第一辐射部是同时分布于该第一非导体支撑元件和该第二非导体支撑元件上。

在一些实施例中，该天线结构涵盖一低频频带、一第一高频频带，以及一第二高频频带，该低频频带是介于2400mhz至2500mhz之间，该第一高频频带是介于5150mhz至5350mhz之间，而该第二高频频带是介于5350mhz至5850mhz之间。

在一些实施例中，该馈入连接部和该第一辐射部的总长度是等于该低频频带的0.25倍波长。

在一些实施例中，该馈入连接部和该第二辐射部的总长度是等于该第二高频频带的0.25倍波长。

在一些实施例中，该馈入连接部、该第二辐射部，以及该短路部的总长度是等于该第二高频频带的1倍波长。

在一些实施例中，该移动装置还包括：一显示器；以及一显示器框架，邻近于该显示器，其中该显示器框架是延伸进入该第一非导体支撑元件和该第二非导体支撑元件所界定的一高度差缺口。

在一些实施例中，该移动装置还包括：一同轴电缆线，设置于该显示器和该第二非导体支撑元件之间。

在一些实施例中，该同轴电缆线包括一中心导线和一导体外壳，而该中心导线是耦接至该馈入点。

在一些实施例中，该移动装置还包括：一金属背盖，邻近于该第一非导体支撑元件、该第二非导体支撑元件、该天线结构，以及该显示器；以及一金属箔片，其中该同轴电缆线的该导体外壳是经由该金属箔片耦接至该金属背盖。

在一些实施例中，该第一非导体支撑元件、该第二非导体支撑元件，以及该天线结构形成一可分离天线元件。

在一些实施例中，该显示器、该显示器框架，以及该金属背盖界定出一内凹区域，而该可分离天线元件是隐藏于该内凹区域中，或是由该内凹区域处抽离出来。

附图说明

图1a是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的俯视图。

图1b是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的侧视图。

图2是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。

图3是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的天线结构的天线效率图。

图4是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的俯视图。

图5a是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的侧视图。

图5b是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的俯视图。

图5c是显示根据本发明一实施例所述的移动装置的侧视图。

附图标记说明：

100、400、500～移动装置；

110～第一非导体支撑元件；

120～第二非导体支撑元件；

130、430～天线结构；

140～馈入连接部；

141～馈入连接部的第一端；

142～馈入连接部的第二端；

150～第一辐射部；

151～第一辐射部的第一端；

152～第一辐射部的第二端；

160～第二辐射部；

161～第二辐射部的第一端；

162～第二辐射部的第二端；

470～短路部；

471～短路部的第一端；

472～短路部的第二端；

475～矩形非金属区域；

510～显示器；

520～显示器框架；

530～高度差缺口；

540～同轴电缆线；

541～同轴电缆线的中心导线；

542～同轴电缆线的导体外壳；

550～金属背盖；

560～金属箔片；

570～内凹区域；

580～可分离天线元件；

fbl～低频频带；

fbh1～第一高频频带；

fbh2～第二高频频带；

fp～馈入点；

g1～第一间隙；

g2～第二间隙；

h1、h2～高度；

w1、w2、w3、w4～宽度；

x～x轴；

y～y轴；

z～z轴。

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。

图1a是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的俯视图。图1b是显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的侧视图。请一并参考图1a、1b。移动装置100可以是一智能手机(smartphone)、一平板电脑(notebookcomputer)，或是一笔记本电脑(notebookcomputer)。如图1a、1b所示，移动装置100至少包括：一第一非导体支撑元件(nonconductivesupportingelement)110、一第二非导体支撑元件120，以及一天线结构(antennastructure)130。必须理解的是，虽然未显示于图1a、1b中，移动装置100更可包括其他元件，例如：一显示器(displaydevice)、一扬声器(speaker)、一触控模块(touchcontrolmodule)、一供电模块(powersupplymodule)，以及一外壳(housing)。

