TW201911644A - 天線結構及具有該天線結構之無線通訊裝置 - Google Patents

Abstract

一種天線結構，包括殼體、第一饋入源、第一內輻射體、第二內輻射體以及第二饋入源，所述殼體上設置有第一輻射部，所述第一饋入源為所述第一輻射部饋入電流訊號，進而使所述第一輻射部激發出第一模態以產生第一頻段之訊號；所述第一內輻射體設置於殼體內，所述第一輻射部將電流訊號耦合至所述第一內輻射體，進而使所述第一內輻射體激發出第二模態以產生第二頻段之訊號；所述第二內輻射體設置於所述第一內輻射體形成之空間內，所述第二饋入源為所述第二內輻射體饋入電流訊號，進而使所述第二內輻射體激發第三模態以產生第三頻段之訊號。

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，行動電話、個人數位助理等電子裝置不斷朝向功能多樣化、輕薄化、以及資料傳輸更快、更有效率等趨勢發展。然而其相對可容納天線之空間亦就越來越小，且隨著長期演進(Long Term Evolution，LTE)技術之不斷發展，天線之頻寬不斷增加。因此，如何於有限之空間內設計出具有較寬頻寬之天線，是天線設計面臨的一項重要課題。

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、第一內輻射體、第二內輻射體以及第二饋入源，所述殼體上設置有第一輻射部，所述第一饋入源之一端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激發出第一模態以產生第一頻段之訊號；所述第一內輻射體設置於所述殼體內，且與所述第一輻射部間隔耦合設置，所述第一輻射部還用以將電流訊號耦合至所述第一內輻射體，進而使所述第一內輻射體激發出第二模態以產生第二頻段之訊號；所述第二內輻射體設置於所述第一內輻射體形成之空間內，且與所述第一內輻射體間隔設置，所述第二饋入源電連接至所述第二內輻射體，以為所述第二內輻射體饋入電流訊號，進而使所述第二內輻射體激發第三模態以產生第三頻段之訊號。

一種無線通訊裝置，包括上述所述之天線結構。

上述天線結構及具有該天線結構之無線通訊裝置藉由設置所述殼體，且利用所述殼體上之斷點及縫隙自所述殼體劃分出天線結構，如此可有效實現寬頻設計。

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。

需要說明之是，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。

實施例1

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(參圖2)、第一訊號源13、第一阻抗電路14、第二訊號源16以及第二阻抗電路17。所述殼體11可為所述無線通訊裝置200之外殼。所述殼體11至少包括背板111及邊框113。於本實施例中，所述背板111由非金屬材料，例如塑膠、玻璃製成。所述邊框113由金屬材料製成。所述背板111及邊框113構成所述無線通訊裝置200之外殼。

所述邊框113大致呈環狀結構。所述邊框113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（參圖3）。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111大致平行設置。於本實施例中，所述邊框113環繞所述背板111之周緣設置，以與所述顯示單元201以及背板111共同圍成具有所述開口之容置空間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之底端。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。所述末端部115、所述第一側部116與所述第二側部117均垂直連接所述背板111。

所述邊框113上還開設有端口119、斷點121及斷槽122。所述端口119開設於所述末端部115之中部位置，且貫通所述末端部115。所述無線通訊裝置200還包括電子元件203。於本實施例中，所述電子元件203為一USB模組，其設置於所述容置空間114內，且與所述端口119相對應，以使得所述電子元件203從所述端口119部分露出。如此使用者將一USB設備藉由所述端口119插入，進而與所述電子元件203建立電性連接。

於本實施例中，所述斷點121開設於所述端口119與所述第一側部116之間之所述邊框113。所述斷點121貫通且隔斷所述邊框113，進而將邊框113劃分為兩部分，即耦合部A1及輻射部A2。其中，所述斷點121鄰近所述第一側部116一側之所述邊框113形成所述耦合部A1。所述斷點121另一側之所述邊框113形成所述輻射部A2。於本實施例中，所述斷點121開設之位置並非對應到所述末端部115之中間，因此所述耦合部A1之長度小於輻射部A2之長度。

所述斷槽122開設於所述端口119與所述第二側部117之間之所述邊框113，即所述斷點121及所述斷槽122設置於所述端口119兩側。所述斷槽122貫通且隔斷所述邊框113，進而將所述輻射部A2進一步劃分出兩部分，即第一輻射段A21及第二輻射段A22。其中，所述斷點121與斷槽122之間之所述邊框113形成所述第一輻射段A21。所述斷槽122遠離所述斷點121且鄰近所述第二側部117之所述邊框113形成所述第二輻射段A22。

於本實施例中，所述斷槽122開設之位置並非對應到所述輻射部A2之中間，因此所述第一輻射段A21之長度大於所述第二輻射段A22之長度。

於本實施例中，所述斷點121及所述斷槽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），以區隔所述耦合部A1、所述輻射部A2之第一輻射段A21及第二輻射段A22。

請一併參閱圖4，所述第一訊號源13設置於所述容置空間114內，且位於所述第一側部116與所述電子元件203之間。所述第一訊號源13之一端藉由所述第一阻抗電路14電連接至所述第一輻射段A21。如此，所述第一訊號源13將所述第一輻射段A21進一步劃分為第一支路A211及第二支路A212。其中，所述第一訊號源13與所述斷槽122之間之所述邊框113構成所述第一支路A211。所述第一訊號源13與所述斷點121之間之所述邊框113構成所述第二支路A212。於本實施例中，所述第一訊號源13之位置並非對應到所述第一輻射段A21之中間，因此所述第一支路A211之長度大於所述第二支路A212之長度。

