TW201929327A - 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、三個饋入源以及輻射體，所述殼體包括中框及邊框，所述中框及邊框均由金屬材料製成，所述邊框上開設有開槽、斷點以及斷槽，所述開槽開設於所述邊框之內側，所述斷點及所述斷槽開設於所述邊框，且隔斷所述邊框，所述開槽、斷點以及斷槽共同自所述邊框上劃分出至少兩個輻射部，所述輻射體設置於所述殼體內，三個所述饋入源分別電連接至兩個所述輻射部及所述輻射體，所述邊框之厚度大於等於兩倍所述斷點或所述斷槽之寬度，且所述開槽之寬度小於等於二分之一倍所述斷點或所述斷槽之寬度。

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，且隨著無線通訊技術之不斷發展，天線之頻寬需求不斷增加。因此，如何於有限之空間內設計出具有較寬頻寬之天線，是天線設計面臨之一項重要課題。
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，包括包括殼體、第一饋入源、第二饋入源、第三饋入源以及輻射體，所述殼體包括中框及邊框，所述中框及邊框均由金屬材料製成，所述邊框設置於所述中框之周緣，所述邊框上開設有開槽、斷點以及斷槽，所述開槽開設於所述邊框之內側，所述斷點及所述斷槽開設於所述邊框，且隔斷所述邊框，所述開槽、斷點以及斷槽共同自所述邊框上劃分出至少一第一輻射部及一第二輻射部，所述第一饋入源電連接至所述第一輻射部，用以為所述第一輻射部饋入電流，所述第二饋入源電連接至所述第二輻射部，用以為所述第二輻射部饋入電流，所述輻射體設置於所述殼體內，所述第三饋入源電連接至所述輻射體，用以為所述輻射體饋入電流，所述邊框之厚度大於等於兩倍所述斷點或所述斷槽之寬度，且所述開槽之寬度小於等於二分之一倍所述斷點或所述斷槽之寬度。
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開槽、斷點以及斷槽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。
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及圖2，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3，所述天線結構100包括殼體11、第一饋入源F1、第一匹配電路12、第二饋入源F2、第二匹配電路13、輻射體15以及第三饋入源F3。
所述殼體11至少包括中框111、邊框112及背板113。所述中框111大致呈矩形片狀，其由金屬材料製成。所述邊框112大致呈環狀結構，其由金屬材料製成。於本實施例中，所述邊框112設置於所述中框111之周緣，且與所述中框111一體成型設置。所述邊框112遠離所述中框111之一側設置有一開口（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。所述中框111是位於所述顯示單元201與所述背板113之間之金屬片。所述中框111用於支撐所述顯示單元201、提供電磁屏蔽、及提高所述無線通訊裝置200之機構強度。
所述背板113由絕緣材料製成，例如玻璃。所述背板113設置於所述邊框112之邊緣，且與該顯示單元201之顯示平面及所述中框111大致間隔平行設置。可理解，於本實施例中，所述背板113還與所述邊框112以及中框111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之基板與處理單元等電子元件或電路模組於其內。
所述邊框112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，即所述天線結構100構成所述無線通訊裝置200之上天線。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。
可理解，於本實施例中，所述邊框112上開設有開槽120、斷點121以及斷槽122。所述開槽120大致呈U形，其開設於所述末端部115之內側，且分別朝所述第一側部116及第二側部117所在方向延伸，進而使得所述末端部115與所述中框111間隔絕緣設置。
於本實施例中，所述斷點121及所述斷槽122均開設於所述末端部115。所述斷點121與所述斷槽122間隔設置，兩者均貫通且隔斷所述邊框112。所述斷點121及所述斷槽122還與所述開槽120貫通，進而所述開槽120、斷點121以及所述斷槽122共同自所述殼體11劃分出至少兩輻射部。於本實施例中，所述開槽120、所述斷點121以及所述斷槽122共同自所述殼體11劃分出三個輻射部，即第一輻射部A1、第二輻射部A2以及第三輻射部A3。其中，於本實施例中，所述斷點121與所述斷槽122之間之所述邊框112形成所述第一輻射部A1。所述斷點121與所述開槽120位於所述第一側部116之第一端點E1之間之所述邊框112形成所述第二輻射部A2。所述斷槽122與所述開槽120位於所述第二側部117之第二端點E2之間之所述邊框112形成所述第三輻射部A3。
於本實施例中，所述第一輻射部A1與所述中框111藉由所述開槽120間隔且絕緣設置。所述第二輻射部A2靠近所述第一端點E1之一側及所述第三輻射部A3靠近所述第二端點E2之一側均連接至所述中框111。所述第二輻射部A2及所述第三輻射部A3與所述中框111共同形成一體成型之金屬框體。
可理解，於本實施例中，所述邊框112之厚度為D1。所述開槽120之寬度為D2。所述斷點121與所述斷槽122之寬度均為D3。其中所述D1≥2*D3，D2≤1/2*D3。即所述邊框112之厚度D1大於等於兩倍所述斷點121或所述斷槽122之寬度D3。所述開槽120之寬度D2小於等於二分之一倍所述斷點121或所述斷槽122之寬度D3。於本實施例中，所述邊框112之厚度D1為3-8mm。所述開槽120之寬度D2為0.5-1.5mm。
