TW201832412A - 天線結構及具有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,包括殼體、四個饋入源、第一內輻射體、第二內輻射體以及第三內輻射體,所述殼體上設置有第一輻射部及第二輻射部,所述第一至第三內輻射體均設置於所述殼體內,所述第一內輻射體與第二內輻射體間隔耦合設置,所述四個饋入源分別電連接至第一輻射部、第二輻射部、第一內輻射體以及第三內輻射體,所述第一輻射部同時激發出第一模態及第二模態;所述第二輻射部、所述第一至第三內輻射體分別激發出第三模態、第四模態、第五模態以及第六模態。

Description

天線結構及具有該天線結構之無線通訊裝置
本發明涉及一種天線結構及具有該天線結構之無線通訊裝置。
隨著無線通訊技術之進步,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之要求亦越來越高。由於金屬殼體於外觀、機構強度、散熱效果等方面具有優勢,因此越來越多之廠商設計出具有金屬殼體,例如金屬背板之無線通訊裝置來滿足消費者之需求。然,金屬殼體容易干擾遮蔽設置於其內之天線所輻射之訊號,不容易達到寬頻設計,導致內置天線之輻射性能不佳。再者,所述背板上通常還設置有開槽及斷點,如此將影響背板之完整性與美觀性。
有鑑於此,有必要提供一種天線結構及具有該天線結構之無線通訊裝置。
一種天線結構,包括殼體、第一饋入源、第二饋入源、第三饋入源、第四饋入源、第一內輻射體、第二內輻射體以及第三內輻射體,所述殼體上設置有第一輻射部及第二輻射部,所述第一饋入源電連接至所述第一輻射部,以為所述第一輻射部饋入電流訊號,進而使所述第一輻射部同時激發出第一模態及第二模態以產生第一頻段及第二頻段之訊號;所述第二饋入源電連接至所述第二輻射部,以為所述第二輻射部饋入電流訊號,進而使所述第二輻射部激發出第三模態以產生第三頻段之訊號;所述第一內輻射體、第二內輻射體及第三內輻射體均設置於所述殼體內,所述第三饋入源電連接至所述第一內輻射體,以為所述第一內輻射體饋入電流訊號,進而使所述第一內輻射體激發出第四模態以產生第四頻段之訊號;所述第二內輻射體與所述第一內輻射體間隔耦合設置,所述第一內輻射體還用以將電流訊號耦合至所述第二內輻射體,進而使所述第二內輻射體激發出第五模態以產生第五頻段之訊號;所述第四饋入源電連接至所述第三內輻射體,以為所述第三內輻射體饋入電流訊號,進而使所述第三內輻射體激發出第六模態以產生第六頻段之訊號;所述第五頻段之訊號高於所述第六頻段及第四頻段之訊號,所述第六頻段及第四頻段之訊號高於所述第二頻段之訊號,所述第二頻段之訊號高於所述第三頻段之訊號,所述第三頻段之訊號高於所述第一頻段之訊號。
一種無線通訊裝置,包括上述項所述之天線結構。
上述天線結構及具有該天線結構之無線通訊裝置可涵蓋至LTE-A低、中、高頻頻段、GPS頻段及WIFI 2.4GHz/5GHz頻段,頻率範圍較廣。另外,該天線結構之殼體上之開槽、第一縫隙、第二縫隙及斷點均設置於所述前框及邊框上,並未設置於所述背板上,使得所述背板構成全金屬結構,即所述背板上並沒有絕緣之開槽、斷線或斷點,使得所述背板可避免由於開槽、斷線或斷點之設置而影響背板之完整性與美觀性。
下面將結合本發明實施例中之附圖,對本發明實施例中之技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述之實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部之實施例。基於本發明中之實施例,所屬領域具有通常知識者於沒有做出創造性勞動前提下所獲得之所有其他實施例,均屬於本發明保護之範圍。
需要說明的是,當一個元件被稱為“電連接”另一個元件,它可直接於另一個元件上或者亦可存在居中之元件。當一個元件被認為是“電連接”另一個元件,它可是接觸連接,例如,可是導線連接之方式,亦可是非接觸式連接,例如,可是非接觸式耦合之方式。
除非另有定義,本文所使用之所有之技術與科學術語與屬於所屬領域具有通常知識者通常理解之含義相同。本文中於本發明之說明書中所使用之術語僅是為描述具體之實施例之目不是旨在於限制本發明。本文所使用之術語“及/或”包括一個或多個相關之所列項目的任意之與所有之組合。
下面結合附圖,對本發明之一些實施方式作詳細說明。於不衝突之情況下,下述之實施例及實施例中之特徵可相互組合。
請參閱圖1,本發明較佳實施方式提供一種天線結構100,其可應用於行動電話、個人數位助理或平板電腦等無線通訊裝置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包括殼體11、第一饋入源F1、第二饋入源F2、第三饋入源F3、第四饋入源F4、第一接地部G1、第二接地部G2、第一內輻射體13、第二內輻射體15及第三內輻射體17。
