CN103199335A - 通信装置及其天线结构 - Google Patents
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Abstract
一种通信装置及其天线结构，该通信装置包括一天线结构，该天线结构包含一接地元件及一天线元件。该接地元件的一边缘处具有一缺口，该缺口朝向该接地元件的内部延伸，形成一槽孔区间，且该槽孔区间大致沿着该边缘处的方向延伸，该槽孔区间的宽度并大于该缺口位于该边缘处的长度。该天线元件包括一第一辐射部及一第二辐射部，其中该第一辐射部位于该槽孔区间内，其激发该天线元件的一第一(高频)操作频带内的至少一共振模式，该第二辐射部为一开口槽孔天线，由该槽孔区间所形成，其激发该天线元件的一第二(低频)操作频带内的一共振模式。本发明的通信装置及其天线结构可使天线元件涵盖更多频带，也降低使用者手部对于天线的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种通信装置及其天线结构，特别涉及一种结合开口槽孔天线与单极天线来分别激发低频及高频操作频带的通信装置及其天线结构。通过将开口槽孔天线的缺口朝向通信装置的接地元件的一短边边缘处，本发明的通信装置及其天线结构也可降低使用者手部对于天线的影响。
背景技术
随着移动通信产业的快速发展，移动通信装置也越来越轻薄短小；因此，应用于移动通信装置上的天线就必须与周边元件做整合，并要能达成宽频的频带操作。在传统的天线设计中，天线元件在系统电路板中需要具备有一净空区间，且该净空区间并无法再做利用。这限制了整个系统电路板的空间运用配置，且该天线元件也难以达成缩小化的效果。当移动通信装置在实际使用时，天线的配置位置将决定移动装置受到使用者的手部影响的程度。举例来说，美国专利第7,768,466 B2号“Multiband folded loop antenna(多频折叠环圈天线)”即揭示一种占据三维立体空间的手机天线，其中该手机天线配置于一接地面的边缘，且必须占据整个边缘来达成宽频的操作。该手机天线无法与周围的接地面紧密结合，因此造成装置内部的空间浪费。另外，该手机天线所在的净空区间并未能形成辐射元件以激发共振模式，使该手机天线无法涵盖更多的操作频带。当使用者使用包括该手机天线的通信装置时，容易因为手部握持的位置不同，而使得手机天线的辐射特性受到影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通信装置及其天线结构，其具有结合单极天线及其净空区间所形成的开口槽孔天线。该单极天线以及该开口槽孔天线皆可激发共振模式，使得天线元件可以涵盖更多的操作频带，也使得系统电路板上的净空区间的利用能更有效率。另外，本发明也降低了使用者手部对于天线的影响。
本发明提供一种通信装置，包括一天线结构，该天线结构包括：一接地元件，位于一介质基板上，其中该接地元件的一边缘处具有一缺口，该缺口朝向该接地元件的内部延伸，形成一槽孔区间，且该槽孔区间大致沿着该边缘处的方向延伸，该槽孔区间的宽度大于该缺口位于该边缘处的长度；以及一天线元件，位于该介质基板上，并包括：一第一辐射部，位于该槽孔区间内，并激发该天线元件的一第一(高频)操作频带内的至少一共振模式；以及一第二辐射部，为一开口槽孔天线，并由该槽孔区间所形成，且激发该天线元件的一第二(低频)操作频带内的共振模式。
另外，本发明提供一种天线结构，包括：一接地元件，位于一介质基板上，其中该接地元件的一边缘处具有一缺口，该缺口朝向该接地元件的内部延伸，形成一槽孔区间，且该槽孔区间大致沿着该边缘处的方向延伸，该槽孔区间的宽度大于该缺口位于该边缘处的长度；以及一天线元件，位于该介质基板上，并包括：一第一辐射部，位于该槽孔区间内，并激发该天线元件的一第一(高频)操作频带内的至少一共振模式；以及一第二辐射部，为一开口槽孔天线，并由该槽孔区间所形成，且激发该天线元件的一第二(低频)操作频带内的共振模式。
