專利名稱:移動通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種移動通信裝置,特別涉及一種能夠改變輻射場型的移動通信裝置。主要通過將設(shè)置于移動通信裝置主電路板的接地面延伸而出到主電路板的外部,而達到改變輻射場型的目的。
背景技術(shù):
移動通信裝置,例如GSM移動電話、CDMA移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)、手持式計算機(HPC)等相關(guān)產(chǎn)品,均是通過發(fā)出輻射而能實現(xiàn)通信的功能。評估移動通信裝置的效能表現(xiàn)時,輻射效率(Radiation efficiency)是所要評估的最重要特性。通常輻射信號所能傳送的等效距離愈短,則輻射效率愈低。
水平傳輸平面被視為是評估輻射距離的重要參考。通過觀察在水平傳輸平面的輻射場型(Radiation Pattern)的分布,即可用以決定在水平傳輸面上每個方位角之間的相對輻射距離。例如,具有全向性(Omni-directional)輻射場型的移動通信裝置,其在水平傳輸面上的每個方位角具有相同的輻射距離;而具有方向性(directional)輻射場型的移動通信裝置,其在水平傳輸面上方向性較強的方位角具有較長的輻射距離。
圖1A及圖1B分別顯示具有外露式天線的直板型(bar-type)移動電話1、和折疊型(folded-type)移動電話2。移動電話1和2均包括一前蓋(前殼)11、一后蓋(后殼)12、一主電路板13,其上配置有基頻(base band,BB)模塊及射頻(radio frequency,RF)模塊(或模擬信號模塊)、一外露式天線15、以及一連接元件14設(shè)置于主電路板13上用以連接外露式天線15。圖1C及圖1D分別顯示具有嵌入式(或隱藏式)天線的直板型(bar-type)移動電話3、和折疊型(folded-type)移動電話4。移動電話3和4,除了連接至連接元件14的嵌入式天線25與圖1A、圖1B所示的不同之外,其它元件或模塊均分別與圖1A、圖1B圖所示的相同。圖2為顯示設(shè)置于圖1A至圖1D任一移動電話內(nèi)的一主電路板13的示意圖。圖2中,RF模塊與BB模塊及連接元件14設(shè)置于主電路板13上,131表示一接地面(ground plane)。
圖3顯示主電路板13的接地面上主電流的流向示意圖。因為連接元件14設(shè)置于主電路板13的角落且非??拷黂F模塊和BB模塊,故流過所述模塊區(qū)塊的接地面的主電流50將會等效地朝向主電路板13的角落。因此,當(dāng)移動電話運作時,主電流50的流向?qū)⒉粫叫杏谔炀€15的延伸方向,會在天線的水平傳輸面上造成不對稱輻射場型分布,導(dǎo)致產(chǎn)生方向性輻射場型。
另一方面,以GSM移動裝置為例,基于小尺寸的考慮,GSM移動電話最常使用單極天線(monopole antenna)或是PIFA(Planar Inverted“F”Antenna)來讓天線操作在1/4波長的長度。使用單極天線或是PIFA來發(fā)射信號,必須有接地面(ground plane)來利用鏡像原理(image theorem),使得在水平傳輸面上能等效達成半波長雙極天線(half-wave length dipole)的功效、及獲得全向性輻射場型。一般移動電話的長度約在70~110mm之間,其長度相近于設(shè)置在其主電路板上的接地面的長度。對移動電話GSM900或GSM850系統(tǒng)的操作頻率900MHz或850MHz而言,其對應(yīng)的1/4波長則為80~90mm很接近接地面的長度,故當(dāng)在操作頻帶900MHz或850MHz上使用單極天線或PIFA時,可在水平傳輸面上得到全向性輻射場型。然而,當(dāng)前述移動電話操作在頻帶1800MHz或1900MHz時(DCS1800或PCS1900),則會在水平傳輸面上產(chǎn)生明顯的指向性輻射場型。對GSM移動電話而言,操作在1800MHz或1900MHz頻帶所需的1/4波長是小于45mm。亦即,GSM移動電話的接地面約略是1800MHz或1900MHz操作頻率所需的1/4波長的兩倍。如此一來,由所述移動電話所產(chǎn)生的輻射場型,在水平傳輸面上約略有90度的區(qū)域范圍內(nèi)會有極弱的電場強度(intensityof electric field)。在此情況下,輻射場型也會變成在水平傳輸面上有方向性,而導(dǎo)致在特定角度上產(chǎn)生接近于零電場(null electric field)而使移動電話斷話(drop-call)的機率升高。