所述殼體11可為所述無線通訊裝置200之外殼。於本實施例中,所述殼體11由金屬材料製成。所述殼體11包括前框111、背板112及邊框113。所述前框111、背板112及邊框113可是一體成型。所述前框111、背板112以及邊框113構成所述無線通訊裝置200之外殼。所述前框111上設置有一開口(圖未標),用於容置所述無線通訊裝置200之顯示單元201。可理解,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背板112大致平行設置。
所述背板112與所述前框111相對設置。所述背板112與邊框113直接連接,所述背板112與邊框113之間沒有空隙。於本實施例中,所述背板112為一體成型之單一金屬片,為顯露雙鏡頭模組203,所述背板112設置有通孔204。所述背板112其上並沒有設置任何用於分割所述背板112之絕緣之開槽、斷線或斷點。所述背板112相當於所述天線結構100與所述無線通訊裝置200之地。
所述邊框113夾設於所述前框111與所述背板112之間,且分別環繞所述前框111及所述背板112之周緣設置,以與所述顯示單元201、所述前框111以及背板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之電路板、處理單元等電子元件或電路模組於其內。
所述邊框113至少包括末端部115、第一側部116以及第二側部117。於本實施例中,所述末端部115為所述無線通訊裝置200之頂端。所述末端部115連接所述前框111與所述背板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末端部115之兩端,優選垂直設置。所述第一側部116與所述第二側部117亦連接所述前框111與所述背板112。
所述邊框113上還開設有開槽118。所述前框111上開設有第一斷點119、第二斷點121及縫隙122。於本實施例中,所述開槽118佈設於所述末端部115上,且分別延伸至所述第一側部116及第二側部117。
所述第一斷點119、第二斷點121以及縫隙122均與所述開槽118連通,並延伸至隔斷所述前框111。於本實施例中,所述第一斷點119開設於所述前框111上,且與所述開槽118佈設於所述第一側部116之第一端T1連通。所述第二斷點121開設於所述前框111上,且與所述開槽118佈設於所述第二側部117之第二端T2連通。所述縫隙122開設於所述末端部115上。所述縫隙122設置於所述第一斷點119與第二斷點121之間,且與所述開槽118連通。如此,所述開槽118、第一斷點119、第二斷點121以及所述縫隙122共同自所述殼體11至少分隔出相互間隔設置之兩部分,即第一輻射部H1及第二輻射部H2。其中,所述第一斷點119與所述縫隙122之間之所述前框111構成所述第一輻射部H1。所述第二斷點121與所述縫隙122之間之所述前框111構成所述第二輻射部H2。於本實施例中,所述縫隙122之位置並未對應到所述末端部115之中間,因此所述第一輻射部H1之長度大於第二輻射部H2之長度。
可理解,於本實施例中,所述開槽118、所述第一斷點119、第二斷點121及所述縫隙122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)。
可理解,於本實施例中,所述開槽118開設於所述邊框113靠近所述背板112之一端,並延伸至所述前框111,以使得所述第一輻射部H1及第二輻射部H2完全由部分所述前框111構成。當然,於其他實施例中,所述開槽118之開設位置亦可根據具體需求進行調整。例如,所述開槽118開設於所述邊框113靠近所述背板112之一端,並朝所述前框111所在方向延伸,以使得所述第一輻射部H1及第二輻射部H2由部分所述前框111及部分所述邊框113構成。
可理解,於其他實施例中,所述開槽118亦可僅設置於所述末端部115,而未延伸至所述第一側部116及第二側部117中之任何一個,或者所述開槽118設置於所述末端部115,且僅沿延伸至所述第一側部116及第二側部117中之其中之一。如此,所述第一端T1及第二端T2之位置、第一斷點119以及第二斷點121之位置亦可根據所述開槽118之位置進行調整。例如,所述第一端T1及第二端T2可均位於所述前框111對應所述末端部115之位置。例如,所述第一端T1及第二端T2中之一個可位於所述前框111對應所述末端部115之位置,而所述第一端T1及第二端T2中之另一個可開設於所述前框111對應所述第一側部116或第二側部117之位置。顯然,所述開槽118之形狀、位置以及所述第一端T1及第二端T2於所述邊框113上之位置均可根據具體需求進行調整,僅需保證所述開槽118、所述第一斷點119、第二斷點121以及所述縫隙122可共同自所述殼體11劃分出間隔設置之第一輻射部H1及第二輻射部H2即可。
可理解,所述前框111與邊框113之上半部除了所述開槽118、第一斷點119、第二斷點121以及縫隙122以外沒有再設置其他絕緣之開槽、斷線或斷點。
