TWI742159B - 天線結構 - Google Patents

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Abstract

一種天線結構，包括金屬元件、第一電容、第二電容、饋入元件與調整元件。金屬元件具有開槽孔，開槽孔具有開口端、第一槽孔與第二槽孔，其中第一槽孔與第二槽孔分別設置於開口端之相對兩側。饋入元件橫跨第一槽孔。饋入元件的第一端具有饋入點，且饋入元件的第二端透過第一電容電性連接金屬元件。調整元件設置於第二槽孔內。調整元件的第一端電性連接金屬元件，且調整元件的第二端透過第二電容連接金屬元件。

Description

天線結構
本發明是有關於一種天線結構，且特別是有關於一種包括開槽孔的天線結構。
隨著科技的進步，無線通訊技術廣泛地應用在各種電子裝置中，例如：智慧型手機、平板電腦以及筆記型電腦…等。此外，天線結構扮演著電子裝置在無線通訊上的重要角色，且其更是攸關於電子裝置的無線通訊品質。此外，為了滿足使用者的需求，天線結構往往必須具有多頻操作的特性，以致使電子裝置可支援多種無線通訊協定，並藉此提供多樣化的功能。
本發明提供一種天線結構，包括具有開槽孔的金屬元件，並對應於開槽孔中的第一槽孔與第二槽孔設置饋入元件與調整元件。藉此，可使天線結構具有多頻操作的特性。
本發明的天線結構，包括金屬元件、第一電容、第二電容、饋入元件與調整元件。金屬元件具有開槽孔，開槽孔具有開 口端、第一槽孔與第二槽孔，其中第一槽孔與第二槽孔分別設置於開口端之相對兩側。饋入元件橫跨第一槽孔。饋入元件的第一端具有饋入點，且饋入元件的第二端透過第一電容電性連接金屬元件。調整元件設置於第二槽孔內。調整元件的第一端電性連接金屬元件，且調整元件的第二端透過第二電容連接金屬元件。
在本發明的一實施例中，上述的天線結構操作於第一頻段，且第一槽孔的長度為第一頻段的1/4波長。
在本發明的一實施例中，上述的天線結構更操作於第二頻段，且第二槽孔的長度為第二頻段的1/4波長。
基於上述，本發明的天線結構包括具有開槽孔的金屬元件，並對應於開槽孔中的第一槽孔與第二槽孔設置饋入元件與調整元件。此外，饋入元件透過第一電容電性連接金屬元件，且調整元件透過第二電容電性連接金屬元件。藉此，可使天線結構具有多頻操作的特性。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100:天線結構
110:金屬元件
111:邊緣
120:開槽孔
121:第一槽孔
122:第二槽孔
130:第一電容
140:第二電容
150:饋入元件
160:調整元件
170:開口端
181、182:側邊
FP1:饋入點
D11、D12、D13:長度
210:第一低頻模態
220:第二低頻模態
230:高頻模態
240:倍頻模態
300:天線結構
310:調整元件
320:第二電容
321:第一導電片
322:第二導電片
A:區域
510:金屬背蓋
520:顯示面板
圖1是依照本發明一實施例的天線結構的示意圖。
圖2是依照本發明一實施例的天線結構的S參數(S11)圖。
圖3是依照本發明另一實施例的天線結構的示意圖。
圖4是圖3中之區域A的放大示意圖。
圖5與圖6分別是依照本發明一實施例之電子裝置的正面與背面立體示意圖。
圖1是依照本發明一實施例的天線結構的示意圖。如圖1所示，天線結構100包括金屬元件110、第一電容130、第二電容140、饋入元件150與調整元件160。金屬元件110具有開槽孔120，開槽孔120具有開口端170、第一槽孔121與第二槽孔122，其中第一槽孔121與第二槽孔122分別設置於開口端170之相對兩側。
饋入元件150位在第一槽孔121的上方且橫跨第一槽孔121，饋入元件150的第一端具有饋入點FP1，且饋入元件150的第二端透過第一電容130電性連接金屬元件110。調整元件160設置於第二槽孔122內，調整元件160的第一端電性連接金屬元件110，且調整元件160的第二端透過第二電容140電性連接金屬元件110。具體而言，相互連接的調整元件160與第二電容140橫跨第二槽孔122且搭接在第二槽孔122的兩側邊181與182之間。
在操作上，金屬元件110上的開槽孔120可用以構成開槽孔天線(open slot antenna)，且饋入元件150可用以激發開槽孔天線，以致使開槽孔天線可操作在多個頻段。詳言之，饋入元件150的饋入點FP1可透過同軸纜線電性連接至無線通訊模組，且饋入元件150所連接的第一電容130可用以調整天線結構100的 阻抗匹配。
在饋入訊號的激發下，天線結構100可透過第一槽孔121產生第一低頻模態，以操作在第一頻段，並透過第二槽孔122產生第二低頻模態，以操作在第二頻段，其中第一頻段與第二頻段整合成一寬頻的模態。此外，開槽孔120具有從開口端170延伸至調整元件160的第三槽孔。天線結構100更可透過第三槽孔產生高頻模態，以操作在第三頻段。具體而言，調整元件160所連接的第二電容140可讓較高頻訊號通過。因此，對於較高頻訊號而言，調整元件160與第二電容140可形成一導通路徑，進而致使開槽孔120可形成從開口端170延伸至調整元件160的第三槽孔。
