TW201526389A - 無線通訊裝置 - Google Patents

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TW201526389A TW102149314A TW102149314A TW201526389A TW 201526389 A TW201526389 A TW 201526389A TW 102149314 A TW102149314 A TW 102149314A TW 102149314 A TW102149314 A TW 102149314A TW 201526389 A TW201526389 A TW 201526389A
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Ming-Yu Chou
Ching-Chi Lin
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Abstract

一種無線通訊裝置，包括天線元件與諧振分配器。天線元件具有一共振路徑，以致使天線元件的操作頻率涵蓋第一頻段與第二頻段。諧振分配器電性連接天線元件，並提供與部分的共振路徑相互並聯的一電流路徑。諧振分配器延遲在電流路徑上的電流，以致使天線元件的操作頻率不涵蓋在第一頻段與第二頻段之間的間隔頻段。

Description

無線通訊裝置
本發明是有關於一種無線通訊裝置，且特別是有關於一種具有諧振分配器的無線通訊裝置。
近年來，無線通訊裝置不斷地朝向高效能與多功能的設計發展。因此，無線通訊裝置必須支援多種通訊協定，以藉此提供多元化的服務。為了滿足各種通訊協定，無線通訊裝置中的天線元件必須能夠操作在多個頻段。舉例來說，在第3代行動通訊(3G)中，天線元件的操作頻率必須涵蓋1565~1612MHz與1920~2170MHz兩個頻段，以支援全球定位系統的功能。此外，位在上述兩個頻段之間的間隔頻段1710~1920MHz為天線元件在高頻應用上無須支援的頻段。
然而，現有技術往往受限於天線的物理特性，而直接將天線元件可操作的頻率範圍設計為1565~2170MHz。換言之，現有技術往往受限於天線的物理特性，而將天線元件無須支援的間隔頻段都一併納入可操作的頻率範圍內。如此一來，將導致天線元件在所需支援之頻段上無法具有較佳的增益，進而影響無線通訊 裝置在實際應用上的效能。
本發明提供一種無線通訊裝置，將諧振分配器所提供的電流路徑與天線元件之部分的共振路徑相互並聯。藉此，天線元件的能量將可集中在第一頻段與第二頻段上，並跳過位在第一頻段與第二頻段之間的間隔頻段。
本發明的無線通訊裝置，包括天線元件與諧振分配器。天線元件具有一共振路徑，以致使天線元件的操作頻率涵蓋第一頻段與第二頻段。諧振分配器電性連接天線元件，並提供與部分的共振路徑相互並聯的一電流路徑。其中，諧振分配器延遲在電流路徑上的電流，以致使天線元件的操作頻率不涵蓋在第一頻段與第二頻段之間的間隔頻段。
基於上述，本發明的天線元件具有一共振路徑，且諧振分配器所提供的電流路徑與部分的共振路徑相互並聯。藉此，天線元件的操作頻率將可涵蓋第一頻段與第二頻段，且不涵蓋位在第一頻段與第二頻段之間的間隔頻段。如此一來，天線元件的能量將可集中第一頻段與第二頻段上，進而滿足無線通訊裝置在應用上的需求。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100‧‧‧無線通訊裝置
110‧‧‧天線元件
111‧‧‧接地部
112‧‧‧連接部
113‧‧‧第一延伸部
114‧‧‧第二延伸部
120‧‧‧諧振分配器
130‧‧‧接地面
101、103‧‧‧共振路徑
102‧‧‧電流路徑
FP1‧‧‧饋入點
C1‧‧‧電容元件
210、220、310、320、410、420‧‧‧增益曲線
231、331、431‧‧‧第一頻段
232、332、432‧‧‧第二頻段
240、340、440‧‧‧中間頻段
圖1為依據本發明一實施例之無線通訊裝置的示意圖。
圖2為依據本發明一實施例之天線元件的增益圖。
圖3為依據本發明另一實施例之天線元件的增益圖。
圖4為依據本發明又一實施例之天線元件的增益圖。
圖1為依據本發明一實施例之無線通訊裝置的示意圖。如圖1所示，無線通訊裝置100包括天線元件110與諧振分配器120。其中，天線元件110可例如是一平面倒F天線(Planar Inverted F Antenna，簡稱PIFA)，且天線元件110包括接地部111、連接部112、第一延伸部113與第二延伸部114。
具體而言，接地部111的第一端電性連接至一接地面130。連接部112的第一端具有一饋入點FP1，且連接部112的第一端電性連接至接地部111的第二端。第一延伸部113的第一端電性連接至連接部112的第二端，且第一延伸部113的第二端為一開路端。第二延伸部114的第一端電性連接至連接部112的第二端，且第二延伸部114的第二端為一開路端。
諧振分配器120電性連接天線元件110，並提供一電流路徑102。值得注意的是，天線元件110中的連接部112與第一延伸部113可形成一共振路徑101，且諧振分配器120所提供的電流路 徑102與部分的共振路徑101相互並聯。藉此，流經第一延伸部113的電流將部分地分流到諧振分配器120。
在操作上，天線元件110可透過共振路徑101操作在第一頻段與第二頻段。亦即，天線元件110可透過共振路徑101而致使其操作頻率涵蓋第一頻段與第二頻段。此外，諧振分配器120會延遲電流路徑102上的電流，進而致使天線元件110的操作頻率不涵蓋在第一頻段與第二頻段之間的一間隔頻段。換言之，隨著諧振分配器120的設置，天線元件110將可跳過無須支援的間隔頻段，進而可將能量集中在第一頻段與第二頻段上。藉此，將可有效地增加天線元件110操作在第一頻段與第二頻段時的增益。
