TWI692908B - 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框、至少一饋入源及饋入部，所述金屬框上開設有至少一輻射部及至少一縫隙，所述至少一縫隙開設於所述輻射部中，或緊鄰所述輻射部設置；所述饋入源及所述輻射部構成第一天線，所述饋入部及所述縫隙構成第二天線，所述饋入源電連接至所述第一天線，以為所述第一天線饋入電流訊號，進而使所述第一天線激發出第一模態以產生第一頻段的輻射訊號；所述饋入部跨越所述縫隙，以為所述第二天線饋入電流訊號，進而使所述第二天線激發出第二模態以產生第二頻段的輻射訊號。本發明還提供一種無線通訊裝置。

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，消費者對於無線通訊產品的頻寬要求也越來越高。目前的產品主要將產品上下兩端的金屬邊框作為天線，通過在金屬框上設置多個斷點將金屬邊框分為幾段，分別用於實現不同功能的天線(例如，4G、全球定位系統(Global Positioning System，GPS)、以及無線局域網(Wireless LAN，WLAN))。

5G通信可以增加新的通信頻段，但是原有的天線空間已經很擁擠，如果在原有天線空間中增加5G天線，可能會影響原有天線的性能，降低天線設計的靈活性。

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。

本發明一實施方式提供一種天線結構，應用於無線通訊裝置，所述天線結構包括金屬框、至少一饋入源及饋入部，所述金屬框上開設有至少一輻射部及至少一縫隙，所述至少一縫隙開設於所述輻射部中，或緊鄰所述輻射 部設置；所述饋入源及所述輻射部構成第一天線，所述饋入部及所述縫隙構成第二天線，所述饋入源電連接至所述第一天線，以為所述第一天線饋入電流訊號，進而使所述第一天線激發出第一模態以產生第一頻段的輻射訊號；所述饋入部跨越所述縫隙，以為所述第二天線饋入電流訊號，進而使所述第二天線激發出第二模態以產生第二頻段的輻射訊號；所述第二頻段的頻率高於所述第一頻段的頻率。

本發明一實施方式提供一種無線通訊裝置，所述無線通訊裝置包括所述天線結構。

上述天線結構及具有該天線結構的無線通訊裝置可涵蓋至LTE-A低、中、高頻頻段、GPS頻段、WIFI頻段及5G sub-6GHz頻段，頻率範圍較廣。

100:天線結構

200:無線通訊裝置

10:顯示幕

101:電子元件

102:主機板

103:淨空區

11:殼體

F1:第一饋入源

F2:第二饋入源

F3:饋入部

12:背蓋

130:容置空間

13:金屬框

131:第一側部

132:第二側部

133:第三側部

135:第一斷點

136:第二斷點

137:第一縫隙

138:第二縫隙

A11:第一輻射部

A12:第二輻射部

A1:第一天線

A2:第二天線

14:第一表面

15:第二表面

16:第三表面

120:凹陷部

17:外表面

L1:第一長度

L2:第二長度

圖1為本發明較佳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所示無線通訊裝置的分解圖。

圖3為圖2所示天線結構的局部放大圖。

圖4為沿圖1所示天線結構中IV-IV線的剖視圖。

圖5為圖2所示天線結構的總輻射效率曲線圖。

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。

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。

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。

請參閱圖1，本發明較佳實施例的天線結構100用於無線通訊裝置200中，用以發射、接收無線電波以傳遞、交換無線訊號。所述無線通訊裝置200可以是行動電話、個人數位助理等無線通訊裝置。

請一併參閱圖2，所述天線結構100包括殼體11及至少一饋入源。在本實施例中，所述天線結構100包括第一饋入源F1及第二饋入源F2。所述第一饋入源F1及所述第二饋入源F2均設置於所述殼體11內部，用以為所述天線結構100饋入電流。

