CN107591619B - 移动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种移动装置，其包括：一接地面、一第一天线、一第二天线、一第一金属部，以及一第二金属部。该第一天线具有一第一馈入点，其中该第一馈入点耦接至一第一信号源。该第二天线具有一第二馈入点，其中该第二馈入点耦接至一第二信号源。该第一金属部具有一连接端和一开路端，其中该第一金属部的该连接端耦接至该接地面，并邻近于该第一馈入点。该第二金属部具有一连接端和一开路端，其中该第二金属部的该连接端耦接至该接地面，并邻近于该第二馈入点。

Description

移动装置

技术领域

本发明涉及一种移动装置，特别是涉及一种可降低天线间的封包相关系数(Envelope Correlation Coefficient，ECC)的移动装置。

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讯的功能。有些涵盖长距离的无线通讯范围，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讯范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth系统使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通讯。

多输入多输出(Multi-Input Multi-Output，MIMO)技术为移动装置中常用的天线设计手段。然而，由于各天线元件的场型相似且彼此距离较近，容易导致天线间的封包相关系数(Envelope Correlation Coefficient，ECC)过高，此降低了移动装置的通讯品质。因此，有必要提出一种全新的解决方案，以克服传统技术所面临的问题。

发明内容

在较佳实施例中，本发明提供一种移动装置，包括：一接地面；一第一天线，具有一第一馈入点，其中该第一馈入点耦接至一第一信号源；一第二天线，具有一第二馈入点，其中该第二馈入点耦接至一第二信号源；一第一金属部，具有一连接端和一开路端，其中该第一金属部的该连接端耦接至该接地面，并邻近于该第一馈入点；以及一第二金属部，具有一连接端和一开路端，其中该第二金属部的该连接端耦接至该接地面，并邻近于该第二馈入点。

在一些实施例中，该第一金属部和该第二金属部用于改变该第一天线和该第二天线的辐射场型，从而降低该第一天线和该第二天线之间的一封包相关系数(EnvelopeCorrelation Coefficient，ECC)。

在一些实施例中，该第一天线和该第二天线皆涵盖同一操作频率，而该操作频率约为751MHz。

在一些实施例中，该第一金属部大致为一L字形，而该第一金属部的长度约等于该操作频率的0.25倍波长。

在一些实施例中，该第二金属部大致为一L字形，而该第二金属部的长度约等于该操作频率的0.25倍波长。

在一些实施例中，该接地面具有互相垂直的一第一边缘和一第二边缘，该第一金属部的该连接端耦接至该第一边缘，该第二金属部的该连接端耦接至该第二边缘，而该第一天线和该第二天线皆邻近于该第一边缘和该第二边缘之间的一角落处。

在一些实施例中，该第一天线和该第二天线皆为单极天线，且皆设置于一介质基板上。

在一些实施例中，该介质基板具有一第一表面、一第二表面，以及一第三表面，其中该第一表面和该第三表面互相平行，而该第二表面垂直于该第一表面和该第三表面，其中该第一天线和该第二天线皆由该第一表面经过该第二表面延伸至该第三表面上。

在一些实施例中，该第一天线包括：一第一辐射部，耦接至该第一馈入点，并具有一蜿蜒结构，以界定出一第一缺口，其中该第一辐射部由该第一表面经过该第二表面延伸至该第三表面上，再由该第三表面经过该第二表面延伸回该第一表面上；一第二辐射部，耦接至该第一辐射部，并位于该第一缺口内，其中该第二辐射部由该第一表面延伸至该第二表面上；以及一第三辐射部，耦接至该第一辐射部，其中该第三辐射部由该第一表面经过该第二表面延伸至该第三表面上。

在一些实施例中，该第二天线包括：一第四辐射部，耦接至该第二馈入点，并具有一蜿蜒结构，以界定出一第二缺口，其中该第四辐射部由该第一表面经过该第二表面延伸至该第三表面上，再由该第三表面经过该第二表面延伸回该第一表面上；以及一第五辐射部，耦接至该第四辐射部，并位于该第二缺口内，其中该第五辐射部由该第一表面延伸至该第二表面上。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的移动装置的俯视图；