可理解，於本實施例中，所述開槽120、斷點121以及所述斷槽122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，所述無線通訊裝置200還包括至少一電子元件。於本實施例中，所述無線通訊裝置200至少包括三個電子元件，即第一電子元件21、第二電子元件23及第三電子元件25。所述第一電子元件21為一接近感測器（proximity sensor），其設置於所述容置空間114內。所述第一電子元件21與所述第一輻射部A1藉由所述開槽120間隔絕緣設置。所述第二電子元件23為前攝像頭模組，其設置於所述容置空間114內。所述第二電子元件23設置於所述第一電子元件21遠離所述第一輻射部A1之一側。所述第二電子元件23亦與所述第一輻射部A1藉由所述開槽120間隔絕緣設置。所述第三電子元件25為受話器，其設置於所述容置空間114內。所述第三電子元件25設置於所述第一電子元件21與所述斷槽122之間，且與所述第一輻射部A1藉由所述開槽120間隔絕緣設置。
於本實施例中，所述第一饋入源F1及所述第一匹配電路12均設置於所述容置空間114內。所述第一饋入源F1之一端藉由所述第一匹配電路12電連接至所述第一輻射部A1靠近所述斷槽122之一側，用以饋入電流訊號至所述第一輻射部A1。所述第一匹配電路12用以提供所述第一饋入源F1與所述第一輻射部A1之間之阻抗匹配。
可理解，於本實施例中，所述第一饋入源F1還用以將所述第一輻射部A1進一步劃分為兩部分，即第一輻射段A11及第二輻射段A12。其中，所述第一饋入源F1與所述斷點121之間之所述邊框112形成所述第一輻射段A11。所述第一饋入源F1與所述斷槽122之間之所述邊框112形成所述第二輻射段A12。於本實施例中，所述第一饋入源F1之位置並非對應到所述第一輻射部A1之中間，因此所述第一輻射段A11之長度大於所述第二輻射段A12之長度。
所述第二饋入源F2及所述第二匹配電路13均設置於所述容置空間114內。所述第二饋入源F2之一端藉由所述第二匹配電路13電連接至所述第二輻射部A2靠近所述第一端點E1之一側，用以饋入電流訊號至所述第二輻射部A2。所述第二匹配電路13用以提供所述第二饋入源F2與所述第二輻射部A2之間之阻抗匹配。
於本實施例中，所述輻射體15設置於所述容置空間114內，且對應所述斷點121設置。所述輻射體15呈一曲折片體狀，其可為柔性電路板(Flexible Printed Circuit，FPC)或利用鐳射直接成型(Laser Direct Structuring，LDS)工藝形成。所述輻射體15包括連接部150、第一分支151及第二分支152。所述連接部150大致呈直條狀，其對應所述斷點121設置，且沿平行於所述第一側部116且靠近所述斷點121之方向延伸。所述第一分支151呈曲折狀，包括依次連接之第一延伸段153、第二延伸段154、第三延伸段155、第四延伸段156以及第五延伸段157。
所述第一延伸段153大致呈直條狀，其一端垂直連接至所述連接部150靠近所述斷點121之端部，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。所述第二延伸段154大致呈直條狀。所述第二延伸段154之一端垂直連接至所述第一延伸段153遠離所述連接部150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。
所述第三延伸段155大致呈直條狀。所述第三延伸段155之一端垂直連接至所述第二延伸段154遠離所述第一延伸段153之一端，並沿平行所述第一延伸段153且靠近所述第二側部117之方向延伸。所述第四延伸段156大致呈直條狀。所述第四延伸段156之一端垂直連接至所述第三延伸段155遠離所述第二延伸段154之一端，並沿平行所述第二延伸段154且遠離所述末端部115之方向延伸。
所述第五延伸段157大致呈直條狀。所述第五延伸段157之一端垂直連接至所述第四延伸段156遠離所述第三延伸段155之一端，並沿平行所述第一延伸段153且靠近所述第二延伸段154之方向延伸。
於本實施例中，所述連接部150與所述第一分支151之第一延伸段153、第二延伸段154、第三延伸段155、第四延伸段156以及第五延伸段157共面設置。所述第二延伸段154之長度大於所述第四延伸段156之長度。所述第二延伸段154與所述第四延伸段156設置於所述第三延伸段155之同一側，並與所述第三延伸段155構成一U型結構。所述第三延伸段155之長度大於所述第五延伸段157之長度。所述第三延伸段155與所述第五延伸段157設置於所述第四延伸段156之同一側，並與所述第四延伸段156構成一U型結構。所述第一延伸段153之長度小於所述第五延伸段157之長度。所述第一延伸段153與所述第三延伸段155分別設置於所述第二延伸段154之兩側，且沿相反之方向延伸。
所述第二分支152大致呈L型。所述第二分支152包括第一連接段158及第二連接段159。所述第一連接段158大致呈直條狀。所述第一連接段158之一端連接至所述連接部150與所述第一延伸段153之連接處，並沿平行所述第二延伸段154且靠近所述末端部115之方向延伸。所述第二連接段159大致呈直條狀。所述第二連接段159之一端垂直連接至所述第一連接段158遠離所述第一延伸段153之端部，並沿平行所述第一延伸段153且遠離所述第三延伸段155之方向延伸。
於本實施例中，所述第一連接段158之長度與所述第二延伸段154之長度相當。所述第一連接段158與所述第二延伸段154設置於所述第一延伸段153之同一側，且與所述第一延伸段153共同形成一U型結構。所述第一連接段158、所述第二延伸段154以及所述第一延伸段153共同形成之U型結構之開口方向對應所述斷點121設置。所述第二連接段159之長度小於所述第一延伸段153之長度。
於本實施例中，所述第三饋入源F3設置於所述容置空間114內。所述第三饋入源F3電連接至所述連接部150，用以饋入電流至所述連接部150、第一分支151及第二分支152。
