TWI446625B - 行動通訊裝置天線 - Google Patents

Description

行動通訊裝置天線

本發明係一種行動通訊裝置天線，特別是一種具有輻射性耦合饋入結構之行動通訊裝置天線。

隨著無線通訊的蓬勃發展，各式各樣的無線通訊技術與產品不斷的推陳出新，通訊系統目前已由2G(Second Generation)進展到3G(Third Generation)，接下來將更進一步邁向4G(Fourth Generation)。而LTE(Long Term Evolution)在4G通訊系統中扮演著舉足輕重的角色，這也意味著行動通訊裝置天線將需於有限的空間中涵蓋更寬的頻寬(例如698~960MHz及1710~2690MHz)，大幅提高了設計天線的挑戰性。在先前技術中，雖然已揭露使用耦合饋入來達成較寬頻操作的技術，台灣專利公開號第200947802號“一種共面耦合式饋入多頻行動通訊裝置天線”即為一例。然而先前技術之耦合饋入主要是利用電容性補償以及造成更均勻之電流分佈來增加天線操作頻寬，但是饋入結構本身並無法產生共振模態，因此仍然不足以在非常有限的空間中達到涵蓋4G通訊系統的雙寬頻操作需求。

為了解決上述問題，本發明提出一種行動通訊裝置天線，特別是一種具有輻射性耦合饋入結構之行動通訊裝置天線，其不但能有效利用耦合饋入的特點，並更進一步利用饋入結構本身來增加多個共振模態，達成雙寬頻操作。

本發明為一種行動通訊裝置天線，包含：一接地面，該接地面具有一短路點；一介質基板，該介質基板鄰近該接地面；一饋入部，該饋入部位於該介質基板上，且該饋入部具有一饋入點，該饋入部經由該饋入點連接至一信號源，並包含：一第一饋入部，該第一饋入部之一端為該饋入點，其另一端為一開口端，且該第一饋入部於一第一特定頻率產生一共振模態，增加該天線之操作頻寬；及一第二饋入部，該第二饋入部之一端連接至該饋入點，其另一端連接至該第一饋入部，使得該第二饋入部與該第一饋入部之部分區間形成一環形結構，且該環形結構於一第二特定頻率產生一共振模態，增加該天線之操作頻寬；及一短路輻射部，該短路輻射部連接至該接地面之該短路點，該短路輻射部並與該第一饋入部之部分區間具有一小於3mm之耦合間距，經由該耦合間距，該短路輻射部由該饋入部電容耦合激發。

為能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。

請一併參考第1圖及第2圖。

第1圖為本發明第一實施例1之結構圖。第一實施例1包含一接地面10，該接地面10可為一筆記型電腦液晶螢幕之金屬背板或一行動通訊裝置之系統接地面，該接地面10並具有一短路點101；一介質基板11，該介質基板11鄰近該接地面10；一饋入部12，該饋入部12可使用印刷或蝕刻技術形成於該介質基板11上，且該饋入部12具有一饋入點123，該饋入部12經由該饋入點123連接至一信號源15，並包含：一第一饋入部121，該第一饋入部121之一端為該饋入點123，其另一端為一開口端124，且該第一饋入部121於一第一特定頻率產生一共振模態222，增加該天線之操作頻寬；及一第二饋入部122，該第二饋入部122之一端連接至該饋入點123，其另一端連接至該第一饋入部121，使得該第二饋入部122與該第一饋入部121之部分區間形成一環形結構，且該環形結構於一第二特定頻率產生一共振模態223，增加該天線之操作頻寬；及一短路輻射部13，該短路輻射部13可使用印刷或蝕刻技術形成於該介質基板上11，該短路輻射部13連接至該接地面10之該短路點101，該短路輻射部13並與該第一饋入部121之部分區間具有一小於3mm之耦合間距14，經由該耦合間距14，該短路輻射部13由該饋入部12電容耦合激發。

