TWI685142B - 天線結構及其行動裝置 - Google Patents

Abstract

一種天線結構，包含：基板，包含底板與側板；第一型天線，設置於基板之側角區，用以收發第一頻段，第一形天線包含：側板天線，部分之側板天線位底板，另一部分之側板天線位於側板；及底板天線，位於底板而電性連接於側板天線；及第二型天線，設置於基板之側邊，用以收發第二頻段，其中，部分之第二型天線位於底板，另一部分之第二型天線位於側板。

Description

天線結構及其行動裝置

本發明提供一種天線結構，特別是一種多頻段的天線結構。

智慧型產品是目前生活中最常使用之科技產品之一，尤其是藉由其行動上網更是近年趨勢。進一步來說，使用者對於行動裝置之使用已從原先的語音通話要求至現行網路化的多方使用。因此，天線是否能多頻段收發，以及其多頻段收發效能是否良好，即為使用者關注之問題之一。

然而，目前各種裝置中，因天線的設計受到行動裝置內部空間之侷限，導致其頻段效能受限。再者，由於增加了天線的設計元件，進而也會影響到行動裝置其他元件之設置空間。此外，由於大多數行動裝置外殼皆採取金屬材質製成，因此，其天線輻射也容易受到金屬邊框影響。

有鑑於此，本發明提出一種天線結構，包含：基板，包含底板與側板；第一型天線，設置於基板之側角區，用以收發第一頻段，第一形天線包含：側板天線，部分之側板天線位底板，另一部分之側板天線位於側板；及底板天線，位於底板而電性連接於側板天線；及第二型天線，設置於基板之側邊，用以收發第二頻段，其中，部分之第二型天線位於底板，另一部分之第二型天線位於側板。

其中，側板更包含第一側板與第二側板，另一部分之側板天線位於第一側板與第二側板上。

基此，另一部分之第二型天線位於第一側板上。

此外，側板天線包含：第一段，自第一饋入點延伸至第一轉點；第二段，自第一轉點往二側延伸而與第一段約略呈垂直，其中第二段之一端電性連接於底板天線，另一端延伸至第二轉點而位於第一側板；第三段，自第二轉點往第二側板延伸至第三轉點，使得部分之第三段位於第一側板，另一部分之第三段位於第二側板；第四段，自第三轉點延伸至第四轉點，其中，第四段與第三段約略呈垂直；第五段，自第四轉點往第一側板延伸至第一側板與第二側板之連接處而與第四段約略呈平行；及第一區，自位於連接處之第五段延伸形成於第一側板上。

再者，底板天線包含：第六段，自第二饋入點延伸至第五轉點；第七段，自第五轉點往一方向延伸至第六轉點而與第六段約略呈垂直；第八段，自第六轉點往第二側板延伸至第七轉點而與第七段約略呈垂直；第九段，自第七轉點往第一側板延伸至第八轉點而與第七段約略呈平行；第十段，自第八轉點往第二側板延伸至延伸點而與第九段約略呈垂直；第二區，自延伸點延伸形成於底板上而鄰近於側角區；第十一段，自第二區之端角往方向延伸至第九轉點；第十二段，自第九轉點延伸至第十轉點；及第十三段，自第十轉點往第二區延伸至末端點，其中末端點與該第二區間隔距離。

其中，第六段與第十段位於同一延伸線上。

再者，端角位於該第十段之延伸線上。

此外，第二型天線自底板之第三饋入點延伸形成，而於第一側板延伸形成L型態樣。

再者，第二型天線自底板之第三饋入點延伸形成，而於第一側板延伸形成F型態樣。

本發明更提出一種行動裝置，包含：本體；及上述天線結構，設置於本體內，其中，第一型天線位於本體之角落，第二型天線位於本體之一側邊。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

請參閱圖1及圖2，圖1為本發明天線結構之示意圖。圖2為本發明第一型天線之示意圖。本發明之天線結構，包含基板10、第一型天線20及第二型天線30。

基板10為概呈一長方形之板體結構，包含有底板11與側板12，側板12約略垂直於底板11，使得基板10整體外觀概呈盒狀。在此，基板10較佳地係為FR4玻璃纖維基板，並且底板11厚度較佳地係為0.8mm，側板12厚度較佳地係為0.4mm。並且基板10之長度及寬度較佳地分別為150.8mm及75.8mm。在此，第一型天線20及第二型天線30則印刷在此基板10。