請一併參閱圖4,所述第一饋入源F1設置於所述容置空間114內。所述第一饋入源F1之一端電連接至所述第一輻射部H1,用以為所述第一輻射部H1饋入電流。所述第一饋入源F1之另一端電連接至所述背板112,即接地。於本實施例中,從第一饋入源F1饋入電流後,所述電流於所述第一輻射部H1處分別向該第一斷點119與縫隙122傳送,從而使得所述第一輻射部H1以該第一饋入源F1為分隔點進一步劃分為相向該第一斷點119之第一分支H11及相向該縫隙122之第二分支H12。具體地,所述第一饋入源F1至所述前框111設置有所述第一斷點119之部分形成所述第一分支H11。所述第一饋入源F1至所述前框111設置有所述縫隙122之部分形成所述第二分支H12。
所述第一接地部G1設置於所述容置空間114內,且位於所述第一側部116與所述第一饋入源F1之間。所述第一接地部G1之一端電連接至所述第一分支H11,另一端電連接至所述背板112,即接地,進而為所述第一分支H11提供接地。
所述第二接地部G2設置於所述容置空間114內,且位於所述縫隙122與所述第一饋入源F1之間。所述第二接地部G2之一端電連接至所述第二分支H12,另一端電連接至所述背板112,即接地,進而為所述第二分支H12提供接地。
可理解,於本實施例中,所述第一饋入源F1、第一分支H11及第一接地部G1構成一倒F型天線,進而激發一第一模態以產生第一頻段之輻射訊號。所述第一饋入源F1、第二分支H12及第二接地部G2構成另一倒F型天線,進而激發一第二模態以產生第二頻段之輻射訊號。於本實施例中,所述第一模態為進階長期演進技術(Long Term Evolution Advanced, LTE-A)低頻模態,所述第二模態為LTE-A中頻模態。所述第二頻段之頻率高於第一頻段之頻率。所述第一頻段為703-960MHz頻段,所述第二頻段為1710-2170MHz頻段。
所述第二饋入源F2設置於所述容置空間114內,且鄰近所述第二斷點121設置。所述第二饋入源F2之一端電連接至所述第二輻射部H2靠近所述第二斷點121之一端,以為所述第二輻射部H2饋入電流。所述第二饋入源F2之另一端電連接至所述背板112,即接地。於本實施例中,所述第二饋入源F2與所述第二輻射部H2共同構成一單極(Monopole)天線,進而激發一第三模態以產生第三頻段之輻射訊號。所述第三模態為GPS模態。所述第三頻段之頻率高於所述第一頻段之頻率,且小於所述第二頻段之頻率。所述第三頻段為1575MHz頻段。
請一併參閱圖4,所述第一內輻射體13設置於所述容置空間114內,且位於所述第一接地部G1與所述第一側部116之間。所述第一內輻射體13包括依次連接之第一輻射臂131、第二輻射臂132、第三輻射臂133、第四輻射臂134、第五輻射臂135、第六輻射臂136、第七輻射臂137以及第八輻射臂138。
所述第一輻射臂131大致呈直條狀,其與所述第一側部116大致平行設置。所述第二輻射臂132大致呈直條狀,其垂直連接至所述第一輻射臂131靠近所述末端部115之一端,並沿平行所述末端部115且靠近所述第二側部117之方向延伸。所述第三輻射臂133大致呈直條狀,其一端垂直連接至所述第二輻射臂132遠離所述第一輻射臂131之一端,並沿平行所述第一側部116且靠近所述末端部115之方向延伸。於本實施例中,所述第一輻射臂131及第三輻射臂133分別設置於所述第二輻射臂132之兩端,且背向設置。
所述第四輻射臂134大致呈直條狀,其一端垂直連接至所述第三輻射臂133遠離所述第二輻射臂132之一端,並沿平行所述末端部115且朝向所述第一側部116之方向延伸。所述第二輻射臂132與所述第四輻射臂134設置於所述第三輻射臂133之同一側,並與所述第三輻射臂133共同構成大致呈U型之結構。所述第五輻射臂135大致呈直條狀,其一端垂直連接至所述第四輻射臂134遠離所述第三輻射臂133之一端,並沿平行所述第一側部116且靠近所述末端部115之方向延伸。
所述第六輻射臂136大致呈直條狀,其一端垂直連接至所述第五輻射臂135遠離所述第四輻射臂134之一端,並沿平行所述末端部115且靠近所述第一側部116之方向延伸。所述第七輻射臂137大致呈直條狀,其一端垂直連接至所述第六輻射臂136遠離所述第五輻射段135之一端,並沿平行所述第一側部116且遠離所述末端部115之方向延伸。所述第五輻射臂135與所述第七輻射臂137設置於所述第六輻射臂136之同一側,並與所述第六輻射臂136共同構成大致呈U型之結構。所述第八輻射臂138大致呈直條狀,其一端垂直連接至所述第七輻射臂137遠離所述第六輻射臂136之一端,並沿平行所述末端部115且靠近所述第一側部116之方向延伸。
