TW202042441A - 天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置 - Google Patents

Abstract

一種天線結構，包括殼體、側壁及第一饋入部，殼體包括金屬邊框、金屬中框及全金屬背板，側壁由金屬材料製成，金屬中框和全金屬背板分別連接於側壁的兩側，且金屬中框和全金屬背板平行設置，金屬中框連接側壁，金屬邊框圍繞全金屬背板的邊緣設置，金屬邊框上開設有至少一中斷點，全金屬背板上開設有開槽，開槽及至少一中斷點共同自金屬邊框上劃分出至少兩個輻射部，第一饋入部電連接至其中一輻射部，側壁與至少兩個輻射部平行設置，至少兩個輻射部在不同位置與金屬中框的距離相同，側壁、金屬中框、全金屬背板及至少兩個輻射部以外的金屬邊框互相連接形成系統接地面，以為天線結構提供接地。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，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的空間也就越來越小，而且隨著無線通訊技術的不斷發展，天線的頻寬需求不斷增加。因此，如何在有限的空間內設計出具有較寬頻寬的天線，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的無線通訊裝置。

一種天線結構，包括殼體、側壁及第一饋入部，所述殼體包括金屬邊框、金屬中框及全金屬背板，所述側壁由金屬材料製成，所述金屬中框和所述全金屬背板分別連接於所述側壁的兩側，且所述金屬中框和所述全金屬背板平行設置，所述金屬中框連接所述側壁，所述金屬邊框圍繞所述全金屬背板的邊緣設置，所述金屬邊框上開設有至少一中斷點，所述全金屬背板上開設有開槽，所述開槽及所述至少一中斷點共同自所述金屬邊框上劃分出至少兩個輻射部，所述第一饋入部電連接至其中一輻射部，所述側壁與所述至少兩個輻射部平行設置，所述至少兩個輻射部在不同位置與所述金屬中框的距離相同，所述側壁、所述金屬中框、所述全金屬背板及所述至少兩個輻射部以外的所述金屬邊框互相連接形成系統接地面，以為所述天線結構提供接地。

一種無線通訊裝置，包括上述所述的天線結構。

上述天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置通過設置所述殼體，且利用所述殼體上的中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“電性連接”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“電性連接”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、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的示意圖。圖2為無線通訊裝置200的內部示意圖。圖3為沿圖1所示無線通訊裝置200中III-III線的截面示意圖。圖4為沿圖1所示無線通訊裝置200中IV-IV線的截面示意圖。

所述天線結構100包括殼體11、第一饋入部12（參圖5）以及切換電路13。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、中框112及背板113圍成的空間內（參圖3及圖4）設置有一電路板130。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的周緣，即圍繞所述系統接地面110設置。在本實施例中，所述邊框111一側的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的淨空區114（參圖3及圖4）。可以理解，在本實施例中，所述邊框111與所述系統接地面110之間的距離可根據需求進行調整。例如所述邊框111在不同位置與所述系統接地面110的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的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。

在本實施例中，所述邊框111靠近所述中框112的一側設置有一開口（圖未標），用於容置所述無線通訊裝置200的顯示單元201。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的邊緣。在本實施例中，所述背板113設置於所述系統接地面110背向所述中框112的一側，且與所述顯示單元201的顯示平面及所述中框112大致間隔平行設置。

在本實施例中，所述系統接地面110、邊框111、中框112及背板113可以構成一體成型的金屬框體。所述中框112是位於所述顯示單元201與所述系統接地面110之間的金屬片。所述中框112用於支撐所述顯示單元201、提供電磁遮罩、及提高所述無線通訊裝置200的機構強度。

在本實施例中，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的底端，即所述天線結構100構成所述無線通訊裝置200的下天線。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的兩端，優選垂直設置。

所述殼體11上還開設有開槽118及至少一中斷點。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的一側，且分別朝所述第一側部116及第二側部117所在方向延伸。

在本實施例中，所述殼體11上開設有兩個中斷點，即第一中斷點119及第二中斷點120。所述第一中斷點119及所述第二中斷點120均開設於所述邊框111上。具體的，所述第一中斷點119開設於所述末端部115上，且靠近所述第二側部117設置。所述第二中斷點120與所述第一中斷點119間隔設置。所述第二中斷點120設置於所述第一側部116上，且靠近所述末端部115設置。所述第一中斷點119與所述第二中斷點120均貫通且隔斷所述邊框111，並連通所述開槽118。

