TWI424614B - 邊框間隙天線 - Google Patents

Description

邊框間隙天線

本發明大體而言係關於無線通信電路，且更具體言之，係關於具有無線通信電路之電子器件。

諸如手持型電子器件之電子器件正變得日益風行。手持型器件之實例包括手持型電腦、蜂巢式電話、媒體播放器及包括多種此類型器件之功能性的混合型器件。

諸如此等之器件常具備無線通信能力。舉例而言，電子器件可使用諸如蜂巢式電話電路之遠程無線通信電路以使用處於850 MHz、900 MHz、1800 MHz及1900 MHz之蜂巢式電話頻帶(例如，主要的全球行動通信系統(或稱GSM)蜂巢式電話頻帶)進行通信。遠程無線通信電路亦可處置2100 MHz頻帶。電子器件可使用近程無線通信鏈路來處置與鄰近設備之通信。舉例而言，電子器件可使用處於2.4 GHz及5 GHz之(IEEE 802.11)頻帶及處於2.4 GHz之頻帶進行通信。

為了滿足消費者對小外形尺寸之無線器件的需求，製造商不斷努力以使用緊密結構實施諸如天線組件之無線通信電路。同時，可能需要在電子器件中包括導電結構，諸如金屬器件外殼組件。因為導電組件可影響射頻效能，所以在將天線併入於包括導電結構之電子器件中時必須多加注意。

因此，將需要能夠提供用於無線電子器件之改良無線通信電路。

可提供包括天線結構之電子器件。一天線可經組態以在第一通信頻帶及第二通信頻帶中操作。一電子器件可含有使用一傳輸線耦接至該天線之射頻收發器電路。該傳輸線可具有一正導體及一接地導體。該天線可具有一正天線饋入端子及一接地天線饋入端子，該傳輸線之該正導體及該接地導體分別耦接至該正天線饋入端子及該接地天線饋入端子。

該電子器件可具有一矩形周邊。一矩形顯示器可安裝於該電子器件之一正面(front face)上。該電子器件可具有經形成而形成一塑膠外殼部件之一背面(rear face)。導電側壁結構可在該電子器件外殼及顯示器之周邊周圍延伸。該等導電側壁結構可用作該顯示器之邊框。

該邊框可包括至少一間隙。該間隙可填充有諸如塑膠之固體介電質。該天線可由該邊框之包括該間隙及一接地平面之一部分的部分形成。為了避免對觸摸事件的過度敏感，該天線可使用一減少該間隙附近之電場濃度的饋入配置來饋入。可形成一阻抗匹配網路，其在第一頻帶及第二頻帶兩者中皆提供令人滿意之操作。

該阻抗匹配網路可包括一形成為與該等天線饋入端子並聯之電感性元件及一形成為與該等天線饋入端子中之一者串聯之電容性元件。該電感性元件可由一橋接該等天線饋入端子之傳輸線電感性結構形成。該電容性元件可由一插入於該天線之正饋入路徑中的電容器形成。該電容器可(例如)連接於該傳輸線之該正接地導體與該正天線饋入端子之間。

本發明之進一步特徵、本發明之特性及各種優點將自所附圖式及對較佳實施例之以下詳細描述而更加顯而易見。

電子器件可具備無線通信電路。無線通信電路可用以支援在多個無線通信頻帶中之無線通信。無線通信電路可包括一或多個天線。

該等天線可包括迴圈天線。若需要，則用於迴圈天線之導電結構可由導電電子器件結構形成。導電電子器件結構可包括導電外殼結構。該等外殼結構可包括導電邊框。間隙結構可形成於導電邊框中。天線可使用有助於最小化該天線對與使用者之手或其他外部物件之接觸的敏感性之組態來並聯饋入。

任何適當的電子器件可具備包括迴圈天線結構之無線電路。作為一實例，迴圈天線結構可在諸如桌上型電腦、遊戲控制台、路由器、膝上型電腦等之電子器件中使用。藉由一適當組態，迴圈天線結構可提供於內部空間相對較寶貴之相對緊密電子器件(諸如攜帶型電子器件)中。

根據本發明之一實施例之說明性攜帶型電子器件展示於圖1中。諸如說明性攜帶型電子器件10之攜帶型電子器件可為膝上型電腦或諸如超攜帶型電腦、迷你筆記型電腦及平板電腦之小型攜帶型電腦。攜帶型電子器件亦可為更小一些的器件。較小的攜帶型電子器件之實例包括腕表器件、垂飾器件、頭戴式耳機及耳機器件，及其他可佩戴且微型之器件。藉由一適當配置，攜帶型電子器件為諸如蜂巢式電話之手持型電子器件。

空間在攜帶型電子器件中非常重要。導電結構亦通常存在，其可使高效天線操作具有挑戰性。舉例而言，導電外殼結構可存在於攜帶型電子器件外殼之某一部分周邊或全部周邊的周圍。

在諸如此等之攜帶型電子器件外殼配置中，使用涵蓋所關注通信頻帶的迴圈型天線設計可尤為有利。因此，有時在本文中將諸如手持式器件之攜帶型器件的使用作為實例來描述，但任何適當電子器件可在需要時具備迴圈天線結構。

手持型器件可為(例如)蜂巢式電話、具有無線通信能力之媒體播放器、手持型電腦(有時亦稱作個人數位助理)、遙控器、全球定位系統(GPS)器件，及手持型遊戲器件。若需要，則手持型器件及其他攜帶型器件可包括多種習知器件之功能性。多功能器件之實例包括包括媒體播放器功能性之蜂巢式電話、包括無線通信能力之遊戲器件、包括遊戲及電子郵件功能之蜂巢式電話，及接收電子郵件、支援行動電話呼叫且支援網站瀏覽之手持型器件。此等實例僅為說明性實例。圖1之器件10可為任何適當的攜帶型或手持型電子器件。

