CN109921176A - 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置 - Google Patents

天线结构及具有该天线结构的无线通信装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种天线结构，包括壳体、第一馈入源及第二馈入源，所述壳体包括中框及边框，所述边框上开设有开槽、断点以及断槽，所述开槽、断点以及断槽共同自所述边框上划分出第一辐射部、第二辐射部及第三辐射部，所述第一馈入源电连接至所述第一辐射部，用以为所述第一辐射部馈入电流，所述第二馈入源电连接至所述第二辐射部或第三辐射部，未电连接至所述第二馈入源的所述第二辐射部或第三辐射部自所述第一辐射部耦合电流，所述边框的厚度大于等于两倍所述断点或所述断槽的宽度，且所述开槽的宽度小于等于二分之一倍所述断点或所述断槽的宽度。所述天线结构具有较宽频宽。本发明还提供一种具有该天线结构的无线通信装置。

Description

天线结构及具有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具有该天线结构的无线通信装置。
背景技术
随着无线通信技术的进步，移动电话、个人数字助理等电子装置不断朝向功能多样化、轻薄化、以及资料传输更快、更有效率等趋势发展。然而其相对可容纳天线的空间也就越来越小，而且随着无线通信技术的不断发展，天线的频宽需求不断增加。因此，如何在有限的空间内设计出具有较宽频宽的天线，是天线设计面临的一项重要课题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。
一种天线结构，包括壳体、第一馈入源及第二馈入源，所述壳体包括中框及边框，所述中框及边框均由金属材料制成，所述边框设置于所述中框的周缘，所述边框上开设有开槽、断点以及断槽，所述开槽开设于所述边框的内侧，所述断点及所述断槽开设于所述边框，且隔断所述边框，所述开槽、断点以及断槽共同自所述边框上划分出第一辐射部、第二辐射部及第三辐射部，所述第一辐射部通过所述开槽与所述中框间隔绝缘设置，所述第一馈入源电连接至所述第一辐射部，用以为所述第一辐射部馈入电流，所述第二馈入源电连接至所述第二辐射部或第三辐射部，未电连接至所述第二馈入源的所述第二辐射部或第三辐射部自所述第一辐射部耦合电流，所述边框的厚度大于等于两倍所述断点或所述断槽的宽度，且所述开槽的宽度小于等于二分之一倍所述断点或所述断槽的宽度。
一种无线通信装置，包括上述所述的天线结构。
上述天线结构及具有该天线结构的无线通信装置通过设置所述壳体，且利用所述壳体上的开槽、断点以及断槽自所述壳体划分出天线结构，如此可有效实现宽频设计。
附图说明
图1为本发明第一较佳实施例的天线结构应用至无线通信装置的示意图。
图2为图1所示无线通信装置的组装示意图。
图3为图1所示天线结构的电路图。
图4为图3所示天线结构工作时的电流走向示意图。
图5为图3所示天线结构中切换电路的电路图。
图6为图1所示天线结构工作于LTE-A低频模态时的S参数(散射参数)曲线图。
图7为图1所示天线结构工作于LTE-A低频模态时的总辐射效率图。
图8为图1所示天线结构工作于LTE-A中频模态时的S参数(散射参数)曲线图。
图9为图1所示天线结构工作于LTE-A中频模态时的总辐射效率图。
图10为图1所示天线结构工作于LTE-A高频模态时的S参数(散射参数)曲线图。
图11为图1所示天线结构工作于LTE-A高频模态时的总辐射效率图。
图12为本发明第二较佳实施例的天线结构应用至无线通信装置的示意图。
图13为图12所示天线结构工作时的电流走向示意图。
图14为图12所示天线结构工作于LTE-A低频模态时的S参数(散射参数)曲线图。
图15为图12所示天线结构工作于LTE-A低频模态时的总辐射效率图。
图16为图12所示天线结构工作于LTE-A中频模态时的S参数(散射参数)曲线图。
图17为图12所示天线结构工作于LTE-A中频模态时的总辐射效率图。
图18为图12所示天线结构工作于LTE-A高频模态时的S参数(散射参数)曲线图。
图19为图12所示天线结构工作于LTE-A高频模态时的总辐射效率图。
图20为本发明第三较佳实施例的天线结构应用至无线通信装置的示意图。
图21为图20所示天线结构工作时的电流走向示意图。
图22为图20所示天线结构的S参数(散射参数)曲线图。
图23为图20所示天线结构工作于LTE-A中、高频模态时的总辐射效率图。
图24为图20所示天线结构中第一天线工作于LTE-A低频模态时的总辐射效率图。
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
