CN103515703A

CN103515703A - 通信装置

Info

Publication number: CN103515703A
Application number: CN201210218259.4A
Authority: CN
Inventors: 翁金辂; 林文坚
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2032-06-28
Also published as: CN103515703B

Abstract

一种通信装置，包括一天线元件、一接地元件及一电池元件。接地元件具有一短边为一第一边缘及一长边为一第二边缘，天线元件接近接地元件的第一边缘处，或位于第一边缘的一内凹区间。接地元件具有一缺口，缺口的一开口端位于第二边缘，缺口的长度至少为接地元件的最大长度的0.3倍，缺口的宽度至少为接地元件的最大宽度的0.4倍。本发明可有效降低通信装置的厚度，并达成有效增加天线元件的操作频宽的功效。

Description

通信装置

技术领域

本发明涉及一种通信装置，特别为一种包括可增加天线频宽的接地元件的通信装置。

背景技术

近年来最热门的行动通信装置非智能型手机莫属，其拥有多元化的功能以符合使用者所需，另外，智能型手机的重量以及厚度更为消费者选择不同厂牌、型号的重要考虑因素之一。为了降低厚度，传统上常用的方式是将系统电路板与电池元件整合，其中电池元件与系统电路板皆设计于同一平面。此时，系统电路板将不再为完整的矩形。对于天线设计者而言，要在非完整矩形的接地元件达成天线宽频操作，实为一大挑战。

因此，有必要提供一种新的通信装置及其接地元件，该接地元件不仅可有效降低通信装置的厚度，并能增加天线的频宽。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄形通信装置及其可增加天线频宽的接地元件。该通信装置包括一形塑接地元件结构(shaped ground element structure)。该形塑接地元件结构具有一特定尺寸，使得接地元件上的表面电流增加，并大幅增加天线的操作频宽。

在一实施例中，本发明提供一种通信装置，包括：一天线元件；一接地元件，具有一第一边缘及一第二边缘，其中该第一边缘为该接地元件的一短边，该第二边缘为该接地元件的一长边，该天线元件接近该第一边缘，该接地元件更具有一缺口，该缺口的一开口端位于该第二边缘，该缺口的长度至少为该接地元件的最大长度的0.3倍，且该缺口的宽度至少为该接地元件的最大宽度的0.4倍；以及一电池元件，位于该接地元件的该缺口内，并耦接至该接地元件。

缺口使得接地元件上平行于第二边缘的方向的表面电流增加，从而使得天线元件的操作频宽增加。电池元件位于接地元件的缺口内，且电池元件还包括一导体部分，该导体部分电性耦接至接地元件的一特定位置，以降低电池元件对接地元件上的表面电流的影响。

在一些实施例中，接地元件大致被形塑为一L字形或一C字形或一F字形。接地元件上缺口的长度及宽度分别至少为接地元件的最大长度的0.3倍及最大宽度的0.4倍。在本实施例中，当天线元件操作于一特定频率时，接地元件上平行于第二边缘的方向的表面电流被引导集中且强度增加。此时，整个通信装置可视为一个被良好激发的天线结构，而经过形塑(shaping)的接地元件被有效激发，成为一良好的辐射体，并大幅提升天线元件于特定频率的操作频宽。

在一些实施例中，接地元件的缺口大致为一矩形，该缺口可用于容纳一电池元件。借由将电池元件和接地元件设计在同一平面，本发明可有效降低整体系统的厚度，以更适合应用于薄形行动通信装置的内部。接地元件的缺口的尺寸可根据电池元件的尺寸适当地调整，而缺口的尺寸在设计上具有一弹性范围。一般而言，电池元件的内部具有一金属结构，若未将电池元件电性耦接至接地元件，将使得原先平行于第二边缘方向的接地元件上的表面电流受到影响，并降低天线元件的操作频宽。因此，形塑的接地元件必须在一特定位置电性耦接至电池元件，以降低电池元件对接地元件上的表面电流的影响。

