CN102244316B - 双频移动通信装置及其天线结构 - Google Patents

Abstract

双频移动通信装置及其天线结构。该双频移动通信装置具有接地面及天线，天线位于介质基板上且邻近接地面，具有第一及第二频带，包含馈入部及短路辐射部，馈入部的长度为第二频带的中心频率的四分之一波长，一端为天线的馈入点，馈入部产生第二频带；短路辐射部的长度至少为馈入部长度的两倍，且为第一频带的中心频率的四分之一波长，一端为短路端，其电气连接至接地面，另一端为开口端，短路辐射部具有多次弯折，开口端朝向短路辐射部中包含短路端的部分区间延伸，短路辐射部中包含开口端的部分区间与馈入部之间具有耦合间距，经由耦合间距，短路辐射部由馈入部电容耦合激发产生第一频带。本发明适用于GSM与UMTS多频工作且缩小天线尺寸。

Description

双频移动通信装置及其天线结构

技术领域

本发明涉及一种移动通信装置及其天线结构，尤其是涉及一种适用于无线广域网络(WWAN，Wireless Wide Area Network)工作的双频移动通信装置及其天线结构。

背景技术

现今移动通信装置大多使用GSM(Global System for Mobile Communication)系统为主，而用户持续增加的第三代移动通信系统也以UMTS(Universal MobileTelecommunication System)系统为主要的架构之一，因此涵盖GSM/UMTS工作频带的天线已经逐渐成为移动通信装置中不可或缺的重要组件。

移动通信装置的天线为了达到至少涵盖824至960MHz及1710至2170MHz工作频带，往往会使得天线尺寸较大，使得在移动通信装置内部空间运用上造成浪费。在公知技术中，可使用耦合式馈入达到降低天线高度的目的，同时保有多频工作的特性。

然而，一般传统的耦合式馈入天线配置方式无法有效降低宽度，故无法让天线所占用的面积再继续缩小，例如中国台湾专利第I295517号“一种内藏式多频天线”，其公开一种耦合式馈入的多频移动通信装置，其可涵盖GSM900/1800/1900/UMTS四频工作，然而若要完整涵盖GSM850/900/1800/1900/UMTS五频工作，且同时缩小天线所占用的面积，以这种传统的耦合式馈入配置方法将难以达到。

因此，有必要提供一种双频移动通信装置及其天线结构，以改善先前技术所存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双频移动通信装置，适用于GSM与UMTS的多频工作。

本发明的另一目的在于提供一种天线结构，其用于双频移动通信装置，适用于GSM与UMTS的多频工作。

为了达到上述目的，本发明的双频移动通信装置，其具有一接地面及一天线，该天线位于一介质基板上且邻近该接地面，且该天线具有一第一频带及一第二频带，该天线包括一馈入部及一短路辐射部，其中，该馈入部的长度实质上为该第二频带的中心频率的四分之一波长，该馈入部的一端为该天线的一馈入点，且该馈入部产生该第二频带；该短路辐射部的长度至少为该馈入部长度的两倍，并且该短路辐射部的长度实质上为该第一频带的中心频率的四分之一波长，该短路辐射部的一端为一短路端，并且其电气连接至该接地面，该短路辐射部的另一端则为一开口端，该短路辐射部具有多次弯折，该短路辐射部的该开口端朝向该短路辐射部中包含该短路端的部分区间延伸，同时该短路辐射部中包含该开口端的部分区间与该馈入部之间具有一耦合间距，经由该耦合间距，该短路辐射部由该馈入部电容耦合激发，而产生该第一频带。

为了达到上述另一目的，本发明的天线结构包含有一介质基板、一接地面以及一天线，该天线设置于该介质基板上且邻近该接地面，该天线具有一第一频带以及一第二频带，该天线包括一馈入部以及一短路辐射部，该馈入部的一端为该天线的一馈入点，且该馈入部产生该第二频带；该短路辐射部的一端为一短路端，且其另一端为一开口端，该短路端电气连接至该接地面，该短路辐射部具有多次弯折以形成多个部分区间；其中该短路辐射部的该开口端朝向该短路辐射部中包含该短路端的部分区间延伸，该短路辐射部中包含该开口端的部分区间与该馈入部之间具有一耦合间距，经由该耦合间距，该短路辐射部由该馈入部电容耦合激发，而产生该第一频带。