可理解，請一併參閱圖4，於本實施例中，所述第一輻射部A1為單極（Monopole）天線，所述第二輻射部A2為平面倒F型天線（Planar Inverted F-shaped Antenna，PIFA），所述輻射體15為PIFA天線。當電流自所述第一饋入源F1饋入後，所述電流將依次流經所述第一匹配電路12以及所述第一輻射段A11，並流向所述斷點121，進而激發一第一工作模態以產生第一輻射頻段之輻射訊號（參路徑P1）。
當電流自所述第二饋入源F2饋入後，所述電流將依次流經所述第二匹配電路13以及所述第二輻射部A2，並流向所述斷點121，進而激發一第二工作模態以產生第二輻射頻段之輻射訊號（參路徑P2）。
當電流自所述第三饋入源F3饋入後，所述電流將依次流經所述連接部150及所述第一分支151之第一延伸段153、第二延伸段154、第三延伸段155、第四延伸段156以及第五延伸段157（參路徑P3），進而激發一第三工作模態以產生第三輻射頻段之輻射訊號。同時，當電流自所述第三饋入源F3饋入後，所述電流將依次流經所述連接部150及所述第二分支152之第一連接段158及第二連接段159（參路徑P4），進而激發一第四工作模態以產生第四輻射頻段之輻射訊號。
可理解，當電流自所述第一饋入源F1饋入後，所述電流還將依次流經所述第一匹配電路12以及所述第二輻射段A12，並藉由所述斷槽122耦合至所述第三輻射部A3（參路徑P5）。如此，所述第一饋入源F1、第二輻射段A12以及所述第三輻射部A3構成一耦合饋入天線，進而激發一第五工作模態以產生第五輻射頻段之輻射訊號。
於本實施例中，所述第一工作模態為長期演進技術升級版（Long Term Evolution Advanced，LTE-A）低頻模態。所述第二工作模態為GPS模態。所述第三工作模態為WIFI 2.4GHz模態。所述第四工作模態為WIFI 5GHz模態。所述第五工作模態為LTE-A中、高頻模態。所述第一輻射頻段之頻率為700-960MHz。所述第二輻射頻段之頻率為1575MHz。所述第三輻射頻段之頻率為2400-2484MHz。所述第四輻射頻段之頻率為5150-5850MHz。所述第五輻射頻段之頻率為1450-3000MHz。
亦就是說，於本實施例中，所述第一饋入源F1、所述第一輻射部A1以及第三輻射部A3共同構成分集（diversity）天線。所述第二饋入源F2以及所述第二輻射部A2構成GPS天線。所述第三饋入源F3以及所述輻射體15構成WIFI 2.4GHz天線及WIFI 5GHz天線。
可理解，請一併參閱圖5，於本實施例中，所述天線結構100還包括切換電路17。所述切換電路17設置於所述容置空間114內，且位於所述第一電子元件21與所述第三電子元件25之間。所述切換電路17之一端跨過所述開槽120，並電連接至所述第一輻射段A11。所述切換電路17之另一端接地。所述切換電路17包括切換單元171及至少一切換元件173。所述切換單元171電連接至所述第一輻射段A11。每一個所述切換元件173可為電感、電容、或者電感與電容之組合。所述切換元件173之間相互並聯，且其一端電連接至所述切換單元171，另一端接地。
如此，藉由控制所述切換單元171之切換，可使得所述第一輻射段A11切換至不同之切換元件173。由於每一個切換元件173具有不同之阻抗，因此藉由所述切換單元171之切換，可有效調整所述第一輻射頻段，即LTE-A低頻段之頻率。例如，於本實施例中，所述切換電路17可包括四個具有不同阻抗之切換元件173。藉由將所述第一輻射段A11切換至四個不同之切換元件173，可使得所述天線結構100中第一工作模態之低頻分別涵蓋至LTE-A Band17頻段（704-746MHz）、LTE-A Band13頻段（746-787MHz）、LTE-A Band20頻段（791-862MHz）以及LTE-A Band8頻段（880-960MHz）。
圖6為所述天線結構100工作於LTE-A低、中、高頻模態時之S參數（散射參數）曲線圖。其中，曲線S61為所述天線結構100工作於LTE-A Band17頻段（704-746MHz）及LTE-A中、高頻模態時之S11值。曲線S62為所述天線結構100工作於LTE-A Band13頻段（746-787MHz）及LTE-A中、高頻模態時之S11值。曲線S63為所述天線結構100工作於LTE-A Band20頻段（791-862MHz）及LTE-A中、高頻模態時之S11值。曲線S64為所述天線結構100工作於LTE-A Band8頻段（880-960MHz）及LTE-A中、高頻模態時之S11值。
圖7為所述天線結構100工作於LTE-A低、中、高頻模態時之總輻射效率曲線圖。其中，曲線S71為所述天線結構100工作於LTE-A Band17頻段（704-746MHz）及LTE-A中、高頻模態時之總輻射效率。曲線S72為所述天線結構100工作於LTE-A Band13頻段（746-787MHz）及LTE-A中、高頻模態時之總輻射效率。曲線S73為所述天線結構100工作於LTE-A Band20頻段（791-862MHz）及LTE-A中、高頻模態時之總輻射效率。曲線S74為所述天線結構100工作於LTE-A Band8頻段（880-960MHz）及LTE-A中、高頻模態時之總輻射效率。
顯然，由圖6及圖7可看出，當所述天線結構100分別工作於LTE-A Band17頻段（704-746MHz）、LTE-A Band13頻段（746-787MHz）、LTE-A Band20頻段（791-862MHz）以及LTE-A Band8頻段（880-960MHz）時，所述天線結構100之LTE-A中、高頻頻段範圍皆為1450-3000MHz。即當所述切換電路17切換時，所述切換電路17僅用於改變所述天線結構100之低頻模態而不影響其中、高頻模態，該特性有利於LTE-A之載波聚合應用（Carrier Aggregation，CA）。
