TWI622224B - 天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置 - Google Patents

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Abstract

一種天線結構，包括主體部、第一輻射部、第二輻射部及接地處理的耦合部，該耦合部平行間隔主體部設置，該第一輻射部及第二輻射部分別連接於連接於主體部，且第二輻射部間隔耦合部設置，該主體部及第一輻射部激發低頻模態，該主體部、第二輻射部及耦合部耦合激發高頻模態，且該耦合部將人體產生對天線結構的干擾訊號傳導至地。本發明還涉及一種具有所述天線結構的無線通訊裝置。

Description

天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置
本發明涉及一種天線，尤其涉及一種可降低人體效應對天線造成干擾的天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置。
裝設於無線通訊裝置內的天線為無線通訊裝置收發無線訊號的重要元件，而無線通訊裝置，如手機，被人體操作時，如收發短信、接聽電話或無線上網，人體頭部或手部的效應會對天線的收訊產生一定的干擾，從而影響收訊品質。人體效應對天線的干擾通常為表現對收訊強度的影響，一些手機則增加體積較大的天線增益結構以改善在收訊不穩定的情況。然而，附加體積較大的天線增益結構不僅使得製造成本增加，也會增加天線結構的體積而限制無線通訊裝置其他元器件的設計空間。因此，在控制天線結構的體積且能消除人體效應對天線收訊的干擾仍是當前值得深入研究的課題。
綜上所述，有必要提供一種可降低人體干擾對天線收訊功能造成影響的天線結構。
另，還有必要提供一種具有所述天線結構的無線通訊裝置。
一種天線結構，包括主體部、第一輻射部、第二輻射部及接地處理的耦合部，該耦合部平行間隔主體部設置，該第一輻射部及第二輻射部分別連接於連接於主體部，且第二輻射部間隔耦合部設置，該主體部 及第一輻射部激發低頻模態，該主體部、第二輻射部及耦合部耦合激發高頻模態，且該耦合部將人體產生對天線結構的干擾訊號傳導至地。
一種無線通訊裝置，包括電路板及天線結構，該天線結構包括饋入部、接地部、主體部、第一輻射部及第二輻射部，天線結構通過饋入部及接地部與電路板電性連接並實現訊號饋入及接地。所述天線結構還包括接地處理的耦合部，該耦合部平行間隔主體部設置，該第一輻射部及第二輻射部分別連接於連接於主體部，且第二輻射部間隔耦合部設置，該主體部及第一輻射部激發低頻模態，該主體部、第二輻射部及耦合部耦合激發高頻模態，且該耦合部將人體產生對天線結構的干擾訊號傳導至地。
所述的天線結構通過在主體部及第二輻射部一側接入接地處理的耦合部，通過耦合部的耦合能有效降低人體效應對天線結構工作性能的影響。並且，由於天線結構可在設計階段直接設計耦合部的結構，無需在無線通訊裝置額外附加體積較大的天線增益結構，所以該天線結構可有效控制體積及生產成本。
100‧‧‧天線結構
110‧‧‧電路板
100‧‧‧天線結構
10‧‧‧主體部
12‧‧‧平面段
14‧‧‧凸起段
20‧‧‧饋入部
30‧‧‧第一接地部
40‧‧‧第二接地部
50‧‧‧連接部
52‧‧‧第一連接段
54‧‧‧第二連接段
60‧‧‧第一輻射部
62‧‧‧第一輻射臂
64‧‧‧第二輻射臂
66‧‧‧第三輻射臂
70‧‧‧第二輻射部
72‧‧‧第四輻射臂
74‧‧‧第五輻射臂
80‧‧‧耦合部
82‧‧‧第一耦合段
84‧‧‧第二耦合段
圖1為本發明較佳實施方式的無線通訊裝置的立體圖。
圖2為圖1所示無線通訊裝置的另一視角立體圖。
圖3為圖1所示無線通訊裝置的又一視角立體圖。
圖4為本發明較佳實施方式的天線結構的立體圖。
圖5為本發明較佳實施方式的天線結構的電壓駐波比仿真測試圖。