有鑒于此,有必要提出一種移動通信裝置,使其在水平傳輸面上盡可能地具有全向性輻射場型,以避免移動通信裝置的斷話。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種能夠改變輻射場型的移動通信裝置。所述移動通信裝置增設(shè)有一調(diào)整裝置,所述調(diào)整裝置耦接至移動通信裝置中的接地面、或與上述接地面等電位的屏蔽裝置,以作為移動通信裝置的延伸接地面,藉以改變移動通信裝置的輻射場型。
為達成上述目的,本發(fā)明提出的移動通信裝置包括一主電路板至少具有一接地面;以及一調(diào)整裝置具有至少一個導(dǎo)電構(gòu)件電性耦接前述接地面,用以改變前述移動通信裝置的輻射特性。
所述導(dǎo)電構(gòu)件為金屬片。所述金屬片的長度等于所述移動通信裝置的操作波長的1/4。所述金屬片具有至少一第一金屬部分與一第二金屬部分連接在一起,所述第一及第二金屬部分的總長度等于所述移動通信裝置的操作波長的1/4。
所述移動通信裝置還包括一外殼,其中所述金屬片形成于所述外殼的一表面上。所述金屬片是使用印刷或涂布一金屬層于所述外殼表面上而形成。
所述金屬片直接地連接至所述接地面、或通過連接元件而間接地連接至所述接地面。
所述移動通信裝置還包括一外殼,以及一天線設(shè)置于所述外殼的內(nèi)部或外部。
所述導(dǎo)電構(gòu)件的電位等于所述接地面的電位。
耦接至所述接地面的所述導(dǎo)電構(gòu)件為一開回路。
為達成上述目的,本發(fā)明提出的另一移動通信裝置包括一主電路板至少具有一接地面與一或多個與所述接地面等電位的電位單元;以及一調(diào)整裝置具有至少一個導(dǎo)電構(gòu)件電性耦接至少所述電位單元其中之一,用以改變前述移動通信裝置的輻射特性。
所述導(dǎo)電構(gòu)件的形狀呈現(xiàn)開回路狀,且耦接至所述接地面。
所述電位單元為一用以屏蔽電磁波的屏蔽導(dǎo)體。
本發(fā)明的移動通信裝置能夠改變輻射場型,使其在水平傳輸面上盡可能地具有全向性輻射場型,以避免移動通信裝置的斷話。
圖1A及圖1B分別顯示具有外露式天線的直板型移動電話、和折疊型移動電話;圖1C及圖1D分別顯示具有嵌入式(或隱藏式)天線的直板型移動電話、和折疊型移動電話;圖2為顯示設(shè)置于圖1A至圖1D,當(dāng)打開后蓋時,任一移動電話內(nèi)的一主電路板的示意圖;圖3顯示主電路板上的主電流的流向示意圖;圖4A~圖4C、圖5~圖8、圖9A、圖9B、圖10A及圖10B分別顯示依據(jù)本發(fā)明的移動電話的實施例示意圖;圖11為繪制兩曲線,顯示移動電話操作在1747MHz時,在水平傳輸面的等效全向輻射功率(EIRP)分布;圖12為繪制兩曲線,顯示移動電話操作在1785MHz時,在水平傳輸面之等效全向輻射功率(EIRP)分布;圖13顯示金屬片的連接部的較佳設(shè)置示意圖;圖14A、14B是顯示使用外露式天線的傳統(tǒng)移動電話,當(dāng)其操作頻率為1747MHz時的三維輻射場型;圖15A與15B是顯示使用外露式天線的應(yīng)用本發(fā)明的移動電話,當(dāng)其操作頻率為1747MHz時的三維輻射場型。
主要元件符號說明1、2、3、4、300~移動電話11、31~前蓋12、32~后蓋 13、33~主電路板14、34~連接元件 15、25、35~天線50~電流流向 131、331、332~接地面38~金屬片 39~導(dǎo)電元件333~連接裝置381~連接部434~屏蔽元件500~SIM卡插槽區(qū)具體實施方式
為說明簡潔起見,以下以移動電話為例來說明本發(fā)明的實施,本發(fā)明的應(yīng)用并非僅限定于移動電話。任何包括至少一天線用以發(fā)出輻射的無線裝置,均應(yīng)為本發(fā)明所涵蓋。
圖4A顯示依據(jù)本發(fā)明的移動電話的示意圖。移動電話300包括一前蓋(前殼)31、一后蓋(后殼)32、一嵌入式天線或外露式天線(均未顯示于圖4A中)連接至一連接元件34。移動電話300還包括一RF(radio frequency)模塊(或模擬信號模塊)與一BB(base band)模塊。移動電話300還包括一主電路板33具有至少一接地面331。接地面331作為移動電話300的參考接地(reference ground)。接地面331可設(shè)置于主電路板33上較接近于后蓋32的一表面上,如圖4B所示。亦或接地面331可設(shè)置于主電路板33的內(nèi)層中,并耦接至形成于主電路板33上的其它接地面332,如圖4C所示;其中接地面331和接地面332通過設(shè)置于主電路板33上的連接裝置333而電性耦接在一起。RF模塊、BB模塊、及連接元件34(都未顯示于圖4B、圖4C中),均設(shè)置于主電路板33上。在此,移動電話300還包括一調(diào)整裝置具有至少一導(dǎo)電構(gòu)件38,電性耦接接地面331,用以改變移動電話300的輻射場型。