舉例來說，圖2為依據本發明一實施例之天線元件的增益圖。其中，圖2實施例是將天線元件110應用在3G Aux技術中。亦即，天線元件110可例如是第3代行動通訊中的輔助天線，並用以支援第3代行動通訊之全球定位系統的功能。在3G Aux的應用上，天線元件110必須可操作在第一頻段231(1565~1612MHz)與第二頻段232(1920~2170MHz)，且中間頻段240(1612~1920MHz)是天線元件110無須支援的頻段。
此外，在圖2實施例中，增益曲線210是用以表示天線元件110在沒有設置諧振分配器120時的增益，且增益曲線220是用以表示是天線元件110在設置諧振分配器120時的增益。如曲線210所示，在沒有設置諧振分配器120的情況下，天線元件110在無須支援的間隔頻段240上具有較佳的增益。此外，隨著諧 振分配器120的設置，天線元件110將可以跳過無須支援的間隔頻段240，且天線元件110在第一頻段231與第二頻段232下的增益也可相對地被提升，進而滿足無線通訊裝置100在應用上的需求。
圖3為依據本發明另一實施例之天線元件的增益圖。其中，圖3實施例是將天線元件110應用在長期演進技術(Long Term Evolution，簡稱LTE)的高頻頻段中。因此，天線元件110必須可操作在第一頻段331(1710~1785MHz)與第二頻段332(2110~2170MHz)，且中間頻段340(1785~2110MHz)是天線元件110無須支援的頻段。此外，增益曲線310與320分別用以表示天線元件110在沒有設置與有設置諧振分配器120時的增益。比對增益曲線310與320來看，可以得知，隨著諧振分配器120的設置，天線元件110將可以跳過無須支援的間隔頻段340，且天線元件110在第一頻段331與第二頻段332下的增益也可相對地被提升。
圖4為依據本發明又一實施例之天線元件的增益圖。其中，圖4實施例是將天線元件110應用在全球互通微波存取(WiMAX)技術的3G頻段與無線區域網路(WLAN)技術的2G頻段中。因此，天線元件110必須可操作在第一頻段431(2400~2500MHz)與第二頻段432(3500~3800MHz)，且中間頻段440(2500~3500MHz)是天線元件110無須支援的頻段。此外，增益曲線410與420分別用以表示天線元件110在沒有設置與有設置諧振分配器120下 的增益。比對增益曲線410與420來看，可以得知，隨著諧振分配器120的設置，天線元件110將可以跳過無須支援的間隔頻段440，且天線元件110在第一頻段431與第二頻段432下的增益也可相對地被提升。
請繼續參照圖1。天線元件110中的連接部112與第二延伸部114可形成另一共振路徑103。此外，天線元件110可透過共振路徑103操作在第三頻段。亦即，天線元件110更透過第二延伸部114與連接部112操作在第三頻段。此外，諧振分配器120包括電容元件C1，且電容元件C1與部分的第一延伸部113相互並聯。在圖1實施例中，利用第二延伸部114所形成之共振路徑103的長度大於共振路徑101的長度。因此，第三頻段的頻率低於第一頻段與第二頻段的頻率。
值得一提的是，在另一實施例中，利用第二延伸部114所形成之共振路徑103的長度也可例如是小於共振路徑101的長度。此時，第三頻段的頻率將高於第一頻段與第二頻段的頻率。此外，當天線元件110所操作之第三頻段的頻率低於第一頻段與第二頻段的頻率時，電容元件C1的電容值可如是介在0.1pF(picofarad)至3pF之間。此外，當天線元件110所操作之第三頻段的頻率高於第一頻段與第二頻段的頻率時，電容元件C1的電容值可如是介在3pF至8pF之間。
換言之，在實際應用上，電容元件C1的電容值反比於天線元件110之第二頻段的頻率。舉例來說，針對圖2至圖4實施 例而言，當天線元件110應用在3G Aux、WiMAX技術或是LTE的高頻頻段時，天線元件110所操作之第二頻段的頻率大於1.9GHz，且此時電容元件C1的電容值可如是介在0.1pF至3pF之間。相對地，當天線元件110所操作之第二頻段的頻率小於1.9GHz時，電容元件C1的電容值將相對地變大，例如：電容元件C1的電容值可如是介在3pF至8pF之間。
除此之外，雖然圖1實施例列舉了天線元件110的實施型態，但其並非用以限定本發明。舉例來說，本領域具有通常知識者可依設計所需，以單極天線(monopole antenna)、雙極天線(dipole antenna)或是迴圈天線(loop antenna)來實現天線元件110，並將諧振分配器120的電流路徑102並聯於單極天線、雙極天線或是迴路天線中的一共振路徑。藉此，隨著諧振分配器120的設置，單極天線、雙極天線或是迴路天線將可在所需支援的頻段上具有較佳的增益，進而滿足無線通訊裝置100在應用上的需求。
綜上所述，本發明的天線元件具有一共振路徑，且諧振分配器所提供的電流路徑與部分的共振路徑相互並聯。藉此，天線元件的操作頻率將可涵蓋第一頻段與第二頻段，且不涵蓋位在第一頻段與第二頻段之間的間隔頻段。如此一來，在實際應用上，天線元件的能量將可集中在所需支援的第一頻段與第二頻段上，並跳過無須支援的間隔頻段。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的 精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧無線通訊裝置
110‧‧‧天線元件
111‧‧‧接地部
112‧‧‧連接部
113‧‧‧第一延伸部
114‧‧‧第二延伸部
120‧‧‧諧振分配器
130‧‧‧接地面
101、103‧‧‧共振路徑
102‧‧‧電流路徑
FP1‧‧‧饋入點
C1‧‧‧電容元件

