TW202005166A - 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，包括殼體及至少一切換電路，所述殼體包括邊框，所述邊框由金屬材料製成，所述邊框上開設有至少一斷點，進而自所述邊框上劃分出至少兩個輻射部，所述切換電路對應所述斷點設置，且所述切換電路之兩端分別電連接至所述斷點兩側之輻射部，藉由控制所述至少一切換電路處於開路狀態或短路狀態，以調整所述輻射部之長度，進而調整所述天線結構之頻寬。

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，所述天線結構包括殼體及至少一切換電路，所述殼體包括邊框，所述邊框由金屬材料製成，所述邊框上開設有至少一斷點，進而自所述邊框上劃分出至少兩個輻射部，所述切換電路對應所述斷點設置，且所述切換電路之兩端分別電連接至所述斷點兩側之輻射部，藉由控制所述至少一切換電路處於開路狀態或短路狀態，以調整所述輻射部之長度，進而調整所述天線結構之頻寬。

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、圖2、圖3及圖4，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。圖1為天線結構100應用至無線通訊裝置200之示意圖。圖2為無線通訊裝置200之內部示意圖。圖3為沿圖1所示無線通訊裝置200中III-III線之截面示意圖。圖4為沿圖1所示無線通訊裝置200中IV-IV線之截面示意圖。

所述天線結構100包括殼體11、第一饋入部12（參圖5）以及至少一切換電路。所述殼體11至少包括系統接地面110、邊框111、中框112及背板113。所述系統接地面110可由金屬或其他導電材料製成，用以為所述天線結構100提供接地。

所述邊框111大致呈環狀結構，其由金屬或其他導電材料製成。所述邊框111設置於所述系統接地面110之周緣，即圍繞所述系統接地面110設置。於本實施例中，所述邊框111一側之邊緣與所述系統接地面110間隔設置，進而於兩者之間形成相應之淨空區114（參圖3及圖4）。可理解，於本實施例中，所述邊框111與所述系統接地面110之間之距離可根據需求進行調整。例如所述邊框111於不同位置與所述系統接地面110之距離可為等距或不等距。

所述中框112大致呈矩形片狀，其由金屬或其他導電材料製成。所述中框112之形狀及尺寸略小於所述系統接地面110。所述中框112疊設於所述系統接地面110上。

於本實施例中，所述邊框111靠近所述中框112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。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。

所述背板113由金屬或其他導電材料製成。所述背板113設置於所述邊框111之邊緣。於本實施例中，所述背板113設置於所述系統接地面110背向所述中框112之一側，且與所述顯示單元201之顯示平面及所述中框112大致間隔平行設置。

於本實施例中，所述系統接地面110、邊框111、中框112及背板113可構成一體成型之金屬框體。所述中框112是位於所述顯示單元201與所述系統接地面110之間之金屬片。所述中框112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。

於本實施例中，所述邊框111至少包括末端部115、第一側部116以及第二側部117。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。

所述殼體11上還開設有開槽118及至少一斷點。其中，所述開槽118開設於所述背板113上。所述開槽118大致呈U形，其開設於所述背板113靠近所述末端部115之一側，且分別朝所述第一側部116及第二側部117所在方向延伸。於本實施例中，所述殼體11上開設有兩個斷點，即第一斷點119及第二斷點120。所述第一斷點119及所述第二斷點120均開設於所述邊框111上。具體所述第一斷點119及所述第二斷點120均開設於所述末端部115。所述第一斷點119與所述第二斷點120間隔設置，兩者均貫通且隔斷所述邊框111，並連通所述開槽118。

所述開槽118與所述至少一斷點共同自所述殼體11上劃分出至少兩個輻射部。於本實施例中，所述開槽118、第一斷點119以及所述第二斷點120共同自所述殼體11劃分出三個輻射部，即第一輻射部F1、第二輻射部F2以及第三輻射部F3。其中，於本實施例中，所述第一斷點119與所述第二斷點120之間之所述邊框111形成所述第一輻射部F1。所述第一斷點119與所述開槽118位於所述第一側部116之端點E1之間之所述邊框111形成所述第二輻射部F2。所述第二斷點120與所述開槽118位於所述第二側部117之端點E2之間之所述邊框111形成所述第三輻射部F3。於本實施例中，所述第一輻射部F1與所述中框112間隔且絕緣設置。所述第二輻射部F2靠近所述端點E1之一側及所述第三輻射部F3靠近所述端點E2之一側均連接至所述系統接地面110及所述背板113，即接地。

可理解，於本實施例中，所述開槽118之寬度小於等於兩倍所述第一斷點119及所述第二斷點120之寬度。其中，所述開槽118之寬度為0.5-2mm。所述第一斷點119以及所述第二斷點120之寬度均為1-2mm。

可理解，於本實施例中，所述開槽118、第一斷點119以及所述第二斷點120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）。

請一併參閱圖5，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為一通用序列匯流排（Universal Serial Bus，USB）介面模組。所述第一電子元件21設置於所述中框112鄰近所述第一輻射部F1之邊緣，且藉由所述開槽118與所述第一輻射部F1間隔絕緣設置。所述第二電子元件23為一揚聲器。所述第二電子元件23設置於所述中框112鄰近所述第一輻射部F1之一側，且對應所述第二斷點120設置。於本實施例中，所述第二電子元件23與所述開槽118之間之距離大致為2-10mm。所述第三電子元件25為一麥克風，其設置於所述中框112鄰近所述第一輻射部F1之邊緣。所述第三電子元件25設置於所述第一電子元件21遠離所述第二電子元件23之一側，且鄰近所述第一斷點119設置。於本實施例中，所述第二電子元件23及所述第三電子元件25亦藉由所述開槽118與所述第一輻射部F1間隔絕緣設置。