图2A为本发明一实施例所述的移动装置的俯视图；

图2B为本发明一实施例所述的移动装置的立体图；

图3A为本发明一实施例所述的移动装置的第一天线的返回损失图；

图3B为本发明一实施例所述的移动装置的第二天线的返回损失图；

图4A为当移动装置不具有第一金属部和第二金属部时第一天线的辐射场型图；

图4B为本发明一实施例所述的移动装置已具有第一金属部和第二金属部时第一天线的辐射场型图；

图5A为当移动装置不具有第一金属部和第二金属部时第二天线的辐射场型图；以及

图5B为本发明一实施例所述的移动装置已具有第一金属部和第二金属部时第二天线的辐射场型图。

符号说明

100、200～移动装置；

110～接地面；

111～第一边缘；

112～第二边缘；

113～角落；

120、220～第一天线；

130、230～第二天线；

140～第一金属部；

141～第一金属部的连接端；

142～第二金属部的开路端；

150～第二金属部；

151～第二金属部的连接端；

152～第二金属部的开路端；

191～第一信号源；

192～第二信号源；

221～第一辐射部；

222～第二辐射部；

223～第三辐射部；

225～第一缺口；

231～第四辐射部；

232～第五辐射部；

235～第二缺口；

260～介质基板；

271～第一寄生部；

272～第二寄生部；

CC1～第一曲线；

CC2～第二曲线；

CC3～第三曲线；

CC4～第四曲线；

E1～第一表面；

E2～第二表面；

E3～第三表面；

FP1～第一馈入点；

FP2～第二馈入点；

L1、L2～长度

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，并配合所附附图，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1为显示根据本发明一实施例所述的移动装置100的俯视图。移动装置100可以是一平板电脑(Tablet Computer)或是一笔记型电脑(Notebook Computer)。如图1所示，移动装置100包括：一接地面110、一第一天线120、一第二天线130、一第一金属部140，以及一第二金属部150。必须理解的是，虽然未显示于图1中，但实际上移动装置100还可包括其他元件，例如：一处理器、一显示器、一触控模块、一供电模块，以及一外壳。

接地面110可为一矩形金属平面。第一天线120具有一第一馈入点FP1，其中第一馈入点FP1耦接至一第一信号源191。第二天线130具有一第二馈入点FP2，其中第二馈入点FP2耦接至一第二信号源192。第一信号源191和第二信号源192皆可为射频收发器(RadioFrequency Transceiver)，用于激发第一天线120和第二天线130。第一天线120和第二天线130的形状和种类于本发明中并不特别作限制。举例而言，第一天线120和第二天线130的任一者可为一单极天线(Monopole Antenna)、一偶极天线(Dipole Antenna)、一补钉天线(Patch Antenna)、一回圈天线(Loop Antenna)、一螺旋天线(Helical Antenna)，或是一芯片天线(Chip Antenna)。

第一金属部140具有一连接端141和一开路端142，其中第一金属部140的连接端141耦接至接地面110，并邻近于第一馈入点FP1。例如，第一金属部140的连接端141和第一馈入点FP1的间距可小于2mm。第二金属部150具有一连接端151和一开路端152，其中第二金属部150的连接端151耦接至接地面110，并邻近于第二馈入点FP2。例如，第二金属部150的连接端151和第二馈入点FP2的间距可小于2mm。第一金属部140和第二金属部150可用于改变第一天线120和第二天线130的辐射场型(Radiation Pattern)，从而降低第一天线120和第二天线130之间的一封包相关系数(Envelope Correlation Coefficient，ECC)。第一金属部140和第二金属部150分别邻近于第一馈入点FP1和第二馈入点FP2而配置，此是因为第一馈入点FP1和第二馈入点FP2处具有较大的馈入电流强度，容易使第一金属部140和第二金属部150分别与第一天线120和第二天线130发生共振。

详细而言，接地面110具有互相垂直的一第一边缘111和一第二边缘112，其中第一金属部140的连接端141耦接至接地面110的第一边缘111，第一金属部140的开路端142大致平行于接地面110的第一边缘111而作延伸，第二金属部150的连接端151耦接至接地面110的第二边缘112，第二金属部150的开路端152大致平行于接地面110的第二边缘112而作延伸，而第一天线120和第二天线130皆邻近于第一边缘111和第二边缘112之间的一角落113处。第一天线120和第二天线130皆可涵盖同一操作频率。例如，前述操作频率可约为751MHz，亦即LTE(Long Term Evolution)Band 3的频带。第一金属部140可以大致为一L字形，其中第一金属部140的长度L1可约等于前述操作频率的0.25倍波长(λ/4)。第二金属部150也可大致为一L字形，其中第二金属部150的长度L2也可约等于前述操作频率的0.25倍波长(λ/4)。此种长度L1、L2的设计有助于使第一金属部140和第二金属部150于前述操作频率发生共振，以吸收接地面110上的表面电流，从而可改变邻近天线的辐射场型及降低天线间的封包相关系数。

图2A为显示根据本发明一实施例所述的移动装置200的俯视图。图2B为显示根据本发明一实施例所述的移动装置200的立体图。请一并参考图2A、图2B。图2A、图2B的移动装置200和图1的移动装置100相似。在图2A、图2B的实施例中，移动装置200还包括一介质基板260，且移动装置200的一第一天线220和一第二天线230具有特定的结构。必须理解的是，前述特定天线结构仅为举例说明，而非用于限制本发明的专利范围。

