TW201505263A

TW201505263A - 電容耦合迴圈天線及具有其之電子裝置

Info

Publication number: TW201505263A
Application number: TW102147750A
Authority: TW
Inventors: Joselito Gavilan; Warren Lee
Original assignee: Nvidia Corp
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2015-02-01
Also published as: CN104300225A; DE102013022167A1; US20150022402A1

Abstract

本發明提供一種天線。在一具體實施例中，該天線包括一饋入元件，其可電性連接至一傳輸線的一正終端，及一接地元件，其可電性連接至該傳輸線的一負終端。在該天線的此具體實施例中，該饋入元件與接地元件彼此電容耦合，而並不接觸，藉以形成一電容耦合迴圈天線。

Description

電容耦合迴圈天線及具有其之電子裝置

【相關申請案之交互參考】

本申請案主張由Joselito Gavilan等人於2013年6月18日立案之美國臨時專利申請編號13/945083之優先權，其名為「天線系統與具有其之電子裝置」(Antenna System and an Electronic Device Including the Same)，其與本申請案為共同受讓，並在此引述加入做為參照。

本申請案概略關於天線，尤指一種用於掌上型電子裝置的天線。

掌上型電子裝置已日益普遍。掌上型裝置的示例包括掌上型電腦、行動電話、媒體播放器，以及包括此種類的多個裝置之功能性的複合式裝置等等。

部份由於它們的行動性，掌上型電子裝置時常具有無線通訊能力。掌上型電子裝置可使用長距離無線通訊來與無線基地台進行通訊。例如，行動電話可使用行動通訊的2G全球系統(通稱為GSM)進行通訊，其頻帶大致在約850MHz、900MHz、1800MHz與1900MHz。亦可能在3G通用行動電訊系統(通稱為UMTS，近期稱之為HSPA+)與4G長期演進(通稱為LTE)標準下進行通訊，其頻帶範圍由700MHz到3800MHz。另外，對於LTE，通訊可在具有1.4MHz到20MHz的可變頻寬之頻道上運作，相對於GSM(0.2MHz)與UMTS(5MHz)的固定頻寬而言。掌上型電子裝置亦可使用短距離無線通訊鏈路。例如，掌上型電子裝置可以使用大約2.4GHz與5GHz的Wi-Fi®頻帶(IEEE 802.11)，以及大約2.4GHz的Bluetooth頻帶進行通訊。具有全球定位系統(GPS,“Global Positioning System”)能力的掌上型裝置接收大約在1575MHz的GPS信號。

為了滿足小型無線裝置的消費者需求，製造商持續努力要來降低用於這些掌上型電子裝置中的組件尺寸。例如，製造商已經嘗試要小型化使用於掌上型電子裝置中的天線。可惜地是，在無線裝置封裝的限制之下要達成此目標的挑戰很大。

因此，本技術需要一種天線及相關的無線掌上型電子裝置以滿足該等需求以及解決前述之問題。

本發明一種態樣提供一種天線。在此種態樣中，該天線包括一饋入元件，其可電性連接至一傳輸線的一正終端，及一接地元件，其可電性連接至該傳輸線的一負終端。另外在此態樣的天線中，該饋入元件與接地元件彼此電容耦合，而並不接觸，藉以形成一電容耦合迴圈天線。

本發明另一種態樣提供一種電子裝置。在此態樣中，該電子裝置包括儲存與處理電路、關聯於該儲存與處理電路的輸入輸出裝置、及包括一天線的無線通訊電路。在此態樣中，該天線包括：1)一饋入元件，其電性連接至一傳輸線的一正終端，及2)一接地元件，其電性連接至該傳輸線的一負終端，其中該饋入元件與接地元件彼此電容耦合，而並不接觸，藉以形成一電容耦合迴圈天線。