可理解，於其他實施例中，所述第二電子元件23與所述第三電子元件25之位置可根據具體需求進行調整，例如兩者互換位置。

於本實施例中，所述第一饋入部12設置於所述系統接地面110與所述邊框111之間之淨空區114。所述第一饋入部12之一端可藉由彈片、微帶線、條狀線、同軸電纜等方式電連接至所述系統接地面110上之訊號饋入點（圖未示），另一端藉由一匹配電路（圖未示）電連接至所述第一輻射部F1靠近所述第二斷點120之一側，用以饋入電流訊號至所述第一輻射部F1、第二輻射部F2及第三輻射部F3。

於本實施例中，所述第一饋入部12可由鐵件、金屬銅箔、鐳射直接成型技術（Laser Direct structuring，LDS）制程中之導體等材質製成。

於本實施例中，所述天線結構100包括兩個切換電路，即切換電路13、15。其中，所述切換電路13對應所述第二斷點120設置。所述切換電路13之一端電連接至所述第一輻射部F1，另一端電連接至所述第三輻射部F3。所述切換電路15對應所述第一斷點119設置。所述切換電路15之一端電連接至所述第一輻射部F1，另一端電連接至所述第二輻射部F2。

於本實施例中，藉由控制所述切換電路13及切換電路15處於開路狀態或短路狀態，可有效調整所述天線結構100之輻射部（例如第一輻射部F1、第二輻射部F2及/或所述第三輻射部F3）之長度，以調整所述天線結構100之頻寬，達到多頻率調整之功能。

例如，請一併參閱圖6A，為所述切換電路13、15均處於開路狀態時，所述天線結構100之電流路徑圖。此時，所述第一輻射部F1與所述第二輻射部F2斷開連接，且所述第一輻射部F1與所述第三輻射部F3斷開連接。當所述第一饋入部12饋入電流後，所述電流流經所述第一輻射部F1，並流向所述第一斷點119（參路徑P1）。如此，所述第一輻射部F1構成單極（Monopole）天線，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。當所述第一饋入部12饋入電流後，所述電流自所述第一輻射部F1耦合至所述第二輻射部F2（參路徑P2）。如此，所述第二輻射部F2構成回路（loop）天線，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。當所述第一饋入部12饋入電流後，所述電流自所述第一輻射部F1耦合至所述第三輻射部F3（參路徑P3）。如此，所述第三輻射部F3構成回路（loop）天線，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。

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LTE-A高頻模態。所述第三工作模態為LTE-A中頻模態。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2300-2690MHz。所述第三輻射頻段之頻率為1710-2170MHz。

請一併參閱圖6B，為所述切換電路13處於開路狀態而所述切換電路15處於短路狀態時，所述天線結構100之電流路徑圖。此時，所述第一輻射部F1與所述第二輻射部F2電連接，而所述第一輻射部F1與所述第三輻射部F3斷開連接。當所述第一饋入部12饋入電流後，所述電流流經所述第一輻射部F1及第二輻射部F2（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。當所述第一饋入部12饋入電流後，所述電流將流經所述第一輻射部F1及第二輻射部F2，接著流入所述系統接地面110及中框112，再流入所述第三輻射部F3（參路徑P5），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，所述第四工作模態為一超中頻模態，所述第五工作模態為超高頻模態。所述第四輻射頻段之頻率為1447.9-1510.9MHz。所述第五輻射頻段之頻率為3400-3800MHz。

請一併參閱圖6C，為所述切換電路13處於短路狀態而所述切換電路15處於開路狀態時，所述天線結構100之電流路徑圖。此時，所述第一輻射部F1與所述第二輻射部F2斷開連接，而所述第一輻射部F1與所述第三輻射部F3電連接。當所述第一饋入部12饋入電流後，所述電流將自所述第一輻射部F1耦合至第二輻射部F2，再流入所述系統接地面110及中框112（參路徑P6），進而激發所述第二工作模態以產生第二輻射頻段之輻射訊號。當所述第一饋入部12饋入電流後，所述電流將流經所述第一輻射部F1及第三輻射部F3，再流入所述系統接地面110及中框112（參路徑P7），進而激發所述第一工作模態以產生第一輻射頻段之輻射訊號。

可理解，所述切換電路13、15之具體結構可為多種形式，例如可包括單路開關、雙路開關、雙路開關搭配匹配元件、多路開關搭配匹配元件等。於本實施例中，僅以其中一個切換電路，例如切換電路13為例，對所述切換電路13、15之結構進行說明。

請一併參閱圖7A，於其中一個實施例中，所述切換電路13包括一單路開關13a。所述單路開關13a包括動觸點a1及靜觸點a2。所述動觸點a1電連接至第一輻射部F1。所述單路開關13a之靜觸點a2電連接至所述第三輻射部F3。如此，藉由控制所述單路開關13a開啟或關閉，可控制所述切換電路13處於開路狀態或短路狀態，進而使得所述第一輻射部F1與所述第三輻射部F3電連接或者斷開連接，以達到多頻率調整之功能。

