CN103036583A

CN103036583A - 通信电子装置及其天线结构

Info

Publication number: CN103036583A
Application number: CN2011102977794A
Authority: CN
Inventors: 翁金辂; 高也钧
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2011-10-08
Filing date: 2011-10-08
Publication date: 2013-04-10

Abstract

本发明公开了通信电子装置包含有一接地元件及一天线元件。所述接地元件的一边缘具有一第一缺口、一第二缺口及一第一突出部，所述第一及第二缺口均不在所述边缘的角落处，且第一突出部介于所述第一及第二缺口之间。所述天线元件与所述接地元件位于不同平面，所述天线元件在所述接地元件上具有一投影，所述投影涵盖所述第一突出部的部分区间及所述第一与第二缺口的部分区间。

Description

通信电子装置及其天线结构

技术领域

本发明涉及一种通信系统，更具体地说，涉及一种通信电子装置及其天线结构。

背景技术

近年来由于移动通信技术的进步，使得通信电子装置成为许多人生活的一部分，生活环境中也充斥着不同操作系统的电磁波，因此电磁波对于使用者的影响已成为一个备受重视的课题，特别是与使用者长时间接触的通信电子装置，如手机、平板电脑等。但另一方面，通信电子装置因使用者手部对于其内建天线特性所造成的影响，也成为一项重要课题。举例来说，于现有技术中，如美国专利第7768466B2号「多频折叠回圈天线(Multiband foldedloop antenna)」即揭示一种具有多频回圈天线的通信电子装置，所述回圈天线是配置于接地元件的一边缘，并占据整个边缘来达成宽频的操作，然而此种天线配置方式无法与周围的电子元件紧密结合，造成装置内部的空间浪费。此外，当使用者使用此通信装置时，由于手部与天线间的距离较近，容易因为使用者手部握姿的不同而影响了天线的特性。

因此，有必要提供一种通信电子装置，其具有两个宽频操作频带，例如至少涵盖约824～960MHz及1710～2710MHz频带，以满足无线区域网路(WWAN，Wireless Wide Area Network)的五频操作，并且能够增加天线与使用者手部之间的距离，以降低使用者手部对天线所造成的影响，同时使得天线元件能与周围的电子元件达到高度整合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种通信电子装置及其天线结构，以降低使用者手部对于装置的内建天线元件特性的影响，并且同时达到装置内的天线元件与周围电子元件(例如：数据传输接头)高度整合的效果。

为达成上述的目的，本发明涉及一种通信电子装置，其具有一接地元件及一天线元件。所述接地元件的一边缘具有一第一缺口、一第二缺口以及一第一突出部，所述第一缺口及第二缺口均不在所述边缘的角落处，且第一突出部介于所述第一及第二缺口之间。其中所述第一缺口在所述接地元件的所述边缘处的第一长度均介于所述边缘长度的20～40％之间，以及所述第二缺口在所述接地元件的所述边缘处的第二长度均介于所述边缘长度的20～40％之间。此外，所述天线元件与所述接地元件位于不同平面，所述天线元件在所述接地元件上具有一投影，所述投影涵盖所述第一突出部的部分区间及所述第一缺口与第二缺口的部分区间。

为达成上述目的，本发明的一天线结构包含有一接地元件及一天线元件。在所述接地元件的一边缘具有一第一缺口、一第二缺口以及一第一突出部，所述第一缺口及第二缺口均不位在所述边缘的角落处，且所述第一突出部介于所述第一缺口及第二缺口之间。所述天线元件与所述接地元件位于不同平面上，所述天线元件于所述接地元件上具有一投影，且所述投影涵盖所述接地元件的所述第一突出部的部分区间及所述第一缺口与第二缺口的部分区间。

为了克服周围的接地元件的环境影响，本发明的天线元件采用具有封闭回路特性的环圈天线，并具有一第一操作频带及一第二操作频带。所述环圈天线经由短路端连接至接地元件可激发共振长度约为所述第一操作频带的中心频率的0.5倍波长，可以产生一共振模态，形成所述第一操作频带。所述环圈天线的全波共振模态则形成所述第二操作频带。所述第一操作频带涵盖约824～960MHz，以及所述第二操作频带涵盖约1710～2170MHz。

附图说明

图1为本发明的通信电子装置及其天线结构的第一实施例的结构图。

图2为本发明的通信电子装置及其天线结构的第一实施例的接地元件的结构图。

图3为本发明的通信电子装置及其天线结构的第一实施例的返回损失图。

图4为本发明的通信电子装置及其天线结构的第二实施例的结构图。

图5为本发明的通信电子装置及其天线结构的第三实施例的结构图。

其中，附图标记说明如下：

1、4、5 通信电子装置

10 接地元件

101 接地元件的一边缘

102 第一缺口

103 第二缺口

104 第一突出部

11、41、51 天线元件

12、52 介质基板

13、43、53 封闭金属回圈

131、431、531 短路端

14、44、54 馈入部

141、441、541 馈入端

15 信号源

16、56 电子元件(数据传输接头)