第一天线220和第二天线230皆为单极天线，且皆设置于介质基板260上。介质基板260可以是一FR4(Flame Retardant 4)基板。详细而言，介质基板260具有一第一表面E1、一第二表面E2，以及一第三表面E3，其中第一表面E1和第三表面E3互相平行，而第二表面E2垂直于第一表面E1和第三表面E3。第一天线220和第二天线230皆为立体结构，且皆由第一表面E1经过第二表面E2延伸至第三表面E3上。

详细而言，第一天线220包括一第一辐射部221、一第二辐射部222，以及一第三辐射部223。若将第一辐射部221展开于一平面上，其大致为一U字形。第一辐射部221耦接至第一馈入点FP1，并具有一蜿蜒结构，以界定出一第一缺口225，其中第一辐射部221由第一表面E1经过第二表面E2延伸至第三表面E3上，再由第三表面E3经过第二表面E2延伸回第一表面E1上。若将第二辐射部222展开于一平面上，其大致为一直条形。第二辐射部222耦接至第一辐射部221，并位于第一缺口225内，其中第二辐射部222由第一表面E1延伸至第二表面E2上。若将第三辐射部223展开于一平面上，其大致为一L字形。第三辐射部223耦接至第一辐射部221，其中第三辐射部223由第一表面E1经过第二表面E2延伸至第三表面E3上。第二天线230包括一第四辐射部231和一第五辐射部232。若将第四辐射部231展开于一平面上，其大致为一U字形。第四辐射部231耦接至第二馈入点FP2，并具有一蜿蜒结构，以界定出一第二缺口235，其中第四辐射部231由第一表面E1经过第二表面E2延伸至第三表面E3上，再由第三表面E3经过第二表面E2延伸回第一表面E1上。若将第五辐射部232展开于一平面上，其大致为一直条形。第五辐射部232耦接至第四辐射部231，并位于第二缺口235内，其中第五辐射部232由第一表面E1延伸至第二表面E2上。第一辐射部221和第四辐射部231大致沿着介质基板260的一中心线呈现镜像对称。第五辐射部232的长度略短于第二辐射部222的长度。

在一些实施例中，第一天线220还包括一第一寄生部271。第一寄生部271大致为一直条形。第一寄生部271位于第一表面E1上，并与第一辐射部221、第二辐射部222，以及第三辐射部223皆完全分离。第一寄生部271具有一连接端和一开路端，其中第一寄生部271的连接端耦接至接地面110。第一寄生部271为一选用(Optional)元件，其用于调整第一天线220的高频阻抗匹配(Impedance Matching)。在一些实施例中，第二天线230还包括一第二寄生部272。第二寄生部272大致为一直条形。第二寄生部272位于第一表面E1上，并与第四辐射部231和第五辐射部232完全分离。第二寄生部272具有一连接端和一开路端，其中第二寄生部272的连接端耦接至接地面110。第二寄生部272为一选用元件，其用于调整第二天线230的高频阻抗匹配。

在一些实施例中，移动装置200的元件尺寸可如下列所述。接地面110的长度约为210mm，宽度约为130mm。第一金属部140的长度约为89mm。第二金属部150的长度约为91mm。介质基板260的长度约为27mm，宽度约为24mm。

图3A为显示根据本发明一实施例所述的移动装置200的第一天线220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)。在图3A的实施例中，一第一曲线CC1表示移动装置200不具有第一金属部140和第二金属部150时第一天线220的操作特性，而一第二曲线CC2表示移动装置200已具有第一金属部140和第二金属部150时第一天线220的操作特性。根据图3A的量测结果可知，第一天线220为一宽频天线并可涵盖751MHz的操作频率，而第一金属部140和第二金属部150的加入对第一天线220的特性影响并不明显。

图3B为显示根据本发明一实施例所述的移动装置200的第二天线230的返回损失图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表返回损失(dB)。在图3B的实施例中，一第三曲线CC3表示移动装置200不具有第一金属部140和第二金属部150时第二天线230的操作特性，而一第四曲线CC4表示移动装置200已具有第一金属部140和第二金属部150时第二天线230的操作特性。根据图3B的量测结果可知，第二天线230为一宽频天线并可涵盖751MHz的操作频率，而第一金属部140和第二金属部150的加入对第二天线230的特性影响并不明显。

图4A为显示当移动装置200不具有第一金属部140和第二金属部150时第一天线220的辐射场型(Radiation Pattern)图。图4B为显示根据本发明一实施例所述的移动装置200已具有第一金属部140和第二金属部150时第一天线220的辐射场型图。前述辐射场型图皆于操作频率751MHz下进行量测。比较图4B和图4A的量测结果可知，若将第一金属部140和第二金属部150加入移动装置200中，其将可改变第一天线220的场型分布、主波束(MainBeam)方向，以及零点(Null)位置，使之与原本的辐射场型不同。