第一型天線20設置於基板10之側角區13，以本發明而言，側角區13為基板10之四個角。透過第一型天線20之設置而用以收發第一頻段。在此，第一頻段較佳地可為4G-LTE頻段，但本發明並非以此為限。以本發明而言，應用於4G-LTE頻段為4x4MIMO天線設計，進一步來說，第一型天線20較佳地係設置於基板10之四個角落，其主要採用直接式饋入搭配匹配電路後再連接雙路徑的設計。

在此，第一型天線20包含有側板天線21及底板天線22。側板天線21一部分設置位於底板11上，另一部分則設置於側板12上。底板天線22則全部設置於底板11上，並且與位於底板11上之側板天線21電性連接。

請參閱圖3，圖3為本發明側板天線之示意圖。側板12更包含第一側板14與第二側板15，在此，側板天線21之另一部分係位於第一側板14與第二側板15上。

以本發明而言，側板天線21包含有第一段21a、第二段21b、第三段21c、第四段21d、第五段21e及第一區21f。第一段21a自第一饋入點a往Y軸方向延伸至第一轉點b。第二段21b自第一轉點b往二側延伸(X軸方向)而與第一段21a約略呈垂直，其中第二段21b之一端電性連接於底板天線22，另一端延伸至第二轉點c而位於第一側板14上。第三段21c自第二轉點c往第二側板15之方向延伸，並且延伸至第三轉點d。基此，第三段21c係從第一側板14延伸至第二側板15上，使得部分之第三段21c位於第一側板14，另一部分之第三段21c位於第二側板15。

第四段21d自第三轉點d往底板11延伸至第四轉點e，使得第四段21d與第三段21c約略呈垂直。第五段21e自第四轉點e往第一側板14延伸至第一側板14與第二側板15之連接處16而與第四段21d約略呈垂直。基此，第五段21e與第三段21c將約略呈平行，並且第五段21e之寬度將略大於第三段21c。再者，第一區21f係自第五段21e延伸形成而位於第一側板14上。第一區21f之長度及寬度較佳地為3mm(X軸)及3.2mm(Z軸)，此外，第一段21a之長度較佳地為5mm、第二段21b之長度較佳地為10.9mm、第三段21c之長度較佳地為42.5mm、第四段21d之長度較佳地為3.3mm、第五段21e之長度較佳地為33mm。惟每一段天線本身還包含有寬度，因此在每一段天線之長度測量上，應考量受到寬度之影響誤差，因此，前述之長度及寬度僅為舉例，本發明並非以此為限。

請參閱圖4，圖4為本發明底板天線之示意圖。底板天線22包含第六段22a、第七段22b、第八段22c、第九段22d、第十段22e、第二區22f、第十一段22g、第十二段22h及第十三段22i。

底板天線22係位於底板11上，其中底板天線22之第六段22a係自第二饋入點f延伸至第五轉點g。第七段22b自第五轉點g往一方向延伸至第六轉點h而與第六段22a約略呈垂直。在此，以圖4而言，底板天線22係位於底板11左上角之側角區13上，因此第七段22b所沿伸之方向係沿X軸往右沿伸。以圖4之底板11而言，若底板天線22係位於底板11右上角之側角區13上，第七段22b所沿伸之方向係沿X軸往左沿伸。

第八段22c自第六轉點h往第二側板15延伸至第七轉點i而與第七段22b約略呈垂直。第九段22d自第七轉點i往第一側板14延伸至第八轉點j而與第八段22c約略呈垂直。基此，第七段22b與第九段22d約略呈平行。第十段22e自第八轉點j往第二側板15延伸至延伸點k而與第九段22d約略呈垂直。以本發明而言，第六段22a與第十段22e較佳地係位於同一延伸線上，但本發明並非以此為限。

在此，第二區22f，自延伸點k延伸形成於一區塊於底板11上而鄰近於側角區13，並且第二區22f所形成之形狀為概呈四邊形。基此，第十一段22g自第二區22f之端角l往與第七段22b所沿伸之相同方向延伸，並沿伸至第九轉點m。以本發明而言，端角l較佳地係位於第十段22e之延伸線上，但本發明並非以此為限。第十二段22h自第九轉點m延伸至第十轉點n，使得第十二段22h與第十一段22g約略呈垂直，在此，以圖4而言，其沿伸方向係沿Y軸向下延伸而遠離第二側板15。第十三段22i自第十轉點n往第二區22f延伸至末端點o，使得末端點o與第二區22f之間間隔一距離。