在一些实施例中，为了可获得较佳的辐射特性，天线元件大致不被接地元件所涵盖。天线元件的最低操作频率的波长大于接地元件的最大长度的2.5倍。形塑的接地元件主要可改善大致位于通信频带当中较低频的频带(例如：GSM850/900或LTE700/GSM850/900频带)的操作频宽。此时，通信装置可视为一偶极天线(Dipole Antenna)，该偶极天线的一端为天线元件，而另一端为接地元件。本发明针对接地元件端作设计，利用形塑接地元件的方式，整合电池元件以降低通信装置的厚度，并达成有效增加天线元件的操作频宽的功效。

附图说明

图1为显示根据本发明第一实施例所述的通信装置的示意图；

图2A为显示根据本发明第一实施例所述的通信装置的返回损失图；

图2B为显示第一实施例中的通信装置的接地元件未具有缺口时的返回损失图；

图3为显示根据本发明第二实施例所述额通信装置的示意图；

图4为显示根据本发明第三实施例所述的通信装置的示意图；

图5为显示根据本发明第四实施例所述的通信装置的示意图；

图6为显示根据本发明第五实施例所述的通信装置的示意图。

【主要附图标记说明】

100、300、400、500、600～通信装置；

11～天线元件；

12、32、42、52、62～接地元件；

121、321、421、521、621～接地元件的第一边缘；

122、322、422、522、622～接地元件的第二边缘；

4211、5211、6211～第一边缘的内凹区间；

13、33、43、53、63～缺口；

131、331、431、531、631～缺口的开口端；

14～电池元件；

15～电池元件的导体部分；

21、22～返回损失曲线；

211、221～第一频带；

212、222～第二频带；

W～接地元件的最大宽度；

L～接地元件的最大长度；

t～缺口的长度；

d～缺口的宽度。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、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为显示根据本发明第一实施例所述的通信装置100的示意图。如图1所示，通信装置100包括：一天线元件11、一接地元件12，以及一电池元件14。接地元件12具有一第一边缘121及一第二边缘122，其中第一边缘121为接地元件12的一短边，而第二边缘122为接地元件12的一长边。天线元件11接近第一边缘121。在其他实施例中，第一边缘121具有一内凹区间，而天线元件14大致位于该内凹区间。接地元件12具有一缺口13，缺口13的一开口端131位于第二边缘122。缺口13的长度t至少为接地元件12的最大长度L的0.3倍，缺口13的宽度d至少为接地元件12的最大宽度W的0.4倍。缺口13使得接地元件12上平行于第二边缘122的方向的表面电流增加，从而使得天线元件11的操作频宽增加。电池元件14位于缺口13内，而电池元件14还包括一导体部分15，其电性耦接至接地元件12的一特定位置，以降低电池元件14对接地元件12上的表面电流的影响。在第一实施例中，接地元件12的形状大致为一C字形，缺口13大致为一矩形。天线元件11大致不被接地元件12所涵盖，且天线元件11的最低操作频率的波长大于接地元件12的最大长度L的2.5倍。

图2A为显示根据本发明第一实施例所述的通信装置100的返回损失图。在一些实施例中，接地元件12的最大长度L约为100mm、最大宽度W约为60mm；天线元件11的面积仅约为25x10mm2；而缺口的长度t约为40mm、宽度d约为30mm。天线元件11为一简单的平面式结构。本发明并不限于此，上述元件尺寸及参数可根据不同的所需频带进行调整。图2B是显示第一实施例中的通信装置100的接地元件12未具有缺口13时的返回损失图。如图2A所示，第一实施例的返回损失曲线21可包括低频的第一频带211以及高频的第二频带212。如图2B所示，若接地元件12未具有缺口13，则返回损失曲线22可包括低频的第一频带221以及高频的第二频带222。和图2B的第一频带221相比，可观察到第一实施例中接地元件12的缺口13可大幅增加图2A的第一频带211的操作频宽。另外，缺口13大致上不影响第二频带212中的阻抗匹配。第一实施例中的接地元件12的结构设计可使得天线元件11的尺寸缩小。在第一实施例中，天线元件11的第一频带211可涵盖GSM850/900频带(约介于700MHz到960MHz之间)，天线元件11的第二频带212可涵盖GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500频带(约介于1710MHz到2690MHz之间)，符合目前行动通信装置的应用需求。