所述第三饋入源F3設置於所述容置空間114內,且鄰近所述第一斷點119設置。所述第三饋入源F3之一端電連接至所述第一內輻射體13中所述第一輻射臂131遠離所述第二輻射臂132之一端,以為所述第一內輻射體13饋入電流。所述第三饋入源F3之另一端電連接至所述背板112,即接地。於本實施例中,所述第三饋入源F3與所述第一內輻射體13共同構成一單極(Monopole)天線,進而激發一第四模態以產生第四頻段之輻射訊號。所述第四模態為WIFI 2.4GHz模態。所述第四頻段為WIFI 2.4GHz(2400-2480MHz)頻段。
第二內輻射體15設置於所述容置空間114內,且位於所述第一內輻射體13與所述第一側部116之間。所述第二內輻射體15包括第一寄生段151及第二寄生段153。所述第一寄生段151大致呈直條狀,其一端電連接至所述背板112,即接地,另一端沿平行所述第一側部116且靠近所述第八輻射臂138之方向延伸。所述第二寄生段153大致呈直條狀,其一端垂直連接至所述第一寄生段151靠近所述第八輻射臂138之一端,並沿平行所述第八輻射臂138且靠近所述第三輻射臂133之方向延伸,直至延伸至所述第一內輻射體13所包圍之空間內。
可理解,於本實施例中,所述第二內輻射體15與所述第一內輻射體13間隔耦合設置,進而與所述第一內輻射體13及所述第三饋入源F3構成耦合饋入天線,以激發一第五模態以產生第五頻段之輻射訊號。所述第五模態為WIFI 5GHz模態。所述第五頻段為WIFI 5GHz(5150-5850MHz)頻段。
所述第三內輻射體17設置於所述容置空間114內,且位於所述第二接地部G2與所述第二側部117之間,並鄰近所述第二側部117設置。所述第三內輻射體17為曲折狀片體,包括饋入段171、第一連接段172、第二連接段173、第三連接段174以及接地段175。所述饋入段171大致呈直條狀,其與所述第二側部117大致平行間隔設置,且朝所述末端部115所在方向延伸。所述第一連接段172大致呈直條狀,其一端垂直連接至所述饋入段171靠近所述末端部115之一端,並沿平行所述末端部115且靠近所述第一側部116之方向延伸,直至越過所述縫隙122。所述第二連接段173大致呈直條狀,其一端垂直連接至所述第一連接段172遠離所述饋入段171之一端,並沿平行所述第二側部117且靠近所述末端部115之方向延伸。於本實施例中,所述第二連接段173與所述饋入段171分別設置於所述第一連接段172之兩端,且背向設置。
所述第三連接段174大致呈直條狀,其一端垂直連接至所述第二連接段173遠離第一連接段172之一端,並沿平行所述末端部115且靠近所述第二側部117之方向延伸,以越過所述縫隙122,並繼續沿平行所述末端部115且靠近所述第二側部117之方向延伸。所述接地段175大致呈直條狀,其與所述饋入段171相互間隔且平行設置。所述接地段175之一端垂直連接至所述第一連接段172之一側,並沿平行所述饋入段171且遠離所述末端部115之方向延伸。
所述第四饋入源F4設置於所述容置空間114內,且鄰近所述第二斷點121設置。所述第四饋入源F4之一端電連接至所述饋入段171遠離所述第一連接段172之一端,以為所述第三內輻射體17饋入電流。所述第四饋入源F4之另一端電連接至所述背板112,即接地。所述接地段175遠離所述第一連接段172之一端電連接至所述背板112,即接地,進而為所述第三內輻射體17提供接地。
可理解,於本實施例中,所述第四饋入源F4與所述第三內輻射體17構成一倒F型天線,進而激發一第六模態以產生第六頻段之輻射訊號。於本實施例中,所述第六模態為LTE-A高頻模態。所述第六頻段及第四頻段之頻率高於所述第二頻段之頻率。所述第六頻段及第四頻段之頻率小於所述第五頻段之頻率。所述第六頻段為2300-2690MHz頻段。
可理解,請再次參閱圖1及圖4,於其他實施例中,為使得所述第一輻射部H1具有較佳之低頻頻寬,所述天線結構100還可包括切換電路18。所述切換電路18設置於所述容置空間114。所述切換電路18之一端電連接至所述第一接地部G1,以藉由所述第一接地部G1電連接至所述第一輻射部H1之第一分支H11。所述切換電路18之另一端電連接至所述背板112,即接地。
請一併參閱圖5,所述切換電路18包括切換單元181及至少一切換元件183。所述切換單元181電連接至所述第一接地部G1,以藉由所述第一接地部G1電連接至所述第一輻射部H1之第一分支H11。所述切換元件183可為電感、電容、或者電感與電容之組合。所述切換元件183之間相互並聯,且其一端電連接至所述切換單元181,另一端電連接至所述背板112,即接地。如此,藉由控制所述切換單元181之切換,可使得所述第一輻射部H1之第一分支H11切換至不同之切換元件183。由於每一個切換元件183具有不同之阻抗,因此藉由所述切換單元181之切換,可有效調整所述天線結構100之低頻頻率,即調整所述第一頻段。
