TW201715791A - 無線通訊裝置 - Google Patents
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Abstract
一種無線通訊裝置，包括第一天線、第二天線與調整電路。第一天線透過一共振模態接收或是發射電磁波。第二天線操作在至少一頻段，且在第一天線的共振模態下的至少一諧波位在至少一頻段內。調整電路電性連接第一天線。當第二天線操作在所述至少一頻段時，調整電路調整第一天線在共振模態下的操作頻率，或是調整第一天線在共振模態下的阻抗匹配。
Description
本發明是有關於一種無線通訊裝置，且特別是有關於一種包括兩個天線的無線通訊裝置。
隨著無線通訊技術的快速發展，無線通訊裝置可用的操作頻段不斷地增加，以藉此提升無線資源的應用。例如，第四代行動通訊所使用的操作頻段包括700MHz、699MHz~960MHz、2600MHz以及2500MHz~2690MHz。此外，隨著操作頻段的增加，無線通訊裝置也必須對應地設置多個天線，以藉此支援多個操作頻段。然而，無線通訊裝置的硬體空間有限。因此，如何在無線通訊裝置之有限的空間內設置多個天線，並兼顧天線之間的隔離度，已成為一項重要的課題。
本發明提供一種無線通訊裝置，利用調整電路調整第一天線在共振模態下的操作頻率，或是調整第一天線在共振模態下的阻抗匹配。藉此，將可增加第一天線與第二天線之間的隔離度，從而有助於增加無線通訊裝置的收訊品質。
本發明的無線通訊裝置，包括第一天線、第二天線與調整電路。第一天線透過一共振模態接收或是發射電磁波。第二天線操作在至少一頻段，其中在第一天線的共振模態下的至少一諧波位在至少一頻段內。調整電路電性連接第一天線。當第二天線操作在所述至少一頻段時，調整電路調整第一天線在共振模態下的操作頻率，或是調整第一天線在共振模態下的阻抗匹配。
在本發明的一實施例中，其中當上述之無線通訊裝置禁能第二天線時，調整電路將第一天線切換至第一模式，以致使第一天線透過共振模態接收或是發射電磁波。此外，當上述之無線通訊裝置致能第二天線時，調整電路將第一天線切換至第二模式，以調整第一天線在共振模態下的操作頻率，或是調整第一天線在共振模態下的阻抗匹配。
基於上述，本發明之無線通訊裝置在第二天線被致能時，利用調整電路調整第一天線在共振模態下的操作頻率，或是調整第一天線在共振模態下的阻抗匹配。藉此，將可增加第一天線與第二天線之間的隔離度，從而有助於增加無線通訊裝置的收訊品質。
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。
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包括第一天線111、第二天線112與調整電路120。其中，第一天線111具有一饋入端F11，且第一天線111的饋入端F11透過調整電路120電性連接至訊號源101。第二天線112的饋入端F12電性連接至訊號源102。
在一實施例中，第一天線111可操作在低頻頻段(例如，699MHz~960MHz)。此外，第二天線112可操作在至少一頻段，例如，第二天線112可操作在中頻頻段(例如，1710MHz~2170MHz)與高頻頻段(例如，2500MHz~2690MHz)。具體而言，第一天線111可透過一共振模態接收或是發射位在低頻頻段的電磁波。此外，第一天線111在所述共振模態下的二次諧波將位在第二天線112的中頻頻段內，且第一天線111在所述共振模態下的三次諧波將位在第二天線112的高頻頻段內。換言之，第一天線111之高次諧波的頻段會與第二天線112所操作的頻段相互重疊。
為了降低第一天線111與第二天線112之間的相互影響，當第二天線112操作在至少一頻段時，調整電路120可調整第一天線111在共振模態下的操作頻率，或是調整第一天線111在共振模態下的阻抗匹配。亦即，調整電路120可調整第一天線111在共振模態下的返射損失或是駐波比。藉此，將可調整第一天線之高次諧波的位置，進而有助於降低第一天線111對第二天線112的影響。例如，隨著第一天線111之共振模態的調整，將可避免第一天線111之高次諧波影響第二天線112所要接收的訊號進行接收，從而可以有效地提升第一天線111與第二天線112之間的隔離度。
