TWI758973B - Antenna structure and electronc device with same - Google Patents
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Abstract
Description
本發明涉及一種天線結構及具有該天線結構之電子設備。 The present invention relates to an antenna structure and an electronic device having the antenna structure.
隨著無線通訊技術之進步，行動電話、個人數位助理等電子裝置不斷朝向功能多樣化、輕薄化、以及資料傳輸更快、更有效率等趨勢發展。然而其相對可容納天線之空間亦就越來越小，且隨著無線通訊技術之不斷發展，天線之頻寬需求不斷增加。因此，如何於有限之空間內設計出具有較寬頻寬之天線，是天線設計面臨之一項重要課題。 With the advancement of wireless communication technology, electronic devices such as mobile phones and personal digital assistants are constantly developing towards the trend of diversification of functions, thinner and lighter, and faster and more efficient data transmission. However, the space that can accommodate the antenna is getting smaller and smaller, and with the continuous development of wireless communication technology, the bandwidth requirement of the antenna is increasing. Therefore, how to design an antenna with a wider bandwidth in a limited space is an important issue faced by the antenna design.
有鑑於此，有必要提供一種天線結構及具有該天線結構之電子設備，以解決上述問題。 In view of this, it is necessary to provide an antenna structure and an electronic device having the antenna structure to solve the above problems.
一種電子設備之天線結構，包括邊框、第一饋入部及第二饋入部，所述邊框至少部分由金屬材料製成，所述邊框上至少開設有第一縫隙及第二縫隙，所述第一縫隙與所述第二縫隙共同自所述邊框上劃分出第一輻射部及第二輻射部，所述第一饋入部電連接至所述第一輻射部，且電連接至一第一饋電點，以為所述第一輻射部饋入電流訊號，所述第二饋入部電連接至所述第二輻射部，且電連接至一第二饋電點，以為所述第二輻射部饋入電流訊號，當所述第一饋入部及所述第二饋入部分別饋入電流時，所述第一輻射部與所述第二輻射部產 生至少一個相同之輻射頻段，其中，所述至少一個相同之輻射頻段為LTE-A中及高頻頻段。 An antenna structure of an electronic device includes a frame, a first feeding portion and a second feeding portion, the frame is at least partially made of a metal material, at least a first slot and a second slot are opened on the frame, and the first The slot and the second slot together define a first radiating part and a second radiating part from the frame, the first feeding part is electrically connected to the first radiating part, and is electrically connected to a first feeding point to feed a current signal to the first radiating part, the second feeding part is electrically connected to the second radiating part, and is electrically connected to a second feeding point to feed the second radiating part A current signal, when the first feeding part and the second feeding part respectively feed current, the first radiating part and the second radiating part produce At least one identical radiation frequency band is generated, wherein the at least one identical radiation frequency band is the LTE-A medium and high frequency frequency bands.
一種電子設備，包括上述所述之天線結構。 An electronic device includes the above-mentioned antenna structure.
上述天線結構及具有該天線結構之電子設備藉由設置所述第一縫隙及所述第二縫隙，以形成所述第一輻射部及第二輻射部，所述第一輻射部與所述第二輻射部可產生至少一個相同之輻射頻段，以滿足MIMO特性，並具寬頻效果。 The above-mentioned antenna structure and the electronic device having the antenna structure are provided with the first slot and the second slot to form the first radiating portion and the second radiating portion, the first radiating portion and the first radiating portion. The two radiation parts can generate at least one same radiation frequency band to meet the MIMO characteristics and have a broadband effect.
100、100a:天線結構 100, 100a: Antenna structure
11:殼體 11: Shell
110:邊框 110: Border
111、111a:背板 111, 111a: Backplane
112:接地面 112: Ground plane
113:中框 113: Middle frame
114:淨空區 114: Clearance area
115:第一部分 115: Part 1
116:第二部分 116: Part II
117:第三部分 117: Part Three
120、120a:第一縫隙 120, 120a: the first gap
121、121a:第二縫隙 121, 121a: Second slit
123:槽孔 123: slotted hole
F1、F1a:第一輻射部 F1, F1a: the first radiation part
F2、F2a:第二輻射部 F2, F2a: the second radiation part
12:第一饋入部 12: The first feed-in section
13:第二饋入部 13: Second feed-in
14:第一切換電路 14: The first switching circuit
14a、14c:單路開關 14a, 14c: One-way switch
a1、b1、c1、d1:動觸點 a1, b1, c1, d1: moving contacts
a2、c2:靜觸點 a2, c2: static contact
14b、14d:多路開關 14b, 14d: Multiplexer
b2、d2:第一靜觸點 b2, d2: the first static contact
b3、d3:第二靜觸點 b3, d3: the second static contact
141、143:匹配元件 141, 143: Matching components
b4、d4:第三靜觸點 b4, d4: the third static contact
b5、d5:第四靜觸點 b5, d5: the fourth static contact
15:第二切換電路 15: Second switching circuit
F3:第三輻射部 F3: The third radiation department
16:第三饋入部 16: The third feed-in
17:接地部 17: Grounding
18:調節部 18: Adjustment Department
200、200a:電子設備 200, 200a: Electronic equipment
201:顯示單元 201: Display unit
202:第一饋電點 202: First feed point
203:第二饋電點 203: Second feed point
205:第三饋電點 205: Third feed point
圖1為本發明較佳實施例之天線結構應用至電子設備之示意圖。 FIG. 1 is a schematic diagram of the application of the antenna structure of the preferred embodiment of the present invention to an electronic device.