本发明适用于GSM与UMTS的多频工作，同时缩小天线所占用的面积。

附图说明

图1为本发明的双频移动通信装置及其天线结构的第一实施例的结构图。

图2为本发明的双频移动通信装置及其天线结构的第一实施例的天线返回损失量测结果图。

图3为本发明的双频移动通信装置及其天线结构的第二实施例的结构图。

图4为本发明的双频移动通信装置及其天线结构的第三实施例的结构图。

主要组件符号说明：

双频移动通信装置1、3、4                 短路辐射部中包含该开口端

接地面10                                的部分区间142

短路端101                               开口端143

天线11、31、41                          耦合间距15、35、45

介质基板12                              馈入部与短路辐射部中包含短路端

馈入部13、33、43                        的部分区间的距离16、36、46

馈入点131、331、431                     第一频带21

短路辐射部14                            第二频带22

短路辐射部中包含该短路端

的部分区间141

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。

请先参考图1，图1为本发明的双频移动通信装置及其天线结构的第一实施例的结构图。双频移动通信装置1具有一天线结构，且天线结构具有一接地面10、一介质基板12以及一天线11，举例来说，接地面10为一移动通信装置的系统接地面，或是一移动通信手机的系统接地面。天线11设置于介质基板12上并邻近接地面10，且天线11具有第一频带21及第二频带22(如图2所示)。

如图1所示，天线11包括：一馈入部13及一短路辐射部14。请注意，馈入部13的长度实质上为天线11的第二频带22的中心频率的四分之一波长，也就是说，馈入部13用来共振出第二频带22，且第二频带22至少涵盖1710至2170MHz。由图1可得知，馈入部13具有一第一端以及一第二端，且馈入部13的第一端为天线11的一馈入点131。

此外，短路辐射部14的长度至少为馈入部13的长度的两倍，并且短路辐射部14的长度实质上为天线11的第一频带21的中心频率的四分之一波长。而短路辐射部14的一端为短路端101，且其电气连接至接地面10；短路辐射部14的另一端则为一开口端143。短路辐射部14并具有多次弯折，在本实施例中，短路辐射部14具有七次弯折，使得短路辐射部14被划分成多个部分区间(包含141、142)。值得注意的是，短路辐射部14的开口端143朝向短路辐射部中包含该短路端的部分区间141延伸，且馈入部13与短路辐射部中包含该短路端的部分区间141的距离16少于10mm，同时短路辐射部中包含该开口端的部分区间142与馈入部13之间具有一耦合间距15，且耦合间距15小于3mm。因此，经由耦合间距15，短路辐射部14由馈入部13电容耦合激发，也就是说，短路辐射部14用来共振出第一频带21，且第一频带21至少涵盖824至960MHz。

接着请参考图2，图2为本发明的双频移动通信装置及其天线结构的第一实施例的实测返回损失量测结果图。其中横轴代表工作频率，纵轴代表返回损失。在第一实施例中选择下列尺寸来进行实验：接地面10长度约100mm、宽度约40mm；天线11面积约25×15mm²；介质基板12采用长度约25mm、宽度约15mm、厚度约0.8mm的玻璃纤维介质基板；馈入部13的长度约为22.5mm、宽度约3.5mm；短路辐射部14的长度约为85mm、宽度约为0.5mm。

如图2所示，本发明的第一实施例可产生第一频带21及第二频带22，在3∶1VSWR返回损失定义下(移动通信装置天线设计规范)，至少涵盖824至960MHz及1710至2170MHz，此二工作频带可以涵盖无线广域网络的五频工作，包含GSM850/900(824至960MHz)的双频工作及GSM1800/1900/UMTS(1710至2170MHz)的三频工作。

请参考图3，图3为本发明的双频移动通信装置及其天线结构的第二实施例的结构图。双频移动通信装置3具有一天线结构，且天线结构具有一接地面10、一介质基板12以及一天线31，天线31设置于介质基板12上，且天线31包括一馈入部33及一短路辐射部14。

第二实施例与第一实施例的基本结构大致相同，其中最大不同之处在于，第二实施例的馈入部33为一T形金属片，而第一实施例的馈入部13则为一L形金属片。上述第二实施例，虽然在馈入部33的形状上有些许变化，但调整馈入部33的尺寸之后也可产生第二频带22，且通过电容耦合的方式来激发短路辐射部14，以产生第一频带21，因此亦可达到与第一实施例相似的功效。

