TWI628866B - 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，包括主天線及寄生耦合天線，所述主天線包括饋電臂、接地臂、第一輻射體、第二輻射體及第三輻射體，第一輻射體與第三輻射體對稱設置於該第二輻射體的兩端，所述主天線使天線結構產生複數高頻諧振模態及一個低頻諧振模態；寄生耦合天線與主天線之間產生電磁耦合並諧振出另一個高頻諧振模態。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，尤其涉及一種可工作於多頻段的天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置。
在行動電話、個人數位助理(personal digital assistant，PDA)等無線通訊裝置中，天線作為用以藉由無線電波收發無線電訊號的部件，無疑是無線通訊裝置中最重要的元件之一。
隨著螢幕尺寸的增大，天線淨空區的縮小勢在必行，如何利用狹小的天線淨空區設計多頻天線面臨許多的挑戰，是一個重要且急需解決的重要課題。
針對上述習知技術的不足，有必要提供一種可工作於複數頻段且體積較小的天線結構。
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，包括主天線及寄生耦合天線，所述主天線包括饋電臂、接地臂、第一輻射體、第二輻射體及第三輻射體，第一輻射體與第三輻射體對稱設置於該第二輻射體的兩端，所述主天線使天線結構產生複數高頻諧振模態及一個低頻諧振模態；寄生耦合天線與主天線之間產生電磁耦合並諧振出另一個高頻諧振模態。
一種無線通訊裝置，包括主天線及寄生耦合天線，所述主天 線包括饋電臂、接地臂、第一輻射體、第二輻射體及第三輻射體，第一輻射體與第三輻射體對稱設置於該第二輻射體的兩端，所述主天線使天線結構產生複數高頻諧振模態及一個低頻諧振模態；寄生耦合天線與主天線之間產生電磁耦合並諧振出另一個高頻諧振模態；所述主天線設置於天線載體上，天線載體固定於電路板上，寄生耦合天線與天線載體間隔平行設置，且一端電性連接至於電路板上以系統接地。
所述的天線結構藉由寄生耦合天線與主天線之間的寄生耦合，可有效擴寬天線結構的高頻頻寬，減少了整個天線結構及使用該天線結構的無線通訊裝置的體積。
100‧‧‧天線結構
200‧‧‧天線載體
300‧‧‧電路板
301‧‧‧饋電點
303‧‧‧接地點
305‧‧‧淨空區
304‧‧‧通用串列介面
309‧‧‧揚聲器
10‧‧‧主天線
20‧‧‧寄生耦合天線
21‧‧‧第一耦合段
22‧‧‧第二耦合段
11‧‧‧饋電臂
12‧‧‧接地臂
13‧‧‧第一輻射體
14‧‧‧第二輻射體
15‧‧‧第三輻射體
131‧‧‧第一連接臂
132‧‧‧第二連接臂
133‧‧‧第三連接臂
134‧‧‧第四連接臂
135‧‧‧第五連接臂
G‧‧‧耦合間隙
圖1為本發明較佳實施方式的無線通訊裝置的立體組裝圖。
圖2為圖1所示無線通訊裝置的分解圖。
圖3為本發明較佳實施方式的天線結構的返回損失圖。
圖4為圖3的天線結構的增益效率圖。
請參閱圖1及圖2，本發明較佳實施方式的無線通訊裝置包括天線結構100、天線載體200以及電路板300。天線結構100包括主天線10以及寄生耦合天線20。主天線10設置於天線載體200上，天線載體200固定於電路板300上。寄生耦合天線20與天線載體200間隔平行設置，且一端固定於電路板300上。
該電路板300的一端中部設有間隔設置的饋電點301及接地點303，該電路板300設置有兩塊淨空區305，所述饋電點301及接地點303位於兩淨空區305之間。鄰近饋電點301的電路板300一端設置有一通用串列 介面304，鄰近接地點303的電路板300一端設置有一揚聲器309。
主天線10包括饋電臂11、接地臂12、第一輻射體13、第二輻射體14及第三輻射體15。該饋電臂11與接地臂12平行設置，且電性連接至電路板300。第一輻射體13與第三輻射體15對稱設置於該第二輻射體14的兩端。該第一輻射體13與饋電臂11連接，該第三輻射體15與接地臂12連接。
饋電臂11呈長條狀，電性連接至設置於電路板300上的饋電點301，用於饋入電流。接地臂12電性連接至設置於電路板300上的接地點303。