可理解，請一併參閱圖7B，於其中一個實施例中，所述切換電路13包括雙路開關13b。所述雙路開關13b包括動觸點b1、第一靜觸點b2及第二靜觸點b3。所述動觸點b1電連接至第一輻射部F1。所述第一靜觸點b2電連接至所述第三輻射部F3。所述第二靜觸點b3電連接至所述系統接地面110。

藉由控制所述動觸點b1之切換，可將所述動觸點b1分別切換至所述第一靜觸點b2及第二靜觸點b3。如此，所述第一輻射部F1將電連接至所述第三輻射部F3或電連接至所述系統接地面110。當所述第一輻射部F1電連接至所述第三輻射部F3時，對應於所述切換電路13處於短路狀態。而當所述第一輻射部F1電連接至所述系統接地面110時，對應於所述切換電路13處於開路狀態。亦就是說，藉由控制所述動觸點b1之切換，可控制所述切換電路13處於開路狀態或短路狀態，以使得所述第一輻射部F1與所述第三輻射部F3電連接或者斷開連接（對應所述第一輻射部F1電連接至所述系統接地面110），進而達到多頻率調整之功能。

可理解，請一併參閱圖7C，於其中一個實施例中，所述切換電路13包括雙路開關13c及匹配元件131。所述雙路開關13c包括動觸點c1、第一靜觸點c2及第二靜觸點c3。所述動觸點c1電連接至第一輻射部F1。所述第一靜觸點c2電連接至所述第三輻射部F3。所述第二靜觸點c3藉由所述匹配元件131電連接至所述系統接地面110。所述匹配元件131具有一預設阻抗。所述匹配元件131可包括電感、電容、或電感與電容之組合。

藉由控制所述動觸點c1之切換，可將所述動觸點c1分別切換至所述第一靜觸點c2及第二靜觸點c3。如此，所述第一輻射部F1將電連接至所述第三輻射部F3或電連接至所述系統接地面110。當所述第一輻射部F1電連接至所述第三輻射部F3時，對應於所述切換電路13處於短路狀態。而當所述第一輻射部F1藉由所述匹配元件131電連接至所述系統接地面110時，對應於所述切換電路13處於開路狀態。亦就是說，藉由控制所述動觸點c1之切換，可控制所述切換電路13處於開路狀態或短路狀態，以使得所述第一輻射部F1與所述第三輻射部F3電連接或者斷開連接（對應所述第一輻射部F1電連接至所述系統接地面110），進而達到多頻率調整之功能。

請一併參閱圖7D，於其中一個實施例中，所述切換電路13包括多路開關13d以及至少一匹配元件133。於本實施例中，所述多路開關13d為一四路開關，且所述切換電路13包括三個匹配元件133。所述多路開關13d包括動觸點d1、第一靜觸點d2、第二靜觸點d3、第三靜觸點d4以及第四靜觸點d5。所述動觸點d1電連接至第一輻射部F1。所述第一靜觸點d2電連接至所述第三輻射部F3。所述第二靜觸點d3、第三靜觸點d4以及第四靜觸點d5分別藉由相應之匹配元件133電連接至所述系統接地面110。每一個匹配元件133具有一預設阻抗，該等匹配元件133之預設阻抗可相同亦可不同。每一個匹配元件133可包括電感、電容、或電感與電容之組合。每一個匹配元件133電連接至所述系統接地面110之位置可相同亦可不同。

藉由控制所述動觸點d1之切換，可將所述動觸點d1分別切換至所述第一靜觸點d2、第二靜觸點d3、第三靜觸點d4以及第四靜觸點d5。如此，所述第一輻射部F1將電連接至所述第三輻射部F3或藉由不同之匹配元件133電連接至所述系統接地面110。當所述第一輻射部F1電連接至所述第三輻射部F3時，對應於所述切換電路13處於短路狀態。而當所述第一輻射部F1藉由不同之匹配元件133電連接至所述系統接地面110時，對應於所述切換電路13處於開路狀態。亦就是說，藉由控制所述動觸點d1之切換，可控制所述切換電路13處於開路狀態或短路狀態，以使得所述第一輻射部F1與所述第三輻射部F3電連接或者斷開連接（對應所述第一輻射部F1電連接至所述系統接地面110），進而達到多頻率調整之功能。

可理解，於本實施例中，所述邊框111與所述系統接地面110之間還藉由彈片、焊接、探針等連接方式進行電連接。所述邊框111與所述系統接地面110之間之電連接點之位置可根據所需低頻之頻率進行調整。例如使得兩者之間之電連接點靠近所述第一饋入部12，則所述天線結構100之低頻頻率往高頻偏移。當使得兩者之間之電連接點遠離所述第一饋入部12，則所述天線結構100之低頻頻率往低頻偏移。

圖8為所述天線結構100之S參數（散射參數）曲線圖。其中，曲線S81為所述切換電路13、15均處於開路狀態時所述天線結構100之S11值。曲線S82為所述切換電路13處於開路狀態而所述切換電路15處於短路狀態時所述天線結構100之S11值。曲線S83為所述切換電路13處於短路狀態而所述切換電路15處於開路狀態時所述天線結構100之S11值。

圖9為所述天線結構100之總輻射效率曲線圖。其中，曲線S91為所述切換電路13、15均處於開路狀態時所述天線結構100之總輻射效率。曲線S92為所述切換電路13處於開路狀態而所述切換電路15處於短路狀態時所述天線結構100之總輻射效率。曲線S93為所述切換電路13處於短路狀態而所述切換電路15處於開路狀態時所述天線結構100之總輻射效率。