圖2為圖1所示電子設備另一角度下之示意圖。 FIG. 2 is a schematic diagram of the electronic device shown in FIG. 1 from another angle.
圖3為沿圖1所示電子設備中III-III線之截面示意圖。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view along line III-III of the electronic device shown in FIG. 1 .
圖4為圖1所示天線結構之電路圖。 FIG. 4 is a circuit diagram of the antenna structure shown in FIG. 1 .
圖5A至圖5D為圖4所示天線結構中切換電路之電路圖。 5A to 5D are circuit diagrams of the switching circuit in the antenna structure shown in FIG. 4 .
圖6為圖4所示天線結構工作時之電流走向示意圖。 FIG. 6 is a schematic diagram of the current flow when the antenna structure shown in FIG. 4 is in operation.
圖7為圖1所示天線結構之S參數(散射參數)曲線圖。 FIG. 7 is a graph showing the S-parameter (scattering parameter) of the antenna structure shown in FIG. 1 .
圖8為圖1所示天線結構之總輻射效率圖。 FIG. 8 is a diagram of the total radiation efficiency of the antenna structure shown in FIG. 1 .
圖9為本發明第二較佳實施例之天線結構之示意圖。 FIG. 9 is a schematic diagram of an antenna structure according to a second preferred embodiment of the present invention.
圖10為圖9所示天線結構工作時之電流走向示意圖。 FIG. 10 is a schematic diagram of the current flow when the antenna structure shown in FIG. 9 is in operation.
圖11為圖9所示天線結構之S參數(散射參數)曲線圖。 FIG. 11 is a graph showing the S-parameter (scattering parameter) of the antenna structure shown in FIG. 9 .
圖12為圖9所示天線結構之總輻射效率曲線圖。 FIG. 12 is a graph showing the total radiation efficiency of the antenna structure shown in FIG. 9 .
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。 The technical solutions in the embodiments of the present invention will be clearly and completely described below with reference to the accompanying drawings in the embodiments of the present invention. Obviously, the described embodiments are only a part of the embodiments of the present invention, not all of the embodiments. Based on the embodiments of the present invention, all other embodiments obtained by those with ordinary knowledge in the art without creative work shall fall within the protection scope of the present invention.
需要說明的是，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。 It should be noted that when an element is referred to as being "electrically connected" to another element, it can be directly on the other element or an intervening element may also be present. When an element is said to be "electrically connected" to another element, it can be a contact connection, eg, by means of a wire connection, or a contactless connection, eg, by a contactless coupling.
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。 Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. The terms used herein in the description of the present invention are for the purpose of describing specific embodiments only and are not intended to limit the present invention.
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。 Some embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below and the features of the embodiments may be combined with each other without conflict.
