TWI566466B - 天線組件及具有該天線組件之無線通訊裝置 - Google Patents

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Description

天線組件及具有該天線組件之無線通訊裝置
本發明涉及一種天線組件及具有該天線組件之無線通訊裝置。
在無線通訊裝置中，用來發射、接收無線電波以傳遞、交換無線電資料訊號的天線裝置，無疑是無線通訊裝置中最重要的元件之一。近年來各種使用不同工作頻帶的通訊系統及應用的不斷出現，則使得天線的設計朝向涵蓋多個系統頻帶的寬頻天線發展。為了確保無線通訊裝置於使用不同工作頻帶的多種無線通訊系統中均可進行訊號傳輸，該天線裝置必須能夠收發多種不同頻率之訊號。另一方面，寬頻天線一般結構較為複雜，但由於天線模組的外觀亦趨向於輕薄與微型化，使得天線設計除了寬頻之外，亦需同時具備有小型化的特徵。如何在不增加無線通訊裝置體積的前提下使天線具有寬頻的特性，已成為各家天線廠商最大的挑戰。
鑒於以上情況，有必要提供一種頻寬較寬且體積較小的寬頻天線組件。
另，還有必要提供一種具有上述天線組件的無線通訊裝置。
一種天線組件，其包括天線、射頻電路及匹配電路，該匹配電路電性連接於天線及射頻電路之間，該匹配電路包括相互並聯的第 一匹配支路及第二匹配支路，該第一匹配支路用於匹配天線阻抗，以便天線收發涵蓋第一頻段的無線訊號，該第二匹配支路用於匹配天線阻抗，以便天線收發涵蓋第二頻段的無線訊號。
一種無線通訊裝置，其包括載體、設於載體上的天線、射頻電路及匹配電路，該匹配電路電性連接於天線及射頻電路之間，該匹配電路包括相互並聯的第一匹配支路及第二匹配支路，該第一匹配支路用於匹配天線阻抗，以便天線收發涵蓋第一頻段的無線訊號，該第二匹配支路用於匹配天線阻抗，以便天線收發涵蓋第二頻段的無線訊號。
上述的天線組件通過在天線與射頻電路之間設置匹配電路，以匹配天線的阻抗，從而提升天線頻寬並縮小天線的尺寸，達到降低天線製造成本，便於無線通訊裝置的小型化發展的目的。
100‧‧‧天線組件
10‧‧‧載體
12‧‧‧淨空區
20‧‧‧主板
30‧‧‧射頻電路
40‧‧‧天線
42‧‧‧饋入部
44‧‧‧第一輻射部
46‧‧‧第二輻射部
50‧‧‧匹配電路
C‧‧‧共用電容
52‧‧‧第一匹配支路
C1‧‧‧第一電容
L1‧‧‧第一電感
54‧‧‧第二匹配支路
L2‧‧‧第二電感
C2‧‧‧第二電容
L3‧‧‧第三電感
C3‧‧‧第三電容
200‧‧‧無線通訊裝置
圖1係本發明較佳實施方式的天線組件的功能模組圖；圖2係圖1所示的天線組件的天線的平面示意圖；圖3係圖1所示的匹配電路的電路圖。
請參閱圖1，本發明的較佳實施方式提供一種天線組件100，其應用於行動電話等無線通訊裝置200中。
該天線組件100包括載體10及設置於載體10上的主板20、射頻電路30、天線40及匹配電路50。
在本實施例中，該載體10為無線通訊裝置200之電路板，其採用環氧樹脂玻璃纖維(FR4)製成。該載體10的一端設置一淨空區 12，該淨空區12指載體10上無導體存在的區域，用以防止外在環境中電子元件如電池、振動器、喇叭、CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)等對天線40產生幹擾，造成其工作頻率偏移或輻射效率變低。
該主板20和射頻電路30通過載體10上的訊號線(圖未標)連接，該射頻電路30用於調制基帶訊號或解調射頻訊號。該主板20用於將射頻電路30解調後的射頻訊號解碼還原為音頻訊號，或將音頻訊號編碼成基帶訊號後供射頻電路30調制。
該天線40可利用鐵件、柔性線路板(FPC)或利用鐳射直接成型(Laser Direct Structuring，LDS)工藝製作的導體製成，其設置於載體10的淨空區12，並通過載體10上的訊號線依次電性連接於匹配電路50及射頻電路30。在本實施例中，該天線40為雙頻天線，其形狀為T形。該天線40包括一饋入部42、第一輻射部44及第二輻射部46。該饋入部42可通過彈片、共面波導線(coplanar waveguide，CPW)、帶線(strip line)、微帶線(microstrip line)或同軸線纜(coaxial cable)與載體10上的訊號線電性連接，進而從匹配電路50饋入電流訊號。該第一輻射部44與第二輻射部46設置於饋入部42相對的兩側，並分別形成一電流路徑，進而使得該天線40可收發兩種不同頻段的射頻訊號。可以理解，該天線40的形狀也可依據無線通訊裝置所需的具體頻段而設置，例如設置為如圖2中所示的不規則T形、U形或L形。
請參閱圖3，該匹配電路50電性連接於射頻電路30與天線40之間，用於匹配天線40的阻抗。該匹配電路50包括共用電容C以及相互並聯的第一匹配支路52及第二匹配支路54。
該共用電容C與天線40電性連接。該第一匹配支路52包括第一電容C1及第一電感L1，該第一電容C1與第一電感L1並聯於射頻電路30與共用電容C之間。通過設置該第一電容C1與共用電容C的電容值及第一電感L1的電感值，可使得該第一匹配支路52匹配天線40的阻抗，進而使得天線40在收發第一頻段(如LTE700或GSM850/900)的無線訊號時具有較寬的頻寬。
該第二匹配支路54包括第二電感L2、第二電容C2、第三電感L3及第三電容C3。該第二電感L2一端接地，另一端與射頻電路30電性連接。該第二電容C2一端接地，另一端與共用電容C電性連接。 該第三電感L3與第三電容C3串聯於射頻電路30與共用電容C之間，同時串聯於第二電感L2及第二電容C2之間。通過設置該第二電容C2、第三電容C3與共用電容C的電容值及第二電感L2及第三電感L3的電感值，可使得該第二匹配支路54匹配天線40的阻抗，進而使得天線40在收發第二頻段(如DCS/PCS/UMTS2100)的無線訊號時具有較寬的頻寬。
下面進一步說明該天線組件100的工作原理，首先當無線通訊裝置200啟動時，天線40經過匹配電路50及射頻電路30從主板20饋入電流，以收發涵蓋第一頻段及第二頻段的無線訊號。由於該匹配電路50的存在，可以較佳的匹配天線40的阻抗，改善天線的特性，進而有效地提升了該天線40在第一頻段及第二頻段上的頻寬，同時使得該天線40無需復雜的結構及較大的尺寸即具有較寬的頻寬。
本發明的天線組件100通過在天線40與射頻電路30之間設置匹配電路50，以匹配天線40的阻抗，從而提升天線頻寬並縮小天線的 尺寸，達到降低天線製造成本，便於無線通訊裝置200的小型化發展的目的。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
100‧‧‧天線組件
10‧‧‧載體
12‧‧‧淨空區
20‧‧‧主板
30‧‧‧射頻電路
40‧‧‧天線
42‧‧‧饋入部
44‧‧‧第一輻射部
46‧‧‧第二輻射部
50‧‧‧匹配電路
200‧‧‧無線通訊裝置

