CN116487868A - 天线结构与电子装置 - Google Patents

Abstract

一种天线结构与电子装置。天线结构包括第一辐射件、接地件及第二辐射件；第一辐射件包括第一辐射部与接地部；接地部两端分别连接第一辐射部与接地件；第一辐射部、接地部及接地件组成包围结构；第二辐射件包括第二辐射部、第三辐射部、第四辐射部及连接于第二辐射部、第三辐射部与第四辐射部之间的馈入部，馈入部连接于馈入件，第二辐射部位于第一辐射部与第三辐射部之间；第二辐射部与第一辐射部彼此分离且相互耦合，以使馈入部、第二辐射部、第一辐射部及接地部产生第一与第二操作频带，第一与第二操作频带相异。本发明提供的天线结构与电子装置能够兼顾高/低频的操作，适用于第三代、第四代、第五代(包含Sub‑6频段)及LTE全频段等移动通信系统。

Description

天线结构与电子装置

技术领域

本发明涉及一种电子装置，特别是涉及一种具有涵盖多频段的天线结构的电子装置。

背景技术

随着移动通信技术的发展，移动装置，例如：笔记本型计算机、智能手机以及其他混合功能的携带型电子装置日益普遍。为了满足人们的需求，移动装置通常具有无线通信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围，例如使用3G、4G、5G、LTE(Long Term Evolution)系统进行通信，有些则涵盖短距离的无线通信范围，例如使用系统进行通信。

为了电子装置的便携性，电子装置的外观尺寸朝向小型化设计，使得小型或便携式电子装置上用来设置天线的空间十分有限。因此，如何在电子装置及内部有限的空间中设计能够同时收发多个无线频段且具备良好天线效率的天线结构实属本领域的重要课题。

因此，需要提供一种天线结构与电子装置来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种具有能够涵盖多频段的天线结构的电子装置，藉以兼顾电子装置在小型化的设计亦能维持良好的天线效率。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是提供一种天线结构，其包括一第一辐射件、一接地件以及一第二辐射件。第一辐射件包括一第一辐射部与一接地部，第一辐射部连接接地部的一端。接地件连接于接地部的另一端，其中，第一辐射部、接地部以及接地件组成一包围结构。第二辐射件包括一第二辐射部、一第三辐射部、一第四辐射部以及连接于第二辐射部、第三辐射部与第四辐射部之间的一馈入部，馈入部连接于一馈入件，第二辐射部位于第一辐射部与第三辐射部之间，其中，第二辐射部与第三辐射部相对馈入部是以远离接地部的方向延伸，第四辐射部相对馈入部是以朝向接地部的方向延伸，且包围结构用于包围第四辐射部。其中，第二辐射部与第一辐射部彼此分离且相互耦合，以使馈入部、第二辐射部、第一辐射部以及接地部产生一第一操作频带与一第二操作频带，且第一操作频带与第二操作频带相异。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是提供一种电子装置，其包括一天线结构与一壳体。天线结构包括一第一辐射件、一接地件以及一第二辐射件。第一辐射件包括一第一辐射部与一接地部，第一辐射部连接于接地部的一端。接地件连接于接地部的另一端，其中，第一辐射部、接地部以及接地件组成一包围结构。第二辐射件包括一第二辐射部、一第三辐射部、一第四辐射部以及连接于第二辐射部、第三辐射部与第四辐射部之间的一馈入部，馈入部连接于一馈入件，第二辐射部位于第一辐射部与第三辐射部之间，其中，第二辐射部与第三辐射部相对馈入部是以远离接地部的方向延伸，第四辐射部相对馈入部是以朝向接地部的方向延伸，且包围结构用于包围第四辐射部。其中，第二辐射部与第一辐射部彼此分离且相互耦合，以使馈入部、第二辐射部、第一辐射部以及接地部产生一第一操作频带与一第二操作频带，且第一操作频带与第二操作频带相异。壳体连接于接地件。