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当一个元件被称为“电连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电连接”另一个元件，它可以是接触连接，例如，可以是导线连接的方式，也可以是非接触式连接，例如，可以是非接触式耦合的方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
请参阅图1及图2，本发明第一较佳实施方式提供一种天线结构100，其可应用于移动电话、个人数字助理等无线通信装置200中，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。
请一并参阅图3，所述天线结构100包括壳体11、第一馈入源12、第一匹配电路13、第二馈入源14及第二匹配电路15。
所述壳体11至少包括中框111、边框112及背板113。所述中框111大致呈矩形片状，其由金属材料制成。所述边框112大致呈环状结构，其由金属材料制成。在本实施例中，所述边框112设置于所述中框111的周缘，且与所述中框111一体成型设置。所述边框112远离所述中框111的一侧设置有一开口(图未标)，用于容置所述无线通信装置200的显示单元201。可以理解，所述显示单元201具有一显示平面，该显示平面裸露于该开口。所述中框111是位于所述显示单元201与所述背板113之间的金属片。所述中框111用于支撑所述显示单元201、提供电磁屏蔽、及提高所述无线通信装置200的机构强度。
所述背板113由绝缘材料制成，例如玻璃。所述背板113设置于所述边框112的边缘，且与该显示单元201的显示平面及所述中框111大致间隔平行设置。可以理解，在本实施例中，所述背板113还与所述边框112以及中框111共同围成一容置空间114。所述容置空间114用以容置所述无线通信装置200的基板与处理单元等电子元件或电路模块于其内。
所述边框112至少包括末端部115、第一侧部116以及第二侧部117。在本实施例中，所述末端部115为所述无线通信装置200的底端。所述第一侧部116与所述第二侧部117相对设置，两者分别设置于所述末端部115的两端，优选垂直设置。
可以理解，在本实施例中，所述边框112上开设有开槽120、断点121以及断槽122。所述开槽120大致呈U形，其开设于所述末端部115的内侧，且分别朝所述第一侧部116及第二侧部117所在方向延伸，进而使得所述末端部115与所述中框111间隔绝缘设置。
在本实施例中，所述断点121及所述断槽122均开设于所述末端部115。所述断点121及所述断槽122间隔设置，两者均贯通且隔断所述边框112。所述断点121及所述断槽122还与所述开槽120贯通，进而所述开槽120、断点121以及所述断槽122共同自所述壳体11划分出三部分，即第一辐射部A1、第二辐射部A2以及第三辐射部A3。其中，在本实施例中，所述断点121与所述断槽122之间的所述边框112形成所述第一辐射部A1。所述断点121与所述开槽120位于所述第一侧部116的端点E1之间的所述边框112形成所述第二辐射部A2。所述断槽122与所述开槽120位于所述第二侧部117的端点E2之间的所述边框112形成所述第三辐射部A3。在本实施例中，所述第一辐射部A1与所述中框111间隔且绝缘设置。所述第二辐射部A2靠近所述端点E1的一侧及所述第三辐射部A3靠近所述端点E2的一侧均连接至所述中框111。
可以理解，在本实施例中，所述边框112的厚度为D1。所述开槽120的宽度为D2。所述断点121与所述断槽122的宽度均为D3。其中所述D1≥2*D3，D2≤1/2*D3。即所述边框112的厚度D1大于等于两倍所述断点121或所述断槽122的宽度D3。所述开槽120的宽度D2小于等于二分之一倍所述断点121或所述断槽122的宽度D3。在本实施例中，所述边框112的厚度D1为2-6mm。所述开槽120的宽度D2为0.5-1.5mm。所述断点121与所述断槽122的宽度D3为1-3mm。
可以理解，在本实施例中，所述开槽120、断点121以及所述断槽122均填充有绝缘材料(例如塑胶、橡胶、玻璃、木材、陶瓷等，但不以此为限)。
可以理解，所述无线通信装置200还包括至少一电子元件。在本实施例中，所述无线通信装置200至少包括三个电子元件，即第一电子元件21、第二电子元件23及第三电子元件25。所述第一电子元件21为一通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口模块，其设置于所述容置空间114内。所述第一电子元件21与所述第一辐射部A1通过所述开槽120间隔绝缘设置。所述第二电子元件23为扬声器，其对应所述断点121设置，且与所述开槽120的距离大致为4-10mm。所述第三电子元件25为麦克风，其设置于所述容置空间114内。所述第三电子元件25设置于所述第二电子元件23与所述开槽120之间，且邻近所述断槽122设置。在本实施例中，所述第三电子元件25亦与所述第一辐射部A1通过所述开槽120间隔绝缘设置。
