CN102468533A - 移动通讯装置及其天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通讯装置，具有一接地面及一天线，该天线并位于一介质基板上，且该介质基板邻近该接地面，该天线包含：一辐射部、一馈入部及一短路单元。该馈入部的一端连接至一信号源，其另一端电气连接至该辐射部，该馈入部并具有一电容元件或一开口区间，该短路单元提供二个不同的短路路径电气连接该辐射部至该接地面。本发明实施例的移动通讯装置及其天线，频宽可分别涵盖LTE700/GSM850/900(704～960MHz)三频及GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500(1710～2690MHz)五频操作，涵盖目前所有移动通讯频带，同时尺寸较小，适合应用于薄形移动通讯装置上。

Description

移动通讯装置及其天线

技术领域

本发明涉及一种移动通讯装置及其天线，特别是一种其内建天线具有两个宽频操作频带的移动通讯装置。

背景技术

基于移动通讯使用者对于快速及便利的需求，具有超高传输速度与超大传输范围的移动通讯技术“长期演进”(Long Term Evolution，简称LTE)也随之诞生。因此，为了发展具有LTE技术，并相容已知GSM/UMTS技术的小型化移动通讯装置，操作频宽能同时涵盖LTE/GSM/UMTS所需频宽的小型化宽频天线已成为一重要的发展方向。综观传统移动通讯装置天线的操作频宽，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I308,408号“一种移动电话天线装置”，揭示一种适用于移动通讯装置的天线设计，其天线机制为利用双共振路径来实现双频操作，不过使用此种双共振路径或多共振路径方式，限制了天线的尺寸缩小幅度且改善阻抗频宽的效果有限，不易满足现有移动通讯装置的多频天线尺寸缩小的要求，且其操作频带仅能涵盖双频操作，无法满足所需的LTE/GSM/UMTS的八频操作，因此，如何在有限的天线设计空间下，满足现行移动通讯装置需求的八频天线设计，实为一大挑战。

发明内容

为了解决上述的空间与频宽不足的问题，本发明的目的在于提供一种移动通讯装置，其内建天线的馈入部具有一电容元件，且其短路单元具有二个不同的短路路径以调整阻抗匹配来改善天线的操作频宽，并同时有利于缩小天线的尺寸，其频宽可分别涵盖LTE700/GSM850/900(704～960MHz)三频及GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500(1710～2690MHz)五频操作，涵盖目前所有移动通讯频带，同时适合应用于薄形移动通讯装置上。

本发明是关于一种移动通讯装置，具有一接地面及一天线，该天线具有一第一操作频带及一第二操做频带，该天线位于一介质基板上，且该介质基板邻近该接地面，该天线包含：一辐射部、一馈入部及一短路单元。其中该接地面可以为一移动通讯手机的系统接地面；该辐射部可以利用印刷或蚀刻技术形成于该介质基板上；该馈入部的一端为该天线的信号源，其另一端电气连接至该辐射部，该馈入部并具有一电容元件或一开口区间，该电容元件可为一芯片电容；该短路单元提供二个不同的短路路径电气连接该辐射部至该接地面，该短路单元的二个不同的短路路径的其中一短路路径亦可具有一电感元件，该电感元件可为一芯片电感，该二个不同短路路径的长度均至少为该第一操作频带最低频率的0.05倍波长。

本发明天线的机制是利用馈入部的电容元件与二个不同短路路径来改善第一操作频带与第二操作频带的阻抗频宽。该电容元件可有效降低该天线直接馈入时的高感抗性，改善该天线的第一操作频带的阻抗匹配。该二个不同短路路径可进一步改善阻抗匹配来增加天线的操作频宽，但其长度均至少需为该第一操作频带最低频率的0.05倍波长才可有效改善该天线在第一操作频带的阻抗匹配，并在该第二操作频带另外产生一新的共振模态增加频宽，使该天线产生更宽频的第一操作频带及第二操作频带，其第一操作频带可涵盖LTE700/GSM850/900的三频操作，而其第二操作频带可涵盖GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500的五频操作，达成天线的八频操作，使得移动通讯装置可以涵盖目前所有移动通讯的操作频带。