舉例來說，圖2是依照本發明一實施例的天線結構的S參數(S11)圖。如圖2所示，天線結構100可透過第一槽孔121產生第一低頻模態210，以操作在第一頻段(例如0.6GHz~0.9GHz)，並可透過第二槽孔122產生第二低頻模態220，以操作在第二頻段(例如0.9GHz~1.2GHz)。此外，第一低頻模態210與第二低頻模態220可相結合，以擴展天線結構100所涵蓋之低頻頻段的頻寬。另一方面，天線結構100更可透過第三槽孔產生高頻模態230，以操作在第三頻段(例如2.4GHz~3GHz)，且高頻模態230與第一低頻模態210的倍頻模態240可相結合，以擴展天線結構100所涵蓋之高頻頻段的頻寬。
值得一提的是，天線結構100是直接利用金屬元件110 中的開槽孔120來形成開槽孔天線，天線結構100可利用單一的開槽孔120來涵蓋第一頻段至第三頻段，從而可達到多頻操作的特性。如此一來，具有天線結構100的電子裝置將可支援多種無線通訊協定，並藉此提供多樣化的功能。
請繼續參照圖1。第一槽孔121的長度D11約為第一頻段的1/4波長。第二槽孔122的長度約為第二頻段的1/4波長，其中第一槽孔121之長度需大於第二槽孔122的長度。第三槽孔的長度，亦即調整元件160至開槽孔120之開口端170的長度D13，約為第三頻段的1/4波長。饋入元件150可對應地設置在第一槽孔121的中間位置，亦即饋入元件150至開槽孔120之開口端170的長度約為第一頻段的1/8波長。
進一步來看，開槽孔120的開口端170位在金屬元件110的邊緣111，且開槽孔120的形狀為T形。此外，第一槽孔121的形狀為長條狀，且第二槽孔122的形狀亦為長條狀。第一槽孔121與第二槽孔122分別平行於金屬元件110的邊緣111。
值得一提的是，圖1中的第一電容130與第二電容140可分別為一晶片電容。在另一實施例中，第一電容130與第二電容140也可分別為一分佈式電容。舉例來說，圖3是依照本發明另一實施例的天線結構的示意圖，且圖4是圖3中之區域A的放大示意圖。與圖1實施例相較之下，圖3之天線結構300中的調整元件310是位在第二槽孔122的上方，且天線結構300中的第二電容320是由第一導電片321與第二導電片322所構成。
具體而言，調整元件310的第一端電性連接金屬元件110，且調整元件310的第二端電性連接第一導電片321。第二導電片322位在第二槽孔122內，且第二導電片322電性連接金屬元件110。在配置上，第二導電片322於金屬元件110的正投影與第一導電片321於金屬元件110的正投影部分重疊，以藉此形成第二電容320(亦即，分佈式電容)。至於圖3實施例中各元件的細部配置與操作已包含在圖1實施例中，故在此不予贅述。
值得注意的是，上述各天線結構可適用於一電子裝置，並可利用電子裝置的金屬殼體來形成各天線結構中的金屬元件110。舉例來說，圖5與圖6分別是依照本發明一實施例之電子裝置的正面與背面立體示意圖，且圖5與圖6是以圖1之天線結構100為例來進行說明。如圖5與圖6所示，電子裝置包括金屬背蓋510與顯示面板520。其中，金屬背蓋510可用以構成天線結構100中的金屬元件110，且天線結構100中的開槽孔120可設置在金屬背蓋510上。此外，顯示面板520於金屬背蓋510的正投影與金屬背蓋510上的開槽孔120互不重疊。
與圖1實施例相似地，金屬背蓋510上的開槽孔120可用以構成開槽孔天線。饋入元件150可用以激發天線結構100，且饋入元件150所連接的第一電容130可用以調整天線結構100的阻抗匹配。此外，天線結構100可透過第一槽孔121與第二槽孔122涵蓋第一頻段與第二頻段。天線結構100更可藉由調整元件160與第二電容140的設置而形成第三槽孔，並可透過第三槽孔涵 蓋第三頻段。至於圖5實施例中各元件的細部配置與操作已包含在圖1實施例中，故在此不予贅述。
綜上所述，本發明的天線結構包括具有開槽孔的金屬元件，並對應於開槽孔中的第一槽孔與第二槽孔設置饋入元件與調整元件。此外，饋入元件透過第一電容電性連接金屬元件，且調整元件透過第二電容電性連接金屬元件。藉此，天線結構可透過第一槽孔操作在第一頻段，並可透過第二槽孔操作在第二頻段。此外，天線結構可藉由調整元件與第二電容的設置而形成第三槽孔，且天線結構可透過第三槽孔操作在第三頻段。換言之，天線結構可直接利用金屬元件中的開槽孔來形成開槽孔天線，且天線結構具有多頻操作的特性，進而致使電子裝置可支援多種無線通訊協定。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧天線結構
110‧‧‧金屬元件
111‧‧‧邊緣
120‧‧‧開槽孔
121‧‧‧第一槽孔
122‧‧‧第二槽孔
130‧‧‧第一電容
140‧‧‧第二電容
150‧‧‧饋入元件
160‧‧‧調整元件
170‧‧‧開口端
181、182‧‧‧側邊
FP1‧‧‧饋入點
D11、D12、D13‧‧‧長度

