TW201530911A - 天線結構及應用該天線結構之無線通訊裝置 - Google Patents
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Abstract
一種天線結構及應用該天線結構之無線通訊裝置，該天線結構包括金屬件、輻射部、耦合部及連接部，所述耦合部與該輻射部相對設置，所述輻射部用於饋入電流，並將電流耦合至所述耦合部，該連接部之一端連接至該耦合部，另一端連接至該金屬件，該金屬件接地。
Description
本發明涉及一種天線結構及應用該天線結構之無線通訊裝置。
隨著無線通訊產品之發展，各產品設計朝向輕薄趨勢發展，消費者對於產品外觀之要求亦愈來愈高。由於金屬機殼於外觀、機構強度、散熱效果等具有優勢，使得具有金屬機殼之通訊產品得到較快發展。然而，金屬機殼之加入給天線之設計帶來困難與挑戰，由於金屬機殼之屏蔽效應，會大大影響天線收發訊號之效率。
有鑒於此，有必要提供一種結構簡單之多頻天線結構。
另，有必要提供一種應用該天線結構之無線通訊裝置。
一種天線結構，包括金屬件、輻射部、耦合部及連接部，所述耦合部與該輻射部相對設置，所述輻射部用於饋入電流，並將電流耦合至所述耦合部，該連接部之一端連接至該耦合部，另一端連接至該金屬件，該金屬件接地。
一種無線通訊裝置，包括上述項所述之天線結構。
上述無線通訊裝置藉由將金屬件作為天線結構之一部分，並藉由第二輻射段將電流耦合至耦合部，從而使得該天線結構具有較寬之頻寬。另外，該無線通訊裝置將金屬件整合為天線結構之主體部分，避免了無線通訊裝置之金屬殼體對天線輻射效率之影響，提高了無線通訊裝置收發訊號之效率。
100‧‧‧無線通訊裝置
10‧‧‧電路板
12‧‧‧淨空區
14‧‧‧饋入點
30‧‧‧殼體
31‧‧‧連接點
50‧‧‧天線結構
51‧‧‧金屬件
511‧‧‧第一邊框
513‧‧‧第二邊框
515‧‧‧第三邊框
53‧‧‧輻射部
531‧‧‧饋入段
533‧‧‧第一輻射段
535‧‧‧第二輻射段
537‧‧‧第三輻射段
55‧‧‧耦合部
551‧‧‧溝槽
57‧‧‧連接部
圖1為本發明較佳實施例之無線通訊裝置之立體圖。
圖2為圖1所示無線通訊裝置中天線結構之回波損耗示意圖。
圖3為圖1所示無線通訊裝置中天線結構之輻射效率圖。
請參閱圖1，本發明較佳實施方式提供一種天線結構50，其應用於行動電話、個人數位助理等無線通訊裝置100中，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線訊號。
該無線通訊裝置100還包括電路板10及殼體30。該電路板10上設置有淨空區12及饋入點14。於本實施方式中，該淨空區12形成於電路板10之一端。該淨空區12是指基板10上無導體存於之區域，用以防止外於環境中之電子元件如電池、振動器、喇叭、電荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)等對天線結構50產生干擾，造成其工作頻率偏移或輻射效率變低。該饋入點14用於向該天線結構50饋入電流。該殼體30罩設於該電路板10之外側，其內壁上設置有複數連接點31。該複數連接點31均與該電路板10上之接地點(圖未示)電性連接。
該天線結構50包括金屬件51、輻射部53、耦合部55及連接部57。該金屬件51為無線通訊裝置100之外觀件，如金屬邊框。於本實施例中，該金屬件51包括第一邊框511、第二邊框513及第三邊框515。該第一邊框511與該殼體30相對設置。該第二邊框513與第三邊框515設置於該第一邊框511與殼體30之間。該第二邊框513與第三邊框515相對且相互平行設置，且分別連接至該第一邊框511之兩端，以與該第一邊框511共同形成一“U”型框體結構。於本實施例中，該第二邊框513及第三邊框515中遠離第一邊框511之端部均與該殼體30相隔一定間距設置。另外，該第二邊框513與第三邊框515分別藉由饋線、探針、彈片等方式連接至該殼體30，並藉由該殼體30上之連接點31連接至該電路板10上之接地點，進而為該金屬件51提供接地。
該輻射部53、耦合部55及連接部57均設置於該金屬件51圍成之“U”型框體內。該輻射部53為一單極天線，其包括饋入段531、第一輻射段533、第二輻射段535及第三輻射段537。該饋入段531為直條
狀片體，其佈設於與該電路板10相垂直之平面內，且與該電路板10上之饋入點14電性連接，用於為該輻射部53饋入電流。該第一輻射段533、第二輻射段535及第三輻射段537設置於同一平面內，且其所在平面與該電路板10所在平面相互平行。該第一輻射段533、第二輻射段535及第三輻射段537共同構成一“U”型結構，其中，該第一輻射段533大致呈直條狀片體，其垂直連接至該饋入段511遠離饋入點14之端部。該第二輻射段535之一端垂直連接至該第一輻射段513遠離該饋入段511之末端，另一端垂直連接至該第三輻射段537。於本實施例中，該第一輻射段533與第三輻射段537均與該第一邊框511平行設置，該第二輻射段535則與該第二邊框513及第三邊框515平行設置。另外，上述輻射部53作為該天線結構50之第一天線，用以激發一第一工作模態，從而收發高頻段訊號。
