可变形移动装置的制作方法

本实用新型涉及一种可变形移动装置(Convertible Mobile Device)，特别涉及一种可变形移动装置及其天线结构(Antenna Structure)。

背景技术：

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。

天线为支持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。以可变形移动装置为例，当其操作于不同模式时，因为其内的天线元件和金属元件的相对位置发生变化，常造成天线元件受到干扰且整体通信质量下滑。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。

因此，需要提供一种可变形移动装置来解决上述问题。

技术实现要素：

在较佳实施例中，本实用新型提供一种可变形移动装置，该可变形移动装置包括：一上盖；一底座；一转轴元件，该转轴元件连接于该上盖和该底座之间，使得该可变形移动装置能翻转以操作于一笔记本模式或一平板模式；一支撑元件；一天线结构，该天线结构设置于该支撑元件上，其中该天线结构包括一第一辐射部和一第二辐射部，当该第一辐射部具有一正馈入点时，该第二辐射部具有一负馈入点，而当该第一辐射部具有一负馈入点时，该第二辐射部具有一正馈入点；其中该第一辐射部包括一第一几何部、一第二几何部，以及一第三几何部，该第一几何部的一纵轴平行于该第二辐射部的一侧，该第二几何部连接至该第一几何部，该第二几何部的一纵轴与该第一几何部的该纵轴垂直，该第二几何部间接或直接连接至该第三几何部的一第一侧，该第三几何部的一第二侧与该第二辐射部之间形成一间隙，而该第三几何部的该第一侧与该第二侧的延伸线相互垂直；其中该第二几何部具有相对的二侧，该二侧之间具有一中心延伸线，该中心延伸线与该二侧的垂直距离相等，而该中心延伸线与该二侧的其中一者的垂直距离小于该中心延伸线与该第三几何部的该第二侧的垂直距离的90％；以及一覆盖元件，该覆盖元件覆盖住该支撑元件、该天线结构，以及该转轴元件的至少一部分。

在一些实施例中，该支撑元件由非导体材质所制成。

在一些实施例中，该天线结构借由激光雕刻技术(Laser Direct Structuring，LDS)而形成于该支撑元件上。

在一些实施例中，该第一几何部具有一第一侧和一第二侧，该第一几何部的该纵轴介于该第一几何部的该第一侧及该第二侧之间，该第一几何部的该第一侧以及该第二侧之间的最大距离小于该第三几何部的该第一侧与一第三侧之间的最大距离的90％，而该第三几何部的该第一侧与该第三侧相对设置。

在一些实施例中，该第一辐射部和该第二辐射部之间形成一耦合间隙，该第一辐射部具有一第一端和一第二端，该正馈入点或负馈入点位于该第一辐射部的该第一端，而该第一辐射部的该第二端为一开路端并邻近于该耦合间隙。

