TW201509000A - 天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置 - Google Patents

天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種天線結構，包括饋入部、第一接地部、第二接地部、第一輻射體、第二輻射體、第三輻射體及第四輻射體，該第一輻射體及第二輻射體連接於饋入部，該第三輻射體及第四輻射體連接於第二輻射體；該第一接地部和第二接地部間隔設置在該饋入部的相對兩側，以使該天線結構藉由共面波導方式饋入訊號。本發明還涉及一種具有該天線結構的無線通訊裝置。

Description

天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置
本發明涉及一種天線，尤其涉及一種多頻天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置。
隨著無線通訊技術的發展，人們對行動網路的資料上下載速度要求越來越高，所以3GPP(3rd Generation Partnership Project, 3GPP)組織已經制定出下一代4G通訊系統，也就是所謂長期演進（Long Term Evolution， LTE）行動通訊技術。LTE天線要涵蓋低頻（791~960MHz）及高頻（1710~2700MHz），如何將低頻低頻（791~960MHz）整合於LTE天線結構是一個相當困難的問題。
針對上述現有技術的不足，有必要提供一種工作於多個LTE頻段的天線結構。
另，還有必要提供一種具有所述天線結構的無線通訊裝置。
一種天線結構，包括饋入部、第一接地部、第二接地部、第一輻射體、第二輻射體、第三輻射體及第四輻射體，該第一輻射體及第二輻射體連接於饋入部，該第三輻射體及第四輻射體連接於第二輻射體；該第一接地部和第二接地部間隔設置在該饋入部的相對兩側，以使該天線結構藉由共面波導方式饋入訊號，該第一輻射體、第二輻射體及第三輻射體形成一第一電流路徑，該第一電流路徑激發出一低頻模態；該第一輻射體與第一接地部耦合激發出一第一高頻模態；該第一電流路徑倍頻產生一第二高頻模態；該第二輻射體、第三輻射體及第四輻射體形成一第二電流路徑，該第二電流路徑激發出一第三高頻模態。
一種無線通訊裝置，包括電路板及所述天線結構，所述電路板包括第一表面和第二表面，所述第一表面及第二表面相對設置且相互平行，所述天線結構設置於所述第二表面。
所述的天線結構藉由CPW方式饋入訊號，該第一電流路徑激發出一低頻模態，該第一輻射體與第一接地部耦合激發出一第一高頻模態，該第一電流路徑倍頻產生一第二高頻模態，該第二電流路徑激發出一第三高頻模態，從而使該天線結構工作於低頻（704~960MHz）及高頻（1710~2700MHz），工作頻段寬，涵蓋了多個通訊系統。
100‧‧‧無線通訊裝置
10‧‧‧電路板
11‧‧‧第一表面
12‧‧‧第二表面
30‧‧‧天線結構
31‧‧‧饋入部
311‧‧‧第一饋入段
312‧‧‧第二饋入段
313‧‧‧第三饋入段
32‧‧‧第一接地部
321‧‧‧第一接地段
322‧‧‧第二接地段
33‧‧‧第二接地部
34‧‧‧第一輻射體
341‧‧‧第一連接段
342‧‧‧第二連接段
343‧‧‧第三連接段
344‧‧‧第四連接段
35‧‧‧第二輻射體
351‧‧‧長條
352‧‧‧短條
36‧‧‧第三輻射體
361‧‧‧第一結合段
362‧‧‧第二結合段
363‧‧‧第三結合段
37‧‧‧第四輻射體
371‧‧‧第一延伸段
372‧‧‧第二延伸段
373‧‧‧第三延伸段
圖1為本發明較佳實施方式的無線通訊裝置及其天線結構的立體組裝圖。
圖2為圖1所示無線通訊裝置及其天線結構的另一視角的立體組裝圖。
圖3為圖1所示無線通訊裝置的天線結構的電壓駐波比測量示意圖。
圖4為圖1所示無線通訊裝置的天線結構的輻射增益測量示意圖。
請參閱圖1及圖2，本發明較佳實施方式的無線通訊裝置100包括電路板10以及設置於電路板10上的天線結構30。在本實施方式中，該天線結構30工作於低頻（704~960MHz）及高頻（1710~2700MHz）。
電路板10包括第一表面11及第二表面12。第一表面11用於元器件的佈局，該第二表面12為淨空區。在本實施方式中，電路板10呈矩形板體狀，第一表面11平行於第二表面12。該電路板10為FR4基板，長為121mm、寬為60mm、厚為1.6mm。
天線結構30設置於電路板10的第二表面12。該天線結構30包括饋入部31、第一接地部32、第二接地部33、第一輻射體34、第二輻射體35、第三輻射體36及第四輻射體37。在本實施方式中，該天線結構30整體上看，長為21mm、寬為60mm、厚為1.6mm。