請參閱圖1及圖2，本發明較佳實施方式提供一種天線結構100，其可應用於行動電話、平板電腦、個人數位助理(personal digital assistant，PDA)等電子設備200中，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線訊號。
Please refer to FIG. 1 and FIG. 2. A preferred embodiment of the present invention provides an
可理解，所述電子設備200可採用以下一種或多種通訊技術：藍牙(bluetooth，BT)通訊技術、全球定位系統(global positioning system，GPS)通訊技術、無線保真(wireless fidelity，Wi-Fi)通訊技術、全球移動通訊系統(global system for mobile communications，GSM)通訊技術、寬頻碼分多址(wideband code division multiple access，WCDMA)通訊技術、長期演進(long term evolution，
LTE)通訊技術、5G通訊技術、SUB-6G通訊技術以及未來其他通訊技術等。
It can be understood that the
請一併參閱圖3，所述電子設備200包括殼體11及顯示單元201。所述殼體11至少包括邊框110、背板111、接地面112及中框113。
Please also refer to FIG. 3 , the
所述邊框110大致呈環狀結構，其由金屬或其他導電材料製成。所述背板111設置於所述邊框110之邊緣。所述背板111可由金屬或其他導電材料製成。
The
可理解，於本實施例中，所述邊框110相對所述背板111之一側設置有一開口(圖未標)，用於容置所述顯示單元201。所述顯示單元201具有一顯示平面，該顯示平面裸露於該開口。可理解，所述顯示單元201可結合觸摸感測器組合成觸控屏。觸摸感測器又可稱為觸控面板或觸敏面板。
It can be understood that, in this embodiment, an opening (not shown) is provided on one side of the
可理解，於本實施例中，所述顯示單元201具有高屏占比。即所述顯示單元201之顯示平面之面積大於70%之電子設備之正面面積，甚至可做到正面全螢幕。具體於本實施例中，所述全螢幕是指除了所述天線結構100上開設之必要之槽孔以外，所述顯示單元201之左側、右側、下側均可無縫隙地連接至所述邊框110。
It can be understood that in this embodiment, the
所述接地面112可由金屬或其他導電材料製成。所述接地面112可設置於所述邊框110與所述背板111共同圍成之容置空間(圖未示)。
The
所述中框113大致呈矩形片狀，其由金屬或其他導電材料製成。所述中框113之形狀及尺寸可略小於所述接地面112。所述中框113疊設於所述接地面112上。於本實施例中，所述中框113為設置於所述顯示單元201與所述接地面112之間之金屬片。所述中框113用於支撐所述顯示單元201、提供電磁屏蔽、及提高所述電子設備200之機構強度。
The
可理解，於本實施例中，所述邊框110、所述背板111、所述接地面112及所述中框113可構成一體成型之金屬框體。所述背板111、所述接地面112及所述中框113為大面積金屬，因此可共同構成所述天線結構100之系統接地面(圖未標)。所述系統接地面可與所述邊框110間隔設置，且藉由至少一個連接點與所述邊框110電連接。例如可藉由彈片、焊接、探針等方式與所述邊框110接觸連接，用以為所述天線結構100提供接地。可理解，於本實施例中，所述系統接地面與所述邊框110之間之距離可依據具體需求進行調整，例如，所述邊框110於不同位置與所述系統接地面之距離可為等距或不等距。
It can be understood that, in this embodiment, the
另外，可理解，於本實施例中，由於所述系統接地面與所述邊框110間隔設置，進而於兩者之間形成相應之淨空區114。例如，於其中一個實施例中，可由所述背板111、所述中框113及所述接地面112其中之一，例如所述中框113與所述邊框110形成所述淨空區114。
In addition, it can be understood that, in this embodiment, since the system ground plane and the
可理解，於其他實施例中，所述電子設備200還可包括以下一個或多個元件，例如處理器、電路板、記憶體、電源元件、輸入輸出電路、音訊元件(例如麥克風及揚聲器等)、多媒體元件(例如前置攝像頭與/後置攝像頭)、感測器元件(例如接近感測器、距離感測器、環境光感測器、加速度感測器、陀螺儀、磁感測器、壓力感測器及/或溫度感測器等)等，於此不再贅述。
It can be understood that in other embodiments, the
請一併參閱圖4，所述天線結構100至少包括框體、第一饋入部12、第二饋入部13、第一切換電路14及第二切換電路1415。
Please also refer to FIG. 4 , the
所述框體至少部分由金屬材料製成。於本實施例中，所述框體為所述電子設備200之邊框110。所述邊框110至少包括第一部分115、第二部分116以及第三部分117。於本實施例中，所述第一部分115為所述電子設備200
之底端，即所述第一部分115為所述電子設備200之底部金屬邊框，所述天線結構100構成所述電子設備200之下天線。所述第二部分116與所述第三部分117相對設置，兩者分別設置於所述第一部分115之兩端，優選垂直設置。於本實施例中，所述第二部分116或所述第三部分117之長度大於所述第一部分115之長度。即所述第二部分116及第三部分117均為所述電子設備200之側邊金屬邊框。
The frame body is at least partially made of metal material. In this embodiment, the frame is the
所述邊框110上還開設有至少一縫隙。其中，於本實施例中，所述邊框110上開設有兩個縫隙，即第一縫隙120及第二縫隙121。其中，所述第一縫隙120開設於所述第一部分115上。所述第二縫隙121開設於所述第二部分116上。所述第一縫隙120相對於所述第二部分116更靠近所述第三部分117。
At least one slit is also defined on the
