TW201806235A - 天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置 - Google Patents

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Abstract

一種天線結構包括金屬件、第一饋入部及第二接地部，金屬件包括金屬前框及金屬邊框，金屬邊框的頂部開設開槽，金屬前框上開設第二斷點及第三斷點，第二斷點及第三斷點與開槽連通並延伸至隔斷所述金屬前框，位於第二斷點與第三斷點之間的金屬前框形成第一輻射段，第一饋入部饋入電流至第一輻射段並沿第一饋入部的兩端流向以分別激發第一頻段與第二頻段的輻射訊號，電流沿第一輻射段流向第二接地部以激發第三頻段的輻射訊號，第一頻段的頻率高於第三頻段，第三頻段的頻率高於第二頻段。還提供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進步，無線通訊裝置不斷朝向輕薄趨勢發展，消費者對於產品外觀的要求也越來越高。由於金屬殼體在外觀、機構強度、散熱效果等方面具有優勢，因此越來越多的廠商設計出具有金屬殼體，例如金屬背板的無線通訊裝置來滿足消費者的需求。但是，金屬殼體容易干擾遮蔽設置在其內的天線所輻射的訊號，不容易達到寬頻設計，導致內置天線的輻射性能不佳。再者，所述金屬背板上通常還設置有開槽及斷點，如此將影響金屬背板的完整性和美觀性。
有鑑於此，有必要提供一種天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置。
一種天線結構，包括金屬件、第一饋入部、第一接地部及第二接地部，所述金屬件包括金屬前框、金屬背板以及金屬邊框，所述金屬邊框夾設於所述金屬前框與所述金屬背板之間，所述金屬邊框至少包括底部、第一側部以及第二側部，所述第一側部與所述第二側部分別連接所述底部的兩端，所述金屬邊框上開設有開槽，所述開槽至少佈設於所述底部上，所述金屬前框上開設第一斷點及第二斷點，所述第一斷點及第二斷點分別位於所述開槽的兩個末端，所述第一斷點及第二斷點與所述開槽連通並延伸至隔斷所述金屬前框，位於第一斷點與第二斷點之間的金屬前框形成輻射段，所述天線結構還包括一延伸段，所述延伸段設置於所述金屬前框、金屬邊框以及金屬背板共同圍成的容置空間之內，所述延伸段連接至所述輻射段靠近第二斷點的一端，所述第一饋入部電連接至所述輻射段，且第一饋入部位於所述第一接地部與第二接地部之間，電流自所述第一饋入部饋入至所述輻射段並分別流向所述輻射段的兩端以分別激發第一頻段與第二頻段的輻射訊號，電流還沿輻射段流向延伸段以激發第三頻段的輻射訊號，所述第一頻段的頻率高於第二頻段的頻率，第三頻段的頻率高於第一頻段的頻率。
一種無線通訊裝置，包括天線結構，天線結構包括金屬件、第一饋入部、第一接地部及第二接地部，所述金屬件包括金屬前框、金屬背板以及金屬邊框，所述金屬邊框夾設於所述金屬前框與所述金屬背板之間，所述金屬邊框至少包括底部、第一側部以及第二側部，所述第一側部與所述第二側部分別連接所述底部的兩端，所述金屬邊框上開設有開槽，所述開槽至少佈設於所述底部上，所述金屬前框上開設第一斷點及第二斷點，所述第一斷點及第二斷點分別位於所述開槽的兩個末端，所述第一斷點及第二斷點與所述開槽連通並延伸至隔斷所述金屬前框，位於第一斷點與第二斷點之間的金屬前框形成輻射段，所述天線結構還包括一延伸段，所述延伸段設置於所述金屬前框、金屬邊框以及金屬背板共同圍成的容置空間之內，所述延伸段連接至所述輻射段靠近第二斷點的一端，所述第一饋入部電連接至所述輻射段，且第一饋入部位於所述第一接地部與第二接地部之間，電流自所述第一饋入部饋入至所述輻射段並分別流向所述輻射段的兩端以分別激發第一頻段與第二頻段的輻射訊號，電流還沿輻射段流向延伸段以激發第三頻段的輻射訊號，所述第一頻段的頻率高於第二頻段的頻率，第三頻段的頻率高於第一頻段的頻率。
所述天線結構通過設置所述金屬件，且所述金屬件上的開槽及斷點均設置於所述金屬前框及金屬邊框上，並未設置於所述金屬背板上，使得所述金屬背板構成全金屬結構，即所述金屬背板上並沒有絕緣的開槽、斷線或斷點，使得所述金屬背板可避免由於開槽、斷線或斷點的設置而影響金屬背板的完整性和美觀性。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
需要說明的是，當一個元件被稱為“電連接”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“電連接”另一個元件，它可以是接觸連接，例如，可以是導線連接的方式，也可以是非接觸式連接，例如，可以是非接觸式耦合的方式。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語“及／或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
下面結合附圖，對本發明的一些實施方式作詳細說明。在不衝突的情況下，下述的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
實施例1
請參閱圖1，本發明第一較佳實施方式提供一種天線結構100，其可應用於行動電話、個人數位助理等無線通訊裝置200中，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線訊號。
請一併參閱圖2及圖3，所述天線結構100包括金屬件11、第一饋入部12、第二饋入部13、第三饋入部14、第一輻射體15、第二輻射體16、第四饋入部17、第三輻射體18、第五饋入部19及第一切換電路20（參圖4）。
所述金屬件11可以為所述無線通訊裝置200的外殼。所述金屬件11包括金屬前框111、金屬背板112及金屬邊框113。所述金屬前框111、金屬背板112及金屬邊框113可以是一體成型的。所述金屬前框111、金屬背板112以及金屬邊框113構成所述無線通訊裝置200的外殼。所述金屬前框111上設置有一開口（圖未標），用於容置所述無線通訊裝置200的顯示單元201。可以理解，所述顯示單元201具有一顯示平面，該顯示平面裸露於該開口，且該顯示平面與所述金屬背板112大致平行設置。
所述金屬背板112與所述金屬前框111相對設置。所述金屬背板112與金屬邊框113直接連接。所述金屬背板112與金屬邊框113之間沒有空隙。所述金屬背板112為一體成型的單一金屬片。所述金屬背板112為顯露後置雙鏡頭202與受話器203等元件而設置開孔204、205。所述金屬背板112其上並沒有設置任何用於分割所述金屬背板112的絕緣的開槽、斷線或斷點（請參圖2）。所述金屬背板112可作為所述天線結構100的地。
所述金屬邊框113夾設於所述金屬前框111與所述金屬背板112之間，且分別環繞所述金屬前框111及所述金屬背板112的周緣設置，以與所述顯示單元201、所述金屬前框111以及金屬背板112共同圍成一容置空間114。所述容置空間114用以容置所述無線通訊裝置200的電路板210、處理單元等電子元件或電路模組於其內。本實施例中，所述電子元件至少包括所述後置雙鏡頭202、所述受話器203及前置鏡頭207，所述後置雙鏡頭202、所述受話器203及前置鏡頭207並排且間隔設置於所述無線通訊裝置200的電路板210。
所述金屬邊框113至少包括頂部115、第一側部116以及第二側部117。所述頂部115連接所述金屬前框111與所述金屬背板112。所述第一側部116與所述第二側部117相對設置，兩者分別設置於所述頂部115的兩端，優選垂直設置於所述頂部115的兩端。所述第一側部116與所述第二側部117亦連接所述金屬前框111與所述金屬背板112。所述金屬邊框113上還開設有開槽118。在本實施例中，所述開槽118佈設於所述頂部115上，且分別延伸至所述第一側部116及第二側部117。可以理解，在其他實施例中，所述開槽118也可僅設置於所述頂部115，而未延伸至所述第一側部116及第二側部117中的任何一個，或者所述開槽118設置於所述頂部115，且僅沿延伸至所述第一側部116及第二側部117中的其中之一。
