TWI652854B - 天線結構及應用該天線結構之無線通訊設備 - Google Patents

天線結構及應用該天線結構之無線通訊設備 Download PDF

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TWI652854B TW104102237A TW104102237A TWI652854B TW I652854 B TWI652854 B TW I652854B TW 104102237 A TW104102237 A TW 104102237A TW 104102237 A TW104102237 A TW 104102237A TW I652854 B TWI652854 B TW I652854B
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Abstract

本發明提供一種天線結構，其設置在一基板一側，該天線結構包括彈片、第一輻射體、第二輻射體及一連接部，該連接部上設置饋入點及接地點，該第一輻射體及第二輻射體分別與該連接部上之饋入點及接地點相連，該連接部與該基板連接，該第一輻射體及第二輻射體間隔設置，該彈片設置於該第一輻射體上，該第一輻射體藉由彈片與第二輻射體耦合，該天線結構由第一輻射體、彈片及第二輻射體發生耦合效應得到第一工作頻率，由第一輻射體及彈片藉由倍頻效應得到第二工作頻率。

Description

天線結構及應用該天線結構之無線通訊設備
本發明涉及一種天線結構，尤其涉及一種耦合式天線結構及應用該天線結構之無線通訊設備。
隨著無線通訊產品設計朝向輕薄趨勢發展，消費者對於產品外觀之要求也愈來愈嚴苛，天線裝置是例如手機等無線通訊產品中最重要之元件之一，當手機輕薄化之同時，平面式天線之設計應運而生，從而節省了手機內部空間。藍牙(Bluetooth，BT)與無線保真度(Wireless Fidelity，WIFI)是兩種得到廣泛應用之無線通訊系統。目前絕大多數同時具備BT與WIFI通訊功能之無線通訊裝置都還必須分別設置兩個相應之天線以分別收發兩個系統所用之信號。增加了天線裝置生產成本，也增加了天線裝置總體體積，從而佔據無線通訊裝置內很大一部分空間，不利於無線通訊裝置朝輕薄化方向發展之趨勢。然而，手機產品中有限之空間使天線高度降低，又影響了整體天線之輻射特性，在日常通信過程中難以保證良好之通信效果。
有鑑於此，有必要提供一種在有限空間內保持良好通信效果之天線結構。
另。有必要提供一種應用該天線結構之無線通訊設備。
一種天線結構，其設置在一基板一側，該天線結構包括彈片、第一輻射體、第二輻射體及一連接部，該連接部上設置饋入點及接地點，該第一輻射體及第二輻射體分別與該連接部上之饋入點及接地點相連，該連 接部與該基板連接，該第一輻射體及第二輻射體間隔設置，該彈片設置於該第一輻射體上，該第一輻射體藉由彈片與第二輻射體耦合，該天線結構由第一輻射體、彈片及第二輻射體發生耦合效應得到第一工作頻率，由第一輻射體及彈片藉由倍頻效應得到第二工作頻率。
一種無線通訊設備，其包括基板及天線結構，該無線通訊設備還 包括支撐結構及音頻插座，該音頻插座收容於該支撐結構內，該天線結構設置在該支撐結構上，該天線結構包括彈片、第一輻射體、第二輻射體及連接部，該第一輻射體及第二輻射體間隔設置，該彈片設置於該第一輻射體上，該第一輻射體藉由彈片與第二輻射體耦合，該第一輻射體、第二輻射體及該音頻插座藉由連接部與該基板電性連接。
本發明之無線通訊設備將天線結構與音頻插座藉由支撐結構緊 密組合，有利於節省天線結構在手機中之空間並降低了設計成本。同時，將彈片設置於第一輻射體上遠離了音頻插座並增加了天線高度，有助於增加高頻之頻寬；並且彈片自身之長度增加了電流路徑，有助於天線結構收發信號之頻率向低頻方向偏移。
100‧‧‧無線通訊設備
10‧‧‧基板
40‧‧‧天線結構
20‧‧‧支撐結構
30‧‧‧音頻插座
11‧‧‧淨空區
21‧‧‧收容槽
211‧‧‧底壁
212‧‧‧側壁
41‧‧‧彈片
42‧‧‧第一輻射體
43‧‧‧第二輻射體
44‧‧‧連接部
411‧‧‧第一彎折部
412‧‧‧第二彎折部
421‧‧‧第一輻射部
4211‧‧‧第一端
4212‧‧‧第二端
4213‧‧‧切口
422‧‧‧第二輻射部
431‧‧‧第一延伸部
432‧‧‧第二延伸部
441‧‧‧第一連接部
442‧‧‧第二連接部
443‧‧‧饋入點
444‧‧‧接地點
圖1係本發明較佳實施方式之無線通訊裝置之立體示意圖。
圖2係圖1所示之無線通訊裝置之天線結構之分解圖。
圖3係圖1所示之天線結構之返回損耗圖。
圖4係圖1所示之天線結構之輻射效率圖。