可理解，於本實施例中，所述至少一縫隙共同自所述邊框110上劃分出至少兩個輻射部。於本實施例中，所述第一縫隙120及所述第二縫隙121共同自所述邊框110劃分出第一輻射部F1及第二輻射部F2。其中，所述第一縫隙120與所述第二縫隙121之間之所述邊框110形成所述第一輻射部F1。所述第一縫隙120與所述第三部分117共同構成所述第二輻射部F2。其中，所述第一輻射部F1由部分所述第一部分115及部分所述第二部分116構成。所述第一輻射部F1之兩端分別連接所述第一縫隙120與所述第二縫隙121。所述第二輻射部F2設置於所述電子設備200之角落位置。所述第二輻射部F2之一端連接至所述第一縫隙120，另一端設置於所述第三部分117，且連接至所述背板111。於本實施例中，所述第二輻射部F2之電長度小於所述第一輻射部F1之電長度。
It can be understood that, in this embodiment, the at least one slit jointly defines at least two radiating portions from the
可理解，請再次參閱圖4，於本實施例中，所述邊框110內側還設置有槽孔123。所述槽孔123大致呈U形，其與所述第一縫隙120及第二縫隙
121互相連通，用以將所述第一輻射部F1、所述第二輻射部F2與所述系統接地面，例如中框113間隔且絕緣設置。亦就是說，於本實施例中，所述槽孔123用以分隔邊框輻射體(即所述第一輻射部F1及第二輻射部F2)及所述背板111。當然，所述槽孔123還可分隔所述邊框輻射體與所述接地面112，而於所述槽孔123以外之部分，所述邊框110、所述背板111及所述接地面112是相連。
It can be understood that, referring to FIG. 4 again, in this embodiment, the inner side of the
可理解，於本實施例中，所述第一縫隙120、所述第二縫隙121及所述槽孔123均填充有絕緣材料，例如塑膠、橡膠、玻璃、木材、陶瓷等，但不以此為限。
It can be understood that in this embodiment, the
可理解，於本實施例中，所述第一縫隙120與所述第二縫隙121之寬度均可設置為1mm-2mm。所述槽孔123之寬度設置於小於兩倍所述第一縫隙120與所述第二縫隙121之寬度。具體地，所述槽孔123之寬度可設置為0.5mm-2mm。
It can be understood that, in this embodiment, the width of the
可理解，於本實施例中，所述第一饋入部12設置於所述第一輻射部F1之內側。具體地，所述第一饋入部12設置於所述淨空區114內。所述第一饋入部12之一端可藉由彈片、微帶線、條狀線、同軸電纜等方式電連接至一第一饋電點202，另一端電連接至所述第一輻射部F1，以饋入電流訊號至所述第一輻射部F1。可理解，於本實施例中，所述第一饋入部12相對於所述第一縫隙120更靠近所述第二縫隙121。
It can be understood that, in this embodiment, the
所述第二饋入部13設置於所述第二輻射部F2之內側。具體地，所述第二饋入部13設置於所述淨空區114內。所述第二饋入部13之一端可藉由彈片、微帶線、條狀線、同軸電纜等方式電連接至一第二饋電點203，另一端電連接至所述第二輻射部F2，以饋入電流訊號至所述第二輻射部F2。於本實施
例中，所述第二饋入部13對應電連接於所述第二輻射部F2中之所述第一部分115，且相對於所述第一饋入部12更靠近所述第一縫隙120。
The
於本實施例中，所述第一切換電路14之一端電連接至所述第一輻射部F1，另一端電連接至所述系統接地面，例如所述接地面112，即接地。可理解，於本實施例中，所述第一切換電路14相對所述第一饋入部12更靠近所述第二縫隙121設置。亦就是說，於本實施例中，所述第一切換電路14設置於所述第二縫隙121與所述第一饋入部12之間。具體地，所述第一切換電路14大致電連接至所述第一輻射部F1靠近所述第二縫隙121之端部位置。所述第一切換電路14用以藉由將所述第一輻射部F1切換至所述系統接地面、使得所述第一輻射部F1不接地、或者將所述第一輻射部F1切換至不同之接地位置(相當於切換至不同之阻抗元件)，進而有效調整所述天線結構100之頻寬，以達到多頻率調整之功能。
In this embodiment, one end of the
可理解，於本實施例中，所述第一切換電路14之具體結構可為多種形式，例如可包括單路開關、多路開關、單路開關搭配匹配元件、多路開關搭配匹配元件等。
It can be understood that, in this embodiment, the specific structure of the
請一併參閱圖5A，於其中一個實施例中，所述第一切換電路14包括一單路開關14a。所述單路開關14a包括動觸點a1及靜觸點a2。所述動觸點a1電連接至第二輻射部F2。所述單路開關14a之靜觸點a2電連接至所述接地面112。如此，藉由控制所述單路開關14a之開啟或關閉，進而使得所述第一輻射部F1與所述接地面112電連接或者斷開連接，即控制所述第一輻射部F1接地或者不接地，以達到多頻率調整之功能。
Please also refer to FIG. 5A , in one embodiment, the
可理解，請一併參閱圖5B，於其中一個實施例中，所述第一切換
電路14包括多路開關14b。於本實施例中，所述多路開關14b為一四路開關。所述多路開關14b包括動觸點b1、第一靜觸點b2、第二靜觸點b3、第三靜觸點b4以及第四靜觸點b5。所述動觸點b1電連接至所述第一輻射部F1。所述第一靜觸點b2、所述第二靜觸點b3、第三靜觸點b4以及第四靜觸點b5分別電連接至所述接地面112之不同位置。藉由控制所述動觸點b1之切換，可將所述動觸點b1分別切換至所述第一靜觸點b2、第二靜觸點b3、第三靜觸點b4以及第四靜觸點b5。如此，所述第一輻射部F1將分別電連接至所述接地面112之不同位置，進而達到多頻率調整之功能。
Understandably, please refer to FIG. 5B , in one embodiment, the
可理解，請一併參閱圖5C，於其中一個實施例中，所述第一切換電路14包括單路開關14c及匹配元件141。所述單路開關14c包括動觸點c1及靜觸點c2。所述動觸點c1電連接至所述第一輻射部F1。所述靜觸點c2藉由所述匹配元件141電連接至所述接地面112。所述匹配元件141具有一預設阻抗。所述匹配元件141可包括電感、電容、或電感與電容之組合。
It can be understood that, referring to FIG. 5C , in one embodiment, the
