TWI483460B - 通訊裝置及其天線結構 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種通訊裝置及其天線結構，特別係關於一種結合開口槽孔天線與單極天線來分別激發低頻及高頻操作頻帶之通訊裝置及其天線結構。藉由將開口槽孔天線之缺口朝向通訊裝置之接地元件之一短邊邊緣處，本發明之通訊裝置及其天線結構亦可降低使用者手部對於天線之影響。
隨著行動通訊產業的快速發展，行動通訊裝置也越來越輕薄短小；因此，應用於行動通訊裝置上的天線就必須與周邊元件做整合，並要能達成寬頻的頻帶操作。在傳統的天線設計中，天線元件在系統電路板中需要具備有一淨空區間，且該淨空區間並無法再做利用。這限制了整個系統電路板的空間運用配置，且該天線元件亦難以達成縮小化之效果。當行動通訊裝置在實際使用時，天線的配置位置將決定行動裝置受到使用者之手部影響的程度。舉例來說，美國專利第7,768,466 B2號「Multiband folded loop antenna(多頻折疊環圈天線)」即揭示一種佔據三維立體空間之手機天線，其中該手機天線係配置於一接地面之邊緣，且必須佔據整個邊緣來達成寬頻之操作。該手機天線無法與周圍之接地面緊密結合，因此造成裝置內部之空間浪費。另外，該手機天線所在之淨空區間並未能形成輻射元件以激發共振模態，使該手機天線無法涵蓋更多的操作頻帶。當使用者使用包括該手機天線之通訊裝置時，容易因為手部握持的位置不同，而使得手機天線的輻射特性受到影響。
本發明的目的在於提供一種通訊裝置及其天線結構，其具有結合單極天線及其淨空區間所形成的開口槽孔天線。該單極天線以及該開口槽孔天線皆可激發共振模態，使得天線元件可以涵蓋更多的操作頻帶，也使得系統電路板上之淨空區間的利用能更有效率。另外，本發明亦降低了使用者手部對於天線之影響。
本發明提供一種通訊裝置，包括一天線結構，該天線結構包括：一接地元件，位於一介質基板上，其中該接地元件之一邊緣處具有一缺口，該缺口朝向該接地元件之內部延伸，形成一槽孔區間，且該槽孔區間大致沿著該邊緣處之方向延伸，該槽孔區間之寬度大於該缺口位於該邊緣處之長度；以及一天線元件，位於該介質基板上，並包括：一第一輻射部，位於該槽孔區間內，並激發該天線元件之一第一(高頻)操作頻帶內之至少一共振模態；以及一第二輻射部，為一開口槽孔天線，並由該槽孔區間所形成，且激發該天線元件之一第二(低頻)操作頻帶內之共振模態。
另外，本發明提供一種天線結構，包括：一接地元件，位於一介質基板上，其中該接地元件之一邊緣處具有一缺口，該缺口朝向該接地元件之內部延伸，形成一槽孔區間，且該槽孔區間大致沿著該邊緣處之方向延伸，該槽孔區間之寬度大於該缺口位於該邊緣處之長度；以及一天線元件，位於該介質基板上，並包括：一第一輻射部，位於該槽孔區間內，並激發該天線元件之一第一(高頻)操作頻帶內之至少一共振模態；以及一第二輻射部，為一開口槽孔天線，並由該槽孔區間所形成，且激發該天線元件之一第二(低頻)操作頻帶內之共振模態。
在本發明一實施例中，該第一輻射部可以為一單極天線，且其饋入點為該天線元件之饋入點，而該第一輻射部又可作為該第二輻射部之饋入部來激發該開口槽孔天線。另外，該缺口位於該邊緣處的長度小於該槽孔區間之長度的1/4。該槽孔區間與該接地元件之邊緣處之距離小於3 mm。該接地元件之邊緣處具有一金屬部，且該金屬部大致垂直於該接地元件並電性耦接至該接地元件之邊緣處。該金屬部位於介質基板上之高度小於5 mm。本發明之通訊裝置及其天線結構可應用於薄形行動通訊裝置中，且以上所述之天線元件之第一及第二操作頻帶均至少涵蓋一行動通訊頻帶。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
第1圖為係顯示根據本發明第一實施例所述之通訊裝置及其天線結構100之示意圖。於本實施例中，通訊裝置及其天線結構100包括一接地元件10及一天線元件14，其中該接地元件10位於一介質基板11上。該接地元件之一邊緣處101具有一缺口12，該缺口12朝向該接地元件10之內部延伸，形成一槽孔區間13。該槽孔區間13大致沿著該邊緣處101之方向延伸。該槽孔區間13之寬度w並大於該缺口12位於該邊緣處101之長度d。該天線元件14位於該介質基板11上，並包括第一輻射部141及第二輻射部142。該第一輻射部141位於該槽孔區間13內，並激發該天線元件14之一第一(高頻)操作頻帶內之至少一共振模態。該第二輻射部142為一開口槽孔天線，並由該槽孔區間13所形成，且激發該天線元件14之一第二(低頻)操作頻帶內之一共振模態。值得注意的是，該缺口12所在之邊緣處101為該接地元件10之一短邊，且該缺口12係遠離該短邊之二個角落。因此，當使用者手部握住本發明之通訊裝置時，對天線之影響可以大幅降低。
