TWI497819B - 可攜式電子裝置及其天線結構 - Google Patents

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Description

可攜式電子裝置及其天線結構
本發明係有關於一種天線結構，特別係有關於一種能變換操作頻帶的天線結構。
目前針對單一種無線通訊規格，在不同的地區，仍然會有不同的操作頻段。以LTE(長期演進技術)通訊規格為例，美國地區的操作頻段為704~960MHz以及1710~2170MHz。歐洲地區的操作頻段卻為791~960MHz以及1710~2170MHz。然而，由於無線通訊裝置的輕薄化，天線結構的尺寸也被壓縮，頻寬受限，因此在低頻的部分，無法同時滿足美國以及歐洲的傳輸需求。
本發明即為了欲解決習知技術之問題而提供之一種天線結構，包括一第一輻射體、一第二輻射體、一第二耦合部以及一切換電路。第一輻射體包括一饋入部以及一第一輻射體本體。第二輻射體包括一第一耦合部、一第二輻射體本體以及一接地部，該第一耦合部連接該第二輻射體本體之一第一端部，該接地部連接該第二輻射體本體連接。該第一輻射體本體至少部分位於該第一耦合部與該第二耦合部之間。切換電路連接該第二輻射體以及該第二耦合部，其中，當該天線結構處於一第一模態時，該切換電路使該第二輻射體以及該第二耦合部之間形成通路，當該天 線結構處於一第二模態時，該切換電路使該第二輻射體與該第二耦合部斷路。
本發明實施例之天線結構的特點在於，透過改變第一輻射體與第二輻射體之間的耦合量，藉此達到平移頻段的目的，以滿足傳輸需求。本發明實施例之天線結構並非透過延長輻射體後端的長度手段，而達到拓展低頻頻寬的效果，因此整體天線結構的長度較短，並且提供了較佳的訊號傳輸效果。
參照第1圖，其係顯示本發明實施例之天線結構100，包括一第一輻射體110、一第二輻射體120、一第二耦合部140以及一切換電路150。第一輻射體110包括一饋入部111以及一第一輻射體本體112。一饋入源131電性連接該饋入部111。第二輻射體120包括一第一耦合部121、一第二輻射體本體122以及一接地部123，該第一耦合部121連接該第二輻射體本體122之一第一端部124，該接地部123連接該第二輻射體本體122。該第一輻射體本體112至少部分位於該第一耦合部121與該第二耦合部140之間。切換電路150連接該第二輻射體120以及該第二耦合部140。
該第一輻射體本體112平行於該第一耦合部121以及該第二耦合部140。在此實施例中，該第二耦合部140的長度小於該第一輻射體本體112的長度。
參照第2A以及2B圖，當本發明實施例之天線結構100 處於一第一模態(第2A圖)時，該切換電路150使該第二輻射體120以及該第二耦合部140之間形成通路。當本發明實施例之天線結構100處於一第二模態(第2B圖)時，該切換電路150使該第二輻射體120與該第二耦合部140斷路。
該切換電路150於該第一模態以及該第二模態之間進行切換。當該天線結構100處於該第一模態時，透過該切換電路150的電性連接，該第一耦合部121、該第二耦合部140以及該第一端部124實質上構成一U形通路，該U形通路形成有一缺口103，該第一輻射體本體112部分伸入該缺口103之中，以同時耦合該第一耦合部121以及該第二耦合部140。參照第2A圖，在該第一模態下，表面電流101於饋入部111饋入，沿第一輻射體本體112行進；透過該第一輻射體本體112耦合該第一耦合部121以及該第二耦合部140，表面電流102於該第一耦合部121以及該第二耦合部140上感應產生，並沿第二輻射體本體122行進。
當該天線結構100處於該第二模態時，第二耦合部140與第二輻射體本體122之間斷開，該第一輻射體本體112僅耦合該第一耦合部121。參照第2B圖，在該第二模態下，表面電流101於饋入部111饋入，沿第一輻射體本體112行進；透過該第一輻射體本體112耦合該第一耦合部121，表面電流102’於該第一耦合部121上感應產生，並沿第二輻射體本體122行進。