例如,於本實施例中,所述切換電路18包括四個切換元件183。該四個切換元件183均為電感,且電感值分別為27nH、15nH、9.1nH、6.2nH。其中,當所述切換單元181切換至電感值為27nH之切換元件183時,所述天線結構100可工作於LTE-A band17頻段(704-746MHz)。當所述切換單元181切換至電感值為15nH之切換元件183時,所述天線結構100可工作於LTE-A band20頻段(791-862MHz)。當所述切換單元181切換至電感值為9.1nH之切換元件183時,所述天線結構100可工作於LTE-A band5頻段(824-894MHz)。當所述切換單元181切換至電感值為6.2nH之切換元件183時,所述天線結構100可工作於LTE-A band8頻段(880-960MHz)。即藉由所述切換單元181之切換,可使得所述天線結構100之低頻涵蓋至704-960MHz。
可理解,請再次參閱圖1及圖4,於本實施例中,為使得所述第一輻射部H1具有較佳之中頻頻寬,所述天線結構100還包括匹配電路19。所述匹配電路19設置於所述容置空間114。所述匹配電路19之一端電連接至所述第二接地部G2,以藉由所述第二接地部G2電連接至所述第一輻射部H1之第二分支H12。所述匹配電路19之另一端電連接至所述背板112,即接地。於本實施例中,所述匹配電路19包括電感L。所述電感L之一端電連接至所述第二接地部G2,以藉由所述第二接地部G2電連接至所述第一輻射部H1之第二分支H12。所述電感L之另一端電連接至所述背板112,即接地。所述電感L可匹配或補償所述第二分支H12之阻抗。如此,藉由調節所述電感L之電感值,可有效調節所述天線結構100之中頻頻率,即所述第二頻段,使得該天線結構100之中頻可涵蓋至1710-2170MHz。
請一併參閱圖6,可理解,於本實施例中,當電流自所述第一饋入源F1饋入時,一部分電流將流經所述第一輻射部H1之第一分支H11,並流向所述第一斷點119,進而激發所述第一模態以產生第一頻段之輻射訊號(參路徑P1)。另外一部分電流將流經所述第一輻射部H1之第二分支H12,並流向所述縫隙122,進而激發所述第二模態以產生第二頻段之輻射訊號(參路徑P2)。
當電流自所述第二饋入源F2饋入時,電流將流經所述第二輻射部H2,並流向所述縫隙122,進而激發所述第三模態以產生第三頻段之輻射訊號(參路徑P3)。當電流自所述第三饋入源F3饋入時,電流將流經所述第一內輻射體13,進而激發第四模態以產生第四頻段之輻射訊號(參路徑P4)。同時,電流訊號還將自所述第一內輻射體13耦合至所述第二內輻射體15而激發第五模態以產生第五頻段之輻射訊號(參路徑P5)。當電流自所述第四饋入源F4饋入後,電流將流經所述第三內輻射體17,並藉由所述第三內輻射體17之接地段175接地,進而激發第六模態以產生第六頻段之輻射訊號(參路徑P6)。
顯然,於本實施例中,所述第一輻射部H1及所述第三內輻射體17均為分集(diversity)天線。所述第二輻射部H2為GPS天線。所述第一內輻射體13為WIFI 2.4GHz天線。所述第二內輻射體15為WIFI 5GHz天線。
可理解,於本實施例中,所述背板112可作為所述天線結構100與所述無線通訊裝置200之地。於另一實施例中,於所述顯示單元201朝向所述背板112那一面可設置用於屏蔽電磁干擾之屏蔽罩(shielding mask)或支撐所述顯示單元201之中框。所述屏蔽罩或中框以金屬材料製作。所述屏蔽罩或中框可與所述背板112相連接以作為所述天線結構100與所述無線通訊裝置200之地。於上述之每一處接地,所述屏蔽罩或中框可取代所述背板112以供所述天線結構100或所述無線通訊裝置200接地。於另一實施例中,所述無線通訊裝置200之主電路板可設置接地面,於上述之每一處接地,所述接地面可取代所述背板112以供所述天線結構100或所述無線通訊裝置200接地。所述接地面可與所述屏蔽罩、中框或所述背板112相連接。
圖7為所述天線結構100工作於LTE-A低中頻模態時之S參數(散射參數)曲線圖。顯然,當所述切換電路18中所述切換單元181切換至不同之切換元件183(例如四個不同之切換元件183)時,由於每一個切換元件183具有不同之阻抗,因此藉由所述切換單元181之切換,可有效調整所述天線結構100於低頻段之頻率。同時,藉由調整所述匹配電路19中電感L之電感值,可有效調整所述天線結構100於中頻段之頻率,進而得到較佳之操作頻寬。
圖8為所述天線結構100工作於LTE-A低中頻模態及GPS模態時之S參數(散射參數)曲線圖。其中曲線S81為所述天線結構100工作於LTE-A低中頻模態時之S11值。曲線S82為所述天線結構100工作於GPS模態時之S11值。曲線S83為所述天線結構100工作於LTE-A低中頻模態及GPS模態時之第一幅射部H1與第二幅射部H2之間之隔離度。
圖9為所述天線結構100工作於LTE-A高頻模態之S參數(散射參數)曲線圖。圖10為所述天線結構100工作於WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態時之S參數(散射參數)曲線圖。