图3为显示根据本发明第二实施例所述的通信装置300的示意图。在第二实施例中，接地元件32大致为一L字形，且接地元件32具有缺口33。缺口33为一角落缺口，而天线元件11接近接地元件32的第一边缘321。缺口33的位置以及尺寸(长度t和宽度d)选择以相容于不同的系统电路板布局以及不同尺寸的电池元件14。第二实施例的其余特征和第一实施例的特征相似。因此，第二实施例的通信装置300亦可达成与第一实施例的通信装置100类似的功效。

图4为显示根据本发明第三实施例所述的通信装置400的示意图。在第三实施例中，接地元件42大致为一F字形。接地元件42具有缺口43，缺口43的开口端431位于接地元件42的第二边缘422。接地元件42的第一边缘421具有一内凹区间4211，其大致位于接地元件42的一角落处。天线元件11大致位于第一边缘421的内凹区间4211处。缺口43的位置以及尺寸(长度t和宽度d)选择以相容于不同的系统电路板布局以及不同尺寸的电池元件14。第三实施例的其余特征和第一实施例的特征相似。因此，第三实施例的通信装置400也可达成与第一实施例的通信装置100类似的功效。

图5为显示根据本发明第四实施例所述的通信装置500的示意图。在第四实施例中，接地元件52大致上为一C字形。接地元件52具有缺口53，缺口53的开口端531位于接地元件52的第二边缘522。接地元件52的第一边缘521具有一内凹区间5211，其大致位于接地元件52的另一角落处。天线元件11大致位于第一边缘521的内凹区间5211处。缺口53的位置以及尺寸(长度t和宽度d)选择以相容于不同的系统电路板布局以及不同尺寸的电池元件14。第四实施例的其余特征和第一实施例的特征相似。因此，第四实施例的通信装置500也可达成与第一实施例的通信装置100类似的功效。

图6为显示根据本发明第五实施例所述的通信装置600的示意图。在第五实施例中，接地元件62具有缺口63，缺口63的开口端631位于接地元件62的第二边缘622。接地元件62的第一边缘621具有一内凹区间6211，其大致位于第一边缘621的中间处。天线元件11位于第一边缘621的内凹区间6211处。缺口63的位置以及尺寸(长度t和宽度d)选择以相容于不同的系统电路板布局以及不同尺寸的电池元件。第五实施例的其余特征和第一实施例的特征相似。因此，第五实施例的通信装置600亦可达成与第一实施例的通信装置100类似的功效。

本发明虽以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域普通技术人员，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：

一天线元件；

一接地元件，具有一第一边缘及一第二边缘，其中该第一边缘为该接地元件的一短边，该第二边缘为该接地元件的一长边，该天线元件接近该第一边缘，该接地元件更具有一缺口，该缺口的一开口端位于该第二边缘，该缺口的长度至少为该接地元件的最大长度的0.3倍，且该缺口的宽度至少为该接地元件的最大宽度的0.4倍；以及

一电池元件，位于该接地元件的该缺口内，并耦接至该接地元件。

2.如权利要求1所述的通信装置，其中该接地元件的该缺口使得该接地元件上平行于该第二边缘的方向的表面电流增加，而使得该天线元件的频宽增加。

3.如权利要求1所述的通信装置，其中该缺口大致为一矩形。

4.如权利要求1所述的通信装置，其中该电池元件还包括一导体部分，该导体部分耦接至该接地元件的一特定位置，以降低该电池元件对该接地元件上的表面电流的影响。

5.如权利要求1所述的通信装置，其中该第一边缘具有一内凹区间，而该天线元件位于该内凹区间。

6.如权利要求5所述的通信装置，其中该内凹区间大致位于该接地元件的一角落处。

7.如权利要求1所述的通信装置，其中该接地元件大致为一L字形。

8.如权利要求1所述的通信装置，其中该接地元件大致为一C字形。

9.如权利要求1所述的通信装置，其中该接地元件大致为一F字形。

10.如权利要求1所述的通信装置，其中该天线元件的最低操作频率的波长大于该接地元件的该最大长度的2.5倍。

11.如权利要求1所述的通信装置，其中该天线元件激发产生至少一第一频带和一第二频带，该第一频带约介于700MHz到960MHz之间，而该第二频带约介于1710MHz到2690MHz之间。