TWI514673B - 無線通訊裝置 - Google Patents

Description

無線通訊裝置

本發明涉及一種無線通訊裝置，尤其涉及一種應用寬頻天線之無線通訊裝置。

隨著無線通訊技術、資訊處理技術之迅速發展以及人們生活水準之日益提高，行動電話、個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)等可攜式無線通訊裝置競相湧現，進入到千家萬戶，使消費者可隨時隨地享受到高科技帶來之種種便利，使得這些可攜式無線通訊裝置已成為現代人日常生活不可缺少之一部分。

這些無線通訊裝置中，用來發射、接收無線電波以傳遞、交換無線電資料訊號之天線裝置是其最重要之組件之一。由於習知之無線通訊裝置經常需要能夠應用於各種使用不同通訊頻率之通訊系統，故其天線大多設計成具有涵蓋多個常用通訊頻帶之寬頻天線。惟，為使天線獲得較寬廣之工作頻段，往往需要設計較為複雜之天線結構並擴大天線之尺寸，這與無線通訊裝置小型化設計之整體趨勢相悖。因此，如何使天線既具有較寬廣之工作頻段，同時又能儘量減小天線之尺寸及簡化天線之結構，成為製造技術上面臨之重要問題。

有鑒於此，有必要提供一種體積小，且能涵蓋多個系統頻寬之無線通訊裝置。

一種無線通訊裝置，其包括一基板、一切換開關及設於基板上之一寬頻天線，所述寬頻天線包括一輻射主體、一饋入部及多個接地端，所述饋入部及接地端連接於輻射主體，所述切換開關切換於不同之接地端之間，以將所述輻射主體分成電氣長度不同之輻射區域。

相較於習知技術，所述之無線通訊裝置藉由一切換開關切換於接地部之不同接地端之間，以此來得到電氣長度不同之輻射區域，進而獲得較寬之天線帶寬。所述無線通訊裝置利用體積較小之寬頻天線覆蓋了多個常用通訊頻寬。

100‧‧‧無線通訊裝置

12‧‧‧側面

14‧‧‧頂面

18‧‧‧接地點

22‧‧‧輻射主體

222‧‧‧第二連接段

224‧‧‧第四連接段

226‧‧‧第二矩形段

228‧‧‧第二延伸段

26‧‧‧接地部

264‧‧‧第二接地端

30‧‧‧切換開關

1-6‧‧‧曲線

10‧‧‧基板

13‧‧‧端面

16‧‧‧淨空區域

20‧‧‧寬頻天線

221‧‧‧第一連接段

223‧‧‧第三連接段

225‧‧‧第一矩形段

227‧‧‧第一延伸段

24‧‧‧饋入部

262‧‧‧第一接地端

266‧‧‧第三接地端

50‧‧‧殼體

圖1係本發明較佳實施例之無線通訊裝置立體示意圖；圖2係本發明較佳實施例之寬頻天線裝設於無線通訊裝置基板上之示意圖；圖3係本發明較佳實施例之寬頻天線之立體示意圖；圖4係本發明較佳實施例之無線通訊裝置之功能模組圖；圖5係本發明較佳實施例之寬頻天線之返回損耗示意圖；圖6係本發明較佳實施例之寬頻天線之輻射效率示意圖。

請參閱圖1至圖3，本發明之一個較佳實施例為一無線通訊裝置100，其可以為行動電話或PDA等具有無線通訊功能之可攜式電子 裝置。該無線通訊裝置100包括一基板10、一寬頻天線20、一切換開關30(請參閱圖4)及一殼體50。所述基板10裝設於殼體50內，所述寬頻天線20及切換開關30均裝設於該基板10上。

所述基板10大致為一矩形之印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)，其包括一側面12、一端面13、一頂面14及與該頂面14相對之一底面(圖未標)。所述頂面14上可設置依照習知技術製造之一饋入點(圖未示)及一接地點18(請參閱圖4)。所述饋入點及接地點18與寬頻天線20電性相連以形成電流迴路，從而為寬頻天線20提供工作必需之訊號饋入及接地。所述基板10之靠近側面12之一端設有一淨空區域16，所述淨空區域16指基板10上無任何導體存在之區域，用以防止外部環境中電子元件如電池、振動器、喇叭、電荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)等對寬頻天線40產生干擾，造成其工作頻率偏移或輻射效率變低。