更進一步來看，調整電路120包括切換單元130與多個諧振元件141~142。其中，切換單元130具有第一端至第四端P11~P14。切換單元130的第一端P11電性連接第一天線111的饋入端F11。切換單元130的第二端P12電性連接訊號源101。切換單元130的第三端P13電性連接諧振元件141。切換單元130的第四端P14電性連接訊號源101，並透過諧振元件142電性連接至接地端。此外，諧振元件141可由一電感L1所構成，且諧振元件142可由一電容C1所構成。
在操作上，無線通訊裝置100可禁能或是致能第二天線112。當第二天線112在致能狀態時，第二天線112將可操作在至少一頻段。舉例來說，訊號源102可提供饋入訊號至第二天線112的饋入端F12，進而致使第二天線112可接收或發射位在所述至少一頻段的電磁波。另一方面，當第二天線112在禁能狀態時，無線通訊裝置100將停止利用第二天線112接收或是發射電磁波。
就第一天線111而言，當無線通訊裝置100禁能第二天線112時，調整電路120會將第一天線111切換至第一模式。此外，在第一模式下，切換單元130的第一端P11與第二端P12電性相連，進而致使調整電路120可直接將第一天線111的饋入端F11導通至訊號源101。如此一來，當第一天線111位於第一模式時，第一天線111將可透過所述共振模態接收或是發射電磁波。
當無線通訊裝置100致能第二天線112時，亦即當第二天線112操作在至少一頻段時，調整電路120會將第一天線111切換至第二模式。此外，在第二模式下，切換單元130的第一端P11電性連接至其第三端P13或是第四端P14，進而致使第一天線111的饋入端F11電性連接所述多個諧振元件141~142之其一。如此一來，當第一天線111位於第二模式時，調整電路120中的諧振元件141或142將可用以調整第一天線111與訊號源101之間的阻抗匹配，進而可降低第一天線111之高次諧波的頻段影響第二天線112之操作頻段，並有助於提升第一天線111與第二天線112之間的隔離度。
舉例來說，圖2為依據本發明一實施例之第一天線的返射損失(S11)曲線圖，且圖3為依據本發明一實施例之第一天線與第二天線之間的隔離度(S21)曲線圖。其中，圖2中的曲線210~230分別用以表示，當切換單元130的第一端P11依序切換至其第二端至第四端P12~P14時，第一天線111的返射損失。此外，圖3中的曲線310~330分別用以表示，當切換單元130的第一端P11依序切換至其第二端至第四端P12~P14時，第一天線111與被致能的第二天線112之間的隔離度係數。
如圖2中的曲線210所示，當第一天線111維持在第一模式時，第一天線111在低頻頻段(例如，699MHz~960MHz)產生共振模態，因此第一天線111可透過所述共振模態接收或是發射電磁波。如圖2中的曲線220與230所示，當第一天線111維持在第二模式時，第一天線111的共振模態的阻抗匹配變差，因此可降低第一天線之高次諧波對第二天線112操作頻段的影響。
再者，如圖3中的曲線310所示，倘若第二天線112被致能，且第一天線111維持在第一模式時，第一天線111與第二天線112之間的隔離度將非常的差。如圖3中的曲線320與330所示，倘若第二天線112被致能，且第一天線111維持在第二模式時，第一天線111與第二天線112之間的隔離度將可大幅地改善，進而可大幅地改善第二天線112的輻射效率。
舉例來說，圖4為依據本發明一實施例之第二天線的輻射效率曲線圖。其中，曲線410與420分別用以表示，當第一天線111分別切換至第一模式與第二模式時，被致能之第二天線112的輻射效率。就曲線410與420來看，可以發現，當第二天線112被致能時，切換至第二模式的第一天線111將可大幅地提升第二天線112的輻射效率。