圖6為本發明較佳實施方式的天線結構在2G制式下的輻射總功率曲線圖。
圖7為本發明較佳實施方式的天線結構在3G制式下的輻射總功率曲線 圖。
圖8為本發明較佳實施方式的天線結構在2G制式下的接收靈敏度曲線圖。
圖9為本發明較佳實施方式的天線結構在3G制式下的接收靈敏度曲線圖。
請參閱圖1，本發明較佳實施方式的無線通訊裝置200包括天線結構100及電路板110。該天線結構100設置於載體(圖未示)上，並電性連接於電路板110。本實施例中，該無線通訊裝置200可以為行動電話、平板電腦或個人數位助理(personal digital assistant，PDA)等。該載體可為無線通訊裝置200的殼體。
請一併參閱圖1及圖2，該天線結構100包括主體部10、饋入部20、第一接地部30、第二接地部40、連接部50、第一輻射部60、第二輻射部70及耦合部80。
請結合參閱圖4，該主體部10包括平面段12及凸起段14。平面段12大致呈直角梯形片體，大致平行設於電路板110之上。該主體部10包括連接上底邊及下底邊的直角腰及斜腰。凸起段14由平面段12的下底邊朝向電路板110方向延伸形成。凸起段14大致呈矩形片體，與平面段12之間的夾角呈一鈍角。
請結合參閱圖3，該饋入部20側向連接於主體部10的平面段12的上底邊緣並電性連接至電路板110。該饋入部20用於從電路板110饋入電流訊號。
該第一接地部30及第二接地部40分別平行間隔設於饋入部20的兩側，且饋入部20、第一接地部30及第二接地部40三者共面。第一接地 部30及第二接地部40分別電性連接至電路板110的接地部分，分別為主體部10及耦合部80提供接地。
該連接部50連接於第一接地部30且與平面段12共面。連接部50平行間隔主體部10的平面段12的直角腰設置。連接部50包括第一連接段52及第二連接段54。第一連接段52呈條形片體並連接於該第二接地部40，且與平面段12之間形成預定的間隔。第二連接段54呈U形片體，其一端垂直連接於第一連接段52遠離第二接地部40的端部，另一端垂直連接於平面段12。
該第一輻射部60包括依次連接的第一輻射臂62、第二輻射臂64及第三輻射臂66。第一輻射臂62垂直連接於主體部10的凸起段14並間隔平行於第二連接段54。第一輻射臂62呈矩形片體，其延伸長度大於第二連接段54的延伸長度。第二輻射臂64呈U形片體，其一端連接於第一輻射臂62遠離主體部10的端部，另一端連接第三輻射臂66，且與平面段12及連接部50共面。第三輻射臂66呈L形片體，其短邊連接於第二輻射臂，其長邊與第一輻射臂62間隔平行設置。第三輻射臂66與第一輻射臂62及凸起段14共面。
該第二輻射部70呈L形片體，包括首尾連接的第四輻射段72及第五輻射段74。該第四輻射段72垂直連接於主體部10的凸起段14遠離第一輻射臂62的一端，該第五輻射段74與凸起段14及第一輻射臂62間隔平行設置，且第五輻射段74的端部與第三輻射臂66間隔相對設置。第二輻射部70與凸起段14、第一輻射臂62及第三輻射臂66共面。
該耦合部80包括第一耦合段82及第二耦合段84。第一耦合段82大致呈倒直角梯形片體，並與主體部10的平面段12間隔共面設置，且第一耦合段82的下底邊、上底邊及斜腰分別與平面段12的上底邊、下底邊及 斜腰相對。第一耦合段82一端連接於第二接地部40並通過該第二接地部40連接至電路板110的地。第一耦合段82與平面段12、連接部50及第二輻射臂64共面。第二耦合段84呈矩形片體，由第一耦合段82遠離第二接地部40的一端朝向電路板110方向延伸形成，並與主體部10的凸起段14及第二輻射部70間隔平行設置。第二耦合段84與凸起段14、第二輻射部70、第一輻射臂62及第三輻射臂66共面。