圖8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。其中，曲線S81為當低頻頻段為LTE-A Band17頻段（704-746MHz）時所述天線結構100工作於WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態時之S11值。曲線S82為當低頻頻段為LTE-A Band13頻段（746-787MHz）時所述天線結構100工作於WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態時之S11值。曲線S83為當低頻頻段為LTE-A Band20頻段（791-862MHz）時所述天線結構100工作於WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態時之S11值。曲線S84為當低頻頻段為LTE-A Band8頻段（880-960MHz）時所述天線結構100工作於WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態時之S11值。
圖9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曲線圖。其中，曲線S91為當低頻頻段為LTE-A Band17頻段（704-746MHz）時所述天線結構100工作於WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態時之總輻射效率。曲線S92為當低頻頻段為LTE-A Band13頻段（746-787MHz）時所述天線結構100工作於WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態時之總輻射效率。曲線S93為當低頻頻段為LTE-A Band20頻段（791-862MHz）時所述天線結構100工作於WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態時之總輻射效率。曲線S94為當低頻頻段為LTE-A Band8頻段（880-960MHz）時所述天線結構100工作於WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態時之總輻射效率。
圖10為所述天線結構100工作於GPS模態時之S參數（散射參數）曲線圖。其中，曲線S101為當低頻頻段為LTE-A Band17頻段（704-746MHz）時所述天線結構100工作於GPS模態時之S11值。曲線S102為當低頻頻段為LTE-A Band13頻段（746-787MHz）時所述天線結構100工作於GPS模態時之S11值。曲線S103為當低頻頻段為LTE-A Band20頻段（791-862MHz）時所述天線結構100工作於GPS模態時之S11值。曲線S104為當低頻頻段為LTE-A Band8頻段（880-960MHz）時所述天線結構100工作於GPS模態時之S11值。
圖11為所述天線結構100工作於GPS模態時之總輻射效率曲線圖。其中，曲線S111為當低頻頻段為LTE-A Band17頻段（704-746MHz）時所述天線結構100工作於GPS模態時之總輻射效率。曲線S112為當低頻頻段為LTE-A Band13頻段（746-787MHz）時所述天線結構100工作於GPS模態時之總輻射效率。曲線S113為當低頻頻段為LTE-A Band20頻段（791-862MHz）時所述天線結構100工作於GPS模態時之總輻射效率。曲線S114為當低頻頻段為LTE-A Band8頻段（880-960MHz）時所述天線結構100工作於GPS模態時之總輻射效率。
顯然，由圖8至圖11可看出，所述天線結構100中第一饋入源F1、第一輻射部A1以及第三輻射部A3主要用以激發LTE-A低、中、高頻模態，且藉由所述切換電路17之切換，可使得所述天線結構100之低頻至少涵蓋LTE-A Band17頻段（704-746MHz）、LTE-A Band13頻段（746-787MHz）、LTE-A Band20頻段（791-862MHz）以及LTE-A Band8頻段（880-960MHz）。所述天線結構100中所述第二饋入源F2以及所述第二輻射部A2主要用以激發GPS模態。所述天線結構100中所述第三饋入源F3以及所述輻射體15主要用以激發WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態。
再者，當所述天線結構100分別工作於LTE-A Band17頻段（704-746MHz）、LTE-A Band13頻段（746-787MHz）、LTE-A Band20頻段（791-862MHz）以及LTE-A Band8頻段（880-960MHz）時，所述天線結構100之LTE-A中、高頻頻段、GPS頻段、WIFI 2.4GHz頻段及WIFI 5GHz頻段皆不受影響。即當所述切換電路17切換時，所述切換電路17僅用於改變所述天線結構100之LTE-A低頻模態且不影響其LTE-A中、高頻模態、GPS模態、WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態。
實施例2
請參閱圖12，為本發明第二較佳實施例所提供之天線結構100a，其可應用於行動電話、個人數位助理等無線通訊裝置200a中，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線訊號。
所述天線結構100a包括中框111、邊框112、第一饋入源F1、第一匹配電路12、第二饋入源F2、第二匹配電路13、輻射體15a、第三饋入源F3以及切換電路17a。所述無線通訊裝置200a包括第一電子元件21a、第二電子元件23a以及第三電子元件25a。
所述邊框112上設置有開槽120、斷點121以及斷槽122a。所述斷點121及所述斷槽122a均與所述開槽120貫通。
