TW201517380A - 無線通訊裝置 - Google Patents

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    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Abstract

本發明提供一種無線通訊裝置，其包括電路板、主天線及耦合元件，該主天線設置於電路板上，並包括低頻部及高頻部，該耦合元件一端通過電路板接地，另一端鄰近低頻部及高頻部設置，該低頻部及高頻部上的電流耦合至該耦合元件上。

Description

無線通訊裝置
本發明涉及一種無線通訊裝置，尤其涉及一種具有較寬頻寬的無線通訊裝置。
近年來，長期演進（Long Term Evolution，LTE）技術發展日益成熟，LTE天線無疑成為無線通訊裝置中最重要的元件之一。LTE天線的操作頻帶被劃分多個頻率範圍，然其在靠近低頻之頻帶Band 20(791 MHz〜862 MHz)之設計難度較為困難，特別是由於電子裝置內部的電路板空間的限制，低頻頻寬往往變得較為狹窄。如何讓無線通訊裝置有效地增加LTE的頻寬成為現今主要研究課題。
鑒於以上情況，有必要提供一種具有較寬頻寬的無線通訊裝置。
一種無線通訊裝置，其包括電路板、主天線及耦合元件，該主天線設置於電路板上，並包括低頻部及高頻部，該耦合元件一端通過電路板接地，另一端鄰近低頻部及高頻部設置，該低頻部及高頻部上的電流耦合至該耦合元件上。
一種無線通訊裝置，其包括電路板、主天線及耦合元件，該主天線設置於電路板上，並包括低頻部及高頻部，該耦合元件一端通過電路板接地，另一端位於低頻部及高頻部之間，該耦合元件與低頻部共振以收發第一頻段內的無線訊號，該耦合元件與高頻部共振以收發第二頻段內的無線訊號。
上述的無線通訊裝置通過設置耦合元件，使其與主天線的低頻部及高頻部共振，進而改善無線通訊裝置的操作頻寬，特別是低頻段的頻寬，從而達到收發LTE頻段內的訊號的目的。通過該耦合元件，無需改變主天線的結構即可接受LTE頻段內的訊號，且不會增大占用空間。
圖1係本發明較佳實施例的無線通訊裝置的立體圖。
圖2係圖1所示的無線通訊裝置收發的無線訊號的電壓駐波比(VSWR)示意圖。
請參閱圖1，本發明較佳實施方式提供一種無線通訊裝置100，其可為行動電話、平板電腦等終端。
該無線通訊裝置100包括電路板10、主天線30及耦合元件50，該主天線30及耦合元件50均設置於電路板10上。
該電路板10的一端設置一凈空區12，該淨空區12指電路板10上無導體存在的區域，用以防止外在環境中電子元件如電池、振動器、喇叭、電荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）等對無線通訊裝置100的天線產生干擾，造成其工作頻率偏移或輻射效率變低。該電路板10鄰近凈空區12的位置上設置一饋入點14及一接地面16，該饋入點14用於為無線通訊裝置100的天線饋入電流，該接地面16為無線通訊裝置100提供系統接地。
該主天線30可為任一結構的天線，在本實施例中，該主天線30為雙頻的平面倒F天線（PIFA）。具體地，該主天線30包括饋入端32、接地端34、低頻部36、高頻部38及電流回路部39。
該饋入端32呈倒“L”形，其垂直設置於電路板10上，並與饋入點14電性連接以獲取電流。該接地端34也呈倒“L”形，其垂直設置於電路板10上，並與接地面16電性連接。
該低頻部36懸設於凈空區12的上方，其包括第一連接段362、第二連接段364及第三連接段366。該第一連接段362呈條狀，其與饋入端32垂直連接。該第二連接段364垂直的連接於第一連接段362與第三連接段366之間。該第三連接段366呈片體狀，其所在的平面與第一連接段362及第二連接段364所在的平面垂直，並且該第三連接段366的延伸方向與第一連接段362的延伸方向相反。由於該第三連接段366呈片體狀，其上可匯聚較強的電流。
該高頻部38懸設於凈空區12的上方，其包括均呈條狀的第一結合段382、第二結合段384及第三結合段386。該第一結合段382垂直連接於饋入端32相對第一連接段362的一側，以與第一連接段362處於同一直線上。該第二結合段384垂直連接於第一結合段382與第三結合段386之間，該第三結合段386的延伸方向與第一結合段382的延伸方向相反。在本實施例中，該第二結合段384的長度短於第二連接段364的長度，使得該第三結合段386位於第一連接段362與第三連接段366之間。
該電流回路部39的一端連接於第一結合段382和第二結合段384的結合處，另一端與接地端34垂直連接。該電流回路部39用於為該主天線30提供電流回流路徑。
當該主天線30使用時，其低頻部36用於收發低頻訊號；該高頻部38用於收發高頻訊號。
該耦合元件50用於與主天線30配合，以增加天線收發訊號的頻寬。具體地，該耦合元件50懸設於凈空區12的上方，其包括第一耦合段52、第二耦合段54及第三耦合段56。該第一耦合段52垂直設置於電路板10上，並與接地面16電性連接。該第二耦合段54垂直連接於第一耦合段52與第三耦合段56之間，並與第二連接段364及第二結合段384平行。該第三耦合段56朝靠近第二連接段364的方向延伸。在本實施例中，該第二耦合段54的長度介於第二連接段364的長度及第二結合段384的長度之間，使得該第三耦合段56位於第三結合段386與第三連接段366之間。通過調整該第三耦合段56與第三結合段386及第三連接段366之間的間隔，使得第三結合段386及第三連接段366的電流可以耦合至該第三耦合段56上。
當該無線通訊裝置100工作時，主天線30從饋入點14獲得電流。此時，一部分電流流過主天線30的低頻部36，並通過第三連接段366耦合至第三耦合段56上；另一部分電流流過主天線30的高頻部38，並通過第三結合段386耦合至第三耦合段56上。其後，耦合元件50被激發而與低頻部36共振出第一模式，以收發第一頻段（791-960MHz）內的無線訊號；同時耦合元件50與高頻部38共振出第二模式，以收發第二頻段（1710-2690MHz）內的無線訊號。由圖2可知，曲線1代表無耦合元件50時，該主天線30在低頻段及高頻段的頻寬示意圖；曲線2代表有耦合元件50時，該第一頻段及第二頻段的頻寬示意圖。顯然，相對於曲線1的高頻段，曲線2的第二頻段的頻寬更寬；而相對於曲線1的低頻段，曲線2的第一頻段不僅頻寬更寬，且為一新模式下的操作頻段。
請參表一，實驗數據證明，當耦合元件50與主天線30配合時，無線通訊裝置100在第一頻段和第二頻段內均具有較高的增益，以收發Band17、Band20、GSM850、EGSM900、DCS1800、PCS1900、Band1、Band7等頻段的訊號。
表一 天線頻率與增益量測表
本發明的無線通訊裝置100通過設置耦合元件50，使其與主天線30的低頻部36及高頻部38共振，進而改善無線通訊裝置100的操作頻寬，特別是低頻段的頻寬，從而達到收發LTE頻段（如Band 20(791〜862 MHz）內的訊號的目的。通過該耦合元件50，無需改變主天線30的結構即可接受LTE頻段內的訊號，且不會增大佔用空間。
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。
100‧‧‧無線通訊裝置
10‧‧‧電路板
12‧‧‧凈空區
14‧‧‧饋入點
16‧‧‧接地面
30‧‧‧天線
32‧‧‧饋入端
34‧‧‧接地端
36‧‧‧低頻部
362‧‧‧第一連接段
364‧‧‧第二連接段
366‧‧‧第三連接段
38‧‧‧高頻部
382‧‧‧第一結合段
384‧‧‧第二結合段
386‧‧‧第三結合段
39‧‧‧電流回路部
50‧‧‧耦合元件
52‧‧‧第一耦合段
54‧‧‧第二耦合段
56‧‧‧第三耦合段
無
100‧‧‧無線通訊裝置
10‧‧‧電路板
12‧‧‧淨空區
14‧‧‧饋入點
16‧‧‧接地面
30‧‧‧天線
32‧‧‧饋入端
34‧‧‧接地端
36‧‧‧低頻部
362‧‧‧第一連接段
364‧‧‧第二連接段
366‧‧‧第三連接段
38‧‧‧高頻部
382‧‧‧第一結合段
384‧‧‧第二結合段
386‧‧‧第三結合段
39‧‧‧電流回路部
50‧‧‧耦合元件
52‧‧‧第一耦合段
54‧‧‧第二耦合段
56‧‧‧第三耦合段