200‧‧‧曲線圖

300‧‧‧電子裝置

310‧‧‧天線系統

310a‧‧‧第一天線

310b‧‧‧第二天線

320‧‧‧饋入部

330‧‧‧導電段

333‧‧‧第一端

338‧‧‧第二端

340‧‧‧第一區段

343‧‧‧第二區段

348‧‧‧第三區段

350‧‧‧第一共振部

360‧‧‧第二共振部

370‧‧‧接地部

380‧‧‧連續導體

385‧‧‧饋入部

390‧‧‧接地部

395‧‧‧導電底架

400‧‧‧天線

410‧‧‧饋入元件

420‧‧‧第一饋入元件區段

425‧‧‧第二饋入元件區段

450‧‧‧接地元件

460‧‧‧第一接地元件區段

465‧‧‧第二接地元件區段

470‧‧‧第三接地元件區段

495‧‧‧導電底架

500‧‧‧天線

510‧‧‧寄生臂部

520‧‧‧寄生臂區段

600‧‧‧電子裝置

610‧‧‧儲存與處理電路

620‧‧‧輸入輸出電路

630‧‧‧輸入輸出裝置

640‧‧‧無線通訊電路

642‧‧‧WiFi與藍牙收發器電路

644‧‧‧行動電話收發器電路

646‧‧‧天線

650‧‧‧路徑

660‧‧‧底架

D₁‧‧‧重疊距離

L₂、L₂、L₃‧‧‧長度

S₂、S₂‧‧‧最小間隔

T₂‧‧‧最小厚度

現在請參照配合該等附屬圖式所做的以下說明，其中：圖1例示多輸入多輸出(MIMO,“Multiple-input-multiple-output”)天線系統的態樣；圖2例示使用一MIMO天線系統可達到的一模擬的相關係數之曲線圖，其中該等主要與次要天線根據本發明為不同種類；圖3例示根據本發明之具體實施例的一種電子裝置之代表性具體實施例的態樣；圖4例示根據本發明一具體實施例所製造與設計的一種天線；圖5例示根據本發明之具體實施例的一種天線之代表性具體實施例的其它態樣；及圖6例示根據本發明之電子裝置的架構圖。

在現今的無線通訊標準中，例如HSPA+與LTE，多輸入多輸出(MIMO)技術已經成為要追求較佳的無線效能時一個關鍵的要素。如圖1所示，MIMO包含同時在該發射器與接收器處使用多個天線來透過波束構成、空間多工化及/或差異編碼來改善效能。波束構成包含預先編碼該訊號串流，並放射具有適當增益/相位加權的相同串流，使得該訊號功率於該接收器輸出處被最大化。空間多工化將一高資料速率訊號分解成數個較低資料速率的串流，並在相同的通道上於一不同的天線上發射每一串流，即可增加該通道容量。差異編碼使用空間-時間編碼來產生一單一訊號串流之近似正交複本，其於每一天線之上發射來在多路徑衰減環境中改善該收到的訊號強度，並達到可靠性。在所有三種案例中，該效能改善大致受限於該天線差異性及其接收該等分開的訊號串流之能力。

隨著目前行動裝置(例如行動電話與平板裝置)之設計趨勢，天線整合可使用的體積大小受到限制，特別是針對行動電話。在行動電話中一種典型的MIMO實作將由兩個天線構成，其標示為主要與次要。針對每一個個別的天線，將應用標準的天線效能度量，其包括天線效率、方向性與輻射場型。

針對一MIMO天線系統，除了上述的該等個別天線度量之外，必須考慮到該等兩個天線之間的增益不平衡，與該等兩個天線之間的包絡相關係數。這兩種關聯性度量對於該MIMO天線系統效能有直接的影響。該增益不平衡為該等兩個天線之間在自由空間中的平均增益的差異。該包絡關聯性係數藉由考慮到該等天線輻射場型與該環境的傳播模型而決定該差異性效能與MIMO天線系統品質。針對該相關係數，ρ_ε=0代表該等兩個天線完全無關，而ρ_ε=1代表該等兩個天線場型實際上相同並相互關聯。近年來，美國的載波已經定義出實作兩個天線之行動裝置的該相關係數之上限，如下表1所示。

本發明已經瞭解到為了達到這些需求，在設計該天線配對時可使用多種技術，包括空間差異、極化差異與場型差異。在一掌上型電子裝置中，該等天線設計的空間與極化差異受到該裝置之實體尺寸的限制。根據該等內部組件之配置，不太可能達到極化差異，即使藉由將該等兩個天線放置在該底架的相對邊緣上。在一習用的MIMO天線系統中，該主要天線基本上係位在該底架的底緣上，而該次要天線基本上係位在該底架的頂緣上，藉以最大化該空間差異性。

但是本發明已經瞭解到在較低頻率之下，該共振頻率之四分之一波長接近於該底架的實體長度。為了本發明之目的，該用語「較低頻率」(lower frequencies)代表低於大約1000MHz的頻率(即低於大約1.0GHz)。因此，針對典型的單極與倒F天線(IFA,“Inverted-F antenna”)型式，該底架在該等較低頻率之下將做為該天線的一共振器，且該天線將強耦接於該底架造成與共用該底架的其它天線的絕緣性不良。如果兩個天線皆使用該單極及/或IFA設計，該等天線之間的相互耦合將會造成非常高的相關係數值。利用HSPA+與LTE頻帶的配置(例如在700-900MHz頻率範圍)，在上表1中提出的該等相關係數限制將成為很大的挑戰。