在某些實施例中,導(dǎo)電構(gòu)件38耦接移動電話300的接地面331,使得導(dǎo)電構(gòu)件38的電位實質(zhì)上等于接地面331的電位,以作為由主電路板33延展出的延伸接地。因此,主電路板33上流通的主電流可通過導(dǎo)電構(gòu)件38的設(shè)置而被調(diào)整,以在水平傳輸面上提供全向性輻射場型,而避免移動電話斷接(drop-call)。
本發(fā)明中,導(dǎo)電構(gòu)件38的形狀無須特別的限定。在某些實施例中,導(dǎo)電構(gòu)件38可以單純配置、或折疊設(shè)置于由前蓋31和后蓋32所形成的腔室中。
在某些實施例中,導(dǎo)電構(gòu)件38為具有長度L的金屬片(metal sheet);亦或是由至少由第一金屬部分與第二金屬部分互相連接而構(gòu)成,如圖4A所示,其總長度為L1+L2。要注意的是,導(dǎo)電構(gòu)件38的長度或尺寸與移動電話的操作波長相關(guān)連。通常,操作頻帶愈高則導(dǎo)電構(gòu)件38的長度愈短。金屬片(導(dǎo)電構(gòu)件38)的較佳長度可等于移動電話操作頻率的1/4。亦即,若移動電話運作的操作頻帶中,會使移動電話在水平傳輸面上的傳輸強度衰減(intensity drop)的話,則導(dǎo)電構(gòu)件38的長度(如圖4A中的L1+L2)最好采用約略等于所述操作頻率的1/4,以調(diào)整輻射的場型并減少傳輸衰減的范圍。
圖4C中,兩個接地面331和332設(shè)置于主電路板33中,并且通過連接裝置333而連接在一起。因此,接地面331和332具有相同的電位。在此例中,金屬片38并非直接連接至接地面331,而是通過連接部381而連接到接地面332,故金屬片38與接地面331和332具有相同的電位。
圖5顯示本發(fā)明使用調(diào)整裝置(金屬片)的移動電話中的電流流向(或電流分布)的示意圖。圖5中,金屬片38連接至接地面331或屏蔽元件(圖5中未顯示),使金屬片38得以作為移動電話的延伸接地面。當(dāng)移動電話及其天線35動作時,電流50幾乎平行于天線35的延伸方向而分布。因為電流50幾乎垂直于移動電話的水平傳輸面,故達成在水平傳輸面上能等效達成半波長雙極(half-wave length dipole)的功效、及獲得全向性輻射場型。
圖6中,金屬片38為長度L的矩形金屬片,其可被組裝(mounted)在后蓋32的一表面(內(nèi)面)上。在組裝后蓋32后,金屬片38將會通過若干導(dǎo)電元件39而連接至接地面332,所述連接部元件可使用如導(dǎo)電海綿的彈性物質(zhì),以增進組裝的可靠性。
也有移動電話還包括至少一個屏蔽元件434,其可能是一金屬盒,用以屏蔽電磁波。屏蔽元件434主要是通過直接連接設(shè)置于主電路板33上的任一接地面、或與該接地面331等電位的路徑或元件,而具有與接地面331相等的電位,如圖7所示。
圖7中的屏蔽元件434假設(shè)具有和接地面331相等的電位。通過直接連接屏蔽元件434,使折疊好的金屬片38(總長度L1+L2)通過連接部381以電性耦接屏蔽元件434而具有與接地面331相等的電位。
圖8中,金屬片38為長度L的矩形金屬片,可組裝在后蓋32上。經(jīng)組裝后蓋32之后,金屬片38通過導(dǎo)電元件39而連接到屏蔽元件434。所述導(dǎo)電元件39通??墒褂美鐚?dǎo)電海綿的彈性物質(zhì),以增進組裝的可靠度。
圖9A中,兩個接地面331和332設(shè)置于主電路板33上,且通過連接裝置333而連接在一起。金屬片38為長度L的矩形金屬片,是印刷或涂布導(dǎo)電性物質(zhì)于后蓋32的內(nèi)面上而形成。經(jīng)組裝后蓋32之后,金屬片38通過導(dǎo)電元件39而連接接地面332。矩形金屬片38可能會覆蓋主電路板33上的SIM卡插槽區(qū)500。為了避免金屬片38與SIM卡插槽區(qū)500發(fā)生短路,金屬片38也可以兩個金屬部分組成,例如組合成“L”型金屬片,如圖9B所示。
圖10A中,金屬片38的結(jié)構(gòu)特性與圖9A所示的結(jié)構(gòu)特性相同。經(jīng)組裝后蓋32之后,金屬片38通過導(dǎo)電元件39而連接到屏蔽元件434。為了避免金屬片38與SIM卡插槽區(qū)500發(fā)生短路,金屬片38也可以兩個以上金屬部分組成,例如組合成“L”型金屬片,如圖10B所示。