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的天线结构与电子装置，其能藉由第一辐射部连接接地部的一端，以及接地件连接接地部的另一端，使得第一辐射部、接地部以及接地件组成一包围结构，再通过第二辐射部与第一辐射部彼此分离且相互耦合，以使馈入部、第二辐射部、第一辐射部以及接地部能够产生单一路径双共振模态，来涵盖低频频段。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明的电子装置的示意图。

图2为本发明第一实施例的天线结构的平面示意图。

图3为本发明第二实施例的天线结构的平面示意图。

图4为本发明第二实施例的天线结构的立体示意图。

图5为本发明第二实施例的天线结构的另一立体示意图。

图6为本发明的天线结构的电压驻波比的曲线图。

主要组件符号说明：

D 电子装置

A 天线结构

1 第一辐射件

11 第一辐射部

12 接地部

13 第五辐射部

131 第一支路

132 第二支路

2 第二辐射件

21 第二辐射部

22 第三辐射部

221 开路端

23 第四辐射部

24 馈入部

25 第六辐射部

3 接地件

31 侧边

4 寄生辐射件

F 馈入件

FP 馈入点

F1 馈入端

F2 接地端

H1 第一耦合间隙

H2 第二耦合间隙

B 载板

S 壳体

X、Y、Z 坐标轴

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“天线结构与电子装置”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的构思的情况下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用于限制本发明的保护范围。另外，应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语主要是用于区分一元件与另一元件。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。另外，本发明全文中的“连接(connect)”是两个元件之间有实体连接且为直接连接或者是间接连接，且本发明全文中的“耦合(couple)”是两个元件之间彼此分离且无实体连接，而是藉由一元件的电流所产生的电场能量(electric field energy)激发另一元件的电场能量。

[第一实施例]

参阅图1所示，本发明提供一电子装置D，其具有收发无线射频(Radio Frequency，RF)信号的功能。举例来说，电子装置D可为一智能手机(Smart Phone)、一平板计算机(Tablet Computer)或是一笔记本型计算机(Notebook Computer)，而本发明将以电子装置D为笔记本型计算机作为举例说明，但本发明不以此为限。电子装置D包括一天线结构A与一壳体S(壳体S可包含一金属壳体部分)，天线结构A设置在电子装置D的屏幕边框位置，且本发明不以天线结构A的数量为限(图1的电子装置D共有两个天线结构A)。电子装置D能通过天线结构A产生至少一操作频带，然而本发明亦不以此为限。

接着，参阅图1与图2所示，图2示出本发明第一实施例的天线结构A。天线结构A设置在一载板B上。天线结构A包括第一辐射件1、第二辐射件2以及连接壳体S的接地件3。第一辐射件1包括第一辐射部11与接地部12，其中接地部12的一端连接第一辐射部11而另一端连接接地件3，接地件3则会连接于壳体S的金属壳体部分。值得一提的是，图2中的第一辐射部11、接地部12以及接地件3组成一个包围结构，其基本上呈一倒C字型形状。

继续参阅图2所示，第二辐射件2包括第二辐射部21、第三辐射部22、第四辐射部23以及馈入部24。馈入部24连接于第二辐射部21、第三辐射部22与第四辐射部23之间，第二辐射部21与第三辐射部22相对馈入部24是以远离接地部12的方向(负X轴方向)延伸，第四辐射部23相对馈入部24是以朝向接地部12的方向(正X轴方向)延伸。因此，图2可看出由第一辐射部11、接地部12以及接地件3组成的包围结构会包围第四辐射部23，而第二辐射部21与第三辐射部22会相对该包围结构的开口处朝向包围结构的外部(或者说远离馈入部24)延伸，而第四辐射部23则会相对该包围结构的开口处朝向包围结构的内部(或者说靠近馈入部24)延伸。进一步来说，第二辐射部21位于第一辐射部11与第三辐射部22之间，而第三辐射部22相对馈入部24是以远离接地部12的方向延伸之后会再弯折而呈一钩状结构，使得第三辐射部22的一开路端221是朝向接地部12延伸(正X轴方向)。

