TWI624992B - 寬頻天線結構及具有該寬頻天線結構的無線通訊裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種寬頻天線結構，該寬頻天線結構包括饋入端、接地端、主輻射體和接地寄生輻射體，該饋入端與該接地端相互平行間隔設置，該主輻射體與該饋入端相連，該接地寄生輻射體與該接地端相連，且該接地寄生輻射體和該主輻射體之間形成一溝槽。另，本發明還提供一種具有該寬頻天線結構的無線通訊裝置。

Description

寬頻天線結構及具有該寬頻天線結構的無線通訊裝置
本發明涉及一種天線結構及應用該天線結構的無線通訊裝置，尤其涉及一種寬頻天線結構及應用該寬頻天線結構的無線通訊裝置。
隨著無線通訊技術的蓬勃發展，無線通訊系統的工作頻帶範圍不斷擴寬，使得天線的設計朝向涵蓋多頻帶的天線元件發展。尤其是近來LTE頻段Band7(2500~2690MHz)的加入，給無線通訊裝置的天線設計提出了更高的頻帶寬度要求。另一方面，由於無線通訊裝置金屬側邊與金屬後蓋結構的設計需求，一定程度上縮小了天線淨空區與天線可輻射面積，影響了天線的輻射效率。如何於不增加無線通訊裝置體積的前提下使天線具有穩定的寬頻特性和良好的輻射效率特性，成為天線設計領域的一項重要研究課題。
鑒於以上情況，有必要提供一種佔用空間小的寬頻天線結構。
另，還有必要提供一種應用該寬頻天線結構的無線通訊裝置。
一種寬頻天線結構，應用於無線通訊裝置中，該寬頻天線結構包括饋入端、接地端、主輻射體和接地寄生輻射體，該饋入端與該接地端相互平行間隔設置，該主輻射體與該饋入端相連，該接地寄生輻射體與 該接地端相連，且該接地寄生輻射體和該主輻射體之間形成一溝槽。
一種無線通訊裝置，該無線通訊裝置包括寬頻天線結構，該寬頻天線結構包括饋入端、接地端、主輻射體和接地寄生輻射體，該饋入端與該接地端相互平行間隔設置，該主輻射體與該饋入端相連，該接地寄生輻射體與該接地端相連，且該接地寄生輻射體和該主輻射體之間形成一溝槽。
所述寬頻天線結構藉由該主輻射體的結構改進以及主輻射體和該接地寄生輻射體之間耦合，提高其頻帶寬度，使之能夠滿足多通訊系統工作的頻寬需求。該寬頻天線結構具有體積小、結構簡單以及頻帶範圍寬的特點。
100、101、102、103‧‧‧寬頻天線結構
300‧‧‧無線通訊裝置
310‧‧‧基板
10‧‧‧饋入端
11‧‧‧接地端
20‧‧‧主輻射體
201‧‧‧第一輻射體
202‧‧‧第二輻射體
21‧‧‧第一延伸體
211‧‧‧第一連接段
212‧‧‧第二連接段
22‧‧‧第二延伸體
221‧‧‧第一輻射段
222‧‧‧第二輻射段
223‧‧‧輻射迴路
224‧‧‧調節段
23‧‧‧第三延伸體
231‧‧‧第一輻射片
232‧‧‧第二輻射片
30‧‧‧接地寄生輻射體
301‧‧‧寄生連接段
302‧‧‧寄生輻射段
304‧‧‧接地迴路
S1‧‧‧溝槽
圖1為本發明第一實施例的寬頻天線結構的立體圖。
圖2圖1所示寬頻天線結構的返回損失示意圖。
圖3為本發明第二實施例的寬頻天線結構的立體圖。
圖4為本發明第三實施例的寬頻天線結構的立體圖。
圖5為本發明第四實施例的寬頻天線結構的立體圖。
請參閱圖1，本發明第一實施例提供一種寬頻天線結構100，其應用於行動電話、個人數位助理等無線通訊裝置300中，用以發送和接收無線通訊訊號。
該無線通訊裝置300包括基板310。於本實施例中，該無線通 訊裝置300為智慧手機，該基板310為該無線通訊裝置300的系統電路板。
該寬頻天線結構100包括饋入端10、接地端11、主輻射體20及接地寄生輻射體30。該主輻射體20與該饋入端10連接，該接地寄生輻射體30與該接地端11連接，且該接地寄生輻射體30與該主輻射體20之間形成溝槽S1，以便接地寄生輻射體30與該主輻射體20電磁耦合。
該饋入端10與該接地端11均為條狀片體結構，且相互平行地設置於該基板310邊緣上，且均與該基板310垂直。電流訊號從該饋入端10饋入，流經該主輻射體20並耦合至該接地寄生輻射體30，藉由該接地端11連接至該基板310的地，從而形成電流迴路。
