TWI626796B - 天線結構 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種天線結構，包括饋入部，所述饋入部用以饋入電流訊號；高頻輻射部，所述高頻輻射部與所述饋入部電連接；低頻輻射部，所述低頻輻射部與所述高頻輻射部電連接；延伸部，所述延伸部與所述饋入部及所述高頻輻射部電連接；以及切換單元，所述切換單元與所述延伸部電連接，用以控制所述延伸部處於開路狀態或短路狀態。

Description

天線結構

本發明涉及一種具有較寬低頻頻段之天線結構。

隨著4G時代之來臨，行動通訊網路之傳送速率變之更快速，然亦面臨無線通訊裝置所需要支援之頻段要增加之更多，尤其於低頻部分更是需要涵蓋至700-900MHz。另外，目前無線通訊裝置之尺寸大多走向螢幕最大化，尺寸輕薄化。為節省成本，通常均希望可使用同一天線來支援所有之頻段。因此，如何利用同一天線來支援所有之頻段系天線設計面臨之一項重要課題。

有鑑於此，有必要提供一種具有較寬低頻頻段之天線結構。

一種天線結構，包括：饋入部，所述饋入部用以饋入電流訊號；高頻輻射部，所述高頻輻射部與所述饋入部電連接；低頻輻射部，所述低頻輻射部與所述高頻輻射部電連接；延伸部，所述延伸部與所述饋入部及所述高頻輻射部電連接；以及切換單元，所述切換單元與所述延伸部電連接，用以控制所述延伸部處於開路狀態或短路狀態。

上述天線結構設置有所述延伸部及所述切換單元。如此藉由控制所述切換單元之切換，可控制所述延伸部處於短路狀態或開路狀態，進而使得所述天線結構工作於相應之低頻頻段，即703-803MHz頻段及880-960MHz頻段。另外，所述天線結構還可工作於1710-2170MHz頻段。即所述天線結構可應用於GSM、WCDMA I/II/V/VIII以及LTE Band1/3/8/28頻段之操作。

100‧‧‧天線結構

11‧‧‧接地部

13‧‧‧饋入部

15‧‧‧高頻諧振部

151‧‧‧第一諧振段

153‧‧‧第二諧振段

155‧‧‧第三諧振段

157‧‧‧第四諧振段

159‧‧‧第五諧振段

16‧‧‧高頻輻射部

161‧‧‧第一輻射段

163‧‧‧第二輻射段

165‧‧‧第三輻射段

17‧‧‧低頻輻射部

171‧‧‧第一共振段

172‧‧‧第二共振段

173‧‧‧第三共振段

174‧‧‧第四共振段

175‧‧‧第五共振段

176‧‧‧第六共振段

177‧‧‧第七共振段

178‧‧‧第八共振段

179‧‧‧第九共振段

18‧‧‧延伸部

181‧‧‧第一延伸段

182‧‧‧第二延伸段

183‧‧‧第三延伸段

184‧‧‧第四延伸段

185‧‧‧第五延伸段

186‧‧‧第六延伸段

19‧‧‧切換單元

191‧‧‧切換開關

D1‧‧‧動觸點

D2‧‧‧第一靜觸點

D3‧‧‧第二靜觸點

193‧‧‧短路電路

195‧‧‧開路電路

圖1為本發明較佳實施例之天線結構之示意圖。

圖2為圖1所示天線結構中延伸部與切換單元之電路圖。

圖3為圖1所示天線結構之散射參數曲線圖。

圖4為圖1所示天線結構之輻射效率曲線圖。

下面將結合本發明實施例中之附圖，對本發明實施例中之技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述之實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部之實施例。基於本發明中之實施例，所屬領域具有通常知識者於沒有做出創造性勞動前提下所獲得之所有其他實施例，均屬於本發明保護之範圍。

需要說明之是，當一個元件被稱為“電連接”另一個元件，它可直接於另一個元件上或者亦可存在居中之元件。當一個元件被認為是“電連接”另一個元件，它可是接觸連接，例如，可是導線連接之方式，亦可是非接觸式連接，例如，可是非接觸式耦合之方式。

除非另有定義，本文所使用之所有之技術與科學術語與屬於所屬領域具有通常知識者通常理解之含義相同。本文中於本發明之說明書中所使用之術語僅是為描述具體之實施例之目不是旨在於限制本發明。本文所使用之術語“及/或”包括一個或多個相關之所列項目的任意之與所有之組合。