Claims (10)

  1. 一種天線組件，其包括天線，其改良在於：該天線組件還包括射頻電路及匹配電路，該匹配電路電性連接於天線及射頻電路之間，該匹配電路包括相互並聯的第一匹配支路及第二匹配支路，該第一匹配支路用於匹配天線阻抗，以便天線收發涵蓋第一頻段的無線訊號，該第二匹配支路用於匹配天線阻抗，以便天線收發涵蓋第二頻段的無線訊號，所述第二匹配支路包括第二電感、第二電容、第三電感及第三電容，該第二電感一端接地，另一端與該射頻電路電性連接，該第二電容一端直接接地，另一端與該天線電性連接，該第三電感與該第三電容串聯於該射頻電路與該天線之間，同時串聯於該第二電感及該第二電容之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之天線組件，其中所述匹配電路還包括共用電容，該共用電容與天線電性連接。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之天線組件，其中所述第一匹配支路包括第一電容及第一電感，該第一電容與第一電感並聯於射頻電路與共用電容之間。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之天線組件，其中該第二電容的另一端經該共用電容與該天線電性連接，該第三電感與第三電容串聯於射頻電路與該共用電容之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之天線組件，其中所述天線組件還包括載體，所述載體的一端設置淨空區，該天線設置於淨空區，並通過載體上的訊號線與匹配電路電性連接。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之天線組件，其中所述天線包括饋入部、第一輻射部及第二輻射部，該饋入部通過彈片、共面波導線、帶線、微帶線 或同軸線纜與載體上的訊號線電性連接，該第一輻射部與第二輻射部連接於饋入部上，並分別形成一電流路徑。
  7. 一種無線通訊裝置，其包括載體及設於載體上的天線，其改良在於：該無線通訊裝置還包括射頻電路及匹配電路，該匹配電路電性連接於天線及射頻電路之間，該匹配電路包括相互並聯的第一匹配支路及第二匹配支路，該第一匹配支路用於匹配天線阻抗，以便天線收發涵蓋第一頻段的無線訊號，該第二匹配支路用於匹配天線阻抗，以便天線收發涵蓋第二頻段的無線訊號，所述第二匹配支路包括第二電感、第二電容、第三電感及第三電容，該第二電感一端接地，另一端與該射頻電路電性連接，該第二電容一端直接接地，另一端與該天線電性連接，該第三電感與該第三電容串聯於該射頻電路與該天線之間，同時串聯於該第二電感及該第二電容之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之無線通訊裝置，其中所述匹配電路還包括共用電容，該共用電容與天線電性連接。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之無線通訊裝置，其中所述第一匹配支路包括第一電容及第一電感，該第一電容與第一電感並聯於射頻電路與共用電容之間。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之無線通訊裝置，其中該第二電容另一端經該共用電容與該天線電性連接，該第三電感與該第三電容串聯於射頻電路與該共用電容之間。
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