饋入部31電性連接至一訊號源（圖未示），用於饋入電流訊號。該第一接地部32及第二接地部33間隔設置在饋入部31的相對兩側，以使該天線結構30藉由CPW方式饋入訊號。在本實施方式中，該饋入部31包括依次連接的第一饋入段311、第二饋入段312及第三饋入段313。該第一饋入段311大致呈凹字形，兩端的寬度大於中部的寬度，其一端平齊於電路板10的邊緣。該第二饋入段312大致呈直角三角形狀，該第三饋入段313大致呈“U”形。第一饋入段311整體上大致平行於第三饋入段313。該第二饋入段312的斜邊朝向第二接地部33，一直角邊與第三饋入段313平行間隔相對設置。該第一接地部32大致呈“L”形，包括第一接地段321及第二接地段322。該第一接地段321一端平齊於電路板10的邊緣，另一端連接於第二接地段322。該第二接地部33大致呈矩形狀。
第一輻射體34連接於饋入部31，且第一輻射體34與第一接地部32間隔設置。在本實施方式中，該第一輻射體34包括第一連接段341、第二連接段342、第三連接段343及第四連接段344。該第一連接段341連接於饋入部31的第三饋入段313。該第二連接段342垂直連接於第一連接段341。該第三連接段343及第四連接段344均由第二連接段342垂直延伸而出，且延伸方向相反，第三連接段343的寬度大於第四連接段344的寬度。
第二輻射體35呈L形，一端連接於第一輻射體34並與第三饋入段313平行間隔相對設置，另一端連接於第三輻射體36和第四輻射體37。具體地，在本實施方式中，該第二輻射體35大致呈“L”形，其包括長條351及短條352。該長條351一端連接於第一輻射體34的第一連接段341，另一端垂直連接於短條352。第二輻射體35的長條351與第一輻射體34的第二連接段342分別由第一輻射體34的第一連接段341的相垂直的兩條邊上垂直延伸，即長條351與第二連接段342的延伸方向垂直。
該第三輻射體36包括第一結合段361、第二結合段362及第三結合段363。該第一結合段361垂直於第二輻射體35的短條352並與長條351平行間隔相對設置。該第二結合段362一端垂直連接於第一結合段361，另一端垂直連接於第三結合段363。所述第一結合段361、第二結合段362及第三結合段363大致呈“U”形。
該第四輻射體37包括第一延伸段371、第二延伸段372及第三延伸段373。該第一延伸段371垂直連接於第二輻射體35的短條352，且該第一延伸段371與第三輻射體36的第一結合段361位於同一直線上。第一結合段361的長度大於第一延伸段371。該第二延伸段372一端垂直連接於第一延伸段371，另一端垂直連接於第三延伸段373。所述第一延伸段371、第二延伸段372及第三延伸段373組成大致呈“U”形結構。該第三延伸段373朝第三結合段363方向延伸，且第三延伸段373與第三結合段363間隔設置，該第三結合段363的寬度大於第三延伸段373的寬度。
電流訊號由饋入部31饋入後，第一輻射體34與第一接地部32耦合激發出一第一高頻模態；第一輻射體34、第二輻射體35及第三輻射體36形成一第一電流路徑，使天線結構30激發出一低頻模態；同時，電流在第一電流路徑的諧波產生倍頻效應，使天線結構30激發出一第二高頻模態；第一輻射體34、第二輻射體35及第四輻射體37形成一第二電流路徑，使天線結構30激發出一第三高頻模態。
在本實施方式中，該低頻模態使天線結構30工作於704~960MHz，該第一高頻模態使天線結構30工作於2170MHz附近，該第二高頻模態使天線結構30工作於1900MHz附近，該第三高頻模態使天線結構30工作於2500~2690MHz。
請參閱圖3，所示為天線結構30的電壓駐波比（Voltage Standing Wave Ratio，VSWR）測量示意圖，由圖可以看出所述天線結構30在低頻（704~960MHz）及高頻（1710~2700MHz）均能滿足天線設計要求。
請參閱圖4，所示為天線結構30的輻射增益測量示意圖，由圖可以看出所述天線結構30在低頻（704~960MHz）及高頻（1710~2700MHz）均能滿足天線設計要求。
所述的天線結構30藉由CPW方式饋入訊號，該第一電流路徑激發出一低頻模態，該第一輻射體34與第一接地部32耦合激發出一第一高頻模態，該第一電流路徑倍頻產生一第二高頻模態，該第二電流路徑激發出一第三高頻模態，從而使該天線結構30工作於低頻（704~960MHz）及高頻（1710~2700MHz），工作頻段寬，涵蓋了多個通訊系統。
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‧‧‧無線通訊裝置
10‧‧‧電路板
11‧‧‧第一表面
12‧‧‧第二表面
30‧‧‧天線結構
31‧‧‧饋入部
32‧‧‧第一接地部
33‧‧‧第二接地部
34‧‧‧第一輻射體
35‧‧‧第二輻射體
36‧‧‧第三輻射體
37‧‧‧第四輻射體