請一併參閱圖5D，於其中一個實施例中，所述第一切換電路14包括多路開關14d以及至少一匹配元件143。於本實施例中，所述多路開關14d為一四路開關，且所述切換電路19包括三個匹配元件143。所述多路開關14d包括動觸點d1、第一靜觸點d2、第二靜觸點d3、第三靜觸點d4以及第四靜觸點d5。所述動觸點d1電連接至所述第一輻射部F1。所述第一靜觸點d2、所述第二靜觸點d3以及第三靜觸點d4分別藉由相應之匹配元件143電連接至所述接地面112。所述第四靜觸點d5懸空設置。每一個匹配元件143具有一預設阻抗，該等匹配元件143之預設阻抗可相同亦可不同。每一個匹配元件143可包括電感、電容、或電感與電容之組合。每一個匹配元件143電連接至所述接地
面112之位置可相同亦可不同。
Please also refer to FIG. 5D , in one embodiment, the
可理解，藉由控制所述動觸點d1之切換，可將所述動觸點d1分別切換至所述第一靜觸點d2、第二靜觸點d3、第三靜觸點d4以及第四靜觸點d5。如此，所述第一輻射部F1將藉由不同之匹配元件143電連接至所述接地面112或者與所述接地面112斷開連接，進而達到多頻率調整之功能。
It can be understood that by controlling the switching of the movable contact d1, the movable contact d1 can be respectively switched to the first stationary contact d2, the second stationary contact d3, the third stationary contact d4 and the first stationary contact d4. Four static contacts d5. In this way, the first radiation portion F1 will be electrically connected to the
可理解，於本實施例中，所述第二切換電路15之一端電連接至所述第一輻射部F1，另一端電連接至所述系統接地面，即接地。於本實施例中，所述第二切換電路15相對所述第一饋入部12更靠近所述第一縫隙120設置。亦就是說，於本實施例中，所述第二切換電路15設置於所述第一縫隙120與所述第一饋入部12之間，且相比所述第一切換電路14更遠離所述第一饋入部12設置。於本實施例中，所述第二切換電路15之電路結構與工作原理與所述第一切換電路14類似，於此不再贅述。
It can be understood that, in this embodiment, one end of the
可理解，請一併參閱圖6，為所述天線結構100之電流路徑圖。其中，所述第一輻射部F1為一單極(Monopole)天線。當電流自所述第一饋入部12饋入時，所述電流將流經所述第一輻射部F1，並流向所述第一縫隙120(參路徑P1)，進而激發一第一工作模態以產生第一輻射頻段之輻射訊號。
It can be understood that please refer to FIG. 6 , which is a current path diagram of the
當電流自所述第一饋入部12饋入時，所述電流將流經所述第一輻射部F1，並流向所述第一縫隙120，接著流向所述第二縫隙121，再流入所述中框113及所述背板111(參路徑P2)，進而激發一第二工作模態以產生第二輻射頻段之輻射訊號。
When the current is fed from the
當電流自所述第一饋入部12饋入時，所述電流將流經所述第一輻射部F1，並流向所述第二縫隙121(參路徑P3)，進而激發一第三工作模態以產
生第三輻射頻段之輻射訊號。
When the current is fed from the
於本實施例中，所述第二輻射部F2為回路(loop)天線。當電流自所述第二饋入部13饋入時，所述電流將流經所述第二輻射部F2，再流入所述中框113及所述背板111(參路徑P4)，進而激發一第四工作模態以產生第四輻射頻段之輻射訊號。
In this embodiment, the second radiation portion F2 is a loop antenna. When the current is fed from the
於本實施例中，所述第一工作模態為長期演進技術升級版(Long Term Evolution Advanced，LTE-A)低頻模態。所述第一輻射頻段之頻率包括700-960MHz。所述第二工作模態包括超中頻(ultra-middle frequency，UMB)模態、LTE-A中頻模態及LTE-A高頻模態。所述第二輻射頻段之頻率包括1427-1518MHz、1710-2170MHz及2300-2690MHz。所述第三工作模態包括超高頻(ultra-high frequency，UHB)模態、5G N78模態及5G N79模態。所述第三輻射頻段之頻率包括3300-3800MHz及4400-5000MHz。所述第四工作模態包括LTE-A中頻模態及LTE-A高頻模態。所述第四輻射頻段之頻率包括1710-2170MHz及2300-2690MHz。 In this embodiment, the first working mode is a Long Term Evolution Advanced (Long Term Evolution Advanced, LTE-A) low frequency mode. The frequency of the first radiation band includes 700-960 MHz. The second working mode includes an ultra-middle frequency (UMB) mode, an LTE-A intermediate frequency mode, and an LTE-A high frequency mode. The frequencies of the second radiation band include 1427-1518MHz, 1710-2170MHz and 2300-2690MHz. The third working mode includes an ultra-high frequency (UHB) mode, a 5G N78 mode and a 5G N79 mode. The frequencies of the third radiation band include 3300-3800MHz and 4400-5000MHz. The fourth working mode includes an LTE-A intermediate frequency mode and an LTE-A high frequency mode. The frequencies of the fourth radiation band include 1710-2170MHz and 2300-2690MHz.
