CN103731176B

CN103731176B - 通信装置

Info

Publication number: CN103731176B
Application number: CN201210387097.7A
Authority: CN
Inventors: 翁金辂; 陈淑娟
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2032-10-12
Also published as: CN103731176A

Abstract

本发明公开一种通信装置，包括一接地元件及一天线元件。天线元件包括一第一辐射部、一第二辐射部，以及一控制电路。第一辐射部的一端为天线元件的一馈入端，第一辐射部的另一端为一开口端。第二辐射部包括至少一第一部分及一第二部分。第二辐射部的一端为耦接至接地元件的一短路端，第二辐射部的另一端为一开口端。第二辐射部的长度大于第一辐射部的长度，且第二辐射部围绕第一辐射部的开口端而延伸。控制电路耦接于第二辐射部的第一部分及第二部分之间。控制电路提供至少二不同阻抗值，使得天线元件操作于多重频带。

Description

通信装置

技术领域

本发明涉及一种通信装置，尤其涉及一种具有可调式天线元件的移动通信装置。

背景技术

随着无线通信的蓬勃发展，各式各样的无线通信技术与产品不断的推陈出新，其中又以移动通信装置为最热门的通信产品。在移动通信装置诉求轻薄短小且多功能化的同时，可容纳天线的空间相对越来越缩减。如何在移动通信装置的有限的天线设计空间中，发挥最有效的利用是一个很重要的课题。

因此，有必要提出一种可调式通信装置，其中天线元件可以在尺寸不变的情况下操作在不同的通信频带，以解决移动通信装置空间日益不足的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种通信装置及其可调式天线元件。该天线元件包括一控制电路，其可以提供至少二不同阻抗值。在该天线元件尺寸不变的情况下，藉由调整该控制电路，使得该天线元件的共振模态可以涵盖不同通信频带。本发明的可调式天线元件可涵盖多重频带，例如：WWAN/LTE频带。

在较佳实施例中，本发明提供一种通信装置，包括：一接地元件；以及一天线元件，包括：一第一辐射部，其中该第一辐射部的一端耦接至一信号源，而该第一辐射部的另一端为一开口端；一第二辐射部，包括至少一第一部分及一第二部分，其中该第二辐射部的一端为耦接至该接地元件的一短路端，该第二辐射部的另一端为一开口端，该第二辐射部的长度大于该第一辐射部的长度，而该第二辐射部围绕该第一辐射部的该开口端而延伸；以及一控制电路，耦接于该第二辐射部的该第一部分及该第二部分之间，其中该控制电路提供至少二不同阻抗值，使得该天线元件操作于多重频带。

于本发明中，该控制电路位于该第二辐射部之中，更详细地说，大致位于该第二辐射部的一高阶共振模态的一表面电流零点处(SurfaceCurrentNull)。如此可以在不影响高阶共振模态的情况下，改变该第二辐射部的最低共振模态的频率，以涵盖不同频率区间。在一实施例中，该控制电路包括至少一电容元件，该电容元件可以提供至少二不同电容值。例如，该电容元件可以是一可变电容元件。在另一实施例中，该控制电路还包括一电感元件，其中该电感元件和该电容元件串联耦接。在一实施例中，该控制电路包括并联的多条支路，所述多条支路包括至少一电容元件及至少一电感元件。例如，一第一支路包括该电容元件，一第二支路包括该电感元件，一第三支路为一短路支路。该控制电路选择性地耦接该第二辐射部的该第一部分经由所述多条支路之一者至该第二辐射部的该第二部分。

在前述实施例中，该控制电路提供至少二不同阻抗值，以控制该第二辐射部的最低共振模态，使得该天线元件的最低共振模态可以涵盖不同频率区间。该阻抗值的变化(包含电容值的变化或电感值的变化)，可以导致该第二辐射部上的表面电流产生相位变化，使得该第二辐射部可以在不同频率产生共振，从而激发不同共振模态来涵盖多重频率区间。

该天线元件可操作于至少一第一频带及一第二频带，其中该第一频带的频率低于该第二频带的频率。该第一频带由该控制电路所控制，使得该第一频带可以涵盖不同频率区间。在较佳实施例中，该第一频带可以涵盖约介于700MHz至960MHz的一频率区间，而该第二频带可以涵盖约介于1710MHz至2690MHz的一频率区间。