所述金屬前框111的頂邊間隔開設有第一斷點1112及第二斷點1114，兩側邊靠近該頂邊分別開設有一第三斷點1116及一第四斷點1118。所述第三斷點1116及第四斷點1118分別位於所述開槽118的相對兩個末端。所述斷點1112、1114、1116、1118與所述開槽118連通，並延伸至隔斷所述金屬前框111。所述四個斷點自金屬前框111劃分出三部分，這三部分至少包括第一輻射段22、第二輻射段24及第三輻射段26。在本實施例中，所述第一斷點1112及第二斷點1114分別設置於金屬前框111的頂邊的相對兩端靠近拐角處，第一輻射段22位於第一斷點1112與第二斷點1114之間；所述第二輻射段24位於第一斷點1112與第三斷點1116之間，第二輻射段24由金屬前框111的頂邊延伸至側邊，且延伸經過該金屬前框111的一圓弧形拐角；所述第三輻射段26位於第二斷點1114與第四斷點1118之間，第三輻射段26由金屬前框111的頂邊延伸至另一側邊，且延伸經過該金屬前框111的另一圓弧形拐角。另外，所述開槽118及所述斷點1112、1114、1116、1118內均填充有絕緣材料（例如塑膠、橡膠、玻璃、木材、陶瓷等，但不以此為限），進而區隔所述第一輻射段22、第二輻射段24、第三輻射段26與所述金屬件11的其餘部分。
可以理解，所述金屬前框111上半部除了所述斷點以外沒有再設置其他絕緣的開槽、斷線或斷點，因此所述金屬前框111的上半部就只有四個斷點1112、1114、1116、1118，沒有其他斷點。
所述第一饋入部12可通過匹配電路（圖未示）電連接至所述第一輻射段22較為靠近第一斷點1112的一端，從而第一饋入部12為所述第一輻射段22饋入電流。本實施例中，從第一饋入部12饋入電流後，所述電流在第一輻射段22分別向該第一斷點1112和第二斷點1114傳送，從而使得第一輻射段22以該第一饋入部12為分隔點分為相向該第一斷點1112的金屬短臂A1及相向該第二斷點1114的金屬長臂A2。在本實施例中，所述第一饋入部12接入的位置並非對應到第一輻射段22的中間，因此所述金屬長臂A2的長度大於金屬短臂A1的長度。所述金屬短臂A1激發一第一模態以產生第一頻段的輻射訊號，所述金屬長臂A2激發一第二模態以產生第二頻段的輻射訊號。本實施例中，所述第一模態為LTE-A中頻模態，所述第一頻段為1805-2170MHz頻段；所述第二模態為LTE-A低頻模態，所述第二頻段為703-960 MHz頻段。所述LTE-A為進階長期演進技術（Long Term Evolution Advanced）的簡寫。
該第一輻射段22還連接至一第一接地部27及一第二接地部28。所述第一接地部27與第二接地部28分別位於該第一饋入部12的兩側。所述第一接地部27與第二接地部28均大致呈L型金屬臂。
所述第一輻射體15大致呈L型，其一個臂部平行並間隔於所述第一接地部27並連接至一第三接地部152，另一個臂部平行並間隔於所述第一輻射段22。所述第一輻射體15從該第一輻射段22耦合以諧振出所述第一頻段。本實施例中，所述第一輻射段22、第一饋入部12、第一接地部27、第二接地部28、第一輻射體15及第三接地部152組成第一分集天線，所述第一分集天線共振出所述LTE-A低頻模態及LTE-A中頻模態的輻射訊號。
所述第二饋入部13大致呈L形金屬臂，第二饋入部13的一端連接至所述第二輻射段24靠近第三斷點1116的一端。所述第二輻射段24從第二饋入部13饋入電流，激發一第三模態以產生第三頻段的輻射訊號。本實施例中，所述第三模態為GPS模態，所述第三頻段為1575MHz的頻段。本實施例中，所述第二輻射段24及第二饋入部13組成GPS天線，所述GPS天線共振出所述涵蓋GPS頻段的輻射訊號。
所述第三饋入部14大致呈L形金屬臂，第三饋入部14的一端連接至所述第三輻射段26靠近第四斷點1118的一端。所述第三輻射段26從第三饋入部14饋入電流，激發一第四模態以產生第四頻段的輻射訊號。本實施例中，所述第四模態為WiFi 2.4G模態，所述第四頻段為2400-2484MHz頻段。本實施例中，所述第三輻射段26及第三饋入部14組成WiFi 2.4G天線，所述WiFi 2.4G天線共振出所述涵蓋WiFi 2.4G頻段的輻射訊號。
所述第二輻射體16間隔所述第一輻射段22、第二輻射段24、第二饋入部13及前置鏡頭207設置。所述第二輻射體16設置於所述第一輻射段22、第二輻射段24、第二饋入部13及前置鏡頭207所包圍的空間內。所述第二輻射體16包括均呈直條狀的第一輻射臂161、第二輻射臂162、第三輻射臂163、第四輻射臂164及第五輻射臂165。所述第二輻射體16還電性連接至所述第四饋入部17及一第四接地部166。本實施例中，所述第四饋入部17及第四接地部166均呈直條狀且相互平行。所述第一輻射臂161大致垂直連接至所述第四饋入部17與第四接地部166之間。所述第二輻射臂162垂直連接至所述第一輻射臂161與第三輻射臂163之間，所述第一輻射臂161與第三輻射臂163相互平行且由第二輻射臂162的相對兩端向相反方向延伸。所述第二輻射臂162與第四輻射臂164相互平行且由第三輻射臂163的相對兩端向相同方向延伸。所述第四輻射臂164垂直連接至所述第三輻射臂163與第五輻射臂165之間，所述第三輻射臂163與第五輻射臂165相互平行且由第四輻射臂164的相對兩端向相同方向延伸。所述第五輻射臂165的長度大於所述第三輻射臂163，所述第四輻射臂164的長度大於所述第二輻射臂162。所述第三輻射臂163間隔且平行於所述第二輻射段24，所述第四輻射臂164間隔且平行於所述金屬短臂A1，所述第四饋入部17間隔且平行於所述第二饋入部13。所述第二輻射體16從第四饋入部17饋入電流，激發一第五模態以產生第五頻段的輻射訊號。本實施例中，所述第五模態為LET-A高頻模態，所述第五頻段為2300-2690MHz頻段。本實施例中，所述第二輻射體16、第四饋入部17及第四接地部166組成第二分集天線，所述第二分集天線共振出所述高頻頻段的輻射訊號。
所述第三輻射體18間隔所述後置雙鏡頭202、第三輻射段26及第二斷點1114設置。所述第三輻射體18設置於所述後置雙鏡頭202及第三輻射段26所包圍的空間內。所述第三輻射體18呈直條狀，其間隔且平行於所述第三輻射段26。所述第三輻射體18電性連接至所述第五饋入部19及一第五接地部182。本實施例中，所述第五饋入部19及第五接地部182均呈直條狀且相互平行。所述第三輻射體18從第五饋入部19饋入電流，激發一第六模態以產生第六頻段的輻射訊號。本實施例中，所述第六模態為WiFi 5G模態，所述第六頻段為5150-5850MHz頻段。本實施例中，所述第三輻射體18、第五饋入部19及第五接地部182組成WiFi 5G天線，所述WiFi 5G天線共振出涵蓋所述WiFi 5G頻段的輻射訊號。
請參閱圖4，所述切換電路20設置於電路板210上。所述切換電路20一端電性連接至所述第二接地部28，另一端連接至接地面。所述接地面可以是所述金屬背板112。或者，在所述顯示單元201朝向金屬背板112那一邊可設置一個用於遮罩電磁干擾的遮罩（shielding mask）或支撐所述顯示單元201的中框。所述遮罩或中框以金屬材料製作。所述接地面也可以是所述遮罩或中框。所述遮罩或中框可以和所述金屬背板112相連接以構成更大的接地面。所述接地面是所述天線結構100的地。也就是說，所述的每一個接地部均直接連接或間接連接所述接地面。