顯然，於本實施例中，所述第一輻射部F1構成LTE-A低、中、高頻、超中頻、超高頻、5G N78、N79天線。所述第二輻射部F2構成LTE-A中、高頻天線。亦就是說，所述第一輻射部F1與所述第二輻射部F2具有至少一個共同之輻射頻段，兩者之輻射頻段有重疊。例如，所述第一輻射部F1與所述第二輻射部F2均可產生1710-2170MHz及2300-2690MHz之輻射頻段。如此，所述電子設備200可實現多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)功能。例如，當所述電子設備200於其頂部設置對應之上天線時，可使得所述電子設備200支援4*4MIMO。
Obviously, in this embodiment, the first radiation portion F1 constitutes an LTE-A low, medium, high frequency, ultra-intermediate frequency, ultra-high frequency, 5G N78, and N79 antennas. The second radiation part F2 constitutes an LTE-A medium and high frequency antenna. That is to say, the first radiation portion F1 and the second radiation portion F2 have at least one common radiation frequency band, and the radiation frequency bands of the two overlap. For example, both the first radiation portion F1 and the second radiation portion F2 can generate radiation frequency bands of 1710-2170 MHz and 2300-2690 MHz. In this way, the
可理解，於其中一個實施例中，所述第一饋入部12及第二饋入部13均可由鐵件、金屬銅箔、鐳射直接成型技術(Laser Direct structuring，LDS)制程中之導體等材質製成。
It can be understood that, in one embodiment, the
可理解，於掌上型電子設備中，最佳化之調諧(detuned)天線設計於多種頻帶中能具有最大之輻射效能，其主要調諧天線效能之特性，使其天線之頻率明顯地偏移。因此，於其中一實施例中，所述第一饋入部12及/或所述第二饋入部13可設置為電容、電感或其組合，即所述第一饋入部12及/或所述第二饋入部13可由電容、電感或其組合替代。藉由將所述第一饋入部12及/或所述第二饋入部13之一端電連接至所述系統接地面，即接地，另一端電連接至所述第一輻射部F1及/或所述第二輻射部F2。如此可使得所述天線結構100具有較佳之調諧性能，並使得所述天線結構100之隔離效果更優異。
It can be understood that in handheld electronic devices, the optimized detuned antenna is designed to have the maximum radiation efficiency in various frequency bands, and its main characteristic is to tune the antenna performance, so that the frequency of the antenna is significantly shifted. Therefore, in one embodiment, the first feed-in
圖7為所述天線結構100之S參數(散射參數)曲線圖。其中，曲線S71為所述天線結構100未進行調諧(Detuned)設計時，所述第一輻射部F1之S11值。曲線S72為所述天線結構100進行調諧(Detuned)設計時，所述第一輻射部F1之S11值。曲線S73為所述天線結構100未進行調諧(Detuned)設計時，所述第二輻射部F2之S11值。曲線S74為所述天線結構100進行調諧(Detuned)設計時，所述第二輻射部F2之S11值。
FIG. 7 is a graph showing the S-parameter (scattering parameter) of the
圖8為所述天線結構100之總輻射效率曲線圖。其中，曲線S81為所述天線結構100未進行調諧(Detuned)設計時，所述第一輻射部F1之總輻射效率。曲線S82為所述天線結構100進行調諧(Detuned)設計時，所述第一輻射部F1之總輻射效率。曲線S83為所述天線結構100未進行調諧(Detuned)設計時，所述第二輻射部F2之總輻射效率。曲線S84為所述天線結構100進行
調諧(Detuned)設計時，所述第二輻射部F2之總輻射效率。
FIG. 8 is a graph showing the total radiation efficiency of the
顯然，由圖7及圖8可知，當所述第一饋入部12及/或所述第二饋入部13由電容、電感或其組合替代時，所述天線結構100可獲得較好之調諧(Detuned)性能，並具有較佳之隔離效果。再者，所述高隔離度之天線結構100可有效提升中高頻頻寬與天線效率，同時具有MIMO特性。所述天線結構100之頻率涵蓋低、中、高頻、超中頻、超高頻、5G N78及5G N79頻段，並大幅提升其頻寬與天線效率，亦可涵蓋全球頻段之應用，以及支援LTE-A之載波聚合應用(Carrier Aggregation，CA)要求。
Obviously, as can be seen from FIG. 7 and FIG. 8 , when the
亦就是說，所述天線結構100可產生各種不同之工作模態，例如低頻模態、中頻模態、高頻模態、超中頻模態、超高頻模態、5G N78模態及5G N79模態，涵蓋全球常用之通訊頻段。具體而言，所述天線結構100於低頻可涵蓋GSM850/900/WCDMA Band5/Band8/Band13/Band17/Band20，中頻可涵蓋GSM 1800/1900/WCDMA 2100(1710-2170MHz)，高頻涵蓋LTE-A Band7、Band40、Band41(2300-2690MHz)，超中頻涵蓋1427-1518MHz、超高頻涵蓋3400-3800MHz，以及5G之新頻譜範圍包括N78(3300-3800MHz)與N79(4400-5000MHz)。所述天線結構100之設計頻段可應用於GSM Qual-band、UMTS Band I/II/V/VIII頻段以及全球常用LTE 850/900/1800/1900/2100/2300/2500頻段之操作。