第一非导体支撑元件110和第二非导体支撑元件120可用塑胶材质制成。例如，第一非导体支撑元件110可为移动装置100的一外观边缘部分(appearanceedgeportion)，其是指移动装置100上使用者可直接用眼睛观察到的边缘部分。第二非导体支撑元件120可为一天线放置平台(antennaplacementplatform)或一显示器放置平台(displayplacementplatform)，其可用于承载一天线结构或一显示器。

第一非导体支撑元件110和第二非导体支撑元件120是彼此相邻且在z轴上具有不同高度。例如，第一非导体支撑元件110的高度h1可以大于第二非导体支撑元件120的高度h2，其中前述高度h1可为前述高度h2的2倍以上。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：1mm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)。另外，第一非导体支撑元件110和第二非导体支撑元件120在y轴上可具有不同宽度。例如，第一非导体支撑元件110的宽度w1可以小于第二非导体支撑元件120的宽度w2。必须理解的是，第一非导体支撑元件110和第二非导体支撑元件120的形状在本发明中并不特别做限制，其可根据不同需要进行调整。

天线结构130可用金属材质制成。详细而言，天线结构130包括一馈入连接部(feedingconnectionelement)140、一第一辐射部(radiationelement)150，以及一第二辐射部160，其中馈入连接部140是大致介于第一辐射部150和第二辐射部160之间。天线结构130为一立体结构，并形成于具有高低差的第一非导体支撑元件110和第二非导体支撑元件120上。例如，第一辐射部150可同时分布于第一非导体支撑元件110和第二非导体支撑元件120上，而馈入连接部140和第二辐射部160可仅分布于第二非导体支撑元件120上。

馈入连接部140可以大致呈现一l字形。馈入连接部140具有一第一端141和一第二端142，其中馈入连接部140的第一端141是耦接至一馈入点(feedingpoint)fp，而此馈入点fp可再耦接至一信号源(未显示)。第一辐射部150可以大致呈现一直条形或一l字形。第一辐射部150具有一第一端151和一第二端152，其中第一辐射部150的第一端151是耦接至馈入连接部140的第二端142，而第一辐射部150的第二端152为一开路端(openend)。第一辐射部150和馈入连接部140之间可形成一第一间隙g1，其可大致呈现一细长直条形。第二辐射部160可以大致呈现一l字形。第二辐射部160具有一第一端161和一第二端162，其中第二辐射部160的第一端161是耦接至馈入连接部140的第二端142，而第二辐射部160的第二端162为一开路端(openend)。第二辐射部160和馈入连接部140之间可形成一第二间隙g2，其可大致呈现一矩形。第二辐射部160的长度小于第一辐射部150的长度。例如，第一辐射部150的长度可为第二辐射部160的长度的3倍以上。第一辐射部150的宽度大于馈入连接部140的宽度，亦大于第二辐射部160的宽度。第一辐射部150的第二端152和第二辐射部160的第二端162可以朝向相同方向作延伸，例如：皆朝-x轴方向作延伸。

图2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130的返回损失(returnloss)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的量测结果，天线结构130可涵盖一低频频带fbl、一第一高频频带fbh1，以及一第二高频频带fbh2，其中低频频带fbl是介于2400mhz至2500mhz之间，第一高频频带fbh1是介于5150mhz至5350mhz之间，而第二高频频带fbh2是介于5350mhz至5850mhz之间。因此，天线结构130将至少可支援wlan(wirelesslocalareanetworks)2.4ghz/5ghz的双频带操作。

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130的天线效率(antennaefficiency)图，其中横轴代表操作频率(mhz)，而纵轴代表天线效率(db)。根据图3的量测结果，天线结构130于低频频带fbl中的天线效率可达约-5db，而于第一高频频带fbh1和第二高频频带fbh2中的天线效率可达约-6db，此已可满足一般行动通信装置的实际应用需求。