第2圖為係顯示根據本發明第二實施例所述之通訊裝置及其天線結構200之示意圖。第二實施例中的通訊裝置及其天線結構200與第一實施例中的通訊裝置及其天線結構100之主要差異如下所述。第一輻射部241為具有雙支路之單極天線，其中藉由在該單極天線之一支路中加入一電感元件27，可於高頻及低頻各激發一共振模態，以協助增加第一(高頻)操作頻帶及第二(低頻)操作頻帶之頻寬。值得注意的是，該第一輻射部241亦可以包括複數個電感元件27。通訊裝置及其天線結構200可更包括一金屬部26，其中該金屬部26係大致垂直於該接地元件10，並電性耦接至該接地元件10之邊緣處101。通訊裝置及其天線結構200之結構與第一實施例之通訊裝置及其天線結構100相似。在此相似結構下，第二實施例亦可具有與第一實施例相似之功效。
第3圖為係顯示根據本發明第二實施例所述之通訊裝置及其天線結構200之返回損失(Return Loss)圖，其中縱軸代表返回損失(單位：dB)，而橫軸代表頻率(單位：MHz)。在本實施例中，介質基板11之長度約為115 mm，寬度約為60 mm，厚度約為0.8 mm；接地元件10係位於介質基板11上，接地元件10上之缺口12之長度d約為3 mm；由接地元件10與缺口12所形成之開口槽孔區間13，其長度t約為第二(低頻)操作頻帶32之中心頻率(約900 MHz)之0.14倍波長，而開口槽孔區間13之長度t小於該中心頻率之四分之一波長；金屬部26之高度約為3 mm，長度約為50 mm。根據量測結果，本發明之第二實施例在6 dB返回損失的定義下(行動通訊裝置天線設計規範)，第一操作頻帶31可至少涵蓋GSM1800/1900/UMTS之三頻操作(1710MHz~2170MHz)，第二操作頻32可至少涵蓋GSM850/900之兩頻操作(824 MHz~960 MHz)，因此本發明可至少滿足WWAN五頻之操作需求。
第4圖為係顯示根據本發明第三實施例所述之通訊裝置及其天線結構400之示意圖。第三實施例之通訊裝置及其天線結構400的結構基本上與第一實施例之通訊裝置及其天線結構100類似，主要差異處在於第4圖之通訊裝置及其天線結構之第二輻射部442可為一多彎角之形狀，並於接地元件10之一邊緣處101電性耦接一金屬部26。利用調整第一輻射部441之長寬以及缺口42之長度以調整頻率偏移及阻抗大小，第三實施例之通訊裝置及其天線結構400亦可激發與第一實施例之通訊裝置及其天線結構100相似之二個寬頻操作頻帶，並涵蓋WWAN之五頻操作。
第5圖為係顯示根據本發明第四實施例所述之通訊裝置及其天線結構500之示意圖。第四實施例之通訊裝置及其天線結構500的結構基本上與第一實施例之通訊裝置及其天線結構100類似，主要差異處在於通訊裝置及其天線結構500之金屬部56具有一彎折，可增加金屬部56之面積，以調整天線元件54的阻抗匹配。第四實施例之通訊裝置及其天線結構500亦可激發與第一實施例之通訊裝置及其天線結構100相似之二個寬頻操作頻帶，並涵蓋WWAN之五頻操作
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200、400、500．．．通訊裝置及其天線結構
10．．．接地元件
101．．．接地元件之一邊緣處
11．．．介質基板
12、42、52．．．缺口
13、43、53．．．槽孔區間
14、24、44、54．．．天線元件
141、241、441、541．．．第一輻射部
142、242、442、542．．．第二輻射部
15、25、45、55．．．饋入點
26、56．．．金屬部
27．．．電感元件
31．．．第一操作頻帶(高頻)
32．．．第二操作頻帶(低頻)
d．．．缺口之長度
t．．．槽孔區間之長度
w．．．槽孔區間之寬度
h．．．金屬部於接地元件上之高度
第1圖為係顯示根據本發明第一實施例所述之通訊裝置及其天線結構之示意圖；
第2圖為係顯示根據本發明第二實施例所述之通訊裝置及其天線結構之示意圖；
第3圖為係顯示根據本發明第二實施例所述之通訊裝置及其天線結構之返回損失圖；
第4圖為係顯示根據本發明第三實施例所述之通訊裝置及其天線結構之示意圖；
第5圖為係顯示根據本發明第四實施例所述之通訊裝置及其天線結構之示意圖。
10．．．接地元件
100．．．通訊裝置及其天線結構