如前所述，本發明瞭解到該等相關係數的問題可藉由利用該天線系統的兩種不同天線設計來處理。例如，如果該主要天線為單極或IFA設計，並因此為強耦接於該電子裝置底架(特別是頻率接近700MHz時)，該次要天線可為一不同設計(例如並不強耦接於該底架的一種天線設計)。在一具體實施例中，在該MIMO天線系統中一迴圈天線可用於該次要天線，因為迴圈天線並未強耦接於該底架。在此具體實施例中，該迴圈天線的一迴圈模態共振概略包含在該天線容積內的電場與磁場，並將該等表面電流集中在該等天線元件上，其基本上將該迴圈天線與該底架解耦。因此，對於該次要天線使用一迴圈天線設計能夠改善與該主要天線的相互耦合，其如上述可為一單極或IFA設計。

請參照圖2，其例示使用一MIMO天線系統可達到的一模擬的相關係數之曲線圖200，其中該等主要與次要天線根據本發明為不同種類。例如，曲線圖200描述一種狀況的該相關係數，其中該主要天線為一單極天線設計，而該次要天線為一迴圈式天線設計。如所示，即使在740MHz與880MHz，該相關係數遠低於美國載波所提出的0.5的限制，因此，該等輻射場型清楚地不相關。

圖3例示根據本發明之具體實施例的一種電子裝置300之代表性具體實施例的態樣。根據本發明，電子裝置300包括一天線系統310，其包含在一導電底架395之內。天線系統310通常包括一第一天線310a與一第二天線310b，兩者皆操作成在一給定頻率下進行通訊(例如在一具體實施例中低於大約1000MHz)。在一具體實施例中，例如其中該天線系統為一MIMO天線系統，第一天線310a之功能做為天線系統310的該主要天線，而第二天線310b之功能做為天線系統310的該次要天線。

根據本發明一具體實施例，第一天線310a包含一種使用底架395(不論是刻意或其它)做為一共振器的一種天線，特別是在較低頻率下。因此在此具體實施例中，第一天線310a將強耦接於底架395，基本上即造成與共用該底架的其它天線的絕緣不良。

在本發明一具體實施例中，第一天線310a包含一單極或IFA天線式設計，兩者基本上皆使用導電底架395做為一共振器。然而，使用導電底架395做為一共振器的其它天線型式皆在本發明的範圍內。因此，本發明並不限於任何特定的第一天線310a設計。

然而，圖3所例示的第一天線310a為該單極或IFA天線式設計的一多頻帶天線。在此具體實施例中，第一天線310a包括一饋入部320。在此具體實施例中，饋入部320可為第一天線310a中首先收到來自在一相關電子裝置中一或多個相關聯的收發器的射頻訊號的該部份。例如，饋入部320可以直接連接於一傳輸線(未示出)的一正終端，例如一同軸電纜、微帶等，以自相關聯的收發器接收射頻訊號，並將它們提供給天線系統310的其它部份。饋入部320可額外地自天線系統310的該等其它部份接收射頻訊號，並藉此將它們提供給該等相關聯的收發器。

在圖3的具體實施例中連接於饋入部320的是一導電段330。此處所使用之術語「導電段」(conductive segment)需要該導體的兩個末端不會回頭關閉於它們本身而形成一封閉迴圈。一封閉迴圈以及在一導體中的一凹槽皆不被視為如此處所定義的導電段。在該例示具體實施例中，導電段330包括一第一端333與一第二端338，並形成為一部份迴圈。除了圖3的例示性具體實施例之外，導電段330折疊回到它本身而形成該部份迴圈。例如，在所示的具體實施例中，導電段330包括一第一區段340、一連接於第一區段340的第二區段343、及一連接於第二區段343的第三區段348。在此具體實施例中，第二區段343係短於第一區段340，且實質上與其垂直。此外，第三區段348雙重回到第一區段340上，且實質上與其平行。此僅為導電段330的一種組態之一具體實施例。在另一具體實施例中，導電段330可以採用更為圓形的形狀。

如圖3所示的第一天線310a，由於其獨特的設計，包括有一第一共振部350與一第二共振部360。如此處所使用的術語「共振部」(resonant portion)係要代表該天線幾何中於一需要的頻率頻帶處發生共振的一部份。在該例示性具體實施例中，第一共振部350包括由導電段330之一外緣所定義的一第一長度。在圖1的該具體實施例中，該第一長度由第一區段340、第二區段343與第三區段348的一外緣所定義。根據本發明，第一共振部350用於使得一天線在第一頻率頻帶中進行通訊。

在該例示性具體實施例中，第二共振部360包括由導電段330之一內緣所定義的一第二個不同長度。在圖3的具體實施例中，該第二不同長度由第一區段340、第二區段343與第三區段348的一內緣所定義。第二共振部360由於該內迴圈的幾何形狀而包括一電容性共振。如此處所使用的術語「電容性共振」(capacitive resonance)係要代表由於兩個電容器彼此電容耦合而於一需要的頻率頻帶處的共振。因此，第二共振部360可用於在一第二不同的頻率頻帶中電容性地共振來進行通訊。