於本實施例中，所述第二訊號源16設置於所述容置空間114內。所述第二訊號源16之一端藉由所述第二阻抗電路17與所述第二輻射段A22電連接，進而為所述第二輻射段A22饋入電流。

於本實施例中，所述耦合部A1及所述輻射部A2之第二輻射段A22均接地。所述第一訊號源13以及所述第一輻射段A21之第一支路A211共同構成第一天線。所述第一訊號源13、所述第一輻射段A21之第二支路A212以及所述耦合部A1共同構成第二天線。所述第二訊號源16與所述輻射部A2之第二輻射段A22共同構成第三天線。其中，所述第一天線為一單極天線，用以激發一第一工作模態以產生第一輻射頻段之輻射訊號。所述第二天線為一耦合饋入天線，用以激發一第二工作模態以產生第二輻射頻段之輻射訊號。所述第三天線為一回路（loop）天線，用以激發一第三工作模態以產生第三輻射頻段之輻射訊號。於本實施例中，所述第三輻射頻段之頻率高於第二輻射頻段之頻率。所述第二輻射頻段之頻率高於第一輻射頻段之頻率。具體所述第一工作模態為低頻模態，所述第一輻射頻段為LTE-A 700-960MHz頻段。所述第二工作模態為中頻模態，所述第二輻射頻段為LTE-A 1710-2170頻段。所述第三工作模態為高頻模態，所述第三輻射頻段為2300-2690MHz頻段。

請一併參閱圖5，於本實施例中，所述第一阻抗電路14包括第一阻抗元件141、第二阻抗元件142、第三阻抗元件143以及第四阻抗元件144。其中所述第一阻抗元件141之一端電連接至所述第一輻射段A21及所述第二阻抗元件142之一端。所述第一阻抗元件141之另一端接地。所述第二阻抗元件142之另一端與所述第三阻抗元件143串聯，並電連接至所述第一訊號源13。所述第四阻抗元件144之一端電連接於所述第三阻抗元件143與所述第一訊號源13之間，另一端接地。

於本實施例中，所述第一阻抗元件141及所述第二阻抗元件142用於對第一天線之第一輻射頻段進行阻抗匹配。所述第三阻抗元件143及第四阻抗元件144用以對第二天線之第二輻射頻段進行阻抗匹配。第一阻抗元件141及第三阻抗元件143為電感。所述第二阻抗元件142及第四阻抗元件144為電容。所述第一阻抗元件141及第三阻抗元件143之電感值分別為3nH及1nH。所述第二阻抗元件142及第四阻抗元件144之電容值分別為3.3pF及1pF。當然，於其他實施例中，所述第一阻抗元件141、第二阻抗元件142、第三阻抗元件143以及第四阻抗元件144不局限於上述所述之電感及電容，其還可為其他之阻抗元件或其組合。

請一併參閱圖6，所述第二阻抗電路17包括阻抗元件171。所述阻抗元件171之一端電連接至所述第二輻射段A22與所述第二訊號源16之間，另一端接地，進而對第三天線之第三輻射頻段進行阻抗匹配。於本實施例中，所述阻抗元件171為電容，其電容值為1pF。當然，於其他實施例中，所述阻抗元件171不局限於上述所述之電容，其還可為電感、其他之阻抗元件或其組合。

請再次參閱圖4及圖7，於本實施例中，所述天線結構100還包括切換模組19。所述切換模組19之一端電連接至所述第一輻射段A21靠近所述斷點121之位置，另一端接地。所述切換模組19包括切換開關191及至少一切換組件193。所述切換開關191電連接至所述第一輻射段A21。所述切換元件193可為電感、電容、或者電感與電容之組合。所述切換元件193之間相互並聯，且其一端電連接至所述切換開關191，另一端接地。如此，藉由控制所述切換開關191之切換，可使得所述第一輻射段A21切換至不同之切換組件193。由於每一個切換元件193具有不同之阻抗，因此藉由所述切換開關191之切換，可有效調整所述第一工作模態之頻段。

例如，於本實施例中，所述切換模組19包括三個切換組件193。該三個切換元件193分別為開路狀態，為一電感值為18nH之電感以及為短路狀態。其中，當所述切換開關191切換至處於開路狀態之切換元件193時，所述第一天線可工作於704-803MHz頻段。當所述切換開關191切換至處於短路狀態之切換元件193時，所述第一天線將形成倒F型天線，且可工作於880-960MHz頻段。當所述切換開關191切換至電感值為18nH之切換組件193時，所述第一天線與所述電感值為18nH之切換組件193並聯，進而改變所述第一天線之相位，使得所述第一天線可工作於824-894MHz頻段。

圖8為所述天線結構100之電流走向示意圖。顯然，當電流自所述第一訊號源13饋入後，一部分電流將流入所述所述第一支路A211，並流向所述斷槽122（參路徑P1），進而激發出所述第一工作模態以產生第一輻射頻段之輻射訊號。當電流自所述第一訊號源13饋入後，另外一部分電流將流經所述第二支路A212，並藉由所述斷點121耦合至所述耦合部A1，進而激發出所述第二工作模態以產生第二輻射頻段之輻射訊號。當電流自所述第二訊號源16進入後，將流經所述第二輻射段A22（參路徑P3），進而激發出所述第三工作模態以產生第三輻射頻段之輻射訊號。