That is, the
另外，該天線結構100中第一縫隙120及第二縫隙121均設置於所述邊框110上，即並未設置於所述背板111上，所述背板111為一體成型之單一金屬片，使得所述背板111構成全金屬結構。即所述背板111與所述邊框110之間沒有空隙，所述背板111上並沒有設置任何用於分割所述背板111之絕緣之
開槽、斷線或斷點，使得所述背板111可避免由於開槽、斷線或斷點之設置而影響背板111之完整性與美觀性。
In addition, the
綜上，本發明之天線結構100藉由於所述邊框110上設置至少一縫隙(例如第一縫隙120及第二縫隙121)，以自所述邊框110上劃分出至少兩個輻射部。所述天線結構100還藉由設置所述第一切換電路14及第二切換電路15，如此可藉由不同之切換方式涵蓋低頻、中頻、高頻、超中頻、超高頻、5G N78及N79等多個頻段，並使得所述天線結構100之輻射相較於一般之金屬背蓋天線更具寬頻效果兼具較佳天線效率，涵蓋全球頻段應用以及CA應用之要求，同時具有MIMO特性。再者，所述天線結構100可獲得更好之調諧性能，並讓其隔離效果更優異。另外，可理解之是，本發明之天線結構100具有正面全螢幕，且於全金屬之背板111、邊框110以及周圍有大量金屬之不利環境中，所述天線結構100仍具有良好之表現。
To sum up, in the
請一併參閱圖9，為本發明第二較佳實施例所提供之天線結構100a，其可應用於行動電話、個人數位助理等電子設備200a中，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線訊號。
Please also refer to FIG. 9 , which is an
所述天線結構100a至少包括邊框110、背板111a、接地面112、中框113、第一饋入部12、第二饋入部13、第一切換電路14及第二切換電路15。所述邊框110上開設有第一縫隙120a及第二縫隙121a，以自所述邊框110上劃分出第一輻射部F1a及第二輻射部F2a。
The
可理解，於本實施例中，所述天線結構100a與天線結構100之區別在於所述背板111a由玻璃等絕緣材料製成。
It can be understood that, in this embodiment, the difference between the
可理解，於本實施例中，所述天線結構100a與天線結構100之區
別還在於所述第一縫隙120a與所述第二縫隙121a於所述邊框110之位置與第一實施例中所述第一縫隙120與所述第二縫隙121於所述邊框110之位置不同。具體地，所述第一縫隙120a開設於所述第一部分115，且靠近所述第二部分116設置。所述第二縫隙121a開設於所述第三部分117。如此，所述第一輻射部F1a由部分所述第一部分115及部分所述第三部分117構成。所述第一輻射部F1a之兩端分別連接所述第一縫隙120a及所述第二縫隙121a。所述第二輻射部F2a由部分所述第一部分115及部分所述第二部分116構成。所述第二輻射部F2a之一端連接至所述第一縫隙120a，另一端設置於所述第二部分116，且電連接至所述接地面112。
It can be understood that in this embodiment, the area between the
可理解，於本實施例中，所述天線結構100a與天線結構100之區別還在於所述天線結構100a還包括第三饋入部16。所述第一縫隙120a與所述第二縫隙121a還共同自所述邊框110劃分出一第三輻射部F3。所述第三輻射部F3由所述第二縫隙121a與所述槽孔123對應所述第三部分117之端部之間之所述邊框110構成。所述第三輻射部F3與所述第二輻射部F2a間隔設置於所述第一輻射部F1a之兩側。所述第三輻射部F3之一端連接至所述第二縫隙121a，其另一端連接至所述系統接地面，即接地。
It can be understood that, in this embodiment, the difference between the
所述第三饋入部16設置於所述第三輻射部F3之內側。具體地，所述第三饋入部16設置於所述淨空區114內。所述第三饋入部16之一端可藉由彈片、微帶線、條狀線、同軸電纜等方式電連接至一第三饋電點205，另一端電連接至所述第三輻射部F3，以饋入電流訊號至所述第三輻射部F3。於本實施例中，所述第三饋入部16電連接至所述第三輻射部F3之第三部分117，且與所述第一切換電路14分別設置於所述第二縫隙121a之兩側。
The
可理解，請一併參閱圖10，於本實施例中，所述第一輻射部F1a、第二輻射部F2a之工作原理及具體工作頻段與所述天線結構100中之第一輻射部F1及第二輻射部F2之工作原理及具體工作頻段相同，即所述第一輻射部F1a可工作LTE-A低頻、中頻、高頻、超中頻、超高頻、5G N78頻段及5G N79頻段。所述第二輻射部F2a可工作於LTE-A中、高頻頻段，於此不再贅述。而當電流自所述第三饋入部16饋入時，所述電流將流經所述第三輻射部F3，並流向所述背板111、接地面112及所述中框113(參路徑P5)，進而激發所述第三工作模態以產生第三輻射頻段之輻射訊號。
It can be understood that, please refer to FIG. 10 together. In this embodiment, the working principles and specific working frequency bands of the first radiating portion F1a and the second radiating portion F2a are related to the first radiating portion F1 and the first radiating portion F1 and the
可理解，於本實施例中，所述天線結構100a與天線結構100之區別還在於所述天線結構100a還包括接地部17及調節部18。所述接地部17設置於所述第二輻射部F2之內側。具體地，所述接地部17設置於所述淨空區114內。所述接地部17之一端可藉由彈片、微帶線、條狀線、同軸電纜等方式電連接至所述系統接地面，即接地，另一端電連接至所述第二輻射部F2a，以為所述第二輻射部F2a提供接地。