根據圖3的具體實施例，第一共振部350的第一長度或第二共振部360的第二長度可被修改，而不需要修改另一者的第二長度或第一長度。例如，導電段330其中至少一部份的一厚度(t)可被調整來修改第一共振部350的第一長度或第二共振部360的第二長度，而不需要修改另一者的第二長度或第一長度。

在圖3的具體實施例中例示的第一天線310a額外地包括一接地部370(例如接地平面)。在該例示的具體實施例中，接地部370可以連接至該傳輸線(未示出)的一負終端，例如一同軸電纜、微帶等。根據本發明一具體實施例，接地部370可連接至或形成導電底架395的一部份。圖3例示的第一天線310a之額外的細節可見於由Joselito Gavilan等人於2012年11月30日立案的美國專利申請編號13/691,222當中，其名為「多頻帶天線與具有其之電子裝置」(A Multi-Band Antenna and an Electronic Device Including the Same)，其與本申請案共同受讓，並在此引述加入做為參照。

根據本發明一具體實施例，第二天線310b包含一種天線，其使用導電底架395做為一共振器，其遠低於第一天線310b使用導電底架395做為一共振器。因此，第二天線310b將不會強耦接於底架395(不論是刻意或其它)，特別是在較低頻率下。因此，根據本發明，第一與第二天線310a、310b的一相關係數針對低於大約1000MHz的一給定通訊頻率為小於大約0.5。根據本發明另一具體實施例，第一與第二天線310a、310b的該相關係數針對範圍由大約730MHz到大約750MHz，及大約870MHz到大約890Mhz之通訊頻率為小於大約0.5。當導電底架395的最大實體尺寸為小於大約1000MHz的該等頻率之一波長的大約1/4或更小的狀況下更是如此，其中包括範圍為由大約730MHz到大約750MHz，及大約870MHz到大約890Mhz之通訊頻率。

在圖3所例示的具體實施例中，第二天線310b包含一迴圈天線。一迴圈天線包含一電性導體，其相對末端連接於一平衡的傳輸線。雖然一迴圈基本上表明為一圓形，該電性導體可以為任何封閉的形狀而仍可維持其特性。一迴圈的該等主要特性之一為該共振頻率，其由該迴圈的周長所決定。在該共振頻率下的波長大約等於該迴圈的周長，因此該等實體尺寸對於較低頻率頻帶將會增加。

在圖3的具體實施例中，第二天線310b包括一連續導體380，其實體上形成為一完整迴圈。連續導體380的一端連接至一饋入部 385，而連續導體380的另一端連接至一接地部390。在此具體實施例中，饋入部385可為第二天線310b中首先自一相關的電子裝置中一或多個相關聯的收發器接收射頻訊號的該部份。例如，饋入部385可以直接連接於一傳輸線(未示出)的一正終端，例如一同軸電纜、微帶等，以自相關聯的收發器接收射頻訊號，並將它們提供給天線系統310的其它部份。饋入部385可額外地自天線系統310的該等其它部份接收射頻訊號，並藉此將它們提供給該等相關聯的收發器。

在一具體實施例中，接地部390可連接至該傳輸線(未示出)的一負終端，例如一同軸電纜、微帶等。根據本發明一具體實施例，接地部390可連接至接地部370或形成為其一部份。當未示出時，接地部390亦可連接至導電底架395或形成為其一部份。

針對第一與第二天線310a、310b之每一者已經揭示為特定的天線型式設計。必須注意到即使這些特定設計已經參照圖3進行揭示，但仍可使用目前已知或之後發現到的其它設計，而其皆在本發明的範圍內。例如，針對第一天線310a可使用其它單極及/或IFA天線設計，包括於上述之美國專利申請編號13/691,222中所揭示之其它設計等等。同樣地，針對第二天線310b可使用其它天線設計，例如在此處以下所揭示的其它設計等等(例如電容耦合迴圈天線設計)。

迴圈天線設計，特別是在較低頻率下，將會相當地大。因此，針對某些天線應用，包括在該等較低頻率下運作的小型電子裝置(例如平板電腦、掌上型電腦、遊戲主機、行動電話等)之天線應用，傳統的迴圈天線將無法適合於在該掌上型電子裝置的形狀因子(例如導電底架395)之內。但是本發明首次瞭解到電容耦合迴圈天線可用於取代傳統迴圈天線，並可更為容易地配合於該掌上型電子裝置的該形狀因子(例如導電底架395)之內。在本發明一種態樣中，導電底架395的最大實體尺寸為低於1000MHz的一給定頻率的波長之大約四分之一或更小。在另一種態樣中，導電底架395 的最大實體尺寸為範圍在大約730MHz到大約750MHz及大約870MHz到大約890MHz的通訊頻率之波長的大約四分之一或更小。