承上述，举例来说，第一辐射件1、第二辐射件2以及接地件3可为一金属片、一微带线、一金属导线或者是其他具有导电效果的导电体，然而本发明不以此为限。此外，第二辐射部21与第一辐射部11之间具有一第一耦合间隙H1，较佳者，第一耦合间隙H1介于0.1mm至2mm。馈入部24可连接一馈入件F，馈入件F可例如但不限于为一同轴电缆(Coaxial cable)。馈入件F具有一馈入端F1与一接地端F2，馈入件F通过馈入端F1电性连接于馈入部24上的一馈入点FP，以及通过接地端F2电性连接于接地件3。藉此，馈入部24能够通过连接馈入件F而使馈入件F馈电至第二辐射件2，再通过彼此分离的第一辐射部11与第二辐射部21之间相互耦合，使得馈入部24、第二辐射部21、第一辐射部11以及接地部12再到接地件3形成一电气路径，并且藉由该电气路径激发出双共振模态以产生一第一操作频带与一第二操作频带，且第一操作频带与第二操作频带相异。

继续参阅图2所示，第二辐射部21与第三辐射部22之间具有一第二耦合间隙H2，较佳者，第二耦合间隙H2介于0.3mm至3mm。藉此，第二辐射部21与第三辐射部22相互耦合，以产生一第三操作频带。第三操作频带高于第二操作频带，且第二操作频带高于第一操作频带。另外，第二辐射部21可产生一第四操作频带，第四辐射部23可产生一第五操作频带，且第五操作频带高于第四操作频带。

另外须说明的是，在图2中，接地件3的范围没有涵盖天线结构A的第一辐射部11、第二辐射部21以及第三辐射部22(或者说，接地件3仅设置在馈入部24的右侧且相邻第四辐射部23)。因此，在本实施例中，接地件3较为靠近馈入部24的一侧边31(图2中，侧边31的位置与馈入件F重叠)是位于馈入部24的右侧。然而，本发明不限于此。在其他实施例中，靠近馈入部24的接地件3的侧边31可向左延伸至馈入点FP与第三辐射部22的一开路端221之间，但不超过开路端221，以避免接地件3与第三辐射部22之间的距离太近而影响天线结构A的阻抗匹配。藉此，第一辐射部11、第二辐射部21以及第三辐射部22能够在不被接地件3影响的情况下产生较佳的频宽并且具有良好的天线效率。

[第二实施例]

参阅图3所示，图3示出本发明第二实施例的天线结构A。图3的天线结构A具有与图2相仿的结构，其相仿之处不再赘述。仔细来说，在本实施例中，天线结构A的第一辐射件1除了包括第一辐射部11与接地部12之外，还包括连接在第一辐射部11与接地部12之间的第五辐射部13。另外，本实施例的天线结构A的第二辐射件2除了包括第二辐射部21、第三辐射部22、第四辐射部23以及馈入部24之外，还包括连接于馈入部24的第六辐射部25。另外，本实施例的天线结构A还进一步包括连接于接地件3的一寄生辐射件4。

承上述，第五辐射部13相对于第一辐射部11与接地部12之间的连接处沿着正X轴方向延伸，而第一辐射部11则是相对于第五辐射部13与接地部12之间的连接处沿着负X轴方向延伸，因此第五辐射部13与第一辐射部11的延伸方向相反。进一步来说，馈入件F能够通过馈入部24馈电至第二辐射件2的第四辐射部23，再由第四辐射部23耦合至第一辐射件1的接地部12及第五辐射部13，藉此，第五辐射部13能够产生一第六操作频带以及一第七操作频带，且第七操作频带高于第六操作频带。此外，第五辐射部13具有一第一支路131与一第二支路132，第一支路131沿一第一方向(正X轴方向)延伸，第二支路132沿一第二方向(负Y轴方向)延伸，第一方向与第二方向相垂直。藉此，本实施例可利用第五辐射部13的双支路结构来增加天线结构A的高频频宽(即第六操作频带以及第七操作频带的频宽)以及提高天线增益(Gain)。