參照第1圖，在此實施例中，該第一輻射體110更包括一彎折部113，用以調整天線的阻抗匹配。該饋入部111 連接於該彎折部113之一端，該第一輻射體本體112連接於該彎折部113之另一端。在此實施例中，該彎折部113呈U字形，但形狀不以此為限。在其他實施例中，亦可不具彎折部113，饋入部111則直接連接於第一輻射體本體112。
參照第1圖，在此實施例中，該接地部123連接該第二輻射體本體122，並位於該第二輻射體本體122之該第一端部124以及該二輻射體本體122之一第二端部125之間，該接地部123垂直於該第二輻射體本體122，在其他變形例中，接地部可不垂直於第二輻射體本體，亦可為具彎折之結構。天線結構100可更包括一接地元件160，其中，該接地部123連接該接地元件160。接地元件160接地。
參照第1圖，在此實施例中，該第二輻射體120可更包括一延伸部126，該延伸部126連接該第二端部125，該延伸部126可大致呈L形或其他形狀。在其他變形例中，延伸部126形狀不限，亦可不具延伸部126。
在本發明實施例中，切換電路150由PIN(P-intrinsic-N Diode)二極體、電阻R以及電感L所構成。然，實施例之揭露並未限制本發明，切換電路150的設計可以適度變化。
本發明實施例之天線結構的特點在於，透過改變第一輻射體110與第二輻射體120之間的耦合量，藉此達到平移頻段的目的，以滿足傳輸需求。第3圖其係顯示本發明實施例天線結構之電壓駐波比，其中線段M1代表天線結構處於該第一模態下的電壓駐波比，線段M2代表天線結 構處於該第二模態下的電壓駐波比。參照第3圖，天線結構於該第一模態的頻段與該第二模態的頻段在低頻的部分有明顯差異，藉此，可滿足不同地區(歐規、美規)的傳輸需求。
參照第4圖，本發明實施例之天線結構100可應用於一可攜式電子裝置10之中，該可攜式電子裝置10包括天線結構100以及系統電路11，天線結構100電性連接該系統電路11。當可攜式電子裝置10開機時，系統電路11透過天線結構100以高頻頻段的無線訊號尋找基地台，以判別可攜式電子裝置10的位置正位於美國或是歐洲，並根據位置判斷結果，驅使該切換電路於該第一模態以及該第二模態之間進行切換，以正確的頻段進行訊號的傳輸。本發明實施例之天線結構可應用於筆記型電腦、平板型電腦或其他形式之電子裝置之中。
雖然本發明已以具體之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧可攜式電子裝置
11‧‧‧系統電路
100‧‧‧天線結構
101、102、102’‧‧‧表面電流
103‧‧‧缺口
110‧‧‧第一輻射體
111‧‧‧饋入部
112‧‧‧第一輻射體本體
113‧‧‧彎折部
120‧‧‧第二輻射體
121‧‧‧第一耦合部
122‧‧‧第二輻射體本體
123‧‧‧接地部
124‧‧‧第一端部
125‧‧‧第二端部
126‧‧‧延伸部
131‧‧‧饋入源
140‧‧‧第二耦合部
150‧‧‧切換電路
160‧‧‧接地部
第1圖係顯示本發明實施例之天線結構；第2A圖係顯示本發明實施例之天線結構於第一模態時的表面電流分佈；第2B圖係顯示本發明實施例之天線結構於第二模態時的表面電流分佈；第3圖係顯示本發明實施例之天線結構於第一模態以及第二模態下的訊號傳輸效果；以及第4圖係顯示應用本發明實施例之天線結構的可攜式電子裝置。
100‧‧‧天線結構
103‧‧‧缺口
110‧‧‧第一輻射體
111‧‧‧饋入部
112‧‧‧第一輻射體本體
113‧‧‧彎折部
120‧‧‧第二輻射體
121‧‧‧第一耦合部
122‧‧‧第二輻射體本體
123‧‧‧接地部
124‧‧‧第一端部
125‧‧‧第二端部
126‧‧‧延伸部
131‧‧‧饋入源
140‧‧‧第二耦合部
150‧‧‧切換電路
160‧‧‧接地部

Claims (15)

