CN102122751B - 移动通信装置 - Google Patents

Abstract

移动通信装置。该移动通信装置包括接地面、介质基板及天线，天线具有第一、第二工作频带，位于介质基板上，包含辐射部、馈入部及短路部，辐射部包含第一、第二辐射部，第一辐射部具有至少一次弯折，其二末端为开路；第二辐射部为并接金属线，其两端分别电气连接至第一辐射部，使得第二辐射部与第一辐射部的部分区间形成封闭回路，且第二辐射部的长度实质上为封闭回路的二分之一长度，封闭回路的总长度至少为天线的第一工作频带中心频率的十分之一波长；馈入部藉由耦合间距，将电磁能量耦合至辐射部，馈入部的一端为天线的馈入点；短路部的一端电气连接至辐射部，另一端电气连接至接地面。本发明的移动通信装置可涵盖常见移动通信的工作频带。

Description

移动通信装置

技术领域

本发明涉及一种移动通信装置，特别是一种具有两个宽带工作频带的移动通信装置。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，已促使LTE(Long Term Evolution)移动通信技术的诞生，使得天线缩小化的技术面临更大的挑战。综观传统移动通信装置天线的工作带宽，大多无法同时满足LTE/GSM/UMTS的所需。例如中国台湾专利公告号第I308409号“一种内藏式薄形双频手机天线”，公开一种适用于薄形手机的天线设计，但其工作频带仅能涵盖双频工作，无法满足所需的LTE/GSM/UMTS的八频工作，因此，如何在有限的天线设计空间下，满足现行移动通信装置需求的八频天线设计，实为一大挑战。

因此，有必要提供一种移动通信装置，以解决先前技术所产生的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种移动通信装置，其具有一耦合式馈入的短路单极天线，该天线的辐射部具有一封闭回路，该封闭回路可使天线在低、高频产生二个宽带工作频带，其带宽可分别涵盖LTE700/GSM850/900(即698～960MHz)三频及GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500(即1710～2690MHz)五频工作，适合应用于薄形移动通信装置上。

为了达到上述的目的，本发明的移动通信装置，包括接地面、介质基板以及天线，天线具有第一工作频带及第二工作频带，天线位于介质基板上，天线包含辐射部、馈入部以及短路部，辐射部包含第一辐射部及第二辐射部，其中，第一辐射部具有至少一次弯折，其二末端为开路；以及第二辐射部为并接金属线，其两端分别电气连接至第一辐射部，使得第二辐射部与第一辐射部的部分区间形成封闭回路，且第二辐射部的长度实质上为封闭回路的二分之一长度，封闭回路的总长度则至少为天线的第一工作频带中心频率的十分之一波长；馈入部藉由耦合间距，将电磁能量耦合至辐射部，馈入部的一端为天线的馈入点；以及短路部的一端电气连接至辐射部，另一端电气连接至接地面。

其中，耦合间距少于1mm。

其中该接地面可以为一移动通信手机的系统接地面。

其中该第一辐射部可以具有两次弯折而呈U形，该第二辐射部可以呈L形。

本发明的移动通信装置可以涵盖目前常见移动通信的工作频带。同时，本发明的移动通信装置的天线结构简单、容易制作，非常符合实际应用需求。

附图说明

图1为本发明移动通信装置的第一实施例的结构图。

图2为本发明移动通信装置的第一实施例的返回损失量测结果图。

图3为本发明移动通信装置的第一实施例的具有第二辐射部与未具有第二辐射部的返回损失模拟结果图。

图4为本发明移动通信装置的第二实施例的结构图。

图5为本发明移动通信装置的第三实施例的结构图。

主要组件符号说明：

移动通信装置1、4、5                  馈入点161、461

接地面10、40                         耦合间距17、47

介质基板11、41                       短路部18、48

辐射部12、42、52                     短路点181、481

第一辐射部13、43、53                 第一工作频带21

第一辐射部的部分区间131、431、531    第二工作频带22

第二辐射部14、44、54                 第一实施例返回损失模拟曲线31

封闭回路15、45、55                   未具有第二辐射部的返回损失模拟曲线32

馈入部16、46

具体实施方式

为让本发明的上述和其他目的、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，并配合所附附图，作详细说明如下。

图1为本发明移动通信装置的第一实施例的结构图。移动通信装置1包括接地面10、介质基板11以及天线。天线具有第一工作频带及第二工作频带，天线位于介质基板11上，并邻近于接地面10。天线包含辐射部12、馈入部16以及短路部18。