所述開槽118與所述至少一中斷點共同自所述殼體11上劃分出至少兩個輻射部。在本實施例中，所述開槽118、所述第一中斷點119以及所述第二中斷點120共同自所述殼體11劃分出兩個輻射部，即第一輻射部F1以及第二輻射部F2。其中，在本實施例中，所述第一中斷點119與所述第二中斷點120之間的所述邊框111形成所述第一輻射部F1。所述第一中斷點119與所述開槽118位於所述第二側部117的端點之間的所述邊框111形成所述第二輻射部F2。

在本實施例中，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靠近所述開槽118位於所述第二側部117的端點的一側連接至所述系統接地面110及所述背板113，即接地。也就是說，在本實施例中，所述開槽118用以分隔邊框輻射體（即所述第一輻射部F1與第二輻射部F2）及所述背板113。當然，所述開槽118還可分隔所述邊框輻射體和所述系統接地面110，而在所述開槽118以外的部分，所述邊框111、所述背板113及所述系統接地面110是相連的。

可以理解，在本實施例中，所述第一中斷點119以及所述第二中斷點120的寬度相同。所述開槽118的寬度小於等於所述第一中斷點119或所述第二中斷點120的寬度的兩倍。其中，所述開槽118的寬度為0.5-2mm。所述第一中斷點119以及所述第二中斷點120的寬度均為1-2mm。

可以理解，在本實施例中，所述開槽118、第一中斷點119以及所述第二中斷點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。在本實施例中，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的邊緣，且通過所述開槽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的一側，且對應所述第一中斷點119設置。在本實施例中，所述第二電子元件23與所述開槽118之間的距離大致為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的邊緣。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的一側。在本實施例中，所述第二電子元件23及所述第三電子元件25亦通過所述開槽118與所述第一輻射部F1間隔絕緣設置。

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

請一併參閱圖4及圖5，在本實施例中，所述系統接地面110大致呈盒狀，即所述系統接地面110具有一定的厚度。所述系統接地面110鄰近所述開槽118的一側設置有一大致呈U型的側壁1101。所述側壁1101由金屬材料製成。所述U型側壁1101與所述邊框111形成所述第一輻射部F1和所述第二輻射部F2的部分平行設置。如此，所述系統接地面110的U型側壁1101可與所述邊框111實現大面積耦合，進而構成一槽孔（slot）天線，以激發出槽孔天線的模態。所述側壁1101設置於所述中框112與背板113之間，所述電路板130的兩端分別抵持至所述側壁1101，且位於與開槽118相鄰的背板113之上（請參圖4及圖5）。本實施例中，所述電路板130與所述側壁1101無縫隙連接。在另一實施例中，所述電路板130與所述側壁1101之間有縫隙。所述中框112、側壁1101、背板113、非輻射部的邊框111及電路板130的接地面全部相連，形成所述系統接地面110。再者，所述系統接地面110的U型側壁1101與所述邊框111的耦合距離可以根據需要的阻抗匹配進行調整，以達到最大頻寬與最大效率。在本實施例中，所述耦合距離小於或等於所述第一中斷點119或所述第二中斷點120的寬度的兩倍。

可以理解，在本實施例中，所述阻抗匹配是指所述系統接地面110上的訊號饋入點（圖未示）與天線端（即邊框輻射體，例如第一輻射部F1、第二輻射部F2）之間的阻抗匹配。

可以理解，在本實施例中，當所述系統接地面110呈盒狀時，可以將所述至少一電子元件全置入至所述系統接地面110內，進而所述至少一電子元件可視為所述系統接地面110，即為大面積金屬。當然，當所述至少一電子元件全放入所述系統接地面110內時，所述系統接地面110還需要預留相應的開口、接頭等，以使得所述至少一電子元件中需要與外界元件接觸的部分可從所述系統接地面110內露出。

可以理解，在其他實施例中，所述系統接地面110不局限於上述所述的盒狀，其還可為其他形狀，僅需確保所述系統接地面110具有與所述邊框111平行設置的U型側壁即可。

可以理解，在本實施例中，所述顯示單元201具有高屏占比。即所述顯示單元201的顯示平面的面積大於70%的無線通訊裝置的正面面積，甚至可以做到正面全螢幕。具體的，在本實施例中，所述全螢幕是指除了所述天線結構100上開設的必要的槽孔（例如開槽118）以外，所述顯示單元201的左側、右側、下側均可無縫隙地連接至所述邊框111。

可以理解，在本實施例中，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之間的淨空區114。所述第一饋入部12的一端可通過彈片、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上的訊號饋入點，另一端通過一匹配電路（圖未示）電連接至所述第一輻射部F1靠近所述第一中斷點119的一側，用以饋入電流訊號至所述第一輻射部F1及第二輻射部F2。

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

請一併參閱圖6，靠近所述末端部115與所述側壁1101平行，所述側壁1101自所述邊框111的輻射部F1、F2、F3耦合獲得電流，以反射所述輻射部F1、F2、F3的輻射訊號，以遮罩無線通訊裝置200內部的電路，例如所述電路板130上的電路。

