CN104836030A

CN104836030A - 移动通信装置

Info

Publication number: CN104836030A
Application number: CN201410048622.1A
Authority: CN
Inventors: 张志华; 魏婉竹
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2034-02-12
Also published as: CN104836030B

Abstract

本发明提供一种移动通信装置，其包括接地面、辐射件与共振电路。辐射件电性连接至接地面。共振电路电性连接辐射件，并接收一馈入信号。此外，共振电路与辐射件在一共振频率产生共振，并激发接地面产生一共振模态。

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具有接地面天线的移动通信装置。

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在市场上推陈出新。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。目前移动通信装置的外型趋向轻薄化的发展，使得移动通信装置的内部空间受到压缩。相对地，也压缩到移动通信装置中天线元件的设置空间，进而致使天线元件也必须相对应的微型化。

然而，现有天线元件的尺寸或是净空区域往往无法持续地缩小。主要的原因在于，以一般的天线设计来看，天线元件的辐射件都用以作为一辐射器(radiator)，因此现有天线元件的辐射件都必须要有足够的面积，才能致使天线元件的辐射特性可以达到基本通信效能的需求。换言之，在移动通信装置轻薄化的发展下，天线元件的尺寸往往会受到限制，进而影响天线元件的辐射特性。

发明内容

本发明提供一种移动通信装置，利用辐射件与共振电路来形成一天线元件，且天线元件可通过接地面所产生的共振模态来进行辐射。藉此，将可有效缩减天线元件的尺寸，并兼顾天线元件的辐射特性。

本发明的移动通信装置包括接地面、辐射件与共振电路。辐射件电性连接至接地面。共振电路电性连接辐射件，并接收一馈入信号。此外，共振电路与辐射件在一共振频率产生共振，并激发接地面产生一共振模态。

基于上述，本发明是利用连接至接地面的辐射件与共振电路来形成一天线元件，且天线元件可激发接地面产生一共振模态。藉此，天线元件将可形成一接地面天线，并通过接地面所产生的共振模态来进行辐射。藉此，将可有效缩减天线元件的尺寸，并兼顾天线元件的辐射特性。

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为本发明一实施例的移动通信装置的示意图；

图2为本发明的另一实施例的移动通信装置的示意图；

图3为本发明的另一实施例的移动通信装置的示意图；

图4为本发明的另一实施例的移动通信装置的示意图；

图5-图6为用以说明图4实施例的天线元件的回波损耗图与天线效率图；

图7为本发明的另一实施例的移动通信装置的示意图；

图8为本发明的另一实施例的移动通信装置的示意图。

附图标记说明：

100、200、300、400、700、800：移动通信装置；

110、110’：接地面；

120、220：辐射件；

130、210、310：共振电路；

131、311、413、712：电容元件；

140：基板；

141：第一表面；

211：第一导线；

212：第二导线；

312、411、412、711、811、812：电感元件；

142：第二表面；

410、710、810：匹配电路；

421～423、720、820：贯孔；

431～432：导线。

具体实施方式

图1为本发明一实施例的移动通信装置的示意图。参照图1，移动通信装置100包括接地面110、辐射件120与共振电路130。其中，辐射件120电性连接至接地面110，且共振电路130电性连接至辐射件120。

在整体配置上，接地面110分别与辐射件120、共振电路130相互不重叠。举例来说，移动通信装置100还包括一基板140。接地面110设置在基板140的第一表面141上。此外，基板140的第一表面141上没有设置接地面110的区域可视为净空区域，且所述净空区域可用以配置辐射件120与共振电路130。

在操作上，共振电路130与辐射件120将可形成一天线元件，且天线元件本质上相当于一环形天线(loop antenna)。其中，天线元件的一端通过共振电路130接收一馈入信号，且天线元件的另一端通过辐射件120电性连接至接地面110。除此之外，辐射件120可提供一等效电感，进而与共振电路130在一共振频率下产生共振。换言之，共振电路130与辐射件120相当于一共振器(resonator)，而并非是一辐射器(radiator)。

此外，由共振电路130与辐射件120所形成的天线元件将可用以激发接地面110，进而致使接地面110产生一共振模态。藉此，天线元件将可通过接地面110所形成的共振模态来进行辐射。换言之，天线元件也相当于一接地面天线。也即，所述的天线元件为具有环形天线结构的接地面天线。

值得注意的是，由于天线元件可通过接地面110的共振模态来进行辐射，因此天线元件的尺寸可以有效地被缩减，并可兼顾天线元件的辐射特性。举例来说，在图1实施例中，天线元件的共振路径的长度为所述共振频率的0.1～0.2倍波长。相对地，对现有的环形天线而言，其共振路径的长度为共振频率的0.5倍波长。