本发明实施例的移动通讯装置及其天线，频宽可分别涵盖LTE700/GSM850/900(704～960MHz)三频及GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500(1710～2690MHz)五频操作，涵盖目前所有移动通讯频带，同时尺寸较小，适合应用于薄形移动通讯装置上。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明移动通讯装置第一实施例的结构图；

图2为本发明移动通讯装置第一实施例的天线返回损失结果图；

图3为本发明移动通讯装置第二实施例的结构图；

图4为本发明移动通讯装置第三实施例的结构图；

图5为本发明移动通讯装置第四实施例的结构图；

图6为本发明移动通讯装置第五实施例的结构图；

图7为本发明移动通讯装置第六实施例的结构图。

附图标号：

1：本发明移动通讯装置第一实施例

3：本发明移动通讯装置第二实施例

4：本发明移动通讯装置第三实施例

5：本发明移动通讯装置第四实施例

6：本发明移动通讯装置第五实施例

7：本发明移动通讯装置第六实施例

10：接地面

11：介质基板

12：辐射部

13，33：馈入部

131，131’：电容元件(电容单元)

1311：第一电容感应部

1312：第二电容感应部

14：信号源

15，45，55，65，75：短路单元

151，451，551，651，751：短路点

16，46，56，66，76：第一短路路径

17，47，57，67，77：第二短路路径

21：第一操作频带

22：第二操作频带

332：开口区间

752：电感元件

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

图1为本发明移动通讯装置第一实施例1的结构图，其具有一接地面10及一天线，该天线具有一第一操作频带及一第二操作频带，该天线位于一介质基板11上，并邻近于该接地面10。其中该天线包含：一辐射部12、一馈入部13及一短路单元15，该馈入部13的一端为该天线的信号源14，其另一端电气连接至该辐射部12，该馈入部13并具有一电容单元(电容元件)131，该短路单元15提供二个不同的短路路径，分别为第一短路路径(第一短路部)16与第二短路路径(第二短路部)17电气连接该辐射部12至该接地面10。该第一短路部16大致上呈L形，该第二短路部17大致上呈L形。该第一短路部16与该第二短路部17围绕定义一矩形开口。

图2为第一实施例1的返回损失模拟结果图。第一实施例选择介质基板11为一宽度约为35mm、长度约为15mm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以印刷或蚀刻技术形成于介质基板11上，其中辐射部12的长度约为80mm；馈入部13的长度约为25mm；电容元件131为一芯片电容，其电容值约为1pF；该短路单元15的二不同短路路径长度分别约为35mm及37mm，均至少为第一操作频带最低频率(约704MHz)的0.05倍波长。由模拟结果，在6dB返回损失的定义下，其第一操作频带21可涵盖LTE700/GSM850/900(704～960MHz)的三频操作，而第二操作频带22则可涵盖GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500(1710～2690MHz)的五频操作，因此该天线可满足LTE/GSM/UMTS的八频操作需求。在上述实施例中，电容单元131以及短路单元15均提供了增加频宽的功能。

图3为移动通讯装置第二实施例3的结构图。第二实施例3与第一实施例1的主要差异在于以电容单元131’取代电容元件131。电容单元131’包括一第一电容感应部1311以及一第二电容感应部1312，该第一电容感应部1311及该第二电容感应部1312均平行于该辐射部12，该第一电容感应部1311与该第二电容感应部1312之间形成有一开口区间332。第二实施例3因具有与第一实施例1相似的结构，因此也可以得到与第一实施例1相似的功能。

图4为移动通讯装置第三实施例4的结构图。第三实施例4与第一实施例1的主要差异在于短路单元45，其第一短路路径(第一短路部)46及第二短路路径(第二短路部)47的一端分别并联电气连接至辐射部12，另一端再串联电气连接至接地点451。该第一短路部46于一第一位置连接该辐射部42，该第二短路部47于一第二位置连接该辐射部42。该第一短路部46、该第二短路部47与该辐射部42围绕定义一梯形开口。第三实施例4因具有与第一实施例1相似的结构，因此也可以得到与第一实施例1相似的功能。

图5为移动通讯装置第四实施例5的结构图。第四实施例5与第一实施例1的主要差异在于短路单元55，其第一短路路径(第一短路部)56及第二短路路径57(第二短路部)的一端分别并联电气连接至辐射部12并分别并联电气连接至接地面10。在此实施例中，该第一短路部56更于一第三位置连接该接地面，该第二短路部57更于一第四位置连接该接地面。第四实施例5因具有与第一实施例1相似的结构，因此也可以得到与第一实施例1相似的功能。