可以理解，在其他实施例中，所述第二电子元件23与所述第三电子元件25的位置可根据具体需求进行调整，例如两者互换位置。
可以理解，在本实施例中，所述边框112上还开设有端口123。所述端口123开设于所述末端部115的中部位置，且贯通所述末端部115。所述端口123与所述第一电子元件21相对应，以使得所述第一电子元件21从所述端口123部分露出。如此用户可将一USB设备通过所述端口123插入，进而与所述第一电子元件21建立电性连接。
在本实施例中，所述第一馈入源12及所述第一匹配电路13均设置于所述容置空间114内。所述第一馈入源12的一端通过所述第一匹配电路13电连接至所述第一辐射部A1靠近所述断槽122的一侧，用以馈入电流信号至所述第一辐射部A1。所述第一匹配电路13用以提供所述第一馈入源12和所述第一辐射部A1之间的阻抗匹配。
可以理解，在本实施例中，所述第一馈入源12还用以将所述第一辐射部A1进一步划分为两部分，即第一辐射段A11及第二辐射段A12。其中，所述第一馈入源12与所述断点121之间的所述边框112形成所述第一辐射段A11。所述第一馈入源12与所述断槽122之间的所述边框112形成所述第二辐射段A12。在本实施例中，所述第一馈入源12的位置并非对应到所述第一辐射部A1的中间，因此所述第一辐射段A11的长度大于所述第二辐射段A12的长度。
在本实施例中，所述第二馈入源14及所述第二匹配电路15均设置于所述容置空间114内。所述第二馈入源14的一端通过所述第二匹配电路15电连接至所述第二辐射部A2靠近所述断点121的一侧，用以馈入电流信号至所述第二辐射部A2。所述第二匹配电路15用以提供所述第二馈入源14和所述第二辐射部A2之间的阻抗匹配。
可以理解，请一并参阅图4，当电流自所述第一馈入源12馈入后，所述电流将依次流经所述第一匹配电路13以及所述第一辐射段A11，并流向所述断点121(参路径P1)。如此，所述第一辐射段A11构成单极(Monopole)天线，进而激发一第一工作模态以产生第一辐射频段的辐射信号。
当电流自所述第一馈入源12馈入后，所述电流还将依次流经所述第一匹配电路13以及所述第二辐射段A12，并通过所述断槽122耦合至所述第三辐射部A3(参路径P2)。如此，所述第一馈入源12、所述第二辐射段A12以及所述第三辐射部A3构成一耦合馈入天线，进而激发一第二工作模态以产生第二辐射频段的辐射信号。
当电流自所述第二馈入源14馈入后，所述电流将依次流经所述第二匹配电路15以及所述第二辐射部A2(参路径P3)。如此，所述第二辐射部A2构成一回路(Loop)天线，进而激发一第三工作模态以产生第三辐射频段的辐射信号。
在本实施例中，所述第一工作模态为长期演进技术升级版(Long Term EvolutionAdvanced，LTE-A)低频模态，所述第二工作模态为LTE-A中频模态。所述第三工作模态为LTE-A高频模态。所述第一辐射频段的频率为700-960MHz。所述第二辐射频段的频率为1710-2170MHz。所述第三辐射频段的频率为2300-2690MHz。
可以理解，在本实施例中，所述第一馈入源12通过所述第一辐射部A1中的第一辐射段A11激发出相应的LTE-A低频模态。所述第一馈入源12再通过所述第一辐射部A1中的第二辐射段A12将电流耦合至所述第三辐射部A3，以激发出相应的LTE-A中频模态。也就是说，所述第一辐射部A1及第三辐射部A3可通过所述第一馈入源12共同激发LTE-A低、中频模态，以达到双频频段的需求，其涵盖频率范围为700-960MHz及1710-2170MHz。
可以理解，在本实施例中，所述开槽120自所述端点E1开始的与所述第一侧部116平行的部分的长度L1为1-10mm。所述开槽120自所述端点E2开始的与所述第二侧部117平行的部分的长度L2亦为1-10mm。所述开槽120的部分长度L1、L2具有调整LTE-A中、高频模态的功用，即所述开槽120的部分长度L1、L2可以调整模态频段，使得所述第二辐射部A2与所述第三辐射部A3改变激发模态的频率。
可以理解，请再次参阅图3，在本实施例中，所述天线结构100还包括切换电路17。所述切换电路17设置于所述容置空间114内，且位于所述第一电子元件21与所述第三电子元件25之间，并邻近所述第三电子元件25设置。所述切换电路17的一端跨过所述开槽120，并电连接至所述第一辐射段A11邻近所述断点121的一侧。所述切换电路17的另一端接地。
