TWI446627B - 具有表面黏著槽孔天線之行動通訊裝置 - Google Patents

Description

具有表面黏著槽孔天線之行動通訊裝置

本發明係為一種行動通訊裝置，特別是一種具有表面黏著槽孔天線之行動通訊裝置。

行動通訊裝置的輕、薄、短、小以及其內建天線可以與系統接地面上的其它元件整合，在現今無線通訊技術的快速演進與人們使用行動通訊裝置的便利性需求下，是非常重點的設計要求。在行動通訊裝置之相關內建天線設計中，使用單極槽孔天線或開口槽孔天線為一種可行設計。然而，為產生足夠的操作頻寬來涵蓋無線廣域網路(WWAN,wireless wide area network)之寬頻操作，此種單極槽孔天線一般必需配置於行動通訊裝置之系統接地面中央，以同時激發系統接地面之共振模態達成寬頻操作。美國專利第6,618,020 B2號“Monopole slot antenna(單極槽孔天線)”便是一例，其單極槽孔天線即是配置於系統接地面中央及印製於系統電路板上來達成寬頻之操作，然而此種單極槽孔配置方式會造成系統電路板上相關電路及訊號線配置的困難。不僅如此，當系統電路板上其它元件也都建置後，通常需要對天線進行微幅調整進而使得其共振模態足以涵蓋所需之操作頻寬，然而如上例所述之天線，其開口槽孔天線直接印製在系統電路板上，使得調整天線尺寸有實際的困難，因此限制其實用性。

為了解決上述先前技術之問題，本發明提供一種具有表面黏著槽孔天線之行動通訊裝置，其包含一接地面及一槽孔天線。該接地面為該行動通訊裝置之系統接地面，在該接地面之一長邊具有一缺口，該缺口之形狀大致為一矩形，且該缺口不在該接地面之一角落處，該缺口離該接地面最近之一短邊之距離至少為5 mm，使得該系統接地面之近似偶極共振模態可以被激發達成寬頻之操作；該槽孔天線置放於該接地面之該缺口上，該槽孔天線具有一介質基底，在該介質基底之一表面上具有一金屬部，該金屬部電氣連接至該接地面，該金屬部內具有一開口槽孔，該開口槽孔之長度少於該槽孔天線最低操作頻率之1/5波長，且具有至少一彎折，降低該槽孔天線之尺寸，於該介質基底之另一表面上，具有一饋入微帶線，該饋入微帶線跨過該開口槽孔，用以激發該槽孔天線，該饋入微帶線之另一端為該槽孔天線饋入端。

在本發明之行動通訊裝置中，該開口槽孔與該接地面具有一間距，該間距至少為0.5 mm，可以使得該天線置放於該接地面之該缺口上之後，不會與該行動通訊裝置之系統電路板直接接觸，減少影響該天線操作特性之參數。其中該開口槽孔由於操作在1/4波長共振模態，且具有該介質基底之負載，其長度小於該槽孔天線最低操作頻率之1/5波長，同時，該饋入微帶線跨過該開口槽孔的位置與該開口槽孔之開口端之距離介於該開口槽孔之0.25~0.75倍長度之間，以激發該槽孔天線之最低共振模態，再結合所激發之該接地面之近似偶極共振模態來形成一第一(低頻)操作頻帶，至少涵蓋824~960 MHz(GSM850/900頻帶)。另外，該槽孔天線之高階共振模態亦可被激發來形成一第二(高頻)操作頻帶，至少涵蓋1710~2170 MHz(GSM1800/1900/UMTS頻帶)。該槽孔天線因此可以達成WWAN五頻之操作。

第1圖為本發明第一實施例之行動通訊裝置之系統接地面，包括接地面11、接地面之一長邊111、接地面離缺口最近之一短邊112、接地面上與槽孔天線金屬部之電氣連接點113、缺口12及接地面離缺口最近之一短邊與缺口之距離13。同時缺口12與接地面離缺口最近之一短邊112之間的接地面區間，可用於配置行動通訊裝置內之相關組件，例如可以配置一個通用序列匯流排接頭元件，達成天線與資料傳輸元件間之整合及行動通訊裝置內部空間之有效運用。

第2圖為本發明第一實施例之表面黏著槽孔天線20置於接地面11之缺口12上，同時，為更清楚說明表面黏著槽孔天線20之結構，其展開為平面結構圖於第3圖一併說明。表面黏著槽孔天線20包含介質基底21、槽孔天線金屬部22、開口槽孔23及饋入微帶線24。開口槽孔23位於金屬部22上。金屬部22位於介質基底21之一表面上。饋入微帶線24位於介質基底21相對於開口槽孔23之另一表面上，其一端跨過開口槽孔23，其另一端241為槽孔天線20之饋入端，饋入微帶線24跨過開口槽孔23之位置與開口槽孔之開口端距離25，距離25之長度大於開口槽孔23之0.25倍長度。開口槽孔23與接地面11之間距為26，間距26至少為0.5 mm。槽孔天線20具有至少二個彎折27、28，使得槽孔天線20為一個三維立體結構。

