TWI645616B - 天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置 - Google Patents

Abstract

一種天線結構包括金屬件及饋入部，金屬件包括金屬前框、金屬背板、金屬邊框、輻射體及第二匹配電路，金屬邊框開設開槽，所述金屬前框間隔開設第一斷點、第二斷點及第四斷點，第四斷點位於開槽的末端，該等斷點與開槽連通並延伸至隔斷金屬前框，位於第一斷點與第二斷點之間的金屬前框形成第一輻射段，位於第二斷點與第四斷點之間的金屬前框形成第三輻射段，輻射體跨越第二斷點並連接第一輻射段及第三輻射段，饋入部電連接至第一輻射段，第二匹配電路包括切換開關及若干第四電感，所述第二匹配電路的一端電連接至所述輻射體，另一端接地。

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結構及具有該天線結構的無線通訊裝置。

隨著無線通訊技術的進步，無線通訊裝置不斷朝向輕薄趨勢發展，消費者對於產品外觀的要求也越來越高。由於金屬殼體在外觀、機構強度、散熱效果等方面具有優勢，因此越來越多的廠商設計出具有金屬殼體，例如金屬背板的無線通訊裝置來滿足消費者的需求。但是，金屬殼體容易干擾遮蔽設置在其內的天線所輻射的訊號，不容易達到寬頻設計，導致內置天線的輻射性能不佳。再者，所述金屬背板上通常還設置有開槽及斷點，如此將影響金屬背板的完整性和美觀性。

有鑑於此，有必要提供一種天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置。

一種天線結構，包括金屬件、第一饋入部第一匹配電路及第二匹配電路，金屬件包括金屬前框、金屬背板及金屬邊框，金屬邊框夾設於金屬前框與金屬背板之間，金屬邊框上開設開槽，金屬前框上開設第一斷點及第二斷點，第一斷點及第二斷點分別靠近所述開槽的兩個末端設置，第一斷點及第二斷點與所述開槽連通並延伸至隔斷所述金屬前框，位於第一斷點與第二斷點之間的金屬前框形成第一輻射段，第一匹配電路包括提取器，第一饋入部一端電連接至第一輻射段，另一端通過提取器連接至第一饋入源及第二饋入源，第二匹配電路包括第三電感及第三電容，第一輻射段靠近第二斷點的一端通過第三電感及第三電容連接至地。

所述天線結構通過設置所述金屬件，且所述金屬件上的開槽及斷點均設置於所述金屬前框及金屬邊框上，並未設置於所述金屬背板上，使得所述金屬背板構成全金屬結構，即所述金屬背板上並沒有絕緣的開槽、斷線或斷點，使得所述金屬背板可避免由於開槽、斷線或斷點的設置而影響金屬背板的完整性和美觀性。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

需要說明的是，當一個元件被稱為“電連接”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“電連接”另一個元件，它可以是接觸連接，例如，可以是導線連接的方式，也可以是非接觸式連接，例如，可以是非接觸式耦合的方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語“及／或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

下面結合附圖，對本發明的一些實施方式作詳細說明。在不衝突的情況下，下述的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

實施例1

請參閱圖1，本發明第一較佳實施方式提供一種天線結構100，其可應用於行動電話、個人數位助理等無線通訊裝置200中，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線訊號。

請一併參閱圖1及圖2，所述天線結構100包括金屬件11、第一饋入部12、第一接地部13、第一輻射體14、第二饋入部15、第二接地部16、第二輻射體17、第三饋入部18、第三接地部19、第一匹配電路27（參圖5）及第二匹配電路28（參圖6）。

所述金屬件11可以為所述無線通訊裝置200的外殼。所述金屬件11包括金屬前框111、金屬背板112及金屬邊框113。所述金屬前框111、金屬背板112及金屬邊框113可以是一體成型的。所述金屬前框111、金屬背板112以及金屬邊框113構成所述無線通訊裝置200的外殼。所述金屬前框111上設置有一開口（圖未標），用於容置所述無線通訊裝置200的顯示單元201。可以理解，所述顯示單元201具有一顯示平面，該顯示平面裸露於該開口，且該顯示平面與所述金屬背板112大致平行設置。

所述金屬背板112與所述金屬前框111相對設置。所述金屬背板112與金屬邊框113直接連接。所述金屬背板112與金屬邊框113之間沒有空隙。所述金屬背板112為一體成型的單一金屬片，所述金屬背板112為顯露後置雙鏡頭202與受話器203等元件而設置開孔204、205，所述金屬背板112上並沒有設置任何用於分割所述金屬背板112的絕緣的開槽、斷線或斷點（請參圖2）。所述金屬背板112可作為所述天線結構100的地。

請一併參閱圖3，所述金屬邊框113夾設於所述金屬前框111與所述金屬背板112之間，且分別環繞所述金屬前框111及所述金屬背板112的周緣設置，以與所述顯示單元201、所述金屬前框111以及金屬背板112共同圍成一容置空間114。所述容置空間114用以容置所述無線通訊裝置200的電路板210、處理單元等電子元件或電路模組於其內。本實施例中，所述電子元件至少包括所述後置雙鏡頭202、所述受話器203及前置鏡頭207，所述後置雙鏡頭202、所述受話器203及前置鏡頭207並排且間隔設置於所述無線通訊裝置200的電路板210。所述後置雙鏡頭202、所述受話器203及前置鏡頭207靠近所述金屬邊框113。

所述金屬邊框113至少包括頂部115、第一側部116以及第二側部117。所述頂部115連接所述金屬前框111與所述金屬背板112。所述第一側部116與所述第二側部117相對設置，兩者分別設置於所述頂部115的兩端，優選垂直設置於所述頂部115的兩端。所述第一側部116與所述第二側部117亦連接所述金屬前框111與所述金屬背板112。所述金屬邊框113上還開設有開槽118。在本實施例中，所述開槽118佈設於所述頂部115上，且分別延伸至所述第一側部116及第二側部117。可以理解，在其他實施例中，所述開槽118也可僅設置於所述頂部115，而未延伸至所述第一側部116及第二側部117中的任何一個，或者所述開槽118設置於所述頂部115，且僅沿延伸至所述第一側部116及第二側部117中的其中之一。