移动装置100的天线操作原理和元件尺寸可如下列所述。馈入连接部140和第一辐射部150可共同激发产生一基频共振模态(fundamentalresonantmode)，以形成前述低频频带fbl。馈入连接部140和第一辐射部150更可共同激发产生一高阶共振模态(higher-orderresonantmode)，以形成前述第一高频频带fbh1(2倍频)。馈入连接部140和第二辐射部160可共同激发产生一共振模态，以形成前述第二高频频带fbh2。馈入连接部140和第一辐射部150的总长度(亦即，由第一端141起，经过第二端142、第一端151，再至第二端152的总长度)可以大致等于低频频带fbl的0.25倍波长(λ/4)。馈入连接部140和第二辐射部160的总长度(亦即，由第一端141起，经过第二端142、第一端161，再至第二端162的总长度)可以大致等于第二高频频带fbh2的0.25倍波长(λ/4)。第一非导体支撑元件110的高度h1可以介于3.6mm至4mm之间，例如：4mm。第二非导体支撑元件120的高度h2可以介于1.6mm至1.8mm之间，例如：1.8mm。第一非导体支撑元件110的宽度w1可以介于1.5mm至1.8mm之间，例如：1.5mm。第二非导体支撑元件120的宽度w2可以介于4.7mm至5mm之间，例如：5mm。第一间隙g1的宽度可以小于第二间隙g2的宽度。例如，第二间隙g2的宽度可为第一间隙g1的宽度的2倍以上。以上尺寸范围是根据多次实验结果而求出，其有助于最佳化天线结构130的操作频带和阻抗匹配(impedancematching)。

在本发明的移动装置100中，天线结构130可作为一隐藏式天线(invisibleantenna)。举例而言，天线结构130可与移动装置100的外观边缘部分(例如：第一非导体支撑元件110，俗称「肉厚」)互相整合，并利用第一非导体支撑元件110和第二非导体支撑元件120之间的高度差来实现隐藏设计的目的。另外，移动装置100的外观边缘部分和天线结构130更可采用一喷涂制程(sprayandcoatprocess)以降低其非金属、金属部分之间的视觉差异，并美化移动装置100的外观一致性。

图4是显示根据本发明一实施例所述的移动装置400的俯视图。图4和图1a相似。在图4的实施例中，移动装置400的一天线结构430还包括一短路部(shortingelement)470。短路部470是以金属材质制成，并可仅分布于第二非导体支撑元件120上。短路部470可以大致呈现一l字形，其中第二辐射部160是经由短路部470耦接至馈入连接部140，使得馈入连接部140、第二辐射部160，以及短路部470共同形成一封闭环圈(closedloop)，此封闭环圈是包围住一矩形非金属区域475。详细而言，短路部470具有一第一端471和一第二端472，其中短路部470的第一端471是耦接至第二辐射部160的第二端162，而短路部470的第二端472是耦接至馈入连接部140的一中间部分(此中间部分是介于馈入连接部140的第一端141和第二端142之间)。短路部470的第一端471的宽度w3小于短路部470的第二端472的宽度w4。例如：前述宽度w4可为前述宽度w3的3倍以上，以微调高频阻抗匹配。根据实际量测结果，天线结构430亦可涵盖介于2400mhz至2500mhz之间的低频频带fbl、介于5150mhz至5350mhz之间的第一高频频带fbh1，以及介于5350mhz至5850mhz之间的第二高频频带fbh2。在图4的实施例中，馈入连接部140、第二辐射部160，以及短路部470可共同激发产生一共振模态，以形成前述第二高频频带fbh2。馈入连接部140、第二辐射部160，以及短路部470的总长度(亦即，由第一端141起，经过第二端142、第一端161、第二端162、第一端471，再至第二端472的总长度)可以大致等于第二高频频带fbh2的1倍波长(1λ)。图4的移动装置400的其余特征皆与图1a、1b的移动装置100类似，故此二实施例均可实现相似的操作效果。

图5a是显示根据本发明一实施例所述的移动装置500的侧视图。图5a和图1b相似。在图5a的实施例中，移动装置500还包括一显示器(displaydevice)510、一显示器框架(displayframe)520、一同轴电缆线(coaxialcable)540、一金属背盖(metalbackcover)550，以及一金属箔片(metalfoil)560。图5b是显示根据本发明一实施例所述的移动装置500的俯视图，为避免视觉遮蔽，仅显示第一非导体支撑元件110、第二非导体支撑元件120、天线结构130，以及同轴电缆线540，而其余元件则予以省略。请一并参考图5a、5b。