圖9為所述天線結構100工作於低頻模態以及中頻模態時之S參數（散射參數）曲線圖。其中，曲線S91為所述天線結構100工作於LTE-A 703-803MHz頻段（LTE-A band28）時之S11值。曲線S92為所述天線結構100工作於LTE-A 824-894MHz頻段（LTE-A band5）時之S11值。曲線S93為所述天線結構100工作於LTE-A 880-960MHz頻段（LTE-A band8）時之S11值。曲線S94為所述天線結構100工作於LTE-A 1710-2170MHz頻段時之S11值。顯然，曲線S91-S93分別對應三個不同頻段，並分別對應所述切換模組19可切換之多個低頻模態之其中三個。另外，由於所述天線結構100設置有切換模組19，因此可利用所述切換模組19之切換，進而切換所述第一輻射頻段，同時不影響中、高頻之操作。

圖10為所述天線結構100工作於低頻模態及中頻模態時之總輻射效率圖。其中，曲線S101為所述天線結構100工作於LTE-A 703-803MHz頻段（LTE-A band28）及中頻模態時之總輻射效率。曲線S102為所述天線結構100工作於LTE-A 824-894MHz頻段（LTE-A band5）及中頻模態時之總輻射效率。曲線S103為所述天線結構100工作於LTE-A 880-960MHz頻段（LTE-A band8）及中頻模態時之總輻射效率。顯然，所述天線結構100於低頻及中頻段均有不錯之效率表現。其中，其低頻效率均大致為25%，中頻效率則均大於50%。

圖11為所述天線結構100工作於高頻模態時之S參數（散射參數）曲線圖。圖12為所述天線結構100工作於高頻模態時之輻射效率圖。其中，所述天線結構100於高頻段之輻射效率大致為25%，且其頻寬可涵蓋至TDD LTE B40頻段(2300-2400MHz)及TDD LTE B41頻段(2496-2690MHz)。

顯然，從圖9至圖12可知，所述天線結構100可工作於相應之低頻頻段，例如LTE-A 704-960MHz頻段。另外，所述天線結構100還可工作於中頻段（LTE-A 1710-2170MHz頻段）及高頻段（2300-2690MHz），即涵蓋至低、中、高頻頻段，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藉由設置所述斷點121以及斷槽122，以自所述邊框113劃分出耦合部A1及輻射部A2之第一輻射段A21、第二輻射段A22。所述天線結構100還設置有第一訊號源13及第二訊號源16，進而使得所述第一訊號源13之電流饋入至所述第一輻射段A21，並耦合至所述耦合部A1。所述第二訊號源16之電流饋入至所述第二輻射段A22。如此，所述第一輻射段A21可激發第一工作模態以產生低頻頻段之輻射訊號。所述耦合部A1可激發第二工作模態以產生中頻頻段之輻射訊號。所述第二輻射段A22可激發第三工作模態以產生高頻頻段之輻射訊號。因此無線通訊裝置200可使用長期演進技術升級版(LTE-Advanced)之載波聚合(CA，Carrier Aggregation)技術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。

另外，該天線結構100藉由設置所述殼體11，且所述殼體11上之斷點121及斷槽122均設置於所述邊框113上，並未設置於所述背板111上。如此，該天線結構100僅利用所述邊框113便可設置出相應之低、中、高頻天線，而使得所述背板111整體可採用非金屬材料，較為完整及美觀，且可有效適應手機天線淨空區越來越小之趨勢，同時可有效確保無線訊號接收之穩定性。

實施例2

請參閱圖13，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14及圖15，所述天線結構300包括殼體31(參圖14)、第一饋入源F1、第一匹配電路32、第一內輻射體33、第二內輻射體34、第二饋入源F2、第二匹配電路35、第三饋入源F3、第三匹配電路36、接地部G1、第四饋入源F4、第三內輻射體38及第四匹配電路39。所述殼體31可為所述無線通訊裝置400之外殼。所述殼體31至少包括背板311及邊框313。於本實施例中，所述背板311由非金屬材料，例如塑膠、玻璃材料製成。所述邊框313由金屬材料製成。所述背板311及邊框313構成所述無線通訊裝置400之外殼。

所述邊框313大致呈環狀結構。所述邊框313上設置有一開口（圖未標），用於容置所述無線通訊裝置400之顯示單元401(參圖15)。可理解，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背板311大致平行設置。於本實施例中，所述邊框313環繞所述背板311之周緣設置，以與所述顯示單元401以及背板311共同圍成具有所述開口之容置空間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313至少包括末端部315、第一側部316以及第二側部317。於本實施例中，所述末端部315為所述無線通訊裝置400之頂端。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末端部315之兩端，優選垂直設置。所述末端部315、所述第一側部316與所述第二側部317均垂直連接所述背板311。

