CN102456943B - 移动通讯装置和天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通讯装置和天线装置，包括：一系统电路板，具有一表面；一接地金属片，设置于该表面上，具有一长边及一短边，其中上述接地金属片具有一开口槽孔，上述开口槽孔产生一第一操作频带及一第二操作频带；一馈入微带线，位于该系统电路板上，一端跨过该开口槽孔，另一端电气连接至一信号源；以及一金属部，该金属部电气连接于该接地金属片的该短边，垂直于该接地金属片，其中该短边与该开口槽孔的开口端的距离小于该第一操作频带最低频率的0.05倍波长。本发明实施例的移动通讯装置和天线装置，可以解决相关电路及信号线配置的问题，且能够达成宽频操作。

Description

移动通讯装置和天线装置

技术领域

本发明涉及一种移动通讯装置，特别是具有一开口槽孔天线的移动通讯装置。

背景技术

随着无线通讯技术的快速演进带动了无线通讯产业的蓬勃发展，使得移动通讯装置的轻、薄、短、小以及其内建天线可以与系统接地金属片上的其它元件整合，成为非常重要的设计要求。在移动通讯装置的相关内建天线设计中，使用单极槽孔天线或开口槽孔天线为一种可行设计。不过，为产生足够的操作频宽来涵盖无线广域网络(WWAN，wireless widearea network)的宽频操作，此种单极槽孔天线一般必需配置于移动通讯装置的系统接地金属片中央，以同时激发系统接地金属片的共振模态达成宽频操作。美国专利第6,618,020B2号“Monopole slot antenna(单极槽孔天线)”便是一例，其单极槽孔天线即是配置于系统接地金属片中央来达成宽频的操作，然而此种单极槽孔配置方式会造成系统电路板上相关电路及信号线配置的困难，因此限制其实际运用价值。而若当单极槽孔移近系统接地金属片的一短边时，虽然可以解决相关电路及信号线配置的问题，不过此时将无法激发系统接地金属片的共振模态，使得其整体操作频宽大幅缩减而无法达成宽频来涵盖无线广域网络所需的操作频宽。

发明内容

为了解决上述先前技术的问题，本发明提供一种移动通讯装置，其具有一单极槽孔天线或一开口槽孔天线，该开口槽孔天线位于该移动通讯装置的系统接地金属片上，产生一第一(较低)操作频带及一第二(较高)操作频带，该开口槽孔的开口端与该系统接地金属片的一短边的距离小于该第一操作频率最低频率的0.05倍波长，使得该开口槽孔靠近该系统接地金属片的该短边。该移动通讯装置并具有一金属部，该金属部电气连接于该系统接地金属片上靠近该开口槽孔的该短边，该金属部并大致垂直于该接地金属片。该金属部可以有效延长该开口槽孔与该系统接地金属片的该短边的距离，因此可以使得该系统接地金属片的共振模态可以被激发，达成宽频的操作，使得该第一操作频带涵盖824～960MHz，该第二操作频带涵盖1710～2170MHz，达成WWAN五频的操作。亦可使得该第一操作频带涵盖704～960MHz，该第二操作频带涵盖1710～2690MHz，达成LTE/WWAN八频的操作。

本发明移动通讯装置包含一系统电路板、一接地金属片、一开口槽孔、一馈入微带线及一金属部。该接地金属片位于该系统电路板的一表面上。该开口槽孔位于该接地金属片上，产生一第一(较低)操作频带及一第二(较高)操作频带，该开口槽孔长度小于该第一操作频带最低频率的0.2倍波长，该开口槽孔的开口端位于该接地金属片的一长边。该馈入微带线位于该系统电路板上，其一端跨过该开口槽孔，其另一端电气连接至一信号源，该馈入微带线跨过该开口槽孔的位置与该开口槽孔的开口端的距离大于该开口槽孔的0.3倍长度。该金属部电气连接或经由一电感元件电气连接于该接地金属片的一短边，该短边与该开口槽孔的开口端的距离小于该第一操作频带最低频率的0.05倍波长。亦即，该开口槽孔远离该系统电路板的中央，得以解决相关电路及信号线配置的问题。该金属部并大致垂直于该接地金属片。

在本发明的移动通讯装置中，该金属部形状可以为近似一长方形或一C字形或一L字形，该金属部亦可具有一弯折，使得该金属部的部份区间大致平行于该系统电路板，降低该金属部的高度，适合内藏于薄形移动通讯装置内。其中该开口槽孔的长度小于该第一操作频带最低频率的0.2倍波长，同时，该馈入微带线跨过该开口槽孔的位置与该开口槽孔的开口端的距离大于该开口槽孔的0.3倍长度，以激发该开口槽孔的最低共振模态，再结合所激发的该接地金属片的共振模态来形成该第一操作频带。另外，该开口槽孔的高阶共振模态亦可被激发来形成该第二操作频带。

本发明实施例的移动通讯装置和天线装置，可以解决相关电路及信号线配置的问题，且能够达成宽频操作。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为显示根据本发明一实施例所述的移动通讯装置的示意图；

