CN106374227B - 无线通讯装置及天线结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无线通信装置，包括装置本体及装设于装置本体的背盖。背盖自其环侧板外端缘凹设有凹槽，背盖的天线结构包含至少部分形成于环侧板且凹槽旁的双频天线、连接于双频天线的低频切换器与高频切换器、及连接在高频切换器与双频天线之间的开关组件。低频切换器与高频切换器各能与双频天线进行阻抗匹配，以改变双频天线的中心频率。所述开关组件能在双频天线处于低频模态时，使双频天线与高频切换器之间形成开路状，以阻隔高频切换器所产生的寄生电容效应。此外，本发明也公开一种天线结构。

Description

无线通讯装置及天线结构
技术领域
本发明涉及一种通讯装置，尤其涉及一种无线通讯装置及天线结构。
背景技术
随着科技的进步，无线通信设备在趋向轻薄与微型化设计的前提条件之下，其天线结构必须能够同时符合于多个通讯频段运作之要求。然而，多频天线结构一般较为复杂，要符合在有限的空间内设计出符合通讯频段运作要求的天线结构，还要能够有效避免适用于不同频段之组件间的相互干扰，已为本领域所需克服的技术问题之一。
于是，本发明人认为上述缺陷可改善，乃特潜心研究并配合科学原理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。
发明内容
本发明在于提供一种无线通信装置及天线结构，其能有效地解决现有天线结构所易产生的问题。
本发明公开一种无线通信装置，包括：一装置本体，包含一框体、安装于所述框体的一显示模块、及电性连接于所述显示模块的一电路板；以及一背盖，装设于所述框体并遮蔽所述电路板，所述背盖包含有：一背板与一环侧板，所述环侧板相连于所述背板的周缘并与所述框体相组接，并且所述环侧板自其外端缘凹设有一凹槽；及一天线结构，包含：一接地部；一双频天线，至少部分形成于所述环侧板，并且所述双频天线位于所述凹槽旁并连接于所述接地部；其中，所述双频天线具有一馈入点及位于所述馈入点相反两侧的一第一接点与一第二接点，并且所述双频天线适于产生一高频模态与一低频模态；一低频切换器与一高频切换器，分别连接于所述第一接点与所述第二接点，并且所述低频切换器与所述高频切换器连接于所述接地部；其中，所述低频切换器能与所述双频天线进行阻抗匹配，以改变所述低频模态的中心频率；所述高频切换器能与所述双频天线进行阻抗匹配，以改变所述高频模态的中心频率；及一开关组件，连接在所述高频切换器与所述双频天线之间，所述开关组件能在所述双频天线处于所述低频模态时，使所述双频天线与所述高频切换器之间形成开路状，以阻隔所述高频切换器所产生的寄生电容效应。
本发明也公开一种天线结构，包括：一接地部；一双频天线，至少部分形成于所述环侧板，并且所述双频天线位于所述凹槽旁并连接于所述接地部；其中，所述双频天线具有一馈入点及位于所述馈入点相反两侧的一第一接点与一第二接点，并且所述双频天线适于产生一高频模态与一低频模态；一低频切换器与一高频切换器，分别连接于所述第一接点与所述第二接点，并且所述低频切换器与所述高频切换器连接于所述接地部；其中，所述低频切换器能与所述双频天线进行阻抗匹配，以改变所述低频模态的中心频率；所述高频切换器能与所述双频天线进行阻抗匹配，以改变所述高频模态的中心频率；以及一开关组件，连接在所述高频切换器与所述双频天线之间，所述开关组件能在所述双频天线处于所述低频模态时，使所述双频天线与所述高频切换器之间形成开路状，以阻隔所述高频切换器所产生的寄生电容效应。
综上所述，本发明所公开的无线通信装置及天线结构，其透过所述高频切换器与双频天线之间设置有开关组件，藉以在双频天线处于低频模态时，使双频天线与高频切换器之间形成开路，进而阻隔高频切换器所产生的寄生电容效应。再者，天线结构透过双频天线连接于低频切换器与高频切换器，藉以能够通过低频切换器或高频切换器而改变天线结构的中心频率，进而利于缩小符合低频频段与高频频段运作的双频天线体积。另，所述双频天线的至少部分形成于环侧板，藉以善用背盖，达到缩小整体体积的效果。
