CN209401843U - 通信装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种通信装置，包括接地面、天线以及延伸接地结构。接地面具有相对的第一侧边以及第二侧边。天线设置于第一侧边，具有第一馈入端。延伸接地结构设置于第二侧边，包括连接部以及对称结构。对称结构通过连接部电性连接接地面，其中对称结构沿对称轴呈现对称，对称轴的延伸线穿越第一侧边以及第二侧边。本实用新型可有效避免天线效率因接地面尺寸不足而变差，进而大幅提升通讯质量。

Description

通信装置
技术领域
本实用新型涉及一种通信装置，尤其涉及一种可提高天线效率的通信装置。
背景技术
一般而言，移动电子装置设置了无线射频信号的收发模块及其对应的天线结构，使得移动电子装置具备无线射频信号的收发能力，以实现数据传输上的需求。移动电子装置上的天线结构需对应所需收发的射频信号的频带以及特性。
为了达到轻、薄、短、小的外观，移动电子装置的尺寸往往会受到诸多限制，进而使得移动电子装置需对应地改变其设计以符合尺寸限制的需求，然部分设计的改动将可能影响到移动电子装置的效能。举例来说，移动电子装置中电路板的尺寸可能因产品尺寸的要求而缩减，使得天线的接地面出现尺寸不足的情形，进而导致天线效率变差，使通讯质量下降。
实用新型内容
本实用新型提供一种通信装置，可有效避免天线效率因接地面尺寸不足而变差，进而大幅提升通讯质量。
本实用新型的通信装置包括接地面、天线以及延伸接地结构。接地面具有相对的第一侧边以及第二侧边。天线设置于第一侧边，具有第一馈入端。延伸接地结构设置于第二侧边，包括连接部以及对称结构。对称结构通过连接部电性连接接地面，其中对称结构沿对称轴呈现对称，对称轴的延伸线穿越第一侧边以及第二侧边。
基于上述，本实用新型实施例通过将具有对称结构的延伸接地结构与天线分别设置于接地面的相对的两个侧边，以使延伸接地结构做为天线的延伸接地面，改善天线的匹配特性，增加天线频宽，避免天线效率因接地面尺寸不足而变差，进而大幅地提升通讯质量。
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1为本实用新型实施例的通信装置的示意图。
图2为本实用新型实施例的通信装置的示意图。
图3为本实用新型实施例的通信装置的电流流向示意图。
图4为本实用新型实施例的天线的返回损失图。
图5为本实用新型实施例的通信装置的示意图。
图6为本实用新型实施例的作为天线的延伸接地结构的返回损失图。
图7为本实用新型实施例的通信装置的示意图。
图8为本实用新型实施例的通信装置的示意图。
图9为本实用新型实施例的通信装置的示意图。
具体实施方式
图1为本实用新型实施例的通信装置的示意图，请参照图1。通信装置100可例如为手机或平板电脑，或第三代合作伙伴计划(3GPP)的移动通信标准中所定义的使用者设备(User Equipment，UE)，然不以此为限。通信装置100包括天线102、包括对称结构104与连接部108的延伸接地结构以及接地面106。如图1所示，接地面106包括相对的侧边D1与侧边D2，天线102设置于侧边D1一侧，而延伸接地结构设置于侧边D2一侧，其中接地面106可例如为印刷电路板中的一层导电结构，然不以此为限，此外对称结构104、连接部108以及天线102为以导电材料来实施。其中天线102具有馈入端F1，馈入端F1位于侧边D1上，天线102可通过馈入端F1接收馈入信号而产生共振模态，以收发射频信号，例如频率小于2000MHz的射频信号，然不以此为限。另外，延伸接地结构的对称结构104沿对称轴C1呈现对称，对称轴C1的延伸线穿越侧边D1以及侧边D2，例如在本实施例中对称结构104为左右对称的M形对称结构，对称结构104可通过连接部108连接至接地面106，而使延伸接地结构呈现类似Y形的形状。如此通过对称结构104与连接部108构成的延伸接地结构来做为延伸接地，可使天线满足映像定理(image theory)，解决通信装置100的接地面106因产品尺寸的要求缩减而产生尺寸不足的问题，而可增加天线102的频宽，改善天线效率，大幅地提升通信装置100的通讯质量。