所述金屬前框111的頂邊間隔開設有第一斷點1112及第二斷點1114，兩側邊靠近該頂邊分別開設有一第三斷點1116及一第四斷點1118。所述第三斷點1116及第四斷點1118分別位於所述開槽118的相對兩個末端。所述斷點1112、1114、1116、1118與所述開槽118連通，並延伸至隔斷所述金屬前框111。所述四個斷點自金屬前框111劃分出三部分，這三部分至少包括第一輻射段22、第二輻射段24及第三輻射段26。在本實施例中，所述第一斷點1112及第二斷點1114分別設置於金屬前框111的頂邊的相對兩端靠近拐角處，第一輻射段22位於第一斷點1112與第二斷點1114之間；所述第二輻射段24位於第一斷點1112與第三斷點1116之間，第二輻射段24由金屬前框111的頂邊延伸至側邊，且延伸經過該金屬前框111的一圓弧形拐角；所述第三輻射段26位於第二斷點1114與第四斷點1118之間，第三輻射段26由金屬前框111的頂邊延伸至另一側邊，且延伸經過該金屬前框111的另一圓弧形拐角。另外，所述開槽118及所述斷點1112、1114、1116、1118內均填充有絕緣材料（例如塑膠、橡膠、玻璃、木材、陶瓷等，但不以此為限），進而區隔所述第一輻射段22、第二輻射段24、第三輻射段26與所述金屬件11的其餘部分。

可以理解，所述金屬前框111上半部除了所述斷點以外沒有再設置其他絕緣的開槽、斷線或斷點，因此所述金屬前框111的上半部就只有四個斷點1112、1114、1116、1118，沒有其他斷點。

所述第一饋入部12一端連接至所述第一輻射段22較為靠近第二斷點1114的一端，所述第一饋入部12另一端通過所述第一匹配電路27電性連接至饋入源，從而第一饋入部12為所述第一輻射段22饋入電流。本實施例中，從第一饋入部12饋入電流後，所述電流在第一輻射段22分別向該第一斷點1112和第二斷點1114傳送，從而使得第一輻射段22以該第一饋入部12為分隔點分為相向該第一斷點1112的金屬長臂A1及相向該第二斷點1114的金屬短臂A2。所述第一接地部13一端連接至所述第一輻射段22較為靠近第一斷點1112的一端，另一端通過一第五電感L5連接至接地面（請參圖4），即接地。所述第一饋入部12及第一接地部13均大致呈L形金屬片體。在本實施例中，所述第一饋入部12接入的位置並非對應到第一輻射段22的中間，因此所述金屬長臂A1的長度大於金屬短臂A2的長度。

請參閱圖5，所述第一匹配電路27設置於電路板210上。所述第一匹配電路27一端電性連接至所述第一饋入部12，另一端連接至一第一饋入源271及第二饋入源272。所述第一匹配電路27包括提取器273、第一電感L1、第一電容C1、第二電感L12及第二電容C12。所述第一饋入部12通過所述第一電感L1連接至接地面。所述提取器273一端通過所述第一電容C1電性連接至第一饋入部12與第一電感L1之間，另一端依次通過所述第二電感L12及第二電容C12連接至接地面。所述第一饋入源271電性連接至所述提取器273與第二電感L12之間，所述第二饋入源272電性連接至所述第二電感L12與第二電容C12之間。本實施例中，所述第一饋入源271為分集饋入源，所述第二饋入源272為GPS饋入源。所述金屬長臂A1、第一饋入部12、第一匹配電路27及第一接地部13激發一第一模態以產生第一頻段的輻射訊號。本實施例中，所述第一模態為LTE-A高頻模態，所述第一頻段為2300-2690MHz頻段。

所述第一輻射體14連接所述金屬短臂A2及第三輻射段26。所述第一輻射體14包括依次連接的第一臂142、第二臂144及第三臂146。所述第一臂142大致呈U形金屬片體，其跨越所述第二斷點1114且兩端分別連接至所述金屬短臂A2及所述第三輻射段26分別位於第二斷點1114的兩側。所述第二臂144大致呈矩形金屬片體，其一端連接至所述第一臂142，並相向所述第三輻射段26延伸。所述第三臂146大致呈L形金屬片體，其一端連接至所述第二臂144，另一端連接至所述第三輻射段26。

請參閱圖6，所述第二匹配電路28設置於電路板210上。所述第二匹配電路28一端電性連接至所述第一輻射體14的第一臂142，另一端連接至接地面。所述第二匹配電路28包括第三電感L3、第三電容C3、切換開關S及若干個第四電感L41、L42…L48。所述第三電感L3一端電性連接至所述第一臂142，另一端通過所述第三電容C3連接至接地面。所述切換開關S一端電性連接至所述第三電感L3與第三電容C3之間，另一端選擇性地電性連接至所述若干個第四電感L41、L42…L48之一的一端。所述第四電感L41、L42…L48的另一端均連接至接地面。所述第一匹配電路27、第一饋入部12、金屬短臂A2、第一輻射體14的第一臂142及第二匹配電路28的第三電感L3及第三電容C3激發一第二模態以產生第二頻段的輻射訊號；所述第一匹配電路27、第一饋入部12、金屬短臂A2、第三輻射段26、第一輻射體14及第二匹配電路28的第三電感L3及切換連接的第四電感L41、L42…L48之一激發一第三模態以產生第三頻段的輻射訊號。本實施例中，所述第二模態為LTE-A中頻模態及GPS模態，所述第二頻段為1805-2170MHz頻段；所述第三模態為LTE-A低頻模態，所述第三頻段為704-960MHz頻段。通過控制所述切換開關S的切換，可使得所述金屬短臂A2、第三輻射段26及第一輻射體14切換至不同的第四電感L41、L42…L48。由於每一個第四電感L41、L42…L48具有不同的阻抗，因此通過所述切換開關S的切換，可調整所述第三模態的頻段。所述的調整頻段就是使該頻段往低頻偏移或往高頻偏移。從而，第一匹配電路27、第一饋入部12、金屬短臂A2、第一輻射體14的第一臂142及第三電感L3、第三電容C3通過從分集饋入源271及GPS饋入源272饋入電流整合了分集天線及GPS天線的功能。