附图说明
图1为本发明无线通信装置的立体示意图。
图2为图1另一视角的立体示意图。
图3为图2的分解示意图。
图4为本发明无线通信装置的背盖的立体示意图。
图5为本发明天线结构的示意图(一)。
图6为本发明天线结构的示意图(二)。
图7为本发明无线通信装置的低频效率的测试示意图。
图8为本发明无线通信装置的高频效率的测试示意图。
图9为本发明无线通信装置另一实施例的分解示意图。
图中：
1000：无线通信装置
100：背盖
1：背板
2：环侧板
21、21’：长侧板
22、22’：短侧板
3：天线结构
31：接地部
32：双频天线
321：馈入点
322：第一接点
323：第二接点
324：第一天线段
325：第二天线段
326：第三天线段
33：低频切换器
331：低频匹配电路
3311：低频子电路
3312：低频电性接点
332：低频切换电路
34：高频切换器
341：高频匹配电路
3411：高频子电路
3412：高频电性接点
342：高频切换电路
35：开关组件
351：PIN二极管
352：高通滤波器
4：凹槽
5：绝缘体
200：装置本体
201：框体
202：显示模块
203：收话模块
204：发话模块
205：电路板
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
请参阅图1至图9，为本发明的实施例，需先说明的是，本实施例对应附图所提及的相关数量与外型，仅用来具体地说明本发明的实施方式，以便于了解本发明的内容，而非用来局限本发明的保护范围。
如图1至图3所示，本实施例公开一种无线通信装置，例如是：笔记本电脑、平板计算机、全球定位系统(GPS)、手持式行动装置(如：智能型手机)、或是配戴式行动装置(如：智能型手表)。其中，所述无线通信装置于本实施例中是以智能型手机作一说明。所述无线通信装置包括一装置本体200以及可分离地组接于上述装置本体200的一背盖100。
所述装置本体200包含一框体201、安装于所述框体201的一显示模块202、设置于框体201相反两侧的一收话模块203与一发话模块204、以及设置于显示模块202后侧的一电路板205。所述电路板205电性连接于上述显示模块202、收话模块203、及发话模块204。需先说明的是，所述装置本体200还包含有电池模块(图略)等其他组件，在此不加以赘述。
进一步地说，所述框体201的外缘轮廓大致呈矩形，并且框体201的材质较佳为塑胶。所述框体201于本实施例中是指提供承载功能的支架，并且框体201的构造在此并不加以限制。所述电路板205安装于框体201，并且装置本体200内的各个电子零件直接或间接地电性连接于电路板205。所述电路板205的外缘轮廓小于框体201的外缘轮廓，所述收话模块203及发话模块204电性连接于电路板205并且分别邻近于框体201的底端与顶端。此外，所述电路板205上亦安装有数个功能组件(未标示)，例如是连接器、摄像器、闪光灯、及开关键等组件，在此不加以赘述。
如图3至图5，所述背盖100装设于框体201并遮蔽所述电路板205，并且背盖100包含有一背板1、一环侧板2、及一天线结构3。上述天线结构3的部分于本实施例中是被整合于所述背板1与环侧板2，亦即，有部分的背板1与部分的环侧板2被作为部分天线结构3使用，藉以降低天线结构3所需占用的空间，但于实际应用时，本发明不受限于此。
所述背板1大致呈矩形，所述环侧板2相连于上述背板1的周缘并与所述框体201相组接，并且所述环侧板2自其外端缘凹设有一凹槽4。其中，所述环侧板2包含有相向的两个长侧板21、21’以及相向的两个短侧板22、22’，并且邻近于收话模块203的短侧板22’也可称之为底侧板，而邻近于发话模块204的短侧板22也可称之为顶侧板。所述凹槽4是自上述两个长侧板21、21’的其中一个长侧板21的外端缘沿经背板1凹设所形成，并且凹槽4未延伸到其中另一个长侧板21’。
