TWI590525B - 天線結構及應用該天線結構的無線通訊裝置 - Google Patents

天線結構及應用該天線結構的無線通訊裝置 Download PDF

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Description

天線結構及應用該天線結構的無線通訊裝置
本發明涉及一種無線通訊裝置及其天線結構，尤其涉及一種可接收多頻段無線訊號的無線通訊裝置及其天線結構。
無線通訊技術的發展，改變了我們生活且帶來種種便利。而其中天線裝置無疑是無線通訊裝置中最重要的組件之一。一般天線結構與無線通訊裝置內電路板上的饋入點連接，而在無線通訊裝置狹小的空間內，靈活設置天線從而充分利用無線通訊裝置的內部空間，顯得極為重要。另一方面，隨著無線通訊裝置的多樣化發展趨勢，對天線所涵蓋的頻寬範圍要求越來越高，在減小天線所佔無線通訊裝置內部空間的同時，如何有效提升天線的頻寬已成為一大挑戰。
鑒於以上情況，有必要提供一種佔用空間較小的天線結構。
另有必要提高一種應用上述天線結構的無線通訊裝置。
一種天線結構，其包括饋入端、第一天線及第二天線，所述第二天線包括依次連接的第一延長段及第二延長段，所述饋入端連接於第一延長段靠近第二延長段的一端，所述第二天線與第二延長段間隔設置。
一種無線通訊裝置，其包括電路板、天線結構及匹配電路，所述電路板上設有饋入點，所述匹配電路連接於饋入點及天線結構之間，所述天線結構包括饋入端、第一天線及第二天線，所述第二天線包括依次連接的第一延 長段及第二延長段，所述饋入端連接於第一延長段靠近第二延長段的一端，所述第二天線與第二延長段間隔設置。
本發明的天線結構簡單，且第一天線與第二天線彼此間隔設置，因而可較為靈活地於無線通訊裝置內部設置該第一天線及第二天線，從而充分利用無線通訊裝置內部空間。另一方面，通過匹配電路，對天線接收的不同頻段訊號進行阻抗匹配，有效提升天線涵蓋的頻率範圍。
100‧‧‧天線結構
10‧‧‧饋入端
30‧‧‧第一天線
31‧‧‧第一延長段
311‧‧‧第一片體
312‧‧‧第二片體
313‧‧‧第三片體
33‧‧‧第二延長段
50‧‧‧第二天線
200‧‧‧無線通訊裝置
210‧‧‧電路板
211‧‧‧饋入點
230‧‧‧匹配電路
231‧‧‧第一匹配單元
C1‧‧‧第一電容
C2‧‧‧第二電容
C3‧‧‧第三電容
C4‧‧‧第四電容
C5‧‧‧第五電容
L1‧‧‧第一電感
2310‧‧‧第一切換開關
2311‧‧‧第一靜接觸點
2312‧‧‧第一動接觸點
232‧‧‧第二匹配單元
C6‧‧‧第六電容
C7‧‧‧第七電容
L2‧‧‧第二電感
L3‧‧‧第三電感
L4‧‧‧第四電感
2320‧‧‧第二切換開關
2321‧‧‧第二靜接觸點
2322‧‧‧第二動接觸點
圖1係本發明實施例具有天線結構的無線通訊裝置的立體圖。
圖2係圖1所示具有天線結構的無線通訊裝置的另一視角的立體圖。
圖3係圖1所示的無線通訊裝置的第一匹配單元的電路圖。
圖4係圖1所示的無線通訊裝置的第二匹配單元的電路圖。
請參閱圖1，本發明較佳實施方式提供一種天線結構100，其應用於行動電話、平板電腦等無線通訊裝置200中。該無線通訊裝置200進一步包括電路板210及匹配電路230，該電路板210上設有饋入點211。
該天線結構100為一單極天線，其包括饋入端10、第一天線30及第二天線50。該饋入端10與電路板210上的饋入點211電性連接。
請一併參閱圖2，該第一天線30包括依次連接的第一延長段31及第二延長段33。該第一延長段31包括第一片體311、第二片體312及第三片體313，該第一片體311由一端向另一端逐漸變窄，該饋入端10連接於第一片體311的一側並靠近其較窄的一端。該第二片體312連接於第一片體311相對於饋入端10的一側，並與第一片體311形成一夾角，本實施例中，該第二片體312與第一片體311之間夾角為一鈍角。該第三片體313連接於第二片體312相對於 第一片體311的一側，且該第三片體313所在平面與第一片體311所在平面相互垂直。該第二延長段32與第二片體312弧形垂直連接，從而形成一大致“L”形結構，以便於該天線結構100以較佳的方式安放於無線通訊裝置200的內部。該第二天線50與第二延長段33平行間隔設置，本實施例中，該第二天線50與第二延長段33之間的間隙為1mm。該第二天線50為一弧形片體結構，並設置於電路板210的一側的上方，以便於安置於無線通訊裝置200的外框上。由於第一天線30及第二天線50設置在電路板210的周緣，從而便於與無線通訊裝置200的內部結構相配合。
請參閱圖3及圖4，該匹配電路230包括第一匹配單元231及第二匹配單元232，所述第一匹配單元231與第二匹配單元232均電性連接於饋入點211及天線結構100之間。本實施例中，該第一匹配單元231為高頻匹配電路，該第二匹配單元232為低頻匹配電路。該第一匹配單元231包括第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第一電感L1及第一切換開關2310，該饋入點211依次通過第一電容C1及第一電感L1接地，該第一切換開關2310包括第一靜接觸點2311及一第一動接觸點2312，該第一靜接觸點2311連接於第一電容C1及第一電感L1之間。該第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4及第五電容C5並聯於天線結構100的饋入端10上，該第一切換開關2310的第一動接觸點2312切換於第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4及第五電容C5之間。本實施例中，該第一電容C1的電容值為2.5pF，該第一電感L1的電感值為1.7nH。該第二電容C2電容值為4.6pF，其用於對LTE band3(1805MHz~1880MHz)段頻率的訊號進行阻抗匹配；該第三電容C3的電容值為2.2pF，其用於對WCDMA band2(1930MHz~1990MHz)段頻率的訊號進行阻抗匹配；該第四電容C4的電容值為1.35pF，其用於對LTE band4(2110MHz~2155MHz)段頻率的訊號進行阻抗匹配；該第五電容C5的電容值為0.6pF， 其用於對LTE band7(2620MHz~2690MHz)段頻率的訊號進行阻抗匹配。
該第二匹配單元232包括第六電容C6、第七電容C7、第二電感L2、第三電感L3、第四電感L4及第二切換開關2320。該第二切換開關包括第二靜接觸點2321及第二動接觸點2322。該饋入點211依次通過第六電容C6、第二靜接觸點2321及第七電容C7與天線結構100的饋入端10連接。該第二電感L2、第三電感L3及第四電感L4並聯並分別接地，該第二切換開關2320的第二動接觸點2322切換於第二電感L2、第三電感L3及第四電感L4之間。本實例中，該第六電容C6的電容值為1pF，該第七電容C7的電容值為10pF。該第二電感L2的電感值為14.7nH，其用於對LTE band17(734MHz~746MHz)段頻率進行阻抗匹配；該第三電感L3的電感值為9.6nH，其對GSM850(869MHz~894MHz)段頻率的訊號進行阻抗匹配；該第四電感L4的電感值為8nH，其用於對GSM900(925MHz~960MHz)段頻率的訊號進行阻抗匹配。
下面進一步說明該無線通訊裝置200的工作原理：天線結構100的饋入端10從電路板210饋入電流，一部分電流通過第一延長段31，從而形成高頻電流路徑，另一部分電流通過第二延長段33，並耦合至第二天線50上，從而形成低頻電流路徑。當無線通訊裝置200工作在高頻段模態下，第一匹配單元231對天線收發的訊號進行阻抗匹配，具體地，依據天線接收的不同頻段信號(例如，LTE band3/WCDMA band2/LTE band4/LTE band7)，第一切換開關2310切換到第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4或第五電容C5，以得到不同的阻抗模態。當無線通訊裝置200工作於低頻模態時，第二匹配單元232對天線收發的訊號進行阻抗匹配，具體地，依據天線接收的不同頻段信號(例如，LTE band17/GSM850/GSM900)，第一切換開關2310切換到第二電感L2、第三電感L3或第四電感L4，以得到不同的阻抗模態。
本發明的天線結構利用第一天線30及第二天線50與無線通訊裝置200的內部結構相配合，以便於靈活地安裝於無線通訊裝置200的內部，從而充分利用無線通訊裝置200的內部空間。另一方面，通過匹配電路230，對天線接收的不同頻段訊號進行阻抗匹配，有效提升天線涵蓋的頻率範圍。
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方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
100‧‧‧天線結構
10‧‧‧饋入端
30‧‧‧第一天線
50‧‧‧第二天線
200‧‧‧無線通訊裝置
210‧‧‧電路板
211‧‧‧饋入點