Claims (10)

  1. 一種天線結構，包括：一金屬元件，具有一開槽孔，該開槽孔具有一開口端、一第一槽孔與一第二槽孔，其中該第一槽孔與該第二槽孔分別設置於該開口端之相對兩側；一第一電容與一第二電容；一饋入元件，橫跨該第一槽孔，該饋入元件的第一端具有一饋入點，且該饋入元件的第二端透過該第一電容電性連接該金屬元件；以及一調整元件，設置於該第二槽孔內，該調整元件的第一端電性連接該金屬元件，且該調整元件的第二端透過該第二電容連接該金屬元件，其中該天線結構操作於一第一頻段，且該第一槽孔的長度為該第一頻段的1/4波長，其中該饋入元件至該開槽孔之該開口端的長度為該第一頻段的1/8波長。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的天線結構，其中該天線結構更操作於一第二頻段，且該第二槽孔的長度為該第二頻段的1/4波長。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的天線結構，其中該天線結構更操作於一第三頻段，且該調整元件至該開槽孔之該開口端的長度為該第三頻段的1/4波長。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的天線結構，其中該第一槽孔的長度大於該第二槽孔的長度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的天線結構，其中該調整元件與該第二電容設置在該第二槽孔內，且該調整元件與該第二電容搭接在該第二槽孔的兩側邊之間。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的天線結構，其中該開槽孔的該開口端位在該金屬元件的一邊緣，且該開槽孔的形狀為T形。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的天線結構，其中該第一槽孔與該第二槽孔分別平行於該金屬元件的該邊緣。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的天線結構，其中該第一電容與該第二電容分別為一晶片電容或是一分佈式電容。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的天線結構，其中該第二電容包括：一第一導電片，電性連接該調整元件的第二端；以及一第二導電片，位在該第二槽孔內，並電性連接該金屬元件，且該第二導電片於該金屬元件的正投影與該第一導電片於該金屬元件的正投影部分重疊。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的天線結構，其中該天線結構適用於一電子裝置，且該天線結構的該金屬元件由該電子裝置的一金屬背蓋所構成。
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