所述切換電路20包括切換單元222及至少一切換元件224。所述切換元件224可以為電感、電容、或者電感與電容的組合。所述切換元件224之間相互並聯，且其一端電連接至所述切換單元222，另一端電連接至所述接地面。如此，通過控制所述切換單元222的切換，可使得所述金屬長臂A2切換至不同的切換元件224。由於每一個切換元件224具有不同的阻抗，因此通過所述切換單元222的切換，可調整所述金屬長臂A2的第二模態的頻段。所述的調整頻段就是使該頻段往低頻偏移或往高頻偏移。
本實施例中，為得到較佳的天線特性，所述開槽118的寬度可設置為3.83毫米，也即所述第一輻射段22、第二輻射段24及第三輻射段26距離金屬背板112設置為3.83毫米，以使得第一輻射段22、第二輻射段24及第三輻射段26遠離所述金屬背板112，以提升所述輻射段的天線效率。所述斷點1112、1114、1116、1118的寬度設置為2毫米，以在不影響所述天線結構100的整體外觀的情況下進一步提升所述輻射段的天線效率。
本實施例中，所述第二輻射體16間隔設置於所述前置鏡頭207的一側。所述第一接地部27間隔設置於所述前置鏡頭207的另一側。所述第二接地部28間隔設置於所述後置雙鏡頭202與受話器203之間。所述第三輻射體18間隔設置於所述後置雙鏡頭202的一側。
圖5為所述天線結構100工作時的電流走向示意圖。當電流自所述第一饋入部12進入所述第一輻射段22後，分別向兩側方向流動，其中一個方向為流經所述金屬短臂A1，並流向所述第一斷點1112（參路徑P1），同時電流耦合至所述第一輻射體15，其電流方向與所述P1方向相反（參路徑P2），電流路徑P1與P2共同激發出所述LTE-A中頻模態。電流自所述第一饋入部12進入所述第一輻射段22後，向另一個方向為流經所述金屬長臂A2，並流向所述第二斷點1114（參路徑P3），進而激發出所述LTE-A低頻模態。另外，由於所述天線結構100設置有切換電路20，因此可利用所述切換電路20切換所述金屬長臂A2的LTE-A低頻模態。當電流自所述第二饋入部13進入所述第二輻射段24後，流經所述第二輻射段24並流向所述第一斷點1112（參路徑P4），進而激發出所述GPS模態。當電流自所述第三饋入部14進入所述第三輻射段26後，流經所述第三輻射段26並流向所述第二斷點1114（參路徑P5），進而激發出所述WiFi 2.4G模態。當電流自所述第四饋入部17進入所述第二輻射體16後，沿第二輻射體16的延伸方向流經所述第二輻射體16（參路徑P6），進而激發出所述LTE-A高頻模態。當電流自所述第五饋入部19進入所述第三輻射體18後，沿第三輻射體18的延伸方向流經所述第三輻射體18（參路徑P7），進而激發出所述WiFi 5G模態。
圖6為所述天線結構100的第一分集天線、第二分集天線及GPS天線工作時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。其中，曲線S1、S2、S3為金屬長臂A2工作於低頻時的回波損耗值，由於切換電路20對頻段調整以呈現不同的頻率曲線形態。曲線S4為第二輻射體16工作於高頻（2300-2690MHz）時的回波損耗值。曲線S5為第二輻射段24工作於GPS頻段（中心頻率為1575MHz）時的回波損耗值。
圖7為所述天線結構100的WiFi 2.4G天線及WiFi 5G天線工作時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。其中，曲線S6為第三輻射段26工作於WiFi 2.4G頻段（2400-2484MHz）時的回波損耗值。曲線S7為第三輻射體18工作於WiFi 5G頻段（5150-5850MHz）時的回波損耗值。
圖8為所述天線結構100的第一分集天線、第二分集天線及GPS天線工作時的效率曲線圖。其中，曲線S81、S82、S83為金屬長臂A2工作於低頻時的輻射效率，由於切換電路20對頻段調整以呈現不同的頻率曲線形態。曲線S84為第一分集天線工作於中頻時的輻射效率。S85為第二輻射體16工作於高頻（2300-2690MHz）時的輻射效率。曲線S86為第二輻射段24工作於GPS頻段（中心頻率為1575MHz）時的輻射效率。
圖9為所述天線結構100的WiFi 2.4G天線及WiFi 5G天線工作時的的效率曲線圖。其中，曲線S87為第三輻射段26工作於WiFi 2.4G頻段（2400-2484MHz）時的輻射效率。曲線S88為第三輻射體18工作於WiFi 5G頻段（5150-5850MHz）時的輻射效率。
顯然，從圖5至圖8可知，所述天線結構100可工作於相應的低頻頻段（703-960 MHz）、中頻頻段（1805-2170MHz）、高頻頻段（2300-2690MHz）。另外，所述天線結構100還可工作於GPS頻段（1575MHz）、WiFi 2.4G頻段（2244-2484MHz）以及WiFi 5G頻段（5150-5850MHz），即涵蓋至低、中、高頻，頻率範圍較廣，且當所述天線結構100工作於上述頻段時，其工作頻率均可滿足天線工作設計要求，並具有較佳的輻射效率。
所述天線結構100通過設置所述金屬件11，且所述金屬件11上的開槽及斷點均設置於所述金屬前框111及金屬邊框113上，並未設置於所述金屬背板112上，使得所述金屬背板112構成全金屬結構，即所述金屬背板112上並沒有絕緣的開槽、斷線或斷點，使得所述金屬背板112可避免由於開槽、斷線或斷點的設置而影響金屬背板112的完整性和美觀性。
實施例2
請參閱圖10，本發明第二較佳實施方式提供一種天線結構300，其可應用於行動電話、個人數位助理等無線通訊裝置400中，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線訊號。
請一併參閱圖11及圖12，所述天線結構300包括金屬件31、第一饋入部32、第一接地部33、第二接地部34、第二饋入部35、第三接地部36、輻射體37、第三饋入部38、第四接地部39、第一切換電路46及第二切換電路47（參圖13）。
所述金屬件31可以為所述無線通訊裝置400的外殼。所述金屬件31包括金屬前框311、金屬背板312及金屬邊框313。所述金屬前框311、金屬背板312及金屬邊框313可以是一體成型的。所述金屬前框311、金屬背板312以及金屬邊框313構成所述無線通訊裝置400的外殼。所述金屬前框311上設置有一開口（圖未標），用於容置所述無線通訊裝置400的顯示單元401。可以理解，所述顯示單元401具有一顯示平面，該顯示平面裸露於該開口，且該顯示平面與所述金屬背板312大致平行設置。
所述金屬背板312與所述金屬前框311相對設置。所述金屬背板312與金屬邊框313直接連接。所述金屬背板312與金屬邊框313之間沒有空隙。所述金屬背板312為一體成型的單一金屬片。所述金屬背板312為顯露後置雙鏡頭402與受話器403而設置開孔404、405。所述金屬背板312其上並沒有設置任何用於分割所述金屬背板312的絕緣的開槽、斷線或斷點（請參圖11）。所述金屬背板312可作為所述天線結構300的地。
所述金屬邊框313夾設於所述金屬前框311與所述金屬背板312之間，且分別環繞所述金屬前框311及所述金屬背板312的周緣設置，以與所述顯示單元401、所述金屬前框311以及金屬背板312共同圍成一容置空間314。所述容置空間314用以容置所述無線通訊裝置400的電路板410、處理單元等電子元件或電路模組於其內。本實施例中，所述電子元件至少包括所述後置雙鏡頭402、所述受話器403及前置鏡頭407，所述後置雙鏡頭402、所述受話器403及前置鏡頭407並排且間隔設置於電路板410上。