在图5a、5b的实施例中，移动装置500为一笔记本电脑，而金属背盖550和显示器框架520即分别指笔记本电脑中俗称的「a件」、「b件」。显示器框架520可用一非导体材质制成，例如：塑胶材质。显示器框架520是邻近于显示器510，并可包围住显示器510的四个边缘。详细而言，显示器框架520是延伸进入第一非导体支撑元件110和第二非导体支撑元件120所界定的一高度差缺口(height-differencenotch)530(亦即，因为第一非导体支撑元件110的高度h1大于第二非导体支撑元件120的高度h2，故两者之间会产生前述的高度差缺口530)。由于显示器框架520为非导体，其可直接附着于第一非导体支撑元件110和天线结构130上以提高整体的结构稳定度，但不致于对天线结构130的辐射场型造成负面影响。另外，显示器510因包括金属元件，则不宜与天线结构130作直接接触。

一信号源(未显示)可经过同轴电缆线540耦接至馈入点fp，以激发天线结构130。详细而言，同轴电缆线540包括一中心导线(centralconductiveline)541和一导体外壳(conductivehousing)542，其中同轴电缆线540的中心导线541是耦接至馈入点fp，而同轴电缆线540的导体外壳542是经由金属箔片560耦接至金属背盖550。必须注意的是，同轴电缆线540是设置于显示器510和第二非导体支撑元件120之间，并邻近于金属背盖550。此种设计可将同轴电缆线540隐藏于移动装置100既有的内部空隙中，从而可避免同轴电缆线540对天线结构130和移动装置500的其他元件造成干扰。金属箔片560可为一接地铜箔，其可贴附于同轴电缆线540的导体外壳542，再延伸至金属背盖550上。金属背盖550是邻近于第一非导体支撑元件110、第二非导体支撑元件120、天线结构130，以及显示器510，使得金属背盖550可视为天线结构130的一接地面。在此设计下，金属背盖550不仅不会干扰天线结构130的辐射场型，还能进一步增强天线结构130的辐射效率。

图5c是显示根据本发明一实施例所述的移动装置500的侧视图。请一并参考图5a、5b、5c。在一些实施例中，显示器510、显示器框架520，以及金属背盖550共同界定出移动装置500的一内凹区域(concaveregion)570，而第一非导体支撑元件110、第二非导体支撑元件120，以及天线结构130共同形成一可分离天线元件(separableantennaelement)580。在一些实施例中，可分离天线元件580是附着于显示器框架520(b件)，并作为显示器框架520的一延伸部分；在另一些实施例中，可分离天线元件580是附着于金属背盖550(a件)，并作为金属背盖550的一延伸部分。详细而言，可分离天线元件580具有一可滑动机制，其能选择性地隐藏于移动装置500的内凹区域570中，或是由移动装置500的内凹区域570处抽离出约1至2mm。例如，若可分离天线元件580隐藏于内凹区域570中，则可美化移动装置500的整体装置外观；反之，若可分离天线元件580由内凹区域570处抽离出约1至2mm，则可进一步增强天线结构130的辐射效率。前述的天线结构130亦可由图4的天线结构430所取代，而不影响本发明的技术效果。在另一些实施例中，移动装置500亦可具有多个内凹区域570，以容纳多个可分离天线元件580，从而可形成一多输入多输出(multi-inputandmulti-output，mimo)天线系统。图5a、5b、5c的移动装置500的其余特征皆与图1a、1b的移动装置100类似，故此二实施例均可实现相似的操作效果。

本发明提出一种新颖的移动装置，其包括隐藏式的天线结构。此种天线结构能与金属背盖(a件)或显示器框架(b件)互相整合，并有效地利用移动装置的外观边缘部分及其相邻处的空间。大致而言，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窄边框(narrowborder)的行动通信装置当中。

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1-5所图示的状态。本发明可以仅包括图1-5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。

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。

本发明虽以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的变动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。