所述邊框313上還開設有第一斷點319、第二斷點321及縫隙322。所述第一斷點319開設於所述第一側部316上，且貫通及隔斷所述邊框313。所述第二斷點321開設於所述第二側部317上，且貫通及隔斷所述邊框313。所述縫隙322開設於所述末端部315上，且鄰近所述第一斷點319設置，即所述縫隙322設置於所述第一斷點319與第二斷點321之間，且貫通及隔斷所述邊框313。所述第一斷點319、第二斷點321及縫隙322共同自所述邊框313劃分出間隔設置之兩部分，即第一輻射部H1及第二輻射部H2。其中，所述第一斷點319與所述縫隙322之間之所述邊框313形成所述第一輻射部H1。所述第二斷點321與所述縫隙322之間之所述邊框313形成所述第二輻射部H2。於本實施例中，所述縫隙322開設之位置並非對應到所述末端部315之中間，因此所述第一輻射部H1之長度小於第二輻射部H2之長度。

於本實施例中，所述第一斷點319、第二斷點321及所述縫隙322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），以區隔所述第一輻射部H1及第二輻射部H2。

於本實施例中，所述第一斷點319、第二斷點321及所述縫隙322之寬度均大致為1.7mm。

請一併參閱圖16，所述第一饋入源F1設置於所述容置空間314內，且鄰近所述第一斷點319設置。所述第一饋入源F1之一端藉由所述第一匹配電路32電連接至所述第一輻射部H1，另一端接地，用以為所述第一輻射部H1饋入電流。

所述第一內輻射體33設置於所述容置空間314內，且鄰近所述第一輻射部H1設置。所述第一內輻射體33包括第一輻射臂331、第二輻射臂332、第三輻射臂333以及第四輻射臂334。所述第一輻射臂331大致呈弧狀，其與所述第一側部316大致平行設置。所述第二輻射臂332大致呈直條狀，其垂直連接至所述第一輻射臂331靠近所述末端部315之一端，並沿平行所述末端部315且靠近所述第二側部317之方向延伸，直至越過所述縫隙322。所述第三輻射臂333大致呈直條狀，其一端垂直連接至所述第二輻射臂332遠離所述第一輻射臂331之一端，並沿平行所述第一側部316且遠離所述末端部315之方向延伸。於本實施例中，所述第一輻射臂331及第三輻射臂333均設置於所述第二輻射臂332遠離所述末端部315之一側，且與所述第二輻射臂332共同構成一U型結構。所述第四輻射臂334大致呈矩形條狀，其一端垂直連接至所述第三輻射臂333遠離所述第二輻射臂332之一端，並沿平行所述末端部315且朝向所述第一輻射臂331之方向延伸，並接地。

第二內輻射體34設置於所述第一內輻射體33形成之空間內。所述第二內輻射體34大致呈矩形條狀，且與所述第二輻射臂332平行且間隔設置。於本實施例中，所述第二內輻射體34之長度小於所述第二輻射臂332之長度。

所述第二饋入源F2之一端藉由第二匹配電路35電連接至所述第二內輻射體34。

所述第三饋入源F3設置於所述容置空間314內，且鄰近所述縫隙322設置。所述第三饋入源F3之一端藉由所述第三匹配電路36電連接至所述第二輻射部H2，另一端接地，進而為所述第二輻射部H2饋入電流。

所述接地部G1設置於所述容置空間314內，且位於所述縫隙322與所述第三饋入源F3之間。所述接地部G1之一端電連接至所述第二輻射部H2，另一端接地，進而為所述第二輻射部H2提供接地。

所述第三內輻射體38設置於所述容置空間314內，且鄰近所述第二側部317設置。所述第三內輻射體38為曲折狀片體，包括饋入段381、第一連接段382、第二連接段383、第三連接段384、第四連接段385、第五連接段386以及接地段387。所述饋入段381大致呈直條狀，其與所述第二側部317大致平行間隔設置，且朝所述末端部315所在方向延伸。所述第一連接段382大致呈直條狀，其一端垂直連接至所述饋入段381靠近所述末端部315之一端，並沿平行所述末端部315且靠近所述第一側部316之方向延伸。所述第二連接段383大致呈直條狀，其一端垂直連接至所述第一連接段382遠離所述饋入段381之一端，並沿平行所述第二側部317且遠離所述第一連接段382之方向延伸。於本實施例中，所述第二連接段383與所述饋入段381設置於所述第一連接段382遠離所述末端部315之一側，並與所述末端部315共同構成大致呈U型之結構。

所述第三連接段384大致呈直條狀，其一端垂直連接至所述第二連接段383遠離第一連接段382之一端，並沿平行所述末端部315且靠近所述第一側部316之方向延伸。所述第四連接段385大致呈直條狀，其一端垂直連接至所述第三連接段384遠離第二連接段383之一端，並沿平行所述第一側部316且靠近所述末端部315之方向延伸，進而與第三連接段384及所述第二連接段383共同構成大致呈U型之結構。

所述第五連接段386大致呈直條狀，其一端垂直連接至所述第四連接段385遠離第三連接段384之一端，並沿平行所述末端部315且靠近所述第一側部316之方向延伸。所述接地段387大致呈直條狀，其位於所述饋入段381與第二連接段383之間，且與所述饋入段381及第二連接段383相互間隔且平行設置。所述接地段387之一端垂直連接至所述第一連接段382之一側，並沿平行所述饋入段381且遠離所述末端部315之方向延伸。