請一併參閱圖7，為所述天線結構100的電流路徑圖。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，並流向所述第二中斷點120（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的輻射訊號。

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及所述第二輻射部F2，最後再流入所述系統接地面110及所述中框112，即接地（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的輻射訊號。

當所述第一饋入部12饋入電流後，所述電流流入所述第二輻射部F2，再流入所述系統接地面110及所述中框112，即接地（參路徑P3），進而激發一第三工作模態以產生第三輻射頻段的輻射訊號。

在本實施例中，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中頻模態。所述第三工作模態為LTE-A高頻模態。所述第一輻射頻段的頻率為700-960MHz。所述第二輻射頻段的頻率為1710-2170MHz。所述第三輻射頻段的頻率為2300-2690MHz。

可以理解，在本實施例中，所述邊框111與所述系統接地面110之間還通過彈片、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之間的電連接點的位置可根據所需低頻的頻率進行調整。例如使得兩者之間的電連接點靠近所述第一饋入部12，則所述天線結構100的低頻頻率往高頻偏移。當使得兩者之間的電連接點遠離所述第一饋入部12，則所述天線結構100的低頻頻率往低頻偏移。

可以理解，在本實施例中，所述切換電路13的一端電連接至所述第一輻射部F1靠近所述第二中斷點120的一側，另一端電連接至所述系統接地面110，即接地。所述切換電路13用以通過將所述第一輻射部F1切換至所述系統接地面110、使得所述第一輻射部F1不接地、或者將所述第一輻射部F1切換至不同的接地位置（相當於切換至不同的阻抗元件），進而有效調整所述天線結構100的頻寬，以達到多頻率調整的功能。

可以理解，在本實施例中，所述切換電路13的具體結構可以為多種形式，例如可包括單路開關、多路開關、單路開關搭配匹配元件、多路開關搭配匹配元件等。

請一併參閱圖8A，在其中一個實施例中，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的靜觸點a2電連接至所述系統接地面110。如此，通過控制所述單路開關13a的開啟或關閉，進而使得所述第一輻射部F1與所述系統接地面110電連接或者斷開連接，即控制所述第一輻射部F1接地或者不接地，以達到多頻率調整的功能。

可以理解，請一併參閱圖8B，在其中一個實施例中，所述切換電路13包括多路開關13b。在本實施例中，所述多路開關13b為一四路開關。所述多路開關13b包括動觸點b1、第一靜觸點b2、第二靜觸點b3、第三靜觸點b4以及第四靜觸點b5。所述動觸點b1電連接至第一輻射部F1。所述第一靜觸點b2、所述第二靜觸點b3、第三靜觸點b4以及第四靜觸點b5分別電連接至所述系統接地面110的不同位置。

通過控制所述動觸點b1的切換，可將所述動觸點b1分別切換至所述第一靜觸點b2、第二靜觸點b3、第三靜觸點b4以及第四靜觸點b5。如此，所述第一輻射部F1將分別電連接至所述系統接地面110的不同位置，進而達到多頻率調整的功能。

可以理解，請一併參閱圖8C，在其中一個實施例中，所述切換電路13包括單路開關13c及匹配元件131。所述單路開關13c包括動觸點c1及靜觸點c2。所述動觸點c1電連接至第一輻射部F1。所述靜觸點c2通過所述匹配元件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、或電感與電容的組合。

請一併參閱圖8D，在其中一個實施例中，所述切換電路13包括多路開關13d以及至少一匹配元件133。在本實施例中，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、所述第二靜觸點d3以及第三靜觸點d4分別通過相應的匹配元件133電連接至所述系統接地面110。所述第四靜觸點d5懸空設置。每一個匹配元件133具有一預設阻抗，這些匹配元件133的預設阻抗可以相同也可以不同。每一個匹配元件133可包括電感、電容、或電感與電容的組合。每一個匹配元件133電連接至所述系統接地面110的位置可以相同也可以不同。

可以理解，通過控制所述動觸點d1的切換，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將通過不同的匹配元件133電連接至所述系統接地面110或者與所述系統接地面110斷開連接，進而達到多頻率調整的功能。

可以理解，在其他實施例中，所述切換電路13不局限於電連接至所述第一輻射部F1，其位置可根據具體需求進行調整。例如，可將所述切換電路13電連接至所述第二輻射部F2。