所述第二饋入部15及第二接地部16均大致呈L形金屬片體，兩者間隔並排連接於所述第二輻射段24靠近所述第一斷點1112的一端。所述第二饋入部15電性連接於一WiFi 2.4G饋入源與所述第二輻射段24之間。所述第二接地部16電性連接於所述第二輻射段24與接地面之間。所述第二饋入部15、第二輻射段24及第二接地部16激發一第四模態以產生第四頻段的輻射訊號。本實施例中，所述第四模態為WiFi 2.4G模態，所述第四頻段為2400-2500MHz頻段。

所述第二輻射體17大致呈L形金屬片體。所述第三饋入部18及第三接地部19均大致呈L形金屬片體，兩者間隔並排垂直連接於第二輻射體17的一端。所述第二輻射體17設置於所述受話器203、前置鏡頭207及金屬長臂A1包圍的空間裡。所述第三饋入部18電性連接於一WiFi 5G饋入源與所述第二輻射體17之間。所述第三饋入部18、第二輻射體17及第三接地部19激發一第五模態以產生第五頻段的輻射訊號。本實施例中，所述第五模態為WiFi 5G模態，所述第五頻段為5150-5825MHz頻段。

所述接地面可以是所述金屬背板112。或者，在所述顯示單元201朝向金屬背板112那一邊可設置一個用於遮罩電磁干擾的遮罩（shielding mask）或支撐所述顯示單元201的中框。所述遮罩或中框以金屬材料製作。所述接地面也可以是所述遮罩或中框。或者，可將所述金屬背板112連接所述遮罩或中框以組成更大的接地面。所述接地面是所述天線結構100的地。也就是說，所述的每一個接地部與接地點均直接連接或間接連接所述接地面。所述每一饋入部均直接連接或間接連接至所述電路板210上的饋入源。

本實施例中，為得到較佳的天線特性，所述無線通訊裝置200的厚度可設置為7.43毫米。所述開槽118的寬度可設置為3-4.5毫米。優選地，所述開槽118的寬度可設置3.5毫米，也即所述第一輻射段22、第二輻射段24及第三輻射段26距離金屬背板112設置為3.5毫米，以使得第一輻射段22、第二輻射段24及第三輻射段26遠離所述金屬背板112，以提升所述輻射段的天線效率。所述斷點1112、1114、1116、1118的寬度可設置為1.5-2.5毫米。優選地，所述斷點1112、1114、1116、1118的寬度設置為2毫米，以在不影響所述天線結構100的整體外觀的情況下進一步提升所述輻射段的天線效率。

本實施例中，所述第二輻射體17間隔設置於所述前置鏡頭207於受話器203之間。所述第一接地部13間隔設置於所述前置鏡頭207的一側。所述第一饋入部12間隔設置於所述後置雙鏡頭202與受話器203之間。所述第一輻射體14間隔設置於所述後置雙鏡頭202遠離所述第一饋入部12的一側。

圖4為所述天線結構100工作時的電流走向示意圖。當電流自所述第一饋入部12進入所述第一輻射段22後，分別向兩側方向流動，其中一個方向為流經所述金屬長臂A1，並流向所述第一斷點1112（參路徑P1），電流路徑P1激發出所述LTE-A高頻模態。電流自所述第一饋入部12進入所述第一輻射段22後，另一個方向為流經所述金屬短臂A2，流向所述第二斷點1114，並流向所述第一輻射體14的第一臂142及所述第二匹配電路28的第三電感L3及第三電容C3（參路徑P2），電流路徑P2激發出所述LTE-A中頻模態及GPS模態。電流自所述第一饋入部12進入所述第一輻射段22後，另一個方向為流經所述金屬短臂A2，並流經第一輻射體14及第三輻射段26，流向所述第三斷點1116，同時電流還流向所述第二匹配電路28的第三電感L3、切換開關S及若干個第四電容L41、L42…L48之一（參路徑P3），電流路徑P3激發出所述LTE-A低頻模態。當電流自所述第二饋入部15進入所述第二輻射段24後，流經所述第二輻射段24及第二接地部16並流向所述第三斷點1116（參路徑P4），進而激發出所述WiFi 2.4G模態。當電流自所述第三饋入部18進入所述第二輻射體17及第三接地部19（參路徑P5），進而激發出所述WiFi 5G模態。

圖7為所述天線結構100的第一輻射段22、第三輻射段26及第一輻射體14工作時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。其中，曲線71部分產生所述LTE-A低頻頻段，曲線72部分產生LTE-A中頻1800頻段及曲線73部分產生LTE-A高頻2500頻段。

圖8為所述天線結構100的第一輻射段22、第三輻射段26、第一輻射體14及通過所述提取器273工作時的GPS回波損耗（Return Loss）曲線圖。其中，所述天線結構100通過所述第一匹配電路27的提取器273呈現的GPS返回損失可達到15分貝以上的效果。

圖9為所述天線結構100的第二輻射段24工作時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。其中，曲線S91為第二輻射段24工作於WiFi 2.4G頻段（2400-2484MHz）時的回波損耗值。