所述殼體11可以為所述無線通訊裝置200的外殼。所述殼體11至少包括背蓋12及金屬框13。在本實施例中，所述背蓋12由非金屬材料，例如塑膠、玻璃或陶瓷製成。所述金屬框13由金屬材料製成，所述金屬框13可以為所述無線通訊裝置200的外邊框。所述背蓋12及所述金屬框13構成所述無線通訊裝置200的外殼。所述無線通訊裝置200還包括顯示幕10。在本實施例中，所述顯示幕10可以為觸摸式顯示幕，可以用於提供一個交互介面，以實現使用者與所述無線通訊裝置200的交互。所述顯示幕10與所述背蓋12大致平行設置。

所述金屬框13大致呈環狀結構。在本實施例中，所述金屬框13和所述顯示幕10圍成一容置空間130。所述容置空間130用以容置所述無線通訊裝置200的電子元件101、主機板102和處理單元等電子元件或電路模組於其內。 所述主機板102可以是PCB(Printed Circuit Board，印製電路板)。所述電子元件101可以是聽筒模組。

所述金屬框13至少包括依次連接的第一側部131、第二側部132及第三側部133。在本實施例中，所述第一側部131與所述第三側部133相對設置。所述第二側部132連接所述第一側部131及所述第三側部133，優選垂直連接。在本實施方式中，所述第二側部132可以為所述無線通訊裝置200的頂端。

所述金屬框13上開設有第一斷點135、第二斷點136及至少一縫隙。在本實施例中，所述金屬框13上開設有第一縫隙137及第二縫隙138。在本實施例中，所述第一斷點135開設於所述第二側部132靠近所述第一側部131的位置。所述第二斷點136開設於所述第二側部132靠近所述第三側部133的位置。所述第一縫隙137及第二縫隙138均開設於所述第二側部132的大致中間位置。在其他實施方式中，所述第一斷點135、所述第二斷點136、所述第一縫隙137及第二縫隙138的位置可以根據需要進行調整。

所述金屬框13上還開設有至少一輻射部。在本實施例中，所述金屬框13上開設有第一輻射部A11和第二輻射部A12。所述第一斷點135及所述第二斷點136均貫通且隔斷所述金屬框13，並自所述金屬框13劃分出間隔設置的所述第一輻射部A11及所述第二輻射部A12。其中，所述第一斷點135及所述第二斷點136之間的所述金屬框13構成所述第一輻射部A11。所述第一斷點135外側的所述第二側部132的金屬框13與連接所述第二側部132的所述第一側部131的金屬框13構成所述第二輻射部A12。

可以理解，在本實施例中，所述第一斷點135及所述第二斷點136內均填充有絕緣材料，例如塑膠、橡膠、玻璃、木材或陶瓷等，但不以此為限。

在本實施方式中，所述第一饋入源F1、所述第二饋入源F2、所述第一輻射部A11及所述第二輻射部A12構成第一天線A1。饋入部F3、所述第一 縫隙137及所述第二縫隙138構成第二天線A2。所述饋入部F3設置於所述第二側部132上，用以為所述第二天線A2饋入電流。具體地，所述饋入部F3垂直於所述第一縫隙137和所述第二縫隙138。所述饋入部F3跨越所述縫隙，具體的，所述饋入部F3跨越所述第一縫隙137。

請一併參閱圖2和圖3，在本實施方式中，所述第一側部131、所述第二側部132及所述第三側部133均包括第一表面14、與所述第一表面14相對設置的第二表面15及第三表面16。所述第三表面16連接於所述第一表面14和所述第二表面15之間。具體地，所述第一表面14垂直連接於所述第三表面16，所述第二表面15也垂直連接於所述第三表面16，所述第一表面14與所述第二表面15平行間隔設置。可以理解，在其他實施方式中，所述第三表面16與所述第一表面14及所述第二表面15之間也可以是非垂直連接。

在本實施方式中，所述第一表面14鄰近所述背蓋12。所述第二表面15鄰近所述顯示幕10。所述第三表面16朝向所述金屬框13的內部。所述第一表面14上開設有凹陷部120。所述凹陷部120設置於所述第一表面14且垂直於所述凹陷部120所在的所述第二側部132。所述凹陷部120為一長條形結構。