值得一提的是，本領域具有通常知識者可依設計所需，以平面倒F天線(Planar Inverted F Antenna，簡稱PIFA）、單極天線(monopole antenna)、偶極天線(dipole antenna)或是環形天線(loop antenna)來實現第一天線111。舉例來說，圖5為依據本發明一實施例之用以說明第一天線與調整電路的示意圖。如圖5所示，圖1中的第一天線111為一平面倒F天線，且所述平面倒F天線包括輻射部501、饋入部502與短路部503。此外，饋入部502可用以構成第一天線111的饋入端F11，且饋入部502透過調整電路120電性連接至訊號源101。
值得注意的是，雖然圖1與圖5實施例列舉了調整電路的設置位置，但其並非用以限定本發明。例如，在另一實施例中，調整電路120也可設置在第一天線111的短路端。藉此，當第二天線112操作在至少一頻段時，調整電路120將可調整第一天線111在共振模態下的操作頻率。如此一來，第一天線111之高次諧波的頻段與第二天線112的操作頻段將可互不重疊，從而可以有效地提升第一天線111與第二天線112之間的隔離度。
舉例來說，圖6為依據本發明另一實施例之用以說明第一天線與調整電路的示意圖。如圖6所示，第一天線611為一平面倒F天線，且所述平面倒F天線包括輻射部601、饋入部602與短路部603。此外，饋入部602可用以構成第一天線611的饋入端，且短路部603可用以構成第一天線611的短路端。再者，第一天線611的饋入部602(亦即，饋入端)電性連接至訊號源610，且第一天線611的短路部603(亦即，短路端)透過調整電路620電性連接至接地端。
更進一步來看，調整電路620包括切換單元630與多個諧振元件641~642。其中，切換單元630具有第一端至第四端P61~P64。切換單元630的第一端P61電性連接第一天線611的短路部603(亦即，短路端)。切換單元630的第二端P62電性連接至接地端。諧振元件641電性連接在切換單元630的第三端P63與接地端之間。諧振元件642電性連接在切換單元630的第四端P64與接地端之間。此外，諧振元件641可由一電感L6所構成，且諧振元件642可由一電容C6所構成。
在操作上，當無線通訊裝置100禁能第二天線112時，調整電路620會將第一天線611切換至第一模式。此外，在第一模式下，切換單元630的第一端P61與第二端P62電性相連，進而致使調整電路620可直接將第一天線611的短路部603(亦即，短路端)導通至接地端。如此一來，當第一天線611位於第一模式時，第一天線611將可透過一共振模態接收或是發射在低頻頻段(例如，699MHz~960MHz)的電磁波。
當無線通訊裝置100致能第二天線112時，亦即當第二天線612操作在至少一頻段(例如，1710MHz~2170MHz與2500MHz~2690MHz)時，調整電路620會將第一天線611切換至第二模式。此外，在第二模式下，切換單元630的第一端P61電性連接至其第三端P63或是第四端P64，進而致使第一天線611的短路部603(亦即，短路端)透過所述多個諧振元件641~642之其一電性連接至接地端。如此一來，當第一天線611位於第二模式時，調整電路620中的諧振元件641或642將可用以調整第一天線611在共振模態下的操作頻率，從而可以有效地提升第一天線611與第二天線112之間的隔離度。
舉例來說，圖7為依據本發明另一實施例之第一天線的返射損失曲線圖，且圖8為依據本發明另一實施例之第一天線與第二天線之間的隔離度曲線圖。其中，圖7中的曲線710~730分別用以表示，當切換單元630的第一端P61依序切換至其第二端至第四端P62~P64時，第一天線611的返射損失。此外，圖8的曲線810~830是分別用以表示，當切換單元630的第一端P61依序切換至其第二端至第四端P62~P64時，第一天線611與被致能的第二天線112之間的隔離度曲線圖。