圖9為所述天線結構100的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 Band17頻段（704-746MHz）、LTE-A中、高頻模態時的S11值。曲線S82為所述天線結構100工作於LTE-A Band13頻段（746-787MHz）、LTE-A中、高頻模態時的S11值。曲線S83為所述天線結構100工作於LTE-A Band20頻段（791-862MHz）、LTE-A中、高頻模態時的S11值。曲線S84為所述天線結構100工作於LTE-A Band8頻段（880-960MHz）、LTE-A中、高頻模態時的S11值。

圖10為所述天線結構100的總輻射效率曲線圖。其中，曲線S91為所述天線結構100工作於LTE-A Band17頻段（704-746MHz）、LTE-A中、高頻模態時的總輻射效率。曲線S92為所述天線結構100工作於LTE-A Band13頻段（746-787MHz）、LTE-A中、高頻模態時的總輻射效率。曲線S93為所述天線結構100工作於LTE-A Band20頻段（791-862MHz）、LTE-A中、高頻模態時的總輻射效率。曲線S94為所述天線結構100工作於LTE-A Band8頻段（880-960MHz）、LTE-A中、高頻模態時的總輻射效率。

顯然，由圖9及圖10可看出，所述天線結構100通過設置所述切換電路13，以切換所述天線結構100的各低頻模態，可有效提升低頻頻寬並兼具最佳天線效率。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的LTE-A中、高頻頻段範圍皆為1710-2690MHz。即當所述切換電路13切換時，所述切換電路13僅用於改變所述天線結構100的低頻模態而不影響其中、高頻模態，該特性有利於LTE-A的載波聚合應用（Carrier Aggregation，CA）。

也就是說，所述天線結構100通過所述切換電路13的切換，可產生各種不同的工作模態，例如低、中、高頻模態，涵蓋全球常用的通訊頻段。具體而言，所述天線結構100在低頻可涵蓋GSM850/900/WCDMA Band5/Band8/Band13/Band17/Band20，中頻可涵蓋GSM 1800/1900/WCDMA 2100(1710-2170MHz)，高頻涵蓋LTE-A Band7、Band40、Band41(2300-2690MHz)。所述天線結構100的設計頻段可應用於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頻段的操作。

綜上，本發明的天線結構100通過在所述邊框111上設置至少一中斷點（例如第一中斷點119及第二中斷點120），以自所述邊框111上劃分出至少兩輻射部。所述天線結構100還通過在不同的輻射部（例如第一輻射部F1及第二輻射部F2）的端部設置所述切換電路13。如此可通過不同的切換方式涵蓋低頻、中頻、高頻等多個頻段，滿足LTE-A的載波聚合應用（Carrier Aggregation，CA），並使得所述天線結構100的輻射相較於一般的金屬背蓋天線更具寬頻效果。再者，所述天線結構100還利用所述邊框111與所述系統接地面110間隔設置，進而構成槽孔天線，以於兩者之間產生大面積耦合，進而達到最大頻寬及最佳效率。另外，可以理解的是，本發明的天線結構100具有正面全螢幕，且在全金屬的背板113、邊框111以及周圍有大量金屬的不利環境中，所述天線結構100仍具有良好的表現。

實施例2

請參閱圖11、圖12及圖13，為本發明第二較佳實施例所提供的天線結構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11為天線結構100a應用至無線通訊裝置200a的示意圖。圖12為無線通訊裝置200a的內部示意圖。圖13為天線結構100a的內部示意圖。

所述天線結構100a包括殼體11、第一饋入部12以及切換電路13。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及至少一中斷點。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。

可以理解，在本實施例中，所述天線結構100a與實施例1中天線結構100的區別在於所述末端部115a並非為所述無線通訊裝置200a的底端，而是所述無線通訊裝置200a的頂端。即所述天線結構100a構成所述無線通訊裝置200a的上天線，而非下天線。

可以理解，在本實施例中，所述天線結構100a與實施例1中天線結構100的區別在於所述殼體11上中斷點的數量為三個，而非兩個。即除第一中斷點119a、第二中斷點120a外，所述殼體11上還開設有第三中斷點121。其中，所述第一中斷點119a設置於所述末端部115a上，且靠近所述第一側部116設置。所述第二中斷點120a設置於所述第二側部117上，且靠近所述末端部115a設置。所述第三中斷點121設置於所述第一側部116上，且靠近所述末端部115a設置。所述第一中斷點119a、第二中斷點120a以及所述第三中斷點121貫通且隔斷所述邊框111，並連通所述開槽118。

如此，在本實施例中，所述開槽118、所述第一中斷點119a、所述第二中斷點120a以及所述第三中斷點121共同自所述殼體11劃分出三個輻射部，即第一輻射部F1a、第二輻射部F2a以及第三輻射部F3。其中，所述第一中斷點119a與所述第二中斷點120a之間的所述邊框111形成所述第一輻射部F1a。所述第一中斷點119a與所述第三中斷點121之間的所述邊框111形成所述第二輻射部F2a。所述第三中斷點121與所述開槽118位於所述第一側部116的端點之間的所述邊框111形成所述第三輻射部F3。