在本发明一实施例中，该第一辐射部可以为一单极天线，且其馈入点为该天线元件的馈入点，而该第一辐射部又可作为该第二辐射部的馈入部来激发该开口槽孔天线。另外，该缺口位于该边缘处的长度小于该槽孔区间的长度的1/4。该槽孔区间与该接地元件的边缘处的距离小于3mm。该接地元件的边缘处具有一金属部，且该金属部大致垂直于该接地元件并电性耦接至该接地元件的边缘处。该金属部位于介质基板上的高度小于5mm。本发明的通信装置及其天线结构可应用于薄形移动通信装置中，且以上所述的天线元件的第一及第二操作频带均至少涵盖一移动通信频带。
附图说明
图1为显示根据本发明第一实施例所述的通信装置及其天线结构的示意图；
图2为显示根据本发明第二实施例所述的通信装置及其天线结构的示意图；
图3为显示根据本发明第二实施例所述的通信装置及其天线结构的返回损失图；
图4为显示根据本发明第三实施例所述的通信装置及其天线结构的示意图；
图5为显示根据本发明第四实施例所述的通信装置及其天线结构的示意图。
【主要附图标记说明】
100、200、400、500～通信装置及其天线结构；
10～接地元件；
101～接地元件的一边缘处；
11～介质基板；
12、42、52～缺口；
13、43、53～槽孔区间；
14、24、44、54～天线元件；
141、241、441、541～第一辐射部；
142、242、442、542～第二辐射部；
15、25、45、55～馈入点；
26、56～金属部；
27～电感元件；
31～第一操作频带(高频)；
32～第二操作频带(低频)；
d～缺口的长度；
t～槽孔区间的长度；
w～槽孔区间的宽度；
h～金属部于接地元件上的高度。
具体实施方式
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的具体实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
图1为显示根据本发明第一实施例所述的通信装置及其天线结构100的示意图。于本实施例中，通信装置及其天线结构100包括一接地元件10及一天线元件14，其中该接地元件10位于一介质基板11上。该接地元件的一边缘处101具有一缺口12，该缺口12朝向该接地元件10的内部延伸，形成一槽孔区间13。该槽孔区间13大致沿着该边缘处101的方向延伸。该槽孔区间13的宽度w并大于该缺口12位于该边缘处101的长度d。该天线元件14位于该介质基板11上，并包括第一辐射部141及第二辐射部142。该第一辐射部141位于该槽孔区间13内，并激发该天线元件14的一第一(高频)操作频带内的至少一共振模式。该第二辐射部142为一开口槽孔天线，并由该槽孔区间13所形成，且激发该天线元件14的一第二(低频)操作频带内的一共振模式。值得注意的是，该缺口12所在的边缘处101为该接地元件10的一短边，且该缺口12是远离该短边的二个角落。因此，当使用者手部握住本发明的通信装置时，对天线的影响可以大幅降低。
图2为显示根据本发明第二实施例所述的通信装置及其天线结构200的示意图。第二实施例中的通信装置及其天线结构200与第一实施例中的通信装置及其天线结构100的主要差异如下所述。第一辐射部241为具有双支路的单极天线，其中通过在该单极天线的一支路中加入一电感元件27，可于高频及低频各激发一共振模式，以协助增加第一(高频)操作频带及第二(低频)操作频带的频宽。值得注意的是，该第一辐射部241也可以包括多个电感元件27。通信装置及其天线结构200可还包括一金属部26，其中该金属部26大致垂直于该接地元件10，并电性耦接至该接地元件10的边缘处101。通信装置及其天线结构200的结构与第一实施例的通信装置及其天线结构100相似。在此相似结构下，第二实施例也可具有与第一实施例相似的功效。
图3为显示根据本发明第二实施例所述的通信装置及其天线结构200的返回损失(Return Loss)图，其中纵轴代表返回损失(单位：dB)，而横轴代表频率(单位：MHz、)。在本实施例中，介质基板11的长度约为115mm，宽度约为60mm，厚度约为0.8mm；接地元件10位于介质基板11上，接地元件10上的缺口12的长度d约为3mm；由接地元件10与缺口12所形成的开口槽孔区间13，其长度t约为第二(低频)操作频带32的中心频率(约900MHz)的0.14倍波长，而开口槽孔区间13的长度t小于该中心频率的四分的一波长；金属部26的高度约为3mm，长度约为50mm。根据量测结果，本发明的第二实施例在6dB返回损失的定义下(移动通信装置天线设计规范)，第一操作频带31可至少涵盖GSM1800/1900/UMTS的三频操作(1710MHz～2170MHz)，第二操作频带32可至少涵盖GSM850/900的两频操作(824MHz～960MHz)，因此本发明可至少满足WWAN五频的操作需求。