  1. 一種天線結構，包括：一第一輻射體，包括一饋入部以及一第一輻射體本體；一第二輻射體，包括一第一耦合部、一第二輻射體本體以及一接地部，該第一耦合部連接該第二輻射體本體之一第一端部，該接地部連接該第二輻射體本體；一第二耦合部，其中，該第一輻射體本體至少部分位於該第一耦合部與該第二耦合部之間；以及一切換電路，連接該第二輻射體以及該第二耦合部，其中，當該天線結構處於一第一模態時，該切換電路使該第二輻射體以及該第二耦合部之間形成通路，當該天線結構處於一第二模態時，該切換電路使該第二輻射體與該第二耦合部斷路。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中，該第一輻射體本體平行於該第一耦合部以及該第二耦合部。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之天線結構，其中，該第二耦合部的長度小於該第一輻射體本體的長度。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之天線結構，其中，當該天線結構處於該第一模態時，該第一輻射體本體同時耦合該第一耦合部以及該第二耦合部，當該天線結構處於該第二模態時，該第一輻射體本體耦合該第一耦合部。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構，其中，當該天線結構處於該第一模態時，透過該切換電路的電性連接，該第一耦合部、該第二耦合部以及該第一端部實質上構成一U形通路，該U形通路形成一缺口，該第一輻射體 本體部分伸入該缺口之中。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中，該第一輻射體更包括一彎折部，該饋入部連接於該彎折部之一端，該第一輻射體本體連接於該彎折部之另一端。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之天線結構，其中，該彎折部呈U字形。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中，該接地部連接該第二輻射體本體，並位於該二輻射體本體之該第一端部以及該二輻射體本體之一第二端部之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之天線結構，其更包括一接地元件，其中，該接地部連接該接地元件。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之天線結構，其中，該第二輻射體更包括一延伸部，該延伸部連接該第二端部。
  11. 一種可攜式電子裝置，包括：一系統電路；以及一天線結構，電性連接該系統電路，包括：一第一輻射體，包括一饋入部以及一第一輻射體本體；一第二輻射體，包括一第一耦合部、一第二輻射體本體以及一接地部，該第一耦合部連接該第二輻射體本體之一第一端部，該接地部連接該第二輻射體本體；一第二耦合部，其中，該第一輻射體本體至少部分位於該第一耦合部與該第二耦合部之間；以及一切換電路，連接該第二輻射體以及該第二耦合部，其中，當該天線結構處於一第一模態時，該切換電路使該第二輻射體以及該第二耦合部之間形成通路，當該天線結 構處於一第二模態時，該切換電路使該第二輻射體與該第二耦合部斷路。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之可攜式電子裝置，其中，該第一輻射體本體平行於該第一耦合部以及該第二耦合部。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之可攜式電子裝置，其中，該第二耦合部的長度小於該第一輻射體本體的長度。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之可攜式電子裝置，其中，當該天線結構處於該第一模態時，該第一輻射體本體同時耦合該第一耦合部以及該第二耦合部，當該天線結構處於該第二模態時，該第一輻射體本體耦合該第一耦合部。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之可攜式電子裝置，其中，當該天線結構處於該第一模態時，透過該切換電路的電性連接，該第一耦合部、該第二耦合部以及該第一端部實質上構成一U形通路，該U形通路形成一缺口，該第一輻射體本體部分伸入該缺口之中。
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