所述金屬邊框313至少包括頂部315、第一側部316以及第二側部317。所述頂部315連接所述金屬前框311與所述金屬背板312。所述第一側部316與所述第二側部317相對設置，兩者分別設置於所述頂部315的兩端，優選垂直設置於所述頂部315的兩端。所述第一側部316與所述第二側部317亦連接所述金屬前框311與所述金屬背板312。所述金屬邊框313上還開設有開槽318。在本實施例中，所述開槽318佈設於所述頂部315上，且分別延伸至所述第一側部316及第二側部317。可以理解，在其他實施例中，所述開槽318也可僅設置於所述頂部315，而未延伸至所述第一側部316及第二側部317中的任何一個，或者所述開槽318設置於所述頂部315，且僅沿延伸至所述第一側部316及第二側部317其中之一。
所述金屬前框311的兩側邊靠近該頂邊分別對稱開設有一第一斷點3112及一第三斷點3116，頂邊開設有第二斷點3114。所述第一斷點3112及第三斷點3116分別位於所述開槽318的相對兩個末端。所述斷點3112、3114、3116與所述開槽318連通，並延伸至隔斷所述金屬前框311。所述三個斷點將金屬前框311劃分為兩個部分，至少包括第一輻射段42及第二輻射段44。在本實施例中，所述第二斷點3114設置於金屬前框311的頂邊的一端靠近拐角處，第一輻射段42位於第二斷點3114與第三斷點3116之間，第一輻射段42由金屬前框311的頂邊延伸至一側邊，且延伸經過該金屬前框311的一圓弧形拐角；所述第二輻射段44位於第一斷點3112與第二斷點3114之間，第二輻射段44由金屬前框311的頂邊延伸至另一側邊，且延伸經過該金屬前框311的另一圓弧形拐角。第一輻射段42的長度大於第二輻射段44的長度。另外，所述開槽318及所述斷點3112、3114、3116內均填充有絕緣材料（例如塑膠、橡膠、玻璃、木材、陶瓷等，但不以此為限），進而區隔所述第一輻射段42、第二輻射段44與所述金屬件31的其他部分。
可以理解，所述金屬前框311上半部除了所述斷點以外沒有再設置其他絕緣的開槽、斷線或斷點，因此所述金屬前框311的上半部就只有三個斷點3112、3114、3116，沒有其他斷點。
所述第一饋入部32的一端電連接至所述第一輻射段42較為靠近第二斷點3114的一端。第一饋入部32的另一端電連接至饋入源（圖未示）以為所述第一輻射段42饋入電流。本實施例中，從第一饋入部32饋入電流後，所述電流在第一輻射段42分別向該第二斷點3114和第三斷點3116傳送，從而使得第一輻射段42以該第一饋入部32為分隔點分為相向該第二斷點3114的金屬短臂B1及相向該第三斷點3116的金屬長臂B2。在本實施例中，所述第一饋入部32接入的位置並非對應到第一輻射段42的中間，因此所述金屬長臂B2的長度大於金屬短臂B1的長度。
該第一輻射段42還連接至一第一接地部33及一第二接地部34。所述第一接地部33與第二接地部34分別位於該第一饋入部32的兩側。請參閱圖11及13，該第一接地部33連接至該金屬短臂B1，該第二接地部34連接至該金屬長臂B2。所述第一饋入部32包括第一臂322、第二臂324及第三臂326。該第二臂324大致呈U形，其兩端分別垂直連接該第一臂322及第三臂326。該第一臂322及第二臂324間隔該第一輻射段42設置，該第三臂326連接該第二臂324及第一輻射段42。所述第一接地部33與第二接地部34均為大致呈L型金屬臂。
所述金屬短臂B1激發一第一模態以產生第一頻段的輻射訊號，所述金屬長臂B2激發一第二模態以產生第二頻段的輻射訊號，所述金屬長臂B2與金屬短臂B1共同激發一第三模態以產生第三頻段的輻射訊號。本實施例中，所述第一模態為LTE-A中頻模態，所述第一頻段為1575-2170MHz頻段；所述第二模態為LTE-A低頻模態，所述第二頻段為703-960 MHz頻段；所述第三模態為一GPS模態，所述第三頻段為1575MHz頻段。所述第一輻射段42、第一饋入部32、第一接地部33及第二接地部34組成第一分集/GPS天線，所述第一分集/GPS天線共振出所述LTE-A低頻模態、LTE-A中頻模態及GPS模態的輻射訊號。
所述第一切換電路46及第二切換電路47均設置於電路板410上。請一併參閱圖14，所述第一切換電路46一端電性連接至所述第一接地部33，另一端連接至接地面。所述第二切換電路47一端電性連接至所述第二接地部34，另一端連接至接地面。所述接地面可以是所述金屬背板312。或者，在所述顯示單元401朝向金屬背板312那一邊可設置一個用於遮罩電磁干擾的遮罩（shielding mask）或支撐所述顯示單元401的中框。所述遮罩或中框以金屬材料製作。所述接地面也可以是所述遮罩或中框。所述遮罩或中框可以和所述金屬背板312相連接以構成更大的接地面。所述接地面是所述天線結構300的地。也就是說，所述的每一個接地部均直接連接或間接連接所述接地面。
所述第一切換電路46包括切換單元462及至少一切換元件464。所述切換元件464可以為電感、電容、或者電感與電容的組合。所述切換元件464之間相互並聯，且其一端電連接至所述切換單元462，另一端電連接至接地面。如此，通過控制所述切換單元462的切換，可使得所述金屬短臂B1切換至不同的切換元件464。由於每一個切換元件464具有不同的阻抗，因此通過所述切換單元462的切換，可調整所述金屬短臂B1的第一模態的頻段。所述的調整頻段就是使該頻段往低頻偏移或往高頻偏移。所述第二切換電路47的結構與第一切換電路46大致相同，用於調整所述金屬長臂B2的第二模態的頻段。通過第二切換電路47調整適當匹配阻抗值，使得所述LTE-A低頻模態可以涵蓋703-804MHz、824-894MHz及880-960MHz頻段。
所述第二饋入部35的一端連接至所述第二輻射段44靠近第一斷點3112的一端。所述第二饋入部35包括第四臂352、第五臂354、第六臂356及第七臂358。所述第三接地部36大致呈直條形金屬臂並連接所述接地面。所述第四臂352與第三接地部36間隔且平行設置，所述第五臂354連接於第四臂352與第三接地部36之間。所述第六臂356大致呈U形，其兩端分別連接所述第五臂354及第七臂358，且第六臂356連接第五臂354的一端還連接該第四臂352，且與該第五臂354共線。該第四臂352、第五臂354、第六臂356及第三接地部36與該第二輻射段44間隔設置，該第七臂358連接於該第六臂356與第二輻射段44之間。所述第二輻射段44從第二饋入部35饋入電流，激發一第四模態以產生第四頻段的輻射訊號。本實施例中，所述第四模態為LTE-A高頻模態，所述第四頻段為2300-2690MHz頻段。其中，所述第四模態包括一第五模態，所述第五模態為WiFi 2.4G模態，即第四頻段涵蓋一第五頻段，所述第五頻段為WiFi 2.4G頻段，所述WiFi 2.4G頻段為2400-2484MHz。本實施例中，所述第二輻射段44、第二饋入部35及第三接地部36組成第二分集/WiFi 2.4G天線，共振出所述涵蓋高頻頻段及WiFi 2.4G頻段的輻射訊號。
所述輻射體37設置於後置雙鏡頭402、金屬長臂B2與第三斷點3116之間，且所述輻射體37間隔後置雙鏡頭402、金屬長臂B2與第三斷點3116設置。所述輻射體37、第三饋入部38及第四接地部39均呈直條狀，其中第三饋入部38及第四接地部39間隔且平行設置，輻射體37連接於第三饋入部38及第四接地部39的同一側並相向該金屬前框311的頂邊延伸。所述第四接地部39連接所述接地面。所述輻射體37從第三饋入部38饋入電流，激發一第六模態以產生第六頻段的輻射訊號。本實施例中，所述第六模態為WiFi 5G模態，所述第六頻段為5150-5850MHz頻段。本實施例中，所述輻射體37、第三饋入部38及第四接地部39組成WiFi 5G天線，所述WiFi 5G天線共振出涵蓋所述WiFi 5G頻段的輻射訊號。
本實施例中，為得到較佳的天線特性，所述開槽318的寬度可設置為3.83毫米，也即所述第一輻射段42、第二輻射段44距離金屬背板312設置為3.83毫米，該開槽318的寬度的可調範圍為3~4.5毫米，以使得第一輻射段42、第二輻射段44遠離所述金屬背板312，以提升所述輻射段的天線效率。所述斷點3112、3114、3116的寬度設置為2毫米，該斷點3112、3114、3116的寬度的可調範圍為1.5~2.5毫米，以在不影響所述天線結構300的整體外觀的情況下進一步提升所述輻射段的天線效率。
