CN104752825B - 天线结构及应用该天线结构的无线通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线结构及应用该天线结构的无线通信装置，该天线结构包括金属件、辐射部、耦合部及连接部，所述耦合部与该辐射部相对设置，所述辐射部用于馈入电流，并将电流耦合至所述耦合部，该连接部的一端连接至该耦合部，另一端连接至该金属件，该金属件接地。该无线通信装置通过将金属件作为天线结构的一部分，从而使得该无线通信装置获得宽频的功能。

Description

天线结构及应用该天线结构的无线通信装置

技术领域

本发明涉及一种天线结构及应用该天线结构的无线通信装置。

背景技术

随着无线通信产品的发展，各产品设计朝向轻薄趋势发展，消费者对于产品外观的要求也愈来愈高。由于金属机壳在外观、机构强度、散热效果等具有优势，使得具有金属机壳的通信产品得到较快发展。然而，金属机壳的加入给天线的设计带来困难与挑战，由于金属机壳的屏蔽效应，会大大影响天线收发信号的效率。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种结构简单的多频天线结构。

另，有必要提供一种应用该天线结构的无线通信装置。

一种天线结构，包括金属件、辐射部、耦合部及连接部，所述耦合部与该辐射部相对设置，所述辐射部用于馈入电流，并将电流耦合至所述耦合部，该连接部的一端连接至该耦合部，另一端连接至该金属件，该金属件接地。

一种无线通信装置，包括上述所述的天线结构。

上述无线通信装置通过将金属件作为天线结构的一部分，并通过第二辐射段将电流耦合至耦合部，从而使得该天线结构具有较宽的频宽。另外，该无线通信装置将金属件整合为天线结构的主体部分，避免了无线通信装置的金属壳体对天线辐射效率的影响，提高了无线通信装置收发信号的效率。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的无线通信装置的立体图。

图2为图1所示无线通信装置中天线结构的回波损耗示意图。

图3为图1所示无线通信装置中天线结构的辐射效率图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，本发明较佳实施方式提供一种天线结构50，其应用于移动电话、个人数字助理等无线通信装置100中，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。

该无线通信装置100还包括电路板10及壳体30。该电路板10上设置有净空区12及馈入点14。在本实施方式中，该净空区12形成于电路板10的一端。该净空区12是指基板10上无导体存在的区域，用以防止外在环境中的电子组件如电池、振动器、喇叭、电荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）等对天线结构50产生干扰，造成其工作频率偏移或辐射效率变低。该馈入点14用于向该天线结构50馈入电流。该壳体30罩设在该电路板10的外侧，其内壁上设置有若干连接点31。该若干连接点31均与该电路板10上的接地点（图未示）电性连接。

该天线结构50包括金属件51、辐射部53、耦合部55及连接部57。该金属件51为无线通信装置100的外观件，如金属边框。在本实施例中，该金属件51包括第一边框511、第二边框513及第三边框515。该第一边框511与该壳体30相对设置。该第二边框513与第三边框515设置于该第一边框511与壳体30之间。该第二边框513与第三边框515相对且相互平行设置，且分别连接至该第一边框511的两端，以与该第一边框511共同形成一“U”型框体结构。在本实施例中，该第二边框513及第三边框515中远离第一边框511的端部均与该壳体30相隔一定间距设置。另外，该第二边框513与第三边框515分别通过馈线、探针、弹片等方式连接至该壳体30，并通过该壳体30上的连接点31连接至该电路板10上的接地点，进而为该金属件51提供接地。

该辐射部53、耦合部55及连接部57均设置于该金属件51围成的“U”型框体内。该辐射部53为一单极天线，其包括馈入段531、第一辐射段533、第二辐射段535及第三辐射段537。该馈入段531为直条状片体，其布设于与该电路板10相垂直的平面内，且与该电路板10上的馈入点14电性连接，用于为该辐射部53馈入电流。该第一辐射段533、第二辐射段535及第三辐射段537设置在同一平面内，且其所在平面与该电路板10所在平面相互平行。该第一辐射段533、第二辐射段535及第三辐射段537共同构成一“U”型结构，其中，该第一辐射段533大致呈直条状片体，其垂直连接至该馈入段531 远离馈入点14的端部。该第二辐射段535的一端垂直连接至该第一辐射段533 远离该馈入段531 的末端，另一端垂直连接至该第三辐射段537。在本实施例中，该第一辐射段533与第三辐射段537均与该第一边框511平行设置，该第二辐射段535则与该第二边框513及第三边框515平行设置。另外，上述辐射部53作为该天线结构50的第一天线，用以激发一第一工作模态，从而收发高频段信号。