可以理解，在本實施例中，所述天線結構100a與實施例1中天線結構100的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的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的類型及位置不同。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設置於所述電路板130鄰近所述第一輻射部F1a的邊緣。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F1a一側的所述電路板130上。所述第三電子元件25a為一受話器，其設置於所述電路板130鄰近所述第一輻射部F1a的邊緣。所述第三電子元件25a設置於所述第一電子元件21a與所述第一中斷點119a之間。

在本實施例中，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均通過所述開槽118與所述第一輻射部F1a間隔絕緣設置。所述第一電子元件21a與所述開槽118之間的距離為2-10mm。所述第三電子元件25a與所述開槽118之間的距離為2-10mm。

在本實施例中，所述第一饋入部12的一端可通過彈片、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上的訊號饋入點（圖未示），另一端通過一匹配電路（圖未示）電連接至所述第一輻射部F1a靠近所述第一中斷點119a的一側，用以饋入電流訊號至所述第一輻射部F1a。

可以理解，在本實施例中，所述天線結構100a與實施例1中天線結構100的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的一端可通過彈片、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上的訊號饋入點，另一端通過一匹配電路（圖未示）電連接至所述第二輻射部F2a靠近所述第一中斷點119的一側，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的一端可通過彈片、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上的訊號饋入點，另一端通過一匹配電路（圖未示）電連接至所述第三輻射部F3靠近所述第三中斷點121的一側，用以饋入電流訊號至所述第三輻射部F3。所述接地部18a的一端電連接至所述第二輻射部F2a靠近所述第三中斷點121的一側，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。可以理解，在本實施例中，所述切換電路13的一端電連接至所述第一輻射部F1a，另一端電連接至所述系統接地面110。當然，在其他實施例中，所述切換電路13並不局限於電連接至所述第一輻射部F1a，其還可連接至其他不同的輻射部，例如第二輻射部F2a及第三輻射部F3。所述切換電路13的具體結構可以為多種形式，例如圖8A至圖8D其中的任一種形式。

可以理解，在本實施例中，所述第一輻射部F1a靠近所述第二中斷點120a的位置通過所述切換電路13接地，所述第二輻射部F2a靠近所述第三中斷點121的位置通過所述接地部18a接地，所述第三輻射部F3靠近所述開槽118位於所述第一側部116的端點的位置電連接至所述系統接地面110及背板113，即亦接地。也就是說，在本實施例中，三個輻射部，即第一輻射部F1a、第二輻射部F2a以及第三輻射部F3，均設置有相應的饋入部及接地點。

在本實施例中，所述系統接地面110鄰近所述開槽118的一側設置有一大致呈U型的側壁1101a。所述側壁1101a由金屬材料製成。所述U型側壁1101a與所述邊框111形成所述第一輻射部F1a、所述第二輻射部F2a和所述第三輻射部F3的部分平行設置。如此，所述系統接地面110的U型側壁1101a可與所述邊框111實現大面積耦合，進而構成一槽孔（slot）天線，以激發出槽孔天線的模態。所述系統接地面110的U型側壁1101a與所述邊框111的耦合距離可以根據需要的阻抗匹配進行調整，以達到最大頻寬與最大效率。

請一併參閱圖14A，為所述第一饋入部12饋入電流時所述天線結構100a的電流路徑圖。其中，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F1a，並流向所述第二中斷點120a（參路徑P1a）。如此，所述第一輻射部F1a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的輻射訊號。

當所述第一饋入部12饋入電流後，所述電流流經所述第二輻射部F2a，並通過所述接地部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的輻射訊號。

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F1a及所述第二輻射部F2a，再流入所述系統接地面110及所述中框112，即接地，最後再流經所述第一輻射部F1a（參路徑P3a），進而激發一第三工作模態以產生第三輻射頻段的輻射訊號。

在本實施例中，所述第一工作模態包括LTE-A低頻模態、超中頻模態以及LTE-A中頻模態。所述第二工作模態為LTE-A高頻模態。所述第三工作模態為超高頻模態。所述第一輻射頻段的頻率包括700-960MHz、1447.9-1510.9MHz以及1710-2170MHz。所述第二輻射頻段的頻率為2300-2690MHz。所述第三輻射頻段的頻率為3400-3800MHz。

請一併參閱圖14B，為所述第二饋入部16a及第三饋入部17a分別饋入電流時所述天線結構100a的電流路徑圖。其中，當第二饋入部16a饋入電流後，所述電流流經第二輻射部F2a（參路徑P4a），進而激發一第四工作模態以產生第四輻射頻段的輻射訊號。