在一些实施例中，该第一辐射部呈现一L字形。

在一些实施例中，该第一辐射部呈现一直条形。

在一些实施例中，该第二辐射部具有一第一端和一第二端，该负馈入点或该正馈入点位于该第二辐射部的该第一端，而该第二辐射部的该第二端为一开路端并邻近于该耦合间隙。

在一些实施例中，该第二辐射部呈现一直条形。

在一些实施例中，该第二辐射部呈现一L字形。

在一些实施例中，该第一辐射部的长度大于该第二辐射部的长度。

在一些实施例中，该第一辐射部和该第二辐射部至少部分包围住一非金属区域。

在一些实施例中，该非金属区域呈现一L字形、一T字形或一矩形。

在一些实施例中，该天线结构涵盖一第一频带和一第二频带，该第一频带介于2400MHz至2500MHz之间，而该第二频带介于5150MHz至5850MHz之间。

在一些实施例中，该第一辐射部和该第二辐射部激发产生一基频共振模态，以形成该第一频带。

在一些实施例中，该第一辐射部和该第二辐射部还激发产生一高阶共振模态，以形成该第二频带。

在一些实施例中，该第一辐射部和该第二辐射部的总长度小于该第一频带的中心频率的0.25倍波长。

在一些实施例中，该第一辐射部的长度或该第二辐射部的长度等于该第二频带的中心频率的0.25倍波长。

在一些实施例中，该耦合间隙的宽度小于3mm。

在一些实施例中，该覆盖元件由非导体材质所制成。

本实用新型提供一种新颖的可变形移动装置，相较于传统设计，其至少具有下列优势：(1)可缩小整体天线尺寸；(2)可涵盖宽频操作；(3)可降低特定吸收率；(4)可提升天线辐射效率；以及(5)可减少整体复杂度及制造成本。因此，本实用新型很适合应用于各种各式的可变形移动通信装置当中以改善其通信质量。

附图说明

图1A显示根据本实用新型一实施例所述的可变形移动装置的立体图。

图1B显示根据本实用新型一实施例所述的转轴元件、支撑元件、天线结构，以及覆盖元件的分解图。

图1C显示根据本实用新型一实施例所述的天线结构和支撑元件的俯视图。

图2显示根据本实用新型一实施例所述的可变形移动装置操作于笔记本模式的示意图。

图3显示根据本实用新型一实施例所述的可变形移动装置操作于笔记本模式时天线结构的电压驻波比图。

图4显示根据本实用新型一实施例所述的可变形移动装置操作于平板模式的示意图。

图5显示根据本实用新型一实施例所述的可变形移动装置操作于平板模式时天线结构的电压驻波比图。

图6显示根据本实用新型另一实施例所述的天线结构和支撑元件的俯视图。

主要组件符号说明：

具体实施方式

为让本实用新型的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本实用新型的具体实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

在说明书及权利要求书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书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书当中所提及的“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，或经由其他装置或连接手段而间接地电性连接至该第二装置。

图1A显示根据本实用新型一实施例所述的可变形移动装置(Convertible Mobile Device)100的立体图。可变形移动装置100可操作于一笔记本模式(Notebook Mode)或一平板模式(Tablet Mode)。在图1A的实施例中，可变形移动装置100包括：一上盖(Upper Cover)110、一底座(Base)120、一转轴元件(Hinge Element)130、一支撑元件(Supporting Element)140、一天线结构(Antenna Structure)150，以及一覆盖元件(Cover Element) 180。图1B显示根据本实用新型一实施例所述的转轴元件130、支撑元件140、天线结构 150，以及覆盖元件180的分解图。图1C显示根据本实用新型一实施例所述的天线结构 150和支撑元件140的俯视图。请一并参考图1A、图1B、图1C。必须理解的是，虽然未显示于图1A、图1B、图1C中，可变形移动装置100还可包括其他元件，例如：一触控面板(Touch Control Panel)、一处理器(Processor)、一电池模块(Battery Module)，以及一输入输出装置(Input/Output Device)。

上盖110可包括一上盖外壳(Upper Cover Housing)111和相对于上盖外壳的一显示器框架(Display Frame)112，其中一显示器(Display Device)可以内嵌于显示器框架112 之中。底座120可包括一框架121(Frame)和相对于框架121的一底座外壳(Base Housing) 122。例如，框架121可为一键盘框架(Keyboard Frame)，其中一键盘(Keyboard)可以内嵌于键盘框架121之中。必须理解的是，上盖外壳111、显示器框架112、键盘框架121，以及底座外壳122即分别指笔记本型计算机制造业中惯称的“A件”、“B件”、“C件”，以及“D件”。转轴元件130连接于上盖110和底座120之间。藉由使用转轴元件130，可变形移动装置100可以选择性地翻转(Flip Over)以操作于笔记本模式或平板模式两者其一。

支撑元件140可由非导体材质(Nonconductive Material)所制成，例如：塑料材质。支撑元件140的形状和种类在本实用新型中并不特别限制。天线结构150可由金属材质所制成，例如：铜、银、铝、铁，或是其合金。天线结构150设置于支撑元件140上。在一些实施例中，天线结构150藉由激光雕刻技术(Laser Direct Structuring，LDS)而形成于支撑元件140上。