再者，第二區22f之寬度較佳地為3mm(Y軸)，此外，第六段22a之長度較佳地為8mm、第七段22b之長度較佳地為5.3mm、第八段22c之長度較佳地為5mm、第九段22d之長度較佳地為5.3mm、第十段22e之長度較佳地為2.7mm、第十一段22g之長度起算點較佳地係加入第二區22f之長度而為30.8mm、第十二段22h之長度較佳地為3.3mm及第十三段22i之長度較佳地為23mm。惟每一段天線本身還包含有寬度，因此在每一段天線之長度測量上，應考量受到寬度之影響誤差，因此，前述之長度及寬度僅為舉例，本發明並非以此為限。

再請參閱第1圖，第二型天線30係設置於基板11之側邊，以本發明而言，其係設置於第一側板14與底板11之連接處，用以收發第二頻段。在此，第二頻段較佳地為5G頻段，並且第二型天線30之設計數量較佳地可為8個(8x8)，即每個側邊可設置為4個，但本發明並非以此為限。此外，每一個第二型天線30設置於基板11之側邊時，每一個第二型天線30之部分位於底板11，每一個第二型天線30之另一部分則位於側板12上，進一步來說，另一部分之第二型天線30係位於第一側板14上。

請參閱圖5，圖5為本發明第二型天線之示意圖(一)。第二型天線30自底板11之第三饋入點p往第一側板14延伸形成，而於底板11與第一側板14上概呈L型態樣之結構。在此，第二型天線30之一實施例較佳地為Slit Antenna及Slot Antenna所組成。在此，自第三饋入點p往第一側板14延伸形成之長度較佳地為12.2mm(X軸及Z軸)，第一側板14上之天線長度較佳地為3.5mm(Y軸)。

請參閱圖6，圖6為本發明第二型天線之示意圖(二)。第二型天線30自底板11之第三饋入點p往第一側板14延伸形成，而於底板11與第一側板14上概呈F型態樣之結構。在此，自第三饋入點p往第一側板14延伸形成之長度較佳地為12.2mm(X軸及Z軸)，第一側板14上之天線長度較佳地為8mm(Y軸)。惟前述每一段天線本身還包含有寬度，因此在每一段天線之長度測量上，應考量受到寬度之影響誤差，因此，前述之長度及寬度僅為舉例，本發明並非以此為限。再者，本發明之第二型天線30一較佳實施例為設計成8x8，進一步來說，即同時運用L型態樣之第二型天線30與F型態樣之第二型天線30。並且F型態樣之結構4x4係被L型態樣之結構4x4所包圍。為此處僅為舉例，本發明並非以此為限。

請參閱圖7，圖7為本發明行動裝置之示意圖。本發明更提出一種行動裝置，包含本體100及天線結構200。本發明之行動裝置較佳地為手機或平板電腦。而其本體100較佳地係由金屬所製成而概呈矩形結構。以本發明而言，本體100包含有上殼體101及下殼體102。天線結構200則設置於下殼體102。基此，天線結構200之基板10形狀較佳地係對應於本體100之形狀，使得天線結構200設置於下殼體102時，第一型天線20位於本體100之角落，第二型天線30位於本體100之側邊。

本發明之天線結構設計，使得行動裝置在外觀上及使用上，除了力求輕、薄、以及外觀金屬材質之外，也利用多輸入多輸出（Multi-input Multi-output, MIMO）的方式來增加天線的通道容量(Channel Capacity)及提高天線吞吐量(Throughput)。本發明之天線結構係透過立體式架構與系統接地面垂直，除了有效降低天線設計面積之外，同時本發明更採用多種不同的天線形式來涵蓋所有不同之收發頻段。經過實驗，本發明之天線結構運用於金屬材質之行動裝置上，能降低天線設計面積，也能維持各頻段有效收發，解決習知行動裝置天線設置空間不夠及收訊不好之問題。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧基板

