TWI549368B - 通訊裝置 - Google Patents

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Description

通訊裝置
本發明係為一種通訊裝置，特別是一種包括高隔離度之雙天線系統之通訊裝置。
隨著行動通訊之傳輸速度越來越快，為了增加資料傳輸量，更多天線設計在同一行動裝置上的需求也跟著產生。為將複數個天線設計在同一行動裝置上，一般天線系統(例如：一雙天線無線廣域網路(Wireless Wide Area Network，WWAN)系統，其具有雙卡、雙待及雙通之功能)通常以能配置於手持式裝置之一端(例如：一手機之底端)為優先考慮。此時，天線系統之頻寬及特定吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)可較容易滿足規範。然而，在此配置下，天線系統在無線廣域網路之高頻頻帶(例如：GSM1800/1900頻帶)之隔離度一般較難以改善。這主要是因為在高頻頻帶操作時，手機接地面之沿著天線系統之方向之表面電流容易被激發，因而造成天線之間之耦合量增加。在行動通訊裝置之空間有限之情況下，設計出具有高隔離度之天線系統、降低天線之間的耦合量及干擾，實為天線設計者之一大挑戰。
為了解決上述先前技術之問題，本發明提供一種通訊裝置，該通訊裝置包括一第一天線及一第二天線，其同時 配置於該通訊裝置之一端。此二天線之間在無線廣域網路之高頻頻帶(GSM1800/1900頻帶)可以具有良好的隔離度。
在較佳實施例中，本發明提供一種通訊裝置，包括：一接地元件，包括一主接地面以及一突出接地面；以及一天線系統，包括：一第一天線，包括一金屬輻射元件，並鄰近該接地元件之該主接地面；以及一第二天線，為一槽孔天線，其中該第二天線係形成於該接地元件之該突出接地面內，而該突出接地面係鄰近該第一天線。
在一些實施例中，該接地元件為一L形，並形成於該通訊裝置內之一電路板或一介質基板上。該通訊裝置更可包括至少一電子元件，其設置於該第一天線與該第二天線之間。在一些實施例中，該電子元件可以為一資料傳輸元件或一麥克風元件，使得該接地元件之空間獲得有效之運用。在一些實施例中，該第一天線可以為一單極天線、一短路單極天線，或是一環圈天線，其中該第一天線之至少二側邊係鄰近該接地元件。在一些實施例中，第二天線可以為一開口槽孔天線，其具有一開口端。該開口端係位於該突出接地面之一特定邊緣，且該特定邊緣與該第一天線不相鄰。該第一天線及該第二天線可以操作於至少一相同之行動通訊頻帶。
在該操作頻帶內，由於該第一天線包括該金屬輻射元件，故該第一天線本質上為一電流共振天線。相對地，由於該第二天線為一槽孔天線，故該第二天線本質上為一磁流共振天線。因此，本發明之該第一天線及該第二天線之 間可以具有良好的隔離度。在一些實施例中，該第一天線及該第二天線之間之隔離度係低於-16dB。
為讓本發明之目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
第1A圖係顯示根據本發明第一實施例所述之通訊裝置100之示意圖。如第1A圖所示，通訊裝置100包括一接地元件10和一天線系統。接地元件10包括一突出接地面101和一主接地面104。接地元件10之主接地面104與突出接地面101形成一L形。該天線系統包括一第一天線11及一第二天線12。在一些實施例中，第一天線11可包括一金屬輻射元件(未顯示)。第一天線11係鄰近接地元件10之主接地面104。更詳細地說，第一天線11之至少二側邊係分別鄰近接地元件10之主接地面104與突出接地面101。在一些實施例中，第二天線12為一槽孔天線。第二天線12係形成於接地元件10之突出接地面101內，其中突出接地面101係鄰近第一天線11。第一天線11係由一第一訊號源14所激發，而第二天線12係由一第二訊號源15透過一饋入微帶線13所激發。在一些實施例中，第二天線12為一開口槽孔天線，並具有一開口端121。第二天線12之開口端121係位於突出接地面101之一特定邊緣，例如：邊緣102，而邊緣102與第一天線11不相鄰。
第1B圖係顯示根據本發明第二實施例所述之通訊裝 置150之示意圖。第二實施例和第一實施例相似。如第1B圖所示，通訊裝置150更包括一電路板19(或是一介質基板19)，其設置於通訊裝置150內。接地元件10係形成於電路板19上。更詳細地說，電路板19具有相對之二表面E1、E2。接地元件10係形成於電路板19之表面E1上，而饋入微帶線13係設置於電路板19之表面E2上。在本實施例中，第一天線11包括一金屬輻射元件112，其為一倒J形。值得注意的是，本發明並不限於此。在其他實施例中，金屬輻射元件112亦可具有其他形狀，例如：一U形、一L形、一螺旋形，或是一不規則形。第二實施例之通訊裝置150之其餘特徵皆與第一實施例相似。因此，第二實施例之通訊裝置150亦可具有與第一實施例相似之功效。
第2圖係顯示根據本發明第一實施例所述之通訊裝置100之S參數圖，其中橫軸代表操作頻率(MHz)，而縱軸代表S參數(dB)。如第2圖所示，反射係數(S11)曲線22代表第一天線11之反射係數(S11)，反射係數(S22)曲線23代表第二天線12之反射係數(S22)，而隔離度(S21)曲線24代表第一天線11和第二天線12之間之隔離度(S21)。第一天線11在至少一行動通訊頻帶21(例如：GSM1800/1900頻帶)內產生一共振模態。第二天線12亦可在至少行動通訊頻帶21內產生一共振模態。在較佳實施例中，第一天線11及第二天線12之間之隔離度在行動通訊頻帶21內低於-16dB，且最佳情況可以低於-20dB。