請參閱圖1，本發明之無線通訊設備100可以是手機、掌上型電腦 等，本實施方式以手機為例加以說明。該無線通訊設備100包括基板10、支撐結構20、音頻插座30及天線結構40，該天線結構40設置於該支撐結構20上用以收發無線電信號，使該無線通訊設備100可工作於BT/Wi-Fi(2400-2484MHZ，5200-5800MHZ)兩個頻段。該音頻插座30安裝在該支撐結構20內，該支撐結構20位於該基板10一側，該音頻插座30藉由該天線結構40與基板10連接。
該基板10大致為一矩形之印刷電路板(Printed Circuit Board， PCB)，本實施方式中，該基板10之尺寸為131.6x66.8x10mm3，其上設置淨空區11及匹配電路(圖未示)，該淨空區11之尺寸為66.8x7mm2。該淨空區11指基板10上無導體存在之區域，用以防止外部環境中之電子元件對天線結構40產生干擾，造成其工作頻率偏移或輻射效率變低。該匹配電路可設置在該淨空區11內，其藉由導線(圖未示)與天線結構40相連，以提供天線結構40之阻抗匹配，其可為一現有之π型電路或T型電路。
請結合參閱圖2，該支撐結構20包括底壁211及垂直於該底壁211 之二側壁212，該底壁211及二側壁212共同形成一收容槽21，該音頻插座30容置於該收容槽21內。
該天線結構40包括彈片41、第一輻射體42、第二輻射體43及連接 部44，該第一輻射體42、第二輻射體43及連接部44藉由柔性線路板彎折製成。該彈片41大致呈V型，其為金屬材料彎折製成，其包括第一彎折部411及與第一彎折部411弧形連接之第二彎折部412。該第一輻射體42及該第二輻射體43均呈L型，其中，該第一輻射體42包括垂直設置之第一輻射部421及第二輻射部422，該第一彎折部411連接在該第二輻射部422上。該第一輻 射部421包括間隔設置之第一端4211及第二端4212，該第一端4211與第二端4212之間形成切口4213。本實施方式中，一50歐姆之電阻(圖未示)容置於該切口4213內，且分別與第一端4211、第二端4212連接。該第二輻射體43包括垂直設置之第一延伸部431及第二延伸部432，該第一輻射體42及第二輻射體43均位於該支撐結構20之底壁211上且互相間隔設置。該第一延伸部431與第一輻射部421平行設置，且長度大於該第一輻射部421。該第二延伸部432所在之平面與第一延伸部431所在之平面垂直，該第二延伸部432之一端連接第一延伸部431，另一端平直延伸並越過第二輻射部422。並且，該第二延伸部432垂直於該底壁211以提高處於2400MHZ天線結構40之效率。在本實施方式中，該第一輻射部421、第二輻射部422及第一延伸部431均貼附在該底壁211上。
該連接部44由導電材料製成，其包括相互垂直設置之第一連接部 441及第二連接部442。該第一連接部441與支撐結構20之一側壁212貼合，並位於該支撐結構20與基板10之間。該第二連接部442與底壁211平行設置以蓋合該收容槽21並與該音頻插座30電性連接，該音頻插座30之信號藉由該第二連接部442與基板10導通並傳輸信號。該第一連接部441包括饋入點443及接地點444，該第一輻射部421之第一端4211連接該饋入點443，該第一延伸部431之末端連接該接地點444。
請參閱圖3及圖4，該無線通訊設備100工作時，該第一輻射部421 從饋入點443獲得電流，流過第二輻射部422之電流經彈片41耦合至第二輻射體43，並藉由接地點444形成電流回路，如此形成第一電流路徑，以便天線結構40工作於2400-2484MHZ。本實施方式中，設置在切口4213內之電阻 可以起到限流作用。另外，電流在第一輻射體42及彈片41上產生倍頻效應，以便天線結構40工作於5200-5800MHZ。由圖3及圖4可以看出，該無線通訊設備100在2400-2484MHZ及5200-5800MHZ之頻段內均滿足天線設計之要求。
請參閱表1，所示為本發明天線結構40輻射效率，由表1可知，該 天線結構40在2400-2484MHZ及5200-5800MHZ輻射效率均滿足天線工作設計要求。
本發明之無線通訊設備100將天線結構40與音頻插座30藉由支撐結構20緊密組合，有利於節省天線結構40在手機中之空間並降低了設計成本。同時，將彈片41設置於第一輻射體42上遠離了音頻插座30並增加了天線高度，有助於增加高頻之頻寬；並且彈片41自身之長度增加了電流路徑，有助於天線結構40收發信號之頻率向低頻方向偏移。
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例，本發明之範圍並不以上述實施例為限，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 (10)