进一步地说，所述凹槽4于本实施例中大致平行于任一个所述短侧板22、22’，并且凹槽4邻近于其中一个短侧板22(如：底侧板)。而所述背盖100可进一步包含有覆盖或充填于上述凹槽4的一绝缘体5。所述背板1及环侧板2于本实施例中为金属所制成并且经由上述凹槽4及其虚拟延伸线而划分为相互连接的一大区块(如图4中的凹槽4及其虚拟延伸线的下方区块)及一小区块(如图4中的凹槽4及其虚拟延伸线的上方区块)。
所述天线结构3包含一接地部31、一双频天线32、一低频切换器33与一高频切换器34、及一开关组件35。所述双频天线32至少部分形成于环侧板2，并且双频天线32位于凹槽4旁并连接于接地部31。而于本实施例中，上述小区块定义为所述双频天线32，而上述大区块定义为所述接地部31。再者，当所述背盖100安装至装置本体200的框体201之后，所述天线结构3能经由各种方式电性连接于电路板205的信号馈入线路(图略)。例如：所述电路板205上的信号馈入线路能透过弹片(图略)抵接于天线结构3的双频天线32(的下述馈入点321)。
所述低频切换器33与高频切换器34设置于接地部，并且低频切换器33与高频切换器34各自的一端电性连接于双频天线32，而各自的另一端电性连接于上述接地部31。所述开关组件35则是设置于双频天线32与高频切换器34之间。
藉此，所述天线结构3的部分(如：接地部31与双频天线32)于本实施例中是被整合在所述背板1与环侧板2，藉以善用背盖100，来降低天线结构3所需占用的空间，进而达到缩小整体体积的效果。
此外，所述天线结构3也能够依设计者需求而加以调整变化，而不以图3所示的态样为限。举例来说，如图9，所述电路板205的接地线路(图略)定义为接地部31，并且高频切换器34与低频切换器33安装于所述电路板205、并与电路板205的接地线路电性连接。所述高频切换器34与低频切换器33可再经由弹片(图略)抵接于天线结构3(的下述第一接点322与第二接点323)。
以上先说明天线结构3与背板1、环侧板2间的相对关系，以下接着说明天线结构3的具体构造及运作方式。再者，所述天线结构3于实际应用时，可以无须结合于上述背板1与环侧板2，也就是说，所述天线结构3可被应用在其他的构件(图中未示出)上。
请参阅图4和图5所示，所述双频天线32适于产生一高频模态与一低频模态。上述高频模态于本实施例中是指双频天线32于1425MHz～2690MHz之带宽内运作，而低频模态于本实施例中是指双频天线32于698MHz～960MHz之带宽内运作，但本发明不受限于此。
所述双频天线32具有一馈入点321及位于所述馈入点321相反两侧的一第一接点322与一第二接点323，并且所述第二接点323与馈入点321之间的距离于本实施例中大致三倍于所述第一接点322与馈入点321之间的距离。再者，所述双频天线32包含有位于所述第一接点322与第二接点323之间的一第一天线段324、自所述第一天线段324的第一接点322朝远离所述馈入点321方向延伸的一第二天线段325、及自所述第一天线段324的第二接点323朝远离所述馈入点321方向延伸的一第三天线段326。其中，上述第一天线段324与第三天线段326位于上述凹槽4旁，所述第二天线段325连接于所述接地部31并且局部位于凹槽4旁。
所述低频切换器33与高频切换器34分别连接于所述双频天线的第一接点322与第二接点323，亦即，低频切换器33邻近于馈入点321，而高频切换器34远离馈入点321。并且所述低频切换器33与高频切换器34皆连接于所述接地部31。其中，所述低频切换器33能与双频天线32进行阻抗匹配，以改变所述低频模态的中心频率；所述高频切换器34能与双频天线32进行阻抗匹配，以改变所述高频模态的中心频率。
