CN104836029A

CN104836029A - 移动通信装置

Info

Publication number: CN104836029A
Application number: CN201410048486.6A
Authority: CN
Inventors: 张志华
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2015-08-12

Abstract

本发明提供一种移动通信装置，包括天线元件与切换元件。天线元件将射频信号转换成电磁波，并包括激发部与短路部。激发部接收射频信号与直流信号。短路部电性连接至接地元件，且短路部与激发部相隔一耦合间隙。切换元件电性连接在激发部与短路部之间，并依据直流信号来切换天线元件的结构。

Description

移动通信装置

技术领域

本发明是有关于一种移动通信装置，且特别是有关于一种可切换天线元件结构的移动通信装置。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，各式各样的移动通信装置不断地推陈出新。此外，多功能的移动通信装置，例如：智能手机、平板电脑以及笔记本电脑…等，也为人们提供了更便利的生活。随着移动通信装置轻薄化的发展，移动通信装置中天线元件的设置空间也相对地受到压缩。

然而，一旦天线元件的设置空间不足将会直接影响到天线元件的频宽，进而导致天线元件无法涵盖所需支援的频带。因此，如何在移动通信装置的有限空间内设计出具有多频操作的天线元件，已是天线元件在设计上所面临的一大课题。

发明内容

本发明提供一种移动通信装置，利用切换元件来切换天线元件的结构，并通过天线元件中的激发部来传送用以控制切换元件的直流信号。藉此，天线元件将可达到多频操作，并有助于移动通信装置在轻薄化上的发展。

本发明的移动通信装置，包括天线元件与切换元件。天线元件将射频信号转换成电磁波，并包括激发部与短路部。激发部接收射频信号与直流信号。短路部电性连接至接地元件，且短路部与激发部相隔一耦合间隙。切换元件电性连接在激发部与短路部之间，并依据直流信号来切换天线元件的结构。

基于上述，本发明是将切换元件设置在天线元件的激发部与短路部之间，并利用切换元件来切换天线元件的结构。此外，用以控制切换元件的直流信号是通过天线元件的激发部来传送。藉此，天线元件将可达到多频操作，并有助于移动通信装置在轻薄化上的发展。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为依据本发明一实施例的移动通信装置的示意图；

图2为依据本发明一实施例的天线元件在操作上的示意图；

图3为依据本发明另一实施例的天线元件在操作上的示意图；

图4为依据本发明另一实施例的移动通信装置的示意图；

图5为图4的天线元件与切换元件的平面示意图；

图6为依据本发明一实施例的天线元件的返回损失图；

图7为依据本发明一实施例的天线元件的辐射效率图。

附图标记说明:

100、400：移动通信装置；

110、410：天线元件；

111、411：激发部；

111A、411A：激发部的第一端；

111B、411B：激发部的第二端；

112、412：短路部；

112A、412A：短路部的第一端；

112B、412B：短路部的第二端；

120：切换元件；

130：接地元件；

101：信号源；

102：耦合间隙；

D1：二极管；

440：基板；

450：承载元件；

413：匹配导电片。

具体实施方式

图1为依据本发明一实施例的移动通信装置的示意图。如图1所示，移动通信装置100包括天线元件110与切换元件120，且天线元件110包括激发部111与短路部112。其中，激发部111与短路部112相隔一耦合间隙102。短路部112电性连接至一接地元件130。切换元件120电性连接在激发部111与短路部112之间。

在操作上，激发部111接收信号源101所提供的射频信号与直流信号。切换元件120会依据直流信号来切换天线元件110的结构。藉此，天线元件110将可利用不同的结构将射频信号转换成电磁波。换言之，在切换元件120的控制下，天线元件110相当于一可调式天线(tunable antenna)。因此，天线元件110具有多频操作的特性，并有助于移动通信装置100的轻薄化。此外，用以控制切换元件120的直流信号是通过激发部111来传送，因此可以简化切换元件120的后端控制电路在设计上的复杂度，进而可以更进一步地提升移动通信装置100在轻薄化上的发展。