下面結合附圖，對本發明之一些實施方式作詳細說明。於不衝突之情況下，下述之實施例及實施例中之特徵可相互組合。

請參閱圖1，本發明較佳實施方式提供一種天線結構100，其可設置於行動電話、個人數位助理(personal digital assistant，PDA)等無線通訊裝置(圖未示)內，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線訊號。

該天線結構100可由金屬片材或柔性印刷線路板(flexible printed circuit，FPC)製成。該天線結構100可藉由膠水等方式黏附於所述無線通訊裝置之塑膠殼體上。該天線結構100包括接地部11、饋入部13、高頻諧振部15、高頻輻射部16、低頻輻射部17以及延伸部18。所述接地部11、饋入部13、高頻諧振部15、高頻輻射部16、低頻輻射部17以及延伸部18均呈片體狀且完全設置於同一平面內，即共面設置。

於本實施例中，該接地部11大致呈直條狀，其可與裝設於所述無線通訊裝置內之電路板(圖未示)上之接地點(圖未示)電連接，以為所述天線結構100提供接地。

所述饋入部13大致呈直條狀。於本實施例中，所述饋入部13與所述接地部11相對且相互平行設置，進而於兩者之間形成第一間隙G1。所述饋入部13可與所述無線通訊裝置內之電路板上之訊號饋入點(圖未示) 電性連接，以為所述天線結構100提供訊號饋入作用。

於本實施例中，所述高頻諧振部15與所述接地部11電連接，包括第一諧振段151、第二諧振段153、第三諧振段155、第四諧振段157以及第五諧振段159。該第一諧振段151大致呈直條狀，其垂直連接至所述接地部11之一端，並沿遠離所述饋入部13之方向延伸。所述第二諧振段153為一直條狀片體，其垂直連接至所述第一諧振段151遠離所述接地部11之端部，並沿平行且遠離該接地部11之方向延伸，以與所述第一諧振段153構成大致呈L形之結構。所述第三諧振段155大致呈直條狀，其垂直連接至所述第二諧振段153遠離第一諧振段151之端部，並沿平行所述第一諧振段151且遠離所述接地部11之方向延伸。即所述第一諧振段151與所述第三諧振段155分別垂直設置於所述第二諧振段153之兩端，且分別沿平行且相反之方向延伸。

所述第四諧振段157大致呈直條狀，其垂直連接至所述第三諧振段155遠離第二諧振段153之一端，並沿平行所述第二諧振段153且遠離所述接地部11之方向延伸。所述第五諧振段159大致呈L形，其與所述第二諧振段153設置於所述第三諧振段155之同一側。具體所述第五諧振段159之一端垂直連接至所述第三諧振段155與所述第四諧振段157之連接處，並沿平行所述第二諧振段153且背離所述第四諧振段157之方向延伸一段距離後，彎折一直角，以沿平行所述第一諧振段151且遠離所述接地部11之方向延伸。

所述高頻輻射部16與所述饋入部13電連接，且與所述高頻諧振部15間隔設置，進而於兩者之間形成一第二間隙G2。於本實施例中， 所述第二間隙G2與第一間隙G1相連通。所述第二間隙G2之寬度大致為0.5mm。所述高頻輻射部16包括依次電連接之第一輻射段161、第二輻射段163及第三輻射段165。

所述第一輻射段161為矩形片體，其垂直連接至所述饋入部13靠近所述第一諧振段151之一端，並沿平行所述第一諧振段151且靠近所述接地部11之方向延伸。所述第二輻射段163大致呈直條狀，其垂直連接至所述第一輻射段161遠離所述饋入部13之一端，並沿平行所述第二諧振段153且遠離所述饋入部13之方向延伸。所述第三輻射段165為直條狀片體，其垂直連接至所述第二輻射段163遠離所述第一輻射段161之一端，並沿平行所述第一諧振段151且遠離所述饋入部13之方向延伸。即所述第一輻射段161與所述第三輻射段165分別垂直設置於所述第二輻射段163之兩端，且分別沿平行且相反之方向延伸。

該低頻輻射部17為一具有曲折形狀之片體，其電連接至所述高頻輻射部16。所述低頻輻射部17包括依次電連接之第一共振段171、第二共振段172、第三共振段173、第四共振段174、第五共振段175、第六共振段176、第七共振段177、第八共振段178以及第九共振段179。所述第一共振段171大致呈直條狀，其垂直連接至所述第三輻射段165之中部位置，並沿平行所述接地部11且遠離所述高頻諧振部15之方向延伸。