继续参阅图3所示，第六辐射部25与寄生辐射件4大致上呈一L字型形状，第六辐射部25朝着负X轴方向延伸而寄生辐射件4朝着正X轴方向延伸，但本发明不以为限。第六辐射部25能够产生一第八操作频带，寄生辐射件4与第四辐射部23彼此分离且相互耦合，以产生一第九操作频带，且第九操作频带低于第八操作频带。

接着，参阅图4与图5所示，图4与图5为本发明第二实施例的天线结构在不同视角的立体示意图。比较图3与图4、图5可知，本发明的天线结构A的呈现型态不限，可依据承载天线结构A的载板B的型态不同而变化。以图3来说，载板B为一平坦结构，其尺寸较大，因此天线结构A设置在载板B上时能够以完全展开的形式显示。以图4与图5来说，载板B则为一立体结构，其表面并非平坦且尺寸较小(图4与图5的载板B在Y轴的尺寸相较于图3明显较小)，因此天线结构A设置在载板B上时的整体尺寸(明确地说，是在Y轴上的尺寸，例如以图5所示)同样较小。藉此，本发明的天线结构A能够通过立体的型态来缩小尺寸，使其有利于设置在具有窄边框屏幕的电子装置内。从另一角度来看，由于本发明的天线结构A能够通过立体的型态来缩小尺寸，电子装置D在屏幕边框的设计上亦不需预留太多容置空间，因此有利于电子装置D的屏幕的窄边框设计。

本发明的第一实施例的天线结构A能够产生第一至第五操作频带，而第二实施例的天线结构A能够产生第一至第九操作频带。接着，参阅图6所示，图6为本发明的天线结构的电压驻波比的曲线图。具体来说，本发明所包含的所有频段的频率范围为(配合图6所示)：第一操作频带涵盖617MHz至698MHz的频率范围，第二操作频带涵盖698MHz至824MHz的频率范围，第三操作频带涵盖824MHz至960MHz的频率范围，第四操作频带涵盖1427MHz至1610MHz的频率范围，第五操作频带涵盖1710MHz至2690MHz的频率范围，第六操作频带涵盖1710MHz至2690MHz的频率范围，第七操作频带涵盖3300MHz至3800MHz的频率范围，第八操作频带涵盖5150MHz至5925MHz的频率范围，第九操作频带涵盖4200MHz至5000MHz的频率范围。

[实施例的有益效果]

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的天线结构A与电子装置D，其能藉由第一辐射部11连接接地部12的一端，以及接地件3连接接地部12的另一端，使得第一辐射部11、接地部12以及接地件3组成一包围结构，再通过第二辐射部21与第一辐射部11彼此分离且相互耦合，以使馈入部24、第二辐射部21、第一辐射部11以及接地部12能够产生单一路径双共振模态(第一操作频带与第二操作频带)，再配合第二辐射部21与第三辐射部22耦合所产生的第三操作频带，来涵盖低频频段。

更进一步来说，天线结构A还通过在第一辐射件1新增第五辐射部13，在第二辐射件2新增第六辐射部25，以及在接地件3上新增一寄生辐射件4，以产生能够涵盖不同操作频带的高频频段。藉此，本发明提供的天线结构A能够兼顾高/低频的操作，适用于第三代、第四代、第五代(包含Sub-6频段)以及LTE全频段等移动通信系统。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等同技术变化，均包含于本发明的权利要求书的范围内。

Claims (14)

1.一种天线结构，该天线结构包括：

一第一辐射件，该第一辐射件包括一第一辐射部与一接地部，该第一辐射部连接该接地部的一端；

一接地件，该接地件连接于该接地部的另一端，其中，该第一辐射部、该接地部以及该接地件组成一包围结构；以及

一第二辐射件，该第二辐射件包括一第二辐射部、一第三辐射部、一第四辐射部以及连接于该第二辐射部、该第三辐射部与该第四辐射部之间的一馈入部，该馈入部连接于一馈入件，该第二辐射部位于该第一辐射部与该第三辐射部之间，其中，该第二辐射部与该第三辐射部相对该馈入部是以远离该接地部的方向延伸，该第四辐射部相对该馈入部是以朝向该接地部的方向延伸，且该包围结构用于包围该第四辐射部；