图5A为显示当移动装置200不具有第一金属部140和第二金属部150时第二天线230的辐射场型图。图5B为显示根据本发明一实施例所述的移动装置200已具有第一金属部140和第二金属部150时第二天线230的辐射场型图。前述辐射场型图皆于操作频率751MHz下进行量测。比较图5B和图5A的量测结果可知，若将第一金属部140和第二金属部150加入移动装置200中，其将可改变第二天线230的场型分布、主波束方向，以及零点位置，使之与原本的辐射场型不同。

如图4B、图5B所示，在加入第一金属部140和第二金属部150之后，第一天线220的辐射场型现已明显异于第二天线230的辐射场型，此可增加二支天线的分集增益(Diversity Gain)。根据实际量测结果，第一金属部140和第二金属部150的加入将使第一天线220和第二天线230之间的一封包相关系数(Envelope Correlation Coefficient，ECC)由原先的0.9大幅降低至仅0.5。以上封包相关系数已可符合现今多输入多输出(Multi-Input Multi-Output，MIMO)天线技术的实际应用需求。

本发明提出一种新颖的多输入多输出天线解决方案，与传统技术相比，其至少具有下列优点：(1)可有效降低天线间的封包相关系数；(2)结构简单及成本低；以及(3)可套用至不同天线系统当中。因此，本发明很适合应用于各种小型化的移动通讯装置。

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元件并不仅限于图1-图5B所图示的状态。本发明可以仅包括图1-图5B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元件当中。

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。

虽然以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉此技术者，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以所附的权利要求所界定的为准。

Claims (8)

1.一种移动装置，包括：

接地面；

第一天线，具有第一馈入点，其中该第一馈入点耦接至一第一信号源；

第二天线，具有第二馈入点，其中该第二馈入点耦接至一第二信号源；

第一金属部，具有连接端和开路端，其中该第一金属部的该连接端耦接至该接地面，并邻近于该第一馈入点；以及

第二金属部，具有连接端和开路端，其中该第二金属部的该连接端耦接至该接地面，并邻近于该第二馈入点，

其中该第一天线和该第二天线皆为单极天线，且皆设置于一介质基板上，

其中该介质基板具有第一表面、第二表面，以及第三表面，其中该第一表面和该第三表面互相平行，而该第二表面垂直于该第一表面和该第三表面，其中该第一天线和该第二天线皆由该第一表面经过该第二表面延伸至该第三表面上，

其中该第一天线包括：

第一辐射部，耦接至该第一馈入点，并具有一蜿蜒结构，以界定出一第一缺口，其中该第一辐射部由该第一表面经过该第二表面延伸至该第三表面上，再由该第三表面经过该第二表面延伸回该第一表面上；以及

第二辐射部，耦接至该第一辐射部，并位于该第一缺口内，其中该第二辐射部由该第一表面延伸至该第二表面上。

2.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一金属部和该第二金属部用于改变该第一天线和该第二天线的辐射场型，从而降低该第一天线和该第二天线之间的一封包相关系数(Envelope Correlation Coefficient，ECC)。

3.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一天线和该第二天线皆涵盖同一操作频率，而该操作频率约为751MHz。

4.如权利要求3所述的移动装置，其中该第一金属部大致为一L字形，而该第一金属部的长度约等于该操作频率的0.25倍波长。

5.如权利要求3所述的移动装置，其中该第二金属部大致为一L字形，而该第二金属部的长度约等于该操作频率的0.25倍波长。

6.如权利要求1所述的移动装置，其中该接地面具有互相垂直的一第一边缘和一第二边缘，该第一金属部的该连接端耦接至该第一边缘，该第二金属部的该连接端耦接至该第二边缘，而该第一天线和该第二天线皆邻近于该第一边缘和该第二边缘之间的一角落处。

7.如权利要求1所述的移动装置，其中该第一天线还包括：

第三辐射部，耦接至该第一辐射部，其中该第三辐射部由该第一表面经过该第二表面延伸至该第三表面上。

8.如权利要求1所述的移动装置，其中该第二天线包括：

第四辐射部，耦接至该第二馈入点，并具有一蜿蜒结构，以界定出一第二缺口，其中该第四辐射部由该第一表面经过该第二表面延伸至该第三表面上，再由该第三表面经过该第二表面延伸回该第一表面上；以及

第五辐射部，耦接至该第四辐射部，并位于该第二缺口内，其中该第五辐射部由该第一表面延伸至该第二表面上。

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