顯然，由圖8及圖9可看出，當所述切換電路13、15均處於開路狀態時，所述天線結構100可涵蓋相應之LTE-A低、中、高頻頻段。當所述切換電路13處於短路狀態而所述切換電路15處於開路狀態時，所述天線結構100藉由所述切換電路13電連接所述第一輻射部F1及第三輻射部F3，進而實現輻射體之延伸，使得所述天線結構100激發出相應之低頻及高頻頻段。當所述切換電路13處於開路狀態而所述切換電路15處於短路狀態時，所述天線結構100藉由所述切換電路15電連接所述第一輻射部F1及第二輻射部F2，進而實現輻射體之延伸，使得所述天線結構100可進一步涵蓋超中頻及超高頻頻段。

亦就是說，所述天線結構100藉由所述切換電路13、15之切換，可產生各種不同之工作模態，例如低、中、高、超中頻與超高頻模態，涵蓋全球常用之通訊頻段。具體而言，所述天線結構100於低頻可涵蓋GSM850/900/WCDMA Band5/Band8，中頻可涵蓋GSM 1800/1900/WCDMA 2100(1710-2170MHz)，高頻涵蓋LTE-A Band7、Band40、Band41(2300-2690MHz)，超中頻涵蓋1447.9-1510.9MHz，超高頻涵蓋3400-3800MHz。所述天線結構100之設計頻段可應用於GSM Qual-band、UMTS Band I/II/V/VIII頻段以及全球常用LTE 850/900/1800/1900/2100/2300/2500頻段之操作。

綜上，本發明之天線結構100藉由於所述邊框111上設置至少一斷點（例如第一斷點119及第二斷點120），並設置相應之切換電路13、15。如此可藉由不同之切換方式涵蓋低頻、中頻、高頻、超中頻及超高頻等多個頻段。藉由設置所述切換電路13、15，可於不同之輻射部（例如第一輻射部F1、第二輻射部F2及第三輻射部F3）之間連接輻射，使得所述天線結構100之輻射相較於一般之金屬背蓋天線更具寬頻效果。所述天線結構100可提升低頻頻寬並兼具較佳天線效率，另外還可增加超中頻與超高頻使用頻段，涵蓋全球頻段應用以及支援載波聚合應用（Carrier Aggregation，CA）之要求。

實施例2

請參閱圖10、圖11及圖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。圖10為天線結構100a應用至無線通訊裝置200a之示意圖。圖11為無線通訊裝置200a之內部示意圖。圖12為天線結構100a之內部示意圖。

所述天線結構100a包括殼體11、第一饋入部12以及至少一切換電路。所述殼體11至少包括系統接地面110、邊框111、中框112及背板113。所述邊框111包括末端部115a、第一側部116及第二側部117。所述殼體11上設置有開槽118及至少一斷點。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。

可理解，於本實施例中，所述天線結構100a與實施例1中天線結構100之區別在於所述末端部115a並非為所述無線通訊裝置200a之底端，而是所述無線通訊裝置200a之頂端。即所述天線結構100a構成所述無線通訊裝置200a之上天線，而非下天線。

可理解，於本實施例中，所述天線結構100a與實施例1中天線結構100之區別在於所述殼體11上斷點之數量為三個，而非兩個。即除所述第一斷點119及第二斷點120外，所述殼體11上還開設有第三斷點121。所述第三斷點121開設於所述邊框111上。具體所述第三斷點121開設於所述第一側部116，且鄰近所述第一斷點119設置。所述第三斷點121貫通且隔斷所述邊框111，並連通所述開槽118。

如此，於本實施例中，所述開槽118、第一斷點119、所述第二斷點120以及所述第三斷點121共同自所述殼體11劃分出四個輻射部，即第一輻射部F1、第二輻射部F2a、第三輻射部F3以及第四輻射部F4。其中，所述第一斷點119與所述第二斷點120之間之所述邊框111形成所述第一輻射部F1。所述第一斷點119與所述第三斷點121之間之所述邊框111形成所述第二輻射部F2a。所述第二斷點120與所述開槽118位於所述第二側部117之端點E2之間之所述邊框111形成所述第三輻射部F3。所述第三斷點121與所述開槽118位於所述第一側部116之端點E1之間之所述邊框111形成所述第四輻射部F4。

可理解，於本實施例中，所述天線結構100a與實施例1中天線結構100之區別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之類型及位置均與實施例1中天線結構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之類型及位置不同。其中，所述第一電子元件21a為一接近感測器（proximity sensor）。所述第一電子元件21a設置於所述中框112鄰近所述第一輻射部F1之邊緣，且大致對應所述第一輻射部F1之中部位置設置。所述第二電子元件23a為一前置鏡頭模組。所述第二電子元件23a設置於所述第一電子元件21a背離所述第一輻射部F1一側之所述中框112上。所述第三電子元件25a為一受話器，其設置於所述中框112鄰近所述第一輻射部F1之邊緣。所述第三電子元件25a設置於所述第一電子元件21a與所述第一斷點119之間。

於本實施例中，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均藉由所述開槽118與所述第一輻射部F1間隔絕緣設置。所述第一電子元件21a與所述開槽118之間之距離為2-10mm。所述第三電子元件25a與所述開槽118之間之距離為2-10mm。

於本實施例中，所述第一饋入部12之一端可藉由彈片、微帶線、條狀線、同軸電纜等方式電連接至所述系統接地面110上之訊號饋入點（圖未示），另一端藉由一匹配電路（圖未示）電連接至所述第一輻射部F1靠近所述第二斷點120之一側，用以饋入電流訊號至所述第一輻射部F1。