器件10包括外殼12，且包括用於處置無線通信的至少一個天線。外殼12(有時亦稱為機殼)可由任何適當的材料形成，該等材料包括塑膠、玻璃、陶瓷、複合物、金屬，或其他適當材料，或此等材料之組合。在某些情況下，外殼12之部分可由介電質或其他低導電性材料形成，使得位於外殼12內之導電天線元件的操作不受妨害。在其他情況下，外殼12可由金屬元件形成。

若需要，則器件10可具有諸如顯示器14之顯示器。顯示器14可為(例如)併有電容性觸控電極之觸控式螢幕。顯示器14可包括由發光二極體(LED)、有機LED(OLED)、電漿單元、電子墨水元件、液晶顯示(LCD)組件，或其他適當影像像素結構形成之影像像素。防護玻璃罩部件可覆蓋顯示器14之表面。諸如按鈕19之按鈕可通過防護玻璃罩中之開口。

外殼12可包括諸如側壁結構16之側壁結構。結構16可使用導電材料實施。舉例而言，結構16可使用實質上圍繞顯示器14之矩形周邊的導電環部件來實施。結構16可由諸如不鏽鋼、鋁之金屬，或其他適當材料形成。一個、兩個或兩個以上之獨立結構可用於形成結構16。結構16可充當將顯示器14固持至器件10之正面(頂面)的邊框。因此，在本文中結構16有時稱為邊框結構16或邊框16。邊框16在器件10及顯示器14之矩形周邊周圍延伸。

邊框16可具有約0.1毫米至3毫米(作為一實例)之厚度(尺寸TT)。邊框16之側壁部分可為實質上垂直的(平行於垂直軸V)。平行於軸V，邊框16可具有約1毫米至2厘米(作為一實例)之尺寸TZ。邊框16之縱橫比R(亦即，TZ對TT之比)通常大於1(亦即，R可大於或等於1、大於或等於2、大於或等於4、大於或等於10，等等)。

邊框16不必具有均一橫截面。舉例而言，邊框16之頂部部分可在需要時具有有助於將顯示器14固持於適當位置之向內突出的唇緣。若需要，則邊框16之底部部分亦可具有放大的唇緣(例如，在器件10之後表面之平面中)。在圖1之實例中，邊框16具有實質上筆直的垂直側壁。此情況僅為說明性的。邊框16之側壁可為彎曲的，或可具有任何其他適當形狀。

顯示器14包括導電結構，諸如，電容性電極之陣列、用於定址像素元件之導電線、驅動電路等。此等導電結構傾向於妨礙射頻信號。因此，可能需要由諸如塑膠之介電材料來形成器件後表面之一些或全部。

邊框16之部分可具備間隙結構。舉例而言，如圖1中所展示，邊框16可具備諸如間隙18之一或多個間隙。間隙18沿器件10及顯示器12之外殼的周邊置放，且因此有時稱作周邊間隙。間隙18分開邊框16(亦即，在間隙18中通常不存在邊框16之導電部分)。

如圖1中所展示，間隙18可填充有介電質。舉例而言，間隙18可填充有氣體。為了有助於給器件10提供平滑不中斷的外觀且為了確保邊框16在審美上能引人注意，間隙18可以諸如塑膠之固體(非氣體)介電質填充。邊框16及諸如間隙18之間隙(及其相關聯的塑膠填充劑結構)可形成器件10中之一或多個天線之部分。舉例而言，邊框16之部分及諸如間隙18之間隙可結合內部導電結構而形成一或多個迴圈天線。內部導電結構可包括印刷電路板結構、框架部件或其他支撐結構，或其他適當的導電結構。

在一典型情形中，器件10可具有上部天線及下部天線(作為一實例)。上部天線可(例如)在區域22中形成於器件10之上端。下部天線可(例如)在區域20中形成於器件10之下端。

下部天線可(例如)在間隙18附近部分地由邊框16之部分形成。

器件10中之天線可用以支援所關注之任何通信頻帶。舉例而言，器件10可包括用於支援區域網路通信、語音及資料蜂巢式電話通信、全球定位系統(GPS)通信、通信等之天線結構。作為一實例，器件10之區域20中之下部天線可用於處置一或多個蜂巢式電話頻帶中之語音及資料通信。

說明性電子器件之示意圖展示於圖2中。圖2之器件10可為諸如攜帶型平板電腦之攜帶型電腦、行動電話、具有媒體播放器能力之行動電話、手持型電腦、遙控器、遊戲播放器、全球定位系統(GPS)器件、此等器件之組合，或任何其他適當的攜帶型電子器件。

如圖2中所展示，手持式器件10可包括儲存器及處理電路28。儲存器及處理電路28可包括諸如硬碟機儲存器、非揮發性記憶體(例如，經組態以形成固態驅動器之快閃記憶體或其他電可程式化唯讀記憶體)、揮發性記憶體(例如，靜態或動態隨機存取記憶體)等之儲存器。儲存器及處理電路28中之處理電路可用以控制器件10之操作。此處理電路可係基於一或多個微處理器、微控制器、數位信號處理器、特殊應用積體電路等。