當所述第三饋入部17a饋入電流後，所述電流流經所述第三輻射部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的輻射訊號。

在本實施例中，第四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。所述第五工作模態為WIFI 5GHz模態。所述第四輻射頻段的頻率包括1575MHz及2400-2484MHz。所述第五輻射頻段的頻率為5150-5850MHz。

圖15為所述天線結構100a的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）、LTE-A中、高頻、超中頻以及超高頻模態時的S11值。曲線S142為所述天線結構100a工作於LTE-A Band17頻段（704-746MHz）、GPS模態以及WIFI 2.4GHz模態的S11值。曲線S143為所述天線結構100a工作於LTE-A Band17頻段（704-746MHz）以及WIFI 5GHz模態的S11值。

S144為所述天線結構100a工作於LTE-A Band13頻段（746-787MHz）、LTE-A中、高頻、超中頻以及超高頻模態時的S11值。S145為所述天線結構100a工作於LTE-A Band13頻段（746-787MHz）、GPS模態以及WIFI 2.4GHz模態時的S11值。S146為所述天線結構100a工作於LTE-A Band13頻段（746-787MHz）以及WIFI 5GHz模態的S11值。

曲線S147為所述天線結構100a工作於LTE-A Band20頻段（791-862MHz）、LTE-A中、高頻、超中頻以及超高頻模態時的S11值。曲線S148為所述天線結構100a工作於LTE-A Band20頻段（791-862MHz）、GPS模態以及WIFI 2.4GHz模態時的S11值。曲線S149為所述天線結構100a工作於LTE-A Band20頻段（791-862MHz）以及WIFI 5GHz模態的S11值。

曲線S150為所述天線結構100a工作於LTE-A Band8頻段（880-960MHz）、LTE-A中、高頻、超中頻以及超高頻模態時的S11值。曲線S151為所述天線結構100a工作於LTE-A Band8頻段（880-960MHz）、GPS模態以及WIFI 2.4GHz模態時的S11值。曲線S152為所述天線結構100a工作於LTE-A Band8頻段（880-960MHz）以及WIFI 5GHz模態的S11值。

圖16為所述天線結構100a的總輻射效率曲線圖。其中，曲線S153為所述天線結構100a工作於LTE-A Band17頻段（704-746MHz）、LTE-A中、高頻、超中頻以及超高頻模態時的總輻射效率。曲線S154為所述天線結構100a工作於LTE-A Band17頻段（704-746MHz）、GPS模態以及WIFI 2.4GHz模態的總輻射效率。曲線S155為所述天線結構100a工作於LTE-A Band17頻段（704-746MHz）以及WIFI 5GHz模態的總輻射效率。

S156為所述天線結構100a工作於LTE-A Band13頻段（746-787MHz）、LTE-A中、高頻、超中頻以及超高頻模態時的總輻射效率。S157為所述天線結構100a工作於LTE-A Band13頻段（746-787MHz）、GPS模態以及WIFI 2.4GHz模態時的總輻射效率。S158為所述天線結構100a工作於LTE-A Band13頻段（746-787MHz）以及WIFI 5GHz模態的總輻射效率。

曲線S159為所述天線結構100a工作於LTE-A Band20頻段（791-862MHz）、LTE-A中、高頻、超中頻以及超高頻模態時的總輻射效率。曲線S160為所述天線結構100a工作於LTE-A Band20頻段（791-862MHz）、GPS模態以及WIFI 2.4GHz模態時的總輻射效率。曲線S161為所述天線結構100a工作於LTE-A Band20頻段（791-862MHz）以及WIFI 5GHz模態的總輻射效率。

曲線S162為所述天線結構100a工作於LTE-A Band8頻段（880-960MHz）、LTE-A中、高頻、超中頻以及超高頻模態時的總輻射效率。曲線S163為所述天線結構100a工作於LTE-A Band8頻段（880-960MHz）、GPS模態以及WIFI 2.4GHz模態時的總輻射效率。曲線S164為所述天線結構100a工作於LTE-A Band8頻段（880-960MHz）以及WIFI 5GHz模態的總輻射效率。

顯然，由圖15及圖16可看出，所述天線結構100a通過設置所述切換電路13，以切換所述天線結構100a的各低頻模態，可有效提升低頻頻寬並兼具最佳天線效率。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還可涵蓋至相應的中頻頻段、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。即當所述切換電路13切換時，所述切換電路13僅用於改變所述天線結構100a的低頻模態而不影響其中、高頻模態，該特性有利於LTE-A的載波聚合應用（Carrier Aggregation，CA）。