所述第二共振段173大致呈直條狀，其垂直連接至所述第一共振段171遠離第三輻射段165之一端，並沿平行所述第三輻射段165且靠近所述饋入部13之方向延伸，直至越過所述饋入部13。所述第三共振段174大致呈U型，其垂直連接至所述第二共振段173遠離所述第一共振段 171之端部，並沿平行且靠近所述饋入部13之方向延伸，接著彎折一直角，以沿平行所述第二共振段173且遠離所述饋入部13之方向延伸，最後再彎折一直角，以沿平行所述第一共振段171且遠離所述饋入部13之方向延伸。

所述第四共振段175為一直條狀片體，其垂直連接至所述第三共振段174遠離所述第二共振段173之端部，並沿平行所述第三輻射段165且遠離所述饋入部13之方向延伸。所述第五共振段175大致呈弓型，其電連接至所述第四共振段175遠離第三共振段174之端部。

所述第六共振段176為一直條狀片體，其電連接至所述第五共振段175遠離所述第四共振段175之端部，並沿平行所述第三輻射段165且遠離所述饋入部13之方向延伸。所述第七共振段177大致呈拱形，其一端電連接至所述第六共振段176遠離所述第五共振段175之一端。

所述第八共振段178為一直條狀片體，其電連接至所述第七共振段177遠離所述第六共振段176之端部，並沿平行所述第三輻射段165且遠離所述饋入部13之方向延伸。所述第九共振段179大致呈弧形，其垂直連接至所述第八共振段178遠離所述第七共振段177之端部。於本實施例中，所述第二共振段172、第四共振段174、第六共振段176以及第八共振段178基本上位於同一直線上。所述第一共振段171、第三共振段173、第五共振段175、第七共振段177以及第九共振段179共同位於所述第二共振段172、第四共振段174、第六共振段176以及第八共振段178靠近所述饋入部13之同一側。

可理解，於其他實施例中，所述低頻輻射部17之結構不局限 於上述所述，其具體結構還可根據用於承載該天線結構100之載體(例如塑膠殼體)上之元件進行相應調整。

所述延伸部18電連接至所述饋入部13及高頻輻射部16。所述延伸部18整體設置於所述饋入部13遠離所述接地部11之一側。所述延伸部18呈曲折狀，包括依次電連接之第一延伸段181、第二延伸段182、第三延伸段183、第四延伸段184、第五延伸段185以及第六延伸段186。所述第一延伸段181為直條狀片體，其垂直連接至所述饋入部13與所述第一輻射段161之連接處，並沿平行所述第一諧振段151且遠離所述接地部11及饋入部13之方向延伸。於本實施例中，所述第一延伸段181與所述第一輻射段161分別位於所述饋入部13鄰近所述第一諧振段151之端部，且分別沿相反之方向延伸。所述第一延伸段181之寬度大於所述第一輻射段161之寬度。

於本實施例中，所述第二延伸段182之寬度小於所述第一延伸段181之寬度。所述第二延伸段182電連接至所述第一延伸段181遠離所述饋入部13之端部，並繼續沿平行所述第一諧振段151且遠離所述接地部11及饋入部13之方向延伸。

所述第三延伸段183為直條狀片體，其垂直連接至所述第二延伸段182遠離所述第一延伸段181之端部，並沿平行所述饋入部13且遠離所述低頻輻射部17之方向延伸。即，所述第一延伸段181與所述第三延伸段183均位於所述第二延伸段182之同一側。

所述第四延伸段184大致呈直條狀，其垂直連接至所述第三延伸段183遠離所述第二延伸段182之端部，並沿平行所述第二延伸段182 且遠離所述接地部11及饋入部13之方向延伸。

所述第五延伸段185大致呈直條狀，其垂直連接至所述第四延伸段184遠離所述第三延伸段183之端部，並沿平行該饋入部13且遠離所述低頻輻射部17之方向延伸。所述第六延伸段186大致呈矩形片狀，其垂直電連接至所述第五延伸段185遠離所述第四延伸段184之端部，並沿平行所述第四延伸段184且遠離所述饋入部13之方向延伸。