Claims (9)

  1. 一種天線結構，其包括饋入端、第一天線及第二天線，所述第一天線包括第一延長段及第二延長段，所述第一延長段與饋入端連接，所述第二延長段連接於第一延長段的一端，所述第二天線與第二延長段間隔設置，所述第一延長段包括第一片體、第二片體及第三片體，所述第二片體連接於第一片體相對於饋入端的一側，並與所述第一片體形成一夾角，所述第三片體連接於所述第二片體相對於所述第一片體的一側，且所述第三片體所在的平面與第一片體所在的平面相互垂直。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述第一片體由一端向另一端逐漸變窄，所述饋入端連接於第一片體的一側並靠近其較窄的一端。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述第二延長段與第二片體垂直連接，所述第二天線為一弧形片體結構，其與第二延長段間隔設置。
  4. 一種無線通訊裝置，其包括電路板、天線結構及匹配電路，所述電路板上設有饋入點，其改良在於：所述匹配電路電性連接於饋入點及天線結構之間，所述的天線結構為申請專利範圍第1~3項中任一項所述的天線結構。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之無線通訊裝置，其中所述匹配電路包括第一匹配單元，所述第一匹配單元包括第一電容及第一電感，所述饋入點依次通過第一電容及第一電感接地。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之無線通訊裝置，其中所述第一匹配單元還包括第二電容、第三電容、第四電容、第五電容及第一切換開關，所述第一切換開關包括一第一靜接觸點及一第一動接觸點，所述靜接觸點連接於第一電容及第一電感之間，所述第二電容、第三電容、第四電容及第五電容並聯 於天線結構上，所述第一切換開關的第一動接觸點切換於第二電容、第三電容、第四電容及第五電容之間。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之無線通訊裝置，其中所述匹配電路還包括第二匹配單元，所述第二匹配單元包括第六電容、第七電容及第二切換開關，所述第二切換開關包括第二靜接觸點及第二動接觸點，所述饋入點依次通過第六電容、第二靜接觸點及第七電容與天線結構連接。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之無線通訊裝置，其中所述第二匹配單元還包括第二電感、第三電感及第四電感，所述第二電感、第三電感及第四電感並聯並分別接地，所述第二切換開關的第二動接觸點切換於第二電感、第三電感及第四電感之間。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之無線通訊裝置，其中所述天線結構設置在電路板的周緣。
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