儲存器及處理電路28可用以執行器件10上之軟體，諸如，網際網路瀏覽應用程式、網路電話(VOIP)電話呼叫應用程式、電子郵件應用程式、媒體播放應用程式、作業系統功能等。為了支援與外部設備之互動，儲存器及處理電路28可用於實施通信協定。可使用儲存器及處理電路28實施之通信協定包括網際網路協定、無線區域網路協定(例如，IEEE 802.11協定(有時稱作))、諸如協定、蜂巢式電話協定等之用於其他近程無線通信鏈路之協定。

輸入輸出電路30可用以允許將資料供應至器件10，且可用以允許將資料自器件10提供至外部器件。諸如觸控螢幕及其他使用者輸入介面之輸入輸出器件32為輸入輸出電路32之實例。輸入輸出器件32亦可包括諸如按鈕、操縱桿、點按式選盤、滾輪、觸控板、小鍵盤、鍵盤、麥克風、相機等之使用者輸入輸出器件。使用者可藉由經由此等使用者輸入器件供應命令來控制器件10之操作。諸如顯示器14(圖1)之顯示及音訊器件以及呈現視覺資訊及狀態資料之其他組件可包括於器件32中。輸入輸出器件32中之顯示及音訊組件亦可包括音訊設備，諸如揚聲器及用於產生聲音之其他器件。若需要，則輸入輸出器件32可含有諸如插口之音訊視訊介面設備以及用於外部頭戴式耳機及監視器之其他連接器。

無線通信電路34可包括由一或多個積體電路、功率放大器電路、低雜訊輸入放大器、被動射頻(RF)組件、一或多個天線及用於處置RF無線信號之其他電路形成之RF收發器電路。無線信號亦可使用光(例如，使用紅外線通信)發送。無線通信電路34可包括用於處置多個射頻通信頻帶之射頻收發器電路。舉例而言，電路34可包括收發器電路36及38。收發器電路36可處置用於(IEEE 802.11)通信之2.4 Ghz及5 GHz頻帶，且可處置2.4 GHz通信頻帶。電路34可使用蜂巢式電話收發器電路38用於處置在諸如850 MHz、900 MHz、1800 MHz及1900 MHz之GSM頻帶及2100 MHz資料頻帶(作為實例)之蜂巢式電話頻帶中之無線通信。若需要，則無線通信電路34可包括用於其他近程無線鏈路及遠程無線鏈路之電路。舉例而言，無線通信電路34可包括全球定位系統(GPS)接收器設備、用於接收無線電信號及電視信號之無線電路、傳呼電路等。在及鏈路以及其他近程無線鏈路中，無線信號通常用以在數十或數百呎範圍內傳送資料。在蜂巢式電話鏈路及其他遠程鏈路中，無線信號通常用以在數千呎或數哩範圍內傳送資料。

無線通信電路34可包括天線40。天線40可使用任何適當天線類型形成。舉例而言，天線40可包括具有由迴圈天線結構、貼片天線結構、倒F型天線結構、槽孔天線結構、平面倒F天線結構、螺旋狀天線結構、此等設計之混合等形成之諧振元件的天線。不同類型之天線可用於不同頻帶及頻帶之組合。舉例而言，一種類型之天線可用於形成本端無線鏈路天線，且另一種類型之天線可用於形成遠端無線鏈路。

藉由一適當配置(在本文中有時作為一實例加以描述)，器件10中之下部天線(亦即，位於圖1之器件10之區域20中的天線40)可使用迴圈型天線設計形成。當使用者握持器件10時，使用者之手指可能接觸器件10之外部。舉例而言，使用者可能觸摸器件10之區域20。為了確保天線效能對存在或不存在使用者之觸摸或其他外部物件之接觸不過於敏感，迴圈型天線可使用不使電場過度集中於間隙18附近之配置來饋入。

沿圖1中之線24-24截取且在方向26上檢視之圖1之器件10的橫截面側視圖展示於圖3中。如圖3中所展示，顯示器14可藉由使用邊框16而安裝至器件10之前表面。外殼12可包括由邊框16形成之側壁及由諸如平面後外殼結構42之結構形成之一或多個後壁。結構42可由諸如塑膠或其他適當材料之介電質形成。鎖扣、夾片、螺釘、黏接劑及其他結構可用於將邊框16附接至顯示器14及後外殼壁結構42。

器件10可含有諸如印刷電路板46之印刷電路板。印刷電路板46及器件10中之其他印刷電路板可由硬質印刷電路板材料(例如，填充有玻璃織維之環氧樹脂)或諸如聚合物之材料之可撓性薄片形成。可撓性印刷電路板(「撓性電路」)可(例如)由聚醯亞胺之可撓性薄片形成。

印刷電路板46可含有諸如互連件48之互連件。互連件48可由導電跡線(例如，鍍金之銅或其他金屬之跡線)形成。諸如連接器50之連接器可使用焊料或導電黏接劑(作為實例)連接至互連件48。積體電路、離散組件(諸如，電阻器、電容器及電感器)，以及其他電子組件可安裝至印刷電路板46。

天線40可具有天線饋入端子。舉例而言，天線40可具有諸如正天線饋入端子58之正天線饋入端子及諸如接地天線饋入端子54之接地天線饋入端子。在圖3之說明性配置中，諸如同軸電纜52之傳輸線路徑可經由連接器50及互連件48耦接於由端子58及54形成之天線饋入端與組件44中之收發器電路之間。組件44可包括實施圖2之收發器電路36及38之一或多個積體電路。連接器50可為(例如)連接至印刷電路板46之同軸電纜連接器。電纜52可為同軸電纜或其他傳輸線。端子58可耦接至同軸電纜中心連接器56。端子54可連接至電纜52中之接地導體(例如，導電外編織導體)。若需要，則其他配置可用於將器件10中之收發器耦接至天線40。圖3之配置僅為說明性的。