请一并参阅图5，所述切换电路17包括切换单元171及至少一切换元件173。所述切换单元171电连接至所述第一辐射段A11。每一个所述切换元件173可以为电感、电容、或者电感与电容的组合。所述切换元件173之间相互并联，且其一端电连接至所述切换单元171，另一端接地。如此，通过控制所述切换单元171的切换，可使得所述第一辐射段A11切换至不同的切换元件173。由于每一个切换元件173具有不同的阻抗，因此通过所述切换单元171的切换，可有效调整所述第一辐射频段，即LTE-A低频段的频率。
例如，在本实施例中，所述切换电路17可包括四个具有不同阻抗的切换元件173。通过将所述第一辐射段A11切换至四个不同的切换元件173，可使得所述天线结构100中第一工作模态的低频分别涵盖至LTE-A Band17频段(704-746MHz)、LTE-A Band13频段(746-787MHz)、LTE-A Band20频段(791-862MHz)以及LTE-A Band8频段(880-960MHz)。
可以理解，所述天线结构100还包括至少一延伸部18。在本实施例中，所述天线结构100包括两个延伸部18。两个所述延伸部18均由金属材料制成。其中一个延伸部18设置于所述第二辐射段A12靠近所述断槽122的端部。另外一个延伸部18则连接至所述第三辐射部A3靠近所述断槽122的端部，且两者彼此对称设置。
可以理解，在本实施例中，所述延伸部18的长度与宽度可根据具体需求进行调整，进而有效调整所述第一辐射部A1、第二辐射部A2和第三辐射部A3的阻抗值，进而增加各工作模态的匹配性。另外，所述延伸部18可用于取代传统的下地电容等结构，以有效增加天线设计的弹性。
图6为所述天线结构100工作于LTE-A低频模态时的S参数(散射参数)曲线图。其中，曲线S61为所述天线结构100工作于LTE-A Band17频段(704-746MHz)时的S11值。曲线S62为所述天线结构100工作于LTE-A Band13频段(746-787MHz)时的S11值。曲线S63为所述天线结构100工作于LTE-A Band20频段(791-862MHz)时的S11值。曲线S64为所述天线结构100工作于LTE-A Band8频段(880-960MHz)时的S11值。
图7为所述天线结构100工作于LTE-A低频模态时的总辐射效率曲线图。其中，曲线S71为所述天线结构100工作于LTE-A Band17频段(704-746MHz)时的总辐射效率。曲线S72为所述天线结构100工作于LTE-A Band13频段(746-787MHz)时的总辐射效率。曲线S73为所述天线结构100工作于LTE-A Band20频段(791-862MHz)时的总辐射效率。曲线S74为所述天线结构100工作于LTE-A Band8频段(880-960MHz)时的总辐射效率。
图8为所述天线结构100工作于LTE-A中频模态时的S参数(散射参数)曲线图。图9为所述天线结构100工作于LTE-A中频模态时的总辐射效率曲线图。
图10为所述天线结构100工作于LTE-A高频模态时的S参数(散射参数)曲线图。图11为所述天线结构100工作于LTE-A高频模态时的总辐射效率曲线图。
显然，由图8至图11可看出，当所述天线结构100分别工作于LTE-A Band17频段(704-746MHz)、LTE-A Band13频段(746-787MHz)、LTE-A Band20频段(791-862MHz)以及LTE-A Band8频段(880-960MHz)时，所述天线结构100的LTE-A中、高频频段范围皆为1710-2690MHz。即当所述切换电路17切换时，所述切换电路17仅用于改变所述天线结构100的低频模态而不影响其中、高频模态，该特性有利于LTE-A的载波聚合应用(CarrierAggregation，CA)。
实施例2
请参阅图12，为本发明第二较佳实施例所提供的天线结构100a，其可应用于移动电话、个人数字助理等无线通信装置200a中，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。
所述天线结构100a包括中框111、边框112、第一馈入源12、第一匹配电路13、第二馈入源14a、第二匹配电路15a、切换电路17以及至少一延伸部18a。所述无线通信装置200a包括第一电子元件21、第二电子元件23以及第三电子元件25。所述边框112上设置有开槽120、断点121、断槽122。所述开槽120、断点121以及所述断槽122共同自所述壳体11划分出三部分，即第一辐射部A1、第二辐射部A2以及第三辐射部A3。
所述第一电子元件21为一USB接口模块，其设置于所述容置空间114内。所述第一电子元件21与所述第一辐射部A1通过所述开槽120间隔绝缘设置。所述第二电子元件23为扬声器，其对应所述断点121设置，且与所述开槽120的距离大致为4-10mm。所述第三电子元件25为麦克风，其设置于所述容置空间114内。所述第三电子元件25设置于所述第二电子元件23与所述开槽120之间，且邻近所述断槽122设置。在本实施例中，所述第三电子元件25亦与所述第一辐射部A1通过所述开槽120间隔绝缘设置。