第2圖為本發明第一實施例1之量測返回損失圖。於第一實施例1中選擇下列尺寸來進行實驗：接地面10長度約為260mm，寬度約為200mm；介質基板11選用長度約為80mm，寬度約為13mm，厚度約為0.4mm之玻璃纖維基板；第一饋入部121長度約為100mm，寬度約為1mm；第二饋入部122長度約為60mm，寬度約為1mm；短路輻射部13長度約為85mm，寬度約為3mm；耦合間距14約為1mm。由所得之實驗結果，在6dB返回損失的定義之下，第一操作頻帶21足以涵蓋LTE700/GSM850/900(698~960MHz)，第二操作頻帶22足以涵蓋GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500(1710~2690MHz)。另外，亦可看到該第一饋入部121於一第一特定頻率產生一共振模態222，且該第一特定頻率位於該第二操作頻帶22內；同時，該第二饋入部122與該第一饋入部121之部分區間形成之環形結構亦於一第二特定頻率產生一共振模態223，且該第二特定頻率位於該第二操作頻帶22內。因此，本發明天線藉由短路輻射部13產生之共振模態(第一操作頻帶21內之共振模態及第二操作頻帶22內之共振模態221)以及饋入部12產生之多個共振模態222、223，達成4G通訊系統所需的雙寬頻操作需求。

第3圖為本發明第二實施例3之結構圖。與第一實施例1之最大差別在於該短路輻射部335至少部分區間係以沖壓或切割技術由一金屬片製作而成。由於第二實施例3之操作原理與第一實施例1相同，藉由適度調整即可達到與第一實施例1相似之結果，因此不再贅述。

綜上所述，本發明天線具有輻射性耦合饋入結構，一方面可以藉由饋入部電容耦合，有效激發短路輻射部之共振模態，另一方面還能藉由饋入部本身之多個共振模態(第一饋入部至少於第一特定頻率產生一共振模態；第二饋入部與第一饋入部之部分區間形成之環形結構亦至少於第二特定頻率產生一共振模態)，更進一步地增加天線操作頻寬，達成4G通訊系統所需的雙寬頻操作(LTE700/GSM850/900以及GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500)。

綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功能，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵。惟需注意，上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明之範圍。任何熟於此項技藝之人士均可在不違背本發明之技術原理及精神下，對實施例作修改或變化。本發明權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所述。

1．．．第一實施例

3．．．第二實施例

10．．．接地面

101．．．短路點

11．．．介質基板

12．．．饋入部

121．．．第一饋入部

122．．．第二饋入部

123．．．饋入點

124．．．開口端

13,33．．．短路輻射部

14．．．耦合間距

15．．．信號源

21．．．第一操作頻帶

22．．．第二操作頻帶

221,222,223．．．共振模態

第1圖為本發明第一實施例之結構圖。

第2圖為本發明第一實施例之量測返回損失圖。

第3圖為本發明第二實施例之結構圖。

1．．．第一實施例

10．．．接地面

101．．．短路點

11．．．介質基板

12．．．饋入部

121．．．第一饋入部

122．．．第二饋入部

123．．．饋入點

124．．．開口端

13．．．短路輻射部

14．．．耦合間距

15．．．信號源

Claims (9)

1. 一種具有輻射性耦合饋入結構之行動通訊裝置天線，包含：一接地面，該接地面具有一短路點；一介質基板，該介質基板鄰近該接地面；一饋入部，該饋入部位於該介質基板上，且該饋入部具有一饋入點，該饋入部經由該饋入點連接至一信號源，並包含：一第一饋入部，該第一饋入部之一端為該饋入點，其另一端為一開口端，且該第一饋入部於一第一特定頻率產生一共振模態，增加該天線之操作頻寬；及一第二饋入部，該第二饋入部之一端連接至該饋入點，其另一端連接至該第一饋入部，使得該第二饋入部與該第一饋入部之部分區間形成一環形結構，且該環形結構於一第二特定頻率產生一共振模態，增加該天線之操作頻寬；及一短路輻射部，該短路輻射部連接至該接地面之該短路點，該短路輻射部並與該第一饋入部之部分區間具有一小於3mm之耦合間距，經由該耦合間距，該短路輻射部由該饋入部電容耦合激發。
2. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該接地面係一筆記型電腦液晶螢幕之金屬背板。
3. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該接地面係一行動通訊裝置之系統接地面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該饋入部係以印刷或蝕刻技術形成於該介質基板上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該短路輻射部係以印刷或蝕刻技術形成於該介質基板上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該短路輻射部至少部分區間係以沖壓或切割技術由一金屬片製作而成。
7. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中該天線具有一第一操作頻帶涵蓋698~960MHz，及具有一第二操作頻帶涵蓋1710~2690MHz。
8. 如申請專利範圍第1項或第7項所述之天線，其中該第一特定頻率位於該天線第二操作頻帶內。
9. 如申請專利範圍第1項或第7項所述之天線，其中該第二特定頻率位於該天線第二操作頻帶內。