如圖3之橫截面圖所闡明，由邊框16形成之外殼12之側壁可相對較高。同時，在器件10之下端處之區域20中可用於形成天線之面積量受到限制，在緊密器件中尤其如此。為形成天線之所需形式之緊密大小可使形成具有足以在所需通信頻帶中進行諧振的大小之槽孔型天線形狀變得困難。邊框16之形狀可能傾向於降低習知平面倒F型天線之效率。諸如此等之挑戰可在需要時藉由針對天線40使用迴圈型設計而得以解決。

考慮作為一實例之圖4之天線配置。如圖4中所展示，天線40可形成於器件10之區域20中。如結合圖1所描述，區域20可位於器件10之下端。導電區域68(有時可稱作接地平面或接地平面元件)可由一或多個導電結構(例如，印刷電路板46上之平面導電跡線、器件10中之內部結構部件、板46上之電組件44、安裝於板46上之射頻屏蔽罩，等等)形成。區域66中之導電區域68有時稱作形成用於天線40之「接地區域」。圖4之導電結構70可由邊框16形成。區域70有時稱作接地平面延伸。間隙18可形成於此導電邊框部分中(如圖1中所展示)。

接地平面延伸70(亦即，邊框16之部分)與區域68之沿接地區域68之邊緣76置放之部分在開口72周圍形成導電迴路。開口72可由空氣、塑膠及其他固體介電質形成。若需要，則開口72之輪廓可彎曲、可具有四個以上之直線區段，及/或可由導電組件之輪廓界定。圖4中之介電區域72的矩形形狀僅為說明性的。

圖4之導電結構可(若需要)藉由經由接地天線饋入端子62及正天線饋入端子64耦接射頻收發器60來饋入。如圖4中所展示，在此類型之配置中，用於天線40之饋入端不位於間隙18附近(亦即，饋入端子62及64位於開口72之橫向居中分界線74之左側，而間隙18沿著器件10之右手側位於分界線74之右側)。儘管此類型之配置在一些情況下可能令人滿意，但將天線饋入端子定位於圖4之端子62及64之位置的天線饋入配置傾向於增強間隙18附近之射頻天線信號的電場強度。若使用者碰巧將諸如手指80之外部物件在方向78上移動(例如，在將器件10抓入使用者手中時)從而使手指80處於間隙18附近，則使用者手指的存在可能干擾天線40之操作。

為了確保天線40不對觸摸過於敏感(亦即，使天線40不對涉及器件10之使用者之手及其他外部器件的觸摸事件敏感)，天線40可使用位於間隙18附近之天線饋入端子來饋入(例如，由圖4實例中之正天線饋入端子58及接地天線饋入端子54展示之地點)。當天線饋入端位於線74之右側，且更特定言之，當該天線饋入端接近於間隙18時，在間隙18處產生之電場傾向於減小。此情形有助於最小化天線40對使用者之手的存在之敏感性，從而無關於在間隙18附近是否有外部物件與器件10接觸而確保令人滿意之操作。

在圖4之配置中，天線40以串聯方式饋入。圖4所展示類型之串聯饋入式迴圈天線的示意圖展示於圖5中。如圖5中所展示，串聯饋入式迴圈天線82可具有諸如迴路84之迴圈形導電路徑。由正傳輸線導體86及接地傳輸線導體88組成之傳輸線可分別耦接至天線饋入端子58及天線饋入端子54。

有效使用圖5所展示類型之串聯饋入式饋入配置來饋入多頻帶迴圈天線可具挑戰性。舉例而言，可能需要在涵蓋850 MHz及900 MHz之GSM副頻帶的較低頻率頻帶及涵蓋1800 MHz及1900 MHz之GSM副頻帶及2100 MHz之資料副頻帶的較高頻率頻帶中操作迴圈天線。可將此類型之配置視作雙頻帶配置(例如，850/900作為第一頻帶，且1800/1900/2100作為第二頻帶)或視作具有五個頻帶(850、900、1800、1900，及2100)。在諸如此等之多頻帶配置中，諸如圖5之迴圈天線82之串聯饋入式天線在高頻率通信頻帶中可比在低頻率通信頻帶中展現出實質上更佳的阻抗匹配。

說明此效應的駐波比(SWR)對頻率之曲線展示於圖6中。如圖6中所展示，SWR曲線90可在高頻帶頻率f2(例如，涵蓋1800 MHz、1900 MHz及2100MHz之副頻帶)處展現良好諧振峰值(峰值94)。然而，當天線40以串聯方式饋入時，SWR曲線90可在以f1為中心之低頻率頻帶中展現較差效能。舉例而言，圖5之串聯饋入式迴圈天線82的SWR曲線90之特徵可為弱諧振峰值96。如此實例所表明，串聯饋入式迴圈天線可在f2處的較高頻率頻帶中將令人滿意之阻抗匹配提供至傳輸線52(圖3)，但可能不能在較低頻率頻帶f1中將令人滿意之阻抗匹配提供至傳輸線52(圖3)。