圖10為所述天線結構100的第二輻射體17工作時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。其中，曲線S101為第二輻射體17工作於WiFi 5G頻段（5150-5850MHz）時的回波損耗值。

圖11為所述天線結構100的第一輻射段22、第三輻射段26及第一輻射體14工作時的效率曲線圖。其中，虛線為輻射效率，實線為總輻射效率。LET-A低頻可維持在-7分貝至-5分貝的效率，LET-A中頻及高頻可達到-6分貝至-2.5分貝的效率。

圖12為所述天線結構100的第二輻射段24工作時的效率曲線圖。其中，虛線為輻射效率，實線為總輻射效率。WiFi 2.4G頻段可維持在-3分貝以上的效率。

圖13為所述天線結構100的第二輻射體17工作時的效率曲線圖。其中，虛線為輻射效率，實線為總輻射效率。WiFi 5G頻段可維持在-4分貝以上的效率。

圖14為所述天線結構100通過切換開關S切換至不同的第四電感L41、L42…L48時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。其中，曲線S141為切換開關S連接至第四電感L41時天線結構100的回波損耗值；曲線S142為切換開關S連接至第四電感L42時天線結構100的回波損耗值；曲線S145為切換開關S連接至第四電感L45（圖未示）時天線結構100的回波損耗值；曲線S148為切換開關S連接至第四電感L48時天線結構100的回波損耗值。

顯然，從圖7至圖14可知，所述天線結構100可工作於相應的低頻頻段（704-960 MHz）、中頻頻段（1805-2170MHz）、高頻頻段（2300-2690MHz）。另外，所述天線結構100還可工作於GPS頻段（1575MHz）、WiFi 2.4G頻段（2400-2500MHz）以及WiFi 5G頻段（5150-5825MHz），即涵蓋至LTE-A低、中、高頻，頻率範圍較廣，且當所述天線結構100工作於上述頻段時，其工作頻率均可滿足天線工作設計要求，並具有較佳的輻射效率。

所述天線結構100通過設置所述金屬件11，且所述金屬件11上的開槽及斷點均設置於所述金屬前框111及金屬邊框113上，並未設置於所述金屬背板112上，使得所述金屬背板112構成全金屬結構，即所述金屬背板112上並沒有絕緣的開槽、斷線或斷點，使得所述金屬背板112可避免由於開槽、斷線或斷點的設置而影響金屬背板112的完整性和美觀性。

實施例2

請參閱圖15，本發明第二較佳實施方式提供一種天線結構500，其可應用於行動電話、個人數位助理等無線通訊裝置600中，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線訊號。

請一併參閱圖15及圖16，所述天線結構500包括金屬件51、饋入部52、第一接地部53、輻射體54、第二接地部55、第三接地部56（參圖18）、第一匹配電路57（參圖18）及第二匹配電路58（參圖18）。

所述金屬件51可以為所述無線通訊裝置600的外殼。所述金屬件51包括金屬前框511、金屬背板512及金屬邊框513。所述金屬前框511、金屬背板512及金屬邊框513可以是一體成型的。所述金屬前框511、金屬背板512以及金屬邊框513構成所述無線通訊裝置600的外殼。所述金屬前框511上設置有一開口（圖未標），用於容置所述無線通訊裝置600的顯示單元601。可以理解，所述顯示單元601具有一顯示平面，該顯示平面裸露於該開口，且該顯示平面與所述金屬背板512大致平行設置。

請一併參閱圖17，所述金屬背板512與所述金屬前框511相對設置。所述金屬背板512與金屬邊框513直接連接。所述金屬背板512與金屬邊框513之間沒有空隙。所述金屬背板512為一體成型的單一金屬片，所述金屬背板512為顯露後置雙鏡頭與受話器等元件而設置開孔604、605，所述金屬背板512上並沒有設置任何用於分割所述金屬背板512的絕緣的開槽、斷線或斷點。所述金屬背板512可作為所述天線結構500的地。

所述金屬邊框513夾設於所述金屬前框511與所述金屬背板512之間，且分別環繞所述金屬前框511及所述金屬背板512的周緣設置，以與所述顯示單元601、所述金屬前框511以及金屬背板512共同圍成一容置空間514。所述容置空間514用以容置所述無線通訊裝置600的電路板610、處理單元等電子元件或電路模組於其內。本實施例中，所述電子元件至少包括所述耳機插座602、USB連接器603及揚聲器604。所述耳機插座602、USB連接器603及揚聲器604並排且間隔設置於所述無線通訊裝置600的電路板610。所述耳機插座602、USB連接器603及揚聲器604靠近所述金屬邊框513。

所述金屬邊框513至少包括底部515、第一側部516以及第二側部517。所述底部515連接所述金屬前框511與所述金屬背板512。所述第一側部516與所述第二側部517相對設置，兩者分別設置於所述底部515的兩端，優選垂直設置於所述底部515的兩端。所述第一側部516與所述第二側部517亦連接所述金屬前框511與所述金屬背板512。所述金屬邊框513上還開設有開槽518。在本實施例中，所述開槽518佈設於所述底部515上，且分別延伸至所述第一側部516及第二側部517。可以理解，在其他實施例中，所述開槽518也可僅設置於所述底部515，而未延伸至所述第一側部516及第二側部517中的任何一個，或者所述開槽518設置於所述底部515，且僅沿延伸至所述第一側部516及第二側部517中的其中之一。