請參照圖4，其例示根據本發明一具體實施例所製造與設計的一種天線400。天線400為一種天線型式，其更類似於一傳統的迴圈天線，其並未使用該導電底架做為一共振器。因此，例如圖4的天線400等等的一種天線可使用做為以上圖3所例示的第二天線310b。

在一具體實施例中，天線400包括一饋入元件410與一接地元件450。例如，饋入元件410可以直接連接至一傳輸線(未示出)的一正終端，例如一同軸電纜、微帶等，藉以自相關的收發器接收射頻訊號。饋入元件410可以額外地自其它天線接收射頻訊號，因此可將它們提供給該等相關的收發器。相反地，接地元件450可以直接地連接至該傳輸線(未示出)的一負終端。根據本發明之一具體實施例，接地元件450可以連接至導電底架495或形成為其一部份。

根據本發明，饋入元件410與接地元件450彼此電容耦合(例如在一具體實施例中藉由至少部份重疊)，以形成一電容耦合迴圈天線。一電容耦合迴圈天線的行為類似於一迴圈天線但不具有一連續電性導體。藉由將該等饋入與接地元件緊密而相隔地配置，並藉由該等臂部之電容耦合而有效地封閉該迴圈，而達到此目的。利用電容耦合，該天線的有效長度增加，而該共振頻率降低。該耦合量與其對於該天線之有效長度的影響可由該等臂部之間的間隔與該等臂部之重疊量來控制。相較於具有類似實體尺寸的習用迴圈天線，一電容耦合迴圈天線具有一較低的共振頻率。

在圖4的具體實施例中，饋入元件410包括一第一饋入元件區段420與一第二饋入元件區段425。同樣地，在圖4的具體實施例中，接地元件450包括一第一接地元件區段460與一第二接地元件區段465。在該例示的具體實施例中，第一與第二饋入元件區段420、425實質上彼此垂直。同樣地，第一與第二接地元件區段460、465實質上彼此垂直。同樣地，在圖4的具體實施例中，第二饋入元件區段425與第二接地元件區段465實質上彼此平行。

在圖4的具體實施例中，第二饋入元件區段425具有長度(L₁)，第二接地元件區段465具有長度(L₂)。在圖4的具體實施例中，第二饋入元件區段425與第二接地元件區段465彼此至少部份重疊距離(D₁)。此外，第二饋入元件區段425與第二接地元件區段465在其間具有一最小間隔(S₁)。如此處所使用之用語最小間隔為第二饋入元件區段425與第二接地元件區段465之間在該重疊距離(D₁)之上的最小距離。

圖4的具體實施例所例示的該具體實施例當中第二饋入元件區段425與第二接地元件區段465彼此重疊來電容耦合。可能存在另一具體實施例(未示出)，其中第二饋入元件區段425與第二接地元件區段465以端點對端點方式彼此靠近(例如如果它們位在同一平面上)。在此具體實施例中，該電容耦合將來自第二饋入元件區段425與第二接地元件區段465的該等末端而相對於該等兩者之重疊。在一具體實施例中，為了在當第二饋入元件區段425與第二接地元件區段465設置成端點對端點時可達到適當的電容耦合，兩者之間的端點對端點的間隔必須為大約10mm或更小。在另一具體實施例中，為了達到適當的電容耦合，兩者之間的端點對端點間隔必須大約為5mm或更小，或者甚至為3mm或更小。

如上所述，饋入元件410與接地元件450之多種組態與尺寸可被調整來修正天線400的該等共振頻率，其中同時包括該等較低與較高頻帶頻率。例如圖4的天線400，藉由增加該長度(L₁)，且因此增加該距離(D₁)，該較低頻帶共振頻率將降低，且該較低頻帶阻抗迴圈(例如在一史密斯圖表中所表示者)將成為更大且順時針旋轉，而該較高的頻帶共振頻率亦將降低，但該較高的頻帶阻抗迴圈將維持大約相同的大小，且亦將順時針旋轉。該長度(L₁)的減少基本上將同時會對該等較低與較高頻帶頻率與阻抗迴圈有相反的影響。有趣地是，針對該長度(L₁)的一給定變化，共振頻率分別對於該等較低與較高頻帶之降低基本上並未成比例。

相反地，藉由減少該長度(L₂)並因而減少該距離(D₁)，該較低頻帶共振頻率將會增加，而該較低頻帶阻抗迴圈將維持相同大小，但會逆時針旋轉，而該較高頻帶共振頻率與阻抗迴圈(例如同時對於大小與旋轉)皆將維持大致相同。該長度(L₂)的增加基本上將同時會對該等較低與較高頻帶頻率與阻抗迴圈有相反的影響。有趣地是，減少該長度(L₂)對於天線400不會與減少該長度(L₁)有實際上相同的效果。