第一輻射體13包括依次連接的第一連接臂131、第二連接臂132、第三連接臂133、第四連接臂134及第五連接臂135。該第一連接臂131垂直連接於饋電臂11，該第二連接臂132垂直於饋電臂11與第一連接臂131所在平面。所述第三連接臂133、第四連接臂134及第五連接臂135在同一平面上，且構成一階梯形狀，第三連接臂133與第五連接臂135的延伸方向垂直於電路板300，第四連接臂134的延伸方向平行於電路板300。
第二輻射體14呈長條狀，一端垂直連接於第四連接臂134，另一端連接至第三輻射體15。
第三輻射體15與第一輻射體13的結構形狀一致，與第一輻射體13對稱設置於第二輻射體14的兩端。
寄生耦合天線20呈L型，其包括第一耦合段21及第二耦合段22，該第一耦合段21電性連接至電路板300上以系統接地，該第二耦合段22從第一耦合段21的末端朝向通用串列介面垂直延伸，並與第一連接臂131平行設置。該寄生耦合天線20所在平面平行於天線載體200，且寄生耦合天線20與天線載體200之間形成一耦合間隙G，藉由設置耦合間隙G的長度調 整寄生耦合天線20與主天線10之間的耦合度，即電磁耦合量，同時，調整寄生耦合天線20的長度可改變共振頻段。
天線結構100在使用時，電流從饋電臂11饋入後，依次藉由第一輻射體13、第二輻射體14、第三輻射體15，最後藉由接地臂12形成電流回路，從而使得主天線10產生複數高頻諧振模態及一個低頻諧振模態，以收發高頻頻段(1710~1990MHz)及低頻頻段(824~894MHz)的無線訊號。另外，寄生耦合天線20與主天線10之間存在耦合間隙G，使得寄生耦合天線20與主天線10之間產生電磁耦合，諧振出另一個高頻諧振模態，擴寬天線結構100的高頻頻寬，使得天線結構100接收1710~2170MHz頻段的無線訊號。
請參閱圖3，圖3所示為天線結構100在仿真條件下測得的返回損失(Return Loss,RL)圖。由圖3可看出，天線結構100可有效收發低頻頻段在824~894MHz以及高頻頻段在1710~2170MHz的無線訊號。
請參閱圖4，圖4所示為天線結構100在不同頻段下接收及發送無線訊號的增益效率。由表4可以看出，天線結構100在在824~894MHz以及高頻頻段在1710~2170MHz具有較好的訊號收發效果。
所述的天線結構100藉由寄生耦合天線20與主天線10之間的寄生耦合，可有效擴寬天線結構100的高頻頻寬，減少了整個天線結構100及使用該天線結構100的無線通訊裝置的體積。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援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。

Claims (5)

  1. 一種天線結構，包括主天線及寄生耦合天線，其改良在於：所述主天線包括饋電臂、接地臂、第一輻射體、第二輻射體及第三輻射體，第一輻射體與第三輻射體對稱設置於該第二輻射體的兩端，所述主天線使天線結構產生複數高頻諧振模態及一個低頻諧振模態；寄生耦合天線與主天線之間產生電磁耦合並諧振出另一個高頻諧振模態，所述第一輻射體包括依次連接的第一連接臂、第二連接臂、第三連接臂、第四連接臂及第五連接臂，該第一連接臂垂直連接於饋電臂，該第二連接臂垂直於饋電臂與第一連接臂所在平面，所述第三連接臂、第四連接臂及第五連接臂在同一平面上，且構成一階梯形狀，第四連接臂的延伸方向平行於電路板；所述第三輻射體與第一輻射體的結構形狀一致；所述第二輻射體一端垂直連接於第四連接臂，另一端連接至第三輻射體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述寄生耦合天線呈L型，所述寄生耦合天線與主天線之間設有耦合間隙。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之天線結構，其中所述第二耦合段與第一連接臂平行設置。
  4. 一種無線通訊裝置，包括電路板及天線載體，其改良在於：所述無線通訊裝置還包括如申請專利範圍第1-3項任一項所述的天線結構，所述主天線設置於天線載體上，天線載體固定於電路板上，寄生耦合天線與天線載體間隔平行設置，且一端電性連接至於電路板上以系統接地。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之無線通訊裝置，其中所述寄生耦合天線所在平面平行於天線載體，且寄生耦合天線與天線載體之間形成一耦合間隙。
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