可理解，於本實施例中，所述天線結構100a與實施例1中天線結構100之區別還在於所述天線結構100a還包括第二饋入部16a、第三饋入部17a及接地部18a。所述第二饋入部16a之一端可藉由彈片、微帶線、條狀線、同軸電纜等方式電連接至所述系統接地面110上之訊號饋入點，另一端藉由一匹配電路（圖未示）電連接至所述第二輻射部F2a靠近所述第一斷點119之一側，用以饋入電流訊號至所述第二輻射部F2a。所述第三饋入部17a之一端可藉由彈片、微帶線、條狀線、同軸電纜等方式電連接至所述系統接地面110上之訊號饋入點，另一端藉由一匹配電路（圖未示）電連接至所述第四輻射部F4靠近所述第三斷點121之一側，用以饋入電流訊號至所述第四輻射部F4。所述接地部18a之一端電連接至所述第二輻射部F2a靠近所述第三斷點121之一側，另一端可電連接至所述系統接地面110，用以為所述第二輻射部F2a提供接地。

可理解，於本實施例中，所述天線結構100a與實施例1中天線結構100之區別還在於所述天線結構100a中切換電路之數量為一個，而非兩個。即所述天線結構100a僅包括一個切換電路，例如切換電路13。所述切換電路13對應所述第二斷點120設置。所述切換電路13之一端電連接至所述第一輻射部F1，另一端電連接至所述第三輻射部F3。當然，於其他實施例中，所述切換電路13並不局限於對應所述第二斷點120設置，其還可對應所述第一斷點119或所述第三斷點121設置，進而用以連接不同之輻射部。所述切換電路13之具體結構可為多種形式，例如圖7A至圖7D其中之任一種形式。

請一併參閱圖13A，為所述切換電路13處於開路狀態時，所述天線結構100a之電流路徑圖。此時，所述第一輻射部F1與所述第三輻射部F3之間斷開連接。當所述第一饋入部12饋入電流後，所述電流流經所述第一輻射部F1，並流向所述第一斷點119（參路徑P1a）。如此，所述第一輻射部F1構成單極（Monopole）天線，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。當所述第一饋入部12饋入電流後，所述電流自所述第一輻射部F1耦合至所述第二輻射部F2a，並藉由所述接地部18a接地（參路徑P2a）。如此，所述第二輻射部F2a構成回路（loop）天線，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。當所述第一饋入部12饋入電流後，所述電流自所述第一輻射部F1耦合至所述第三輻射部F3（參路徑P3a）。如此，所述第三輻射部F3構成回路（loop）天線，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。

當所述第一饋入部12饋入電流後，所述電流自所述第一輻射部F1耦合至第二輻射部F2a，並流向所述第三斷點121（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。當所述第一饋入部12饋入電流後，所述電流自所述第一輻射部F1耦合至第三輻射部F3，接著流入所述系統接地面110及中框112（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LTE-A低頻模態，所述第二工作模態為LTE-A高頻模態。所述第三工作模態為LTE-A中頻模態。所述第四工作模態為一超中頻模態，所述第五工作模態為超高頻模態。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2300-2690MHz。所述第三輻射頻段之頻率為1710-2170MHz。所述第四輻射頻段之頻率為1447.9-1510.9MHz。所述第五輻射頻段之頻率為3400-3800MHz。

請一併參閱圖13B，為所述切換電路13處於短路狀態時，所述天線結構100a之電流路徑圖。此時，所述第一輻射部F1與所述第三輻射部F3電連接。當所述第一饋入部12饋入電流後，所述電流流經所述第一輻射部F1及第三輻射部F3，再流入所述系統接地面110及中框112（參路徑P6a），進而激發所述第一工作模態以產生所述第一輻射頻段之輻射訊號。當所述第一饋入部12饋入電流後，所述電流自所述第一輻射部F1耦合至所述第二輻射部F2a，接著流入所述系統接地面110及中框112，再流入所述第三輻射部F3（參路徑P7a），進而激發所述第五工作模態以產生第五輻射頻段之輻射訊號。

請一併參閱圖13C，為所述切換電路13處於開路或短路狀態時所述天線結構100a之電流路徑圖。其中，當所述第二饋入部16a饋入電流時，所述電流流經所述第二輻射部F2a（參路徑P8），進而激發一第六工作模態以產生第六輻射頻段之輻射訊號。當所述第三饋入部17a饋入電流時，所述電流流經所述第四輻射部F4，再流入所述系統接地面110及中框112（參路徑P9），進而激發一第七工作模態以產生第七輻射頻段之輻射訊號。

於本實施例中，第六工作模態包括全球定位系統（Global Positioning System，GPS）模態以及WIFI 2.4GHz模態。所述第七工作模態包括WIFI 5GHz模態及超高頻模態。所述第六輻射頻段之頻率包括1575MHz及2400-2480MHz。所述第七輻射頻段之頻率包括5150-5850MHz及3400-3800MHz。