如圖7中的曲線710~730所示，當第一天線611從第一模式切換至第二模式時，第一天線611在共振模態下的操作頻率將會往高頻偏移，進而致使第一天線111之高次諧波的頻段與第二天線112所操作的頻段互不重疊。此外，如圖8中的曲線810所示，倘若第二天線112被致能(例如，第二天線112操作在1710MHz~2170MHz與2500MHz~2690MHz)，且第一天線611維持在第一模式時，第一天線611與第二天線112之間的隔離度將非常的差。再者，如圖8中的曲線820與830所示，倘若第二天線112被致能，且第一天線611維持在第二模式時，第一天線611與第二天線112之間的隔離度將可大幅地改善，進而可大幅地改善第二天線112的輻射效率。
值得一提的是，雖然上述各實施例例舉了第一天線與第二天線的操作頻段，但其並非用以限定本發明。舉例來說，在另一實施例中，第一天線111或611可透過一共振模態接收或是發射位在低頻頻段(例如，699MHz~960MHz)與中頻頻段(例如，1710MHz~2170MHz)的電磁波。亦即，第一天線111或611可透過所述共振模態操作在低頻頻段與中頻頻段。此外，第二天線112可操作在高頻頻段(例如，2500MHz~2690MHz)。此時，第一天線111或611在所述共振模態下的二次諧波將位在第二天線112的高頻頻段內。此外，如圖1所示的，可在第一天線111的饋入端F11設置調整電路120。或是，如圖6所示的，可在第一天線611的接地端設置調整電路620。藉此，將可透過調整電路降低第一天線與第二天線之間的相互影響，從而有助於提升兩天線之間的隔離度。
綜上所述，本發明之無線通訊裝置包括第一天線與第二天線，且第一天線在一共振模態下之高次諧波的頻段與第二天線所操作的頻段相互重疊。此外，當第二天線操作在至少一頻段時，調整電路調整第一天線在所述共振模態下的返射損失，以降低第一天線所能接收到或是發射出之電磁波的能量。或是，當第二天線操作在所述至少一頻段時，調整電路調整第一天線在共振模態下的操作頻率，以致使第一天線之高次諧波的頻段與第二天線所操作的頻段互不重疊。藉此，將可增加第一天線與第二天線之間的隔離度，從而有助於增加無線通訊裝置的收訊品質。
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
111、611‧‧‧第一天線
112‧‧‧第二天線
120、620‧‧‧調整電路
130、630‧‧‧切換單元
P11、P61‧‧‧切換單元的第一端
P12、P62‧‧‧切換單元的第二端
P13、P63‧‧‧切換單元的第三端
P14、P64‧‧‧切換單元的第四端
141~142、641~642‧‧‧諧振元件
F11、F12‧‧‧饋入端
101、102、610‧‧‧訊號源
L1、L6‧‧‧電感
C1、C6‧‧‧電容
210~230、310~330、410、420、710~730、810~830‧‧‧曲線
501、601‧‧‧輻射部
502、602‧‧‧饋入部
503、603‧‧‧短路部
111、611‧‧‧第一天線
112‧‧‧第二天線
120、620‧‧‧調整電路
130、630‧‧‧切換單元
P11、P61‧‧‧切換單元的第一端
P12、P62‧‧‧切換單元的第二端
P13、P63‧‧‧切換單元的第三端
P14、P64‧‧‧切換單元的第四端
141~142、641~642‧‧‧諧振元件
F11、F12‧‧‧饋入端
101、102、610‧‧‧訊號源
L1、L6‧‧‧電感
C1、C6‧‧‧電容
210~230、310~330、410、420、710~730、810~830‧‧‧曲線
501、601‧‧‧輻射部
502、602‧‧‧饋入部
503、603‧‧‧短路部
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第一天線的返射損失曲線圖。 圖3為依據本發明一實施例之第一天線與第二天線之間的隔離度曲線圖。 圖4為依據本發明一實施例之第二天線的輻射效率曲線圖。 圖5為依據本發明一實施例之用以說明第一天線與調整電路的示意圖。 圖6為依據本發明另一實施例之用以說明第一天線與調整電路的示意圖。 圖7為依據本發明另一實施例之第一天線的返射損失曲線圖。 圖8為依據本發明另一實施例之第一天線與第二天線之間的隔離度曲線圖。
100‧‧‧無線通訊裝置