可以理解，在其他实施例中，所述第二电子元件23与所述第三电子元件25的位置可根据具体需求进行调整，例如两者互换位置。
所述第一馈入源12的一端通过所述第一匹配电路13电连接至所述第一辐射部A1靠近所述断槽122的一侧，用以馈入电流信号至所述第一辐射部A1。所述第一匹配电路13用以提供所述第一馈入源12和所述第一辐射部A1之间的阻抗匹配。
所述切换电路17的一端电连接至所述第一辐射部A1靠近所述断点121的一侧，另一端接地。
可以理解，在本实施例中，所述天线结构100a与天线结构100的区别在于所述天线结构100a中所述第二馈入源14a及所述第二匹配电路15a的位置不同于天线结构100中第二馈入源14及第二匹配电路15的位置。具体的，所述第二馈入源14a并非邻近所述断点121设置，且并非电连接至所述第二辐射部A2。在本实施例中，所述第二馈入源14a的一端通过所述第二匹配电路15a电连接至所述第三辐射部A3靠近所述断槽122的一侧，用以馈入电流信号至所述第三辐射部A3。所述第二匹配电路15a用以提供所述第二馈入源14a和所述第三辐射部A3之间的阻抗匹配。
可以理解，在本实施例中，所述天线结构100a与天线结构100的区别还在于所述天线结构100a的电流路径与所述天线结构100的电流路径不同。具体的，请一并参阅图13，当电流自所述第一馈入源12馈入后，所述电流将依次流经所述第一匹配电路13以及所述第一辐射部A1，并流向所述断点121，再通过所述切换电路17接地(参路径P1a)。如此，所述第一辐射部A1构成单极天线，进而激发第一工作模态以产生第一辐射频段的辐射信号。
当电流自所述第一馈入源12馈入后，所述电流还将依次流经所述第一匹配电路13以及所述第一辐射部A1，并通过所述断点121耦合至所述第二辐射部A2(参路径P2a)。如此，所述第一馈入源12、所述第一辐射部A1以及所述第二辐射部A2构成一耦合馈入天线，进而激发第二工作模态以产生第二辐射频段的辐射信号。
当电流自所述第二馈入源14a馈入后，所述电流将依次流经所述第二匹配电路15a以及所述第三辐射部A3(参路径P3a)。如此，所述第三辐射部A3构成一回路(Loop)天线，进而激发第三工作模态以产生第三辐射频段的辐射信号。
可以理解，在本实施例中，所述第一工作模态为LTE-A低频模态，所述第二工作模态为LTE-A中频模态。所述第三工作模态为LTE-A高频模态。其中，所述第一辐射频段的频率为700-960MHz。所述第二辐射频段的频率为1710-2170MHz。所述第三辐射频段的频率为2300-2690MHz。
可以理解，在本实施例中，所述天线结构100a与天线结构100的区别还在于所述天线结构100a中所述延伸部18a的位置与天线结构100中延伸部18的位置不同。在本实施例中，所述天线结构100a包括两个延伸部18a。两个所述延伸部18a均由金属材料制成。其中一个延伸部18a设置于所述第一辐射部A1靠近所述断点121的端部。另外一个延伸部18a则连接至所述第二辐射部A2靠近所述断点121的端部，且两者彼此对称设置。
可以理解，在本实施例中，所述延伸部18a的长度与宽度可根据具体需求进行调整，进而有效调整所述第一辐射部A1、第二辐射部A2和第三辐射部A3的阻抗值，进而增加各工作模态的匹配性。另外，所述延伸部18a可用于取代传统的下地电容等结构，以有效增加天线设计的弹性。
图14为所述天线结构100a工作于LTE-A低频模态时的S参数(散射参数)曲线图。其中，曲线S141为所述天线结构100a工作于LTE-A Band17频段(704-746MHz)时的S11值。曲线S142为所述天线结构100a工作于LTE-A Band13频段(746-787MHz)时的S11值。曲线S143为所述天线结构100a工作于LTE-A Band20频段(791-862MHz)时的S11值。曲线S144为所述天线结构100a工作于LTE-A Band8频段(880-960MHz)时的S11值。
图15为所述天线结构100a工作于LTE-A低频模态时的总辐射效率曲线图。其中，曲线S151为所述天线结构100a工作于LTE-A Band17频段(704-746MHz)时的总辐射效率。曲线S152为所述天线结构100a工作于LTE-A Band13频段(746-787MHz)时的总辐射效率。曲线S153为所述天线结构100a工作于LTE-A Band20频段(791-862MHz)时的总辐射效率。曲线S154为所述天线结构100a工作于LTE-A Band8频段(880-960MHz)时的总辐射效率。
图16为所述天线结构100a工作于LTE-A中频模态时的S参数(散射参数)曲线图。图17为所述天线结构100a工作于LTE-A中频模态时的总辐射效率曲线图。