  1. 一種天線結構，其設置在一基板一側，其改良在於：所述天線結構包括彈片、第一輻射體、第二輻射體及一連接部，該連接部上設置饋入點及接地點，該第一輻射體及第二輻射體分別與該連接部上之饋入點及接地點相連，該連接部與該基板連接，該第一輻射體及第二輻射體間隔設置，該彈片設置於該第一輻射體上，該第一輻射體藉由彈片與第二輻射體耦合，該天線結構由第一輻射體、彈片及第二輻射體發生耦合效應得到第一工作頻率，由第一輻射體及彈片藉由倍頻效應得到第二工作頻率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述第一輻射體包括第一輻射部及第二輻射部，該第一輻射部及第二輻射部垂直設置且位於同一平面，該第一輻射部與饋入點相連，該彈片設置在該第二輻射部上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之天線結構，其中所述第二輻射體包括第一延伸部及第二延伸部，該第二延伸部所在之平面與第一延伸部所在之平面垂直，該第一延伸部與第一輻射部平行設置，且長度大於第一輻射部。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之天線結構，其中所述第二延伸部之一端連接第一延伸部，另一端平直延伸並越過第二輻射部。
  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第一端及第二端，該第一端與第二端之間間隔設置形成切口，一電阻容置於該切口內，且連接於第一端及第二端之間，該第一端與饋入點電性連接。
  6. 一種無線通訊設備，其包括基板及天線結構，其改良在於：所述無線通訊設備還包括支撐結構及音頻插座，該音頻插座收容於該支撐結構內，該天線結構設置在該支撐結構上，該天線結構包括彈片、第一輻射體、第二輻射體及連接部，該第一輻射 體及第二輻射體間隔設置，該彈片設置於該第一輻射體上，該第一輻射體藉由彈片與第二輻射體耦合，該第一輻射體、第二輻射體及該音頻插座藉由連接部與該基板電性連接。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之無線通訊設備，其中所述支撐結構包括底壁及二側壁，該底壁及二側壁共同形成一收容槽，該音頻插座容置於該收容槽內。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之無線通訊設備，其中所述連接部包括第一連接部及第二連接部，該第一連接部與支撐結構之一側壁貼合，並位於該支撐結構與基板之間，其上設置饋入點及接地點，該第一輻射體及第二輻射體均設置在該底壁上且分別與該連接部上之饋入點及接地點相連，該第二連接部與該音頻插座電性連接。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之無線通訊設備，其中所述第二輻射體包括第一延伸部及第二延伸部，該第二延伸部所在之平面與第一延伸部所在之平面垂直，該第一延伸部之末端連接該接地點，該第二延伸部垂直該底壁。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之無線通訊設備，其中所述彈片包括第一彎折部及與該第一彎折部弧形連接之第二彎折部，該第一彎折部連接在該第一輻射體上。
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