进一步来说，天线102与延伸接地结构(对称结构104与连接部108)的设置细节可如图2所示。在本实施例中，天线102可例如为1/4波长天线，接地面106具有长边侧与短边侧，侧边D1以及侧边D2位于接地面106的短边侧，其中接地面106的长边侧的长度L小于天线102的操作频率的1/5波长，接地面的短边侧的长度W大于等于天线102的操作频率的1/8波长。
对称结构104具有第一端E1以及第二端E2，自第一端E1沿对称结构104、连接部108至连接部108与接地面106连接位置P1的长度，与接地面106的长边侧的长度L的和，在天线102的操作频率的1/4波长的正负10个百分比的范围内。也就是说，图2中长度L1、L3与L的和(亦即L1+L3+L)在天线102的操作频率的1/4波长的正负10个百分比的范围内，其中长度L1为对称结构104上第一端E1至连接部108与对称结构104的连接位置P2间的距离，长度L3为连接部108与对称结构104的连接位置P2至连接部108与接地面106的连接位置P1间的距离。类似地，自第二端E2沿对称结构104、连接部108至连接位置P1的长度，与接地面106的长边侧的长度L的和，也在天线102的操作频率的1/4波长的正负10个百分比的范围内，也就是说，图2中长度L2、L3与L的和(亦即L2+L3+L)在天线102的操作频率的1/4波长的正负10个百分比的范围内，其中长度L2为对称结构104上第二端E2至连接位置P2间的距离。
如此使延伸接地结构(对称结构104与连接部108)加上接地面106的长度接近或等于天线102的操作频率的1/4波长，可等效地将接地面106的尺寸变大，最佳化阻抗匹配，使天线102满足映像定理，解决通信装置100的接地面106因产品尺寸的要求缩减而产生尺寸不足的问题。
此外，馈入端F1沿对称轴C1的延伸方向在侧边D2上的正投影的位置，与连接部108与接地面106的连接位置P1间的距离小于等于距离R，其中距离R为天线102的操作频率的32分之一波长。通过使馈入端F1沿对称轴C1的延伸方向在侧边D2上的正投影的位置与连接位置P1间的距离小于等于天线102的操作频率的32分之一波长，可在馈入端F1接收馈入信号而使天线102产生共振模态时，使对称结构104上所产生的辐射电流I1以及I2(如图3所示)均匀分布于延伸接地结构(对称结构104与连接部108)上，其中辐射电流I1由第一端E1流向连接部108，辐射电流I2由第二端E2流向连接部108，使得连接部108处具有最大的电流，另外接地面上产生的电流(如图3的箭头所示)，由延伸接地结构一侧流向天线102一侧。
值得注意的是，在本实施例中，连接部108与对称轴C1间的距离小于连接部108与第一端E1间的距离，然不以此为限，在部分实施例中，连接部108也可较靠近第一端E1一侧。此外，侧边D2所在且垂直于接地面106的平面，与对称结构104不相交，也就是说，对称结构104与接地面106位于上述侧边D2所在的平面的不同侧。从图2的视角来看，以基准线H1为分界，对称结构104需设置在接地面106的相反侧，且对称结构104不可与基准线H1相交，例如不可使第一端E1与第二端E2低于基准线H1。如此可避免对称结构104与接地面106间的耦合效应影响对称结构104上辐射电流I1、I2的产生，进而降低天线102的效率。在图3实施例中，通信装置100的天线102为以平面倒F型天线(Planar Inverted F Antenna，PIFA)来实施，天线102的接地件与接地面106连接于接地点G1，然不以此为限，天线102也可以其它类型的1/4波长天线来实施。
如此利用延伸接地结构等效地将接地面106的尺寸变大，并将延伸接地结构对应天线102的馈入端F1设置在适当的位置，使延伸接地结构产生同相的辐射电流I1、I2，可增加天线102的频宽，改善天线效率，大幅地提升通信装置100的通讯质量。如图4所示的天线102的返回损失示意图所示，图3实施例的接地面约为60mm×59mm，天线102的操作频率约为800MHz，在天线效率改善后，天线102在返回损失等于-10dB处的频宽可达到35MHz，800MHz处的效率可达到40％，相较于未设置延伸接地结构的情形，天线102的频宽增加了17MHz，天线效率提高了10％。