圖11為所述天線結構100工作於LTE-A低中頻模態時之總輻射效率圖。其中,曲線S111為當所述切換單元181切換至電感值為27nH之切換元件183時,所述天線結構100工作於LTE-A band17頻段(704-746MHz)時之總輻射效率。曲線S112為當所述切換單元181切換至電感值為15nH之切換元件183時,所述天線結構100工作於LTE-A band20頻段(791-862MHz)時之總輻射效率。曲線S113為當所述切換單元181切換至電感值為9.1nH之切換元件183時,所述天線結構100工作於LTE-A band5頻段(824-894MHz)時之總輻射效率。曲線S114為當所述切換單元181切換至電感值為6.2nH之切換元件183時,所述天線結構100工作於LTE-A band8頻段(880-960MHz)時之總輻射效率。即藉由所述切換單元181之切換,可使得所述天線結構100之低頻涵蓋至704-960MHz。另外,當所述天線結構100分別工作於LTE-A band17/20/5/8頻段及LTE-A 中頻段(1710-2170MHz)時,其平均總輻射效率分別為-8.1dB、-8.8dB、-9.0dB、-9.3dB、-5.3dB。
圖12為所述天線結構100工作於GPS模態時之總輻射效率圖。圖13為所述天線結構100工作於LTE-A高頻模態時之總輻射效率圖。圖14為所述天線結構100工作於WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態時之總輻射效率圖。其中,當所述天線結構100工作於GPS模態時,其平均總輻射效率為-6.1dB。當所述天線結構100工作於LTE-A高頻模態時,其平均總輻射效率為-8.4dB。當所述天線結構100工作於WIFI 2.4GHz模態時,其平均總輻射效率為-7.6dB。當所述天線結構100工作於WIFI 5GHz模態時,其平均總輻射效率為-6.0dB。
顯然,從圖7至圖14可知,所述天線結構100之工作頻段可涵蓋至704-960MHz及1710-2690MHz,即可應用於GSM Quad-band、UMTS Band I/II/V/VIII頻段以及全球常用LTE 700/850/900/1800/1900/2100/2300/2500頻段。另外,所述天線結構100還可工作於GPS頻段及WIFI 2.4GHz/5GHz頻段,即涵蓋至LTE-A低、中、高頻頻段、GPS頻段及WIFI 2.4GHz/5GHz頻段,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,並具有較佳之輻射效率。
如前面各實施例所述,所述天線結構100藉由設置所述第一斷點119以及縫隙122,以自所述邊框113劃分出第一輻射部H1。所述天線結構100還設置有第三內輻射體17。所述第一輻射部H1可激發第一模態及第二模態以產生LTE-A低、中頻頻段之輻射訊號。所述第三內輻射體17可激發第六模態以產生LTE-A高頻頻段之輻射訊號。因此無線通訊裝置200可使用LTE-A之載波聚合(CA,Carrier Aggregation)技術並使用所述第一輻射部H1及所述第三內輻射體17同時於多個不同頻段接收或發送無線訊號以增加傳輸頻寬,即實現3CA。
另外,該天線結構100藉由設置所述殼體11,且所述殼體11上之開槽118、第一斷點119、第二斷點121及縫隙122均設置於所述前框111及邊框113上,並未設置於所述背板112上。如此,可僅利用所述前框111、邊框113及相應之內輻射體(即第一內輻射體13、第二內輻射體15及第三內輻射體17),便可設置出相應之LTE-A低、中、高頻天線、GPS天線及WIFI 2.4GHz/5GHz天線,涵蓋了較寬之頻段。再者,所述背板111可構成全金屬結構,即所述背板111上並沒有絕緣之開槽、斷線或斷點,使得所述背板111可避免由於開槽、斷線或斷點之設置而影響背板111之完整性與美觀性。
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‧‧‧殼體
111‧‧‧前框
112‧‧‧背板
113‧‧‧邊框
114‧‧‧容置空間
115‧‧‧末端部
116‧‧‧第一側部
117‧‧‧第二側部
118‧‧‧開槽
119‧‧‧第一斷點
121‧‧‧第二斷點
122‧‧‧縫隙
F1‧‧‧第一饋入源
F2‧‧‧第二饋入源
F3‧‧‧第三饋入源
F4‧‧‧第四饋入源
G1‧‧‧第一接地部
G2‧‧‧第二接地部
T1‧‧‧第一端
T2‧‧‧第二端
H1‧‧‧第一輻射部
H11‧‧‧第一分支
H12‧‧‧第二分支
H2‧‧‧第二輻射部
13‧‧‧第一內輻射體
131‧‧‧第一輻射臂
132‧‧‧第二輻射臂
133‧‧‧第三輻射臂
134‧‧‧第四輻射臂
135‧‧‧第五輻射臂
136‧‧‧第六輻射臂
137‧‧‧第七輻射臂
138‧‧‧第八輻射臂
15‧‧‧第二內輻射體
151‧‧‧第一寄生段
153‧‧‧第二寄生段
17‧‧‧第三內輻射體
171‧‧‧饋入段