图2为显示根据本发明一实施例所述的天线返回损失结果图；

图3为显示根据本发明一实施例所述的移动通讯装置的示意图；

图4为显示根据本发明一实施例所述的移动通讯装置的示意图；

图5为显示根据本发明一实施例所述的移动通讯装置的示意图；

图6为显示根据本发明一实施例所述的移动通讯装置的示意图；

图7为显示根据本发明一实施例所述的移动通讯装置的示意图。

附图标号：

1、3、4、5、6、7～移动通讯装置；

11～信号源；

12～馈入微带线

121、17～距离；

13～系统电路板；

14～开口槽孔；

141～开口端；

15～接地金属片；

151～接地金属片的长边；

152～接地金属片的短边；

16、36、46、56、66、76～金属部；

21～第一操作频带；

22～第二操作频带；

58、68～电感元件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

图1为显示根据本发明一实施例所述的移动通讯装置1的示意图，包括一系统电路板13、一接地金属片15、一开口槽孔14、一馈入微带线12及一金属部16。开口槽孔14的开口端141位于接地金属片的长边151上且邻近于接地金属片的短边152。馈入微带线12位于系统电路板13相对于接地金属片15的一表面上，其一端跨过开口槽孔14，其另一端连接至一信号源11，馈入微带线12跨过开口槽孔14的开口端141与接地金属片的短边152的距离为距离17，距离17的长度小于第一操作频带21最低频率的0.05倍波长，馈入微带线12与开口槽孔14的开口端141距离为距离121，距离121的长度大于开口槽孔14的0.3倍长度。开口槽孔14远离系统电路板13的中央，得以解决相关电路及信号线配置的问题。金属部16经由电气连接至接地金属片15，并大致垂直于接地金属片15。同时开口槽孔14与接地金属片的短边152之间的接地金属片区间，可用于配置移动通讯装置1内的相关组件，例如可以配置一个通用序列总线接头元件，达成天线与数据传输元件间的整合及移动通讯装置内部空间的有效运用。天线操作的原理是，开口槽孔14位于该移动通讯装置1的接地金属片15上，激发该开口槽孔14的最低共振模态，再结合所激发的该接地金属片15的共振模态产生较低频的第一操作频带21；另外，开口槽孔14的高阶共振模态亦可被激发为较高频的第二操作频带22。而金属部16可以有效延长该开口槽孔14与系统的接地金属片的短边152的距离，因此可以使得系统接地金属片15的共振模态可以被激发，达成宽频的操作。第一操作频带21可以涵盖824～960MHz，而第二操作频带22可以涵盖1710～2170MHz，达成WWAN五频的操作。另外，第一操作频带21亦可以涵盖704～960MHz，而第二操作频带22可以涵盖1710～2690MHz，达成LTE/WWAN八频的操作。

图2为显示根据本发明一实施例所述的天线返回损失结果图。在移动通讯装置1中选择下列尺寸进行实验：系统电路板13长度约为115mm，宽度约为60mm，厚度约为0.8mm；接地金属片15印刷于系统电路板13上；开口槽孔14长度约为50mm，宽度约为4mm；距离17的长度约为17mm，约为第一操作频带21最低操作频率(约700MHz)的0.04波长；距离121的长度约为22mm，约为开口槽孔14的0.44倍长度；金属部16的长度约为60mm，其宽度约为10mm。由实验结果，在6dB返回损失的定义之下(移动通讯装置天线设计规范)，第一操作频带21可涵盖GSM850/900的二频操作或LTE700/GSM850/900的三频操作，第二操作频带22则可涵GSM1800/1900/UMTS的三频操作或GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500的五频操作，因此该天线可满足WWAN五频或LTE/WWAN八频的操作需求。

图3为显示根据本发明一实施例所述的移动通讯装置3的示意图。移动通讯装置3与移动通讯装置1的主要差异在于开口槽孔14具有至少一次弯折，以及使用一C字形的金属部36。开口槽孔14的弯折可以使它在接地金属片15上占用较少的长度，而C字形金属部36与接地金属片15之间的开口，其空间可以放置如USB接头或其他电路元件。移动通讯装置3的其他天线结构与移动通讯装置1相似，在此相似结构下，移动通讯装置3亦可以具有与移动通讯装置1相似的功效。

图4为显示根据本发明一实施例所述的移动通讯装置4的示意图。移动通讯装置4与移动通讯装置1的主要差异在于使用一L字形的金属部46，其一端经由电气连接至接地金属片15，其另一端为开路。L字形金属部46与接地金属片15之间的空间，可以放置如USB接头或其他电路元件。移动通讯装置4的其他天线结构与移动通讯装置1相似，在此相似结构下，移动通讯装置4亦可以具有与移动通讯装置1相似的功效。

图5为显示根据本发明一实施例所述的移动通讯装置5的示意图。移动通讯装置5与移动通讯装置1的主要差异在于金属部56经由一芯片电感58连接至接地金属片15，该芯片电感58可以提供额外的电感量，降低所需的金属部56的长度，来激发接地金属片15上的共振模态达成宽频操作。移动通讯装置5的其他天线结构与移动通讯装置1相似，在此相似结构下，移动通讯装置5亦可以具有与移动通讯装置1相似的功效。