更佳效能等級(由低頻帶諧振峰值92說明)可藉由使用具有適當阻抗匹配特徵之並聯饋入式配置來獲得。

說明性並聯饋入式迴圈天線以示意圖形式展示於圖7中。如圖7中所展示，並聯饋入式迴圈天線90可具有諸如迴路92之導體迴路。圖7實例中之迴路92展示為圓形。此情況僅為說明性的。若需要，則迴路92可具有其他形狀(例如，矩形形狀、具有彎曲側及直線側兩者之形狀、具有不規則邊界之形狀，等等)。傳輸線TL可包括正信號導體94及接地信號導體96。路徑94及96可含於同軸電纜、撓性電路上之貼片傳輸線及硬質印刷電路板等中。傳輸線TL可使用正天線饋入端子58及接地天線饋入端子54耦接至天線90之饋入端。電元件98可橋接端子58與端子54，藉此「封閉」由路徑92形成之迴路。當該迴路以此方式封閉時，元件98插入於形成迴路92之導電路徑中。諸如圖7之迴圈天線90之並聯饋入式迴圈天線的阻抗可藉由恰當地選擇元件98及(若需要)其他電路(例如，插入於諸如線路94或線路96之饋入線路中之一者中的電容器或其他元件)來進行調整。

元件98可由一或多個電組件形成。可用作元件98之全部或部分的組件包括電阻器、電感器，及電容器。元件98所需之電阻、電感及電容可使用積體電路、使用離散組件及/或使用並非離散組件或積體電路之部分的介電結構與導電結構來形成。舉例而言，電阻可使用電阻性金屬合金之細線形成，電容可藉由將兩個導電板分隔成由介電質隔開而彼此接近來形成，且電感可藉由在印刷電路板上建立導電路徑來形成。此等類型之結構可稱作電阻器、電容器及/或電感器，或可稱作電容性天線饋入結構、電阻性天線饋入結構及/或電感性天線饋入結構。

用於天線40之說明性組態展示於圖8中，其中，圖7之示意圖中之組件98以電感器實施。如圖8中所展示，迴路92(圖7)可使用導電區域70及區域68之沿開口72之邊緣76延伸之導電部分來實施。圖8之天線40可使用正天線饋入端子58及接地天線饋入端子54來饋入。端子54及58可位於間隙18附近以減小間隙18中之電場濃度，且藉此減小天線40對觸摸事件的敏感性。

電感器98的存在可至少部分地有助於將傳輸線52之阻抗匹配至天線40。若需要，則電感器98可使用諸如表面黏著技術(SMT)電感器之離散組件形成。電感器98之電感亦可使用圖9所展示類型之配置實施。藉由圖9之組態，並聯饋入式迴圈天線40之迴圈導體可具有平行於接地平面邊緣GE延伸之導電區段SG。區段SG可為(例如)印刷電路板上之導電跡線或其他導電部件。介電質開口DL(例如，填充有空氣或填充有塑膠之開口)可將接地68之邊緣部分GE與導電迴路部分70之區段SG分隔開。區段SG可具有長度L。區段SG與相關聯的接地GE形成具有相關聯電感之傳輸線(亦即，區段SG與接地GE形成電感器98)。電感器98之電感與饋入端子54及58以並聯方式連接且因此形成圖8所展示類型之並聯電感性調諧元件。因為圖9之電感性元件98係使用傳輸線結構形成，所以圖9之電感性元件98可比使用離散電感器來橋接饋入端子之配置將較少損耗引入天線40中。舉例而言，傳輸線電感性元件98可保持高頻帶效能(如圖6之令人滿意之諧振峰值94所說明)，而離散電感器可能使高頻帶效能降低。

電容性調諧亦可用以改良天線40之阻抗匹配。舉例而言，圖10之電容器100可與同軸電纜52之中心導體56以串聯方式連接，或其他適當配置可用以將串聯電容引入天線饋入端中。如圖10中所展示，電容器100可插入於同軸電纜中心導體56中或插入於傳輸線52之末端與正天線饋入端子58之間的其他導電結構中。電容器100可由一或多個離散組件(例如，SMT組件)、一或多個電容性結構(例如，由介電質分隔開之重疊印刷電路板跡線等)、印刷電路板或其他基板上之導電跡線之間的側間隙等形成。

用於圖10之迴圈天線40之導電迴路由導電結構70及接地導電結構66之沿邊緣76的導電部分形成。如由電流路徑102所說明，迴路電流亦可通過接地平面68之其他部分。正天線饋入端子58連接至迴路路徑之一端，且接地天線饋入端子54連接至該迴路路徑之另一端。電感器98橋接圖10中之天線40之端子54與端子58，因此天線40形成具有橋接電感(及來自電容器100之串聯電容)之並聯饋入式迴圈天線。

在天線40操作期間，具有不同長度之各種電流路徑102可經由接地平面68形成。此情形可有助於拓寬天線40在所關注頻帶中的頻率回應。諸如並聯電感98及串聯電容100之調諧元件的存在可有助於形成用於天線40之高效阻抗匹配電路，從而允許天線40在高頻帶及低頻帶兩者處有效地操作(例如，使得天線40展現圖6之高頻帶諧振峰值94及圖6之低頻帶諧振峰值92)。

展示諸如圖10中之電感器98及電容器100之調諧元件對並聯饋入式迴圈天線40之可能影響的簡化史密斯圓圖(Smith chart)展示於圖11中。在圓圖104中心的點Y表示傳輸線52之阻抗(例如，天線40將要匹配至之50歐姆的同軸電纜阻抗)。天線40之阻抗在低頻帶及高頻帶兩者中皆接近點Y的組態將展現令人滿意之操作。