图4为显示根据本发明第三实施例所述的通信装置及其天线结构400的示意图。第三实施例的通信装置及其天线结构400的结构基本上与第一实施例的通信装置及其天线结构100类似，主要差异处在于图4的通信装置及其天线结构的第二辐射部442可为一多弯角的形状，并于接地元件10的一边缘处101电性耦接一金属部26。利用调整第一辐射部441的长宽以及缺口42的长度以调整频率偏移及阻抗大小，第三实施例的通信装置及其天线结构400也可激发与第一实施例的通信装置及其天线结构100相似的二个宽频操作频带，并涵盖WWAN的五频操作。
图5为显示根据本发明第四实施例所述的通信装置及其天线结构500的示意图。第四实施例的通信装置及其天线结构500的结构基本上与第一实施例的通信装置及其天线结构100类似，主要差异处在于通信装置及其天线结构500的金属部56具有一弯折，可增加金属部56的面积，以调整天线元件54的阻抗匹配。第四实施例的通信装置及其天线结构500也可激发与第一实施例的通信装置及其天线结构100相似的二个宽频操作频带，并涵盖WWAN的五频操作
本发明虽以优选实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域普通技术人员，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所附的权利要求所界定的范围为准。
Claims (12)
1.一种通信装置，包括一天线结构，该天线结构包括：
一接地元件，位于一介质基板上，其中该接地元件的一边缘处具有一缺口，该缺口朝向该接地元件的内部延伸，形成一槽孔区间，且该槽孔区间大致沿着该边缘处的方向延伸，该槽孔区间的宽度大于该缺口位于该边缘处的长度；以及
一天线元件，位于该介质基板上，并包括：
一第一辐射部，位于该槽孔区间内，并激发该天线元件的一第一(高频)操作频带内的至少一共振模式；以及
一第二辐射部，为一开口槽孔天线，并由该槽孔区间所形成，且激发该天线元件的一第二(低频)操作频带内的共振模式。
2.如权利要求1所述的通信装置，其中该槽孔区间与该接地元件的该边缘处的距离小于3mm。
3.如权利要求1所述的通信装置，其中该缺口位于该边缘处的长度小于该槽孔区间的长度的1/4。
4.如权利要求1所述的通信装置，还包括：
一金属部，大致垂直于该接地元件，并电性耦接至该接地元件的该边缘处。
5.如权利要求4所述的通信装置，其中该金属部位于该接地元件上的高度小于5mm。
6.如权利要求1所述的通信装置，其中该第一辐射部还包括至少一电感元件。
7.一种天线结构，包括：
一接地元件，位于一介质基板上，其中该接地元件的一边缘处具有一缺口，该缺口朝向该接地元件的内部延伸，形成一槽孔区间，且该槽孔区间大致沿着该边缘处的方向延伸，该槽孔区间的宽度大于该缺口位于该边缘处的长度；以及
一天线元件，位于该介质基板上，并包括：
一第一辐射部，位于该槽孔区间内，并激发该天线元件的一第一(高频)操作频带内的至少一共振模式；以及
一第二辐射部，为一开口槽孔天线，并由该槽孔区间所形成，且激发该天线元件的一第二(低频)操作频带内的共振模式。
8.如权利要求7所述的天线结构，其中该槽孔区间与该接地元件的该边缘处的距离小于3mm。
9.如权利要求7所述的天线结构，其中该缺口位于该边缘处的长度小于该槽孔区间的长度的1/4。
10.如权利要求7所述的天线结构，还包括：
一金属部，大致垂直于该接地元件，并电性耦接至该接地元件的该边缘处。
11.如权利要求10所述的天线结构，其中该金属部位于该接地元件上的高度小于5mm。
12.如权利要求7所述的天线结构，其中该第一辐射部还包括至少一电感元件。
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