該主輻射體20包括第一輻射體201、第二輻射體202、第一延伸體21及第二延伸體22。該第一延伸體21包括第一連接段211和第二連接段212；該第二延伸體22包括第一輻射段221、第二輻射段222和輻射迴路223。該第一輻射體201為一條狀片體，其垂直連接於該饋入端10相對於該基板310的一端，並第一輻射體201朝遠離基板310的一側方向延伸。該第二輻射體202為一倒L形結構，其一端垂直連接於該第一輻射體201相對於該饋入端10的一端，且其所在的平面與該饋入端10所在的平面平行。該第一連接段211和該第一輻射段221均為短條狀片體，二者相互平行且間隔地垂直連接於該第二輻射體202相對於該第一輻射體201的一端，且二者所在的平面與該第二輻射體202所在的平面共面。該第二連接段212為一倒L形結構，其藉由第一連接段211與該第二輻射體202相連端，且其所在的平面與該第二輻射體202所在的平面垂直。該第二輻射段222為一“ㄇ”形結構，其藉由該第一輻射段221與該第二輻射體202 相連，且其所在的平面與該第二輻射體202所在的平面垂直。該第二連接段212所在的平面與該第二輻射段222所在的平面共面。該輻射迴路223為一開放式迴路，其一端與該第二輻射段222相對於該第一輻射段221的一端相連，且其所在的平面與該第二輻射段222所在的平面垂直，另一端朝向該輻射迴路223與該第二輻射段222的連接處延伸，且與該連接處之間形成一間隙。
該接地寄生輻射體30包括寄生連接段301和寄生輻射段302。該寄生連接段301為一條狀片體，其與該接地端11相對於該基板310的一端相連，其延伸方向與所述第一輻射體201相同且二者所在的平面共面。該寄生輻射段302為一倒L形結構，其一端連接於該寄生連接段301相對於該接地端11的一端，且其所在的平面與所述第二輻射體202所在的平面共面，另一端與該第二輻射體202平行，並延伸向該輻射迴路223所在的一端。於本實施例中，該接地寄生輻射體30與該主輻射體20之間形成一溝槽S1，藉由調整該溝槽S1的寬度，可以實現該寬頻天線結構100的高頻頻寬的匹配調節。於本實施例中，為確保天線輻射效率滿足需求，可於該接地端11連接一可變電容與切換電路，用以滿足LTE頻帶Band17(704~746MHz)到GSM900(880~960MHz)的需求，實現於調整低頻工作頻段時，依然保持高頻的寬頻特性，該電容大小可依實際需求來適當調整，以保證天線良好的匹配。
於本實施例中，由該第二延伸體22產生低頻第一共振模態，由第二延伸體22的倍頻及第一延伸體21的調整作用，產生高頻第二、第三和第四共振模態，並藉由調整該接地寄生輻射體30與該主輻射體20之 間溝槽S1的寬度，來調整天線的匹配。模擬所得該寬頻天線結構100的返回損失如圖2所示，從圖中可以看出，該寬頻天線結構100於其四個共振模態下，返回損失均小於-6dB，可以滿足一般無線通訊產品的需求。
請參閱圖3，本發明第二實施例的寬頻天線結構101與第一實施例的寬頻天線結構100結構相似，區別在於所述第二輻射段222相對於所述輻射迴路223的一端增加一L形調節段224，且該調節段224朝所述第一延伸體21的方向延伸，藉由調整該調節段224的長度和位置，可以使該寬頻天線結構101的高頻共振頻寬更寬。
請參閱圖4，本發明第三實施例的寬頻天線結構102與第一實施例的寬頻天線結構100結構相似，區別在於所述寬頻天線結構102還包括第三延伸體23，該第三延伸體23包括第一輻射片231和第二輻射片232，該第二輻射片232為一倒L形結構，其藉由該第一輻射片231與所述第二輻射體202相連，且該第二輻射片232所在的平面和所述第二連接段212及第二輻射段222所在的平面共面。該第三延伸體23可產生高頻共振模態，使該寬頻天線結構102的高頻模態更為匹配，工作頻寬更寬。
請參閱圖5，圖中所示為本發明第四實施例提供的寬頻天線結構103與第一實施例的寬頻天線結構100結構相似，區別在於該寬頻天線結構103還包括一接地迴路304，且所述寄生輻射段302與所述第二輻射體202平行的一端延伸至所述第一連接段211和所述第一輻射段221對應位置之間，該接地迴路304為一“ㄇ”形結構，其連接於所述第一延伸體21和所述接地端11之間，且該接地迴路304所在的平面與該第一延伸體21和該寄生連接段301所在的平面共面。