對於圖10之並聯饋入式天線40，高頻帶匹配對存在或不存在電感性元件98及電容器100相對不敏感。然而，此等組件可顯著影響低頻帶阻抗。作為一實例考慮無電感器98或電容器100之天線組態(亦即，圖4中所展示類型的並聯饋入式迴圈天線)。在此類型之組態中，低頻帶(例如，處於圖6之頻率f1的頻帶)之特徵可為由圓圖104上之點X1表示之阻抗。當將諸如圖9中之並聯電感98之電感器添加至該天線時，處於低頻帶中之天線的阻抗之特徵可為圓圖104之點X2。當將諸如電容器100之電容器添加至該天線時，該天線可如在圖10中展示之方式進行組態。在此類型之組態中，天線40之阻抗之特徵可為圓圖104之點X3。

在點X3處，天線40在高頻帶(以圖6中之頻率f2為中心的頻率)及低頻帶(以圖6中之頻率f1為中心的頻率)兩者中皆良好地匹配至電纜50之阻抗。此情形可允許天線40支援所需之所關注通信頻帶。舉例而言，此匹配配置可允許諸如圖10之天線40之天線在諸如處於850 MHz及900 MHz之通信頻帶(共同形成頻率f1處之低頻帶區域)及處於1800 MHz、1900 MHz及2100 MHz之通信頻帶(共同形成頻率f2處之高頻帶)之頻帶中操作。

此外，點X3之置放有助於確保由接觸事件引起之去諧最小化。當使用者在天線40附近觸摸器件10之外殼12或當將其他外部物件帶至與天線40緊鄰時，此等外部物件影響天線之阻抗。詳言之，此等外部物件可傾向於將電容性阻抗貢獻引入天線阻抗中。如圖11中之圓圖104之線106所說明，此類型貢獻對天線阻抗之影響傾向於將天線之阻抗自點X3移至點X4。因為點X3之原始位置，所以點X4並未過於遠離最佳點Y。結果，天線40可在多種狀況下(例如，當器件10受到觸摸時、當器件10未受觸摸時，等等)展現令人滿意之操作。

儘管圖11之圖將阻抗表示為針對各種天線組態之點，但歸因於天線阻抗之頻率相依性，天線阻抗通常由點之集合(例如，圓圖104上之曲線區段)表示。然而，圓圖104之整體行為表示處於所關注頻率之天線的行為。用以表示頻率相依性天線阻抗的曲線區段已自圖11中省略以避免使該圖過於複雜化。

根據一實施例，一種並聯饋入式迴圈天線經提供於具有一周邊之一電子器件中，該並聯饋入式迴圈天線包括至少部分地由沿該周邊安置之導電結構形成之導電迴路路徑、一插入於該導電迴路路徑中之電感器，及由該電感器橋接之第一天線饋入端子與第二天線饋入端子。

根據另一實施例，提供一種並聯饋入式迴圈天線，其中該導電迴路路徑之導電結構至少部分地由圍繞電子器件之周邊的一導電邊框形成。

根據另一實施例，提供一種並聯饋入式迴圈天線，其中該導電邊框包括一間隙。

根據另一實施例，提供一種並聯饋入式迴圈天線，其中第一天線饋入端子及第二天線饋入端子位於間隙之相反側上。

根據另一實施例，提供一種並聯饋入式迴圈天線，其亦包括一在一傳輸線與該第一天線饋入端子之間載運天線信號的天線饋入線路，及一插入於該天線饋入線路中之電容器。

根據另一實施例，提供一種並聯饋入式迴圈天線，其中該電感器包括電感性傳輸線結構。

根據另一實施例，提供一種並聯饋入式迴圈天線，其中該等導電傳輸線結構包括由一接地平面之一部分形成之一第一導電結構及平行於該第一導電結構延伸之一第二導電結構，且其中該第一導電結構與該第二導電結構由一開口分隔開。

根據一實施例，提供一種電子器件，其包括具有一周邊之一外殼、沿該周邊延伸且在該周邊上具有至少一間隙之一導電結構，及一至少部分地由該導電結構形成之天線。

根據另一實施例，提供一種電子器件，其亦包括一顯示器，其中該導電結構包括用於該顯示器之一邊框。

根據另一實施例，提供一種電子器件，其亦包括用於該天線之第一天線饋入端子及第二天線饋入端子，其中該天線包括一並聯饋入式迴圈天線。

根據另一實施例，提供一種電子器件，其亦包括一實質上矩形接地平面，其中該迴圈天線之一部分由該實質上矩形接地平面形成。

根據另一實施例，提供一種電子器件，其中該第二天線饋入端子連接至該實質上矩形接地平面。

根據另一實施例，提供一種電子器件，其亦包括射頻收發器電路、具有正導體及接地導體之一傳輸線，其中該傳輸線耦接於該射頻收發器電路與該第一天線饋入端子及該第二天線饋入端子之間，且一電容器插入於該傳輸線之該正導體中。

根據另一實施例，提供一種電子器件，其亦包括一電感器，該電感器橋接該第一天線饋入端子與該第二天線饋入端子。

根據另一實施例，提供一種電子器件，其中該第二天線饋入端子連接至該實質上矩形接地平面，且其中該第一天線饋入端子電連接至該邊框。

根據一實施例，提供無線電路，其包括一接地平面、具有一間隙之一導電電子器件邊框、填充該間隙之一固體介電質，及第一天線饋入端子及第二天線饋入端子，其中該接地平面、邊框與第一天線饋入端子及第二天線饋入端子形成一並聯饋入式迴圈天線。