於本實施例中，所述第一連接段382與所述第五連接段386大致位於同一條直線上。所述饋入段381、第二連接段383、第三連接段384、第四連接段385以及所述接地端387均位於所述第一連接段382與所述第五連接段386形成之直線之同一側。

所述第四饋入源F4設置於所述容置空間314內，且鄰近所述第二斷點321設置。所述第四饋入源F4之一端藉由所述第四匹配電路39電連接至所述饋入段381遠離所述第一連接段382之一端，另一端接地，進而為所述第三內輻射體38饋入電流。所述接地段387遠離所述第一連接段382之一端則接地，進而為所述第三內輻射體38提供接地。

可理解，於本實施例中，當電流自所述第一饋入源F1饋入時，所述電流將流經所述第一輻射部H1，進而激發一第一模態以產生第一頻段之輻射訊號。同時，所述第一饋入源F1饋入之電流還將流經所述第一輻射部H1，並經所述第一輻射部H1耦合至所述第一內輻射體33，進而激發一第二模態以產生第二頻段之輻射訊號。當電流自所述第二饋入源F2饋入後，電流將流經所述第二內輻射體34，進而激發一第三模態以產生第三頻段之輻射訊號。當電流自所述第三饋入源F3饋入後，電流將流經所述第二輻射部H2，並藉由所述接地部G1接地，進而激發一第四模態以產生第四頻段之輻射訊號。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38，並藉由所述第三內輻射體38之接地段387接地，進而激發一第五模態以產生第五頻段之輻射訊號。

於本實施例中，所述第一模態為GPS模態。所述第二模態為WIFI 2.4G模態。所述第三模態為WIFI 5G模態。所述第四模態為LTE-A低、中頻模態。所述第五模態為LTE-A高頻模態。另外，所述第一輻射部H1與所述第一饋入源F1構成GPS天線。所述第一輻射部H1、所述第一饋入源F1以及第一內輻射體33構成耦合饋入天線。所述第二饋入源F2與所述第二內輻射體34構成單極天線。所述第三饋入源F3、第二輻射部H2以及所述接地部G1構成倒F型之分集天線。所述第四饋入源F4與所述第二內輻射體38構成倒F型之分集天線。

請一併參閱圖17，於本實施例中，所述第一匹配電路32包括第一匹配元件323、第二匹配元件324以及第三匹配元件325。其中所述第一匹配元件323之一端電連接至所述第一輻射部H1。所述第一匹配元件323之另一端藉由與所述第二匹配元件324串聯後接地。所述第三匹配元件325之一端電連接至所述第一匹配元件323與第二匹配元件324之間。所述第三匹配元件325之另一端電連接至所述第一饋入源F1。於本實施例中，所述第一匹配元件323及所述第二匹配元件324用於調整GPS共振模態。所述第三匹配元件325用以調整WIFI 2.4G共振模態。第一匹配元件323及第三匹配元件325均為電容。所述第二匹配元件324為電感。所述第一匹配元件323及第三匹配元件325之電容值分別為3pF及1.8pF。所述第二匹配元件324之電感值為0.8nH。當然，於其他實施例中，所述第一匹配元件323、第二匹配元件324以及第三匹配元件325不局限於上述所述之電感及電容，其還可為其他之匹配元件或其組合。

請一併參閱圖18，所述第二匹配電路35包括匹配元件351。所述匹配元件351之一端電連接至所述第二內輻射體34，另一端電連接至所述第二饋入源F2，用以對所述第三頻段進行阻抗匹配。於本實施例中，所述匹配元件351為電容，其電容值為2pF。當然，於其他實施例中，所述匹配元件351不局限於上述所述之電容，其還可為電感、其他之匹配元件或其組合。

請一併參閱圖19，於本實施例中，所述第三匹配電路36包括第一匹配單元361、第二匹配單元362以及第三匹配單元363。其中所述第一匹配單元361之一端電連接至所述第二輻射部H2。所述第一匹配單元321之另一端接地。所述第二匹配單元362之一端電連接至所述第二輻射部H2及所述第一匹配單元361之一端。所述第二匹配單元362之另一端電連接至所述第三饋入源F3及所述第三匹配單元363之一端。所述第三匹配單元363之另一端接地。於本實施例中，第一匹配單元361及第二匹配單元362均為電感。所述第三匹配單元363為電容。所述第一匹配單元361及第二匹配單元362之電感值分別為8.2nH及0.5nH。所述第三匹配匹配單元363之電容值為1pF。當然，於其他實施例中，所述第一匹配單元361、第二匹配單元362以及第三匹配單元363不局限於上述所述之電感及電容，其還可為其他之匹配元件或其組合。

請一併參閱圖20，所述第四匹配電路39包括匹配單元391。所述匹配單元391之一端電連接至所述第三內輻射體38，另一端電連接至所述第四饋入源F4，用以對所述第五頻段進行阻抗匹配。於本實施例中，所述匹配單元391為電感，其電感值為1nH。當然，於其他實施例中，所述匹配單元391不局限於上述所述之電感，其還可為電容、其他之匹配元件或其組合。