图18为所述天线结构100a工作于LTE-A高频模态时的S参数(散射参数)曲线图。图19为所述天线结构100a工作于LTE-A高频模态时的总辐射效率曲线图。
显然，由图14及图15可看出，所述天线结构100a的低频模态主要由所述第一辐射部A1激发，且通过所述切换电路17的切换，使得所述天线结构100a的低频至少涵盖LTE-ABand17频段(704-746MHz)、LTE-A Band13频段(746-787MHz)、LTE-A Band20频段(791-862MHz)以及LTE-A Band8频段(880-960MHz)。由图16及图17可看出，所述天线结构100a的中频模态主要由所述第二辐射部A2耦合激发，其频率涵盖范围为LTE-A 1710-2170MHz。由图18及图19可看出，所述天线结构100a的高频模态经由所述第三辐射部A3激发，其频率涵盖范围为LTE-A 2300-2690MHz。
再者，当所述天线结构100a分别工作于LTE-A Band17频段(704-746MHz)、LTE-ABand13频段(746-787MHz)、LTE-A Band20频段(791-862MHz)以及LTE-A Band8频段(880-960MHz)时，所述天线结构100a的中、高频频率范围皆为LTE-A 1710-2690MHz。即当所述切换电路17切换时，所述切换电路17仅用于改变所述天线结构100a的低频模态而不影响其中、高频模态，该特性有利于所述天线结构100a的载波聚合应用。
实施例3
请参阅图20，为本发明第三较佳实施例所提供的天线结构100b，其可应用于移动电话、个人数字助理等无线通信装置200b中，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。
所述天线结构100b包括中框111、边框112、第一馈入源12、第一匹配电路13、第二馈入源14b、第二匹配电路15b以及切换电路17。所述无线通信装置200b包括第一电子元件21、第二电子元件23以及第三电子元件25。
所述边框112上设置有开槽120、断点121、断槽122。所述开槽120、断点121以及所述断槽122共同自所述壳体11划分出三部分，即第一辐射部A1、第二辐射部A2以及第三辐射部A3。
所述第一电子元件21为一USB接口模块，其设置于所述容置空间114内。所述第一电子元件21与所述第一辐射部A1通过所述开槽120间隔绝缘设置。所述第二电子元件23为扬声器，其对应所述断点121设置，且与所述开槽120的距离大致为4-10mm。所述第三电子元件25为麦克风，其设置于所述容置空间114内。所述第三电子元件25设置于所述第二电子元件23与所述开槽120之间，且邻近所述断槽122设置。在本实施例中，所述第三电子元件25亦与所述第一辐射部A1通过所述开槽120间隔绝缘设置。
可以理解，在其他实施例中，所述第二电子元件23与所述第三电子元件25的位置可根据具体需求进行调整，例如两者互换位置。
所述第一馈入源12的一端通过所述第一匹配电路13电连接至所述第一辐射部A1靠近所述断槽122的一侧，用以馈入电流信号至所述第一辐射部A1。所述第一匹配电路13用以提供所述第一馈入源12和所述第一辐射部A1之间的阻抗匹配。
可以理解，在本实施例中，所述第一馈入源12还用以将所述第一辐射部A1进一步划分为两部分，即第一辐射段A11及第二辐射段A12。其中，所述第一馈入源12与所述断点121之间的所述边框112形成所述第一辐射段A11。所述第一馈入源12与所述断槽122之间的所述边框112形成所述第二辐射段A12。在本实施例中，所述第一馈入源12的位置并非对应到所述第一辐射部A1的中间，因此所述第一辐射段A11的长度大于所述第二辐射段A12的长度。
所述切换电路17的一端电连接至所述第一辐射段A11靠近所述断点121的一侧，另一端接地。
可以理解，在本实施例中，所述天线结构100b与天线结构100的区别在于所述天线结构100b中所述第二馈入源14b及所述第二匹配电路15b的位置不同于天线结构100中第二馈入源14及第二匹配电路15的位置。具体的，所述第二馈入源14b并非邻近所述断点121设置，且并非电连接至所述第二辐射部A2。在本实施例中，所述第二馈入源14b的一端通过所述第二匹配电路15b电连接至所述第三辐射部A3靠近所述断槽122的一侧，用以馈入电流信号至所述第三辐射部A3。所述第二匹配电路15b用以提供所述第二馈入源14b和所述第三辐射部A3之间的阻抗匹配。
可以理解，在本实施例中，所述天线结构100b与天线结构100的区别还在于所述天线结构100b并未设置所述天线结构100中的延伸部18，即省略所述延伸部18。