相較於傳統天線需要較大的淨空區才能符合LTE寬闊頻段需求，本發明的寬頻天線結構100主要藉由第二延伸體22的倍頻及第一延伸體21的調整作用，提高該寬頻天線結構100的頻帶寬度，使之滿足多通訊系統工作的頻寬需求。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例，並非是對本發明作任何形式上的限定。另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其它變化，當然，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。

Claims (10)

  1. 一種寬頻天線結構，應用於無線通訊裝置中，該寬頻天線結構包括饋入端、接地端、主輻射體和接地寄生輻射體，其改良在於：該饋入端與該接地端相互平行間隔設置，該主輻射體與該饋入端相連，該接地寄生輻射體與該接地端相連，且該接地寄生輻射體和該主輻射體之間形成一溝槽，該主輻射體包括第一輻射體、第二輻射體及第一延伸體，該第二輻射體藉由該第一輻射體與該饋入端相連，該第一延伸體包括第一連接段和第二連接段，該第一連接段與該第二輻射體相連，且該第一連接段所在的平面與該第二輻射體所在的平面共面，該第二連接段連接於該第一連接段上，且其所在的平面與該第一連接段所在的平面垂直。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之寬頻天線結構，其中該主輻射體還包括第二延伸體，該第一延伸體和第二延伸體相互間隔地設置於該第二輻射體上，該第二輻射體為一倒L形結構，其一端垂直連接於該第一輻射體相對於該饋入端的一端，且其所在的平面與該饋入端所在的平面平行。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之寬頻天線結構，其中該第二連接段為一倒L形結構。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之寬頻天線結構，其中該第二延伸體包括第一輻射段、第二輻射段和輻射迴路，該第一輻射段與該第二輻射體相連，該第二輻射段連接於該第一輻射段和該輻射迴路之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之寬頻天線結構，其中該輻射迴路與該第二輻射段相對於該第一輻射段的一端相連，且該輻射迴路所在的平面與該第二輻射段所在的平面垂直。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之寬頻天線結構，其中該接地寄生輻射體包括寄生連接段和寄生輻射段，該寄生輻射段為一倒L形結構，該寄 生輻射段藉由該寄生連接段與該接地端相連，且該寄生輻射段所在的平面與該第二輻射體所在的平面共面。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之寬頻天線結構，其中該主輻射體還包括調節段，該調節段連接於該第二輻射段相對於該輻射迴路的一端，且該調節段朝該第一延伸體的方向延伸。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之寬頻天線結構，其中該主輻射體還包括第三延伸體，該第三延伸體包括第一輻射片和第二輻射片，該第二輻射片為一倒L形結構，其藉由該第一輻射片與該第二輻射體相連，且該第二輻射片所在的平面和該第二連接段所在的平面共面。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之寬頻天線結構，其中該寬頻天線結構還包括接地迴路，該接地迴路連接於該主輻射體和該接地端之間，該接地迴路所在的平面與該第一延伸體所在的平面共面。
  10. 一種無線通訊裝置，其改良在於：該無線通訊裝置還包括如申請專利範圍1-9任一項所述的寬頻天線結構。
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