請一併參閱圖2，所述天線結構100還包括切換單元19。所述切換單元19包括切換開關191、短路電路193以及開路電路195。於本實施例中，所述切換開關191為一單刀雙擲開關，其包括動觸點D1、第一靜觸點D2以及第二靜觸點D3。所述動觸點D1電連接至所述延伸部18。所述第一靜觸點D2藉由所述短路電路193接地。所述第二靜觸點D3電連接至所述開路電路195。如此，藉由控制所述切換開關191之切換，以將所述延伸部18切換至電連接所述短路電路193或所述開路電路195，進而控制所述天線結構100工作於相應之工作頻段。例如，當所述切換開關191切換至所述短路電路193時，所述延伸部18處於短路狀態，即藉由所述短路電路193接地，進而使得所述天線結構100工作於第一工作頻段。當所述切換開關191切換至所述開路電路195時，所述延伸部18處於開路狀態，即所述延伸部18不接地，進而使得所述天線結構100工作於第二工作頻段。於本實施例中，所述第一工作頻段為880-960MHz。所述第二工作頻段為703-803MHz。

請一併參閱圖3，為本發明所述天線結構100之S參數(散射參數)曲線圖。其中曲線S31為所述天線結構100工作於第一工作頻段時 之S11值。曲線S32為所述天線結構100工作於第二工作頻段時之S11值。

請一併參閱圖4，為所述天線結構100之輻射效率曲線圖。其中曲線S41為所述天線結構100工作於第一工作頻段時之輻射效率。曲線S42為所述天線結構100工作於第二工作頻段時之輻射效率。顯然，當所述天線結構100工作於703-803MHz頻段或880-960MHz頻段時，其工作頻率均可滿足天線工作設計要求，且具有較佳之輻射效率。

可理解，於其他實施例中，可藉由調節所述接地部11與饋入部13之間之間隙，即第一間隙G1之寬度，來調整所述天線結構100於高頻段之操作頻寬。

可理解，於其他實施例中，可藉由調節所述高頻諧振部15與高頻輻射部16之間之間隙，即第二間隙G2之寬度，來激發出相應工作頻段之阻抗頻寬，例如DCS/PCS/WCDMA頻段，即1710-2170MHz頻段。

顯然，本發明之天線結構100設置有所述延伸部18及所述切換單元19。如此藉由控制所述切換單元19之切換，可控制所述延伸部18處於短路狀態或開路狀態，進而使得所述天線結構100工作於相應之低頻頻段，即703-803MHz頻段及880-960MHz頻段。另外，所述天線結構100還可工作於1710-2170MHz頻段。即所述天線結構100可應用於GSM、WCDMA I/II/V/VIII以及LTE Band1/3/8/28頻段之操作。

以上所述，僅為本發明的較佳實施例，並非是對本發明作任何形式上的限定。另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其它變化，當然，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。

Claims (9)

