TW202008645A - 天線結構及具有該天線結構之無線通訊裝置 - Google Patents

Abstract

一種天線結構，包括殼體、第一接地部、第一饋入部及第二接地部，該殼體包括邊框，該邊框開設有縫隙，該縫隙將該邊框分割形成第一天線及第二天線，該第一天線遠離該縫隙之一端延伸形成該第一接地部，該第一天線經該第一饋入部連接至基板之第一饋入點，該第二接地部一端連接至該第一饋入部，另一端連接至該基板之第一接地點。

Description

天線結構及具有該天線結構之無線通訊裝置

本發明涉及一種天線結構及具有該天線結構之無線通訊裝置。

為滿足消費者之需求，習知之無線通訊裝置多使用金屬材料來製造其殼體，從而獲得具有金屬質感之外觀。同時，該等具有金屬殼體之無線通訊裝置還藉由於金屬殼體上開槽，來形成多個金屬殼體分支，以作為其天線結構之輻射體。然而，這樣所形成之多個天線分支之間之間距較小，導致天線之間之隔離度不佳，影響天線之性能。

有鑑於此，有必要提供一種具有較佳隔離度之天線結構及具有該天線結構之無線通訊裝置。

一種天線結構，包括殼體、第一接地部、第一饋入部及第二接地部，該殼體包括邊框，該邊框開設有縫隙，該縫隙將該邊框分割形成第一天線及第二天線，該第一天線遠離該縫隙之一端延伸形成該第一接地部，該第一天線經該第一饋入部連接至基板之第一饋入點，該第二接地部一端連接至該第一饋入部，另一端連接至該基板之第一接地點。

一種無線通訊裝置，該無線通訊裝置包括殼體、裝設於該殼體之顯示幕、以及設置於該殼體內之基板及天線結構，該天線結構為上述之天線結構。

本發明較佳實施例之天線結構藉由額外設置第二接地部使得金屬邊框與基板之間形成雙接地路徑，以改善天線之間之隔離度。

下面將結合本發明實施例中之附圖，對本發明實施例中之技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述之實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部之實施例。基於本發明中之實施例，所屬領域具有通常知識者於沒有做出創造性勞動前提下所獲得之所有其他實施例，均屬於本發明保護之範圍。

除非另有定義，本文所使用之所有之技術與科學術語與屬於所屬領域具有通常知識者通常理解之含義相同。本文中於本發明之說明書中所使用之術語僅是為描述具體之實施例之目不是旨在於限制本發明。

下面結合附圖，對本發明之一些實施方式作詳細說明。於不衝突之情況下，下述之實施例及實施例中之特徵可相互組合。

請參閱圖1，本發明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2及圖3，該無線通訊裝置200還包括基板21，該基板21可採用環氧樹脂玻璃纖維（FR4）等介電材質製成。該基板21上設置有第一饋入點211、第二饋入點212以及第一接地點213。該第一饋入點211、第二饋入點212以及第一接地點213間隔設置於該基板21上，用以為該天線結構100提供饋入電流及提供接地。該基板21上還設置有金屬屏蔽件214，用於減少基板21上之電子元件（例如，喇叭、振動器及攝像頭等）對天線結構100產生干擾。

該天線結構100包括殼體11、第一接地部G1以及第一饋入部13。

該殼體11可為該無線通訊裝置200之外殼。該殼體11至少包括邊框112。於本實施例中，該邊框112由金屬材料製成。該邊框112大致呈環狀結構。該殼體11還可包括後蓋113（參圖4），該後蓋113設置於該邊框112一側，且與該邊框112共同圍成一容置空間114。該容置空間114用以容置該無線通訊裝置200之基板21、處理單元等電子元件或電路模組於其內。該邊框112之另一側可與該無線通訊裝置200之前蓋（圖未示）相連，該前蓋上可設置顯示幕（圖未示）。

該邊框112至少包括末端部115、第一側部116以及第二側部117。於本實施例中，該末端部115為該無線通訊裝置200之頂端。該第一側部116與該第二側部117相對設置，兩者分別設置於該末端部115之兩端，優選垂直設置。

該邊框112上開設有第一縫隙118與第二縫隙119。於本實施例中，該第一縫隙118開設於該末端部115靠近該第一側部116之位置。該第一縫隙118貫通且隔斷該邊框112。該第二縫隙119開設於該第二側部117靠近該末端部115之位置。該第二縫隙119貫通且隔斷該邊框112。該第一縫隙118將該邊框112分割形成間隔設置之第一天線A1及第二天線A2。其中，該第一縫隙118與該第一側部116之間之該末端部115及部分第一側部116形成該第一天線A1。該第一縫隙118與該第二縫隙119之間之邊框112形成該第二天線A2。於本較佳實施例中，該第一縫隙118之寬度為2mm，第一天線A1之長度為24.6mm，第二天線A2之長度為60mm。