图6为移动通讯装置第五实施例6的结构图。第五实施例6与第一实施例1的主要差异在于短路单元65，其第一短路路径66及第二短路路径67的一端先相互连接之后再电气连接至辐射部12，其另一端则分别并联电气连接至接地面10。第五实施例6因具有与第一实施例1相似的结构，因此也可以得到与第一实施例1相似的功能。

图7为移动通讯装置第六实施例7的结构图。第六实施例7与第一实施例1的主要差异在于短路单元75，其第二短路路径77上具有一电感元件752，该电感元件752可为一芯片电感，该电感元件可提供额外的电感量，改善天线的阻抗匹配，有助于增加天线的操作频宽。第六实施例5因具有与第一实施例1相似的结构，因此也可以得到与第一实施例1相似的功能。

本发明实施例的移动通讯装置及其天线，频宽可分别涵盖LTE700/GSM850/900(704～960MHz)三频及GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500(1710～2690MHz)五频操作，涵盖目前所有移动通讯频带，同时尺寸较小，适合应用于薄形移动通讯装置上。

以上说明中所述的实施例仅为说明本发明的原理及功效，而非限制本发明。因此，本领域技术人员可在不违背本发明的精神对上述实施例进行修改及变化。本发明的权利保护范围如权利要求范围所列。

Claims (14)

1.一种移动通讯装置，其特征在于，所述移动通讯装置具有一接地面及一天线，所述天线具有一第一操作频带及一第二操作频带，所述天线位于一介质基板上，所述介质基板邻近所述接地面，所述天线包含：

一辐射部；

一馈入部，所述馈入部的一端连接至一信号源，其另一端电气连接至所述辐射部，所述馈入部并具有一电容单元；以及

一短路单元，所述短路单元提供二个不同的短路路径电气连接所述辐射部至所述接地面，所述二个不同短路路径的长度均至少为所述第一操作频带最低频率的0.05倍波长。

2.如权利要求1所述的移动通讯装置，其特征在于，所述第一操作频带涵盖704～960MHz，所述第二操作频带涵盖1710～2690MHz。

3.如权利要求1所述的移动通讯装置，其特征在于，所述介质基板为一移动通讯手机的系统电路板。

4.如权利要求1所述的移动通讯装置，其特征在于，所述电容单元包括一芯片电容。

5.如权利要求1所述的移动通讯装置，其特征在于，所述电容单元为一开口区间。

6.如权利要求1所述的移动通讯装置，其特征在于，所述二个不同的短路路径的其中一短路路径并具有一电感元件。

7.如权利要求6所述的移动通讯装置，其特征在于，所述电感元件为一芯片电感。

8.一种天线，其特征在于，所述天线具有一第一操作频带及一第二操作频带，包含：

一接地面；

一辐射部；

一馈入部，所述馈入部的一端连接至一信号源，其另一端电气连接至所述辐射部；以及

一短路单元，所述短路单元包括一第一短路部以及一第二短路部，一第一短路路径经过所述第一短路部以电气连接所述辐射部至所述接地面，一第二短路路径经过所述第二短路部以电气连接所述辐射部至所述接地面，所述第一及第二短路路径的长度均至少为所述第一操作频带最低频率的0.05倍波长。

9.如权利要求8所述的天线，其特征在于，所述第一短路部呈L形，所述第二短路部呈L形。

10.如权利要求8所述的天线，其特征在于，所述第一短路部与所述第二短路部围绕定义一矩形开口。

11.如权利要求8所述的天线，其特征在于，所述第一短路部于一第一位置连接所述辐射部，所述第二短路部于一第二位置连接所述辐射部。

12.如权利要求11所述的天线，其特征在于，所述第一短路部、所述第二短路部与所述辐射部围绕定义一梯形开口。

13.如权利要求8所述的天线，其特征在于，所述第一短路部于一第三位置连接所述接地面，所述第二短路部于一第四位置连接所述接地面。

14.如权利要求8所述的天线，其特征在于，所述短路单元更包括一电感元件，设于所述第一短路部之上。

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