可理解，於本實施例中，所述天線結構100a與天線結構100之區別在於所述天線結構100a中斷槽122a之位置與天線結構100中斷槽122之位置不同。於本實施例中，所述斷槽122a並非設置於所述末端部115，而是設置於所述第二端點E2對應之第二側部117上。如此，所述開槽120、斷點121以及所述斷槽122a共同自所述殼體11劃分出兩個輻射部，即第一輻射部A1a及第二輻射部A2。其中所述斷點121與所述斷槽122a之間之所述邊框112形成所述第一輻射部A1a。所述斷點121與所述開槽120位於所述第一側部116之第一端點E1之間之所述邊框112形成所述第二輻射部A2。
可理解，於本實施例中，所述第一饋入源F1藉由所述第一匹配電路12電連接至所述第一輻射部A1a靠近所述斷槽122a之位置，進而將所述第一輻射部A1劃分為第一輻射段A11及第二輻射段A12。其中，所述第一饋入源F1與所述斷點121之間之所述邊框112形成所述第一輻射段A11。所述第一饋入源F1與所述斷槽122a之間之所述邊框112形成所述第二輻射段A12。所述第二輻射段A12接地。所述第一輻射段A11之長度大於所述第二輻射段A12之長度。
所述第二饋入源F2與所述第二匹配電路13均設置於所述容置空間114內。所述第二饋入源F2之一端藉由所述第二匹配電路13電連接至所述第二輻射部A2靠近所述第一端點E1之一側，用以饋入電流訊號至所述第二輻射部A2。所述第二匹配電路13用以提供所述第二饋入源F2與所述第二輻射部A2之間之阻抗匹配。
可理解，於本實施例中，所述天線結構100a與天線結構100之區別還在於所述第一電子元件21a、第二電子元件23a以及第三電子元件25a之位置與天線結構100中第一電子元件21、第二電子元件23以及第三電子元件25之位置不同。具體地，於本實施例中，所述第一電子元件21a為一接近感測器（proximity sensor），其設置於所述容置空間114內。所述第一電子元件21a鄰近所述斷點121設置，且與所述第一輻射部A1藉由所述開槽120間隔絕緣設置。所述第二電子元件23a為前攝像頭模組，其設置於所述容置空間114內。所述第二電子元件23a設置於所述第一電子元件21a與所述第一饋入源F1之間，且鄰近所述第一饋入源F1設置。所述第二電子元件23a亦與所述第一輻射部A1藉由所述開槽120間隔絕緣設置。所述第三電子元件25a為受話器，其設置於所述容置空間114內。所述第三電子元件25a設置於所述第一電子元件21a與所述第二電子元件23a之間，且與所述第一輻射部A1藉由所述開槽120間隔絕緣設置。
可理解，於本實施例中，所述天線結構100a與天線結構100之區別還在於所述天線結構100a中所述輻射體15a之具體結構與天線結構100中輻射體15之結構不同。具體地，所述輻射體15a設置於所述容置空間114內，且位於所述斷點121與所述第一端點E1圍成之空間內。所述輻射體15a呈一曲折片體狀，其可為柔性電路板(Flexible Printed Circuit，FPC)或利用鐳射直接成型(Laser Direct Structuring，LDS)工藝形成。所述輻射體15a包括連接部150a、第一分支151a及第二分支152a。所述連接部150a大致呈直條狀，其對於所述斷點121設置，且沿平行所述末端部115且靠近所述第一側部116之方向延伸。所述第一分支151a呈曲折狀，包括依次連接之第一延伸段153a、第二延伸段154a、第三延伸段155a以及第四延伸段156a。
所述第一延伸段153a大致呈直條狀，其一端垂直連接至所述連接部150a遠離所述第二側部117之端部，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。所述第二延伸段154a大致呈直條狀。所述第二延伸段154a之一端垂直連接至所述第一延伸段153a遠離所述連接部150a之一端，並沿平行所述連接部150a且靠近所述第一側部116之方向延伸。
所述第三延伸段155a大致呈直條狀。所述第三延伸段155a之一端垂直連接至所述第二延伸段154a遠離所述第一延伸段153a之一端，並沿平行所述第一延伸段153a且靠近所述末端部115之方向延伸。
所述第四延伸段156a大致呈直條狀。所述第四延伸段156a之一端垂直連接至所述第三延伸段155a遠離所述第二延伸段154a之一端，並沿平行所述第二延伸段154a且靠近所述第一延伸段153a之方向延伸。
於本實施例中，所述連接部150a、第一分支151a之第一延伸段153a、第二延伸段154a、第三延伸段155a以及第四延伸段156a共面設置。所述第二延伸段154a之長度大於所述第四延伸段156a之長度。所述第二延伸段154a與所述第四延伸段156a設置於所述第三延伸段155a之同一側，並與所述第三延伸段155a構成一U型結構。
所述第二分支152a大致呈L型，且接地。所述第二分支152a包括第一連接段158a及第二連接段159a。所述第一連接段158a大致呈直條狀。所述第一連接段158a之一端連接至所述連接部150a與所述第一延伸段153a之連接處，並沿平行所述第三延伸段155a且靠近所述末端部115之方向延伸。所述第二連接段159a大致呈直條狀。所述第二連接段159a之一端垂直連接至所述第一連接段158a遠離所述第一延伸段153a之端部，並沿平行所述第二延伸段154a且靠近所述第三延伸段155a之方向延伸。
於本實施例中，所述第一連接段158a之長度小於所述第三延伸段155a之長度。所述第二連接段159a之長度小於第二延伸段154a之長度。如此，所述第一連接段158a以及所述第二連接段159a共同設置於所述第二延伸段154a、第三延伸段155a以及所述第四延伸段156a共同形成之U型結構內。
可理解，於其他實施例中，所述輻射體15a之形狀及結構不局限為上述所述，其還可與天線結構100中之輻射體15互換。
於本實施例中，所述第三饋入源F3設置於所述容置空間114內。所述第三饋入源F3電連接至所述連接部150a，用以饋入電流至所述連接部150a、第一分支151a及第二分支152a。
可理解，於本實施例中，所述天線結構100a與天線結構100之區別還在於所述切換電路17a之位置與天線結構100中切換電路17之位置不同。所述切換電路17a設置於所述第二電子元件23a與第三電子元件25a之間。所述切換電路17a之一端跨過所述開槽120，並電連接至所述第一輻射段A11。所述切換電路17a之另一端接地。