也就是說，所述天線結構100a通過所述切換電路13的切換，可產生各種不同的工作模態，例如低頻模態、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，涵蓋全球常用的通訊頻段。具體而言，所述天線結構100在低頻可涵蓋GSM850/900/WCDMA Band5/Band8/Band13/Band17/Band20，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的設計頻段可應用於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頻段的操作。

綜上，本發明的天線結構100a通過在所述邊框111上設置至少一中斷點（例如第一中斷點119a、第二中斷點120a及第三中斷點121），以自所述邊框111上劃分出至少兩輻射部。所述天線結構100a還通過在不同的輻射部（例如第一輻射部F1a、第二輻射部F2a及第三輻射部F3）的端部設置所述切換電路13。如此可通過不同的切換方式涵蓋低頻、中頻、高頻、超中頻、超高頻、GPS、Wi-Fi 2.4GHz及Wi-Fi 5GHz等多個頻段，並使得所述天線結構100a的輻射相較於一般的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）應用的要求。再者，所述天線結構100a還利用所述邊框111與所述系統接地面110間隔設置，進而構成槽孔天線，以於兩者之間產生大面積耦合，進而達到最大頻寬及最佳效率。另外，可以理解的是，本發明的天線結構100a具有正面全螢幕，且在全金屬的背板113、邊框111以及周圍有大量金屬的不利環境中，所述天線結構100a仍具有良好的表現。

可以理解，本發明第一較佳實施例的天線結構100及本發明第二較佳實施例的天線結構100a可應用在同一個無線通訊裝置。例如將天線結構100設置在所述無線通訊裝置的下端作為主天線，並將所述天線結構100a設置在所述無線通訊裝置的上端作為副天線。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和所述副天線一起接收無線訊號。

最後應說明的是，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，且已達廣泛之使用功效，凡其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成之均等轉換或修飾，均應包含於下述之申請專利範圍內。

100、100a:天線結構 11:殼體 110:系統接地面 1101、1101a:側壁 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、119a:第一中斷點 120、120a:第二中斷點 121:第三中斷點 130:電路板 F1、F1a:第一輻射部 F2、F2a:第二輻射部 F3:第三輻射部 12:第一饋入部 16a:第二饋入部 17a:第三饋入部 18a:接地部 13:切換電路 13a、13c:單路開關 a1、b1、c1、d1:動觸點 a2、c2:靜觸點 13b、13d:多路開關 b2、d2:第一靜觸點 b3、d3:第二靜觸點 131、133:匹配元件 b4、d4:第三靜觸點 b5、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內部示意圖。 圖3為沿圖1所示無線通訊裝置中III-III線的截面示意圖。 圖4為沿圖1所示無線通訊裝置中IV-IV線的截面示意圖。 圖5為圖1所示天線結構的內部示意圖。 圖6為圖1所示無線通訊裝置的部分立體示意圖。 圖7為圖5所示天線結構工作時的電流走向示意圖。 圖8A至圖8D為圖5所示天線結構中切換電路的電路圖。 圖9為圖1所示天線結構的S參數（散射參數）曲線圖。 圖10為圖1所示天線結構的總輻射效率圖。 圖11為本發明第二較佳實施例的天線結構應用至無線通訊裝置的示意圖。 圖12為圖11所示無線通訊裝置的內部示意圖。 圖13為圖11所示天線結構的內部示意圖。 圖14A及圖14B為圖13所示天線結構工作時的電流走向示意圖。 圖15為圖11所示天線結構的S參數（散射參數）曲線圖。 圖16為圖11所示天線結構的總輻射效率圖。

無

1101:側壁

111:邊框

113:背板

114:淨空區

115:末端部

118:開槽

119:第一中斷點

120:第二中斷點

130:電路板

F1:第一輻射部

F2:第二輻射部

12:第一饋入部

13: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 (11)