所述金屬前框511的底邊對稱開設有一第一斷點5112及一第二斷點5114，兩側邊分別開設有一第三斷點5116及一第四斷點5118，所述第三斷點5116及第四斷點5118分別位於所述開槽518的相對兩個末端。所述斷點5112、5114、5116、5118與所述開槽518連通，並延伸至隔斷所述金屬前框511。所述四個斷點自金屬前框511劃分出三部分，這三部分至少包括第一輻射段62、第二輻射段64及第三輻射段66。在本實施例中，所述第一斷點5112及第二斷點5114分別設置於金屬前框511的底邊的相對兩端靠近拐角處，第一輻射段62位於第一斷點5112與第二斷點5114之間；所述第二輻射段64位於第一斷點5112與第三斷點5116之間，第二輻射段64由金屬前框511的頂邊延伸至側邊，且延伸經過該金屬前框511的一圓弧形拐角；所述第三輻射段66位於第二斷點5114與第四斷點5118之間，第三輻射段66由金屬前框511的頂邊延伸至另一側邊，且延伸經過該金屬前框511的另一圓弧形拐角。另外，所述開槽518及所述斷點5112、5114、5116、5118內均填充有絕緣材料（例如塑膠、橡膠、玻璃、木材、陶瓷等，但不以此為限），進而區隔所述第一輻射段62、第二輻射段64、第三輻射段66與所述金屬件51的其餘部分。

可以理解，所述金屬前框511下半部除了所述斷點以外沒有再設置其他絕緣的開槽、斷線或斷點，因此所述金屬前框511的下半部就只有四個斷點5112、5114、5116、5118，沒有其他斷點。

所述饋入部52一端通過所述第一匹配電路57電連接至饋入源68（請參閱圖19），另一端連接至所述第一輻射段62，從而饋入部52為所述第一輻射段62饋入電流。本實施例中，從饋入部52饋入電流後，所述電流在第一輻射段62分別向該第一斷點5112和第二斷點5114傳送，從而使得第一輻射段62以該饋入部52為分隔點分為相向該第一斷點5112的金屬長臂B1及相向該第二斷點5114的金屬短臂B2。在本實施例中，所述饋入部52接入的位置並非對應到第一輻射段62的中間，因此所述金屬長臂B1的長度大於金屬短臂B2的長度。

第一接地部53連接於所述金屬長臂B1與接地面之間。所述第一接地部53位於該第一輻射段62靠近所述第一斷點5112的一側。所述饋入部52與第一接地部53均大致呈L型金屬臂。所述饋入部52設置於所述耳機插座602與USB連接器603之間，所述第一接地部53靠近所述揚聲器604設置。

所述第一匹配電路57設置於電路板610上。請參閱圖18與圖19，所述第一匹配電路57包括第一電感L1及第一電容C1。所述饋入部52通過所述第一電感L1連接至接地面。所述第一電容C1一端電性連接至所述饋入部52與第一電感L1之間，另一端電性連接至一饋入源68。所述第一接地部53通過一第二電感L2連接至接地面。所述饋入部52、第一匹配電路57、金屬長臂B1及第一接地部53激發一第一模態以產生第一頻段的輻射訊號，本實施例中，所述第一模態為LTE-A中頻模態，所述第一頻段為1710-2170MHz頻段。

所述輻射體54連接所述金屬短臂B2及第三輻射段66。所述輻射體54包括第一臂542、第二臂544及第三臂546。所述第一臂542大致呈U形金屬片體，其跨越所述第二斷點5114且兩端分別連接至所述金屬短臂B2及所述第三輻射段66分別位於第二斷點5114的兩側。所述第二臂544大致呈L形金屬片體，其一端連接至所述第一臂542，另一端連接至所述第三輻射段66。所述第一臂542及第二臂544位於同一平面且所述平面大致平行並間隔於所述金屬背板512。所述第三臂546一端大致垂直於所述第一臂542，另一端電性連接至所述電路板610上的第二匹配電路58。

所述第二匹配電路58設置於所述電路板610上。請參閱圖20，所述第二匹配電路58包括第三電感L3、第二電容C2、切換開關S及若干個第四電感L41、L42、L45…L48。所述第三電感L3一端電性連接至所述輻射體54的第三臂546，另一端通過所述第二電容C2連接至接地面。所述切換開關S一端電性連接至所述第三電感L3與第二電容C2之間，另一端選擇性地電性連接至所述若干個第四電感L41、L42、L45…L48之一的一端。所述第四電感L41、L42、L45…L48的另一端均連接至接地面。

所述第一匹配電路57、饋入部52、金屬短臂B2、輻射體54的第一臂542及第三臂546、第三電感L3及第二電容C2激發一第二模態以產生第二頻段的輻射訊號；所述第一匹配電路57、饋入部52、金屬短臂B2、第三輻射段66、輻射體54、及第二匹配電路28的第三電感L3及切換連接的第四電感L41、L42、L45…L48之一激發一第三模態以產生第三頻段的輻射訊號。本實施例中，所述第二模態為LTE-A中頻模態，所述第二頻段為1805-2170MHz頻段；所述第三模態為LTE-A低頻模態，所述第三頻段為704-960MHz頻段。通過控制所述切換開關S的切換，可使得所述金屬短臂B2、第三輻射段66及輻射體54切換至不同的第四電感L41、L42、L45…L48。由於每一個第四電感L41、L42、L45…L48具有不同的阻抗，因此通過所述切換開關S的切換，可調整所述第三模態的頻段。所述的調整頻段就是使該頻段往低頻偏移或往高頻偏移。

所述第二接地部55大致呈L形金屬片體，所述第二接地部55的一端連接於所述第二輻射段64靠近所述第一斷點5112的一端。所述第二接地部55的另一端通過一第五電感L5連接至接地面。所述第三接地部56（參圖18）的一端連接於所述第二輻射段64靠近所述第三斷點5116的一端。所述第三接地部56的另一端連接至接地面。所述第二輻射段64、第二接地部55及第三接地部56從所述第一輻射段62耦合饋入電流，激發一第四模態以產生第四頻段的輻射訊號。本實施例中，所述第四模態為LTE-A高頻模態，所述第四頻段為2300-2700MHz頻段。