Claims (8)

  1. 一種無線通訊裝置，包括：一天線元件，具有一共振路徑，以致使該天線元件的操作頻率涵蓋一第一頻段與一第二頻段；以及一諧振分配器，電性連接該天線元件，並提供與部分的該共振路徑相互並聯的一電流路徑，其中該諧振分配器延遲在該電流路徑上的電流，以致使該天線元件的操作頻率不涵蓋在該第一頻段與該第二頻段之間的一間隔頻段。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的無線通訊裝置，其中該諧振分配器包括一電容元件。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的無線通訊裝置，其中該天線元件包括：一接地部，其第一端電性連接至一接地面；一連接部，其第一端具有一饋入點，且該連接部的第一端電性連接至該接地部的第二端；以及一第一延伸部，其第一端電性連接至該連接部的第二端，該第一延伸部的第二端為一開路端，其中該連接部與該第一延伸部用以形成該共振路徑，且該電容元件與部分的該第一延伸部相互並聯。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的無線通訊裝置，其中該天線元件更包括：一第二延伸部，其第一端電性連接至該連接部的第二端，且 該第二延伸部的第二端為一開路端，其中該天線元件更透過該第二延伸部與該連接部操作在一第三頻段。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的無線通訊裝置，其中當該第三頻段的頻率低於該第一頻段與該第二頻段的頻率時，該電容元件的電容值介在0.1pF至3pF之間。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的無線通訊裝置，其中當該第三頻段的頻率高於該第一頻段與該第二頻段的頻率時，該電容元件的電容值介在3pF至8pF之間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的無線通訊裝置，其中該電容元件的電容值反比於該第二頻段的頻率。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的無線通訊裝置，其中該天線元件為一平面倒F天線、一單極天線、一雙極天線或是一迴圈天線。
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