CN103427861B

CN103427861B - 通信装置

Info

Publication number: CN103427861B
Application number: CN201210151890.7A
Authority: CN
Inventors: 翁金辂; 朱芳贤
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2032-05-16
Also published as: CN103427861A

Abstract

本发明公开一种通信装置，包括一多层电路板及其天线结构。该多层电路板具有至少一第一平面、一第二平面及一第三平面，且所述多个平面之一具有一接地面，该接地面邻近该多层电路板的一净空区间，该净空区间用于配置一天线结构，该天线结构包括一第一金属部及一第二金属部，该第一金属部经由一馈入部耦接至一信号源，该第二金属部至少包括一第一线段及一第二线段，该第一线段及该第二线段分别位于该第一平面、第二平面及第三平面的任二个上，且经由至少二个导电贯孔连接形成一环圈结构。本发明可以有效增加天线结构的末端上的表面电流，同时使表面电流分布较均匀，以改善阻抗匹配并增加天线结构的频宽。

Description

通信装置

技术领域

本发明涉及一种通信装置，特别是涉及一种包括多层电路板及其天线结构的超薄形通信装置。

背景技术

随着移动通信技术的快速发展，移动通信装置也变得越来越轻薄。在人们对于多功能化的需求越来越高的同时，移动通信装置内可容纳天线的空间也越来越小。如何有效地将天线设计在薄形移动通信装置的有限空间中，已成为设计者的一大挑战。

传统的印刷式天线可以直接印制于移动通信装置内的系统电路板上，使得天线在电路板上几乎没有高度，而特别适用于超薄形移动通信装置。然而，此种传统的印刷式天线设计并未能充分运用一般系统电路板的多层板结构，来达成较宽频的操作特性，并且涵盖多频带的操作。

因此，有必要提出一种多层电路板及其印刷天线结构，通过将天线的一部分结构印制于该多层电路板中，以节省天线所占用的空间。此外，天线可以具有宽频的操作特性，并涵盖多频带的操作，特别适合应用于超薄形移动通信装置中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包括多层电路板及其印刷天线结构的超薄形通信装置。在天线结构的末端形成一环圈结构，可以有效增加天线结构的末端上的表面电流，同时使表面电流分布较均匀，以改善阻抗匹配并增加天线结构的频宽。此外，环圈结构也可有效降低天线结构的末端的近场电磁场强度，使天线结构更容易与邻近的接地面紧密整合，以降低天线结构所需的净空区间大小。通过将环圈结构印制于多层电路板中，可节省天线结构所占用的空间，使其特别适合应用于超薄形移动通信装置中。

在一实施例中，本发明提供一种通信装置，包括：一多层电路板，具有至少一第一平面、一第二平面，以及一第三平面，其中该第一平面、该第二平面，以及该第三平面之一者具有一接地面，该接地面邻近该多层电路板的一净空区间，该净空区间用于配置一天线结构，而该天线结构包括：一第一金属部，经由一馈入部耦接至一信号源；一第二金属部，包括至少一第一线段和一第二线段，其中该第一线段和该第二线段分别位于该第一平面、该第二平面，以及该第三平面的任二者上，且该第一线段经由至少二个导电贯孔耦接至该第二线段以形成一环圈结构，该环圈结构大致位于该第二金属部的一端，并大致垂直于该接地面。

在本发明的通信装置中，由于天线结构的末端具有较低的近场电磁场强度，故净空区间的至少二边缘可以由接地面所包围。在一些实施例中，接地面可为一L字形或一U字形。在较佳实施例中，第一线段与第二线段的长度大致相同，且该长度大于或等于天线结构的最低操作频率的0.05倍波长，以提供天线结构的末端更均匀的表面电流分布。第一金属部经由一短路部电性耦接至接地面。天线结构产生位于一第一(低频)操作频带内的至少一共振模态，并产生位于一第二(高频)操作频带的至少一高阶共振模态，其中第一及第二操作频带分别涵盖至少一移动通信频带。

附图说明

图1是显示根据本发明第一实施例所述的通信装置的示意图；

图2是显示根据本发明第一实施例所述的天线结构的返回损失图；

图3是显示根据本发明第一实施例所述的天线结构的天线效率图；

图4是显示根据本发明第二实施例所述的通信装置的示意图；

图5是显示根据本发明第三实施例所述的通信装置的示意图。

【主要附图标记说明】

100、400、500～通信装置；

10、40～多层电路板；

11、41～接地元件；

111、411～净空区间；

12、42～第一平面；

13、43～第二平面；

14、44～第三平面；

15、45、55～第一金属部；

16、46、56～第二金属部；

160、460、560～环圈结构；

161、461、561～第一线段；

162、462、562～第二线段；

163、463、563～导电贯孔；

564～第三线段；

17、47、57～馈入部；

18、48、58～短路部；

19、49、59～信号源；

21～第一操作频带；

22～第二操作频带；

31～第一操作频带的天线效率曲线；

32～第二操作频带的天线效率曲线。

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。

图1是显示根据本发明第一实施例所述的通信装置100的示意图。在本实施例中，通信装置100包括一多层电路板10，以及印制于多层电路板10上的一天线结构。多层电路板10具有至少一第一平面12、一第二平面13以及一第三平面14，其中第一平面12、第二平面13以及第三平面14之一具有一接地面11。请注意，在本实施例中，接地面11是设置于第一平面12上，但此并非本发明的限制条件，在其他的实施例中，接地面11也可设置于第二平面13或者第三平面14上。