Claims (10)

  1. 一種無線通訊裝置，其包括電路板，其改良在於：該無線通訊裝置還包括主天線及耦合元件，該主天線設置於電路板上，並包括低頻部及高頻部，該耦合元件一端通過電路板接地，另一端鄰近低頻部及高頻部設置，該低頻部及高頻部上的電流耦合至該耦合元件上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，所述電路板包括饋入點及接地面，所述主天線還包括饋入端及接地端，所述饋入端與饋入點電性連接，所述接地端與接地面電性連接，所述低頻部及高頻部均與饋入端連接，並通過接地端接地。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之無線通訊裝置，所述低頻部包括第一連接段、第二連接段及第三連接段，所述第一連接段與饋入端連接，所述第二連接段垂直的連接於第一連接段與第三連接段之間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之無線通訊裝置，所述第三連接段所在的平面與第一連接段及第二連接段所在的平面垂直，並且該第三連接段的延伸方向與第一連接段的延伸方向相反。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之無線通訊裝置，所述高頻部包括第一結合段、第二結合段及第三結合段，所述第一結合段垂直連接於饋入端相對第一連接段的一側，所述第二結合段垂直連接於第一結合段與第三結合段之間，所述第三結合段的延伸方向與第一結合段的延伸方向相反。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之無線通訊裝置，所述主天線還包括電流回路部，所述電流回路部的一端連接與第一結合段和第二結合段的結合處，另一端與接地端垂直連接。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之無線通訊裝置，所述耦合元件包括第一耦合段、第二耦合段及第三耦合段，所述第一耦合段與接地面電性連接，所述第二耦合段垂直連接於第一耦合段與第三耦合段之間，並與第二連接段及第二結合段平行，所述第三耦合段朝靠近第二連接段的方向延伸。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之無線通訊裝置，所述第二耦合段的長度介於第二連接段的長度及第二結合段的長度之間，所述第三耦合段位於第三結合段與第三連接段之間。
  9. 一種無線通訊裝置，其包括電路板，其改良在於：該無線通訊裝置還包括主天線及耦合元件，該主天線設置於電路板上，並包括低頻部及高頻部，該耦合元件一端通過電路板接地，另一端位於低頻部及高頻部之間，該耦合元件與低頻部共振以收發第一頻段內的無線訊號，該耦合元件與高頻部共振以收發第二頻段內的無線訊號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之無線通訊裝置，所述電路板上設置凈空區，所述主天線與耦合元件均懸設於凈空區的上方。
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