附图说明

图1为显示根据本发明第一实施例所述的通信装置的示意图；

图2为显示根据本发明第一实施例所述的通信装置的返回损失图；

图3为显示根据本发明第二实施例所述的通信装置的示意图；

图4为显示根据本发明第三实施例所述的通信装置的示意图；

图5为显示根据本发明第四实施例所述的通信装置的示意图；

图6为显示根据本发明第五实施例所述的通信装置的示意图。

上述附图中的附图标记说明如下：

100、300、400、500、600～通信装置；

10～接地元件；11、31、51～天线元件；

12～第一辐射部；121～天线元件的馈入端；

122～第一辐射部的开口端；

13、33、53～第二辐射部；

131、331、531～第二辐射部的短路端；

1310、3310、5310～第二辐射部的第一部分；

132、332、532～第二辐射部的开口端；

1320、3320、5320～第二辐射部的第二部分；

14、34、44、54、64～控制电路；

141、341、441、541、641～电容元件；

142、342、442、642～电感元件；

15～信号源；21～第一频带；

211～第一频率区间；212～第二频率区间；

213～第三频率区间；22～第二频带；

3330～第二辐射部的第三部分；

601、602、603～控制电路的支路；

6431、6432、6433～切换器

具体实施方式

为让本发明的上述目的、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。

图1为显示根据本发明第一实施例所述的通信装置100的示意图。通信装置100可以是一手机、一平板电脑，或是一笔记型电脑。如图1所示，通信装置100包括一接地元件10及一天线元件11。天线元件11包括一第一辐射部12、一第二辐射部13，以及一控制电路14。第一辐射部12的一端为耦接至一信号源15的一馈入端121，而第一辐射部12的另一端为一开口端122。第二辐射部13包括一第一部分1310及一第二部分1320。第二辐射部13的一端为耦接至接地元件10的一短路端131，第二辐射部13的另一端为一开口端132。第二辐射部13的长度大于第一辐射部12的长度，且第二辐射部13围绕第一辐射部的开口端122而延伸。控制电路14耦接于第二辐射部13的第一部分1310及第二部分1320之间。控制电路14可以提供至少二不同阻抗值，使得天线元件11操作于多重频带。控制电路14大致位于第二辐射部13的一高阶共振模态的一表面电流零点处。在一些实施例中，控制电路14包括至少一电容元件141，其可以提供至少二不同电容值。电容元件141可以是一可变电容器。在一些实施例中，控制电路14还包括至少一电感元件142，其中电容元件141和电感元件142串联耦接，以有效地缩短第二辐射部13的共振长度。电感元件142可以是一芯片电感器。值得注意的是，通信装置100还可包括其他必要元件，例如：一处理器、一触控面板、一电池，以及一外壳(未显示)。

图2为显示根据本发明第一实施例所述的通信装置100的返回损失(ReturnLoss)图。在一些实施例中，通信装置100的元件尺寸和参数如下列所述。接地元件10的长度约为103mm，宽度约为60mm。天线元件11的长度约为35mm，宽度约为7mm，高度约为3mm(天线元件11的体积仅约为0.74cm3)。第一辐射部12的长度约为32mm。第二辐射部13的长度约为60mm。电感元件142的电感值为10nH。电容元件141为一可变电容器，其提供至少二不同电容值，例如：一第一电容值约为3pF，一第二电容值约为5pF，而一第三电容值约为22pF。在图2中的多条返回损失曲线对应于不同电容值。如图2所示，天线元件11操作于一第一频带21及一第二频带22。第一频带21的频率低于第二频带22的频率。第一频带21由控制电路14所控制，使得第一频带21涵盖一第一频率区间211、一第二频率区间212，以及一第三频率区间213。第一频率区间211对应于该第一电容值，并大致涵盖GSM900频带。第二频率区间212对应于该第二电容值，并大致涵盖GSM850频带。第三频率区间213对应于该第三电容值，并大致涵盖LTE700频带。换言之，藉由在电容元件141所提供的三个不同电容值之间进行切换，天线元件11的第一频带21可以涵盖约介于700MHz至960MHz的不同频率区间或不同移动通信频带。另外，天线元件11的第二频带22主要由第一辐射部12的一共振模态及第二辐射部13的一高阶共振模态所形成，并可以涵盖约介于1710MHz至2690MHz的一频率区间，或涵盖GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500(约介于1710MHz至2690MHz)的五频操作。