圖11所繪制的曲線61和62,是顯示移動電話在水平傳輸面的等效全向輻射功率(Effective Isotropic Radiated Power;EIRP)分布。曲線62顯示傳統(tǒng)DCS 1800MHz操作頻帶的移動電話,當(dāng)其操作頻率接近1747MHz時的EIRP分布。由曲線62明顯可知在角度270~360度間,EIRP急劇衰減至低于10dBm。本發(fā)明的移動電話還包括有一調(diào)整裝置設(shè)置于其中,例如一長度約略為42.9mm的金屬片,耦接至移動電話中主電路板上的任一接地面或屏蔽遮裝置,其中金屬片的長度42.9mm約略等于頻率1747MHz所對應(yīng)波長的1/4。曲線61顯示應(yīng)用本發(fā)明的DCS 1800MHz操作頻帶的移動電話,當(dāng)其操作頻率接近1747MHz時的EIRP分布。由曲線61明顯可知在角度270~360度間,EIRP并不會急劇衰減,而且可被改善成為高于15dBm。
圖12所繪制的曲線71和72,是顯示移動電話在水平傳輸面的等效全向輻射功率(Effective Isotropic Radiated Power;EIRP)分布。曲線72顯示傳統(tǒng)DCS 1800MHz操作頻帶的移動電話,當(dāng)其操作頻率接近1785MHz時的EIRP分布。由曲線72明顯可知在角度285~360度間,EIRP急劇衰減至低于10dBm。應(yīng)用本發(fā)明的另一移動電話還包括有一調(diào)整裝置設(shè)置于其中,例如一長度約略為41.9mm的金屬片,耦接至移動電話中主電路板上的任一接地面或屏蔽遮裝置,其中金屬片的長度41.9mm約略等于頻率1785MHz所對應(yīng)波長的1/4。曲線71顯示應(yīng)用本發(fā)明的DCS 1800MHz操作頻帶的移動電話,當(dāng)其操作頻率接近1785MHz時的EIRP分布。由曲線71明顯可知在角度285~360度間,EIRP并不會急劇衰減,而且可被改善成為高于15dBm。
由圖11及圖12明顯可知,使用調(diào)整裝置(例如金屬片)的移動電話,可以改變其輻射場型并使輻射場型變成近于全向性,因此增進了通信的效能表現(xiàn)。
圖14A與14B是顯示使用外露式天線的傳統(tǒng)移動電話,當(dāng)其操作頻率為1747MHz時的三維輻射場型。圖中,X-Y平面表示傳統(tǒng)移動電話的水平傳輸面,方向+Z實質(zhì)上為外露式天線的延伸方向。參照圖14A清楚可知,輻射功率并非集中X-Y平面,大部分的功率系沿Z方向分布。參照圖14B,圖中可發(fā)現(xiàn)一約90度的角區(qū)(標(biāo)示為DA),此區(qū)的EIRP分布低于10dBm,是對應(yīng)于圖11中的曲線62。
圖15A與15B是顯示使用外露式天線的應(yīng)用本發(fā)明的移動電話,當(dāng)其操作頻率為1747MHz時的三維輻射場型。參照圖15A,相對于圖14A清楚可知,應(yīng)用本發(fā)明的移動電話其輻射功率主要系集中于X-Y平面,僅有少部分的功率系沿Z方向分布。參照圖15B,在圖中并未發(fā)現(xiàn)如圖14B中,EIRP分布低于10dBm的角區(qū)DA。
圖13顯示本發(fā)明的另一實施方式,其調(diào)整裝置(例如金屬片38)具有一連接部分381。當(dāng)金屬片38耦接至屏蔽元件434或接地面(于第13圖中均未圖示)時,最好與連接元件34,設(shè)置在位于前蓋31的相同一側(cè)。除此之外,金屬片38以開回路的形態(tài)而耦接至接地面或屏蔽元件,亦即使金屬片38與接地面(或屏蔽元件)將不會構(gòu)成一封閉回路。
以上
具體實施例方式
僅用于說明本發(fā)明,而非用于限定本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種移動通信裝置,其特征在于包括一主電路板至少具有一接地面;以及一調(diào)整裝置具有至少一導(dǎo)電構(gòu)件電性耦接至所述接地面,用以改變所述移動通信裝置的輻射特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動通信裝置,其特征在于所述導(dǎo)電構(gòu)件為金屬片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動通信裝置,其特征在于所述金屬片的長度等于所述移動通信裝置的操作波長的1/4。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動通信裝置,其特征在于所述金屬片具有至少一第一金屬部分與一第二金屬部分連接在一起,所述第一及第二金屬部分的總長度等于所述移動通信裝置的操作波長的1/4。