所述寬頻天線20可由金屬材料一體成型而成，所述寬頻天線20包括一輻射主體22、一饋入部24及一接地部26。

所述輻射主體22為條狀結構，其包括一第一連接段221、二第二連接段222、一第三連接段223及一第四連接段224。所述第一連接段221較寬，所述第二連接段222、第三連接段223及第四連接段224寬度一致且均小於第一連接段221之寬度。所述第一連接段221為一平直之長條狀結構，所述二第二連接段222分別垂直地連接於第一連接段221之兩端並平行地延伸。所述第三連接段223呈“L”形，其包括一第一矩形段225及一第二矩形段226。所述第一矩形段225一端垂直連接於其中一第二連接段222，並豎直延伸以此與第二連接段222所在之平面垂直。所述第二矩形段226一端 垂直連接於第一矩形段225之末端，並沿平行於第一連接段221之方向延伸。所述第四連接段224呈“L”形，其包括一第一延伸段227及一第二延伸段228。所述第一延伸段227一端垂直連接於另一第二連接段222，另一端沿平行於第一矩形段225之方向延伸，且該第一延伸段之長度227略大於第一矩形段225之長度。所述第二延伸段228之長度大於第二矩形段226之長度，該第二延伸段228之一端垂直連接於第一延伸段227之末端，另一端沿與第二矩形段226平行之方向延伸並越過其末端，並與第二矩形段226保持一定之距離，進而以便寬頻天線20發生耦合效應。

所述饋入部24為倒“L”形條狀結構，其大致連接於第一連接段221之中部。所述接地部26連接於第一連接段221靠近第三連接段223之一端。該接地部26包括形狀及大小與饋入部24均相同之一第一接地端262、一第二接地端264及一第三接地端266。所述饋入部24、第一接地端262、第二接地端264及第三接地端266之一端依次等間距地垂直連接於第一連接段221遠離第二連接段222之一側邊，另一端均沿與第一矩形段225平行之方向延伸。

所述切換開關30一端電性連接於所述接地點18，另一端可於受到觸發後(如使用者藉由按鈕調節或脈衝觸發)切換於所述第一接地端262、第二接地端264與第三接地端266之間。通常，習知之類比開關或積體電路(Integrate Circuit，IC)即可承擔此任務。

安裝所述寬頻天線20時，首先將所述輻射主體22藉由饋入部24及接地部26之支撐而懸置於基板10之淨空區域16上方。以此使饋入部24之另一端垂直連接於淨空區域16，並藉由電氣走線之形式與 基板10之饋入點電性連接，以為所述寬頻天線20提供訊號饋入。再使第一接地端262、第二接地端264及第三接地端266之另一端垂直於頂面14之淨空區域16上，並分別藉由所述切換開關30與基板10上之接地點18電性連接，藉此為所述寬頻天線20提供接地。此時第一連接段221將平行於基板之頂面14，同時使與第一矩形段225相連之一第二連接段222與基板10之端面13大致平齊，第二矩形段226與側面12平齊，第二延伸段228越過側面12而從基板10之底面邊緣伸出。如此，即將寬頻天線20裝設於基板10上。

當電訊號從饋入部24饋入後，切換開關30可依據無線通訊裝置100適用之網路切換於所述第一接地端262、第二接地端264及第三接地端266之間，以此形成不同電氣長度之輻射區域，並藉由第三連接段223及第四連接段224之間之耦合效應，從而獲得不同之操作頻率。具體地說，當切換開關電性連接於第一接地端262時，此時所述寬頻天線20之中心操作頻率約為0.9GHz及1.8GHz；當切換開關30電性連接於第二接地端264時，此時所述寬頻天線20之中心頻率約為0.925GHz及1.95GHz；當切換開關30電性連接於第三接地端266時，此時所述寬頻天線20之中心頻率分別約為0.95GHz及2.05GHz。如此藉由切換開關30電性連接於寬頻天線20不同之接地端，即形成不同電氣長度之輻射區域，從而獲得較寬之天線帶寬。