101．．．接地元件之一邊緣處
11．．．介質基板
12．．．缺口
13．．．槽孔區間
14．．．天線元件
141．．．第一輻射部
142．．．第二輻射部
15．．．饋入點
d．．．缺口之長度
t．．．槽孔區間之長度
w．．．槽孔區間之寬度
Claims (14)
- 一種通訊裝置，包括一天線結構，該天線結構包括：一接地元件，位於一介質基板上，其中該接地元件之一邊緣處具有一缺口，該缺口朝向該接地元件之內部延伸，形成一槽孔區間，且該槽孔區間大致沿著該邊緣處之方向延伸，該槽孔區間之寬度大於該缺口位於該邊緣處之長度；以及一天線元件，位於該介質基板上，並包括：一第一輻射部，位於該槽孔區間內，並激發該天線元件之一第一(高頻)操作頻帶內之至少一共振模態；以及一第二輻射部，為一開口槽孔天線，並由該槽孔區間所形成，且激發該天線元件之一第二(低頻)操作頻帶內之共振模態；其中該第一輻射部係位於該介質基板之一第一表面上，該接地元件係位於該介質基板之一第二表面上，該第一表面係相對於該第二表面，該第一輻射部於該第二表面上具有一投影，而該投影係完全位於該槽孔區間之內部。
- 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該第一輻射部為一單極天線。
- 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該槽孔區間與該接地元件之該邊緣處之距離小於3mm。
- 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該缺口位於該邊緣處之長度小於該槽孔區間之長度的 1/4。
- 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，更包括：一金屬部，大致垂直於該接地元件，並電性耦接至該接地元件之該邊緣處。
- 如申請專利範圍第5項所述之通訊裝置，其中該金屬部位於該接地元件上之高度小於5mm。
- 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該第一輻射部更包括至少一電感元件。
- 一種天線結構，包括：一接地元件，位於一介質基板上，其中該接地元件之一邊緣處具有一缺口，該缺口朝向該接地元件之內部延伸，形成一槽孔區間，且該槽孔區間大致沿著該邊緣處之方向延伸，該槽孔區間之寬度大於該缺口位於該邊緣處之長度；以及一天線元件，位於該介質基板上，並包括：一第一輻射部，位於該槽孔區間內，並激發該天線元件之一第一(高頻)操作頻帶內之至少一共振模態；以及一第二輻射部，為一開口槽孔天線，並由該槽孔區間所形成，且激發該天線元件之一第二(低頻)操作頻帶內之共振模態；其中該第一輻射部係位於該介質基板之一第一表面上，該接地元件係位於該介質基板之一第二表面上，該第一表面係相對於該第二表面，該第一輻射部於該第二表面上具有一投影，而該投影係完全位於該槽孔區間之 內部。
- 如申請專利範圍第8項所述之天線結構，其中該第一輻射部為一單極天線。
- 如申請專利範圍第8項所述之天線結構，其中該槽孔區間與該接地元件之該邊緣處之距離小於3mm。
- 如申請專利範圍第8項所述之天線結構，其中該缺口位於該邊緣處之長度小於該槽孔區間之長度的1/4。
- 如申請專利範圍第8項所述之天線結構，更包括：一金屬部，大致垂直於該接地元件，並電性耦接至該接地元件之該邊緣處。
- 如申請專利範圍第12項所述之天線結構，其中該金屬部位於該接地元件上之高度小於5mm。
- 如申請專利範圍第8項所述之天線結構，其中該第一輻射部更包括至少一電感元件。
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| TWI633708B (zh) * | 2016-08-22 | 2018-08-21 | 宏碁股份有限公司 | 行動電子裝置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2610967B1 (en) | 2018-04-04 |
| TW201328020A (zh) | 2013-07-01 |
| EP2610967A1 (en) | 2013-07-03 |
| US8816924B2 (en) | 2014-08-26 |
| US20130169497A1 (en) | 2013-07-04 |
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