第4圖為本發明第一實施例之表面黏著槽孔天線模擬返回損失圖。在第一實施例中選擇下列尺寸進行模擬：接地面11長度約為115 mm，寬度約為60 mm；開口槽孔23長度約為64 mm，寬度約為4 mm；距離13之長度約為10 mm；距離25之長度約為26 mm，約為開口槽孔23之0.4倍長度；開口槽孔與接地面之間距約為3 mm。由模擬結果，在6 dB返回損失的定義之下(行動通訊裝置天線設計規範)，第一操作頻帶41可涵蓋GSM850/900之二頻操作，第二操作頻帶42則可涵蓋GSM1800/1900/UMTS之三頻操作，因此該天線可滿足WWAN五頻之操作需求。

第5圖為本發明之表面黏著槽孔天線第二實施例展開為平面結構圖。第二實施例與第一實施例之主要差異在於開口槽孔53具有三彎折，其饋入微帶線54跨過開口槽孔53之位置與開口槽孔之開口端距離55，距離55之長度介於開口槽孔53之0.25~0.75倍長度之間。第二實施例之其他天線結構與第一實施例相似，在此相似結構下，第二實施例亦可以具有與第一實施例相似之功效。

第6圖為本發明之表面黏著槽孔天線第三實施例展開為平面結構圖。第三實施例與第一實施例之主要差異在於開口槽孔63具有一彎折，其饋入微帶線64跨過開口槽孔63之位置與開口槽孔之開口端距離65，距離65之長度介於開口槽孔63之0.25~0.75倍長度之間。第三實施例之其他天線結構與第一實施例相似，在此相似結構下，第三實施例亦可以具有與第一實施例相似之功效。

以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

11．．．接地面

111．．．接地面之一長邊

112．．．接地面離缺口最近之一短邊

113．．．接地面上與槽孔天線金屬部之電氣連接點

12．．．缺口

13．．．接地面離缺口最近之一短邊與缺口之距離

20．．．表面黏著槽孔天線

21．．．介質基底

22,52,62．．．槽孔天線之金屬部

23,53,63．．．開口槽孔

24,54,64．．．饋入微帶線

241,541,641．．．饋入端

25,55,65．．．饋入微帶線跨過開口槽孔之位置與開口槽孔之開口端之距離

26．．．開口槽孔與接地面之距離

27,57,67．．．槽孔天線之介質基底彎折處

28,58,68．．．槽孔天線之介質基底彎折處

41．．．第一(低頻)操作頻帶

42．．．第二(高頻)操作頻帶

第1圖為本發明第一實施例之行動通訊裝置之系統接地面。

第2圖為本發明第一實施例之表面黏著槽孔天線置於接地面之缺口上。

第3圖為本發明第一實施例之表面黏著槽孔天線展開為平面結構圖。

第4圖為本發明第一實施例之表面黏著槽孔天線模擬返回損失圖。

第5圖為本發明之表面黏著槽孔天線第二實施例展開為平面結構圖。

第6圖為本發明之表面黏著槽孔天線第三實施例展開為平面結構圖。

111．．．接地面之一長邊

112．．．接地面離缺口最近之一短邊

12．．．缺口

13．．．接地面離缺口最近之一短邊與缺口之距離

20．．．表面黏著槽孔天線

21．．．介質基底

22．．．槽孔天線之金屬部

23．．．開口槽孔

24．．．饋入微帶線

241．．．饋入端

25．．．饋入微帶線跨過開口槽孔之位置與開口槽孔之開口端之距離

26．．．開口槽孔與接地面之距離

Claims (7)

1. 一種具有表面黏著槽孔天線之行動通訊裝置，具有：一接地面，該接地面為該行動通訊裝置之系統接地面，在該接地面之一長邊具有一缺口，且該缺口不在該接地面之一角落處；以及一槽孔天線，該槽孔天線置放於該接地面之該缺口上，該槽孔天線具有一介質基底，在該介質基底之一表面上具有一金屬部，該金屬部電氣連接至該接地面，該金屬部內具有一開口槽孔，該開口槽孔之長度少於該槽孔天線最低操作頻率之1/5波長，且具有至少一彎折，於該介質基底之另一表面上，具有一饋入微帶線，該饋入微帶線跨過該開口槽孔，用以激發該槽孔天線，該饋入微帶線之另一端為該槽孔天線饋入端。
2. 如第1項所述之行動通訊裝置，該接地面之該缺口離該接地面最近之一短邊之距離至少為5 mm。
3. 如第1項所述之行動通訊裝置，該接地面之該缺口之形狀大致為一矩形。
4. 如第1項所述之行動通訊裝置，該饋入微帶線跨過該槽孔之位置與該開口槽孔之開口端之距離介於該開口槽孔之0.25~0.75倍長度之間。
5. 如第1項所述之行動通訊裝置，該槽孔天線之該開口槽孔與該接地面具有一間距，該間距至少為0.5 mm。
6. 如第1項所述之行動通訊裝置，該槽孔天線之該介質基底具有至少二個彎折，使得該槽孔天線為一個三維立體結構。
7. 如第1項所述之行動通訊裝置，該槽孔天線具有二個操作頻帶，分別至少涵蓋824~960 MHz及1710~2170 MHz。