更进一步来看，激发部111的第一端111A用以接收信号源101所提供的射频信号与直流信号，且激发部111的第二端111B为一开路端。短路部112的第一端112A为一开路端，且短路部112的第二端112B电性连接至接地元件130。此外，短路部112包括至少一弯折。藉此，短路部112将可通过所述至少一弯折来形成相互串接得多个导电区段，以降低天线元件110所耗费的硬件空间。其中，所述多个导电区段的其一与激发部111相隔一耦合间隙102。

值得注意的是，切换元件120可例如是包括二极管D1。其中，二极管D1电性连接在激发部111与短路部112之间。此外，二极管D1会响应于直流信号的电平的变化而维持在顺向偏压或是逆向偏压，进而被切换至导通或是不导通的状态。随着二极管D1的导通与否，切换元件120将可选择性地提供位于激发部111与短路部112之间的一传输路径。换言之，切换元件120可依据直流信号来决定是否提供位于激发部111与短路部112之间的一传输路径。再者，天线元件110会响应于二极管D1的导通与否而具有不同的天线结构。

举例来说，图2为依据本发明一实施例的天线元件在操作上的示意图。如图2所示，当二极管D1是逆向偏压时，二极管D1将不导通。此时，切换元件120将无法提供位于激发部111与短路部112之间的传输路径，进而致使天线元件110形成一耦合式馈入环形天线(loop antenna)结构。具体而言，激发部111会在射频信号的激发下产生一共振模态，以致使天线元件110涵盖第一频带。此外，来自激发部111的射频信号会通过耦合间隙102耦合至短路部112。藉此，天线元件110将可产生另一共振模态，以涵盖第二频带。换言之，当二极管D1不导通时，也即当位于激发部111与短路部112之间的传输路径不被提供时，天线元件110将形成耦合式馈入环形天线结构，并可通过耦合式馈入环形天线结构操作在第一频带与第二频带。

图3为依据本发明另一实施例的天线元件在操作上的示意图。如图3所示，当二极管D1是顺向偏压时，二极管D1将导通。此时，切换元件120将可提供位于激发部111与短路部112之间的传输路径，进而致使天线元件110形成倒F形天线结构。具体而言，天线元件110会在射频信号的激发下产生一共振模态，以涵盖第三频带。换言之，当二极管D1导通时，也即当位于激发部111与短路部112之间的传输路径被提供时，天线元件110将形成倒F形天线结构，且天线元件110可通过倒F形天线(inverted-f antenna)结构操作在第三频带。

图4为依据本发明另一实施例的移动通信装置的示意图。其中，图4所列举的移动通信装置400基本上与图1所列举的移动通信装置100相似。与图1主要不同之处在于，图4中的移动通信装置400还包括基板440与承载元件450，且天线元件410还包括匹配导电片413。

具体而言，承载元件450与接地元件130设置在基板440的一表面上。激发部411、短路部412与切换元件120设置在承载元件450的第一表面。此外，激发部411与短路部412从承载元件450的第一表面延伸至第二表面，以致使激发部411的第一端411A与短路部412的第二端412B邻近接地元件130。再者，匹配导电片413设置在承载元件450的第三表面。

图5为图4的天线元件与切换元件的平面示意图。如图5所示，匹配导电片413电性连接短路部412。藉此，匹配导电片413将可改善天线元件410的阻抗匹配，进而有助于增加天线元件410在低频频带的辐射效率。此外，激发部411的第一端411A的宽度小于其第二端411B的宽度。短路部412的第一端412A为一开路端，且短路部412的第二端412B电性连接至接地元件130。此外，短路部412包括多个弯折，以形成相互串接得多个导电区段。其中，所述多个导电区段的其一与激发部411相隔一耦合间隙102，且所述多个导电区段中的另一导电区段电性连接短路部412。

与图1实施例相似地，激发部411的第一端411A用以接收信号源101所提供的射频信号与直流信号。此外，切换元件120会依据直流信号来控制二极管D1，以决定是否提供位于激发部411与短路部412之间的一传输路径。藉此，当二极管D1不导通时，也即当位于激发部411与短路部412之间的传输路径不被提供时，天线元件410将形成耦合式馈入环形天线结构，并可通过耦合式馈入环形天线结构操作在第一频带与第二频带。当二极管D1导通时，也即当位于激发部411与短路部412之间的传输路径被提供时，天线元件410将形成倒F形天线结构，且天线元件410将可通过倒F形天线结构操作在第三频带。