該耦合部55為矩形片狀體，其整體寬度與該第二輻射段535之長度相當。該耦合部55位於該第二輻射段535遠離該第一輻射段533之一側，且與該第二輻射段535間隔設置，進而使得該耦合部55與該第二輻射段535之間形成一溝槽551。於本實施例中，該溝槽535之寬度為0.5mm。
該連接部57大致呈直條狀，其一端連接至該耦合部55，另一端直接連接至該第一邊框511或藉由饋線、探針、彈片等方式連接至該第一邊框511。上述耦合部55、連接部57及金屬件51共同作為該天線結構50之第二天線，用以激發一第二工作模態，從而收發低頻段訊號。
下面進一步說明該天線結構50之工作原理：首先，電流從饋入點14饋入，由於該第二輻射段535與該耦合部55之距離符合設定要求。因此，一部分電流將流經該輻射部53，進而形成一第一電流路徑，以激發出一高頻模態。另外一部分電流則耦合至耦合部55上，並藉由連接部57、金屬件51及連接點31接地，進而形成第二電流路徑，以激發出一低頻模態。於本實施例中，該低頻模態之中心頻率約為1575MHz。該高頻模態之頻寬約為2400-2484MHz。
圖2為該天線結構50之回波損耗示意圖。顯然，該天線結構50於1575MHz及2400-2484MHz均可滿足天線設計要求。圖3為天線結構50之輻射效率示意圖。顯然，該天線結構50於1575MHz時，其輻射
效率大致為61.3%；於2400-2484MHz時，其輻射效率為65%-75%，符合天線設計要求。
可理解，於本發明其他實施方式中，該饋入點14還可藉由一濾波器連接至該輻射部53，進而防止該第一天線與第二天線相互干擾。
可理解，於本發明其他實施方式中，該金屬件51還可直接與該殼體30電性連接，即該第二邊框513及第三邊框515與該殼體30之間未設置任何間隙。
顯然，本發明之無線通訊裝置100藉由將金屬件51作為天線結構50之一部分，並藉由第二輻射段535將電流耦合至耦合部55，從而使得該天線結構50具有較寬之頻寬。另外，該無線通訊裝置100將金屬件51整合為天線結構50之主體部分，避免了無線通訊裝置100之金屬殼體對天線輻射效率之影響，提高了無線通訊裝置100收發訊號之效率。
100‧‧‧無線通訊裝置
10‧‧‧電路板
12‧‧‧淨空區
14‧‧‧饋入點
30‧‧‧殼體
31‧‧‧連接點
50‧‧‧天線結構
51‧‧‧金屬件
511‧‧‧第一邊框
513‧‧‧第二邊框
515‧‧‧第三邊框
53‧‧‧輻射部
531‧‧‧饋入段
533‧‧‧第一輻射段
535‧‧‧第二輻射段
537‧‧‧第三輻射段
55‧‧‧耦合部
551‧‧‧溝槽
57‧‧‧連接部
Claims (10)
- 一種天線結構，其改良在於：該天線結構包括金屬件、輻射部、耦合部及連接部，所述耦合部與該輻射部相對設置，所述輻射部用於饋入電流，並將電流耦合至所述耦合部，該連接部之一端連接至該耦合部，另一端連接至該金屬件，該金屬件接地。
- 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該輻射部為一單極天線。
- 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該金屬件包括第一邊框、第二邊框及第三邊框，該第二邊框與第三邊框相對且相互平行設置，且分別連接至該第一邊框之兩端，以與該第一邊框共同形成一“U”型框體結構，所述輻射部、耦合部及連接部均設置於所述“U”型框體結構內。
- 如申請專利範圍第3項所述之天線結構，其中該輻射部包括饋入段、第一輻射段、第二輻射段及第三輻射段，該饋入段用於為該輻射部饋入電流，該第一輻射段、第二輻射段及第三輻射段共同構成一“U”型結構，該第一輻射段垂直連接至該饋入段之端部，該第二輻射段之一端垂直連接至該第一輻射段遠離該饋入段之末端，另一端垂直連接至該第三輻射段。
- 如申請專利範圍第4項所述之天線結構，其中該第一輻射段、第二輻射段及第三輻射段設置於同一平面內，且其所在平面與該饋入段所在平面相互垂直，該第一輻射段與第三輻射段均與該第一邊框平行設置，該第二輻射段與該第二邊框及第三邊框平行設置。
- 如申請專利範圍第4項所述之天線結構，其中該耦合部位於該第二輻射段遠離該第一輻射段之一側，且與該第二輻射段間隔設置，進而使得該耦合部與該第二輻射段之間形成一溝槽。
- 如申請專利範圍第6項所述之天線結構，其中當電流從所述饋入段饋入後，一部分電流流過該輻射部，該輻射部構成該天線結構之第一天線，以收發高頻段訊號；另外一部分電流耦合至耦合部，並藉由該耦合部、連接部及金屬件接地，所述耦合部、連接部及金屬件構成該天線結構之第二天線，以收發低頻段訊號。
- 一種無線通訊裝置，包括如申請專利範圍第1-7中任一項所述之天線結構。
- 如申請專利範圍第8項所述之無線通訊裝置，其中所述無線通訊裝置進一步包括殼體，該殼體上設置有連接點，該金屬件連接至該殼體，並藉由該殼體上之連接點接地。
- 如申請專利範圍第9項所述之無線通訊裝置，其中所述無線通訊裝置進一步包括電路板，所述電路板包括饋入點及濾波器，所述饋入點藉由所述濾波器連接至該輻射部。
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