可理解，於本實施例中，該第一縫隙118及該第二縫隙119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。

該第一天線A1遠離該第一縫隙118之一端延伸形成該第一接地部G1。該第一天線A1經該第一饋入部13連接至該第一饋入點211，如此，形成PIFA天線。

於另一實施例中，該第一饋入部13可設置於該第一天線A1靠近該第一縫隙118之末端，如此，形成回路（loop）天線。

可理解，該第一天線A1還包括第一連接部15。該第一連接部15所在之平面垂直於該第一饋入部13所在之平面。於本較佳實施例中，該第一連接部15大致呈“L”型，包括第一連接段151及與該第一連段151段垂直連接之第二連接段153。該第一連接段151之末端與該第一天線A1相連，該第二連接段153之末端與該第一饋入部13相連。

請再次參閱圖2，可理解，於本實施例中，該天線結構100還包括第三天線A3。該第三天線A3包括輻射體16、第二連接部17及第二饋入部18。該輻射體16設置於該邊框112內。該輻射體16經該第二連接部17及第二饋入部18與該第二饋入點212相連。

於本較佳實施例中，該輻射體16平行於該第二饋入部18所在之平面。該第二連接部17與該輻射體16垂直相連，亦與該第二饋入部18垂直相連。

於本較佳實施例中，該輻射體16包括第一彎折部161及與該第一彎折部161垂直相連之第二彎折部162。該第一彎折部161包括依次連接之第一輻射段163、第二輻射段164、第三輻射段165及第四輻射段166。該第一輻射段163大致呈直條狀。該第一輻射段163與該末端部115大致平行設置，且沿靠近該第二側部117之方向延伸。該第二輻射段164大致呈直條狀。該第二輻射段164之一端垂直連接至該第一輻射段163靠近該第一側部116之端部，並沿平行該第一側部116且遠離該末端部115之方向延伸，進而與該第一輻射段163構成大致呈L型之結構。

該第三輻射段165大致呈直條狀。該第三輻射段165之一端垂直連接至該第二輻射段164遠離該第一輻射段163之端部，並沿平行該第一輻射段163且靠近該第一側部116之方向延伸。於本實施例中，該第一輻射段163與該第三輻射段165分別設置於該第二輻射段164之兩端，且分別位於該第二輻射段164之兩側。

該第四輻射段166大致呈直條狀。該第四輻射段166之一端垂直連接至該第三輻射段165遠離該第二輻射段164之端部，並沿平行該第二輻射段164且遠離該末端部115之方向延伸。於本實施例中，該第四輻射段166與該第二輻射段164分別設置於該第三輻射段165之兩端，且分別位於該第三輻射段165之兩側。該第四輻射段166之長度大於該第二輻射段164之長度。

該第二彎折部162包括依次連接之第一彎折段167、第二彎折段168及第三彎折段169。該第一彎折段167大致呈直條狀。該第一彎折段167之一端垂直連接至該第四輻射段166靠近該第三輻射段165之一側，並沿平行該第一輻射段163且靠近該第二側部117之方向延伸。

該第二彎折段168大致呈條狀。該第二彎折段168之一端垂直連接至該第一彎折段167遠離該第四輻射段166之端部，並沿平行該第四輻射段166且遠離該末端部115之方向延伸。該第三彎折段169大致呈直條狀。該第三彎折段169之一端垂直連接至該第二彎折段168遠離該第一彎折段167之端部，並沿平行該第一彎折段167且靠近該第二側部117之方向延伸。

於本實施例中，該第一彎折段167與該第三彎折段169分別設置於該第二彎折段168之兩端，且分別位於該第二彎折段168之兩側。該第二彎折段168之寬度大於該第一彎折段167之寬度，亦大於該第三彎折段169之寬度。可理解，於本實施例中，該輻射體16中該第二彎折段168藉由該第二連接部17及第二饋入部18與該第二饋入點212相連。

於本較佳實施例中，該第一天線A1為GPS天線，第三天線A3為分集天線。請一併參閱圖5，曲線S1為第一天線A1之返回損失。曲線S2為第三天線A3之返回損失。曲線S3為第一天線A1與第三天線A3之隔離度。從圖5可知，第一天線A1與第三天線A3於頻率點P1為1575MHz之隔離度為-11dB，於第二頻率點P2為2050MHz之隔離度為-10.5dB，第一天線A1與第三天線A3之隔離度較差。