图5为本实用新型另一实施例的通信装置的示意图。在本实施例中，通信装置500还可包括馈入部502，馈入部502的一端连接对称结构104，另一端则具有馈入端F2。馈入端F2可接收馈入信号而使延伸接地结构产生共振模态，以收发射频信号。在本实施例中由对称结构104、连接部108与馈入部502形成的天线可做为全球导航卫星系统(GlobalNavigation Satellite System，GNSS)天线使用，如图6所示，由对称结构104、连接部108与馈入部502形成的天线的操作频率约为1625MHz，在返回损失等于-10dB处的天线频宽约为136MHz。如此使延伸接地结构通过馈入部502接收馈入信号，可使延伸接地结构同时做为延伸接地以及天线，而同时具有提升天线102的效率以及更有效利用通信装置的内部空间的优点。
值得注意的是，上述实施例虽皆以具有M形对称结构的延伸接地结构来进行说明，然在部分实施例中，对称结构104也可具有不同形状，例如在图7实施例中，通信装置700的对称结构704为U形对称结构，在图8实施例中，通信装置800的对称结构804为V形对称结构，在图9实施例中，通信装置900的对称结构904为另一种M形对称结构，对称结构的形状并不以上述实施例中对称结构104的形状为限。
综上所述，本实用新型的实施例通过将具有对称结构的延伸接地结构与天线分别设置于接地面的相对的两个侧边，以使延伸接地结构做为天线的延伸接地面，改善天线的匹配特性，增加天线频宽，避免天线效率因接地面尺寸不足而变差，进而大幅地提升通信装置的通讯质量。在部分实施例中，延伸接地结构还可通过馈入部接收馈入信号，而使延伸接地结构同时做为延伸接地面以及天线，在提升天线的效率的同时提高通信装置内部空间的使用效率。

Claims (10)

1.一种通信装置，其特征在于，包括：
接地面，具有相对的第一侧边以及第二侧边；
天线，设置于所述第一侧边，具有第一馈入端；以及
延伸接地结构，设置于所述第二侧边，包括；
连接部；以及
对称结构，通过所述连接部电性连接所述接地面，其中所述对称结构沿一对称轴呈现对称，所述对称轴的延伸线穿越所述第一侧边以及所述第二侧边。
2.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述第二侧边所在且垂直于所述接地面的平面与所述对称结构不相交。
3.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述第一馈入端位于所述第一侧边上，所述第一馈入端沿所述对称轴的延伸方向在所述第二侧边上的正投影的位置与所述连接部与所述接地面的连接位置间的距离，小于等于所述天线的操作频率的32分之一波长。
4.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述接地面具有长边侧与短边侧，所述第一侧边以及所述第二侧边位于所述接地面的短边侧。
5.根据权利要求4所述的通信装置，其特征在于，所述接地面的长边侧的长度小于所述天线的操作频率的五分之一波长，所述接地面的短边侧的长度大于等于所述天线的操作频率的八分之一波长。
6.根据权利要求4或5所述的通信装置，其特征在于，所述对称结构具有第一端与第二端，自所述第一端或所述第二端沿所述对称结构、所述连接部至所述连接部与所述接地面连接位置的长度，与所述接地面的长边侧的长度的和，在所述天线的操作频率的四分之一波长的正负10个百分比的范围内。
7.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述天线包括四分之一波长型的天线。
8.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述通信装置还包括：
馈入部，其一端连接所述对称结构，另一端具有第二馈入端，所述第二馈入端位于所述第二侧边上，用以接收第二馈入信号而使所述延伸接地结构及所述馈入部产生第二共振模态，以收发第二射频信号。
9.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述对称结构具有第一端与第二端，当所述第一馈入端接收第一馈入信号而使所述天线产生第一共振模态时，所述对称结构上产生由所述第一端流向所述连接部的辐射电流以及由所述第二端流向所述连接部的辐射电流。
10.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述对称结构包括U形对称结构、V形对称结构或M形对称结构。
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