进一步地说，所述低频切换器33包含有一低频匹配电路331以及一低频切换电路332。其中，上述低频匹配电路331具有多个低频子电路3311，并且多个所述低频子电路3311的一端电性连接于接地部31，而多个低频子电路3311的另一端各形成有一低频电性接点3312。所述低频切换电路332电性连接于所述双频天线32，并且每个低频子电路3311的高频电性接点3412皆能与所述低频切换电路332连接，以使电性连接于低频切换电路332的所述低频子电路3311能与双频天线32进行阻抗匹配，从而改变双频天线32之低频模态的中心频率。须说明的是，每个低频子电路3311能使所述双频天线32的低频模态的中心频率为彼此相异之数值(如图7中的LF1～LF4)。
再者，所述高频切换器34包含有一高频匹配电路341以及一高频切换电路342。其中，上述高频匹配电路341具有多个高频子电路3411，并且多个所述高频子电路3411的一端电性连接于接地部31，而多个高频子电路3411的另一端各形成有一高频电性接点3412。所述高频切换电路342电性连接于所述双频天线32，并且每个高频子电路3411的高频电性接点3412皆能与所述高频切换电路342连接，以使电性连接于高频切换电路342的所述高频子电路3411能与双频天线32进行阻抗匹配，从而改变所述双频天线32之高频模态的中心频率。须说明的是，每个高频子电路3411能使所述双频天线32的高频模态的中心频率为彼此相异之数值(如图8中的HF1～HF4)。
此外，图5和图6中所示的低频切换电路332与高频切换电路342各以单个切换开关选择性地连接于单个低频电性接点3312或是单个高频电性接点3412为例，但本实施例所述之低频切换电路332或高频切换电路342不排除设有分别对应于多个电性接点的多个切换开关(图中未示出)。
藉此，本实施例的天线结构3透过双频天线32连接于低频切换器33与高频切换器34，藉以能够通过低频切换器33或高频切换器34而改变天线结构3的中心频率，进而利于缩小符合低频频段与高频频段运作的双频天线32之体积。
然而，当所述双频天线32在使用上述低频切换器33时，纵使所述高频切换器34中的高频切换电路342虽未连接于任何的高频电性接点3412，但是高频切换器34内还是会产生寄生电容效应，而使得双频天线32在低频模态的运作受到影响。
据此，本实施例的开关组件35连接在所述高频切换器34与双频天线32之间。也就是说，所述无线通信装置1000(及天线结构3)能透过所述高频切换器34与双频天线32之间设置有开关组件35，藉以在双频天线32处于低频模态时，经由开关组件35使所述双频天线32与高频切换器34之间形成开路状，以阻隔所述高频切换器34所产生的寄生电容效应。
其中，所述开关组件35于本实施例中包含如图5所示的一PIN二极管351(P-intrinsic-N Diode)，藉以在双频天线32处于低频模态时，能够透过施加偏压给PIN二极管351，而令其形成开路状；或者，所述开关组件35包含如图6所示的一高通滤波器352(high-pass filter)。
藉此，本发明实施例的无线通信装置1000透过上述低频切换器33或高频切换器34进行双频天线32的中心频率变换时，能够保持30％以上的低频效率(如图7)与高频效率(如图8)，藉以符合无线通信装置1000的要求。
以上所述仅为本发明之较佳可行实施例，其并非用以局限本发明之专利范围，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。

Claims (10)

1.一种无线通信装置，包括：
一装置本体，包含一框体、安装于所述框体的一显示模块、及电性连接于所述显示模块的一电路板；以及
一背盖，装设于所述框体并遮蔽所述电路板，所述背盖包含有：