另外相反地，藉由增加該最小間隔(S₁)，該較低頻帶共振頻率將增加，而該較低頻帶阻抗迴圈的大小將降低，並逆時針旋轉，而該較高頻帶共振頻率與阻抗迴圈(例如同時對於大小與旋轉)將維持大致相同。此外，該最小間隔(S₁)的增加基本上將同時會對該等較低與較高頻帶頻率與阻抗迴圈有相反的影響。

雖然如前所述，饋入元件410與接地元件450的重疊距離(D₁)可能為天線400設計的一重要特徵。例如在一具體實施例中，該距離(D₁)可為第二接地元件區段465的長度(L₂)的至少大約1/6。在又另一具體實施例中，該距離(D₁)可為第二接地元件區段465的長度(L₂)的至少大約1/4。在又另一具體實施例中，該距離(D₁)可為第二接地元件區段465的長度(L₂)的至少大約1/3。該重疊愈大，至少相關於第二接地元件區段465的長度(L₂)，對於較小的電子裝置(例如平板裝置、行動電話等)特別地重要，其中要實作該天線的體積可大幅降低。

同樣地，該最小間隔(S₁)為天線400的一重要特徵。例如在一具體實施例中，第二饋入元件區段425與第二接地元件區段465之間的該最小間隔(S₁)係小於第二接地元件區段465的一最小厚度(T₂)的大約兩倍。在又另一具體實施例中，第二饋入元件區段425與第二接地元件區段465之間的該最小間隔(S₁)係小於大約第二接地元件區段465的該最小厚度(T₂)。類似於上述的該重疊，該最小間隔(S₁)對於較小的電子裝置(例如平板裝置、行動電話等)特別地重要，其中要實作該天線的體積可大幅降低。

回到圖4，可以存在某些具體實施例，其中接地元件450包括一第三接地元件區段470。在該例示的具體實施例中，第三接地元件區段470連接至第二接地元件區段465，並實質上平行於第一接地元件區段460，與實質上垂直於第二接地元件區段465。同樣地，第三接地元件區段470為實質上平行於第一饋入元件區段420，且在此具體實施例中，與第一饋入元件區段420隔開一最小間隔(S₂)。在該例示的具體實施例中，該最小間隔(S₂)可能與該最小間隔(S₁)具有類似的數值。第三接地元件區段470可用於增加該重疊距離(D₁)，並因此增加饋入元件410與接地元件450之間的電容。

圖5例示根據本發明之具體實施例的一種天線500之代表性具體實施例的其它態樣。在使用時，類似的參考編號代表對於圖4之天線400的類似特徵。除了圖4的許多特徵之外，天線500包括一寄生臂部510。寄生臂部510係配置成鄰接於饋入元件410，並設置成改善該高頻帶阻抗之頻寬。在該例示的具體實施例中，寄生臂部510包括一第一寄生臂區段520。在此具體實施例中，第一寄生臂區段520實質上平行於第一饋入元件區段420。

寄生臂部510的長度(L₃)可被修改來協助微調天線400的該共振頻率，特別是該較高頻帶共振頻率。例如，藉由增加該長度(L₃)，該較低頻帶共振頻率與較低頻帶阻抗迴圈將維持大致相同，但該較高頻帶共振頻率將略微降低，而該較高頻帶阻抗迴圈將維持大致相同。本技術專業人士在本說明之下可瞭解到利用一寄生臂部所需要的該等步驟，例如寄生臂部510。

圖6所示為根據本發明所製造的電子裝置600的架構圖。電子裝置600可為一攜帶式裝置，例如一行動電話、具有媒體播放器能力的行動電話、掌上型電腦、遙控器、遊戲機、全球定位系統(GPS)裝置、膝上型電腦、平板電腦、超攜帶式電腦、這些裝置的組合，或任何其它適當的攜帶式電子裝置。

如圖6所示，電子裝置600可包括儲存與處理電路610。儲存與處理電路610可包括一或多種不同型式的儲存器，例如硬碟機儲存器、非揮發性記憶體(例如快閃記憶體或其它電性可程式化唯讀記憶體)、揮發性記憶體(例如靜態或動態隨機存取記憶體)等等。在儲存與處理電路610中的處理電路可用於控制裝置600的運作。該處理電路可以基於一處理器，例如一微處理器與其它適當的積體電路。藉由一種適當的配置，儲存與處理電路610可用於在運行裝置600上的軟體，例如網際網路瀏覽應用、網際網路協定上語音(VoIP,“Voice-over-Internet-protocol”)電話通話應用、電子郵件應用、媒體重放應用、作業系統功能等。儲存與處理電路610可用於實施適當的通訊協定。