请参考图4，图4为本发明的双频移动通信装置及其天线结构的第三实施例的结构图。双频移动通信装置4具有一天线结构，且天线结构具有一接地面10、一介质基板12以及一天线41，天线41设置在介质基板12上，且天线41包括馈入部43及短路辐射部14。

第三实施例与第一实施例的基本结构大致相同，其中最大不同之处在于，馈入部43为一倒U形金属片。在上述第三实施例中，虽然在馈入部43的形状上有些许变化，但调整馈入部43的尺寸之后也可产生第二频带22，且可通过电容耦合的方式来激发短路辐射部14，以产生第一频带21，因此亦可达到与第一实施例相似的功效。

综合上述，本发明的双频移动通信装置利用一个馈入部产生一第二频带，其可涵盖GSM1800/1900/UMTS三频工作。而短路辐射部具有多次弯折来形成多个部分区间，使得短路辐射部中包含开口端的部分区间可朝向短路辐射部中包含短路端的部分区间延伸，且其与馈入部具有一耦合间距。如此一来，藉由耦合间距，馈入部可通过电容耦合的方式来激发短路辐射部，由于短路辐射部的长度至少为馈入部长度的两倍，因此短路辐射部可以产生第一频带，其可涵盖GSM850/900双频工作。藉由馈入部及短路辐射部所产生的第一频带及第二频带，同时其开口端朝向接近短路辐射部中包含短路端的部分区间延伸，使得天线足以完整涵盖WWAN五频工作。此外，由于短路辐射部具有多次弯折，使得天线整体宽度缩短，亦可达到面积缩小化的目的。

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)

1.一种双频移动通信装置，其具有一接地面及一天线，该天线位于一介质基板上，该天线邻近该接地面，且该天线具有一第一频带及一第二频带，该天线包括：

一馈入部，该馈入部的长度实质上为该第二频带的中心频率的四分之一波长，该馈入部的一端为该天线的一馈入点，且该馈入部产生该第二频带；以及

一短路辐射部，该短路辐射部的长度至少为该馈入部的长度的两倍，并且该短路辐射部的长度实质上为该第一频带的中心频率的四分之一波长，该短路辐射部的一端为一短路端，并且其电气连接至该接地面，该短路辐射部的另一端则为一开口端，该短路辐射部具有多次弯折，该短路辐射部的该开口端朝向该短路辐射部中包括该短路端的部分区间延伸，同时该短路辐射部中包括该开口端的部分区间与该馈入部之间具有一耦合间距，经由该耦合间距，该短路辐射部由该馈入部电容耦合激发，产生该第一频带。

2.如权利要求1的双频移动通信装置，其中该耦合间距小于3mm。

3.如权利要求1的双频移动通信装置，其中该短路辐射部中包括该开口端的部分区间的长度至少5mm。

4.如权利要求1的双频移动通信装置，其中该馈入部为一倒L形或一T形或一倒U形。

5.如权利要求1的双频移动通信装置，其中该第一频带至少涵盖824至960MHz，以及该第二频带至少涵盖1710至2170MHz。

6.如权利要求1的双频移动通信装置，其中该馈入部与该短路辐射部中包括该短路端的部分区间的距离少于10mm。

7.一种天线结构，包括：

一接地面；

一介质基板；以及

一天线，设置于该介质基板上且邻近该接地面，该天线具有一第一频带以及一第二频带，该天线包括：

一馈入部，该馈入部的一端为该天线的一馈入点，且该馈入部产生该第二频带；以及

一短路辐射部，该短路辐射部的一端为一短路端，且其另一端为一开口端，该短路端电气连接至该接地面，该短路辐射部具有多次弯折以形成多个部分区间；

其中，该短路辐射部的该开口端朝向该短路辐射部中包括该短路端的部分区间延伸，该短路辐射部中包括该开口端的部分区间与该馈入部之间具有一耦合间距，经由该耦合间距，该短路辐射部由该馈入部电容耦合激发，产生该第一频带。

8.如权利要求7所述的天线结构，其中该馈入部的长度实质上为该第二频带的中心频率的四分之一波长；该短路辐射部的长度至少为该馈入部的长度的两倍，且该短路辐射部的长度实质上为该第一频带的中心频率的四分之一波长。

9.如权利要求7所述的天线结构，其中该耦合间距小于3mm。

10.如权利要求7所述的天线结构，其中该馈入部与该短路辐射部中包括该短路端的部分区间的距离少于10mm。

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