更进一步来看，辐射件120为一L形金属片，且共振电路130由一电容元件131所构成。其中，电容元件131的第一端电性连接至辐射件120，且电容元件131的第二端用以接收馈入信号。此外，电容元件131可例如是一可变电容或是一固定电容。再者，电容元件131可用以调整天线元件的共振频率。例如，天线元件的共振频率正比于电容元件131的电容值。也即，可通过增加电容元件131的电容值来提高天线元件的共振频率。

值得一提的是，共振电路130中的电容元件也可利用导线来加以组成。举例来说，图2为本发明的另一实施例的移动通信装置的示意图。其中，图2所列举的移动通信装置200为图1实施例的延伸，且两者主要不同之处在于：辐射件220为一矩形金属片，且共振电路210包括第一导线211与第二导线212。具体而言，第一导线211电性连接辐射件220。第二导线212用以接收馈入信号。此外，第二导线212与第一导线211之间相隔一耦合间距。藉此，第二导线212与第一导线211将可形成一分布式电容，进而提供一等效电容量。至于图2实施例的其余构件的细部说明已包含在图1实施例中，故在此不与赘述。

图3为本发明的另一实施例的移动通信装置的示意图。其中，图3所列举的移动通信装置300为图1实施例的延伸，且两者主要不同之处在于：共振电路310包括一电容元件311与一电感元件312。具体而言，电感元件312的第一端电性连接辐射件120，且电感元件312的第二端电性连接电容元件311的第一端。此外，电容元件311的第二端用以接收馈入信号。在此，电感元件312与辐射件120都可用以提供电感量。因此，随着电感元件312的加入，可因应电感元件312的电感值来调整辐射件120的长度，进而增加天线元件在设计上的自由度。至于图3实施例的其余构件的细部说明已包含在图1实施例中，故在此不与赘述。

移动通信装置100还可通过一匹配电路来进一步地提升天线元件的辐射特性。举例来说，图4为本发明的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为图1实施例的延伸，且两者主要不同之处在于：接地面110’设置在基板140的第二表面142，且移动通信装置400还包括一匹配电路410。

具体而言，辐射件120、共振电路130与匹配电路410设置在基板140的第一表面141，且图4还以虚线来表示接地面110’投影在基板140的第一表面141上的相对位置。由于辐射件120与接地面110’分别设置在相对的第一表面141与第二表面142，因此辐射件120是通过一贯孔421电性连接至接地面110’。再者，共振电路130通过匹配电路410接收来自移动通信装置400中一收发器(未示出)的馈入信号。此外，匹配电路410可用以调整共振电路130与收发器之间的阻抗匹配，进而提升天线元件的辐射特性。

更进一步来看，匹配电路410包括电感元件411、电感元件412与电容元件413。其中，电感元件411的第一端电性连接共振电路130，且电感元件411的第二端接收馈入信号。电感元件412电性连接在电感元件411的第一端与接地面110’之间。电容元件413电性连接在电感元件411的第二端与接地面110’之间。

由于匹配电路410与接地面110’是设置在相对的第一表面141与第二表面142，因此匹配电路410中的电感元件412与电容元件413是通过贯孔422与423电性连接至接地面110’。此外，电感元件411、电感元件412与电容元件413都是通过导线来彼此电性相连，或是通过导线电性连接至共振电路130、接地面110’或是其它构件。因此，图4还示出多个导线，例如导线431～432。再者，电容元件413可例如是一可变电容或是一固定电容。至于图4实施例的其余构件的细部说明已包含在上述各实施例中，故在此不与赘述。

图5-图6为用以说明图4实施例的天线元件的回波损耗(return loss)图与天线效率图。在图5-6实施例中，接地面110’的面积约为115×60mm²，且净空区域的面积约为11×5mm²。此外，辐射件120的长度与宽度约为15mm与1mm。再者，移动通信装置400可通过电容元件131与辐射件120来调整天线元件的共振频率。其中，天线元件的共振路径的长度约为29mm，且该共振路径的长度约为所述共振频率的0.15倍。

藉此，如图5所示，天线元件的频带范围约为1,565MHz～1,585MHz，进而致使移动通信装置400将可应用在全球卫星定位系统(Global PositioningSystem，简称GPS)。再者，由于天线元件可通过接地面110’的共振模态来进行辐射，因此天线元件的辐射特性不易受到移动通信装置400的轻薄化的影响。此外，匹配电路410又可进一步地提升天线元件的辐射特性，进而有效地提升天线元件的通信效能。举例来说，如图6所示，天线元件在1,565MHz～1,585MHz内的天线效率可达到30%至40%。