举例来说，图6为依据本发明一实施例的天线元件的返回损失(return loss)图，且图7为依据本发明一实施例的天线元件的辐射效率图。在图6与7实施例中，基板440的尺寸约为110×60mm²，并接近于4.7吋的智能手机。承载元件450的尺寸约为30×10mm²，且天线元件410的高度约为5mm。激发部411的长度约为25mm，且短路部412的长度则约为87mm。再者，图6实施例是以6dB的返回损失，也即3:1的电压驻波比(Voltage Standing WaveRatio，简称VSWR)，来定义天线元件410的操作频宽。

如图6所示，当天线元件410形成耦合式馈入环形天线结构时，天线元件410主要涵盖GSM850/900/1800/1900/WCDMA Band1等频带。当天线元件410形成倒F形天线结构时，天线元件410主要涵盖LTE Band7等频带。此外，如图7所示，天线元件410在WWAN的低频频带(824～960MHz)的辐射效率约为40%～72%，天线元件410在WWAN的高频频带(1,710～2,170MHz)的辐射效率约为68%～84%。此外，天线元件410在LTE Band7频带(2,500～2,690MHz)的辐射效率约为81%～85%。

综上所述，本发明是将切换元件设置在天线元件的激发部与短路部之间，并利用切换元件来切换天线元件的结构。藉此，天线元件将具有多频操作的特性，并有助于移动通信装置的轻薄化。此外，用以控制切换元件的直流信号是通过激发部来传送，因此可以简化切换元件的后端控制电路在设计上的复杂度，进而可以更进一步地提升移动通信装置在轻薄化上的发展。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种移动通信装置，其特征在于，包括：

一天线元件，将一射频信号转换成电磁波，并包括：

一激发部，接收该射频信号与一直流信号；以及

一短路部，电性连接至一接地元件，且该短路部与该激发部相隔一耦合间隙；以及

一切换元件，电性连接在该激发部与该短路部之间，并依据该直流信号来切换该天线元件的结构。

2.根据权利要求1所述的移动通信装置，其特征在于，该切换元件包括一二极管，且该二极管电性连接在该激发部与该短路部之间。

3.根据权利要求2所述的移动通信装置，其特征在于，当该二极管依据该直流信号而导通时，该天线元件形成一倒F形天线结构，且当该二极管依据该直流信号而不导通时，该天线元件形成一耦合式馈入环形天线结构。

4.根据权利要求3所述的移动通信装置，其特征在于，该天线元件通过该耦合式馈入环形天线结构操作在一第一频带与一第二频带，且该天线元件通过该倒F形天线结构操作在一第三频带。

5.根据权利要求1所述的移动通信装置，其特征在于，该切换元件依据该直流信号而决定是否提供位于该激发部与该短路部之间的一传输路径，当该传输路径被提供时，该天线元件形成一倒F形天线结构，且当该传输路径不被提供时，该天线元件形成一耦合式馈入环形天线结构。

6.根据权利要求1所述的移动通信装置，其特征在于，该激发部的第一端接收该射频信号与该直流信号，且该激发部的第二端为一开路端。

7.根据权利要求1所述的移动通信装置，其特征在于，该短路部的第一端为一开路端，且该短路部的第二端电性连接至该接地元件。

8.根据权利要求1所述的移动通信装置，其特征在于，该短路部包括至少一弯折。

9.根据权利要求1所述的移动通信装置，其特征在于，该天线元件还包括：

一匹配导电片，电性连接该短路部。

10.根据权利要求9所述的移动通信装置，其特征在于，还包括：

一基板；以及

一承载元件，与该接地元件设置在该基板的一表面上，

其中，该激发部与该短路部设置在该承载元件的一第一表面与一第二表面，该匹配导电片设置在该承载元件的一第三表面，且该切换元件设置在该承载元件的该第一表面。