It can be understood that, in this embodiment, the difference between the
可理解，於本實施例中，所述接地部17設置於所述第二輻射部F2a對應所述槽孔123位元於所述第二部分116之端部，即設置於所述第二輻射部F2a遠離所述第一縫隙120a之端部。
It can be understood that, in this embodiment, the grounding
所述調節部18設置於所述第三輻射部F3之內側。具體地，所述調節部18設置於所述淨空區114內。所述調節部18之一端可藉由彈片、微帶線、條狀線、同軸電纜等方式電連接至所述第三輻射部F3，另一端電連接至所述系統接地面，即接地。於本實施例中，所述調節部18可為中高頻調節器(Middle/High Band Conditioner，MHC)，其可為電感、電容或其組合，用以調
整所述天線結構100a之中、高頻頻段，並有效提升其頻寬及天線效率。於本實施例中，所述調節部18相比所述第三饋入部16更遠離所述第二縫隙121a。
The adjusting
可理解，於本實施例中，所述接地部17與所述調節部18連接至所述系統接地面之位置可根據所需之頻率相應調整。例如，當其連接位置靠近相應之所述第二饋入部13及/或所述第三饋入部16時，可使得其頻率往高頻偏移，反可使得其頻率往低頻偏移。
It can be understood that, in this embodiment, the positions where the grounding
圖11為所述天線結構100a之S參數(散射參數)曲線圖。其中，曲線S111為所述天線結構100a未進行調諧(Detuned)設計時，所述第一輻射部F1a之S11值。曲線S112為所述天線結構100a進行調諧(Detuned)設計時，所述第一輻射部F1a之S11值。曲線S113為所述天線結構100a未進行調諧(Detuned)設計時，所述第二輻射部F2a之S11值。曲線S114為所述天線結構100a進行調諧(Detuned)設計時，所述第二輻射部F2a之S11值。曲線S115為所述天線結構100a未進行調諧(Detuned)設計時，所述第三輻射部F3之S11值。曲線S116為所述天線結構100a進行調諧(Detuned)設計時，所述第三輻射部F3之S11值。
FIG. 11 is a graph showing the S-parameter (scattering parameter) of the
圖12為所述天線結構100a之總輻射效率曲線圖。其中，曲線S121為所述天線結構100a未進行調諧(Detuned)設計時，所述第一輻射部F1a之總輻射效率。曲線S122為所述天線結構100a進行調諧(Detuned)設計時，所述第一輻射部F1a之總輻射效率。曲線S123為所述天線結構100a未進行調諧(Detuned)設計時，所述第二輻射部F2a之總輻射效率。曲線S124為所述天線結構100a進行調諧(Detuned)設計時，所述第二輻射部F2a之總輻射效率。曲線S125為所述天線結構100a未進行調諧(Detuned)設計時，所述第三輻射
部F3之總輻射效率。曲線S126為所述天線結構100a進行調諧(Detuned)設計時，所述第三輻射部F3之總輻射效率。
FIG. 12 is a graph showing the total radiation efficiency of the
顯然，與第一實施例中之天線結構100類似，所述天線結構100a藉由設置多個縫隙，例如第一縫隙120及第二縫隙121，可形成至少三個獨立之輻射部。其中，第一輻射部F1可激發LTE-A低、中、高頻、超中頻、超高頻、5G N78/N79模態(涵蓋頻率範圍700-960MHz、1427-1518MHz、1710-2170MHz、2300-2690MHz、3300-3800MHz及4400-5000MHz)。所述第二輻射部F2可激發LTE-A中、高頻模態(涵蓋頻率範圍1710-2170MHz及2300-2690MHz)。所述第三輻射部F3可激發超高頻、5G N78與N79模態(頻率涵蓋範圍3300-3800MHz及4400-5000MHz)，進而有效提升頻寬與天線效率，同時具有MIMO特性。
Obviously, similar to the
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。 The above descriptions are only preferred embodiments of the present invention, and are not intended to limit the present invention in any form. In addition, those skilled in the art can also make other changes within the spirit of the present invention. Of course, these changes made according to the spirit of the present invention should all be included within the scope of the claimed protection of the present invention.
111:背板 111: Backplane
112:接地面 112: Ground plane
113:中框 113: Middle frame
120:第一縫隙 120: The first gap
121:第二縫隙 121: Second gap
123:槽孔 123: slotted hole
F1:第一輻射部 F1: The first radiation department
F2:第二輻射部 F2: The second radiation part
12:第一饋入部 12: The first feed-in section
13:第二饋入部 13: Second feed-in
14:第一切換電路 14: The first switching circuit
15:第二切換電路 15: Second switching circuit
202:第一饋電點 202: First feed point
203:第二饋電點 203: Second feed point
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