TW201501404A - 天線結構及應用該天線結構的無線通訊裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種天線結構，其包括饋入端、接地端、第一天線、第二天線，所述天線結構還包括微帶線，所述第一天線包括第一輻射體及第二輻射體，所述第一輻射體及第二輻射體均與饋入端連接，所述第二天線與接地端連接，且與第二輻射體間隔設置，所述微帶線與饋入端及接地端連接。

Description

天線結構及應用該天線結構的無線通訊裝置

本發明涉及一無線通訊裝置及其天線結構，尤其涉及一種頻寬範圍較廣且輻射效率較高的天線結構。

隨著無線通訊產品的熱潮，各通訊產品設計朝向輕薄趨勢發展，天線設計空間不斷受到限制，天線周圍的金屬組件容易對天線造成遮罩效應，降低天線傳輸特性，影響天線的輻射效率。此外，4G LTE等頻段的加入使得通訊產品對天線的頻寬需求增加。因而，如何在提高天線的頻寬同時，提升天線的阻抗匹配，使天線獲得較佳的輻射效率，是天線設計領域面臨的一大課題。

鑒於以上情況，有必要提供一種頻寬範圍較廣且輻射效率較高的天線結構。

另，還有必要提供一種應用所述天線結構的無線通訊裝置。

一種天線結構，其包括饋入端、接地端、第一天線、第二天線，所述天線結構還包括微帶線，所述第一天線包括第一輻射體及第二輻射體，所述第一輻射體及第二輻射體均與饋入端連接，所述第二天線與接地端連接，且與第二輻射體間隔設置，所述微帶線與饋入端及接地端連接。

一種無線通訊裝置，其包括電路板、金屬組件及天線結構，所述天線結構設於電路板上，所述金屬組件設於天線結構周圍，所述天線結構包括饋入端、接地端、第一天線、第二天線及微帶線，所述第一天線包括第一輻射體及第二輻射體，所述第一輻射體及第二輻射體均與饋入端連接，所述第二天線與接地端連接，且與第二輻射體間隔設置，所述微帶線與饋入端及接地端連接。

本發明將無線通訊裝置的本發明的天線結構利用第一天線饋入電流訊號並耦合至第二天線上形成寬帶天線架構，同時，通過在饋入端及接地端之間加入微帶線，藉以調整天線匹配，從而使該天線結構獲得較寬的頻寬及較高的輻射效率。

100‧‧‧天線結構

10‧‧‧馈入端

20‧‧‧接地端

31‧‧‧第一輻射體

32‧‧‧第二輻射體

321‧‧‧第一延長段

322‧‧‧第二延長段

323‧‧‧第三延長段

50‧‧‧第二天線

S1‧‧‧第一間隙

70‧‧‧微帶線

71‧‧‧第一片體

72‧‧‧第二片體

73‧‧‧第三片體

74‧‧‧延伸段

80‧‧‧延長片

81‧‧‧第一直片

82‧‧‧第二直片

83‧‧‧第三直片

84‧‧‧第四直片

85‧‧‧第五直片

86‧‧‧第六直片

87‧‧‧連接段

S2‧‧‧第二間隙

200‧‧‧無線通訊裝置

220‧‧‧電路板

240‧‧‧金屬組件

圖1係本發明第一實施例的具有天線結構的無線通訊裝置的立體圖。

圖2係本發明第二實施例的具有天線結構的無線通訊裝置的立體圖。

圖3係本發明第三實施例的具有天線結構的無線通訊裝置的立體圖。

圖4係本發明第四實施例的具有天線結構的無線通訊裝置的立體圖。

圖5係本發明第五實施例的具有天線結構的無線通訊裝置的立體圖。

圖6係本發明第六實施例的具有天線結構的無線通訊裝置的立體圖。

圖7係圖1所示的無線通訊裝置之天線結構的回波損耗圖。

請參閱圖1，本發明第一實施例中，提供一種天線結構100，其應用於行動電話、平板電腦等具有金屬組件的無線通訊裝置200中。

該無線通訊裝置200包括一電路板220及金屬組件240，該電路板220上設有饋入點及接地點（圖未示）。該天線結構100包括饋入端10、接地端20、第一天線30、第二天線50及一微帶線70。該微帶線70的寬度遠小於第一天線30及第二天線50的寬度，本第一實施例中，該微帶線70的寬度為0.3mm。該第一天線30、第二天線50及微帶線70設置於電路板220的一端。該饋入點及接地點通過電路板上的金屬走線分別與天線結構100上的饋入端10及接地端20連接。該饋入點及接地點分別為天線結構100饋入電流訊號及提供系統接地，該饋入端10及接地端20設於金屬組件240上方，本第一實施例中，該金屬組件240為一USB介面，其布設於天線結構100周圍，並與天線結構100共同設置於電路板的凈空區內。