請再次參閱圖13、圖16及圖21，於本實施例中，所述天線結構300還包括切換電路41。所述切換電路41設置於所述容置空間314內，且位於所述第三饋入源F3與第三內輻射體38之間。所述切換電路41之一端電連接至所述第二輻射部H2，另一端接地。所述切換電路41包括切換單元411及至少一切換元件413。所述切換單元411電連接至所述第二輻射部H2。所述切換元件413可為電感、電容、或者電感與電容之組合。所述切換元件413之間相互並聯，且其一端電連接至所述切換單元411，另一端接地。如此，藉由控制所述切換單元411之切換，可使得所述第二輻射部H2切換至不同之切換元件413。由於每一個切換元件413具有不同之阻抗，因此藉由所述切換單元411之切換，可有效調整所述第四模態之頻段。

例如，於本實施例中，所述切換電路41包括三個切換元件413。該三個切換元件413均為電感，且電感值分別為33nH、7.5nH、5.6nH。其中，當所述切換單元411切換至電感值為33nH之切換元件413時，所述天線結構300可工作於758-803MHz頻段。當所述切換單元411切換至電感值為7.5nH之切換元件413時，所述天線結構300可工作於850MHz頻段。當所述切換單元411切換至電感值為5.6nH之切換元件413時，所述天線結構300可工作於900MHz頻段。即藉由所述切換單元411之切換，可使得所述天線結構100之低頻涵蓋至703-960MHz。

可理解，請再次參閱圖13，於本實施例中，所述無線通訊裝置400還包括第一載體402及第二載體403。所述第一載體402用以承載所述第一內輻射體33及第二內輻射體34。所述第二載體403用以承載所述第三內輻射體38。另外，所述第一饋入源F1還設置於所述第一載體402上。

可理解，請再次參閱圖13及圖16，所述無線通訊裝置400還包括至少一電子元件。於本實施例中，所述無線通訊裝置400至少包括第一電子元件404、第二電子元件405及第三電子元件406。於本實施例中，所述第一電子元件404為主攝像頭模組，其設置於所述第一內輻射體33遠離所述末端部315之一側，且大致對準所述縫隙322設置。所述第二電子元件405及第三電子元件406分別為前置攝像頭模組及接收器（Receiver），兩者間隔設置於所述第三饋入源F3與所述切換電路41之間。

圖22為所述天線結構300工作於GPS模態以及WIFI 2.4G模態時之S參數（散射參數）曲線圖。圖23為所述天線結構300工作於GPS模態以及WIFI 2.4G模態時之輻射效率圖。

圖24為所述天線結構300工作於WIFI 5G模態時之S參數（散射參數）曲線圖。圖25為所述天線結構300工作於WIFI 5G模態時之輻射效率圖。

圖26為所述天線結構300工作於LTE-A低頻及中頻模態時之S參數（散射參數）曲線圖。其中，曲線S261為所述天線結構300工作於LTE-A 700MHz頻段時之S11值。曲線S262為所述天線結構300工作於LTE-A 850MHz頻段時之S11值。曲線S263為所述天線結構300工作於LTE-A 900MHz頻段時之S11值。曲線S264為所述天線結構100工作於LTE-A中頻段時之S11值。顯然，曲線S261-S263分別對應三個不同頻段，並分別對應所述切換電路41可切換之多個低頻模態之其中三個。

圖27為所述天線結構300工作於LTE-A低頻及中頻模態時之輻射效率圖。其中，曲線S271為所述天線結構300工作於LTE-A 700MHz頻段時之輻射效率。曲線S272為所述天線結構300工作於LTE-A 850MHz頻段時之輻射效率。曲線S273為所述天線結構300工作於LTE-A 900MHz頻段時之輻射效率。曲線S274為所述天線結構100工作於LTE-A中頻段時之輻射效率。

圖28為所述天線結構300工作於LTE-A高頻模態時之S參數（散射參數）曲線圖。圖29為所述天線結構300工作於LTE-A高頻時之輻射效率圖。

顯然，從圖22至圖29可知，所述天線結構300可工作於相應之LTE-A低、中、高頻頻段。另外，所述天線結構300還可工作於GPS頻段及WIFI 2.4G/5G頻段，即涵蓋至LTE-A低、中、高頻頻段、GPS頻段及WIFI 2.4G/5G頻段，頻率範圍較廣，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，並具有較佳之輻射效率。

如前面各實施例所述，所述天線結構300藉由設置所述第二斷點321以及縫隙322，以自所述邊框313劃分出第二輻射部H2。所述天線結構300還設置有第三內輻射體38。所述第二輻射部H2可激發第四模態以產生LTE-A低中頻頻段之輻射訊號。所述第三內輻射體38可激發第五模態以產生LTE-A高頻頻段之輻射訊號。因此無線通訊裝置400可使用長期演進技術升級版(LTE-Advanced)之載波聚合(CA，Carrier Aggregation)技術並使用所述第二輻射部H2及所述第三內輻射體38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。

另外，該天線結構300藉由設置所述殼體31，且所述殼體31上之第一斷點319、第二斷點321及縫隙322均設置於所述邊框313上，並未設置於所述背板311上。如此，可僅利用所述邊框313及相應之內輻射體，即第一內輻射體33、第二內輻射體34及第三內輻射體38，便可設置出相應之LTE-A低、中、高頻天線、GPS天線及WIFI 2.4G/5G，涵蓋了較寬之頻段，而使得所述背板311整體可採用非金屬材料，較為完整及美觀，且可有效適應手機天線淨空區越來越小之趨勢，同時可有效確保無線訊號接收之穩定性。