圖5所示為本發明較佳實施例之無線通訊裝置100之返回損耗(Return Loss，RL)。一般以天線之電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)為2：1處作為天線使用之頻帶，此處之返回損耗值等於-6分貝(dB)，故，返回損耗值小於等於-6dB 之頻率範圍均可作為天線工作之頻帶。曲線1-3分別代表切換開關30電性連接於所述第一接地端262、第二接地端264與第三接地端266時寬頻天線20之返回損耗，由圖3可見，所述無線通訊裝置100之第一工作頻段約為0.9~0.95GHz，第二工作頻段約為1.7-2.1GHz。

圖6所示為本發明無線通訊裝置100之輻射效率。曲線4-6分別代表切換開關30電性連接於所述第一接地端262、第二接地端264與第三接地端266時寬頻天線20之輻射效率，由圖4可知，該寬頻天線20於0.9~0.95GHz及1.7-2.1GHz之輻射效率均滿足天線工作設計要求。

可以理解，所述之接地部26不限於包括第一接地端262、第二接地端264及第三接地端266，於實際設計製造階段，可依據帶寬之需求適量增加或減少接地端之數量，如2個或4個接地端。同時第一接地端262、第二接地端264、第三接地端266及饋入部24之間距也可以根據實際需求設置。

可以理解，所述之切換開關30也可藉由電容或電感器件與接地點18相連接。

可以理解，所述之輻射主體22不限於本實施例中所述之結構，於實際設計製造階段，可選用任意一種形狀之天線輻射主體，只要其上設置有多個上述之接地端，且其電氣長度、阻抗匹配及耦合效應等滿足特定關係，即可到達所需之天線諧振頻率及帶寬。

本發明所述之無線通訊裝置藉由一切換開關切換於接地部之不同接地端之間，以此來得到電氣長度不同之輻射區域，進而獲得較 寬之天線帶寬。所述寬頻天線利用較小之體積增加了無線通訊裝置之操作頻帶，同時有利於無線通訊裝置之薄形化。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，本發明之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

18‧‧‧接地點

24‧‧‧饋入部

264‧‧‧第二接地端

30‧‧‧切換開關

22‧‧‧輻射主體

262‧‧‧第一接地端

266‧‧‧第三接地端

Claims (7)

1. 一種無線通訊裝置，其包括一基板及設於基板上之一寬頻天線，其改良在於：所述寬頻天線包括一輻射主體、一饋入部及多個接地端，所述饋入部及接地端連接於輻射主體，所述無線通訊裝置還包括一切換開關，所述切換開關切換於不同之接地端之間，以將所述輻射主體分成電氣長度不同之輻射區域，其中所述輻射主體為條狀結構，其包括一第一連接段及二第二連接段，所述第一連接段平行於基板設置，所述第二連接段寬度小於第一連接段，且二第二連接段對稱地垂直連接於第一連接段之兩端。
2. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中所述基板上設有一淨空區域、饋入點及一接地點，所述寬頻天線懸置於淨空區域上，所述饋入點為寬頻天線提供訊號饋入，所述切換開關電性連接於接地點以為寬頻天線提供接地。
3. 如申請專利範圍第2項所述之無線通訊裝置，其中所述饋入部呈倒“L”形，其一端垂直連接於所述第一連接段之一側，另一端與所述基板上之饋入點電性連接。
4. 如申請專利範圍第2項所述之無線通訊裝置，其中每一所述接地端為倒“L”形條狀結構，其一端垂直連接於所述第一連接段之一側，另一端藉由所述切換開關與基板上之接地點電性連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中所述饋入部及多個接地端等間距地垂直連接於所述第一連接段。
6. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中所述基板包括一側面；所述輻射體還包括分別與二第二連接段相連之一第三連接段及一第四連 接段，所述第三連接段及第四連接段均呈“L”形，所述第三連接段一端與側面平齊，所述第四連接段一端越過側面並與側面平行。
7. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中所述無線通訊裝置之第一工作頻段為0.9~0.95GHz，第二工作頻段為1.7-2.1GHz。