綜上可知，該天線結構100包括三個平面，其中主體部10的平面段12、連接部50、第二輻射臂64及第一耦合段82共面並處於第一平面；主體部10的凸起段14、第一輻射臂62、第三輻射臂66、第二輻射部70及第二耦合段84共面並處於第二平面，該第二平面與第一平面之夾角呈一鈍角；饋入部20、第一接地部30及第二接地部40共面並處於第三平面，該第三平面垂直於第一平面(請參閱圖3)。
在本實施方式中，天線結構100通過饋入部20、主體部10、第一輻射部60、連接部50及第一接地部30可有效激發低頻模態；並通過饋入部20、主體部10、第二輻射部70、連接部50、第一接地部30、耦合部80及第二接地部40可有效激發高頻模態。當耦合部80靠近主體部10時，產生耦合效應而影響天線結構100的傳輸阻抗匹配特性，通過調整第一輻射部60與第二輻射部70的長度，調整耦合部80與主體部10及第二輻射部70之間的距離及尺寸，可有效增強天線結構100的收訊品質。當人體使用裝設有該天線結構100的無線通訊裝置200時，人體的頭部及手部會對天線結構100的工作品質產生一定的干擾，例如產生一定的干擾訊號，天線結構100通過耦合部80可有效將干擾訊號傳導至地，以減小人體效應對天線結構100的影響。
請參閱圖5，圖5所示為當天線結構100設置耦合部80前後的電 壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)仿真示意圖。其中，L1及L2分別為天線結構100不設置及設置耦合部80時，仿真出的兩條電壓駐波比曲線。由圖4可以看出，在1.71-2.17GHz的頻段範圍內，L2的駐波比較小，即天線結構100通過設置耦合部80可具有較佳阻抗匹配，從而具有較佳的穩定性。
請參閱圖6及圖7，為該天線結構100分別在第二代手機通訊技術規格(2G)制式(如GSM、CDMA等)及第三代行動通訊技術(3G)制式(如WCDMA等)下進行輻射總功率(total radiated power，TRP)的測試值示意圖。其中，L3為行業TRP標準化測試值曲線，L4為天線結構100放置在人體頭部及手部右側的影響下的TRP測試值曲線，L5為天線結構100放置在人體頭部及手部左側的影響下的TRP測試值曲線。可以看出，天線結構100在人體效應影響下的輻射功率較高，發射無線訊號的能力較強。
請參閱圖8及圖9，為該天線結構100分別在2G制式及3G制式下進行接收靈敏度(total isotropic sensitivity，TIS)的測試值示意圖。其中，L6為行業TIS標準化測試值曲線，L7為天線結構100放置在人體頭部及手部右側的影響下的TIS測試值曲線，L8為天線結構100放置在人體頭部及手部左側的影響下的TIS測試值曲線。可以看出，天線結構100在人體效應影響下的訊號接收能力較強。
可以理解，本發明的天線結構100不局限於雙頻天線，也可為單頻天線或多頻天線。相應地，天線結構100的形狀也不局限於實施例所述。
可以理解，本發明的耦合部80的位置不局限於在主體部10及第二輻射部70的一側，也可以設置於主體部10靠近饋入部20、第一接地部30及第二接地部40的一側。
所述的天線結構100通過在主體部10及第二輻射部70一側接入接地處理的耦合部80，通過耦合部80的耦合能有效降低人體效應對天線結構100工作性能的影響。並且，由於天線結構100可在設計階段直接設計耦合部80的結構，無需在無線通訊裝置額外附加體積較大的天線增益結構，所以該天線結構100可有效控制體積及生產成本。
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

Claims (10)