可使用儲存與處理電路610實施的通訊協定包括但不限於網際網路協定、無線區域網路協定(例如IEEE 802.11協定，有時稱之為WiFi®)、其它短距離無線通訊鏈路之協定，例如Bluetooth®協定、處理3G通訊服務的協定(例如使用廣域碼區分多重進接技術)、2G行動電話通訊協定等。儲存與處理電路610可實施協定來使用850MHz、900MHz、1800MHz與1900MHz的2G行動電話頻段(例如行動通訊的全球系統或GSM行動電話頻段)進行通訊，並可實施用於處理3G與4G通訊服務的協定。

輸入輸出裝置電路620可用於允許資料被供應給裝置600，並允許資料由裝置600提供給外部裝置。輸入輸出裝置630，例如觸控螢幕與其它使用者輸入介面，皆為輸入輸出電路620的示例。輸入輸出裝置630亦可包括使用者輸入輸出裝置，例如按鈕、搖桿、點擊輪、滾動輪、觸控板、鍵板、鍵盤、麥克風、相機等。一使用者能夠藉由經由這些使用者輸入裝置供應命令來控制裝置600的運作。顯示器與音訊裝置可被包括在裝置630中，例如液晶顯示器(LCD)螢幕、發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、與其它呈現視覺資訊與狀態資料的組件。在輸入輸出裝置630 中的顯示與音訊組件亦可包括音訊設備，例如喇叭與用於產生聲音的其它裝置。如果需要，輸入輸出裝置630可包含音訊/視訊介面設備，例如插座，與其它外接耳機與監視器的連接器。

無線通訊電路640可包括由一或多個積體電路之射頻(RF)收發器電路、功率放大器電路、低雜訊輸入放大器、被動RF組件、一或多個天線、與其它用於處理RF無線信號的電路。無線信號亦可使用光線傳送(例如使用紅外線通訊)。無線通訊電路640可包括用於處理多個射頻通訊頻帶的射頻收發器電路。例如，電路640可包括收發器電路642，其處理WiFi®(IEEE 802.11)通訊之2.4GHz與5GHz頻帶，以及2.4GHz的Bluetooth®通訊頻帶。電路640亦可包括行動電話收發器電路644，用於處理行動電話頻帶中的無線通訊，例如850MHz、900MHz、1800MHz與1900MHz之GSM頻帶，以及該等UMTS、HSPA+與LTE頻帶(示例)。無線通訊電路640可視需包括用於其它短距離與長距離無線鏈路的電路。例如，無線通訊電路640可包括全球定位系統(GPS)接收器設備、用於接收收音機與電視信號的無線電路、呼叫電路等。在WiFi®與Bluetooth®鏈路與其它短距離無線鏈路中，無線信號基本上用於傳遞資料數十或數百英呎。在行動電話鏈路與其它長距離鏈路中，無線信號基本上用於傳遞資料數千英呎或英哩。

無線通訊電路640可包括天線646。裝置600可具有任何適當數目的天線。例如在裝置600中可能有一天線、兩天線、三天線、或三個以上的天線。例如在一具體實施例中，天線646形成一MIMO天線系統中至少一部份。在此具體實施例中，該MIMO天線系統可能包括一具有一單極或IFA式天線的主要天線，及一具有一迴圈式天線的次要天線，例如以上參照圖3所述。在另一具體實施例中，天線646可能包括以上參照圖4-5等等所述之一種天線。根據本發明，該等天線可以處理在多個通訊頻帶之上的通訊。針對不同頻帶與頻帶的組合可以使用不同種類的天線。例如，可能需要形成一多頻帶天線來形成一本地無線鏈路天線、一用於處理行動電話通訊頻帶的多頻帶天線、及一用於形成全球定位系統天線的單頻帶天線(示例)。

路徑650，例如傳輸線路徑，其可在收發器642、644與天線646之間傳輸射頻信號。射頻收發器，例如射頻收發器642、644，可以使用一或多個積體電路與相關組件來實施(例如功率放大器、切換電路、匹配網路組件、例如分離電感器、電容器與電阻，及積體電路濾波器網路等)。這些裝置可安裝在任何適當的安裝結構上。利用一種適當的配置，收發器積體電路可被安裝在一印刷電路板上。路徑650可用於互連接在該印刷電路板上的該等收發器積體電路與其它組件以及裝置600中的天線結構。路徑650可包括任何適當的導電路徑，在其上可以傳遞射頻信號，其中包括傳輸線路徑結構，例如同軸電纜、微帶傳輸線等。