在本實施方式中，所述第一縫隙137貫穿所述第一表面14和所述第二表面15。所述第二縫隙138貫穿所述第一縫隙137和所述第三表面16。所述饋入部F3設置於第一表面14的所述凹陷部120內，具體地，所述饋入部F3設置於所述第一表面14且跨越所述第一縫隙137，所述凹陷部120用於容納所述饋入部F3。可以理解，在本實施方式中，所述第二縫隙138與所述電子元件101之間具有一間距D，進而於兩者之間形成所述天線結構100的淨空區103。

請一併參閱圖4，所述第一縫隙137和所述第二縫隙138垂直連通，使得所述第一縫隙137和所述第二縫隙138的截面為T形。

在本實施方式中，所述第一縫隙137、所述第二縫隙138及所述饋入部F3均為長條形結構。可以理解，在本實施例中，所述第一縫隙137和所述第二縫隙138內可以填充所述絕緣材料，也可以不填充所述絕緣材料。所述饋入部F3可以是一根導線，可由FPC(柔性電路板，Flexible Printed Circuit)上的金屬段實現。

請再次參閱圖2，在本實施方式中，所述第一縫隙137和所述第二縫隙138開設於所述第一輻射部A11中。

可以理解，在其他實施方式中，所述第一天線A1和所述第二天線A2不局限於上述配置，其還可以一同設置於所述第一側部131或所述第三側部133上。在其他實施方式中，所述第一縫隙137和所述第二縫隙138可以開設於所述第二輻射部A12中。所述第一縫隙137和所述第二縫隙138還可以開設於鄰近所述第一輻射部A11或所述第二輻射部A12的位置。

可以理解，在其他實施方式中，若所述天線結構100具有一開槽(圖未標)用以分隔所述第一輻射部A11和其他金屬構件，所述開槽緊鄰所述第一輻射部A11，且所述開槽的長度與寬度符合所述第二天線A2的頻段需求時，則所述開槽可以為所述第一縫隙137或所述第二縫隙138。

可以理解，在另一實施方式中，所述第一表面14鄰近所述背蓋12。所述第二表面15鄰近所述顯示幕10。所述第一表面14為一平滑的表面，不開設所述凹陷部120。所述背蓋12鄰近所述第一表面14的一面上可以設置一與所述凹陷部120的結構相同的凹陷部。此時，所述饋入部F3仍然設置於所述第一表面14，但容納於所述背蓋12的所述凹陷部。

可以理解，在另一實施方式中，所述第一表面14鄰近所述顯示幕10。所述第二表面15鄰近所述背蓋12。所述第一表面14上開設有凹陷部120。此時，饋入部F3設置於所述第一表面14的所述凹陷部120。

可以理解，在另一實施方式中，所述第一表面14鄰近所述顯示幕10。所述第二表面15鄰近所述背蓋12。所述第一表面14為一平滑的表面，不開設所述凹陷部120。所述顯示幕10鄰近所述第一表面14的一面上可以設置一與所述凹陷部120的結構相同的凹陷部。此時，所述饋入部F3仍然設置於所述第一表面14，但容納於所述顯示幕10的所述凹陷部。

請再次參閱圖2，在本實施方式中，所述第三表面16朝向所述金屬框13的內部，所述第二縫隙138貫穿所述第一縫隙137和所述第三表面16。可以理解，在其他實施方式中，所述第三表面16可以朝向所述金屬框13的外部，且所述第三表面16可以為所述無線通訊裝置200的外表面17的一部分。此時，所述第二縫隙138貫穿所述第一縫隙137和所述第三表面16，即所述第二縫隙138貫穿所述第一縫隙137和所述外表面17。

請再次參閱圖3，在本實施方式中，所述第一縫隙137的第一長度L1與所述第二縫隙138的第二長度L2不相同。所述第一縫隙137的第一長度L1大於所述第二縫隙138的第二長度L2。可以理解，所述第一縫隙137的第一長度L1和所述第二縫隙138的第二長度L2均為沿所述第一縫隙137和所述第二縫隙138所在的所述第二側部132所量測的長度，且所述第一縫隙137的第一長度L1和所述第二縫隙138的第二長度L2均小於所述第一縫隙137和所述第二縫隙138所在的所述第二側部132的長度。