21 天线元件在接地元件上的投影

31 第一操作频带

32 第二操作频带

D 耦合间隙

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，并配合附图，作详细说明如下。

在说明书及之前的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及之前的权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及之前的权利要求当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电连接于所述第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电连接至所述第二装置。

请一并参考图1以及图2，图1为本发明的通信电子装置1及其天线结构的第一实施例的结构图，图2则为通信电子装置1的接地元件的结构图。于本实施例中，通信电子装置1包含接地元件10及天线元件11。接地元件10的边缘101具有第一缺口102、第二缺口103以及第一突出部104，值得注意的是，第一缺口102及第二缺口103均不在边缘101的角落处，且第一突出部104介于第一缺口102及第二缺口103之间；换句话说，接地元件10呈一倒E字形。天线元件11与所述接地元件10位于不同平面，天线元件11在接地元件11上具有投影21(如图2所示)，投影21涵盖第一突出部104的部分区间及第一缺口102与第二缺口103的部分区间，第一突出部104对应的区间并具有电子元件16。

在本实施例中，天线元件11包含介质基板12、封闭金属回圈13及馈入部14，但本发明并不局限于此。其中封闭金属回圈13形成一封闭回路且包含短路端131，且短路端131电连接封闭金属回圈13至接地元件10。此外，馈入部14包含馈入端141电连接至信号源15，且馈入部14用来激发封闭金属回路13。

值得注意的是，在本实施例中，封闭金属回路13至少部分围绕在馈入部14的周围，而封闭金属回路13与馈入部14之间具有一耦合间隙D，且耦合间隙D约略为0.5毫米(mm)。此外，第一实施例中的馈入部14呈一T字形。

接着，请一并参考图3，图3为通信电子装置1及其天线结构的返回损失图。在本实施例中，通信电子装置1选择接地元件10的长度约为115mm、宽度约为60mm；第一缺口102及第二缺口的宽度均约为20mm、深度约为10mm，其中所述第一缺口102及所述第二缺口103均不位在边缘101的角落处；第一突出部104的宽度约为10mm、长度约为10mm；回圈金属部13的长度约为150mm，其在接地元件10的投影大小约为10×42mm2。由返回损失图的结果，在6dB返回损失的定义下(一般通信电子装置天线设计规范)，移动通信装置1及其天线结构的第一操作频带31可涵盖GSM850/900(约824～960MHz)的双频操作，其第二操作频带32可涵盖GSM1800/1900/UMTS(约1710～2170MHz)的三频操作，因此故所述天线元件11可至少满足WWAN五频的操作需求。此外，于本实施例中，封闭金属回圈13藉由馈入部14激发，在低频频带共振出一个二分的一波长的共振模态(约860MHz附近)，形成宽频的第一操作频带31，其可至少涵盖约824～960MHz；其并于高频频带共振出其高阶倍频模态(约1800MHz附近)，再加上馈入部14本身在高频频带所共振出的共振模态(约2000MHz附近)，合成宽频的第二操作频带32，至少涵盖约1710～2170MHz。值得注意的是，所述封闭金属回圈13形成一封闭金属回路，具有平衡式的特性，可降低与接地元件10或是周遭环境的耦合，使天线元件11能与紧邻的接地元件10紧密结合并具有低近场辐射的特性。此外，当使用者使用本通信电子装置1时，由于天线元件11被接地元件10的第一缺口102和第一缺口103所围绕，故使用者手部与天线元件11之间所产生的耦合效应较小，对天线元件11的特性影响也可较小，此外第一突出部104可另配置电子元件(例如：数据传输接头)16，使天线与周围的电子元件达到高度的整合，同时其结构简单、容易制作，非常符合实际应用需求。

接着，请参考图4，为本发明的通信电子装置4及其天线结构的第二实施例的结构图。第二实施例的通信电子装置4的结构基本上与第一实施例的通信电子装置1相似，两者不同的处在于图4的通信电子装置4的天线元件41(包含有封闭金属回圈43以及馈入部44)毋需置于在介质基板上，可直接通过切割金属片的方式制成，增加制作的弹性。

接着，请参考图5，图5为本发明的通信电子装置5及其天线结构的第三实施例的结构图。第三实施例的通信电子装置5的结构基本上与第一实施例的通信电子装置1相似，两者不同的处在于图5的电子元件56位于天线元件51(包含有封闭金属回圈53以及馈入部54)与第一突出部104之间，可以降低通信电子装置整体的厚度。此外，于本实施例中，馈入部54呈一L字形；换句话说，天线元件11、41、51的馈入部14、44、54的形状并不局限。