本實施例中，所述接地面可以是所述金屬背板512。或者，在所述顯示單元601朝向金屬背板512那一邊可設置一個用於遮罩電磁干擾的遮罩（shielding mask）或支撐所述顯示單元601的中框。或者，可將所述金屬背板512連接所述遮罩或中框以組成更大的接地面。所述遮罩或中框以金屬材料製作。所述接地面也可以是所述遮罩或中框。所述接地面是所述天線結構500的地。也就是說，所述的每一個接地部與接地點均直接連接或間接連接所述接地面。

本實施例中，為得到較佳的天線特性，所述無線通訊裝置600的厚度可設置為7.43毫米。所述開槽518的寬度可設置為3-4.5毫米。優選地，所述開槽518的寬度可設置3.5毫米，也即所述第一輻射段62、第二輻射段64及第三輻射段66距離金屬背板512設置為3.5毫米，以使得第一輻射段62、第二輻射段64及第三輻射段66遠離所述金屬背板512，以提升所述輻射段的天線效率。所述斷點5112、5114、5116、5118的寬度可設置為1.5-2.5毫米。優選地，所述斷點5112、5114、5116、5118的寬度設置為2毫米，以在不影響所述天線結構500的整體外觀的情況下進一步提升所述輻射段的天線效率。

本實施例中，所述饋入部52與輻射體54分別設置於所述耳機插座602的相對兩側。所述饋入部52設置於所述耳機插座602與USB連接器603之間。所述第一接地部53與第二接地部55對應設置於所述揚聲器604的同一側。

圖18為所述天線結構500工作時的電流走向示意圖。當電流自所述饋入部52進入所述輻射段62後，分別向兩側方向流動，其中一個方向為流經所述金屬長臂B1，並流向所述第一斷點5112及第一接地部53（參路徑P1），進而激發出所述LTE-A中頻模態（1710-2170 MHz）。電流自所述饋入部52進入所述第一輻射段62後，另一個方向為流經所述金屬短臂B2，流向所述第二斷點5114，並流向所述第一輻射體54的第一臂542、第三臂546及所述第二匹配電路58的第三電感L3及第二電容C2（參路徑P2），電流路徑P2激發出所述LTE-A中頻模態（1805-2170 MHz）。電流自所述饋入部52進入所述第一輻射段62後，另一個方向為流經所述金屬短臂B2，並流經第一輻射體54及第三輻射段66，流向所述第四斷點5118，同時電流還流向所述第二匹配電路28的第三電感L3、切換開關S及若干個第四電容L41、L42…L48之一（參路徑P3），電流路徑P3激發出所述LTE-A低頻模態（704-960 MHz）。當電流自所述饋入部52進入所述輻射段62後，向第一斷點5112流經所述金屬長臂B1，電流耦合至所述第二輻射段64、第二接地部55及第三接地部56，並流向所述第三斷點5116（參路徑P4），電流路徑P4激發出所述LTE-A高頻模態（2300-2700 MHz）。

圖21為所述天線結構500工作時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。其中，曲線211部分產生所述LTE-A低頻頻段，曲線212部分產生LTE-A中頻1800頻段、曲線213部分產生LTE-A中頻1700頻段及2100頻段，曲線214部分產生LTE-A高頻2700頻段。

圖22為所述天線結構500工作時的效率曲線圖。其中，虛線為輻射效率，實線為總輻射效率。LET-A低頻可維持在-5.5分貝至-3分貝的效率，LET-A中頻及高頻可達到-5分貝至-2分貝的效率。

圖23為所述天線結構500通過切換開關S切換至不同的第四電感L41、L42、L45…L48時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。其中，曲線S231為切換開關S連接至第四電感L41時天線結構100的回波損耗值；曲線S232為切換開關S連接至第四電感L42時天線結構100的回波損耗值；曲線S235為切換開關S連接至第四電感L45時天線結構100的回波損耗值；曲線S238為切換開關S連接至第四電感L48時天線結構100的回波損耗值。在高頻段時，曲線S231、S232、S235及S238基本重合，此時所述天線結構500工作時的回波損耗值穩定。

圖24為所述天線結構500的第二匹配電路58搭配不同電容值的第二電容C2時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。其中，通過搭配不同電容值的第二電容C2可操作所述天線結構500工作時的中頻頻段。

顯然，所述天線結構500適用的工作頻率範圍涵蓋LTE-A低頻頻段（704-960 MHz）、LTE-A中頻頻段（1710-2170MHz）、LTE-A中頻頻段（1805-2170MHz）、LTE-A高頻頻段（2300-2700MHz），頻率範圍較廣，可應用於多種頻段的操作，且當所述天線結構500工作於上述頻段時，其工作頻率均可滿足天線工作設計要求，並具有較佳的輻射效率。

所述天線結構500通過設置所述金屬件51，且所述金屬件51上的開槽及斷點均設置於所述金屬前框511及金屬邊框513上，並未設置於所述金屬背板512上，使得所述金屬背板512構成全金屬結構，即所述金屬背板512上並沒有絕緣的開槽、斷線或斷點，使得所述金屬背板512可避免由於開槽、斷線或斷點的設置而影響金屬背板512的完整性和美觀性。

可以理解，本發明的實施例1的天線結構100及實施例2的天線結構500分別為無線通訊裝置的上天線及下天線，實施例1的上天線可與實施例2的下天線組合，以組合形成無線通訊裝置的天線。所述無線通訊裝置可使用所述下天線發射無線訊號，並使用所述上天線和下天線一起接收無線訊號。