可以理解，在其他實施方式中，所述第一縫隙137的第一長度L1可以小於所述第二縫隙138的第二長度L2。可以理解，所述第一縫隙137的第一長度L1和所述第二縫隙138的第二長度L2可以根據具體情況進行調整。

在本實施方式中，所述第一饋入源F1和所述第二饋入源F2電連接至所述第一天線A1，進而為所述第一天線A1饋入電流訊號。具體的，所述第一饋入源F1電連接至所述第一輻射部A11，進而為所述第一輻射部A11饋入電流 訊號。所述第二饋入源F2電連接至所述第二輻射部A12，進而為所述第二輻射部A12饋入電流訊號。所述饋入部F3對應電連接至所述第二天線A2，進而為所述第二天線A2饋入電流訊號。

當電流自所述第一饋入源F1及所述第二饋入源F2饋入後，所述電流將流過所述第一天線A1，進而使得所述第一天線A1激發出第一模態以產生第一頻段的輻射訊號。

當電流自所述饋入部F3饋入後，所述電流將流過所述第二天線A2，進而使得所述第二天線A2激發出第二模態以產生第二頻段的輻射訊號。可以理解，在本實施例中，當電流自所述饋入部F3饋入後，所述電流將耦合至所述第一縫隙137和所述第二縫隙138，進而使得所述第一縫隙137和所述第二縫隙138分別激發出第一諧振模態及第二諧振模態以產生第一諧振頻段及第二諧振頻段的輻射訊號。所述第二模態包括所述第一諧振模態和所述第二諧振模態。所述第二頻段的頻率包括第一諧振頻段的頻率及第二諧振頻段的頻率。

在本實施方式中，所述第一模態可以包括LTE-A(Long Term Evolution Advanced)低頻模態、LTE-A中頻模態、LTE-A高頻模態、全球定位系統(Global Positioning System，GPS)模態及WIFI模態其中的一個或多個模態。所述第二模態為5G sub-6GHz模態。也就是說，所述第一諧振模態和所述第二諧振模態均為5G sub-6GHz模態。所述第二頻段的頻率高於所述第一頻段的頻率。所述第一頻段可以包括700~960MHz、1710-2170MHz、2300-2690MHz、1575MHz以及2400-2484MHz頻段其中的一個或多個頻段，所述第二頻段包括3.3~3.6GHz和4.8~5.0GHz頻段。可以理解，在本實施例中，所述第一諧振頻段為3.3~3.6GHz頻段，所述第二諧振頻段為4.8~5.0GHz頻段。

圖5為所述天線結構100中的第二天線A2的總輻射效率圖。

如前面各實施例所述，所述天線結構100包括金屬框13、第一饋入源F1、第二饋入源F2及饋入部F3。通過在所述金屬框13上上開設有第一斷點135、第二斷點136、第一縫隙137及第二縫隙138。所述第一斷點135及第二斷點136自所述金屬框13劃分出間隔設置的第一輻射部A11及第二輻射部A12。所述第一饋入源F1、所述第二饋入源F2、所述第一輻射部A11及所述第二輻射部A12組成第一天線A1。所述饋入部F3、所述第一縫隙137及所述第二縫隙138組成第二天線A2，使得所述天線結構100可涵蓋至LTE-A低、中、高頻頻段、GPS頻段、WIFI頻段及5G sub-6GHz頻段，頻率範圍較廣。也就是說，所述無線通訊裝置200可在保持原有天線性能的情況下，增加5G sub-6GHz天線，進而有效增加傳輸頻寬。

綜上所述，本創作符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本創作之較佳實施例，本創作之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之人士爰依本創作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。

100:天線結構

200:無線通訊裝置

10:顯示幕

101:電子元件

102:主機板

11:殼體

F1:第一饋入源

F2:第二饋入源

F3:饋入部

12:背蓋

130:容置空間

13:金屬框

131:第一側部

132:第二側部

133:第三側部

135:第一斷點

136:第二斷點

137:第一縫隙

138:第二縫隙

A11:第一輻射部

A12:第二輻射部

A1:第一天線

A2:第二天線

14:第一表面

15:第二表面

16:第三表面

120:凹陷部

17:外表面

Claims (11)