请参考图1B。覆盖元件180用于覆盖住支撑元件140、天线结构150，以及转轴元件 130的至少一部分。例如，覆盖元件180具有一中空内部，此中空内部可再划分为彼此相邻的一第一区域181和一第二区域182，其中转轴元件130的至少一部分可位于第一区域 181，而支撑元件140和天线结构150可位于第二区域182。在一些实施例中，覆盖元件 180藉由一螺丝(Screw)来锁附固定于转轴元件130上。在另一些实施例中，覆盖元件 180还藉由另一螺丝和一卡沟(Slot Wedge)来锁附固定于支撑元件140上。由于覆盖元件180由非导体材质所制成，其将不会干扰天线结构150的辐射场型(Radiation Pattern)，因此其结构及形状不受限。附图中的覆盖元件180的结构及形状的绘示主要供天线结构150及转轴元件130相对位置参考之用。另外，此种天线结构150与转轴元件130、覆盖元件180互相整合的设计还有助于微缩整体天线尺寸。

请参考图1C。天线结构150包括一第一辐射部(Radiation Element)160和一第二辐射部170，其中第一辐射部160具有一正馈入点(Positive Feeding Point)FP，第二辐射部 170具有一负馈入点(Negative Feeding Point)FN，而第一辐射部160和第二辐射部170 之间形成一耦合间隙(Coupling Gap)GC1。在一些实施例中，天线结构150还包括一信号源(Signal Source)190和一同轴电缆线(Coaxial Cable)(未显示)。信号源190可以是一射频(Radio Frequency)模块，其中信号源190的正极可经由同轴电缆线的一中心导线耦接至正馈入点FP，而信号源190的负极可经由同轴电缆线的一导体外壳耦接至负馈入点FN，以激发天线结构150。

第一辐射部160可以大致呈现一L字形。详细而言，第一辐射部160具有一第一端 161和一第二端162，其中正馈入点FP大致位于第一辐射部160的第一端161，而第一辐射部160的第二端162为一开路端(Open End)并邻近于耦合间隙GC1。第二辐射部170 可以大致呈现一直条形。详细而言，第二辐射部170具有一第一端171和一第二端172，其中负馈入点FN大致位于第二辐射部170的第一端171，而第二辐射部170的第二端172 为一开路端并邻近于耦合间隙GC1。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)。

在一些实施例中，第一辐射部160的长度(亦即，由第一端161至第二端162的长度) 大于第二辐射部170的长度(亦即，由第一端171至第二端172的长度)，而第一辐射部 160的宽度小于第二辐射部170的宽度。第一辐射部160和第二辐射部170可以至少部分或完全包围住一非金属区域(Non-metal Region)155。例如，非金属区域155可以大致呈现一L字形，但亦不仅限于此。非金属区域155可与耦合间隙GC1互相连通，故非金属区域155可将第一辐射部160与第二辐射部170完全分离。在一些实施例中，第一辐射部 160还可包括一末端弯折部分165，其位于第一辐射部160的第一端161，使得第一辐射部160可大致呈现一J字形。必须理解的是，末端弯折部分165为一选用元件(Optional)。在其他实施例中，末端弯折部分165亦可由第一辐射部160中移除。

在一些实施例中，当第一辐射部160具有正馈入点FP时，第二辐射部170具有负馈入点FN。在另一些实施例中，当第一辐射部160具有负馈入点FN时，第二辐射部170 具有正馈入点FP。