可理解，於本實施例中，所述天線結構100a與天線結構100之區別還在於所述天線結構100a還包括金屬部18a。所述金屬部18a由金屬材料製成，且呈直條狀。於本實施例中，所述金屬部18a之長度大致為0-7mm。所述金屬部18a之一端電連接至所述第一輻射部A1a靠近所述斷槽122a之位置，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。
可理解，於本實施例中，所述天線結構100a與天線結構100之區別還在於所述天線結構100a之電流路徑與所述天線結構100之電流路徑不同。具體請一併參閱圖13，於本實施例中，所述第一輻射部A1a為單極（Monopole）天線，所述第二輻射部A2為單極（Monopole）天線。所述輻射體15a為平面倒F型天線（Planar Inverted F-shaped Antenna，PIFA）。當電流自所述第一饋入源F1饋入後，所述電流將依次流經所述第一匹配電路12以及所述第一輻射段A11，並流向所述斷點121，進而激發一第一工作模態以產生第一輻射頻段之輻射訊號（參路徑P1a）。
當電流自所述第二饋入源F2饋入後，所述電流將依次流經所述第二匹配電路13以及所述第二輻射部A2，並流向所述斷點121，進而激發一第二工作模態以產生第二輻射頻段之輻射訊號（參路徑P2a）。
當電流自所述第三饋入源F3饋入後，所述電流將依次流經所述連接部150a及所述第一分支151a之第一延伸段153a、第二延伸段154a、第三延伸段155a以及第四延伸段156a（參路徑P3a），進而激發一第三工作模態以產生第三輻射頻段之輻射訊號。同時，當電流自所述第三饋入源F3饋入後，所述電流將依次流經所述連接部150a及所述第二分支152a之第一連接段158a及第二連接段159a（參路徑P4a），進而激發一第四工作模態以產生第四輻射頻段之輻射訊號。
可理解，當電流自所述第一饋入源F1饋入後，所述電流還將依次流經所述第一匹配電路12以及所述第二輻射段A12，並流向所述斷槽122a（參路徑P5a），進而激發一第五工作模態以產生第五輻射頻段之輻射訊號。
於本實施例中，所述第一工作模態為長期演進技術升級版（Long Term Evolution Advanced，LTE-A）低頻模態。所述第二工作模態為GPS模態。所述第三工作模態為WIFI 2.4GHz模態。所述第四工作模態為WIFI 5GHz模態。所述第五工作模態為LTE-A中、高頻模態。所述第一輻射頻段之頻率為700-960MHz。所述第二輻射頻段之頻率為1575MHz。所述第三輻射頻段之頻率為2400-2484MHz。所述第四輻射頻段之頻率為5150-5850MHz。所述第五輻射頻段之頻率為1805-2690MHz。
亦就是說，於本實施例中，所述第一饋入源F1與所述第一輻射部A1共同構成分集（diversity）天線。所述第二饋入源F2與所述第二輻射部A2共同構成GPS天線。所述第三饋入源F3與所述輻射體15a共同構成WIFI 2.4GHz天線及WIFI 5GHz天線。
可理解，於本實施例中，所述金屬部18a具有調整所述LTE-A中、高頻模態之頻率功能，並使得所述天線結構100a之頻率往低頻移動。
圖14為所述天線結構100a工作於LTE-A低頻模態時之S參數（散射參數）曲線圖。其中，曲線S141為所述天線結構100a工作於LTE-A Band17頻段（704-746MHz）時之S11值。曲線S142為所述天線結構100a工作於LTE-A Band13頻段（746-787MHz）時之S11值。曲線S143為所述天線結構100a工作於LTE-A Band20頻段（791-862MHz）時之S11值。曲線S144為所述天線結構100a工作於LTE-A Band8頻段（880-960MHz）時之S11值。
圖15為所述天線結構100a工作於LTE-A低頻模態時之輻射效率曲線圖。其中，曲線S151為所述天線結構100a工作於LTE-A Band17頻段（704-746MHz）時之總輻射效率。曲線S152為所述天線結構100a工作於LTE-A Band13頻段（746-787MHz）時之總輻射效率。曲線S153為所述天線結構100a工作於LTE-A Band20頻段（791-862MHz）時之總輻射效率。曲線S154為所述天線結構100a工作於LTE-A Band8頻段（880-960MHz）時之總輻射效率。
圖16為所述天線結構100a工作於LTE-A中、高頻模態時之S參數（散射參數）曲線圖。其中曲線S161為所述天線結構100a工作於LTE-A中、高頻模態時之返回損失。曲線S162為所述天線結構100a工作於LTE-A中、高頻模態時，所述第二輻射段A12與所述第二輻射部A2之間之隔離度值。S163為所述天線結構100a工作於LTE-A中、高頻模態時，所述第二輻射段A12與所述輻射體15a之間之隔離度值。
圖17為所述天線結構100a工作於LTE-A中、高頻模態時之總輻射效率曲線圖。
圖18為所述天線結構100a工作於WIFI 2.4GHz模態時之S參數（散射參數）曲線圖。其中曲線S181為所述天線結構100a工作於WIFI 2.4GHz模態時之返回損失。曲線S182為所述天線結構100a工作於WIFI 2.4GHz模態時，所述輻射體15a與所述第一輻射部A1a之間之隔離度值。
圖19為所述天線結構100a工作於WIFI 2.4GHz模態時之總輻射效率曲線圖。
圖20為所述天線結構100a工作於WIFI 5GHz模態時之S參數（散射參數）曲線圖。圖21為所述天線結構100a工作於WIFI 5GHz模態時之總輻射效率曲線圖。
圖22為所述天線結構100a工作於工作於GPS模態時之S參數（散射參數）曲線圖。其中曲線S221為所述天線結構100a工作於GPS模態時之返回損失。曲線S222為所述天線結構100a工作於GPS模態時之S21值。S223為所述天線結構100a工作於GPS模態時，所述第二輻射部A2與所述輻射體15a之間之隔離度值。