圖14為所述天線結構100a之S參數（散射參數）曲線圖。其中，曲線S141為所述切換電路13處於開路狀態時所述第一饋入部12所對應之LTE-A低、中、高、超中頻及超高頻模態之S11值。曲線S142為所述切換電路13處於開路狀態時所述第二饋入部16a所對應之GPS模態及WIFI 2.4GHz模態之S11值。曲線S143為所述切換電路13處於開路狀態時所述第三饋入部17a所對應之WIFI 5GHz模態及超高頻模態之S11值。曲線S144為所述切換電路13處於短路狀態時所述第一饋入部12所對應之LTE-A低、中、高、超中頻及超高頻模態之S11值。曲線S145為所述切換電路13處於短路狀態時所述第二饋入部16a所對應之GPS模態及WIFI 2.4GHz模態之S11值。曲線S146為所述切換電路13處於短路狀態時所述第三饋入部17a所對應之WIFI 5GHz模態及超高頻模態之S11值。

圖15為所述天線結構100a之總輻射效率曲線圖。其中，曲線S151為所述切換電路13處於開路狀態時所述第一饋入部12所對應之LTE-A低、中、高、超中頻及超高頻模態之總輻射效率。曲線S152為所述切換電路13處於開路狀態時所述第二饋入部16a所對應之GPS模態及WIFI 2.4GHz模態之總輻射效率。曲線S153為所述切換電路13處於開路狀態時所述第三饋入部17a所對應之WIFI 5GHz模態及超高頻模態之總輻射效率。曲線S154為所述切換電路13處於短路狀態時所述第一饋入部12所對應之LTE-A 低、中、高、超中頻及超高頻模態之總輻射效率。曲線S155為所述切換電路13處於短路狀態時所述第二饋入部16a所對應之GPS模態及WIFI 2.4GHz模態之總輻射效率。曲線S156為所述切換電路13處於短路狀態時所述第三饋入部17a所對應之WIFI 5GHz模態及超高頻模態之總輻射效率。

顯然，由圖14及圖15可看出，當所述切換電路13處於開路狀態時，所述天線結構100a可涵蓋相應之低頻頻段、中頻頻段、高頻頻段、超中頻頻段、超高頻頻段、GPS頻段、WIFI 2.4GHz頻段及WIFI 5GHz頻段等多個頻段。當所述切換電路13處於短路狀態時，所述天線結構100a藉由所述切換電路13電連接所述第一輻射部F1及第三輻射部F3，進而實現輻射體之延伸，使得所述天線結構100a可激發更佳之低頻特性以及超高頻模態，同時亦涵蓋相應之中頻頻段、高頻頻段、超中頻頻段、GPS頻段、WIFI 2.4GHz頻段及WIFI 5GHz頻段等多個頻段。

亦就是說，所述天線結構100a藉由所述切換電路13之切換，可產生各種不同之工作模態，包括低頻模態、中頻模態、高頻模態、超中頻模態、超高頻模態、GPS模態、WIFI 2.4GHz模態及WIFI 5GHz模態，涵蓋全球常用之通訊頻段。具體而言，所述天線結構100a於低頻可涵蓋GSM850/900/WCDMA Band5/Band8，中頻可涵蓋GSM 1800/1900/WCDMA 2100 (1710-2170MHz)，高頻涵蓋LTE-A Band7、Band40、Band41 (2300-2690MHz)，超中頻涵蓋1447.9-1510.9MHz，超高頻涵蓋3400-3800MHz。另可涵蓋GPS頻段、Wi-Fi 2.4GHz頻段及Wi-Fi 5GHz頻段。所述天線結構100a之設計頻段可應用於GSM Qual-band、UMTS Band I/II/V/VIII頻段以及全球常用LTE 850/900/1800/1900/2100/2300/2500頻段之操作。

綜上，本發明之天線結構100a藉由於所述邊框111上設置至少一個斷點（例如第一斷點119、第二斷點120及第三斷點121），並設置相應之切換電路13。如此可藉由不同之切換方式涵蓋低頻、中頻、高頻、超中頻、超高頻、GPS、Wi-Fi 2.4GHz及Wi-Fi 5GHz等多個頻段。藉由設置所述切換電路13，可於不同之輻射部（例如第一輻射部F1及第三輻射部F3）之間連接，使得所述天線結構100a相較於一般之金屬背蓋天線更具寬頻效果。所述天線結構100a可提升低頻頻寬並兼具較佳天線效率，另外還可增加超中頻與超高頻使用頻段，涵蓋全球頻段應用以及支援載波聚合（carrier aggregation， CA）應用之要求。

可理解，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100a可應用於同一個無線通訊裝置。例如將天線結構100設置於所述無線通訊裝置之下端作為主天線，並將所述天線結構100a設置於所述無線通訊裝置之上端作為副天線。當所述無線通訊裝置發送無線訊號時，所述無線通訊裝置使用所述主天線發送無線訊號。當所述無線通訊裝置接收無線訊號時，所述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。

本發明提出應用於高屏占比螢幕（螢幕面積大於70%之無線通訊裝置之正面面積）之無線通訊裝置之天線結構設計，利用環繞無線通訊裝置之金屬邊框作為輻射部。金屬邊框之輻射部與系統接地面形成平行板電容，利用單極天線饋入電流。金屬邊框之輻射部與無線通訊裝置之整體外觀整合。