請再次參閱圖2，為改善第一天線A1與第三天線A3之間之隔離度，該第一天線A1還包括第二接地部G2。於本較佳實施例中，該第二接地部G2呈“L”型。該第二接地部G2一端連接至該第一饋入部13，另一端連接至該第一接地點213。於本較佳實施例中，該第一接地部G1及第二接地部G2分別設置於該第一饋入部13之兩側。可理解，該第二接地部G2可為其他任意形狀。

可理解，該第二接地部G2可包括負載14（見圖7）。該第一天線A1經該負載14及第二接地部G2連接至該第一接地點213。該負載14可為電阻、電感、電容及切換開關中之任意一個元件或者多個元件之組合。此時，該天線結構100之等效電路如圖7所示。

可理解，該第一天線A1與第三天線A3還可為GPS天線與WiFi天線、WiFi天線與分集天線、或WiFi MIMO天線等組合。

請一併參閱圖6，曲線S4為圖8所示之天線結構100之第一天線A1之返回損失。曲線S5為圖8所示之天線結構100之第三天線A3之返回損失。曲線S6為圖8所示之天線結構100之第一天線A1與第三天線A3之隔離度。從圖6可知，第一天線A1與第三天線A3於第一頻率點P1之隔離度為-19dB，於第二頻率點之隔離度為-18dB，滿足設計要求，且第一天線A1與第三天線A3之隔離度得到大幅度之改善，同時天線效率較高。因此，藉由第二接地部G2可增加第一天線A1與其他天線（例如，第三天線A3）之間之隔離度，減少天線之間之相互影響，從而提升天線效率，還可得到較高之指向性天線場型。

可理解，為進一步改善第一天線A1與第三天線A3之隔離度，該第三天線A3還包括第三接地部G3（見圖9）。該第三接地部G3之結構可與第二接地部G2大致相同。該第三接地部G3一端連接至第二饋入部18，另一端接地。此時，該天線結構100之等效電路如圖9所示。

可理解，於其他實施例中，該第三接地部G3可設置於第二天線A2，與第二天線A2相連，以增加第一天線A1與第三天線A3之間之隔離度。此時，該天線結構100之等效電路如圖10所示。

可理解，該天線結構100之第二接地部G2及第三接地部G3可分別設置於第一縫隙118兩側，該第一饋入部13可設置於該第一天線A1靠近該第一縫隙118之末端。此時，該天線結構100之等效電路如圖11所示。

可理解，請再次參閱圖4，為區隔該第一天線A1、第二天線A2與該殼體11之其餘部分，該後蓋113與該邊框112之間形成開槽113a。於本較佳實施例中，該開槽113a大致呈“U”型，其寬度大約為2mm。於本較佳實施例中，該開槽113a內充有絕緣材料（例如塑膠、橡膠、玻璃、木材、陶瓷等，但不以此為限）。

本發明較佳實施例之天線結構100藉由額外設置第二接地部G2、第三接地部G3，使得金屬邊框112與基板21之間形成雙接地路徑或者多接地路徑，以改善天線之間之隔離度。

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‧‧‧殼體 112‧‧‧邊框 113‧‧‧後蓋 113a‧‧‧開槽 114‧‧‧容置空間 115‧‧‧末端部 116‧‧‧第一側部 117‧‧‧第二側部 118‧‧‧第一縫隙 119‧‧‧第二縫隙 A1‧‧‧第一天線 A2‧‧‧第二天線 G1‧‧‧第一接地部 13‧‧‧第一饋入部 G2‧‧‧第二接地部 14‧‧‧負載 15‧‧‧第一連接部 151‧‧‧第一連接段 153‧‧‧第二連接段 A3‧‧‧第三天線 16‧‧‧輻射體 161‧‧‧第一彎折部 162‧‧‧第二彎折部 163‧‧‧第一輻射段 164‧‧‧第二輻射段 165‧‧‧第三輻射段 166‧‧‧第四輻射段 167‧‧‧第一彎折段 168‧‧‧第二彎折段 169‧‧‧第三彎折段 17‧‧‧第二連接部 18‧‧‧第二饋入部 G3‧‧‧第三接地部 200‧‧‧無線通訊裝置 21‧‧‧基板 211‧‧‧第一饋入點 212‧‧‧第二饋入點 213‧‧‧第一接地點 214‧‧‧金屬屏蔽件