在一些实施例中，第一辐射部160包括一第一几何部1610、一第二几何部1620，以及一第三几何部1630。第一几何部1610的一纵轴平行于第二辐射部170的一侧。第二几何部1620连接至第一几何部1610，其中第二几何部1620的一纵轴与第一几何部1610的纵轴垂直。第二几何部1620间接或直接连接至第三几何部1630的一第一侧1631。第三几何部1630的一第二侧1632与第二辐射部170之间形成一间隙G1。第三几何部1630的第一侧1631与第二侧1632的延伸线相互垂直。第二几何部1620具有相对的二侧1621、 1622，其中前述二侧1621、1622之间具有一中心延伸线(例如，当第二几何部1620为一矩形时，前述中心延伸线即等同于第二几何部1620的纵轴)，此中心延伸线与前述二侧 1621、1622的垂直距离相等，而此中心延伸线与前述二侧1621、1622的其中一者的垂直距离小于此中心延伸线与第三几何部1630的第二侧1632的垂直距离的90％。

在一些实施例中，第一几何部1610具有一第一侧1611和一第二侧1612，其中第一几何部1610的纵轴介于第一几何部1610的第一侧1611及第二侧1612之间。第一几何部 1610的第一侧1611以及第二侧1612之间的最大距离小于第三几何部1630的第一侧1631 与一第三侧1633之间的最大距离的90％，其中第三几何部1630的第一侧1631与第三侧 1633相对设置。

图2显示根据本实用新型一实施例所述的可变形移动装置100操作于笔记本模式的示意图。图3显示根据本实用新型一实施例所述的可变形移动装置100操作于笔记本模式时天线结构150的电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio)图。根据图3的测量结果，当可变形移动装置100操作于笔记本模式时，天线结构150可涵盖介于2400MHz至2500MHz 之间的一第一频带(Frequency Band)FB1，以及介于5150MHz至5850MHz之间的一第二频带FB2。天线结构150在第一频带FB1内的辐射效率(Radiation Efficiency)可达约 -3.73dB，而天线结构150在第二频带FB2内的辐射效率可达约-3.77dB，此已可满足一般移动通信装置的实际应用需求。

图4显示根据本实用新型一实施例所述的可变形移动装置100操作于平板模式的示意图。图5显示根据本实用新型一实施例所述的可变形移动装置100操作于平板模式时天线结构150的电压驻波比图。根据图5的测量结果，当可变形移动装置100操作于平板模式时，天线结构150亦可涵盖介于2400MHz至2500MHz之间的第一频带FB1，以及介于 5150MHz至5850MHz之间的第二频带FB2。天线结构150在第一频带FB1内的辐射效率可达约-5.05dB，而天线结构150在第二频带FB2内的辐射效率可达约-4.13dB，此已可满足一般移动通信装置的实际应用需求。

如前所述，天线结构150至少可支持WLAN(Wireless Local Area Network) 2.4GHz/5GHz的双频带宽频操作，且无论可变形移动装置100操作于笔记本模式或平板模式皆然。详细而言，当可变形移动装置100操作于笔记本模式时，天线结构150面向上盖 110和底座120的外侧；而当可变形移动装置100操作于平板模式时，天线结构150面向上盖110和底座120的内侧(或同一侧)。根据实际测量结果，此种天线配置方式有助于降低可变形移动装置100的特定吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)并提升天线结构 150的辐射效率(改善达约20％)。

在一些实施例中，可变形移动装置100的天线结构150的操作原理可如下列所述。第一辐射部160和第二辐射部170之间因耦合间隙GC1的存在而有耦合效应。第一辐射部 160和第二辐射部170可共同激发产生一基频共振模态(Fundamental Resonant Mode)，以形成前述的第一频带FB1。第一辐射部160和第二辐射部170还可共同激发产生一高阶共振模态(Higher-Order Resonant Mode)，以形成前述的第二频带FB2。另外，第二辐射部170尚可单独激发，以增加前述第二频带FB2的带宽(Bandwidth)。