本發明第一較佳實施例之天線結構100及本發明第二較佳實施例之天線結構300可應用於同一個無線通訊裝置。例如將天線結構100設置於該無線通訊裝置之下端作為主天線，並將天線結構300設置於該無線通訊裝置之上端作為副天線。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所述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、300‧‧‧天線結構

11、31‧‧‧殼體

111、311‧‧‧背板

113、313‧‧‧邊框

114、314‧‧‧容置空間

115、315‧‧‧末端部

116、316‧‧‧第一側部

117、317‧‧‧第二側部

119‧‧‧端口

121‧‧‧斷點

319‧‧‧第一斷點

321‧‧‧第二斷點

122‧‧‧斷槽

322‧‧‧縫隙

13‧‧‧第一訊號源

16‧‧‧第二訊號源

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‧‧‧接地部

14‧‧‧第一阻抗電路

141‧‧‧第一阻抗元件

142‧‧‧第二阻抗元件

143‧‧‧第三阻抗元件

144‧‧‧第四阻抗元件

17‧‧‧第二阻抗電路

171‧‧‧阻抗元件

32‧‧‧第一匹配電路

323‧‧‧第一匹配元件

324‧‧‧第二匹配元件

325‧‧‧第三匹配元件

35‧‧‧第二匹配電路

351‧‧‧匹配元件

36‧‧‧第三匹配電路

361‧‧‧第一匹配單元

362‧‧‧第二匹配單元

363‧‧‧第三匹配單元

39‧‧‧第四匹配電路

391‧‧‧匹配單元

A1‧‧‧耦合部

A2‧‧‧輻射部

A21‧‧‧第一輻射段

A211‧‧‧第一支路

A212‧‧‧第二支路

A22‧‧‧第二輻射段

19‧‧‧切換模組

191‧‧‧切換開關

193‧‧‧切換組件

41‧‧‧切換電路

411‧‧‧切換單元

413‧‧‧切換元件

33‧‧‧第一內輻射體

331‧‧‧第一輻射臂

332‧‧‧第二輻射臂

333‧‧‧第三輻射臂

334‧‧‧第四輻射臂

34‧‧‧第二內輻射體

38‧‧‧第三內輻射體

381‧‧‧饋入段

382‧‧‧第一連接段

383‧‧‧第二連接段

384‧‧‧第三連接段

385‧‧‧第四連接段

386‧‧‧第五連接段

387‧‧‧接地段

H1‧‧‧第一輻射部

H2‧‧‧第二輻射部

200、400‧‧‧無線通訊裝置

201、401‧‧‧顯示單元

203‧‧‧電子元件

402‧‧‧第一載體

403‧‧‧第二載體

404‧‧‧第一電子元件

405‧‧‧第二電子元件

406‧‧‧第三電子元件

圖1為本發明第一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2所示天線結構之電路圖。 圖5為圖4所示天線結構中第一匹配電路之電路圖。 圖6為圖5所示天線結構中第二匹配電路之電路圖。 圖7為圖5所示天線結構中切換電路之電路圖。 圖8為圖4所示天線結構工作之電流走向示意圖。 圖9為圖1所示天線結構工作於低頻模態及中頻模態時之S參數（散射參數）曲線圖。 圖10為圖1所示天線結構工作於低頻模態及中頻模態時之總輻射效率圖。 圖11為圖1所示天線結構工作於高頻模態時之S參數（散射參數）曲線圖。 圖12為圖1所示天線結構工作於高頻模態時之總輻射效率圖。 圖13為本發明第二較佳實施例之天線結構應用至無線通訊裝置之示意圖。 圖14為圖13所示無線通訊裝置之組裝示意圖。 圖15為圖13所示無線通訊裝置另一角度下之組裝示意圖。 圖16為圖13所示天線結構之電路圖。 圖17為圖13所示天線結構中第一匹配電路之電路圖。 圖18為圖13所示天線結構中第二匹配電路之電路圖。 圖19為圖13所示天線結構中第三匹配電路之電路圖。 圖20為圖13所示天線結構中第四匹配電路之電路圖。 圖21為圖13所示天線結構中切換電路之電路圖。 圖22為圖13所示天線結構工作於GPS模態以及WIFI 2.4G模態時之S參數（散射參數）曲線圖。 圖23為圖13所示天線結構工作於GPS模態以及WIFI 2.4G模態時之輻射效率圖。 圖24為圖13所示天線結構工作於WIFI 5G模態時之S參數（散射參數）曲線圖。 圖25為圖13所示天線結構工作於WIFI 5G模態時之輻射效率圖。 圖26為圖13所示天線結構工作於LTE-A低頻及中頻模態時之S參數（散射參數）曲線圖。 圖27為圖13所示天線結構工作於LTE-A低頻及中頻模態時之輻射效率圖。 圖28為圖13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29為圖13所示天線結構工作於LTE-A高頻模態時之輻射效率圖。

無

Claims (21)