172‧‧‧第一連接段
173‧‧‧第二連接段
174‧‧‧第三連接段
175‧‧‧接地段
18‧‧‧切換電路
181‧‧‧切換單元
183‧‧‧切換元件
19‧‧‧匹配電路
200‧‧‧無線通訊裝置
201‧‧‧顯示單元
203‧‧‧雙鏡頭模組
204‧‧‧通孔
圖1為本發明較佳實施例之天線結構應用至無線通訊裝置之示意圖。 圖2為圖1所示無線通訊裝置之組裝示意圖。 圖3為圖1所示無線通訊裝置另一角度下之組裝示意圖。 圖4為圖1所示天線結構之電路圖。 圖5為圖4所示天線結構中切換電路之電路圖。 圖6為圖4所示天線結構工作之電流走向示意圖。 圖7為圖1所示天線結構工作於低中頻模態時之S參數(散射參數)曲線圖。 圖8為圖1所示天線結構工作於LTE-A低中頻模態及GPS模態時之S參數(散射參數)曲線圖。 圖9為圖1所示天線結構工作於LTE-A高頻模態時之S參數(散射參數)曲線圖。 圖10為圖1所示天線結構工作於WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態時之S參數(散射參數)曲線圖。 圖11為圖1所示天線結構工作於LTE-A低中頻模態時之總輻射效率圖。 圖12為圖1所示天線結構工作於GPS模態時之總輻射效率圖。 圖13為圖1所示天線結構工作於LTE-A高頻模態時之總輻射效率圖。 圖14為圖1所示天線結構工作於WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態時之總輻射效率圖。

Claims (13)

  1. 一種天線結構,其特徵在於,所述天線結構包括殼體、第一饋入源、第二饋入源、第三饋入源、第四饋入源、第一內輻射體、第二內輻射體以及第三內輻射體,所述殼體上設置有第一輻射部及第二輻射部,所述第一饋入源電連接至所述第一輻射部,以為所述第一輻射部饋入電流訊號,進而使所述第一輻射部同時激發出第一模態及第二模態以產生第一頻段及第二頻段之訊號;所述第二饋入源電連接至所述第二輻射部,以為所述第二輻射部饋入電流訊號,進而使所述第二輻射部激發出第三模態以產生第三頻段之訊號;所述第一內輻射體、第二內輻射體及第三內輻射體均設置於所述殼體內,所述第三饋入源電連接至所述第一內輻射體,以為所述第一內輻射體饋入電流訊號,進而使所述第一內輻射體激發出第四模態以產生第四頻段之訊號;所述第二內輻射體與所述第一內輻射體間隔耦合設置,所述第一內輻射體還用以將電流訊號耦合至所述第二內輻射體,進而使所述第二內輻射體激發出第五模態以產生第五頻段之訊號;所述第四饋入源電連接至所述第三內輻射體,以為所述第三內輻射體饋入電流訊號,進而使所述第三內輻射體激發出第六模態以產生第六頻段之訊號;所述第五頻段之訊號高於所述第六頻段及第四頻段之訊號,所述第六頻段及第四頻段之訊號高於所述第二頻段之訊號,所述第二頻段之訊號高於所述第三頻段之訊號,所述第三頻段之訊號高於所述第一頻段之訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構,其中所述第一輻射部及所述第三內輻射體均為分集天線,所述第二輻射部為GPS天線,所述第一內輻射體為WIFI 2.4GHz天線,所述第二內輻射體為WIFI 5GHz天線,所述第一模態為LTE-A低頻模態,所述第二模態為LTE-A中頻模態,所述第三模態為GPS模態,所述第四模態為WIFI 2.4GHz模態,所述第五模態為WIFI 5GHz模態,所述第六模態為LTE-A高頻模態。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構,其中所述殼體包括前框、背板以及邊框,所述邊框夾設於所述前框與所述背板之間,所述邊框上開設有開槽,所述前框上開設有第一斷點、第二斷點及縫隙,所述第一斷點、第二斷點及縫隙均與所述開槽連通並延伸至隔斷所述前框,所述開槽、所述第一斷點、第二斷點及縫隙共同自所述殼體劃分出所述第一輻射部及第二輻射部。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之天線結構,其中所述邊框至少包括末端部、第一側部及第二側部,所述第一側部與所述第二側部分別連接所述末端部之兩端,所述開槽至少開設於所述末端部,所述第一斷點開設於所述第一側部上,所述第二斷點開設於所述第二側部上,所述縫隙開設於所述末端部上,所述第一斷點與所述縫隙之間之所述前框構成所述第一輻射部,所述第二斷點與所述縫隙之間之所述前框構成所述第二輻射部,所述第一內輻射體及所述第二內輻射體設置於所述第一饋入源與所述第一側部之間;所述第三內輻射體鄰近所述第二側部設置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構,其中所述第一饋入源電連接至所述第一輻射部,且所述第一饋入源至所述前框設置有所述第一斷點之部分形成第一分支,所述第一饋入源至所述前框設置有所述縫隙之部分形成第二分支,所述第一分支用以激發所述第一模態,所述第二分支用以激發所述第二模態。