请继续参考图1，接地面11邻近多层电路板10的一净空区间111，而净空区间111用于配置一天线结构。该天线结构包括一第一金属部15和一第二金属部16。第一金属部15是经由一馈入部17电性耦接至一信号源19。第二金属部16包括至少一第一线段161和一第二线段162。在一实施例中，第一线段161和第二线段162分别位于第一平面12和第三平面14上，且第一线段161是经由至少二导电贯孔163电性耦接至第二线段162以形成一环圈结构160。在其他实施例中，第一线段161和第二线段162可以分别位于第一平面12、第二平面13以及第三平面14的任二个上。环圈结构160大致位于第二金属部16的末端，并大致垂直于接地面11。在一些实施例中，第一金属部15还经由一短路部18电性耦接至接地面11。在本实施例中，接地面11大致为一U字形，且净空区间111的三边缘为接地面11所包围。

图2是显示根据本发明第一实施例所述的天线结构的返回损失(ReturnLoss)图。在一些实施例中，多层电路板10的长度约为115mm，宽度约为60mm，厚度约为0.8mm，而净空区间的面积约为40 x 10mm²。接地面11位于多层电路板10的第一平面12上。在6dB返回损失的定义下(移动通信装置天线设计规范)，第一实施例中的天线结构可激发产生第一操作频带21和第二操作频带22。在较佳实施例中，第一操作频带21可涵盖LTE700/GSM850/900的三频操作(约介于704MHz到960MHz之间)，第二操作频带22可涵盖GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500的五频操作(约介于1710MHz到2690MHz之间)。因此，本发明的天线结构可涵盖WWAN/LTE八频操作。

图3是显示根据本发明第一实施例所述的天线结构的天线效率(AntennaEfficiency)图。天线效率曲线31代表天线结构操作于LTE700/GSM850/900频带的天线效率，而天线效率曲线32为天线结构操作于GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500频带的天线效率。如图3所示，本发明的天线结构于WWAN/LTE频带内皆有不错的天线效率(已将S参数纳入考虑的辐射效率)，可符合实际应用的需求。

图4是显示根据本发明第二实施例所述的通信装置400的示意图。第二实施例与第一实施例的主要差异在于，第二实施例的天线结构是配置在多层电路板40的一角落处的一净空区间411。在第二实施例中，接地面41大致为一L字形，且净空区间411的二边缘为接地面41所围绕。第二实施例其余特征皆与第一实施例相同，因此第二实施例可具有与第一实施例相似的操作特性。

图5是显示根据本发明第三实施例所述的通信装置500的示意图。第三实施例与第一实施例的主要差异在于，第三实施例的第二金属部56的第一线段561的末端还电性耦接至一第三线段564，其可用以调整天线结构的共振长度，进而微调天线结构的共振模态。第三线段564可以大致垂直于第一线段561。第三实施例其余特征皆与第一实施例相同，因此第三实施例可具有与第一实施例相似的操作特性。

本发明虽以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种通信装置，包括：

一多层电路板，具有至少一第一平面、一第二平面以及一第三平面，其中该第一平面、该第二平面以及该第三平面之一具有一接地面，该接地面邻近该多层电路板的一净空区间，该净空区间用于配置一天线结构，而该天线结构包括：

一第一金属部，经由一馈入部耦接至一信号源；以及

一第二金属部，包括至少一第一线段和一第二线段，其中该第一线段和该第二线段分别位于该第一平面、该第二平面以及该第三平面的任二个上，且该第一线段是经由至少二个导电贯孔耦接至该第二线段以形成一环圈结构，该环圈结构大致位于该第二金属部的一末端，并大致垂直于该接地面。

2.如权利要求1所述的通信装置，其中该净空区间的至少二边缘为该接地面所包围。

3.如权利要求1所述的通信装置，其中该接地面大致为一L字形或一U字形。

4.如权利要求1所述的通信装置，其中该第一线段与该第二线段的长度大致相同，且该长度大于或等于该天线结构的最低操作频率的0.05倍波长。

5.如权利要求1所述的通信装置，其中该天线结构还包括一短路部，而该第一金属部是经由该短路部耦接至该接地面。

6.如权利要求1所述的通信装置，其中该净空区间是位于该多层电路板的一角落处。

7.如权利要求1所述的通信装置，其中该第二金属部还包括一第三线段，而该第二金属部的该第一线段的一末端还耦接至该第三线段。

8.如权利要求7所述的通信装置，其中该第三线段大致垂直于该第一线段。

9.如权利要求1所述的通信装置，其中该天线结构激发产生一第一操作频带和一第二操作频带。

10.如权利要求9所述的通信装置，其中该第一操作频带约介于704MHz到960MHz之间，而该第二操作频带约介于1710MHz到2690MHz之间。