其中，该第二辐射部与该第一辐射部彼此分离且相互耦合，以使该馈入部、该第二辐射部、该第一辐射部以及该接地部产生一第一操作频带与一第二操作频带，且该第一操作频带与该第二操作频带相异。

2.如权利要求1所述的天线结构，其中，该第二辐射部与该第三辐射部相互耦合，以产生一第三操作频带，该第三操作频带高于该第二操作频带，且该第二操作频带高于该第一操作频带。

3.如权利要求1所述的天线结构，其中，该第二辐射部与该第一辐射部之间具有一第一耦合间隙，该第一耦合间隙介于0.1mm至2mm。

4.如权利要求3所述的天线结构，其中，该第二辐射部与该第三辐射部之间具有一第二耦合间隙，该第二耦合间隙介于0.3mm至3mm。

5.如权利要求1所述的天线结构，其中，该第二辐射部用于产生一第四操作频带，该第四辐射部用于产生一第五操作频带，且该第五操作频带高于该第四操作频带。

6.如权利要求5所述的天线结构，其中，该第一辐射件还包括一第五辐射部，连接于该第一辐射部与该接地部之间，该第五辐射部具有一第一支路与一第二支路，该第一支路沿一第一方向延伸，该第二支路沿一第二方向延伸，且该第一方向与该第二方向相垂直；其中，该第五辐射部用于产生一第六操作频带以及一第七操作频带，该第七操作频带高于该第六操作频带，且该第六操作频带相等于该第五操作频带。

7.如权利要求1所述的天线结构，其中，该第二辐射件还包括一第六辐射部，连接于该馈入部，该第六辐射部用于产生一第八操作频带。

8.如权利要求7所述的天线结构，该天线结构还包括一寄生辐射件，连接于该接地件，该寄生辐射件与该第四辐射部彼此分离且相互耦合，以产生一第九操作频带，且该第九操作频带低于该第八操作频带。

9.如权利要求1所述的天线结构，其中，该馈入件连接于该馈入部的一馈入点，而该接地件具有靠近该馈入部的一侧边，该侧边位于该馈入点与该第三辐射部的一开路端之间。

10.一种电子装置，该电子装置包括：

一天线结构，该天线结构包括：

一第一辐射件，该第一辐射件包括一第一辐射部与一接地部，该第一辐射部连接于该接地部的一端；

一接地件，该接地件连接于该接地部的另一端，该第一辐射部、该接地部以及该接地件组成一包围结构；以及

一第二辐射件，该第二辐射件包括一第二辐射部、一第三辐射部、一第四辐射部以及连接于该第二辐射部、该第三辐射部与该第四辐射部之间的一馈入部，该馈入部连接于一馈入件，该第二辐射部位于该第一辐射部与该第三辐射部之间，其中，该第二辐射部与该第三辐射部相对该馈入部是以远离该接地部的方向延伸，该第四辐射部相对该馈入部是以朝向该接地部的方向延伸，且该包围结构用于包围该第四辐射部，其中，该第二辐射部与该第一辐射部彼此分离且相互耦合，以使该馈入部、该第二辐射部、该第一辐射部以及该接地部产生一第一操作频带与一第二操作频带，且该第一操作频带与该第二操作频带相异；以及

一壳体，该壳体连接于该接地件。

11.如权利要求10所述的电子装置，其中，该第二辐射部与该第三辐射部相互耦合，以产生一第三操作频带，该第三操作频带高于该第二操作频带，且该第二操作频带高于该第一操作频带。

12.如权利要求10所述的电子装置，其中，该第二辐射部与该第一辐射部之间具有一第一耦合间隙，该第一耦合间隙介于0.1mm至2mm。

13.如权利要求10所述的电子装置，其中，该第二辐射部与该第三辐射部之间具有一第二耦合间隙，该第二耦合间隙介于0.3mm至3mm。

14.如权利要求10所述的电子装置，其中，该馈入件连接于该馈入部的一馈入点，该接地件具有靠近该馈入部的一侧边，该侧边位于该馈入点与该第三辐射部的一开路端之间。