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。

100‧‧‧天線結構

11‧‧‧金屬件

111‧‧‧金屬前框

112‧‧‧金屬背板

113‧‧‧金屬邊框

114‧‧‧容置空間

115‧‧‧頂部

116‧‧‧第一側部

117‧‧‧第二側部

118‧‧‧開槽

1112‧‧‧第一斷點

1114‧‧‧第二斷點

1116‧‧‧第三斷點

1118‧‧‧第四斷點

22‧‧‧第一輻射段

24‧‧‧第二輻射段

26‧‧‧第三輻射段

A1‧‧‧金屬長臂

A2‧‧‧金屬短臂

12‧‧‧第一饋入部

13‧‧‧第一接地部

14‧‧‧第一輻射體

142‧‧‧第一臂

144‧‧‧第二臂

146‧‧‧第三臂

15‧‧‧第二饋入部

16‧‧‧第二接地部

17‧‧‧第二輻射體

18‧‧‧第三饋入部

19‧‧‧第三接地部

27‧‧‧第一匹配電路

271‧‧‧第一饋入源

272‧‧‧第二饋入源

273‧‧‧提取器

L1‧‧‧第一電感

C1‧‧‧第一電容

L12‧‧‧第二電感

C12‧‧‧第二電容

28‧‧‧第二匹配電路

L3‧‧‧第三電感

C3‧‧‧第三電容

S‧‧‧切換開關

L41、L42…L48‧‧‧第四電感

L5‧‧‧第五電感

200‧‧‧無線通訊裝置

201‧‧‧顯示單元

222‧‧‧後置雙鏡頭

203‧‧‧受話器

224、205‧‧‧開孔

207‧‧‧前置鏡頭

210‧‧‧電路板

實施例2

500‧‧‧天線結構

51‧‧‧金屬件

511‧‧‧金屬前框

512‧‧‧金屬背板

513‧‧‧金屬邊框

514‧‧‧容置空間

515‧‧‧底部

516‧‧‧第一側部

517‧‧‧第二側部

518‧‧‧開槽

5112‧‧‧第一斷點

5114‧‧‧第二斷點

5116‧‧‧第三斷點

5118‧‧‧第四斷點

62‧‧‧第一輻射段

B1‧‧‧金屬長臂

B2‧‧‧金屬短臂

64‧‧‧第二輻射段

66‧‧‧第三輻射段

68‧‧‧饋入源

52‧‧‧饋入部

53‧‧‧第一接地部

54‧‧‧輻射體

542‧‧‧第一臂

544‧‧‧第二臂

546‧‧‧第三臂

55‧‧‧第二接地部

56‧‧‧第三接地部

57‧‧‧第一匹配電路

C1‧‧‧第一電容

L1‧‧‧第一電感

L2‧‧‧第二電感

58‧‧‧第二匹配電路

L3‧‧‧第三電感

C2‧‧‧第二電容

S‧‧‧切換開關

L41、L42…L48‧‧‧第四電感

L5‧‧‧第五電感

600‧‧‧無線通訊裝置

601‧‧‧顯示單元

602‧‧‧耳機插座

603‧‧‧USB連接器

604‧‧‧揚聲器

610‧‧‧電路板

圖1為本發明第一實施例的天線結構應用至無線通訊裝置的示意圖。 圖2為圖1所示天線結構的組裝示意圖。 圖3為圖1所示無線通訊裝置另一角度下的組裝示意圖。 圖4為圖2所示天線結構工作時的電流走向圖。 圖5為本發明第一實施例的天線結構中第一匹配電路的電路圖。 圖6為本發明第一實施例的天線結構中第二匹配電路的電路圖。 圖7為圖2所示天線結構第一輻射段、第三輻射段及第一輻射體工作時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。 圖8為圖2所示天線結構的第一輻射段、第三輻射段、第一輻射體及通過所述提取器工作時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。 圖9為圖2所示天線結構的第二輻射段工作時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。 圖10為圖2所示天線結構的第二輻射體工作時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。 圖11為圖2所示天線結構的第一輻射段、第三輻射段及第一輻射體工作時的效率曲線圖。 圖12為圖2所示天線結構的第二輻射段工作時的效率曲線圖。 圖13為圖2所示天線結構的第二輻射體工作時的效率曲線圖。 圖14為圖2所示天線結構通過切換開關S切換至不同的第四電感L41、L42…L48時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。 圖15為為本發明第二實施例的天線結構應用至無線通訊裝置的示意圖。 圖16為圖15所示天線結構的組裝示意圖。 圖17為圖15所示無線通訊裝置另一角度下的組裝示意圖。 圖18為圖16所示天線結構工作時的電流走向圖。 圖19為為本發明第二實施例的天線結構中第一匹配電路的電路圖。 圖20為本發明第二實施例的天線結構中第二匹配電路的電路圖。 圖21為圖16所示天線結構工作時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。 圖22為圖16所示天線結構工作時的效率曲線圖。 圖23為圖16所示天線結構通過切換開關切換至不同的第四電感時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。 圖24為圖16所示天線結構的第二匹配電路搭配不同電容值的第二電容時的回波損耗（Return Loss）曲線圖。

無

Claims (19)