在本实施例中，辐射部12、馈入部16以及短路部18皆位于介质基板11的同一表面上。惟须注意的是，辐射部12、馈入部16以及短路部18亦可位于介质基板11的不同表面上。举例来说，当馈入部16与辐射部12位于介质基板11的不同表面上，而辐射部12及短路部18位于介质基板11的相同表面上时，亦可在原相近共振模态的中心频率附近产生共振模态，但其匹配需再调整。

辐射部12具有以弯折方式所构成的结构，用以缩小尺寸。辐射部12包含第一辐射部13与第二辐射部14。第一辐射部13的二末端皆为开路，在本实施例中，第一辐射部13具有两次弯折而形呈U形。第二辐射部14为并接金属线(即第二辐射部14与第一辐射部13是以并联方式连接)，其两端分别电气连接至第一辐射部13，使得第二辐射部14与第一辐射部13的部分区间131形成封闭回路15，且第二辐射部14的长度实质上为封闭回路15的二分之一长度，封闭回路15的总长度则至少为天线的第一工作频带中心频率的十分之一波长。

其中，定义第二辐射部14的长度为封闭回路15的二分之一长度，其目的在于使第二辐射部14所提供的另一电流路径与第一辐射部13的电流路径大致相同，以改善原天线(未具有第二辐射部14时)共振模态的中心频率附近的实、虚部阻抗变化较为平缓，进而达到宽带的工作。

此外，定义封闭回路15的总长度至少为天线的第一工作频带中心频率的十分之一波长，其原因在于，第二辐射部14是为了提供第一辐射部13另一电流路径，而此电流路径需够长，方可使得此天线的辐射部12的表面电流较未具有第二辐射部14时来的均匀，如此才能使其在高频具有较平缓的实、虚部阻抗变化，以达到高频涵盖GSM1800/GSM1900/UMTS/LTE2300/LTE2500(1710～2690MHz)的五频工作。

在本实施例中，封闭回路15呈长方形，只是封闭回路15的形状并不限于此，其中又以对称的形状较易达到。

馈入部16藉由耦合间距17，将电磁能量耦合至辐射部12，馈入部16的一端为天线的馈入点161，耦合间距17少于1mm。耦合间距17少于1mm是考虑整个天线设计的结构，并且须确保其电磁能量耦合到辐射部12。至于耦合间距17的长度或形状可以配合不同的天线设计，作适当的调整。

短路部18的一端电气连接至辐射部12，短路部18的另一端181为短路点，其电气连接至该接地面10。

接着请参考图2，其为第一实施例的返回损失量测结果图。在第一实施例中，选择介质基板11为宽度约为60mm、长度约为15mm以及厚度约为0.8mm的玻纤介质基板；接地面长度约为100mm、宽度约为60mm；辐射部12、馈入部16以及短路部18以印刷或蚀刻技术形成于介质基板11上，其中第一辐射部长度约为92mm，第二辐射部长度约为25mm，馈入部16长度约为25mm，耦合间距17约为0.3mm，短路部18长度约为19mm。

由实验结果，在一般要求的6dB返回损失的定义下，第一工作频带21足以涵盖LTE700/GSM850/900(即698～960MHz)的三频工作，而第二工作频带22则可涵盖GSM1800/GSM1900/UMTS/LTE2300/LTE2500(即1710～2690MHz)的五频工作，因此该天线可满足LTE/GSM/UMTS的八频工作需求。

接着请参考图3，其为第一实施例的具有第二辐射部14与未具有第二辐射部14的返回损失模拟结果图，由图中可比较第一实施例返回损失模拟曲线31与未具有第二辐射部的返回损失模拟曲线32。其中，图3的第一实施例返回损失模拟曲线31为模拟的结果，而图2的曲线为实验量测的结果，两者趋近一致，代表量测结果的准确度高。

由返回损失模拟结果可以看出，在一般要求的6dB返回损失的定义下，在低频具有第二辐射部14的第一实施例可产生比未具有第二辐射部14较宽的频带，第一实施例返回损失模拟曲线31的频带足以涵盖LTE700/GSM850/900(即698～960MHz)的三频工作，而在高频具有第二辐射部14的第一实施例可使原先未具有第二辐射部14不连续的两个高频模态合成为一连续的宽带工作频带，其带宽足以涵盖GSM1800/GSM1900/UMTS/LTE2300/LTE2500(即1710～2690MHz)的五频工作。