在一些实施例中，可变形移动装置100的元件尺寸可如下列所述。第一辐射部160和第二辐射部170的总长度可小于前述第一频带FB1的中心频率的0.25倍波长(λ/4)。第二辐射部170的长度可大致等于前述第二频带FB2的中心频率的0.25倍波长(λ/4)。第一辐射部160的第一端161和第二辐射部170的第一端171的一间距G1可小于3mm。第一辐射部160的第二端162和第二辐射部170的第二端172之间的耦合间隙GC1的宽度可小于3mm。以上尺寸范围根据多次实验结果而得出，其可最佳化天线结构150的操作频率和阻抗匹配(Impedance Matching)。

大致而言，天线结构150可归类为一耦合式循环天线(Coupling Loop Antenna)，其总长度远小于传统偶极天线(Dipole Antenna)或传统循环天线所需的0.5倍波长(λ/2)。必须注意的是，由于天线结构150无须耦接至可变形移动装置100的系统接地面(System Ground Plane)，故天线结构150具有不易被干扰以及低制造复杂度等优势，其可应用于各种不同环境，例如：具有全金属壳的计算机。另外，天线结构150可在不使用任何平衡转换器(Balun)的情况下仍然保持相对较高的天线稳定度(Antenna Stability)，此有助于进一步降低整体的天线制造成本。

图6显示根据本实用新型另一实施例所述的天线结构650和支撑元件640的俯视图。天线结构650和支撑元件640可套用至图1A、图1B、图1C的可变形移动装置100。图6 和图1C相似。在图6的实施例中，天线结构650设置于支撑元件640上，其中天线结构 650包括一第一辐射部660和一第二辐射部670。第一辐射部660可以大致呈现一直条形。第一辐射部660具有一第一端661和一第二端662，其中一正馈入点FP大致位于第一辐射部660的第一端661，而第一辐射部660的第二端662为一开路端。第二辐射部670可以大致呈现一L字形。第二辐射部670具有一第一端671和一第二端672，其中一负馈入点FN大致位于第二辐射部670的第一端671，而第二辐射部670的第二端672为一开路端。第一辐射部660的第一端661与第二辐射部670的第一端671两者具有一间距G1。第一辐射部660的第二端662和第二辐射部670的第二端672之间形成一耦合间隙GC2。第一辐射部660的长度(亦即，由第一端661至第二端662的长度)小于第二辐射部670 的长度(亦即，由第一端671至第二端672的长度)。例如，第一辐射部660和第二辐射部670的总长度可小于天线结构650的一第一频带FB1的中心频率的0.25倍波长(λ/4)，而第一辐射部660的长度可大致等于天线结构650的一第二频带FB2的中心频率的0.25 倍波长(λ/4)。第一辐射部660和第二辐射部670可以至少部分包围住一非金属区域655。例如，非金属区域155可以大致呈现一矩形，但亦不仅限于此。第二辐射部670还可包括一末端加宽部分675，其位于第二辐射部670的第一端671，以增加天线结构650的带宽。必须理解的是，末端加宽部分675为一选用元件。在其他实施例中，末端加宽部分675亦可由第二辐射部670中移除。图6的天线结构650可视为图1C的天线结构150的一变化实施例，其大致将正馈入点FP和负馈入点FN两者的位置对调，但不影响本实用新型的效果。

本实用新型提供一种新颖的可变形移动装置，相较于传统设计，其至少具有下列优势： (1)可缩小整体天线尺寸；(2)可涵盖宽频操作；(3)可降低特定吸收率；(4)可提升天线辐射效率；以及(5)可减少整体复杂度及制造成本。因此，本实用新型很适合应用于各种各式的可变形移动通信装置当中以改善其通信质量。

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实用新型的限制条件。天线设计者可以根据不同需要调整这些设定值。本实用新型的可变形移动装置及天线结构并不仅限于图1A-图6所图示的状态。本实用新型可以仅包括图1A-图6的任何一个或多个实施例的任何一项或多项特征。换言之，并非所有图示的特征均须同时实施于本实用新型的可变形移动装置及天线结构当中。

在本说明书以及权利要求书中的序数，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。

本实用新型虽以较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本实用新型的范围，任何本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，应当可做些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围应当视所附的权利要求书所界定者为准。