1. 一種天線結構，包括金屬件及饋入部，所述金屬件包括金屬前框、金屬背板以及金屬邊框，所述金屬邊框夾設於所述金屬前框與所述金屬背板之間，其改良在於：所述金屬邊框上開設有開槽，所述金屬前框上間隔開設第一斷點、第二斷點及第四斷點，所述第四斷點位於開槽的末端，所述第一斷點、第二斷點及第四斷點與所述開槽連通並延伸至隔斷所述金屬前框，位於第一斷點與第二斷點之間的金屬前框形成第一輻射段，位於第二斷點與第四斷點之間的金屬前框形成第三輻射段，所述天線結構還包括輻射體及第二匹配電路，所述輻射體跨越所述第二斷點並連接所述第一輻射段及第三輻射段，所述饋入部電連接至所述第一輻射段，所述第二匹配電路至少包括切換開關及若干第四電感，所述第二匹配電路的一端電連接至所述輻射體，另一端接地。
2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述開槽及所述斷點內均填充有絕緣材料。
3. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述金屬邊框至少包括底部、第一側部以及第二側部，所述第一側部與所述第二側部分別連接所述底部的兩端，所述開槽至少佈設於所述底部上，所述金屬前框上還開設第三斷點，所述第三斷點位於該開槽的另一末端。
4. 如申請專利範圍第3項所述的天線結構，其中所述第一斷點、第二斷點、第三斷點及第四斷點自所述金屬前框劃分出所述第一輻射段、第二輻射段及所述第三輻射段，第二輻射段位於第一斷點與第三斷點之間，第二輻射段由金屬前框的頂邊延伸至側邊，所述第三輻射段由金屬前框的頂邊延伸至另一側邊。
5. 如申請專利範圍第4項所述的天線結構，其中所述饋入部電連接至所述第一輻射段，所述第一輻射段以該饋入部為分隔點分為相向該第一斷點的金屬長臂及相向該第二斷點的金屬短臂，金屬長臂的長度大於金屬短臂的長度。
6. 如申請專利範圍第5項所述的天線結構，其中所述天線結構還包括第一接地部，所述第一接地部一端連接至所述第一輻射段靠近第一斷點的一端，另一端接地。
7. 如申請專利範圍第5項所述的天線結構，其中所述天線結構還包括第一匹配電路，所述第一匹配電路包括第一電感及第一電容，所述饋入部通過所述第一電感接地，所述第一電容一端電性連接至所述饋入部與第一電感之間，另一端電性連接至饋入源，所述第一接地部通過一第二電感接地。
8. 如申請專利範圍第7項所述的天線結構，其中所述饋入部、第一匹配電路、金屬長臂及第一接地部激發一第一模態以產生第一頻段的輻射訊號，所述第一模態為LTE-A中頻模態，所述第一頻段為1710-2170MHz頻段。
9. 如申請專利範圍第8項所述的天線結構，其中所述輻射體包括第一臂、第二臂及第三臂，所述第一臂大致呈U形金屬片體，其跨越所述第二斷點且兩端分別連接至所述金屬短臂及所述第三輻射段分別位於第二斷點的兩側，所述第二臂的一端連接至所述第一臂，另一端連接至所述第三輻射段，所述第一臂及第二臂位於同一平面且所述平面大致平行並間隔於所述金屬背板，所述第三臂一端大致垂直於所述第一臂，另一端電性連接至所述第二匹配電路。
10. 如申請專利範圍第9項所述的天線結構，其中所述第二匹配電路還包括第三電感及第二電容，所述第三電感一端電性連接至所述第三臂，另一端通過所述第二電容接地，所述切換開關一端電性連接至所述第三電感與第二電容之間，另一端選擇性地電性連接至所述若干個第四電感之一的一端，所述第四電感的另一端均接地。
11. 如申請專利範圍第10項所述的天線結構，其中所述第一匹配電路、饋入部、金屬短臂、輻射體的第一臂及第三臂、第三電感及第二電容激發一第二模態以產生第二頻段的輻射訊號；所述第一匹配電路、饋入部、金屬短臂、第三輻射段、輻射體、及第二匹配電路的第三電感及所述第四電感之一激發一第三模態以產生第三頻段的輻射訊號。
12. 如申請專利範圍第11項所述的天線結構，其中所述第二模態為LTE-A中頻模態，所述第二頻段為1805-2170MHz頻段；所述第三模態為LTE-A低頻模態，所述第三頻段為704-960MHz頻段，通過控制所述切換開關的切換，使得所述金屬短臂、第三輻射段及輻射體切換至不同的第四電感，每一個第四電感具有不同的阻抗以調整所述第三模態的第三頻段，所述的調整就是使所述第三頻段往低頻偏移或往高頻偏移。
13. 如申請專利範圍第12項所述的天線結構，其中所述天線還包括第二接地部及第三接地部，所述第二接地部連接於所述第二輻射段靠近所述第一斷點的一端並通過一第五電感接地，所述第三接地部連接於所述第二輻射段靠近所述第三斷點的一端並接地。
14. 如申請專利範圍第13項所述的天線結構，其中所述第二輻射段、第二接地部及第三接地部從所述第一輻射段耦合饋入電流，激發一第四模態以產生第四頻段的輻射訊號，所述第四模態為LTE-A高頻模態，所述第四頻段為2300-2700MHz頻段。
15. 如申請專利範圍第4項所述的天線結構，其中所述開槽的寬度設置為3-4.5毫米，也即所述第一輻射段、第二輻射段及第三輻射段距離金屬背板設置為3-4.5毫米；所述斷點的寬度設置為1.5-2.5毫米。
16. 如申請專利範圍第1項所述的天線結構，其中所述金屬背板為一體成型的單一金屬片，所述金屬背板與金屬邊框直接連接，所述金屬背板與金屬邊框之間沒有空隙，所述金屬背板上並沒有設置任何用於分割所述金屬背板的絕緣的開槽、斷線或斷點。
17. 一種無線通訊裝置，包括如申請專利範圍第1-16項中任一項所述的天線結構。
18. 如申請專利範圍第17項所述的無線通訊裝置，其中所述無線通訊裝置還包括顯示單元，所述金屬前框、金屬背板以及金屬邊框構成所述無線通訊裝置的外殼，所述金屬前框設置有開口用於容置所述顯示單元，所述顯示單元具有顯示平面，該顯示平面裸露於該開口，且該顯示平面與所述金屬背板平行設置。
19. 如申請專利範圍第17項所述的無線通訊裝置，其中所述無線通訊裝置還包括耳機插座、USB連接器及揚聲器，所述耳機插座、USB連接器及揚聲器並排且間隔設置，且靠近所述金屬邊框，所述饋入部與輻射體分別設置於所述耳機插座的相對兩側，所述饋入部設置於所述耳機插座與USB連接器之間，所述第一接地部與第二接地部設置於所述揚聲器的同一側。