圖13為所述天線結構300工作時的電流走向示意圖。當電流自所述第一饋入部32進入所述第一輻射段42後，分別向兩側方向流動，其中一個方向為流經所述金屬短臂B1，並流向所述第二斷點3114及第一接地部33（參路徑P1），進而激發出所述LTE-A中頻模態。電流自所述第一饋入部32進入所述第一輻射段42後，向另一個方向為流經所述金屬長臂B2，並流向所述第三斷點3116及第二接地部34（參路徑P2），進而激發出所述LTE-A低頻模態。另外，電流自所述第一饋入部32進入所述第一輻射段42後，分別沿金屬短臂B1向第二斷點3114及沿金屬長臂B2向第三斷點3116方向流動，並同時向第二接地部34流動（參路徑P3），進而激發出所述GPS模態。當電流自所述第二饋入部35進入所述第二輻射段44後，流經所述第二輻射段44並流向所述第二斷點3114（參路徑P4），進而激發出所述LTE-A高頻模態及WiFi 2.4G模態。當電流自所述第三饋入部38進入所述輻射體37後，沿輻射體37的延伸方向流經所述輻射體37（參路徑P5），進而激發出所述WiFi 5G模態。
圖15為所述天線結構300的第一分集/GPS天線及第二分集/WiFi 2.4G天線工作時的S參數（散射參數）曲線圖。其中，曲線S1、S2、S3為第一分集/GPS天線及第二分集/WiFi 2.4G天線在第一切換電路46及第二切換電路47切換時的頻段調整下分別工作於低頻（703-960MHz）、GPS頻段（1575MHz）及中頻（1575-2170MHz）時的回波損耗值。曲線S4為第二分集/WiFi 2.4G天線工作於WiFi 2.4G頻段時的回波損耗值。
圖16為所述天線結構300的第二分集/WiFi 2.4G天線及WiFi 5G天線工作時的S參數（散射參數）曲線圖。其中，曲線S5為第二分集/WiFi 2.4G天線工作於WiFi 2.4G頻段時的回波損耗值。曲線S5與圖15中的曲線S4為同一曲線。曲線S6為輻射體37工作於WiFi 5G頻段（5150-5850MHz）時的回波損耗值。
圖17為所述天線結構300的第一分集/GPS天線及第二分集/WiFi 2.4G天線工作時的效率曲線圖。其中，曲線S81、S82、S83為第一分集/GPS天線及第二分集/WiFi 2.4G天線在所述第一切換電路46及第二切換電路47切換時的頻段調整下分別工作於各頻段的輻射效率。
圖18為所述天線結構300的第二分集/WiFi 2.4G天線及WiFi 5G天線工作時的的效率曲線圖。其中，曲線S87為第二輻射段44工作於WiFi 2.4G頻段（2044-2484MHz）時的輻射效率。曲線S88為輻射體37工作於WiFi 5G頻段（5150-5850MHz）時的輻射效率。
顯然，從圖14至圖17可知，所述第一分集/GPS天線、第二分集/WiFi 2.4G天線及WiFi 5G天線適用的工作頻率範圍涵蓋低頻頻段（703-960 MHz）、中頻頻段（1575-2170MHz）、高頻頻段（2300-2690MHz）。另外，所述天線結構300還可工作於GPS頻段（1575MHz）、WiFi 2.4G頻段（2044-2484MHz）以及WiFi 5G頻段（5150-5850MHz），即涵蓋至低、中、高頻，頻率範圍較廣，可應用於GSM Qual-band，UMTS Band I/II/V/VIII頻段，以及LTE-A 700/850/900/1800/1900/2100/2300/2500頻段的操作，且當所述天線結構300工作於上述頻段時，其工作頻率均可滿足天線工作設計要求，並具有較佳的輻射效率。
所述天線結構300通過設置所述金屬件31，且所述金屬件31上的開槽318及斷點3112、3114、3116均設置於所述金屬前框311及金屬邊框313上，並未設置於所述金屬背板312上，使得所述金屬背板312構成全金屬結構，即所述金屬背板312上並沒有絕緣的開槽、斷線或斷點，使得所述金屬背板312可避免由於開槽、斷線或斷點的設置而影響金屬背板312的完整性和美觀性。
實施例3
請參閱圖19，本發明第三較佳實施方式提供一種天線結構500，其可應用於行動電話、個人數位助理等無線通訊裝置600中，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線訊號。
請一併參閱圖20及圖21，所述天線結構500包括金屬件51、第一饋入部52、第一接地部53、第二接地部54、延伸段55、輻射體56、第二饋入部57、第三接地部58、匹配電路64（參圖23）、第一切換電路66及第二切換電路67（參圖24）。
所述金屬件51可以為所述無線通訊裝置600的外殼。所述金屬件51包括金屬前框511、金屬背板512及金屬邊框513。所述金屬前框511、金屬背板512及金屬邊框513可以是一體成型的。所述金屬前框511、金屬背板512以及金屬邊框513構成所述無線通訊裝置600的外殼。所述金屬前框511上設置有一開口（圖未標），用於容置所述無線通訊裝置600的顯示單元601。可以理解，所述顯示單元601具有一顯示平面，該顯示平面裸露於該開口，且該顯示平面與所述金屬背板512大致平行設置。
所述金屬背板512與所述金屬前框511相對設置。所述金屬背板512與金屬邊框513直接連接。所述金屬背板512與金屬邊框513之間沒有空隙。所述金屬背板512為一體成型的單一金屬片。所述金屬背板512為顯露後置雙鏡頭與受話器等元件而設置開孔及出音孔。所述金屬背板512其上並沒有設置任何用於分割所述金屬背板512的絕緣的開槽、斷線或斷點。所述金屬背板512可作為所述天線結構500的地。
所述金屬邊框513夾設於所述金屬前框511與所述金屬背板512之間，且分別環繞所述金屬前框511及所述金屬背板512的周緣設置，以與所述顯示單元601、所述金屬前框511以及金屬背板512共同圍成一容置空間514。所述容置空間514用以容置所述無線通訊裝置600的電路板610、處理單元等電子元件或電路模組於其內。本實施例中，所述電子元件至少包括所述耳機插座602及USB連接器603。所述耳機插座602及USB連接器603並排且間隔設置於所述無線通訊裝置600的電路板610。
所述金屬邊框513至少包括底部515、第一側部516以及第二側部517。所述底部515連接所述金屬前框511與所述金屬背板512。所述第一側部516與所述第二側部517相對設置，兩者分別設置於所述底部515的兩端，優選垂直設置於所述底部515的兩端。所述第一側部516與所述第二側部517亦連接所述金屬前框511與所述金屬背板512。所述金屬邊框513上還開設有開槽518。在本實施例中，所述開槽518佈設於所述底部515上，且分別延伸至所述第一側部516及第二側部517。可以理解，在其他實施例中，所述開槽518也可僅設置於所述底部515，而未延伸至所述第一側部516及第二側部517中的任何一個，或者所述開槽518設置於所述底部515，且僅沿延伸至所述第一側部516及第二側部517中的其中之一。
所述金屬前框511的兩側邊分別對稱開設有一第一斷點5112及一第二斷點5114。所述第一斷點5112及第二斷點5114分別位於所述開槽518的相對兩個末端。所述斷點5112、5114與所述開槽518連通，並延伸至隔斷所述金屬前框511。所述金屬前框511位於第一斷點5112及第二斷點5114之間的部分形成輻射段62。在本實施例中，所述輻射段62由金屬前框511的底邊分別向兩邊延伸至兩側邊，且延伸經過該金屬前框511的兩個圓弧形拐角。另外，所述開槽518及所述斷點5112、5114內均填充有絕緣材料（例如塑膠、橡膠、玻璃、木材、陶瓷等，但不以此為限），進而區隔所述輻射段62與所述金屬件51的其餘部分。