图3为显示根据本发明第二实施例所述的通信装置300的示意图。在第二实施例中，通信装置300的控制电路34包括一电容元件341及一电感元件342，而第二辐射部33包括一第一部分3310、一第二部分3320，以及一第三部分3330。电容元件341及电感元件342经由第二辐射部33的第三部分3330串联耦接。另外，控制电路34耦接于第二辐射部33的第一部分3310及第二部分3320之间。第二实施例的通信装置300的其余特征皆与第一实施例相同，因此这些实施例均可具有相似的操作效果。

图4为显示根据本发明第三实施例所述的通信装置400的示意图。在第三实施例中，通信装置400的控制电路44包括一电感元件442及一电容元件441。和第一实施例相比，电容元件441与电感元件442的位置对调。第三实施例的通信装置400的其余特征皆与第一实施例相同，因此这些实施例均可具有相似的操作效果。

图5为显示根据本发明第四实施例所述的通信装置500的示意图。在第四实施例中，通信装置500的控制电路54仅包括一电容元件541。控制电路54不包括任何电感元件。和第一实施例相比，通信装置500使用较长的第二辐射部53以产生相似的一低频频带。第四实施例的通信装置500的其余特征皆与第一实施例相同，因此这些实施例均可具有相似的操作效果。

图6为显示根据本发明第五实施例所述的通信装置600的示意图。在第五实施例中，通信装置600的控制电路64包括并联的多条支路601、602、603。支路601包括至少一电容元件641和一切换器6431。支路602包括一切换器6433。支路603包括至少一电感元件642和一切换器6432。藉由控制切换器6431、6432、6433，控制电路64选择性地耦接第二辐射部13的第一部分1310经由所述多条支路601、602、603之一者至第二辐射部13的第二部分1320。当切换器6431导通，且切换器6432、6433不导通时，第二辐射部13的第一部分1310经由电容元件641耦接至第二辐射部13的第二部分1320。当切换器6432导通，且切换器6431、6433不导通时，第二辐射部13的第一部分1310经由电感元件642耦接至第二辐射部13的第二部分1320。当切换器6433导通，且切换器6431、6432不导通时，第二辐射部13的第一部分1310直接耦接至第二辐射部13的第二部分1320。如上所述，控制电路64可以提供至少三个不同阻抗值。第五实施例的通信装置600的其余特征皆与第一实施例相同，因此这些实施例均可具有相似的操作效果。

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揭示如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种通信装置，包括：

一接地元件；以及

一天线元件，包括：

一第一辐射部，其中该第一辐射部的一端耦接至一信号源，而该第一辐射部的另一端为一开口端；

一第二辐射部，包括至少一第一部分及一第二部分，其中该第二辐射部的一端为耦接至该接地元件的一短路端，该第二辐射部的另一端为一开口端，该第二辐射部的长度大于该第一辐射部的长度，而该第二辐射部围绕该第一辐射部的该开口端而延伸；以及

一控制电路，耦接于该第二辐射部的该第一部分及该第二部分之间，其中该控制电路提供至少二不同阻抗值，使得该天线元件操作于多重频带；

其中该控制电路大致位于该第二辐射部的一高阶共振模态的一表面电流零点处。

2.如权利要求1所述的通信装置，其中该控制电路包括至少一电容元件，该电容元件提供至少二不同电容值。

3.如权利要求2所述的通信装置，其中该控制电路还包括一电感元件，该电感元件与该电容元件串联耦接。

4.如权利要求3所述的通信装置，其中该第二辐射部还包括一第三部分，且该电容元件及该电感元件经由该第二辐射部的该第三部分串联耦接。

5.如权利要求2所述的通信装置，其中该电容元件为一可变电容器。

6.如权利要求1所述的通信装置，其中该控制电路包括并联的多条支路，所述多条支路包括至少一电容元件及至少一电感元件，其中该控制电路选择性地耦接该第二辐射部的该第一部分经由所述多条支路之一者至该第二辐射部的该第二部分。

7.如权利要求1所述的通信装置，其中该天线元件操作于至少一第一频带及一第二频带，而该第一频带的频率低于该第二频带的频率，且其中该第一频带由该控制电路所控制，使得该第一频带涵盖不同频率区间。

8.如权利要求7所述的通信装置，其中该第一频带涵盖介于700MHz至960MHz的一频率区间。

9.如权利要求7所述的通信装置，其中该第二频带涵盖介于1710MHz至2690MHz的一频率区间。