11‧‧‧底板

12‧‧‧側板

13‧‧‧側角區

14‧‧‧第一側板

15‧‧‧第二側板

16‧‧‧連接處

20‧‧‧第一型天線

21‧‧‧側板天線

21a‧‧‧第一段

21b‧‧‧第二段

21c‧‧‧第三段

21d‧‧‧第四段

21e‧‧‧第五段

21f‧‧‧第一區

22‧‧‧底板天線

22a‧‧‧第六段

22b‧‧‧第七段

22c‧‧‧第八段

22d‧‧‧第九段

22e‧‧‧第十段

22f‧‧‧第二區

22g‧‧‧第十一段

22h‧‧‧第十二段

22i‧‧‧第十三段

30‧‧‧第二型天線

100‧‧‧本體

101‧‧‧上殼體

102‧‧‧下殼體

200‧‧‧天線結構

a‧‧‧第一饋入點

b‧‧‧第一轉點

c‧‧‧第二轉點

d‧‧‧第三轉點

e‧‧‧第四轉點

f‧‧‧第二饋入點

g‧‧‧第五轉點

h‧‧‧第六轉點

i‧‧‧第七轉點

j‧‧‧第八轉點

k‧‧‧延伸點

l‧‧‧端角

m‧‧‧第九轉點

n‧‧‧第十轉點

o‧‧‧末端點

p‧‧‧第三饋入點

[圖1] 係本發明天線結構之示意圖。 [圖2] 係本發明第一型天線之示意圖。 [圖3] 係本發明側板天線之示意圖。 [圖4] 係本發明底板天線之示意圖。 [圖5] 係本發明第二型天線之示意圖(一)。 [圖6] 係本發明第二型天線之示意圖(二)。 [圖7] 係本發明行動裝置之示意圖。

10‧‧‧基板

11‧‧‧底板

12‧‧‧側板

13‧‧‧側角區

20‧‧‧第一型天線

21‧‧‧側板天線

22‧‧‧底板天線

30‧‧‧第二型天線

Claims (8)

1. 一種天線結構，包含：一基板，包含一底板與一側板，其中該側板更包含一第一側板與一第二側板；一第一型天線，設置於該基板之一側角區，用以收發一第一頻段，該第一型天線包含：一側板天線，部分之該側板天線位該底板，另一部分之該側板天線位於該側板；及一底板天線，位於該底板而電性連接於該側板天線；其中，該側板天線包含：一第一段，自一第一饋入點延伸至一第一轉點；一第二段，自該第一轉點往二側延伸而與該第一段約略呈垂直，其中該第二段之一端電性連接於該底板天線，另一端延伸至一第二轉點而位於該第一側板；一第三段，自該第二轉點往該第二側板延伸至一第三轉點，使得部分之該第三段位於該第一側板，另一部分之該第三段位於該第二側板；一第四段，自該第三轉點延伸至一第四轉點，其中，該第四段與該第三段約略呈垂直；一第五段，自該第四轉點往該第一側板延伸至該第一側板與該第二側板之一連接處而與該第四段約略呈垂直；及 一第一區，自位於該連接處之該第五段延伸形成於該第一側板上；及一第二型天線，設置於該基板之一側邊，用以收發一第二頻段，其中，部分之該第二型天線位於該底板，另一部分之該第二型天線位於該側板。
2. 如請求項1所述之天線結構，其中另一部分之該第二型天線位於該第一側板上。
3. 如請求項1所述之天線結構，其中該底板天線包含：一第六段，自一第二饋入點延伸至一第五轉點；一第七段，自該第五轉點往一方向延伸至一第六轉點而與該第六段約略呈垂直；一第八段，自該第六轉點往該第二側板延伸至一第七轉點而與該第七段約略呈垂直；一第九段，自該第七轉點往該第一側板延伸至一第八轉點而與該第八段約略呈垂直；一第十段，自該第八轉點往該第二側板延伸至一延伸點而與該第九段約略呈垂直；一第二區，自該延伸點延伸形成於該底板上而鄰近於該側角區；一第十一段，自該第二區之一端角往該方向延伸至一第九轉點；一第十二段，自該第九轉點延伸至一第十轉點；及一第十三段，自該第十轉點往該第二區延伸至一末端點，其中該末端點與該第二區間隔一距離。
4. 如請求項3所述之天線結構，其中該第六段與該第十段位於同一延伸線上。
5. 如請求項3所述之天線結構，其中該端角位於該第十段之一延伸線上。
6. 如請求項1所述之天線結構，其中該第二型天線自該底板之一第三饋入點延伸形成，而於該第一側板延伸形成一L型態樣。
7. 如請求項1所述之天線結構，其中該第二型天線自該底板之一第三饋入點延伸形成，而於該第一側板延伸形成一F型態樣。
8. 一種行動裝置，包含：一本體；及一如請求項1至7中任一項所述之天線結構，設置於該本體內，其中，該第一型天線位於該本體之一角落，該第二型天線位於該本體之一側邊。

Images