所述開槽518設置兩個開孔5182、5183，所述開孔5182、5183分別對應所述耳機插座602及USB連接器603，使所述耳機插座602及USB連接器603可以部份露出以供連接耳機與USB裝置。
可以理解，所述金屬前框511下半部除了所述斷點以外沒有再設置其他絕緣的開槽、斷線或斷點，因此所述金屬前框511的下半部就只有兩個斷點5112、5114，沒有其他斷點。
所述第一饋入部52的一端電連接至所述輻射段62，所述第一饋入部52的另一端通過所述匹配電路64（參見圖23）電連接至饋入源59，從而饋入源59通過匹配電路64與第一饋入部52為所述輻射段62饋入電流。本實施例中，從第一饋入部52饋入電流後，所述電流在輻射段62分別向該第一斷點5112和第二斷點5114傳送，從而使得輻射段62以該第一饋入部52為分隔點分為相向該第一斷點5112的金屬短臂C1及相向該第二斷點5114的金屬長臂C2。在本實施例中，所述第一饋入部52接入的位置並非對應到輻射段62的中間，因此所述金屬長臂C2的長度大於金屬短臂C1的長度。
所述輻射段62還連接至一第一接地部53及一第二接地部54。所述第一接地部53與第二接地部54分別位於該第一饋入部52的兩側。該第一接地部53連接至該金屬短臂C1，該第二接地部54連接至該金屬長臂C2。所述第一饋入部52與第二接地部54均大致呈L型金屬臂。所述第一饋入部52與第一接地部53分別設置於所述耳機插座602的兩側，其中所述第一接地部53靠近所述耳機插座602設置。所述第一饋入部52與第二接地部54分別設置於USB連接器603的兩側。所述第一接地部53包括第一臂532、第二臂534及第三臂536。該第二臂534大致呈U形，其兩端分別垂直連接該第一臂532及第三臂536。所述第二臂534圍繞開孔5182。該第二臂534及第三臂536間隔該輻射段62設置，該第一臂532連接該第二臂534及金屬短臂C1。所述第三臂536連接至所述金屬背板512，即接地。
所述延伸段55設置於所述容置空間514之內。所述延伸段55由所述金屬長臂C2靠近所述第二斷點5114的一端向遠離所述第二斷點5114的方向延伸，並且延伸至越過所述第二接地部54。所述延伸段55間隔且平行於所述金屬前框511的底部。
所述金屬短臂C1及第一接地部53激發一第一模態以產生第一頻段的輻射訊號，所述金屬長臂C2激發一第二模態以產生第二頻段的輻射訊號，所述金屬長臂C2及所述延伸段55激發一第三模態以產生第三頻段的輻射訊號。本實施例中，所述第一模態為LTE-A中頻模態，所述第一頻段為1710-1990MHz頻段；所述第二模態為LTE-A低頻模態，所述第二頻段為703-960 MHz頻段；所述第三模態為LTE-A中頻模態，所述第三頻段為2110-2170MHz頻段。
請參閱圖23，所述匹配電路64電性連接於所述第一饋入部52與饋入源59之間。所述匹配電路64與饋入源59均可設置於電路板610上。所述匹配電路64包括第一阻抗元件641、第二阻抗元件642、第三阻抗元件643、第四阻抗元件644及第五阻抗元件645。所述第一阻抗元件641、第二阻抗元件642、第三阻抗元件643依次串聯連接，所述第一阻抗元件641電性連接至所述饋入源59，所述第三阻抗元件643電性連接至所述第一饋入部52。所述第四阻抗元件644一端電性連接至第一阻抗元件641與第二阻抗元件642之間，另一端接地；所述第五阻抗元件645一端電性連接至第二阻抗元件642與第三阻抗元件643之間，另一端接地。所述輻射段62通過所述匹配電路64使得增加所述中頻的頻寬。本實施例中，該第一阻抗元件641可為9.8nH（納亨）的電感，該第二阻抗元件642可為1.8nH的電感，該第三阻抗元件643可為0.8pF（皮法）的電容，該第四阻抗元件644可為0.87pF的電容，該第五阻抗元件645可為0.3pF的電容。
請參閱圖24，所述第一切換電路66一端電性連接至所述第二接地部54，另一端連接至接地面。所述接地面可以是所述金屬背板512。或者，在所述顯示單元601朝向金屬背板512那一邊可設置一個用於遮罩電磁干擾的遮罩（shielding mask）或支撐所述顯示單元601的中框。所述遮罩或中框以金屬材料製作。所述接地面也可以是所述遮罩或中框。所述遮罩或中框可以和所述金屬背板512相連接以構成更大的接地面。所述接地面是所述天線結構500的地。也就是說，所述的每一個接地部均直接連接或間接連接所述接地面。
所述第一切換電路66包括切換單元662及至少一切換元件664。所述切換元件664可以為電感、電容、或者電感與電容的組合。所述切換元件664之間相互並聯，且其一端電連接至所述切換單元662，另一端電連接至所述接地面。如此，通過控制所述切換單元662的切換，可使得所述金屬長臂C2切換至不同的切換元件664。由於每一個切換元件664具有不同的阻抗，因此通過所述切換單元662的切換，可調整所述金屬長臂C2的第二模態的頻段。所述的調整頻段就是使該頻段往低頻偏移或往高頻偏移。通過第一切換電路66調整適當電感值的大小，使得所述LTE-A低頻模態可以涵蓋703-804MHz、824-894MHz及880-960MHz頻段。所述第二切換電路67的結構與第一切換電路66大致相同。所述第二切換電路67一端電性連接至所述第三接地部58，另一端連接至所述接地面。可以理解，通過調整第一接地部53連接至金屬短臂C1的位置，可調整第一模態的頻率高低。通過調整第一接地部53彎折的長度，可調整匹配及第一模態的頻率高低。可以理解，通過調整延伸段55的長度，可以調整第三模態的頻段高低，所述延伸段55的長度越長，第三模態的頻率越低；反之，減小延伸段55的長度，則可提高第三模態的頻率。
所述輻射體56包括第四臂562、第五臂564及第六臂566。所述第四臂562大致垂直地連接至所述金屬背板512。所述第五臂564大致垂直地連接至第四臂562遠離金屬背板512的一端，且延伸方向與所述延伸段55的延伸方向相同，並間隔平行所述延伸段55，所述第五臂564延伸至所述USB連接器603的上方。所述第六臂566大致呈L形金屬條，其連接至所述第五臂564遠離第四臂562的一端，第六臂566由第五臂564向外延伸後折回相向第四臂562方向延伸，且間隔平行於第五臂564。所述第二饋入部57及第三接地部58均呈長條狀。所述第二饋入部57間隔且平行所述第四臂562設置，並連接至所述第五臂564。所述第三接地部58間隔且平行所述第二饋入部57，並連接至所述第五臂564。所述輻射體56從第二饋入部57饋入電流，激發一第四模態以產生第四頻段的輻射訊號。本實施例中，所述第四模態為LTE-A高頻模態，所述第四頻段為2300-2690MHz頻段。
本實施例中，為得到較佳的天線特性，所述開槽518的寬度可設置為3-4.5毫米，較佳地，可設置為3.9毫米，也即所述輻射段62距離金屬背板512設置為3.9毫米，以使得輻射段62遠離所述金屬背板512，以提升所述輻射段的天線效率。所述斷點5112、5114的寬度設置為1.5-2.5毫米，較佳地，可設置為2毫米，以在不影響所述天線結構500的整體外觀的情況下進一步提升所述輻射段的天線效率。所述金屬前框511的厚度可設置為1.5毫米，也即所述斷點5112、5114的厚度可設置為1.5毫米。
圖22為所述天線結構500工作時的電流走向示意圖。當電流自所述第一饋入部52進入所述輻射段62後，分別向兩側方向流動，其中一個方向為流經所述金屬短臂C1，並流向所述第一斷點5112及第一接地部53（參路徑P1），進而激發出所述第一模態。電流自所述第一饋入部52進入所述輻射段62後，向另一個方向為流經所述金屬長臂C2，並流向所述第二斷點5114（參路徑P2），進而激發出所述第二模態。另外，電流自所述第一饋入部52進入所述輻射段62後，向另一個方向為流經所述金屬長臂C2，並流向所述第二斷點5114，並進一步流向所述延伸段55（參路徑P3），進而激發出所述第三模態。當電流自所述第二饋入部57進入所述輻射體56後，沿輻射體56的延伸方向，並流經所述第三接地部58（參路徑P4），進而激發出所述第四模態。