图6为显示根据本发明一实施例所述的移动通讯装置6的示意图。移动通讯装置6与移动通讯装置1的主要差异在于金属部66经由一芯片电感68连接至接地金属片15，该芯片电感68可以置于系统电路板13上，该芯片电感68可以提供额外的电感量，降低所需的金属部66的长度，来激发接地金属片15上的共振模态达成宽频操作。移动通讯装置6的其他天线结构与移动通讯装置1相似，在此相似结构下，移动通讯装置6亦可以具有与移动通讯装置1相似的功效。

图7为显示根据本发明一实施例所述的移动通讯装置7的示意图。移动通讯装置7与移动通讯装置1的主要差异在于金属部76具有一弯折，使得金属部76的部份区间大致平行于系统电路板13，降低金属部76的高度，以适合内藏于薄形移动通讯装置内。移动通讯装置7的其他天线结构与移动通讯装置1相似，在此相似结构下，移动通讯装置7亦可以具有与移动通讯装置1相似的功效。

本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求范围所界定者为准。

Claims (16)

1.一种移动通讯装置，其特征在于，所述的移动通讯装置包括：

一系统电路板，具有一表面；

一接地金属片，设置于所述表面上，具有一长边及一短边，其中所述接地金属片具有一开口槽孔，所述开口槽孔产生一第一操作频带及一第二操作频带；

一馈入微带线，设置于所述系统电路板上，一端跨过所述开口槽孔，另一端电气连接至一信号源；以及

一金属部，所述金属部电气连接于所述接地金属片的所述短边，垂直于所述接地金属片，其中所述短边与所述开口槽孔的开口端的距离小于所述第一操作频带最低频率的0.05倍波长；

其中，所述金属部形状为一C字形，并经由其二端电气连接至所述接地金属片的所述短边；

其中，所述金属部和所述接地金属片之间具有一开口，所述开口的空间用于放置一USB接头。

2.如权利要求1所述的移动通讯装置，其特征在于，所述第一操作频带涵盖824MHz到960MHz，所述第二操作频带涵盖1710MHz到2170MHz。

3.如权利要求1所述的移动通讯装置，其特征在于，所述第一操作频带涵盖704MHz到960MHz，该第二操作频带涵盖1710MHz到2690MHz。

4.如权利要求1所述的移动通讯装置，其特征在于，所述金属部具有一弯折，使所述金属部的部份区间平行于所述系统电路板。

5.如权利要求1所述的移动通讯装置，其特征在于，所述开口槽孔的长度小于所述第一操作频带最低频率的0.2倍波长，所述开口槽孔的开口端位于所述接地金属片的所述长边。

6.如权利要求1所述的移动通讯装置，其特征在于，所述馈入微带线跨过所述开口槽孔的位置，与所述开口槽孔的开口端的距离大于所述开口槽孔的0.3倍长度。

7.如权利要求1所述的移动通讯装置，其特征在于，所述金属部经由一电感元件电气连接于所述接地金属片。

8.如权利要求7所述的移动通讯装置，其特征在于，所述金属部具有一弯折，使所述金属部的部份区间平行于所述系统电路板。

9.一种天线装置，其特征在于，所述天线装置包括：

一接地金属片，具有一长边及一短边，其中所述接地金属片具有一开口槽孔，所述开口槽孔产生一第一操作频带及一第二操作频带；

一馈入微带线，一端跨过所述开口槽孔，另一端电气连接至一信号源；以及

一金属部，所述金属部电气连接于所述接地金属片的所述短边，垂直于所述接地金属片，其中所述短边与所述开口槽孔的开口端的距离小于所述第一操作频带最低频率的0.05倍波长；

其中，所述金属部形状为一C字形，并经由其二端电气连接至所述接地金属片的所述短边；

其中，所述金属部和所述接地金属片之间具有一开口，所述开口的空间用于放置一USB接头。

10.如权利要求9所述的天线装置，其特征在于，所述第一操作频带涵盖824MHz到960MHz，所述第二操作频带涵盖1710MHz到2170MHz。

11.如权利要求9所述的天线装置，其特征在于，所述第一操作频带涵盖704MHz到960MHz，所述第二操作频带涵盖1710MHz到2690MHz。

12.如权利要求9所述的天线装置，其特征在于，所述金属部具有一弯折，使所述金属部的部份区间平行于所述接地金属片。

13.如权利要求9所述的天线装置，其特征在于，所述开口槽孔的长度小于所述第一操作频带最低频率的0.2倍波长，所述开口槽孔的开口端位于所述接地金属片的所述长边。

14.如权利要求9所述的天线装置，其特征在于，所述馈入微带线跨过所述开口槽孔的位置，与所述开口槽孔的开口端的距离大于所述开口槽孔的0.3倍长度。

15.如权利要求9所述的天线装置，其特征在于，所述金属部经由一电感元件电气连接于所述接地金属片。

16.如权利要求15所述的天线装置，其特征在于，所述金属部具有一弯折，使所述金属部的部份区间平行于所述接地金属片。