一背板与一环侧板，所述环侧板相连于所述背板的周缘并与所述框体相组接，并且所述环侧板自其外端缘凹设有一凹槽；及
一天线结构，包含：
一接地部；
一双频天线，至少部分形成于所述环侧板，并且所述双频天线位于所述凹槽旁并连接于所述接地部；其中，所述双频天线具有一馈入点及位于所述馈入点相反两侧的一第一接点与一第二接点，并且所述双频天线适于产生一高频模态与一低频模态；
一低频切换器与一高频切换器，分别连接于所述第一接点与所述第二接点，并且所述低频切换器与所述高频切换器连接于所述接地部；其中，所述低频切换器能与所述双频天线进行阻抗匹配，以改变所述低频模态的中心频率；所述高频切换器能与所述双频天线进行阻抗匹配，以改变所述高频模态的中心频率；及
一开关组件，连接在所述高频切换器与所述双频天线之间，所述开关组件能在所述双频天线处于所述低频模态时，使所述双频天线与所述高频切换器之间形成开路状，以阻隔所述高频切换器所产生的寄生电容效应。
2.如权利要求1所述的无线通信装置，其中，所述高频切换器具有：
一高频匹配电路，具有多个高频子电路，并且多个所述高频子电路的一端电性连接于所述接地部，而多个所述高频子电路的另一端各形成有一高频电性接点；及
一高频切换电路，电性连接于所述双频天线，并且每个所述高频子电路的高频电性接点皆能与所述高频切换电路连接，以使电性连接于所述高频切换电路的所述高频子电路能与所述双频天线进行阻抗匹配，从而改变所述双频天线之所述高频模态的中心频率；其中，每个所述高频子电路能使所述双频天线的所述高频模态的中心频率为彼此相异之数值。
3.如权利要求1所述的无线通信装置，其中，所述双频天线包含有位于所述第一接点与所述第二接点之间的一第一天线段、自所述第一天线段的所述第一接点朝远离所述馈入点方向延伸的一第二天线段、及自所述第一天线段的所述第二接点朝远离所述馈入点方向延伸的一第三天线段；所述第二天线段连接于所述接地部。
4.如权利要求1所述的无线通信装置，其中，所述第二接点与所述馈入点之间的距离三倍于所述第一接点与所述馈入点之间的距离。
5.如权利要求1所述的无线通信装置，其中，所述环侧板包含有相向的两个短侧板以及相向的两个长侧板，两个所述长侧板的其中一个所述长侧板的外端缘沿经所述背板凹设形成有未达到其中另一个所述长侧板的所述凹槽。
6.如权利要求5所述的无线通信装置，其中，所述凹槽大致平行于任一个所述短侧板，并且所述凹槽邻近于其中一个所述短侧板，所述背盖包含有覆盖所述凹槽的一绝缘体。
7.如权利要求6所述的无线通信装置，其中，所述背板及所述环侧板为金属所制成并且经由所述凹槽及其虚拟延伸线而划分为相互连接的一大区块及一小区块，所述小区块定义为所述双频天线。
8.如权利要求7所述的无线通信装置，其中，所述大区块定义为所述接地部。
9.如权利要求1至8中任一项所述的无线通信装置，其中，所述开关组件包含一PIN二极管或一高通滤波器。
10.一种天线结构，包括：
一接地部；
一双频天线，至少部分形成于环侧板，并且所述双频天线位于环侧板的凹槽旁并连接于所述接地部；其中，所述双频天线具有一馈入点及位于所述馈入点相反两侧的一第一接点与一第二接点，并且所述双频天线适于产生一高频模态与一低频模态；
一低频切换器与一高频切换器，分别连接于所述第一接点与所述第二接点，并且所述低频切换器与所述高频切换器连接于所述接地部；
其中，所述低频切换器能与所述双频天线进行阻抗匹配，以改变所述低频模态的中心频率；所述高频切换器能与所述双频天线进行阻抗匹配，以改变所述高频模态的中心频率；以及
一开关组件，连接在所述高频切换器与所述双频天线之间，所述开关组件能在所述双频天线处于所述低频模态时，使所述双频天线与所述高频切换器之间形成开路状，以阻隔所述高频切换器所产生的寄生电容效应。
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