111‧‧‧第一天線
112‧‧‧第二天線
120‧‧‧調整電路
130‧‧‧切換單元
P11‧‧‧切換單元的第一端
P12‧‧‧切換單元的第二端
P13‧‧‧切換單元的第三端
P14‧‧‧切換單元的第四端
141~142‧‧‧諧振元件
F11、F12‧‧‧饋入端
101、102‧‧‧訊號源
L1‧‧‧電感
C1‧‧‧電容
Claims (10)
- 一種無線通訊裝置，包括： 一第一天線，透過一共振模態接收或是發射一電磁波； 一第二天線，操作在至少一頻段，其中在該第一天線的該共振模態下的至少一諧波位在該至少一頻段內；以及 一調整電路，電性連接該第一天線， 其中，當該第二天線操作在該至少一頻段時，該調整電路調整該第一天線在該共振模態下的操作頻率或是調整該第一天線在該共振模態的阻抗匹配。
- 如申請專利範圍第1項所述的無線通訊裝置，其中當該無線通訊裝置禁能該第二天線時，該調整電路將該第一天線切換至一第一模式，以致使該第一天線透過該共振模態接收或是發射該電磁波，且當該無線通訊裝置致能該第二天線時，該調整電路將該第一天線切換至一第二模式，以調整該第一天線在該共振模態下的操作頻率或是調整該第一天線在該共振模態下的阻抗匹配。
- 如申請專利範圍第2項所述的無線通訊裝置，其中該第一天線具有一饋入端，當該第一天線位於該第一模式時，該調整電路直接將該第一天線的該饋入端導通至一訊號源，且當該第一天線位於該第二模式時，該第一天線的該饋入端電性連接該調整電路中的多個諧振元件之其一。
- 如申請專利範圍第3項所述的無線通訊裝置，其中該些諧振元件包括一電感與一電容，且該調整電路更包括： 一切換單元，具有電性連接該饋入端的一第一端、電性連接該訊號源的一第二端、電性連接該電感的一第三端以及電性連接該電容的一第四端， 其中，當該第一天線位於該第一模式時，該切換單元的該第一端與該第二端電性相連，當該第一天線位於該第二模式時，該切換單元的該第一端電性連接至該第三端或是該第四端。
- 如申請專利範圍第4項所述的無線通訊裝置，其中該電感電性連接在該切換單元的該第三端與該訊號源之間，且該切換單元的該第四端電性連接該訊號源，並透過該電容電性連接至一接地端。
- 如申請專利範圍第2項所述的無線通訊裝置，其中該第一天線具有一饋入端以及一短路端，當該第一天線位於該第一模式時，該調整電路直接將該第一天線的該短路端導通至一接地端，當該第一天線位於該第二模式時，該第一天線的該短路端透過該調整電路中的多個諧振元件之其一電性連接至該接地端。
- 如申請專利範圍第6項所述的無線通訊裝置，其中該些諧振元件包括一電感與一電容，且該調整電路更包括： 一切換單元，具有電性連接該短路端的一第一端、電性連接該接地端的一第二端、一第三端以及一第四端，該電感電性連接在該切換單元的該第三端與該接地端之間，該電容電性連接在該切換單元的該第四端與該接地端之間， 其中，當該第一天線位於該第一模式時，該切換單元的該第一端與該第二端電性相連，當該第一天線位於該第二模式時，該切換單元的該第一端電性連接至該第三端或是該第四端。
- 如申請專利範圍第1項所述的無線通訊裝置，其中該第一天線透過該共振模態操作在一低頻頻段，該第二天線的該至少一頻段包括一中頻頻段與一高頻頻段，且該至少一諧波中的二次諧波與三次諧波分別位在該中頻頻段與該高頻頻段內。
- 如申請專利範圍第1項所述的無線通訊裝置，其中該第一天線透過該共振模態操作在一低頻頻段與一中頻頻段，該第二天線的該至少一頻段包括一高頻頻段，且該至少一諧波中的二次諧波位在該高頻頻段內。
- 如申請專利範圍第1項所述的無線通訊裝置，其中該第一天線為一平面倒F天線、一單極天線、一偶極天線或是一環形天線。
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| TW104135201A TWI583059B (zh) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | 無線通訊裝置 |
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