可以理解，在本实施例中，所述天线结构100b与天线结构100的区别还在于所述天线结构100b的电流路径与所述天线结构100的电流路径不同。具体的，请一并参阅图21，当电流自所述第一馈入源12馈入后，所述电流将依次流经所述第一匹配电路13以及所述第一辐射段A11，并流向所述断点121，再通过所述切换电路17接地(参路径P1b)。如此，所述第一辐射段A11构成单极(Monopole)天线，进而激发一第一工作模态以产生第一辐射频段的辐射信号。
当电流自所述第一馈入源12馈入后，所述电流还将依次流经所述第一匹配电路13以及所述第二辐射段A12，并流向所述断槽122(参路径P2b)，进而激发一第二工作模态以产生第二辐射频段的辐射信号。另外，当电流自所述第一馈入源12馈入后，所述电流将依次流经所述第一匹配电路13以及所述第一辐射段A11，并通过所述断点121耦合至所述第二辐射部A2(参路径P3b)，进而激发一第三工作模态以产生第三辐射频段的辐射信号。
当电流自所述第二馈入源14b馈入后，所述电流将依次流经所述第二匹配电路15b以及所述第三辐射部A3(参路径P4b)。如此，所述第三辐射部A3构成一回路(Loop)天线，进而激发第四工作模态以产生第四辐射频段的辐射信号。
在本实施例中，所述第一工作模态为LTE-A低频模态。所述第二工作模态为LTE-A中频模态。所述第三工作模态为LTE-A高频模态。所述第四工作模态包括LTE-A中、高频模态。所述第一辐射频段的频率为700-960MHz。所述第二辐射频段的频率为1710-2170MHz。所述第三辐射频段的频率为2300-2690MHz。所述第四辐射频段的频率包括1710-2170MHz及2300-2690MHz。
也就是说，在本实施例中，所述天线结构100b构成一多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Out-put，MIMO)的天线结构，且会激发出两组LTE-A中、高频模态。其中所述天线结构100b通过所述第一馈入源12馈入电流至所述第一辐射部A1及耦合电流至所述第二辐射部A2而激发一组LTE-A低、中、高频模态。另外，所述天线结构100b通过所述第二馈入源14b馈入电流至所述第三辐射部A3而激发出另一组LTE-A中、高频模态。如此，所述第一馈入源12、所述第一辐射部A1及所述第二辐射部A2共同构成第一天线，以激发出所述LTE-A低、中、高频模态。所述第二馈入源14b与所述第三辐射部A3构成第二天线，以激发出另一组LTE-A中、高频模态。
图22为所述天线结构100b的S参数(散射参数)曲线图。其中，曲线S221为所述天线结构100b中所述第一天线的S11值。曲线S222为所述天线结构100b中第二天线的S11值。
图23为所述天线结构100b工作于LTE-A中、高频模态时的总辐射效率曲线图。其中，曲线S231为所述天线结构100b中所述第一天线工作于LTE-A中、高频模态时的总辐射效率。曲线S232为所述天线结构100b中第二天线的总辐射效率。
图24为所述天线结构100b中所述第一天线工作于LTE-A低频模态时的总辐射效率曲线图。
显然，由图22至图24可看出，所述天线结构100b的低频模态主要是由所述第一天线激发，且通过所述切换电路17的切换，所述天线结构100b的低频可涵盖至LTE-A Band17频段(704-746MHz)、LTE-A Band13频段(746-787MHz)、LTE-A Band20频段(791-862MHz)以及LTE-A Band8频段(880-960MHz)。再者，所述天线结构100b的第一天线及第二天线均会激发出相应的中、高频模态，其频率涵盖范围为LTE-A 1710-2690MHz。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种天线结构，其特征在于，所述天线结构包括壳体、第一馈入源及第二馈入源，所述壳体包括中框及边框，所述中框及边框均由金属材料制成，所述边框设置于所述中框的周缘，所述边框上开设有开槽、断点以及断槽，所述开槽开设于所述边框的内侧，所述断点及所述断槽开设于所述边框，且隔断所述边框，所述开槽、断点以及断槽共同自所述边框上划分出第一辐射部、第二辐射部及第三辐射部，所述第一辐射部通过所述开槽与所述中框间隔绝缘设置，所述第一馈入源电连接至所述第一辐射部，用以为所述第一辐射部馈入电流，所述第二馈入源电连接至所述第二辐射部或第三辐射部，未电连接至所述第二馈入源的所述第二辐射部或第三辐射部自所述第一辐射部耦合电流，所述边框的厚度大于等于两倍所述断点或所述断槽的宽度，且所述开槽的宽度小于等于二分之一倍所述断点或所述断槽的宽度。