其中，本发明的通信电子装置4、通信电子装置5都可产生与通信电子装置1相似的功效，包含产生二个宽频操作频带，涵盖WWAN五频操作。

毫无疑问地，本领域的技术人员应可了解，在不违背本发明的精神下，图1、图4与图5所提到的通信电子装置及其天线结构的各种各样的变化都是可行的。此外，封闭金属回圈以及馈入部的形状以及弯折个数并不局限，且各弯折的弯折方向、弯折角度以及弯折形状也非本发明的限制条件。

综合上述，本发明的通信电子装置其具有一个可以产生二个宽频操作频带的天线结构，所述天线结构具有结构简单，并具有低近场辐射的特性，对于使用者使用通信电子装置时，使用者手部对于天线元件所产生的耦合效应较小，同时又使天线元件与周围的电子元件达到高度整合，同时天线元件的二个操作频带可分别涵盖GSM850/900的双频操作(约824～960MHz)及GSM1800/1900/UMTS的三频操作(约1710～2170MHz)，涵盖WWAN五频操作。

以上所述的实施例仅用来说明本发明的技术特征，并非用来局限本发明的范畴。综上所述，本发明无论就目的、手段及功效，均显示其不同于公知技术的特征，且上述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利要求范围自应以权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种通信电子装置，其特征是，包含：

一接地元件，在所述接地元件的一边缘具有一第一缺口、一第二缺口以及

一第一突出部，所述第一缺口及第二缺口均不位在所述边缘的角落处，且所述第一突出部介于所述第一缺口及第二缺口之间；以及

一天线元件，所述天线元件与所述接地元件位于不同平面上，所述天线元件于所述接地元件上具有一投影，且所述投影涵盖所述接地元件的所述第一突出部的部分区间及所述第一缺口与第二缺口的部分区间。

2.如权利要求1所述的通信电子装置，其特征是，所述接地元件呈一倒E字形。

3.如权利要求1所述的通信电子装置，其特征是，所述第一缺口在所述接地元件的所述边缘处的一第一长度介于所述边缘的长度的20～40％之间；以及所述第二缺口在所述接地元件的所述边缘处的一第二长度介于所述边缘的长度的20～40％之间。

4.如权利要求1所述的通信电子装置，其特征是，所述天线元件包含有：

一封闭金属回路，所述封闭金属回路形成一封闭回路且具有一短路端，且所述短路端电连接所述封闭金属回路至所述接地元件；以及

一馈入部，具有一馈入端电连接至一信号源，且所述馈入部用来激发所述封闭金属回路。

5.如权利要求4所述的通信电子装置，其特征是，所述封闭金属回路至少部分围绕在所述馈入部的周围。

6.如权利要求4所述的通信电子装置，其特征是，所述封闭金属回路与所述馈入部之间具有一耦合间隙，且所述耦合间隙约略为0.5毫米。

7.如权利要求4所述的通信电子装置，其特征是，所述馈入部呈一T字形或一L字形。

8.如权利要求1所述的通信电子装置，其特征是，所述天线元件具有一第一操作频带及一第二操作频带，所述天线元件的所述第一操作频带涵盖约824～960MHz，以及所述第二操作频带涵盖约1710～2170MHz。

9.如权利要求1所述的通信电子装置，其特征是，所述第一突出部用于放置一电子元件。

10.一种天线结构，其特征是，包含有：

11.如权利要求10所述天线结构，其特征是，所述接地元件呈一倒E字形。

12.如权利要求10所述的天线结构，其特征是，所述第一缺口在所述接地元件的所述边缘处的一第一长度介于所述边缘的长度的20～40％之间；以及所述第二缺口在所述接地元件的所述边缘处的一第二长度介于所述边缘的长度的20～40％之间。

13.如权利要求10所述的天线结构，其特征是，所述天线元件包含有：

14.如权利要求13所述的天线结构，其特征是，所述封闭金属回路至少部分围绕在所述馈入部的周围。

15.如权利要求13所述的天线结构，其特征是，所述封闭金属回路与所述馈入部之间具有一耦合间隙，且所述耦合间隙约略为0.5毫米。

16.如权利要求13所述的天线结构，其特征是，所述馈入部呈一T字形或一L字形。

17.如权利要求10所述的天线结构，其特征是，所述天线元件具有一第一操作频带及一第二操作频带，所述天线元件的所述第一操作频带涵盖约824～960MHz，以及所述第二操作频带涵盖约1710～2170MHz。

18.如权利要求10所述的天线结构，其特征是，所述第一突出部用于放置一电子元件。