圖6的裝置600另包括一底架660。底架600可用於安裝/支撐電子組件，例如電池、包含積體電路與其它電子裝置等的印刷電路板。例如在一具體實施例中，底架660定位與支撐儲存與處理電路510，與輸入輸出電路620，包括輸入輸出裝置630與無線通訊電路640(例如包括WiFi與藍牙收發器電路642、行動電話電路644與天線646)。

在一具體實施例中，底架660為一金屬底架。例如，底架660可由多種不同金屬製成，例如鋁。底架660可由單片材料加工或鑄造而成，例如鋁。但是可以額外地使用其它方法來形成底架660。在某些具體實施例中，底架660將做為天線646其中某些天線的一共振器，並將不會做為天線646中其它天線的一共陣器，特別是在較低運作頻率下。

本發明另包括以下的概念：

概念1. 一種天線，其包括：(1)一饋入元件，其可電性連接於一傳輸線的一正終端；及一接地元件，其可電性連接於該傳輸線的一負終端，其中該饋入元件與接地元件彼此電容耦合，而不需要接觸，藉以形成一電容耦合迴圈天線。

概念2. 概念1的該天線中，該饋入元件連接至該正終端，而該接地元件連接至該負終端，且其中該饋入元件另外包括一第一饋入元件區段，及一連接至該第一饋入元件區段的第二饋入元件區段。

概念3. 概念2的該天線中，該等第一與第二饋入元件區段為實質上彼此垂直。

概念4. 概念2的該天線中，該接地元件包括一第一接地元件區段，及一連接至該第一接地元件區段的第二接地元件區段。

概念5. 概念4的該天線中，該等第一與第二接地元件區段為實質上彼此垂直。

概念6. 概念5的該天線中，該接地元件另包括一連接至該第二接地元件區段的第三接地元件區段，其中該第三接地元件區段實質上平行於該第一接地元件區段，且實質上垂直於該第二接地元件區段。

概念7. 概念4的該天線中，第二饋入元件區段與第二接地元件區段彼此至少部份重疊一距離(D₁)。

概念8. 概念7的該天線中，該第二饋入元件區段具有長度(L₁)，而該第二接地元件區段具有長度(L₂)，其中該距離(D₁)為該長度(L₂)的至少大約1/6。

概念9. 概念8的該天線中，該距離(D₁)為該長度(L₂)的至少大約1/4。

概念10. 概念8的該天線中，該距離(D₁)為該長度(L₂)的至少大約1/3。

概念11. 概念4的該天線中，另包括一寄生元件，其電性連接至該傳輸線的該負終端。

概念12. 概念11的該天線中，該寄生原件具有一寄生元件區段，其設置成實質上平行於該第一接地元件區段，並實質上垂直於該第二接地元件區段。

概念13. 概念4的該天線中，該第二饋入元件區段與第二接地元件區段之間的一最小間隔(S₁)小於該第二接地元件區段的一最小厚度(T₂)的大約兩倍。

概念14. 概念13的該天線中，該最小間隔(S₁)小於該第二接地元件區段的該最小厚度(T₂)。

概念15. 一種電子裝置，其包含：(1)儲存與處理電路，(2)關聯於該儲存與處理電路的輸入輸出裝置；及具有一天線的無線通訊電路，該天線包括，(3)一饋入元件，其電性連接至一傳輸線的一正終端，及(4)一接地元件，其電性連接至該傳輸線的一負終端，其中該饋入元件與接地元件彼此電容耦合，而並不接觸，藉以形成一電容耦合迴圈天線。

概念16. 概念15的該電子裝置中，該饋入元件包括一第一饋入元件區段，及一連接至該第一饋入元件區段的第二饋入元件區段，且該接地元件包括一第一接地元件區段，及一連接至該第一接地元件區段的第二接地元件區段。

概念17. 概念16的該電子裝置中，該等第一與第二饋入元件區段實質上彼此垂直，該等第一與第二接地元件區段實質上彼此垂直，且該第二饋入元件與第二接地元件為實質上彼此垂直。

概念18. 概念16的該電子裝置中，該第二饋入元件區段與第二接地元件區段為彼此至少部份重疊一距離(D₁)，其中該第二饋入元件區段具有長度(L₁)，而該第二接地元件區段具有長度(L₂)，且另外其中該距離(D₁)為該長度(L₂)的至少大約1/6。

概念19. 概念16的該電子裝置中，該第二饋入元件區段與第二接地元件區段之間的一最小間隔(S₁)小於該第二接地元件區段的一最小厚度(T₂)。

概念20. 概念15的該電子裝置中，該儲存與處理電路、輸入輸出裝置及無線通訊電路係設置在一導電底架內，且另外其中該接地元件連接至該導電底架。

與本申請案相關的技術專業人士將可瞭解到可能對該等描述的具體實施例進行其它與進一步的加入、刪除、取代和修改。