圖23為所述天線結構100a工作於GPS模態時之總輻射效率曲線圖。
顯然，由圖14至圖22可看出，所述天線結構100a中第一饋入源F1以及所述第一輻射部A1主要用以激發LTE-A低、中、高頻模態，且藉由所述切換電路17a之切換，可使得所述天線結構100a之低頻至少涵蓋LTE-A Band17頻段（704-746MHz）、LTE-A Band13頻段（746-787MHz）、LTE-A Band20頻段（791-862MHz）以及LTE-A Band8頻段（880-960MHz）。所述天線結構100a中所述第二饋入源F2以及所述第二輻射部A2主要用以激發GPS模態。所述天線結構100a中所述第三饋入源F3以及所述輻射體15a主要用以激發WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態。
再者，當所述天線結構100a分別工作於LTE-A Band17頻段（704-746MHz）、LTE-A Band13頻段（746-787MHz）、LTE-A Band20頻段（791-862MHz）以及LTE-A Band8頻段（880-960MHz）時，所述天線結構100a之LTE-A中、高頻頻段、GPS頻段、WIFI 2.4GHz頻段及WIFI 5GHz頻段皆不受影響。即當所述切換電路17a切換時，所述切換電路17a僅用於改變所述天線結構100a之LTE-A低頻模態且不影響其LTE-A中、高頻模態、GPS模態、WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態。
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、100a‧‧‧天線結構
11‧‧‧殼體
111‧‧‧中框
112‧‧‧邊框
113‧‧‧背板
114‧‧‧容置空間
115‧‧‧末端部
116‧‧‧第一側部
117‧‧‧第二側部
120‧‧‧開槽
121‧‧‧斷點
122、122a‧‧‧斷槽
A1、A1a‧‧‧第一輻射部
A11‧‧‧第一輻射段
A12‧‧‧第二輻射段
A2‧‧‧第二輻射部
A3‧‧‧第三輻射部
E1‧‧‧第一端點
E2‧‧‧第二端點
F1‧‧‧第一饋入源
12‧‧‧第一匹配電路
F2‧‧‧第二饋入源
13‧‧‧第二匹配電路
F3‧‧‧第三饋入源
15、15a‧‧‧輻射體
150、150a‧‧‧連接部
151、151a‧‧‧第一分支
152、152a‧‧‧第二分支
153、153a‧‧‧第一延伸段
154、154a‧‧‧第二延伸段
155、155a‧‧‧第三延伸段
156、156a‧‧‧第四延伸段
157‧‧‧第五延伸段
158、158a‧‧‧第一連接段
159、159a‧‧‧第二連接段
18a‧‧‧金屬部
17、17a‧‧‧切換電路
171‧‧‧切換單元
173‧‧‧切換元件
200、200a‧‧‧無線通訊裝置
201‧‧‧顯示單元
21、21a‧‧‧第一電子元件
23、23a‧‧‧第二電子元件
25、25a‧‧‧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所示天線結構之電路圖。 圖4為圖3所示天線結構工作時之電流走向示意圖。 圖5為圖3所示天線結構中切換電路之電路圖。 圖6為圖1所示天線結構工作於LTE-A低、中、高頻模態時之S參數（散射參數）曲線圖。 圖7為圖1所示天線結構工作於LTE-A低、中、高低頻模態時之總輻射效率圖。 圖8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9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。 圖10為圖1所示天線結構工作於GPS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GPS模態時之總輻射效率圖。 圖12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13為圖12所示天線結構工作時之電流走向示意圖。 圖14為圖12所示天線結構工作於LTE-A低頻模態時之S參數（散射參數）曲線圖。 圖15為圖12所示天線結構工作於LTE-A低頻模態時之總輻射效率圖。 圖16為圖12所示天線結構工作於LTE-A中、高頻模態時之S參數（散射參數）曲線圖。 圖17為圖12所示天線結構工作於LTE-A中、高頻模態時之總輻射效率圖。 圖18為圖12所示天線結構工作於WIFI 2.4GHz模態時之S參數（散射參數）曲線圖。 圖19為圖12所示天線結構工作於WIFI 2.4GHz模態時之總輻射效率圖。 圖20為圖12所示天線結構工作於WIFI 5GHz模態時之S參數（散射參數）曲線圖。 圖21為圖12所示天線結構工作於WIFI 5GHz模態時之總輻射效率圖。 圖22為圖12所示天線結構工作於GPS模態時之S參數（散射參數）曲線圖。 圖23為圖12所示天線結構工作於GPS模態時之總輻射效率圖。
無

Claims (11)

  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、第二饋入源、第三饋入源以及輻射體，所述殼體包括中框及邊框，所述中框及邊框均由金屬材料製成，所述邊框設置於所述中框之周緣，所述邊框上開設有開槽、斷點以及斷槽，所述開槽開設於所述邊框之內側，所述斷點及所述斷槽開設於所述邊框，且隔斷所述邊框，所述開槽、斷點以及斷槽共同自所述邊框上劃分出至少一第一輻射部及一第二輻射部，所述第一饋入源電連接至所述第一輻射部，用以為所述第一輻射部饋入電流，所述第二饋入源電連接至所述第二輻射部，用以為所述第二輻射部饋入電流，所述輻射體設置於所述殼體內，所述第三饋入源電連接至所述輻射體，用以為所述輻射體饋入電流，所述邊框之厚度大於等於兩倍所述斷點或所述斷槽之寬度，且所述開槽之寬度小於等於二分之一倍所述斷點或所述斷槽之寬度。