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動通信裝置,其特征在于還包括一外殼,其中所述金屬片形成于所述外殼的一表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的移動通信裝置,其特征在于所述金屬片是使用印刷或涂布一金屬層于所述外殼表面上而形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的移動通信裝置,其特征在于所述金屬片直接地連接至所述接地面、或通過連接元件而間接地連接至所述接地面。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動通信裝置,其特征在于所述金屬片直接地連接至所述接地面、或通過連接元件而間接地連接至所述接地面。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動通信裝置,其特征在于還包括一外殼,以及一天線設(shè)置于所述外殼的內(nèi)部或外部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動通信裝置,其特征在于所述導(dǎo)電構(gòu)件的電位等于所述接地面的電位。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動通信裝置,其特征在于耦接至所述接地面的所述導(dǎo)電構(gòu)件為一開回路。
12.一種移動通信裝置,其特征在于包括一主電路板至少具有一接地面與一或多個電位單元,其中該電位單元的電位等于所述接地面的電位;以及一調(diào)整裝置具有至少一導(dǎo)電構(gòu)件電性耦接至所述電位單元中至少其中之一,用以改變該移動通信裝置的輻射特性。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的移動通信裝置,其特征在于所述導(dǎo)電構(gòu)件為一金屬片。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的移動通信裝置,其特征在于所述金屬片的長度實質(zhì)上等于所述移動通信裝置的操作波長的1/4。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的移動通信裝置,其特征在于所述金屬片具有至少一第一金屬部分與一第二金屬部分連接在一起,所述第一及第二金屬部分的總長度實質(zhì)上等于所述移動通信裝置的操作波長的1/4。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的移動通信裝置,其特征在于還包括一外殼,其中所述金屬片形成于所述外殼的一表面上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的移動通信裝置,其特征在于所述金屬片是使用印刷或涂布一金屬層于所述外殼表面上而形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的移動通信裝置,其特征在于所述金屬片直接地連接至所述電位單元、或通過連接元件而間接地連接至所述電位單元。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的移動通信裝置,其特征在于所述金屬片直接地連接至所述電位單元、或通過連接元件而間接地連接至所述電位單元。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的移動通信裝置,其特征在于還包括一外殼,以及一天線設(shè)置于所述外殼的內(nèi)部或外部。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的移動通信裝置,其特征在于所述導(dǎo)電構(gòu)件的電位等于所述電位單元的電位。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的移動通信裝置,其特征在于所述導(dǎo)電構(gòu)件的形狀呈現(xiàn)開回路狀,且耦接至所述接地面。
23.根據(jù)權(quán)利要求12所述的移動通信裝置,其特征在于所述電位單元為一用以屏蔽電磁波的屏蔽導(dǎo)體。
全文摘要
本發(fā)明提出一種能夠改變輻射場型的移動通信裝置。所述移動通信裝置增設(shè)有一調(diào)整裝置,所述調(diào)整裝置耦接至移動通信裝置中的接地面、或與上述接地面等電位的屏蔽裝置,以作為移動通信裝置的延伸接地面,藉以改變移動通信裝置的輻射場型。
文檔編號H05K7/02GK1812277SQ20061000279
公開日2006年8月2日 申請日期2006年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月28日
發(fā)明者方士庭 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司