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之天線結構,其中所述天線結構還包括第一接地部及第二接地部,所述第一接地部之一端電連接至所述第一分支,另一端接地,所述第二接地部之一端電連接至所述第二分支,另一端接地,所述第一饋入源、第一分支以及所述第一接地部構成第一倒F型天線,所述第二饋入源、第二分支以及所述第二接地部構成第二倒F型天線,所述第二饋入源與所述第二輻射部構成第一單極天線,所述第三饋入源與所述第一內輻射體構成第二單極天線,所述第三饋入源、所述第一內輻射體以及所述第二內輻射體構成耦合饋入天線,所述第四饋入源與所述第三內輻射體構成第三倒F型天線。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之天線結構,其中所述天線結構還包括切換電路,所述切換電路包括切換單元及至少一切換元件,所述切換單元電連接至所述第一接地部,以藉由所述第一接地部電連接至所述第一分支,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,另一端接地,藉由控制所述切換單元之切換,使得所述切換單元切換至不同之切換元件,進而調整所述第一頻段。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之天線結構,其中所述天線結構還包括匹配電路,所述匹配電路包括電感,所述電感之一端電連接至所述第二接地部,以藉由所述第二接地部電連接至所述第二分支,所述電感之另一端接地,所述電感匹配或補償所述第二分支之阻抗以調整所述第二頻段。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構,其中所述第一內輻射體包括依次連接之第一輻射臂、第二輻射臂、第三輻射臂、第四輻射臂、第五輻射臂、第六輻射臂、第七輻射臂以及第八輻射臂,所述第一輻射臂呈直條狀,且與所述第一側部平行設置,所述第二輻射臂垂直連接至所述第一輻射臂靠近所述末端部之一端,並沿平行所述末端部且靠近所述第二側部之方向延伸,所述第三輻射臂一端垂直連接至所述第二輻射臂遠離所述第一輻射臂之一端,並沿平行所述第一側部且靠近所述末端部之方向延伸,所述第四輻射臂一端垂直連接至所述第三輻射臂遠離所述第二輻射臂之一端,並沿平行所述末端部且朝向所述第一側部之方向延伸,所述第五輻射臂一端垂直連接至所述第四輻射臂遠離所述第三輻射臂之一端,並沿平行所述第一側部且靠近所述末端部之方向延伸,所述第六輻射臂一端垂直連接至所述第五輻射臂遠離所述第四輻射臂之一端,並沿平行所述末端部且靠近所述第一側部之方向延伸,所述第七輻射臂一端垂直連接至所述第六輻射臂遠離所述第五輻射段之一端,並沿平行所述第一側部且遠離所述末端部之方向延伸,所述第八輻射臂一端垂直連接至所述第七輻射臂遠離所述第六輻射臂之一端,並沿平行所述末端部且靠近所述第一側部之方向延伸。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之天線結構,其中所述第二內輻射體包括第一寄生段及第二寄生段,所述第一寄生段一端接地,另一端沿平行所述第一側部且靠近所述第八輻射臂之方向延伸,所述第二寄生段一端垂直連接至所述第一寄生段靠近所述第八輻射臂之一端,並沿平行所述第八輻射臂且靠近所述第三輻射臂之方向延伸,直至延伸至所述第一內輻射體所包圍之空間內。
  11. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構,其中所述第三內輻射體包括饋入段、第一連接段、第二連接段、第三連接段以及接地段,所述饋入段與所述第二側部平行間隔設置,且朝所述末端部所在方向延伸;所述第一連接段一端垂直連接至所述饋入段靠近所述末端部之一端,並沿平行所述末端部且靠近所述第一側部之方向延伸,直至越過所述縫隙;所述第二連接段一端垂直連接至所述第一連接段遠離所述饋入段之一端,並沿平行所述第二側部且且靠近所述末端部之方向延伸;所述第三連接段一端垂直連接至所述第二連接段遠離第一連接段之一端,並沿平行所述末端部且靠近所述第二側部之方向延伸,以越過所述縫隙,並繼續沿平行所述末端部且靠近所述第二側部之方向延伸;所述接地段與所述饋入段相互間隔且平行設置,所述接地段之一端垂直連接至所述第一連接段,並沿平行所述饋入段且遠離所述末端部之方向延伸,所述接地段之另一端接地。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構,其中無線通訊裝置使用載波聚合技術並使用所述第一輻射部及所述第三內輻射體同時於多個不同頻段接收或發送無線訊號。
  13. 一種無線通訊裝置,包括如申請專利範圍第1-12項中任一項所述之天線結構。
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