该耦合部55为矩形片状体，其整体宽度与该第二辐射段535的长度相当。该耦合部55位于该第二辐射段535远离该第一辐射段533的一侧，且与该第二辐射段535间隔设置，进而使得该耦合部55与该第二辐射段535之间形成一沟槽551。在本实施例中，该沟槽551 的宽度为0.5mm。

该连接部57大致呈直条状，其一端连接至该耦合部55，另一端直接连接至该第一边框511或通过馈线、探针、弹片等方式连接至该第一边框511。上述耦合部55、连接部57及金属件51共同作为该天线结构50的第二天线，用以激发一第二工作模态，从而收发低频段信号。

下面进一步说明该天线结构50的工作原理：

首先，电流从馈入点14馈入，由于该第二辐射段535与该耦合部55的距离符合设定要求。因此，一部分电流将流经该辐射部53，进而形成一第一电流路径，以激发出一高频模态。另外一部分电流则耦合至耦合部55上，并通过连接部57、金属件51及连接点31接地，进而形成第二电流路径，以激发出一低频模态。在本实施例中，该低频模态的中心频率约为1575MHz。该高频模态的频宽约为2400-2484MHz。

图2为该天线结构50的回波损耗示意图。显然，该天线结构50于1575MHz及2400-2484MHz均可满足天线设计要求。图3为天线结构50的辐射效率示意图。显然，该天线结构50于1575MHz时，其辐射效率大致为61.3%；于2400-2484MHz时，其辐射效率为65%-75%，符合天线设计要求。

可以理解，于本发明其他实施方式中，该馈入点14还可通过一滤波器连接至该辐射部53，进而防止该第一天线与第二天线相互干扰。

可以理解，于本发明其他实施方式中，该金属件51还可直接与该壳体30电性连接，即该第二边框513及第三边框515与该壳体30之间未设置任何间隙。

显然，本发明的无线通信装置100通过将金属件51作为天线结构50的一部分，并通过第二辐射段535将电流耦合至耦合部55，从而使得该天线结构50具有较宽的频宽。另外，该无线通信装置100将金属件51整合为天线结构50的主体部分，避免了无线通信装置100的金属壳体对天线辐射效率的影响，提高了无线通信装置100收发信号的效率。

Claims (9)

1.一种天线结构，其特征在于：该天线结构包括金属件、辐射部、耦合部及连接部，所述耦合部与该辐射部相对设置，所述辐射部用于馈入电流，并将电流耦合至所述耦合部，该连接部的一端连接至该耦合部，另一端连接至该金属件，该金属件接地，该辐射部包括馈入段、第一辐射段、第二辐射段及第三辐射段，该馈入段用于为该辐射部馈入电流，该第一辐射段、第二辐射段及第三辐射段设置在同一平面内，且共同构成一“U”型结构，该第一辐射段垂直连接至该馈入段的端部，该第二辐射段的一端垂直连接至该第一辐射段远离该馈入段的末端，另一端垂直连接至该第三辐射段，该耦合部为矩形片状体，该耦合部位于该第二辐射段远离该第一辐射段的一侧，且与该第二辐射段间隔设置。

2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：该辐射部为一单极天线。

3.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：该金属件包括第一边框、第二边框及第三边框，该第二边框与第三边框相对且相互平行设置，且分别连接至该第一边框的两端，以与该第一边框共同形成一“U”型框体结构，所述辐射部、耦合部及连接部均设置于所述“U”型框体结构内。

4.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于：该第一辐射段、第二辐射段及第三辐射段设置在同一平面内，且其所在平面与该馈入段所在平面相互垂直，该第一辐射段与第三辐射段均与该第一边框平行设置，该第二辐射段与该第二边框及第三边框平行设置。

5.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于：该耦合部与该第二辐射段之间形成一沟槽。

6.如权利要求5所述的天线结构，其特征在于：当电流从所述馈入段馈入后，一部分电流流过该辐射部，该辐射部构成该天线结构的第一天线，以收发高频段信号；另外一部分电流耦合至耦合部，并通过该耦合部、连接部及金属件接地，所述耦合部、连接部及金属件构成该天线结构的第二天线，以收发低频段信号。

7.一种无线通信装置，包括如权利要求1-6中任一项所述的天线结构。

8.如权利要求7所述的无线通信装置，其特征在于：所述无线通信装置进一步包括壳体，该壳体上设置有连接点，该金属件连接至该壳体，并通过该壳体上的连接点接地。

9.如权利要求8所述的无线通信装置，其特征在于：所述无线通信装置进一步包括电路板，所述电路板包括馈入点及滤波器，所述馈入点通过所述滤波器连接至该辐射部。