該第一天線30包括第一輻射體31及第二輻射體32。該第一輻射體31為一平直的金屬片體，其與饋入端10連接，並朝遠離饋入端10的一側延伸。該第二輻射體32包括依次連接的第一延長段321、第二延長段322及第三延長段323，該第一延長段321與饋入端10連接，並朝與該第一輻射體31相反的方向延伸，且二者大致位於同一直線上。該第二延長段322及第三延長段323共面，且該第二延長段322及第三延長段323所在平面與第一延長段321所在的平面垂直，該第三延長段323與第二延長段322垂直連接，並朝靠近饋入端10的方向延伸。

該第二天線50為一平直的金屬片體，其與接地端20連接。該第二天線50與第一延長段321共面並朝與第一延長段321平行的方向延伸。該第二天線50與第一延長段321平行間隔設置從而形成第一間隙S1，本實施例中，該第一間隙S1的距離為1mm。

該微帶線70與第二天線50共面設置，該微帶線70的二末端分別與饋入端10及接地端20連接。在本實施例中，該微帶線70包括第一片體71、第二片體72及第三片體73。該第一片體71與饋入端10連接，並與第一輻射體31平行設置從而形成第二間隙S2。本實施例中，該第一片體71的長度小於第一輻射體31的長度，該第二間隙S2的距離為1mm。該第二片體72垂直連接在第一片體71與第三片體73之間，該第三片體73與第一片體71平行設置，其末端與接地端20連接。

本發明的天線結構100由於直接在饋入端10及接地端20之間加入微帶線70，且該微帶線70的寬度相較於第一天線30及第二天線50的寬度更小，當不同頻段的電流訊號饋入該天線結構100中，該微帶線70上會有很強的電流分佈。因而該微帶線70可有效改善天線匹配阻抗與帶寬，從而克服設於天線結構100附近的金屬組件240對天線結構100造成的影響，提高天線結構100的輻射效率。

請參閱圖2，與第一實施例的微帶線70的第一片體71不同的是，本發明的第二實施例的微帶線70’包括延伸段74，該延伸段74用以調整天線匹配，從而滿足天線結構100其他帶寬設計需求。在本實施例中，該延伸段74連接在饋入端10及第二片體72之間，其包括形狀相同且並排設置的若干“∏”形結構，該“∏”形結構依次連接且共面設置呈方波狀。

請參閱圖3，本發明的第三實施例的天線結構100’，與第一實施例的天線結構100不同的是，該天線結構100’還包括延長片80，藉由該延長片80調整天線低頻段帶寬，提高天線輻射效率。該延長片80包括第一直片81、第二直片82、第三直片83、第四直片84、第五直片85及第六直片86。該第一直片81及第二直片82共面，該第三直片83、第四直片84、第五直片85及第六直片86共面。該第一直片81由第三片體73相對接地端20的一端延伸而出，其寬度大於第三片體73。該第二直片82與第一直片81垂直連接，該第二直片82朝靠近第一輻射體31的方向延伸，並與該第一輻射體31的末端間隔設置。該第三直片83垂直連接在第二直片82與第四直片84之間。該第四直片84朝與第一輻射體31的延伸方向的相反方向延伸。該第五直片85垂直連接在第四直片84與第六直片86之間，並與第三直片83平行設置。該第六直片86與第四直片84平行間隔設置，並朝靠近第三直片83的方向延伸。

請參閱圖4，本發明的第四實施例中，與第三實施例不同的是，該第一片體71與第一輻射體31彼此連接，二者之間無間隙存在，藉由調整天線結構100低頻段的帶寬。

請參閱圖5，與第三實施例不同的是，本發明的第五實施例具有第一輻射體31’ ，該第一輻射體31’的長度小於第三實施例中第一輻射體31的長度，該延長片80還包括連接段87，該連接段87垂直連接在第六直片86與第一輻射體31’之間，構成一環形結構，以改變天線結構100之電流訊號路徑，提高天線阻抗匹配。

請參閱圖6，本發明的第六實施例中，與第三實施例不同的是，第四直片84、第五直片85及第六直片86為一連接段87所代替。該第一輻射體31一側延伸出一側片33，該連接段87與第三直片83連接，且與該側片33共面且間隔設置。