1. 一種天線結構，應用於無線通訊裝置，其改良在於：所述天線結構包括金屬框、至少一饋入源及饋入部，所述金屬框上開設有至少一輻射部及至少一縫隙，所述至少一縫隙開設於所述輻射部中，或緊鄰所述輻射部設置；所述饋入源及所述輻射部構成第一天線，所述饋入部及所述縫隙構成第二天線，所述饋入源電連接至所述第一天線，以為所述第一天線饋入電流訊號，進而使所述第一天線激發出第一模態以產生第一頻段的輻射訊號；所述饋入部跨越所述縫隙，以為所述第二天線饋入電流訊號，進而使所述第二天線激發出第二模態以產生第二頻段的輻射訊號；所述第二頻段的頻率高於所述第一頻段的頻率，所述金屬框包括第一表面、第二表面及第三表面，所述第一表面與所述第二表面間隔設置，所述第三表面連接於所述第一表面和所述第二表面之間，所述至少一縫隙包括第一縫隙和第二縫隙，所述饋入部設置於所述第一表面上，所述饋入部跨越所述第一縫隙，當電流自所述饋入部饋入後，所述電流耦合至所述第一縫隙和所述第二縫隙，進而所述第一縫隙和所述第二縫隙分別激發出第一諧振模態及第二諧振模態以產生第一諧振頻段及第二諧振頻段的輻射訊號。
2. 如請求項1所述的天線結構，其中所述第一表面垂直連接於所述第三表面，所述第二表面垂直連接於所述第三表面，且所述第一表面與所述第二表面平行設置。
3. 如請求項1所述的天線結構，其中所述第一縫隙貫穿所述第一表面和所述第二表面，所述第二縫隙貫穿所述第一縫隙和所述第三表面，所述第二模態包括所述第一諧振模態和所述第二諧振模態，所述第二頻段的頻率包括所述第一諧振頻段的頻率及所述第二諧振頻段的頻率。
4. 如請求項3所述的天線結構，其中所述第一縫隙和所述 第二縫隙垂直連通，且所述第一縫隙和所述第二縫隙的截面為T形。
5. 如請求項3所述的天線結構，其中所述第一縫隙、所述第二縫隙及所述饋入部均為長條形結構，所述饋入部垂直於所述第一縫隙和所述第二縫隙。
6. 如請求項2所述的天線結構，其中所述第三表面朝向所述金屬框的內部。
7. 如請求項2所述的天線結構，其中所述第三表面朝向所述金屬框的外部，且所述第三表面為所述無線通訊裝置的外表面的一部分。
8. 如請求項1所述的天線結構，其中所述至少一饋入源包括第一饋入源和第二饋入源，所述金屬框上開設有第一斷點、第二斷點、第一輻射部及第二輻射部，所述第一斷點及所述第二斷點均貫通且隔斷所述金屬框，並自所述金屬框劃分出間隔設置的所述第一輻射部及所述第二輻射部；所述第一饋入源、所述第二饋入源、所述第一輻射部及所述第二輻射部構成所述第一天線，所述第一饋入源及所述第二饋入源均電連接至所述第一天線，以為所述第一天線饋入電流訊號，進而使所述第一天線激發出所述第一模態以產生所述第一頻段的輻射訊號。
9. 一種無線通訊裝置，所述無線通訊裝置包括請求項1至8中任一項所述的天線結構。
10. 如請求項9所述的無線通訊裝置，其中所述無線通訊裝置還包括背蓋和顯示幕，所述背蓋上開設有凹陷部，所述第一表面鄰近所述背蓋，所述第二表面鄰近所述顯示幕，所述饋入部容納於所述第一表面或所述凹陷部。
11. 如請求項9所述的無線通訊裝置，其中所述無線通訊裝 置還包括背蓋和顯示幕，所述顯示幕上開設有凹陷部，所述第一表面鄰近所述顯示幕，所述第二表面鄰近所述背蓋，所述饋入部容納於所述第一表面或所述凹陷部。

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