  1. 一種天線結構，包括主體部、第一輻射部及第二輻射部，其改良在於：所述天線結構還包括接地的耦合部、饋入部、第一接地部、第二接地部及連接部，該耦合部與主體部間隔共面設置，該第一輻射部及第二輻射部分別連接於主體部，第二輻射部間隔耦合部設置，饋入部側向連接於主體部的一側邊，第一接地部通過連接部連接至主體部的另一側邊，第二接地部連接至耦合部，第一接地部及第二接地部分別平行間隔設於饋入部的兩側，且饋入部、第一接地部及第二接地部三者共面並處於第一平面，該主體部及第一輻射部激發低頻模態，該主體部、第二輻射部及耦合部耦合激發高頻模態，且該耦合部將人體產生對天線結構的干擾訊號傳導至地。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述主體部包括平面段及凸起段，該平面段大致呈直角梯形片體，凸起段由平面段的一側邊向外延伸形成，且凸起段與平面段之間的夾角呈一鈍角。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之天線結構，其中所述饋入部側向連接於主體部的平面段遠離凸起段的側邊。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之天線結構，其中所述耦合段包括第一耦合段及第二耦合段，該第一耦合段呈倒直角梯形片體，且與主體部的平面段相對設置，其一端連接於第二接地部，該第二耦合段由第一耦合段遠離第二接地部的側邊向外延伸形成，且第一耦合段與第二耦合段之間呈一鈍角。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構，其中所述第一輻射部包括依次連接的第一輻射臂、第二輻射臂及第三輻射臂，第一輻射臂及第二輻射臂均呈矩形片體且相互平行間隔設置，第一輻射臂垂直連接於 主體部的凸起段，第二輻射臂呈U形片狀，其兩端分別連接第一輻射臂及第三輻射臂。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之天線結構，其中所述第二輻射部呈L形片體，包括首尾連接的第四輻射臂及第五輻射臂，該第四輻射臂垂直連接於主體部的凸起段遠離第一輻射臂的一端，該第五輻射臂與凸起段及第一輻射臂間隔平行設置，且第五輻射臂的端部與第三輻射臂間隔相對設置。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之天線結構，其中該連接部包括第一連接段及第二連接段，該第一連接段間隔平行於主體部，且連接於第一接地部，第二連接段呈U形片體，其一端垂直連接於第一連接段遠離第一接地部的一端，另一端垂直連接於主體部，且與第一輻射臂間隔平行設置。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之天線結構，其中所述主體部的平面段、連接部、第二輻射臂及耦合部的第一耦合段共面並處於第二平面；所述主體部的凸起段、第一輻射臂、第三輻射臂、第二輻射部及耦合部的第二耦合段共面並處於第三平面。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之天線結構，其中所述第一平面垂直於第二平面，第二平面與第三平面之間的夾角為一鈍角，第一平面及第三平面均由第二平面向同一側的方向延伸。
  10. 一種無線通訊裝置，包括電路板及天線結構，該天線結構包括饋入部、第一接地部、第二接地部、主體部、第一輻射部及第二輻射部，天線結構通過饋入部及第一接地部、第二接地部與電路板電性連接並實現訊號饋入及接地，其改良在於：所述天線結構還包括接地處理的耦合部，該耦合部平行間隔主體部設置，該第一輻射部及第二輻射部分別連接 於連接於主體部，且第二輻射部間隔耦合部設置，饋入部側向連接於主體部的一側邊，第一接地部通過連接部連接至主體部的另一側邊，第二接地部連接至耦合部，第一接地部及第二接地部分別平行間隔設於饋入部的兩側，且饋入部、第一接地部及第二接地部三者共面並處於第一平面，該主體部及第一輻射部激發低頻模態，該主體部、第二輻射部及耦合部耦合激發高頻模態，且該耦合部將人體產生對天線結構的干擾訊號傳導至地。
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