1. 一種天線結構，其改良在於：所述天線結構包括殼體、側壁及第一饋入部，所述殼體包括金屬邊框、金屬中框及全金屬背板，所述側壁由金屬材料製成，所述金屬中框和所述全金屬背板分別連接於所述側壁的兩側，且所述金屬中框和所述全金屬背板平行設置，所述金屬中框連接所述側壁，所述金屬邊框圍繞所述全金屬背板的邊緣設置，所述金屬邊框上開設有至少一中斷點，所述全金屬背板上開設有開槽，所述開槽及所述至少一中斷點共同自所述金屬邊框上劃分出至少兩個輻射部，所述第一饋入部電連接至其中一輻射部，所述側壁與所述至少兩個輻射部平行設置，所述至少兩個輻射部在不同位置與所述金屬中框的距離相同，所述側壁、所述金屬中框、所述全金屬背板及所述至少兩個輻射部以外的所述金屬邊框互相連接形成系統接地面，以為所述天線結構提供接地。
2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述天線結構還包括切換電路，所述切換電路的一端電連接至其中一個輻射部，另一端電連接至所述系統接地面。
3. 如申請專利範圍第2項所述之天線結構，其中所述切換電路包括單路開關，所述單路開關包括動觸點及靜觸點，所述動觸點電連接至其中一個輻射部，所述靜觸點直接電連接至所述系統接地面或者通過匹配元件電連接至所述系統接地面，所述匹配元件具有預設阻抗。
4. 如申請專利範圍第2項所述之天線結構，其中所述切換電路包括多路開關，所述多路開關包括動觸點、第一靜觸點、第二靜觸點、第三靜觸點以及第四靜觸點，所述動觸點電連接至其中一個輻射部，所述第一靜觸點、第二靜觸點以及第三靜觸點直接電連接至所述系統接地面的不同位置或者通過相應的匹配元件電連接至所述系統接地面的不同位置，所述第四靜觸點直接電連接至所述系統接地面或者懸空設置，所述匹配元件具有預設阻抗。
5. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述金屬中框與所述至少兩個輻射部之間的耦合距離小於或等於所述至少一中斷點的寬度的兩倍。
6. 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的兩端，所述側壁連接所述第一側部與所述第二側部，所述側壁的一部分和所述末端部平行，所述開槽開設於所述背板靠近所述末端部的一側，且分別朝所述第一側部及第二側部所在方向延伸，所述邊框上開設有兩個中斷點，兩個所述中斷點包括第一中斷點及第二中斷點，所述第一中斷點及所述第二中斷點間隔開設於所述邊框上，所述第一中斷點與所述第二中斷點之間的所述邊框構成第一輻射部，所述第一中斷點與所述開槽位於所述第二側部的端點之間的所述邊框形成第二輻射部，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及第二輻射部，所述切換電路電連接至所述第一輻射部。
7. 如申請專利範圍第6項所述之天線結構，其中當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，並流向所述第一中斷點，進而激發一第一工作模態以產生第一輻射頻段的輻射訊號；當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所述第二輻射部，再流入所述系統接地面，進而激發一第二工作模態以產生第二輻射頻段的輻射訊號；當所述第一饋入部饋入電流時，所述電流流經所述第二輻射部，再流入所述系統接地面，進而激發一第三工作模態以產生第三輻射頻段的輻射訊號；所述第一輻射頻段的頻率低於所述第二輻射頻段的頻率，所述第二輻射頻段的頻率低於所述第三輻射頻段的頻率。
8. 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的兩端，所述側壁連接所述第一側部與所述第二側部，所述側壁的一部分和所述末端部平行，所述開槽開設於所述背板靠近所述末端部的一側，且分別朝所述第一側部及第二側部所在方向延伸，所述邊框上開設有三個中斷點，三個所述中斷點包括第一中斷點、第二中斷點及第三中斷點，所述第一中斷點開設於所述末端部，所述第二中斷點開設與所述第二側部，所述第三中斷點開設於所述第一側部，所述第一中斷點與所述第二中斷點之間的所述邊框構成第一輻射部，所述第一中斷點與所述第三中斷點之間的所述邊框構成第二輻射部，所述第三中斷點與所述開槽位於所述第一側部的端點之間的所述邊框形成第三輻射部，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，所述切換電路電連接至所述第一輻射部。
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接地部，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，並流向所述第二中斷點，進而激發一第一工作模態以產生第一輻射頻段的輻射訊號；當所述第一饋入部饋入電流時，所述電流流經所述第二輻射部，並通過所述接地部接地，進而激發一第二工作模態以產生第二輻射頻段的輻射訊號；當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，再流入所述系統接地面，最後再流經所述第一輻射部，進而激發一第三工作模態以產生第三輻射頻段的輻射訊號；所述第一輻射頻段的頻率低於所述第二輻射頻段的頻率，所述第二輻射頻段的頻率低於所述第三輻射頻段的頻率。
10. 如申請專利範圍第9項所述之天線結構，其中所述天線結構還包括第二饋入部及第三饋入部，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三輻射部，以饋入電流至所述第三輻射部；當所述第二饋入部饋入電流後，所述電流流經所述第二輻射部，進而激發一第四工作模態以產生第四輻射頻段的輻射訊號；當所述第三饋入部饋入電流後，所述電流流經所述第三輻射部，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的輻射訊號；所述第四輻射頻段的一部分頻率與所述第二輻射頻段的頻率重疊，所述第三輻射頻段的頻率低於所述第五輻射頻段的頻率。
11. 一種無線通訊裝置，包括如申請專利範圍第1-10項中任一項所述的天線結構。

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