Claims (7)

  1. 一種天線結構，其中所述天線結構包括饋入部、第一接地部、第二接地部、第一輻射體、第二輻射體、第三輻射體及第四輻射體，該第一輻射體及第二輻射體連接於饋入部，該第三輻射體及第四輻射體連接於第二輻射體；該第一接地部和第二接地部間隔設置在該饋入部的相對兩側，以使該天線結構藉由共面波導方式饋入訊號，該第一輻射體、第二輻射體及第三輻射體形成一第一電流路徑，該第一電流路徑激發出一低頻模態；該第一輻射體與第一接地部耦合激發出一第一高頻模態；該第一電流路徑倍頻產生一第二高頻模態；該第二輻射體、第三輻射體及第四輻射體形成一第二電流路徑，該第二電流路徑激發出一第三高頻模態。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述第一輻射體包括第一連接段、第二連接段、第三連接段及第四連接段，該第一連接段連接於饋入部，該第二連接段垂直連接於第一連接段，該第三連接段及第四連接段均由第二連接段垂直延伸而出，且延伸方向相反，第三連接段的寬度大於第四連接段的寬度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之天線結構，其中所述第二輻射體呈“L”形，該第二輻射體包括長條及短條，該長條一端連接於第一輻射體的第一連接段，另一端垂直連接於短條。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之天線結構，其中所述第三輻射體包括第一結合段、第二結合段及第三結合段，該第一結合段垂直於第二輻射體的短條，該第二結合段一端垂直連接於第一結合段，該第二結合段的另一端垂直連接於第三結合段，所述第一結合段、第二結合段及第三結合段呈“U”形。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構，其中所述第四輻射體包括第一延伸段、第二延伸段及第三延伸段，該第一延伸段垂直連接於第二輻射體的短條，且該第一延伸段與第三輻射體的第一結合段位於同一直線上，且第一結合段的長度大於第一延伸段，該第二延伸段一端垂直連接於第一延伸段，另一端垂直連接於第三延伸段，所述第一延伸段、第二延伸段及第三延伸段呈“U”形，該第三延伸段朝第三結合段方向延伸，且第三延伸段與第三結合段間隔設置，該第三結合段的寬度大於第三延伸段的寬度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述該低頻模態使天線結構工作於704~960MHz，該第一高頻模態使天線結構工作於2170MHz附近，該第二高頻模態使天線結構工作於1900MHz附近，該第三高頻模態使天線結構工作於2500~2690MHz。
  7. 一種無線通訊裝置，包括電路板，其改良在於：所述無線通訊裝置還包括如申請專利範圍1-6任一項所述的天線結構，所述電路板包括第一表面和第二表面，所述第一表面及第二表面相對設置且相互平行，所述天線結構設置於所述第二表面。
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