在一些實施例中，元件尺寸如下列所述。電路板19之長度約為110mm，寬度約為60mm，厚度約為0.8mm。 第一天線11之長度約為25mm，寬度約為10mm，高度約為3mm。第二天線12之一槽孔之長度約為23mm。在一些實施例中，該天線系統佔據之面積僅約為600mm2(60mm×10mm)。本發明之天線系統適合配置於一智慧型手機之同一側邊，且具有輕薄及容易製作之特性。因此，本發明可適用於各種薄型化之行動通訊裝置，例如：一手機，一平板電腦，或是一筆記型電腦。值得注意的是，以上所述之元件尺寸、元件參數，以及頻帶範圍皆非本發明之限制條件，並可由設計者根據不同需求而進行調整。
第3圖係顯示根據本發明第三實施例所述之通訊裝置300之示意圖。第三實施例和第一實施例相似。兩者之差異在於，通訊裝置300之一第二天線32之一開口端321係位於突出接地面101之另一特定邊緣，例如：邊緣103。相似地，第二天線32之開口端321與第一天線11不相鄰。第三實施例之通訊裝置300之其餘特徵皆與第一實施例相似。因此，第三實施例之通訊裝置300亦可具有與第一實施例相似之功效。
第4圖係顯示根據本發明第四實施例所述之通訊裝置400之示意圖。第四實施例和第一實施例相似。兩者之差異在於，通訊裝置400之一第二天線42之一開口端421係位於突出接地面101之另一特定邊緣，例如：邊緣103。相似地，第二天線42之開口端421與第一天線11不相鄰。在第四實施例中，第二天線42之開口端421相較於第二天線42之一閉口端422更鄰近第一天線11。第四實施例之通訊裝置400之其餘特徵皆與第一實施例相似。因此，第 四實施例之通訊裝置400亦可具有與第一實施例相似之功效。
第5圖係顯示根據本發明第五實施例所述之通訊裝置500之示意圖。第五實施例和第一實施例相似。兩者之差異在於，通訊裝置500更包括至少一電子元件56。如第5圖所示，電子元件56係位於接地元件10之突出接地面101上，且電子元件56設置於第一天線11與第二天線12之間。在一些實施例中，電子元件56可以為一資料傳輸元件或一麥克風元件，使得接地元件10之空間獲得有效之運用，同時達成該天線系統與相關電子元件之整合。第五實施例之通訊裝置500之其餘特徵皆與第一實施例相似。因此，第五實施例之通訊裝置500亦可具有與第一實施例相似之功效。
在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，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。
100、150、300、400、500‧‧‧通訊裝置
10‧‧‧接地元件
101‧‧‧突出接地面
102、103‧‧‧突出接地面之邊緣
104‧‧‧主接地面
11‧‧‧第一天線
112‧‧‧金屬輻射元件
12、32、42‧‧‧第二天線
121、321、421‧‧‧第二天線之開口端
422‧‧‧第二天線之閉口端
13、33、43‧‧‧饋入微帶線
14‧‧‧第一訊號源
15‧‧‧第二訊號源
19‧‧‧電路板
21‧‧‧行動通訊頻帶
22、23‧‧‧反射係數曲線
24‧‧‧隔離度曲線
56‧‧‧電子元件
E1、E2‧‧‧電路板之表面
第1A圖係顯示根據本發明第一實施例所述之通訊裝置之示意圖；第1B圖係顯示根據本發明第二實施例所述之通訊裝置之示意圖；第2圖係顯示根據本發明第一實施例所述之通訊裝置之S參數圖；第3圖係顯示根據本發明第三實施例所述之通訊裝置之示意圖；第4圖係顯示根據本發明第四實施例所述之通訊裝置之示意圖；第5圖係顯示根據本發明第五實施例所述之通訊裝置之示意圖。
100‧‧‧通訊裝置
10‧‧‧接地元件
101‧‧‧突出接地面
102‧‧‧突出接地面之邊緣
104‧‧‧主接地面
11‧‧‧第一天線
12‧‧‧第二天線
121‧‧‧第二天線之開口端
13‧‧‧饋入微帶線
14‧‧‧第一訊號源
15‧‧‧第二訊號源

Claims (6)

  1. 一種通訊裝置，包括：一接地元件，包括一主接地面以及一突出接地面；以及一天線系統，包括：一第一天線，包括一金屬輻射元件，並鄰近該接地元件之該主接地面；以及一第二天線，為一開口槽孔天線，其中該第二天線係形成於該接地元件之該突出接地面內，而該突出接地面係鄰近該第一天線；其中該第一天線及該第二天線操作於至少一相同之行動通訊頻帶，其中該行動通訊頻帶為GSM1800/1900頻帶；其中該開口槽孔天線具有一開口端，該開口端位於該突出接地面之一特定邊緣，該特定邊緣與該第一天線不相鄰；其中該通訊裝置更包括：一電子元件，設置於該第一天線與該第二天線之間；其中該電子元件為一資料傳輸元件或一麥克風元件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該第一天線為一單極天線。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該第一天線為一短路單極天線。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該第一天線為一環圈天線。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該第一天線之至少二側邊係分別鄰近該接地元件之該主接地面與該突出接地面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該接地元件之該主接地面與該突出接地面形成一L形。
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