圖1為本發明較佳實施方式之無線通訊裝置之立體示意圖。 圖2為圖1所示無線通訊裝置中天線結構之立體示意圖。 圖3為圖1所示天線結構之平面示意圖。 圖4為圖1所示天線結構之另一角度下之平面示意圖。 圖5為圖3所示天線結構不具有第二接地部時之S參數（散射參數）曲線圖。 圖6為圖3所示天線結構之S參數（散射參數）曲線圖。 圖7為圖3所示天線結構不具有第三天線時之等效電路圖。 圖8為圖3所示天線結構之等效電路圖。 圖9為圖3所示天線結構中第三天線接地時之等效電路圖。 圖10為圖3所示天線結構不具有第三天線，且第二天線接地時之等效電路圖。 圖11為本發明另一較佳實施方式之天線結構不具有第三天線，且第二天線接地時之等效電路圖。

無

100‧‧‧天線結構

11‧‧‧殼體

115‧‧‧末端部

116‧‧‧第一側部

117‧‧‧第二側部

118‧‧‧第一縫隙

119‧‧‧第二縫隙

A1‧‧‧第一天線

A2‧‧‧第二天線

G1‧‧‧第一接地部

13‧‧‧第一饋入部

G2‧‧‧第二接地部

15‧‧‧第一連接部

A3‧‧‧第三天線

21‧‧‧基板

211‧‧‧第一饋入點

212‧‧‧第二饋入點

213‧‧‧第一接地點

214‧‧‧金屬屏蔽件

Claims (10)

1. 一種天線結構，包括殼體、第一接地部、第一饋入部及第二接地部，該殼體包括邊框，該邊框開設有縫隙，該縫隙將該邊框分割形成第一天線及第二天線，該第一天線遠離該縫隙之一端延伸形成該第一接地部，該第一天線經該第一饋入部連接至基板之第一饋入點，該第二接地部一端連接至該第一饋入部，另一端連接至該基板之第一接地點。
2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該第一接地部及該第二接地部分別設置於該第一饋入部之兩側。
3. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該第二接地部包括負載，該第一天線經該負載連接至該第一接地點，該負載為電阻、電感、電容及切換開關中之任意一個元件或者多個元件之組合。
4. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該第一天線還包括第一連接部，該第一連接部連接於該第一天線與該第一饋入部之間，該第一連接部所在之平面垂直於該第一饋入部所在之平面。
5. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構，其中該第一連接部包括第一連接段及與該第一連接段垂直連接之第二連接段，該第一連接段之末端與該第一天線相連，該第二連接段之末端與該第一饋入部相連。
6. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該天線結構還包括第三天線，該第三天線包括輻射體、第二連接部、第二饋入部、及第三接地部，該輻射體設置於該邊框內，該輻射體經該第二連接部及第二饋入部與該基板之第二饋入點相連，且該輻射體經該第三接地部接地。
7. 如申請專利範圍第6項所述之天線結構，其中該輻射體平行於該第二饋入部所在之平面，該第二連接部與該輻射體垂直相連且與該第二饋入部垂直相連。
8. 如申請專利範圍第6項所述之天線結構，其中該輻射體包括第一彎折部及與該第一彎折部垂直相連之第二彎折部，該第一彎折部包括依次連接之第一輻射段、第二輻射段、第三輻射段及第四輻射段，該第一輻射段呈直條狀，該第二輻射段之一端垂直連接至該第一輻射段之端部，進而與該第一輻射段構成L型之結構，該第三輻射段之一端垂直連接至該第二輻射段遠離該第一輻射段之端部，並沿平行且遠離該第一輻射段之方向延伸，該第四輻射段之一端垂直連接至該第三輻射段遠離該第二輻射段之端部，並沿平行該第二輻射段且遠離該第一輻射段之方向延伸；該第二彎折部包括依次連接之第一彎折段、第二彎折段及第三彎折段，該第一彎折段之一端垂直連接至該第四輻射段靠近該第三輻射段之一側，並沿平行該第一輻射段之方向延伸，該第二彎折段之一端垂直連接至該第一彎折段遠離該第四輻射段之端部，並沿平行該第四輻射段且遠離該第一輻射段之方向延伸，該第三彎折段之一端垂直連接至該第二彎折段遠離該第一彎折段之端部，並沿平行該第一彎折段且遠離所述第四輻射段之方向延伸。
9. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中該殼體還包括設置於該邊框一側之後蓋，該後蓋與該邊框之間開設開槽。
10. 一種無線通訊裝置，該無線通訊裝置包括殼體、裝設於該殼體之顯示幕、以及設置於該殼體內之基板及天線結構，其改良在於：該天線結構為申請專利範圍第1-9項中任意一項所述之天線結構。

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