圖25為所述天線結構500工作於各頻段時的S參數（散射參數）曲線圖。
圖26為所述天線結構500工作於各頻段時的輻射效率曲線圖。
顯然，所述天線結構500適用的工作頻率範圍涵蓋LTE-A低頻頻段（703-960 MHz）、LTE-A中頻頻段（1710-1990MHz）、LTE-A中頻頻段（2110-2170MHz）、LTE-A高頻頻段（2300-2690MHz），頻率範圍較廣，可應用於多種頻段的操作，且當所述天線結構500工作於上述頻段時，其工作頻率均可滿足天線工作設計要求，並具有較佳的輻射效率。
所述天線結構500通過設置所述金屬件51，且所述金屬件51上的開槽及斷點均設置於所述金屬前框511及金屬邊框513上，並未設置於所述金屬背板512上，使得所述金屬背板512構成全金屬結構，即所述金屬背板512上並沒有絕緣的開槽、斷線或斷點，使得所述金屬背板512可避免由於開槽、斷線或斷點的設置而影響金屬背板512的完整性和美觀性。
本發明的實施例1的天線結構100、實施例2的天線結構300和實施例3的天線結構500可應用在同一個無線通訊裝置。例如將天線結構100或天線結構300設置在該無線通訊裝置的上方作為副天線，並將天線結構500設置在該無線通訊裝置的下方作為主天線。當該無線通訊裝置發送無線訊號時，該無線通訊裝置使用所述主天線發送無線訊號。當該無線通訊裝置接收無線訊號時，該無線通訊裝置使用所述主天線與副天線一起接收無線訊號。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例，並非是對本發明作任何形式上的限定。另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其它變化，當然，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。
100‧‧‧天線結構
11‧‧‧金屬件
111‧‧‧金屬前框
112‧‧‧金屬背板
113‧‧‧金屬邊框
114‧‧‧容置空間
115‧‧‧頂部
116‧‧‧第一側部
117‧‧‧第二側部
118‧‧‧開槽
1112‧‧‧第一斷點
1114‧‧‧第二斷點
1116‧‧‧第三斷點
1118‧‧‧第四斷點
22‧‧‧第一輻射段
24‧‧‧第二輻射段
26‧‧‧第三輻射段
A1‧‧‧金屬短臂
A2‧‧‧金屬長臂
12‧‧‧第一饋入部
27‧‧‧第一接地部
28‧‧‧第二接地部
13‧‧‧第二饋入部
15‧‧‧第一輻射體
152‧‧‧第三接地部
16‧‧‧第二輻射體
17‧‧‧第四饋入部
161‧‧‧第一輻射臂
162‧‧‧第二輻射臂
163‧‧‧第三輻射臂
164‧‧‧第四輻射臂
165‧‧‧第五輻射臂
166‧‧‧第四接地部
18‧‧‧第三輻射體
19‧‧‧第五饋入部
182‧‧‧第五接地部
20‧‧‧切換電路
222‧‧‧切換單元
224‧‧‧切換元件
200‧‧‧無線通訊裝置
201‧‧‧顯示單元
202‧‧‧後置雙鏡頭
203‧‧‧受話器
204、205‧‧‧開孔
207‧‧‧前置鏡頭
210‧‧‧電路板
實施例2
300‧‧‧天線結構
31‧‧‧金屬件
311‧‧‧金屬前框
312‧‧‧金屬背板
313‧‧‧金屬邊框
314‧‧‧容置空間
315‧‧‧頂部
316‧‧‧第一側部
317‧‧‧第二側部
318‧‧‧開槽
3112‧‧‧第一斷點
3114‧‧‧第二斷點
3116‧‧‧第三斷點
42‧‧‧第一輻射段
44‧‧‧第二輻射段
B1‧‧‧金屬短臂
B2‧‧‧金屬長臂
32‧‧‧第一饋入部
322‧‧‧第一臂
324‧‧‧第二臂
326‧‧‧第三臂
33‧‧‧第一接地部
34‧‧‧第二接地部
35‧‧‧第二饋入部
352‧‧‧第四臂
354‧‧‧第五臂
356‧‧‧第六臂
358‧‧‧第七臂
36‧‧‧第三接地部
37‧‧‧輻射體
38‧‧‧第三饋入部
39‧‧‧第四接地部
46‧‧‧第一切換電路
47‧‧‧第二切換電路
462‧‧‧切換單元
464‧‧‧切換元件
400‧‧‧無線通訊裝置
401‧‧‧顯示單元
402‧‧‧後置雙鏡頭
403‧‧‧受話器
404、405‧‧‧開孔
407‧‧‧前置鏡頭
410‧‧‧電路板
實施例3
500‧‧‧天線結構
51‧‧‧金屬件
511‧‧‧金屬前框
512‧‧‧金屬背板
513‧‧‧金屬邊框
514‧‧‧容置空間
515‧‧‧底部
516‧‧‧第一側部
517‧‧‧第二側部
518‧‧‧開槽
5182、5183‧‧‧開孔
5112‧‧‧第一斷點
5114‧‧‧第二斷點
62‧‧‧輻射段
C1‧‧‧金屬短臂
C2‧‧‧金屬長臂
52‧‧‧第一饋入部
53‧‧‧第一接地部
532‧‧‧第一臂
534‧‧‧第二臂
536‧‧‧第三臂
54‧‧‧第二接地部
55‧‧‧延伸段
56‧‧‧輻射體
562‧‧‧第四臂
564‧‧‧第五臂
566‧‧‧第六臂
57‧‧‧第二饋入部
58‧‧‧第三接地部
59‧‧‧饋入源
64‧‧‧匹配電路
641‧‧‧第一阻抗元件
642‧‧‧第二阻抗元件
643‧‧‧第三阻抗元件
644‧‧‧第四阻抗元件
645‧‧‧第五阻抗元件
66‧‧‧第一切換電路
67‧‧‧第二切換電路
662‧‧‧切換單元
664‧‧‧切換元件
600‧‧‧無線通訊裝置
601‧‧‧顯示單元
602‧‧‧耳機插座
603‧‧‧USB連接器
610‧‧‧電路板
圖1為本發明第一實施例的天線結構應用至無線通訊裝置的示意圖。 圖2為圖1所示無線通訊裝置的組裝示意圖。 圖3為圖1所示無線通訊裝置另一角度下的組裝示意圖。 圖4為本發明第一實施例的天線結構中切換電路的電路圖。 圖5圖1所示天線結構工作時的電流走向圖。 圖6為圖1所示天線結構工作於LTE-A低頻模態、LTE-A中頻模態、LTE-A高頻模態及GPS模態時的回波損耗曲線圖。 圖7為圖1所示天線結構工作於WiFi 2.4G模態及WiFi 5G模態時的回波損耗曲線圖。 圖8為圖1所示天線結構工作於LTE-A低頻模態、LTE-A中頻模態、LTE-A高頻模態及GPS模態時的輻射效率圖。 圖9為圖1所示天線結構工作於WiFi 2.4G模態及WiFi 5G模態時的輻射效率圖。 圖10為本發明第二實施例的天線結構應用至無線通訊裝置的示意圖。 圖11為圖10所示無線通訊裝置的組裝示意圖。 圖12為圖10所示無線通訊裝置另一角度下的組裝示意圖。 圖13為本發明第二實施例的天線結構中切換電路的電路圖。 圖14圖10所示天線結構工作時的電流走向圖。 圖15為圖10所示天線結構工作於LTE-A低頻模態、LTE-A中頻模態、LTE-A高頻模態及GPS模態時的回波損耗曲線圖。 圖16為圖10所示天線結構工作於WiFi 2.4G模態及WiFi 5G模態時的回波損耗曲線圖。 圖17為圖10所示天線結構工作於LTE-A低頻模態、LTE-A中頻模態、LTE-A高頻模態及GPS模態時的輻射效率圖。 圖18為圖10所示天線結構工作於WiFi 2.4G模態及WiFi 5G模態時的輻射效率圖。 圖19為本發明第三實施例的天線結構應用至無線通訊裝置的示意圖。 圖20為圖19所示無線通訊裝置的組裝示意圖。 圖21為圖20所示無線通訊裝置部分組裝示意圖。 圖22為圖21所示天線結構工作時的電流走向圖。 圖23為本發明第三實施例的天線結構中匹配電路的電路圖。 圖24為本發明第三實施例的天線結構中切換電路的電路圖。 圖25為本發明第三實施例的天線結構工作時的S參數曲線圖。 圖26為本發明第三實施例的天線結構工作時的輻射效率圖。
無
300‧‧‧天線結構
31‧‧‧金屬件
3112‧‧‧第一斷點
3114‧‧‧第二斷點
3116‧‧‧第三斷點
42‧‧‧第一輻射段
44‧‧‧第二輻射段
B1‧‧‧金屬短臂
B2‧‧‧金屬長臂
32‧‧‧第一饋入部
322‧‧‧第一臂