1. 一種天線結構，其改良在於：該天線結構包括：饋入部，所述饋入部用以饋入電流訊號；高頻輻射部，所述高頻輻射部與所述饋入部電連接；低頻輻射部，所述低頻輻射部與所述高頻輻射部電連接；延伸部，所述延伸部與所述饋入部及所述高頻輻射部電連接；切換單元，所述切換單元與所述延伸部電連接，用以控制所述延伸部處於開路狀態或短路狀態；接地部，所述接地部與所述饋入部相對且相互平行設置；以及高頻諧振部，所述高頻諧振部包括第一諧振段、第二諧振段、第三諧振段、第四諧振段以及第五諧振段，所述第一諧振段垂直連接至所述接地部之一端，並沿遠離所述饋入部之方向延伸，所述第二諧振段垂直連接至所述第一諧振段遠離所述接地部之端部，並沿平行且遠離所述接地部之方向延伸，所述第三諧振段垂直連接至所述第二諧振段遠離所述第一諧振段之端部，並沿平行所述第一諧振段且遠離所述接地部之方向延伸，所述第四諧振段垂直連接至所述第三諧振段遠離所述第二諧振段之一端，並沿平行所述第二諧振段且遠離所述接地部之方向延伸，所述第五諧振段之一端垂直連接至所述第三諧振段與所述第四諧振段之連接處，並沿平行所述第二諧振段且背離所述第四諧振段之方向延伸一段距離後，彎折一直角，以沿平行所述第一諧振段且遠離所述接地部之方向延伸。
2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述饋入部、高頻輻射部、低頻輻射部以及延伸部共面設置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述切換單元包括切換開關、短路電路以及開路電路，所述切換開關包括動觸點、第一靜觸點以及第二靜觸點，所述動觸點電連接至所述延伸部，所述第一靜觸點藉由所述短路電路接地，所述第二靜觸點電連接至所述開路電路，藉由控制所述切換開關之切換，以將所述延伸部切換至所述短路電路或所述開路電路，進而控制所述延伸部處於所述短路狀態或所述開路狀態。
4. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述接地部與所述饋入部之間形成第一間隙，藉由調節所述第一間隙之寬度，來調整所述天線結構於高頻段之操作頻寬。
5. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構，其中所述高頻諧振部與所述高頻輻射部之間形成第二間隙，所述第二間隙與所述第一間隙相連通，藉由調節所述第二間隙之寬度，來激發出相應工作頻段之阻抗頻寬。
6. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述高頻輻射部包括依次連接之第一輻射段、第二輻射段及第三輻射段，所述第一輻射段垂直連接至所述饋入部靠近所述第一諧振段之一端，並沿平行所述第一諧振段且靠近所述接地部之方向延伸，所述第二輻射段垂直連接至所述第一輻射段遠離所述饋入部之一端，並沿平行所述第二諧振段且遠離所述饋入部之方向延伸，所述第三輻射段垂直連接至所述第二輻射段遠離所述第一 輻射段之一端，並沿平行所述第一諧振段且遠離所述饋入部之方向延伸。
7. 如申請專利範圍第6項所述之天線結構，其中所述低頻輻射部包括依次電連接之第一共振段、第二共振段、第三共振段、第四共振段、第五共振段、第六共振段、第七共振段、第八共振段以及第九共振段，所述第一共振段垂直連接至所述第三輻射段之中部位置，並沿平行所述接地部且遠離所述高頻諧振部之方向延伸，所述第二共振段垂直連接至所述第一共振段遠離第三輻射段之一端，並沿平行所述第三輻射段且靠近所述饋入部之方向延伸，直至越過所述饋入部，所述第三共振垂直連接至所述第二共振段遠離所述第一共振段之端部，並沿平行且靠近所述饋入部之方向延伸，接著彎折一直角，以沿平行所述第二共振段且遠離所述饋入部之方向延伸，最後再彎折一直角，以沿平行所述第一共振段且遠離所述饋入部之方向延伸，所述第四共振段垂直連接至所述第三共振段遠離所述第二共振段之端部，並沿平行所述第三輻射段且遠離所述饋入部之方向延伸，所述第五共振段電連接至所述第四共振段遠離第三共振段之端部，所述第六共振段電連接至所述第五共振段遠離所述第四共振段之端部，並沿平行所述第三輻射段且遠離所述饋入部之方向延伸，所述第七共振段電連接至所述第六共振段遠離所述第五共振段之一端，所述第八共振段電連接至所述第七共振段遠離所述第六共振段之端部，並沿平行所述第三輻射段且遠離所述饋入部之方向延伸，所述第九共振段垂直連接至所述第八共振段遠離所述第七共振段之端部。
8. 如申請專利範圍第7項所述之天線結構，其中所述第一共振段呈直條狀，所述第二共振段呈直條狀，所述第三共振段呈U型，所述第四共振段為一直條狀片體，所述第五共振段呈弓型，所述第六共振段為一直條狀片體，所述第七共振段呈拱形，所述第八共振段為一直條狀片體，所述第九共振段呈弧形，所述第二共振段、第四共振段、第六共振段以及第八共振段位於同一直線上，所述第一共振段、第三共振段、第五共振段、第七共振段以及第九共振段共同位於所述第二共振段、第四共振段、第六共振段以及第八共振段靠近所述饋入部之同一側。
9. 如申請專利範圍第6項所述之天線結構，其中所述延伸部包括依次電連接之第一延伸段、第二延伸段、第三延伸段、第四延伸段、第五延伸段以及第六延伸段，所述第一延伸段垂直連接至所述饋入部與所述第一輻射段之連接處，並沿平行所述第一諧振段且遠離所述接地部及饋入部之方向延伸，所述第二延伸段電連接至所述第一延伸段遠離所述饋入部之端部，並繼續沿平行所述第一諧振段且遠離所述接地部及饋入部之方向延伸，所述第三延伸段垂直連接至所述第二延伸段遠離所述第一延伸段之端部，並沿平行所述饋入部且遠離所述低頻輻射部之方向延伸，所述第四延伸段垂直連接至所述第三延伸段遠離所述第二延伸段之端部，並沿平行所述第二延伸段且遠離所述接地部及饋入部之方向延伸，所述第五延伸段垂直連接至所述第四延伸段遠離所述第三延伸段之端部，並沿平行該饋入部且遠離所述低頻輻射部之方向延伸，所述第六延伸段垂直連接至所述第五延伸段遠離所 述第四延伸段之端部，並沿平行所述第四延伸段且遠離所述饋入部之方向延伸。