  2. 如申請專利範圍第1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，所述開槽開設於所述末端部之內側，且分別朝所述第一側部及第二側部所在方向延伸，所述斷點開設於所述末端部靠近所述第一側部之位置，所述斷點與所述斷槽之間之邊框構成所述第一輻射部，所述斷點與所述開槽位於所述第一側部之第一端點之間之所述邊框形成所述第二輻射部，所述第一饋入源與所述斷點之間之所述邊框構成第一輻射段，當電流自所述第一饋入源饋入後，所述電流流經所述第一輻射段，以激發一第一工作模態以產生第一輻射頻段之輻射訊號；當電流自所述第二饋入源饋入後，所述電流流經所述第二輻射部，並流向所述斷點，進而激發一第二工作模態以產生第二輻射頻段之輻射訊號；當電流自所述第三饋入源饋入後，所述電流流經所述輻射體，進而激發一第三工作模態以產生第三輻射頻段之輻射訊號以及激發一第四工作模態以產生第四輻射頻段之輻射訊號，所述第一工作模態為LTE-A低頻模態，所述第二工作模態為GPS模態，所述第三工作模態為WIFI 2.4GHz模態，所述第四工作模態為WIFI 5GHz模態。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之天線結構，其中所述輻射體包括連接部、第一分支及第二分支，所述第一分支及所述第二分支均連接至所述連接部，所述第三饋入源電連接至所述連接部，當電流自所述第三饋入源饋入後，所述電流流經所述連接部及所述第一分支，進而激發所述第三工作模態，當電流自所述第三饋入源饋入後，所述電流流經所述連接部及所述第二分支，進而激發所述第四工作模態。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之天線結構，其中所述第一分支包括依次連接之第一延伸段、第二延伸段、第三延伸段、第四延伸段以及第五延伸段，所述第一延伸段一端垂直連接至所述連接部之端部，並沿平行所述末端部且靠近所述第二側部之方向延伸，所述第二延伸段之一端垂直連接至所述第一延伸段遠離所述連接部之一端，並沿平行所述第一側部且靠近所述末端部之方向延伸，所述第三延伸段之一端垂直連接至所述第二延伸段遠離所述第一延伸段之一端，並沿平行所述第一延伸段且靠近所述第二側部之方向延伸，所述第四延伸段之一端垂直連接至所述第三延伸段遠離所述第二延伸段之一端，並沿平行所述第二延伸段且遠離所述末端部之方向延伸，所述第五延伸段之一端垂直連接至所述第四延伸段遠離所述第三延伸段之一端，並沿平行所述第一延伸段且靠近所述第二延伸段之方向延伸；所述第二分支包括第一連接段及第二連接段，所述第一連接段之一端連接至所述連接部與所述第一延伸段之連接處，並沿平行所述第二延伸段且靠近所述末端部之方向延伸，所述第二連接段之一端垂直連接至所述第一連接段遠離所述第一延伸段之端部，並沿平行所述第一延伸段且遠離所述第三延伸段之方向延伸。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之天線結構，其中所述第一分支包括依次連接之第一延伸段、第二延伸段、第三延伸段以及第四延伸段，所述第一延伸段一端垂直連接至所述連接部遠離所述第二側部之端部，並沿平行所述第一側部且遠離所述末端部之方向延伸，所述第二延伸段之一端垂直連接至所述第一延伸段遠離所述連接部之一端，並沿平行所述連接部且靠近所述第一側部之方向延伸，所述第三延伸段之一端垂直連接至所述第二延伸段遠離所述第一延伸段之一端，並沿平行所述第一延伸段且靠近所述末端部之方向延伸，所述第四延伸段之一端垂直連接至所述第三延伸段遠離所述第二延伸段之一端，並沿平行所述第二延伸段且靠近所述第一延伸段之方向延伸；所述第二分支包括第一連接段及第二連接段，所述第一連接段之一端連接至所述連接部與所述第一延伸段之連接處，並沿平行所述第三延伸段且靠近所述末端部之方向延伸，所述第二連接段之一端垂直連接至所述第一連接段遠離所述第一延伸段之端部，並沿平行所述第二延伸段且靠近所述第三延伸段之方向延伸。
  6. 如申請專利範圍第2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多個切換元件，所述切換單元電連接至所述第一輻射段，多個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，使得所述第一輻射段切換至不同之切換元件，進而調整所述第一輻射頻段之頻率。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之天線結構，其中所述斷槽開設於所述末端部靠近所述第二側部之位置，所述第一饋入源與所述斷槽之間之所述邊框構成一第二輻射段，所述斷槽與所述開槽位於所述第二側部之第二端點之間之所述邊框形成一第三輻射部，當電流自所述第一饋入源饋入後，所述電流還流經所述第二輻射段，並藉由所述斷槽耦合至所述第三輻射部，以激發一第五工作模態以產生第五輻射頻段之輻射訊號，所述第五工作模態為LTE-A中、高頻模態。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之天線結構，其中所述斷槽開設於所述第二側部，且對應所述開槽位於所述第二側部之第二端點設置，所述第一饋入源與所述斷槽之間之所述邊框構成一第二輻射段，當電流自所述第一饋入源饋入後，所述電流還流經所述第二輻射段，並流向所述斷槽，進而激發一第五工作模態以產生第五輻射頻段之輻射訊號，所述第五工作模態為LTE-A中、高頻模態。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之天線結構，其中所述天線結構還包括金屬部，所述金屬部之一端電連接至所述第一輻射部靠近所述斷槽之位置，並沿平行所述末端部且靠近所述第一側部之方向延伸，用以調整所述LTE-A中、高頻模態。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述中框與所述邊框一體成型。
  11. 一種無線通訊裝置，包括如申請專利範圍第1-10項中任一項所述之天線結構。
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