根據另一實施例，提供無線電路，其亦包括一導電元件，其中該導電元件橋接該第一天線饋入端子與該第二天線饋入端子。

根據另一實施例，提供無線電路，其亦包括耦接至該並聯饋入式迴圈天線且經組態以在至少第一通信頻帶及第二通信頻帶中操作之射頻收發器電路。

根據另一實施例，提供無線電路，其亦包括耦接至該並聯饋入式迴圈天線且經組態以在一涵蓋850 MHz及900 MHz之副頻帶的第一通信頻帶及一涵蓋1800 MHz、1900 MHz及2100 MHz之副頻帶的第二通信頻帶中操作之射頻收發器電路。

根據另一實施例，提供無線電路，其亦包括與該第一天線饋入端子以串聯方式耦接之一電容性元件，其中該第二天線饋入端子連接至該接地平面。

根據一實施例，提供一種電子器件，其包括具有一矩形周邊之一顯示器、射頻收發器電路、一圍繞該顯示器之該矩形周邊且具有一沿該周邊之間隙的導電結構、包括該導電結構之具有該間隙之一部分且包括天線饋入端子之一天線，及一耦接於該射頻收發器電路與該天線饋入端子之間的傳輸線。

根據另一實施例，提供一種電子器件，其亦包括在該間隙中之一固體介電質。

根據另一實施例，提供一種電子器件，其亦包括一電感性元件，該電感性元件橋接該等天線饋入端子。

根據另一實施例，提供一種電子器件，其中該導電結構包括用於該顯示器之一邊框。

根據另一實施例，提供一種電子器件，其中該導電元件包括一接地平面與一導電部件之由一開口分隔之部分。

根據另一實施例，提供一種電子器件，其亦包括一電容性元件，該電容性元件連接至該等天線饋入端子中之一者。

根據另一實施例，提供一種電子器件，其中該傳輸線包括一正導體，且其中該電容性元件以串聯方式連接於該正導體與該第一天線饋入端子之間。

根據另一實施例，提供一種電子器件，其中該導電結構包括用於該顯示器之一邊框。

根據另一實施例，提供一種電子器件，其亦包括安裝有組件之一印刷電路板，其中該印刷電路板與組件形成形成一接地平面之至少部分，且其中該天線至少部分地由該接地平面形成。

根據另一實施例，提供一種電子器件，其中該第二天線饋入端子包含連接至該接地平面之一接地天線饋入端子。

前述內容僅說明本發明之原理，且熟習此項技術者可在不脫離本發明之範疇及精神之情況下進行各種修改。前述實施例可單獨實施或以任何組合實施。

10．．．攜帶型電子器件

12．．．外殼

14．．．顯示器

16．．．側壁結構

18．．．間隙

19．．．按鈕

20．．．區域

22．．．區域

24．．．線

26．．．方向

28．．．儲存器及處理電路

30．．．輸入輸出電路

32．．．輸入輸出器件

34．．．無線通信電路

36．．．收發器電路

38．．．收發器電路

40．．．天線

42．．．後外殼壁結構

44．．．電組件

46．．．印刷電路板

48．．．互連件

50．．．連接器

52．．．同軸電纜/傳輸線

54．．．接地天線饋入端子

56．．．同軸電纜中心連接器

58．．．正天線饋入端子

60．．．射頻收發器

62．．．接地天線饋入端子

64．．．正天線饋入端子

66．．．接地導電結構

68．．．接地平面

70．．．導電結構/接地平面延伸

72．．．開口/介電區域

74．．．橫向居中分界線

76．．．邊緣

78．．．方向

80．．．手指

82．．．串聯饋入式迴圈天線

84．．．迴路

86．．．正傳輸線導體

88．．．接地傳輸線導體

90．．．駐波比曲線/並聯饋入式迴圈天線

92．．．低頻帶諧振峰值/迴路

94．．．諧振峰值/正信號導體

96．．．弱諧振峰值/接地信號導體

98．．．電感器/電感性元件

100．．．電容器

102．．．電流路徑

104．．．圓圖

106．．．線

DL．．．介電質開口

GE．．．接地

SG．．．區段

TL．．．傳輸線

圖1為根據本發明之一實施例之具有無線通信電路之說明性電子器件的透視圖；

圖2為根據本發明之一實施例之具有無線通信電路之說明性電子器件的示意圖；

圖3為根據本發明之一實施例之具有無線通信電路之說明性電子器件的橫截面端視圖；

圖4為根據本發明之一實施例之說明性天線的圖；

圖5為根據本發明之一實施例之可在電子器件中使用之說明性串聯饋入式迴圈天線的示意圖；

圖6為根據本發明之一實施例之展示電子器件天線可如何經組態以展現在多個通信頻帶中之涵蓋的曲線圖；

圖7為根據本發明之一實施例之可在電子器件中使用之說明性並聯饋入式迴圈天線的示意圖；

圖8為根據本發明之一實施例之在迴路中插入有電感的說明性並聯饋入式迴圈天線的圖；

圖9為根據本發明之一實施例之具有電感性傳輸線結構的說明性並聯饋入式迴圈天線的圖；

圖10為根據本發明之一實施例之具有電感性傳輸線結構及串聯連接式電容性元件的說明性並聯饋入式迴圈天線的圖；及

圖11為說明根據本發明之實施例之各種電子器件迴圈天線之效能的史密斯圓圖。

10．．．攜帶型電子器件

28．．．儲存器及處理電路

30．．．輸入輸出電路

32．．．輸入輸出器件

34．．．無線通信電路

36．．．收發器電路

38．．．收發器電路

40．．．天線

Claims (17)