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 110‧‧‧系統接地面 111‧‧‧邊框 112‧‧‧中框 113‧‧‧背板 114‧‧‧淨空區 115、115a‧‧‧末端部 116‧‧‧第一側部 117‧‧‧第二側部 118‧‧‧開槽 119‧‧‧第一斷點 120‧‧‧第二斷點 121‧‧‧第三斷點 F1‧‧‧第一輻射部 F2、F2a‧‧‧第二輻射部 F3‧‧‧第三輻射部 F4‧‧‧第四輻射部 E1、E2‧‧‧端點 12‧‧‧第一饋入部 16a‧‧‧第二饋入部 17a‧‧‧第三饋入部 18a‧‧‧接地部 13、15‧‧‧切換電路 13a‧‧‧單路開關 a1、b1、c1、d1‧‧‧動觸點 a2‧‧‧靜觸點 13b、13c‧‧‧雙路開關 b2、c2、d2‧‧‧第一靜觸點 b3、c3、d3‧‧‧第二靜觸點 131、133‧‧‧配元件 13d‧‧‧多路開關 d4‧‧‧第三靜觸點 d5‧‧‧第四靜觸點 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內部示意圖。 圖3為沿圖1所示無線通訊裝置中III-III線之截面示意圖。 圖4為沿圖1所示無線通訊裝置中IV-IV線之截面示意圖。 圖5為圖1所示天線結構之內部示意圖。 圖6A至圖6C為圖5所示天線結構工作時之電流走向示意圖。 圖7A至圖7D為圖5所示天線結構中切換電路之電路圖。 圖8為圖1所示天線結構之S參數（散射參數）曲線圖。 圖9為圖1所示天線結構之總輻射效率圖。 圖10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11為圖10所示無線通訊裝置之內部示意圖。 圖12為圖10所示天線結構之內部示意圖。 圖13A至圖13C為圖12所示天線結構工作時之電流走向示意圖。 圖14為圖10所示天線結構之S參數（散射參數）曲線圖。 圖15為圖10所示天線結構之總輻射效率圖。

無

110‧‧‧系統接地面

111‧‧‧邊框

112‧‧‧中框

114‧‧‧淨空區

118‧‧‧開槽

119‧‧‧第一斷點

120‧‧‧第二斷點

F1‧‧‧第一輻射部

F2‧‧‧第二輻射部

F3‧‧‧第三輻射部

12‧‧‧第一饋入部

13、15‧‧‧切換電路

21‧‧‧第一電子元件

23‧‧‧第二電子元件

25‧‧‧第三電子元件

Claims (17)