324‧‧‧第二臂
326‧‧‧第三臂
33‧‧‧第一接地部
34‧‧‧第二接地部
35‧‧‧第二饋入部
352‧‧‧第四臂
354‧‧‧第五臂
356‧‧‧第六臂
358‧‧‧第七臂
36‧‧‧第三接地部
37‧‧‧輻射體
38‧‧‧第三饋入部
39‧‧‧第四接地部
400‧‧‧無線通訊裝置
401‧‧‧顯示單元
402‧‧‧後置雙鏡頭
403‧‧‧受話器
404、405‧‧‧開孔
407‧‧‧前置鏡頭
410‧‧‧電路板

Claims (18)

  1. 一種天線結構，包括金屬件、第一饋入部、第一接地部及第二接地部，所述金屬件包括金屬前框、金屬背板以及金屬邊框，所述金屬邊框夾設於所述金屬前框與所述金屬背板之間，所述金屬邊框至少包括頂部、第一側部以及第二側部，所述第一側部與所述第二側部分別連接所述頂部的兩端，所述金屬邊框上開設有開槽，所述開槽至少佈設於所述頂部上，其改良在於：所述金屬前框上開設第二斷點及第三斷點，所述第二斷點位於所述開槽的兩個末端之間，所述第三斷點位於所述開槽的一個末端，所述第二斷點及第三斷點與所述開槽連通並延伸至隔斷所述金屬前框，其中位於第二斷點與第三斷點之間的金屬前框形成第一輻射段，所述第一饋入部、第一接地部及第二接地部電連接至所述第一輻射段，且所述第一饋入部位於所述第一接地部與第二接地部之間，所述第一饋入部饋入電流至所述第一輻射段，所述電流並沿所述第一輻射段流向所述第二斷點和所述第一接地部以激發第一頻段的輻射訊號，所述電流沿所述第一輻射段向所述第三斷點和所述第二接地部以激發第二頻段的輻射訊號，所述電流還沿所述第一輻射段流向所述第二斷點、第三斷點和第二接地部以激發第三頻段的輻射訊號，所述第一頻段的頻率高於第三頻段的頻率，第三頻段的頻率高於第二頻段的頻率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述開槽及所述斷點內均填充有絕緣材料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述金屬前框上還開設第一斷點，所述第一斷點位於該開槽的與所述第三斷點相對的另一末端。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的天線結構，其中所述第一斷點、第二斷點及第三斷點自所述金屬前框劃分出所述第一輻射段及第二輻射段，第二輻射段位於第一斷點與第二斷點之間；第一輻射段的長度大於第二輻射段的長度。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的天線結構，其中所述第一饋入部電連接至所述第一輻射段靠近第二斷點的一端，第一輻射段以該第一饋入部為分隔點分為相向該第二斷點的金屬短臂及相向該第三斷點的金屬長臂，金屬長臂的長度大於金屬短臂的長度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的天線結構，其中所述金屬短臂激發一第一模態以產生所述第一頻段的輻射訊號，所述金屬長臂激發一第二模態以產生所述第二頻段的輻射訊號，所述金屬長臂與金屬短臂共同激發一第三模態以產生第三頻段的輻射訊號；所述第一模態為LTE-A中頻模態，所述第一頻段為1805-2170MHz頻段；所述第二模態為LTE-A低頻模態，所述第二頻段為703-960 MHz頻段；所述第三模態為GPS模態，所述第三頻段為1575MHz頻段。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的天線結構，其中所述天線結構還包括第一切換電路及第二切換電路，所述第一接地部通過所述第一切換電路連接至接地面，所述第二接地部通過所述第二切換電路連接至接地面。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的天線結構，其中所述第一切換電路包括切換單元及至少一切換元件，所述第一切換單元電連接至所述第一接地部，所述切換元件之間相互並聯，且其一端電連接至所述切換單元，另一端連接至接地面，通過控制所述切換單元的切換，使得所述切換單元切換至不同的切換元件，進而調整所述第一頻段；所述第二切換電路的結構與第一切換電路大致相同，用於調整所述金屬長臂的第二頻段。
  9. 如申請專利範圍第4項所述的天線結構，其中所述第一饋入部包括第一臂、第二臂及第三臂；該第二臂大致呈U形，其兩端分別垂直連接該第一臂及第三臂；該第一臂及第二臂間隔該第一輻射段設置，該第三臂連接該第二臂及第一輻射段；所述第一接地部與第二接地部均為大致呈L型金屬臂。
  10. 如申請專利範圍第4項所述的天線結構，其中所述天線結構還包括第二饋入部及第三接地部，所述第二饋入部的一端連接至所述第二輻射段靠近第一斷點的一端；所述第二饋入部包括第四臂、第五臂、第六臂及第七臂；所述第三接地部大致呈直條形金屬臂並連接至接地面；所述第四臂與第三接地部間隔且平行設置，所述第五臂連接於第四臂與第三接地部之間，所述第六臂大致呈U形，其兩端分別連接所述第五臂及第七臂，且第六臂連接第五臂的一端還連接該第六臂，且與該第六臂共線；該第四臂、第五臂、第六臂及第三接地部與該第二輻射段間隔設置，該第七臂連接於該第六臂與第二輻射段之間。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的天線結構，其中所述第二輻射段從第二饋入部饋入電流，激發一第四模態以產生第四頻段的輻射訊號；所述第四模態為LTE-A高頻模態，所述第四頻段為2300-2690MHz的頻段；所述第四模態包括一第五模態，所述第五模態為WiFi 2.4G模態，即第四頻段涵蓋一第五頻段，所述第五頻段為WiFi 2.4G頻段，所述WiFi 2.4G頻段為2400-2484MHz。
  12. 如申請專利範圍第4項所述的天線結構，其中所述天線結構還包括輻射體、第三饋入部及第四接地部，所述輻射體間隔所述第一輻射段與第三斷點設置，所述輻射體、第三饋入部及第四接地部均呈直條狀，其中第三饋入部及第四接地部間隔且平行設置，輻射體連接於第三饋入部及第四接地部的同一側並相向該金屬前框的頂部延伸。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的天線結構，其中所述輻射體從第三饋入部饋入電流，激發一第六模態以產生第六頻段的輻射訊號；所述第六模態為WiFi 5G模態，所述第六頻段為5150-5850MHz頻段。
  14. 如申請專利範圍第4項所述的天線結構，其中所述開槽的寬度設置為3-4.5毫米，也即所述第一輻射段與第二輻射段距離金屬背板3-4.5毫米；所述斷點的寬度設置為1.5-2.5毫米。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的天線結構，其中所述金屬背板與金屬邊框直接連接，所述金屬背板與金屬邊框之間沒有空隙，所述金屬背板為一體成型的單一金屬片，所述金屬背板其上並未設置任何用於分割所述金屬背板的絕緣的開槽、斷線或斷點。
  16. 一種無線通訊裝置，包括如申請專利範圍第1-15項中任一項所述的天線結構。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的無線通訊裝置，其中所述無線通訊裝置還包括顯示單元，所述金屬前框、金屬背板以及金屬邊框構成所述無線通訊裝置的外殼，所述金屬前框設置有開口用於容置所述顯示單元，所述顯示單元具有顯示平面，該顯示平面裸露於該開口，且該顯示平面與所述金屬背板平行設置。
  18. 如申請專利範圍第16項所述的無線通訊裝置，其中所述無線通訊裝置還包括輻射體與後置雙鏡頭，所述輻射體設置於後置雙鏡頭、第一幅射段與第三斷點之間，且所述輻射體間隔後置雙鏡頭、第一幅射段與第三斷點設置。
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