接着请参考图4，图4为本发明移动通信装置的第二实施例的结构图。移动通信装置4包括接地面40、介质基板41以及天线，天线包含辐射部42、馈入部46以及短路部48。

第二实施例与上述第一实施例的结构相似，其差别在于介质基板41为移动通信的系统电路板，接地面40位于介质基板41的一表面上，辐射部42、馈入部46一及短路部48位于介质基板41的一表面上，辐射部42、馈入部46以及短路部48与接地面40不互相重叠。第二实施例可获得与第一实施例相似的成效。

接着请参考图5，图5为本发明移动通信装置的第三实施例的结构图。移动通信装置5包括接地面10、介质基板11以及天线，天线包含辐射部52、馈入部16以及短路部18。

第三实施例与上述第一实施例的结构相似，其差别在于封闭回路55可为长方形以外的其他形状。在本实施例中，封闭回路55为具有平滑弯角(即呈圆弧形)的设计。只要第二辐射部54的长度实质上为封闭回路55长度的二分之一，同时封闭回路55的总长度至少为天线第一工作频带中心频率的十分之一波长，第三实施例亦可达到与第一实施例相似的工作特性。

综合上述，本发明的移动通信装置1的天线可以产生二个宽带工作频带，利用并接金属线(即第二辐射部14)提供辐射部12另一电流路径，而使辐射部12的表面电流分布较为均匀，再利用调整此并接金属线的长度实质上为封闭回路15的二分之一长度(亦即使得第二辐射部14所提供的另一电流路径与原先辐射部的电流路径大致相同)，而封闭回路15的总长度至少为天线第一工作频带中心频率的十分之一波长，可有效调整该天线低频及高频模态的阻抗匹配，进而使该天线获得两个宽带的第一及第二工作频带。此第一工作频带至少涵盖698～960MHz的宽带，而第二工作频带至少涵盖1710～2690MHz。其中第一工作频带可涵盖LTE700/GSM850/900的三频工作，而第二工作频带可涵盖GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500的五频工作，达到天线的八频工作，使得本发明的移动通信装置可以涵盖目前常见移动通信的工作频带。同时，本发明的移动通信装置的天线尺寸仅约15×40mm²，其结构简单、容易制作，非常符合实际应用需求。

综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，处处均显示其迥异于公知技术的特征，恳请审查员明察，早日赐准专利，使嘉惠社会，实感德便。惟应注意的是，上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所要求保护的权利范围自然应当以权利要求书的范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种移动通信装置，包括：

一接地面；

一介质基板；以及

一天线，该天线具有一第一工作频带及一第二工作频带，该天线位于该介质基板上，该天线包括：

一辐射部，该辐射部包括：

一第一辐射部，具有至少一次弯折，该第一辐射部二末端皆为开路；以及

一第二辐射部，为一并接金属线，该第二辐射部两端分别电气连接至该第一辐射部，使得该第二辐射部与该第一辐射部的部分区间形成一封闭回路，且该第二辐射部的长度实质上为该封闭回路的二分之一长度，该封闭回路的总长度至少为该天线的该第一工作频带中心频率的十分之一波长；

一馈入部，该馈入部藉由一耦合间距，将电磁能量耦合至该辐射部，该馈入部的一端为该天线的馈入点；以及

一短路部，该短路部一端电气连接至该辐射部并位于该封闭回路及该馈入部之间，另一端电气连接至该接地面，该短路部与该馈入部并位于该第一辐射部之相同侧边。

2.如权利要求1的移动通信装置，其中该第一工作频带涵盖698～960MHz，该第二工作频带涵盖1710～2690MHz。

3.如权利要求1的移动通信装置，其中该接地面为一移动通信手机的系统接地面。

4.如权利要求1的移动通信装置，其中该耦合间距少于1mm。

5.如权利要求1的移动通信装置，其中该辐射部、该馈入部以及该短路部位于该介质基板的同一表面上。

6.如权利要求1的移动通信装置，其中该介质基板为一移动通信的系统电路板。

7.如权利要求1的移动通信装置，其中该封闭回路呈长方形，或者该封闭回路中的一部分呈圆弧形。

8.如权利要求1的移动通信装置，其中该第一辐射部具有两次弯折而呈U形，该第二辐射部呈L形。

9.如权利要求1的移动通信装置，其中该接地面位于该介质基板的一表面上。

10.如权利要求1的移动通信装置，其中该辐射部、该馈入部以及该短路部与该接地面不互相重叠。