1. 一種天線結構，其改良在於，所述天線結構包括殼體、第一饋入源、第一內輻射體、第二內輻射體以及第二饋入源，所述殼體上設置有第一輻射部，所述第一饋入源之一端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激發出第一模態以產生第一頻段之訊號；所述第一內輻射體設置於所述殼體內，且與所述第一輻射部間隔耦合設置，所述第一輻射部還用以將電流訊號耦合至所述第一內輻射體，進而使所述第一內輻射體激發出第二模態以產生第二頻段之訊號；所述第二內輻射體設置於所述第一內輻射體形成之空間內，且與所述第一內輻射體間隔設置，所述第二饋入源電連接至所述第二內輻射體，以為所述第二內輻射體饋入電流訊號，進而使所述第二內輻射體激發第三模態以產生第三頻段之訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述第三頻段之訊號高於第二頻段之訊號，所述第二頻段之訊號高於第一頻段之訊號。
3. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述殼體至少包括邊框，所述邊框上開設有第一斷點及縫隙，所述第一斷點及所述縫隙均貫通且隔斷所述邊框，所述第一斷點與所述縫隙之間之所述邊框構成所述第一輻射部。
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，所述第一斷點開設於所述第一側部上，所述縫隙開設於所述末端部上；所述第一內輻射體包括第一輻射臂、第二輻射臂、第三輻射臂以及第四輻射臂，所述第一輻射臂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，直至越過所述縫隙；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遠離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輻射臂之方向延伸，並接地。
5. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構，其中所述第二內輻射體呈直條狀，且與所述第二輻射臂平行且間隔設置。
6. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構，其中所述天線結構還包括第三饋入源及接地部，所述殼體上還設置有第二輻射部，所述接地部電連接至所述第二輻射部，以為所述第二輻射部提供接地；所述第三饋入源之一端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四模態以產生第四頻段之訊號。
7. 如申請專利範圍第6項所述之天線結構，其中所述邊框上還開設有第二斷點，所述第二斷點貫通且隔斷所述邊框，所述第二斷點與所述縫隙之間之所述邊框構成所述第二輻射部。
8. 如申請專利範圍第7項所述之天線結構，其中所述第一斷點、所述第二斷點及所述縫隙內均填充有絕緣材料。
9. 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二輻射部，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，進而調整所述第四頻段。
10. 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第四饋入源及第三內輻射體，所述第三內輻射體設置於所述殼體內，且與所述第二輻射部間隔設置，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第五模態以產生第五頻段之訊號，所述第五頻段之訊號高於第四頻段之訊號。
11. 如申請專利範圍第10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、第四連接段、第五連接段以及接地段，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；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遠離所述第一連接段之方向延伸；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一側部之方向延伸；所述第四連接段一端垂直連接至所述第三連接段遠離第二連接段之一端，並沿平行所述第一側部且靠近所述末端部之方向延伸；所述第五連接段一端垂直連接至所述第四連接段遠離第三連接段之一端，並沿平行所述末端部且靠近所述第一側部之方向延伸；所述接地段位於所述饋入段與第二連接段之間，且與所述饋入段及第二連接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之一側，並沿平行所述饋入段且遠離所述末端部之方向延伸，且接地。
12. 如申請專利範圍第10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二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. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述殼體還包括背板，所述邊框圍繞所述背板之邊緣設置，所述背板由非金屬材料製成。
14. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述天線結構還包括第一訊號源，所述殼體至少包括邊框，所述邊框上開設有斷點，所述斷點貫通且隔斷所述邊框，進而自所述邊框劃分出相應之耦合部及第一輻射段，所述第一訊號源設置於所述殼體內，且電連接至所述第一輻射段，進而將所述第一輻射段劃分為第一支路及第二支路；當電流自所述第一訊號源饋入時，所述電流流過所述第一分支，進而使所述第一支路激發出第一工作模態以產生第一輻射頻段之訊號；所述電流還流過所述第二分支，並藉由所述斷點耦合至所述耦合部，進而使所述耦合部激發出第二工作模態以產生第二輻射頻段之訊號。
15. 如申請專利範圍第14項所述之天線結構，其中所述邊框上還開設有斷槽，所述斷槽貫通且隔斷所述邊框，所述斷點與所述斷槽之間之所述邊框構成所述第一輻射段。
16. 如申請專利範圍第15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，所述斷點及所述斷槽均開設於所述末端部上；所述斷槽遠離所述斷點一側且鄰近所述第二側部之所述邊框形成一第二輻射段，所述天線結構還包括第二訊號源，所述第二訊號源之一端電連接至所述第二輻射段，以為所述第二輻射段饋入電流訊號，進而使所述第二輻射段激發第三工作模態以產生第三輻射頻段之訊號。
17. 如申請專利範圍第16項所述之天線結構，其中所述第三輻射頻段之訊號高於第二輻射頻段之訊號，所述第二輻射頻段之訊號高於第一輻射頻段之訊號。
18. 如申請專利範圍第15項所述之天線結構，其中所述斷點及所述斷槽內均填充有絕緣材料。
19. 如申請專利範圍第14項所述之天線結構，其中所述天線結構還包括切換模組，所述切換模組包括切換開關及至少一切換元件，所述切換開關電連接至所述第一輻射段，所述切換元件之間相互並聯，且其一端電連接至所述切換開關，另一端接地，藉由控制所述切換開關之切換，使得所述切換開關切換至不同之切換組件，進而調整所述第一輻射頻段。
20. 如申請專利範圍第16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段、第二輻射段及所述耦合部同時於多個不同頻段接收或發送無線訊號。
21. 一種無線通訊裝置，包括如申請專利範圍第1-20項中任一項所述之天線結構。