2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述边框至少包括末端部、第一侧部及第二侧部，所述第一侧部与所述第二侧部分别连接所述末端部的两端，所述断点开设于所述末端部靠近所述第一侧部的位置，所述断槽开设于所述末端部靠近所述第二侧部的位置，所述开槽开设于所述末端部的内侧，且分别朝所述第一侧部及第二侧部所在方向延伸，所述断点与所述断槽之间的边框构成所述第一辐射部，所述断点与所述开槽位于所述第一侧部的端点之间的所述边框形成所述第二辐射部，所述断槽与所述开槽位于所述第二侧部的端点之间的所述边框形成所述第三辐射部。
3.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于：所述第一馈入源与所述断点之间的所述边框构成第一辐射段，所述第一馈入源与所述断槽之间的所述边框构成第二辐射段，所述第二馈入源电连接至所述第二辐射部，当电流自所述第一馈入源馈入后，所述电流流经所述第一辐射段，以激发一第一工作模态以产生第一辐射频段的辐射信号；当电流自所述第一馈入源馈入后，所述电流流经所述第二辐射段，并通过所述断槽耦合至所述第三辐射部，以激发一第二工作模态以产生第二辐射频段的辐射信号；当电流自所述第二馈入源馈入后，所述电流流经所述第二辐射部，以激发一第三工作模态以产生第三辐射频段的辐射信号，所述第一工作模态为LTE-A低频模态，所述第二工作模态为LTE-A中频模态，所述第三工作模态为LTE-A高频模态。
4.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括两个延伸部，其中一个延伸部电连接至所述第二辐射段靠近所述断槽的端部，另外一个延伸部电连接至所述第三辐射部靠近所述断槽的端部，且两者彼此对称设置。
5.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于：所述第二馈入源电连接至所述第三辐射部，当电流自所述第一馈入源馈入后，所述电流流经所述第一辐射部，以激发一第一工作模态以产生第一辐射频段的辐射信号；当电流自所述第一馈入源馈入后，所述电流流经所述第一辐射部，并通过所述断点耦合至所述第二辐射部，以激发一第二工作模态以产生第二辐射频段的辐射信号；当电流自所述第二馈入源馈入后，所述电流流经所述第三辐射部，以激发一第三工作模态以产生第三辐射频段的辐射信号，所述第一工作模态为LTE-A低频模态，所述第二工作模态为LTE-A中频模态，所述第三工作模态为LTE-A高频模态。
6.如权利要求5所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括两个延伸部，其中一个延伸部电连接至所述第一辐射部靠近所述断点的端部，另外一个延伸部电连接至所述第二辐射部靠近所述断点的端部，且两者彼此对称设置。
7.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于：所述第一馈入源与所述断点之间的所述边框构成第一辐射段，所述第一馈入源与所述断槽之间的所述边框构成第二辐射段，所述第二馈入源电连接至所述第三辐射部，当电流自所述第一馈入源馈入后，所述电流流经所述第一辐射段，并流向所述断点，以激发一第一工作模态以产生第一辐射频段的辐射信号；当电流自所述第一馈入源馈入后，所述电流流经所述第二辐射段，并流向所述断槽，以激发一第二工作模态以产生第二辐射频段的辐射信号；当电流自所述第一馈入源馈入后，所述电流流经所述第一辐射段，并通过所述断点耦合至所述第二辐射部，以激发一第三工作模态以产生第三辐射频段的辐射信号；当电流自所述第二馈入源馈入后，所述电流流经所述第三辐射部，以激发一第四工作模态以产生第四辐射频段的辐射信号，所述第一工作模态为LTE-A低频模态，所述第二工作模态为LTE-A中频模态，所述第三工作模态为LTE-A高频模态，所述第四工作模态包括LTE-A中、高频模态。
8.如权利要求7所述的天线结构，其特征在于：所述第一馈入源、所述第一辐射部及所述第二辐射部共同构成第一天线，以激发出所述LTE-A低、中、高频模态，所述第二馈入源与所述第三辐射部构成第二天线，以激发出另一组LTE-A中、高频模态，所述第一天线及所述第二天线构成一多输入多输出的天线结构。
9.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述中框与所述边框一体成型。
10.如权利要求3、5或7所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括切换电路，所述切换电路包括切换单元及至少一切换元件，所述切换单元电连接至所述第一辐射部，所述切换元件之间相互并联，且其一端电连接至所述切换单元，另一端接地，通过控制所述切换单元的切换，使得所述第一辐射部切换至不同的切换元件，进而调整所述第一辐射频段的频率。
11.一种无线通信装置，包括如权利要求1-9中任一项所述的天线结构。
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