1. 一種天線結構，其改良在於，所述天線結構包括殼體及至少一切換電路，所述殼體包括邊框，所述邊框由金屬材料製成，所述邊框上開設有至少一斷點，進而自所述邊框上劃分出至少兩個輻射部，所述切換電路對應所述斷點設置，且所述切換電路之兩端分別電連接至所述斷點兩側之輻射部，藉由控制所述至少一切換電路處於開路狀態或短路狀態，以調整所述輻射部之長度，進而調整所述天線結構之頻寬。
2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述天線結構包括背板及兩個切換電路，所述邊框圍繞所述背板之邊緣設置，所述背板由金屬材料製成，所述背板上開設有開槽，所述邊框上開設有兩個斷點，兩個所述斷點均開設於所述邊框且隔斷所述邊框，所述開槽及兩個所述斷點共同自所述邊框上劃分出三個輻射部，每一切換電路分別對應一個斷點設置，且兩端分別電連接至所述斷點兩側之輻射部。
3. 如申請專利範圍第2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背板靠近所述末端部之一側，且分別朝所述第一側部及第二側部所在方向延伸，兩個所述斷點包括第一斷點及第二斷點，所述第一斷點及所述第二斷點間隔開設於所述末端部，所述第一斷點與所述第二斷點之間之所述邊框構成第一輻射部，所述第一斷點與所述開槽位於所述第一側部之端點之間之所述邊框形成第二輻射部，所述第二斷點與所述開槽位於所述第二側部之端點之間之所述邊框形成第三輻射部，其中一個切換電路對應所述第一斷點設置，且兩端分別電連接至所述第一輻射部及所述第二輻射部，另外一個切換電路對應所述第二斷點設置，且兩端分別電連接至所述第一輻射部及所述第三輻射部。
4. 如申請專利範圍第3項所述之天線結構，其中所述天線結構還包括第一饋入部及系統接地面，所述第一饋入部電連接至所述第一輻射部，以饋入電流至所述第一輻射部、第二輻射部及第三輻射部；當兩個所述切換電路均處於開路狀態且所述第一饋入部饋入電流時，所述電流流經所述第一輻射部，並流向所述第一斷點，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，所述電流還自所述第一輻射部耦合至所述第二輻射部，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，所述電流還自所述第一輻射部耦合至所述第三輻射部，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；當對應所述第二斷點之切換電路處於開路狀態而對應所述第一斷點之切換電路處於短路狀態，且所述第一饋入部饋入電流時，所述電流流經所述第一輻射部及第二輻射部，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，所述電流還流經所述第一輻射部及第二輻射部，接著流入所述系統接地面，再流入所述第三輻射部，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；當對應所述第二斷點之切換電路處於短路狀態而對應所述第一斷點之切換電路處於開路狀態，且所述第一饋入部饋入電流時，所述電流自所述第一輻射部耦合至所述第二輻射部，再流入所述系統接地面，進而激發所述第二工作模態以產生第二輻射頻段之輻射訊號，所述電流還流經所述第一輻射部及第三輻射部，再流入所述系統接地面，進而激發所述第一工作模態以產生第一輻射頻段之輻射訊號。
5. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構，其中所述第一輻射頻段之頻率低於所述第四輻射頻段之頻率，所述第四輻射頻段之頻率低於所述第三輻射頻段之頻率，所述第三輻射頻段之頻率低於所述第二輻射頻段之頻率，所述第二輻射頻段之頻率低於所述第五輻射頻段之頻率。
6. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述天線結構包括背板及一個切換電路，所述邊框圍繞所述背板之邊緣設置，所述背板由金屬材料製成，所述背板上開設有開槽，所述邊框上開設有三個斷點，三個所述斷點均開設於所述邊框且隔斷所述邊框，所述開槽及三個所述斷點共同自所述邊框上劃分出四個輻射部，所述切換電路對應其中一個斷點設置，且兩端分別電連接至所述斷點兩側之輻射部。
7. 如申請專利範圍第6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背板靠近所述末端部之一側，且分別朝所述第一側部及第二側部所在方向延伸，三個所述斷點包括第一斷點、第二斷點及第三斷點，所述第一斷點及所述第二斷點間隔開設於所述末端部，所述第三斷點開設於所述第一側部，所述第一斷點與所述第二斷點之間之所述邊框構成第一輻射部，所述第一斷點與所述第三斷點之間之所述邊框構成第二輻射部，所述第二斷點與所述開槽位於所述第二側部之端點之間之所述邊框構成第三輻射部，所述第三斷點與所述開槽位於所述第一側部之端點之間之所述邊框構成第四輻射部，所述切換電路對應所述第二斷點設置，且兩端分別電連接至所述第一輻射部及所述第三輻射部。
8. 如申請專利範圍第7項所述之天線結構，其中所述天線結構還包括第一饋入部、第二饋入部、第三饋入部、接地部及系統接地面，所述第一饋入部電連接至所述第一輻射部，以饋入電流至所述第一輻射部、第二輻射部及第三輻射部，所述第二饋入部電連接至所述第二輻射部，以饋入電流至所述第二輻射部，所述第三饋入部電連接至所述第四輻射部，以饋入電流至所述第四輻射部，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；當所述切換電路處於開路狀態且所述第一饋入部饋入電流時，所述電流流經所述第一輻射部，並流向所述第一斷點，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，所述電流還自所述第一輻射部耦合至所述第二輻射部，並藉由所述接地部接地，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，所述電流還自所述第一輻射部耦合至所述第三輻射部，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，所述電流還流經所述第一輻射部及第二輻射部，並流向所述第三斷點，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，所述電流還流經所述第一輻射部及第三輻射部，接著流入所述系統接地面，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；當所述切換電路處於短路狀態且所述第一饋入部饋入電流時，所述電流流經所述第一輻射部及第三輻射部，再流入所述系統接地面，進而激發所述第一工作模態以產生所述第一輻射頻段之輻射訊號，所述電流還自所述第一輻射部耦合至所述第二輻射部，接著流入所述系統接地面，再流入所述第三輻射部，進而激發所述第五工作模態以產生第五輻射頻段之輻射訊號；當所述第二饋入部饋入電流時，所述電流流經所述第二輻射部，進而激發一第六工作模態以產生第六輻射頻段之輻射訊號；當所述第三饋入部饋入電流時，所述電流流經所述第四輻射部，再流入所述系統接地面，進而激發一第七工作模態以產生第七輻射頻段之輻射訊號。
9. 如申請專利範圍第8項所述之天線結構，其中所述第一輻射頻段之頻率低於所述第四輻射頻段之頻率，所述第四輻射頻段之頻率低於所述第三輻射頻段之頻率，所述第三輻射頻段之頻率低於所述第二輻射頻段之頻率，所述第二輻射頻段之頻率低於所述第五輻射頻段之頻率，所述第六輻射頻段之一部分頻率位於所述第四輻射頻段之頻率與所述第三輻射頻段之頻率之間，所述第六輻射頻段之另一部分頻率與所述第二輻射頻段之頻率重疊，所述第七輻射頻段之頻率高於或等於所述第五輻射頻段之頻率。
10. 如申請專利範圍第7項所述之天線結構，其中所述天線結構還包括系統接地面，所述切換電路包括開關，所述開關包括動觸點、第一靜觸點及第二靜觸點，所述動觸點電連接至所述第一輻射部，所述第一靜觸點電連接至所述第三輻射部，所述第二靜觸點電連接至所述系統接地面。
11. 如申請專利範圍第10項所述之天線結構，其中所述第二靜觸點藉由第一匹配元件電連接至所述系統接地面，所述第一匹配元件具有預設阻抗。
12. 如申請專利範圍第11項所述之天線結構，其中所述開關還包括第三靜觸點，所述第三靜觸點藉由第二匹配元件電連接至所述系統接地面，所述第二匹配元件具有預設阻抗，所述第一匹配元件與第二匹配元件電連接至所述系統接地面之不同位置。
13. 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系統接地面、中框以及背板，所述系統接地面由金屬材料製成，用以為所述天線結構提供接地，所述邊框設置於所述系統接地面之周緣，所述中框由金屬材料製成，且疊設於所述系統接地面上，所述背板由金屬材料製成，所述背板設置於所述系統接地面背向所述中框之一側，所述系統接地面、邊框及背板一體成型。
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饋入部及系統接地面，所述第一饋入部設置於所述系統接地面與所述邊框之間之淨空區。
15. 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系統接地面，所述邊框圍繞所述系統接地面設置，所述邊框於不同位置與所述系統接地面之距離相同。
16. 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系統接地面，所述邊框圍繞所述系統接地面設置，所述邊框於不同位置與所述系統接地面之距離不相同。
17. 一種無線通訊裝置，包括如申請專利範圍第1-16項中任一項所述之天線結構。

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