下面進一步說明該天線結構100的工作原理：首先，該饋入端10從電路板220饋入電流後，饋入端10上一部分電流流過第一輻射體31，以激發出第一共振模態，進而收發第一中心頻率約為1850MHz的無線訊號。該饋入點10上一部分電流流向第二輻射體32上的第一延長段321，第一延長段321上一部分電流耦合至第二天線50並流向接地端20，以激發出第二中心頻率約為2600MHz的無線訊號對應修改。該第一延長段321上另一部分電流通過第二延長段322及第三延長段323激發出頻寬約為700～960MHz的無線訊號，同時該第二輻射體32以倍頻共振的方式激發出第三中心頻率約為2300MHZ的無線訊號；該饋入點10上另一部分電流通過微帶線70並通過接地端20系統接地。由圖7可知，該天線結構100在收發頻寬為700 MHz～960MHz及1710 MHz~2700MHz的無線訊號時具有較佳效果。

本發明的天線結構100利用第一天線30饋入電流訊號並耦合至第二天線50上形成寬帶天線架構，同時，通過在饋入端10及接地端20之間加入微帶線70，藉以調整天線阻抗匹配，克服天線結構100周圍金屬組件240的影響，提高天線輻射效率，並使該天線結構100獲得較廣頻寬。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

無

100‧‧‧天線結構

10‧‧‧馈入端

20‧‧‧接地端

30‧‧‧第一天線

31‧‧‧第一輻射體

32‧‧‧第二輻射體

321‧‧‧第一延長段

322‧‧‧第二延長段

323‧‧‧第三延長段

50‧‧‧第二天線

S1‧‧‧第一間隙

70‧‧‧微帶線

71‧‧‧第一片體

72‧‧‧第二片體

73‧‧‧第三片體

S2‧‧‧第二間隙

200‧‧‧無線通訊裝置

220‧‧‧電路板

240‧‧‧金屬組件

Claims (10)

1. 一種天線結構，其包括饋入端、接地端、第一天線及第二天線，其改良在於：所述天線結構還包括微帶線，所述第一天線包括第一輻射體及第二輻射體，所述第一輻射體及第二輻射體均與饋入端連接，所述第二天線與接地端連接，且與第二輻射體間隔設置，所述微帶線同時與饋入端及接地端連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述第二輻射體包括依次連接的第一延長段、第二延長段及第三延長段，所述第一延長段與饋入端連接，並朝與所述第一輻射體相反的方向延伸且二者位於同一直線，所述第二延長段及第三延長段共面，所述第三延長段與第一延長段垂直連接。
3. 如申請專利範圍第2項所述之天線結構，其中所述第二天線與第一延長段共面並朝與第一延長段平行的方向延伸，所述第二天線與第一延長段平行間隔設置從而形成第一間隙。
4. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述微帶線與第二天線共面設置，所述微帶線包括第一片體、第二片體及第三片體，所述第一片體與饋入端連接，所述第一片體與第一輻射體間隔設置從而形成第二間隙，所述第二片體垂直連接在第一片體與第三片體之間，所述第三片體末端與接地端連接。
5. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構，其中所述天線結構還包括一延長片，其包括第一直片、第二直片、第三直片、第四直片、第五直片及第六直片，所述第一直片由第三片體延伸而出，所述第一直片的寬度大於第三片體，所述第二直片與第一直片垂直連接，並與該第一輻射體的末端間隔設置，所述第三直片垂直連接在第二直片與第四直片之間，第五直片垂直連接在第四直片與第六直片之間，且所述第六直片與第四直片平行間隔設置。
6. 如申請專利範圍第5項所述之天線結構，其中所述延長片還包括一連接段，所述連接段垂直連接在第六直片與第一輻射體之間，以構成一環形結構。
7. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構，所述天線結構還包括一延長片，其包括第一直片、第二直片、第三直片及宽片，所述第一直片由第三片體延伸而出，所述第二直片垂直連接在第一直片及第三直片之間，所述第一輻射體一側延伸出一側片，所述寬片與第三直片連接，且與所述側片共面且間隔設置 。
8. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述微帶線包括依次連接的延伸段、第二片體及第三片體，所述延伸段包括狀相同且並排設置的若干“∏”形結構，所述“∏”形結構依次連接於饋入端及第二片體之間，所述第三片體末端與接地端連接。
9. 一種無線通訊裝置，其包括電路板及天線結構，所述天線結構設於電路板上，所述天線結構包括饋入端、接地端、第一天線、第二天線，其改良在於：所述天線結構如申請專利範圍第1-8項任一項所述之天線結構。
10. 如申請專利範圍第9項所述之無線通訊裝置，其中所述微帶線的寬度小於所述第一天線及第二天線的寬度，所述微帶線用以調整天線阻抗匹配。