1. 一種在具有一周邊之一電子器件中之並聯饋入式迴圈天線，其包含：一導電迴路路徑，其至少部分地由沿該周邊安置之導電結構形成；一電感器，其插入於該導電迴路路徑中；及第一天線饋入端子及第二天線饋入端子，該第一天線饋入端子與該第二天線饋入端子由該電感器橋接，其中該導電迴路路徑之該等導電結構至少部分地由圍繞該電子器件之該周邊的一導電邊框形成。
2. 如請求項1之並聯饋入式迴圈天線，其中該導電邊框包含一間隙。
3. 如請求項2之並聯饋入式迴圈天線，其中該第一天線饋入端子及該第二天線饋入端子位於該間隙之相反側上。
4. 如請求項1之並聯饋入式迴圈天線，其中該電感器包含電感性傳輸線結構。
5. 一種在具有一周邊之一電子器件中之並聯饋入式迴圈天線，其包含：一導電迴路路徑，其至少部分地由沿該周邊安置之導電結構形成；一電感器，其插入於該導電迴路路徑中；及第一天線饋入端子及第二天線饋入端子，該第一天線饋入端子與該第二天線饋入端子由該電感器橋接；一天線饋入線路，其在一傳輸線與該第一天線饋入端 子之間載運天線信號；及一電容器，其插入於該天線饋入線路中。
6. 一種在具有一周邊之一電子器件中之並聯饋入式迴圈天線，其包含：一導電迴路路徑，其至少部分地由沿該周邊安置之導電結構形成；一電感器，其插入於該導電迴路路徑中；及第一天線饋入端子及第二天線饋入端子，該第一天線饋入端子與該第二天線饋入端子由該電感器橋接，其中該電感器包含電感性傳輸線結構，其中該等電感性傳輸線結構包含由一接地平面之一部分形成之一第一導電結構及平行於該第一導電結構延伸之一第二導電結構，且其中該第一導電結構與該第二導電結構由一開口分隔開。
7. 一種電子器件，其包含：具有一周邊之一外殼；一導電結構，其沿該周邊延伸且在該周邊上具有至少一間隙；及一天線，其至少部分地由該導電結構形成；一顯示器，其中該導電結構包含用於該顯示器之一邊框；用於該天線之第一天線饋入端子及第二天線饋入端子，其中該天線包含一並聯饋入式迴圈天線；一實質上矩形接地平面，其中該迴圈天線之一部分係 由該實質上矩形接地平面形成且其中該第二天線饋入端子連接至該實質上矩形接地平面；射頻收發器電路；一傳輸線，其具有正導體及接地導體，其中該傳輸線耦接於該射頻收發器電路與該第一天線饋入端子及該第二天線饋入端子之間；一電容器，其插入於該傳輸線之該正導體中；及一電感器，該電感器橋接該第一天線饋入端子與該第二天線饋入端子。
8. 如請求項7之電子器件，其中該第二天線饋入端子連接至該實質上矩形接地平面，且其中該第一天線饋入端子電連接至該邊框。
9. 一種無線電路，其包含：一接地平面；具有一間隙之一導電電子器件邊框；填充該間隙之一固體介電質；及第一天線饋入端子及第二天線饋入端子，其中該接地平面、該邊框與該第一天線饋入端子及該第二天線饋入端子形成一並聯饋入式迴圈天線；及一電感性元件，其中該電感性元件橋接該第一天線饋入端子與該第二天線饋入端子。
10. 如請求項9之無線電路，其進一步包含：射頻收發器電路，其耦接至該並聯饋入式迴圈天線且經組態以在至少第一通信頻帶及第二通信頻帶中操作。
11. 如請求項9之無線電路，其進一步包含：射頻收發器電路，其耦接至該並聯饋入式迴圈天線且經組態以在涵蓋850MHz及900MHz之副頻帶的一第一通信頻帶及涵蓋1800MHz、1900MHz及2100MHz之副頻帶的一第二通信頻帶中操作。
12. 如請求項11之無線電路，其進一步包含與該第一天線饋入端子以串聯方式耦接之一電容性元件，其中該第二天線饋入端子連接至該接地平面。
13. 一種電子器件，其包含：一顯示器，其具有一矩形周邊；射頻收發器電路；一導電結構，其圍繞該顯示器之該矩形周邊且具有沿該周邊之一間隙；一天線，其包括該導電結構之具有該間隙之一部分且包括天線饋入端子；及一傳輸線，其耦接於該射頻收發器電路與該等天線饋入端子之間；及一電感性元件，該電感性元件橋接該等天線饋入端子。
14. 如請求項13之電子器件，其中該導電結構包含用於該顯示器之一邊框。
15. 如請求項13之電子器件，其中該電感性元件包含一接地平面與一導電部件之由一開口分隔開之部分。
16. 一種電子器件，其包含： 一顯示器，其具有一矩形周邊；射頻收發器電路；一導電結構，其圍繞該顯示器之該矩形周邊且具有沿該周邊之一間隙；一天線，其包括該導電結構之具有該間隙之一部分且包括天線饋入端子；及一傳輸線，其耦接於該射頻收發器電路與該等天線饋入端子之間；及安裝有組件之一印刷電路板，其中該印刷電路板及組件形成一接地平面之至少部分，且其中該天線至少部分地由該接地平面形成。
17. 如請求項16之電子器件，其中該等天線饋入端子中之一第二天線饋入端子包含連接至該接地平面之一接地天線饋入端子。