图4实施例虽然列举了匹配电路410的实施形态，但其并非用以限定本发明。举例来说，图7为本发明的另一实施例的移动通信装置的示意图。其中，图7所列举的移动通信装置700为图4实施例的延伸，且两者主要不同之处在于：匹配电路710包括电感元件711与电容元件712。

具体而言，电感元件711的第一端电性连接共振电路130，且电感元件711的第二端接收馈入信号。电容元件712电性连接在电感元件711的第二端与接地面110’之间。其中，匹配电路710与接地面110’是设置在相对的第一表面141与第二表面142，因此匹配电路710中的电容元件712是通过贯孔720电性连接至接地面110’。至于图7实施例的其余构件的细部说明已包含在上述各实施例中，故在此不与赘述。

图8为本发明的另一实施例的移动通信装置的示意图。其中，图8所列举的移动通信装置800为图4实施例的延伸，且两者主要不同之处在于：匹配电路810包括电感元件811与电感元件812。具体而言，电感元件811的第一端电性连接共振电路130，且电感元件811的第二端接收馈入信号。电感元件812电性连接在电感元件811的第一端与接地面110’之间。其中，匹配电路810与接地面110’是设置在相对的第一表面141与第二表面142，因此匹配电路810中的电感元件812是通过贯孔820电性连接至接地面110’。至于图8实施例的其余构件的细部说明已包含在上述各实施例中，故在此不与赘述。

此外，虽然图4、图7与图8中所列举的共振电路130是由电容元件131所组成，但是其并非用以限定本发明。例如，图4、图7与图8中的共振电路130也可采用图2所列举的共振电路210或是图3所列举的共振电路310来加以实现。再者，图4、图7与图8是将天线元件与匹配电路410设置在基板140的第一表面141，但是其并非用以限定本发明。例如，图4、图7与图8中的天线元件也可与接地面110’设置在基板140的第二表面142，且天线元件中的共振电路310可通过导孔来电性连接位在第一表面141的匹配电路。

综上所述，本发明是利用连接至接地面的辐射件与共振电路来形成一天线元件。此外，天线元件可激发接地面产生一共振模态，进而通过接地面的共振模态来进行辐射。藉此，天线元件将可形成一接地面天线，进而有助于缩减天线元件的尺寸。此外，天线元件的辐射特性也将不易受到移动通信装置的轻薄化的影响，进而有效地提升天线元件的通信效能。

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：

一接地面；

一辐射件，电性连接至该接地面；以及

一共振电路，电性连接该辐射件，并接收一馈入信号，且该共振电路与该辐射件在一共振频率产生共振，并激发该接地面产生一共振模态。

2.根据权利要求1所述的移动通信装置，其特征在于，该辐射件与该共振电路形成一天线元件，且该天线元件为具有一环形天线结构的一接地面天线。

3.根据权利要求2所述的移动通信装置，其特征在于，该天线元件的共振路径的长度为该共振频率的0.1～0.2倍波长。

4.根据权利要求1所述的移动通信装置，其特征在于，该共振电路包括一电容元件，且该电容元件的第一端电性连接该辐射件，该电容元件的第二端用以接收该馈入信号。

5.根据权利要求4所述的移动通信装置，其特征在于，该共振电路还包括一电感元件，且该电感元件电性连接在该电容元件的第一端与该辐射件之间。

6.根据权利要求1所述的移动通信装置，其特征在于，该共振电路包括：

一第一导线，电性连接该辐射件；以及

一第二导线，与该第一导线相隔一耦合间距，并用以接收该馈入信号。

7.根据权利要求1所述的移动通信装置，其特征在于，还包括一匹配电路，且该共振电路通过该匹配电路接收该馈入信号。

8.根据权利要求7所述的移动通信装置，其特征在于，该匹配电路包括：

一第一电感元件，其第一端电性连接该共振电路，且该第一电感元件的第二端接收该馈入信号；以及

一第二电感元件，电性连接在该第一电感元件的第一端与该接地面之间。

9.根据权利要求8所述的移动通信装置，其特征在于，该匹配电路还包括一电容元件，电性连接在该第一电感元件的第二端与该接地面之间。

10.根据权利要求7所述的移动通信装置，其特征在于，该匹配电路包括：

一电感元件，其第一端电性连接该共振电路，且该电感元件的第二端接收该馈入信号；以及

一电容元件，电性连接在该电感元件的第二端与该接地面之间。

11.根据权利要求7所述的移动通信装置，其特征在于，还包括一基板，且该匹配电路设置在该基板的一第一表面，该接地面设置在该基板的一第二表面，该辐射件与该共振电路设置在该第一表面或是该第二表面。