CN103367874B - 通信装置 - Google Patents

Abstract

一种通信装置，包括一接地元件、一天线元件及一可重组电路元件组。天线元件包括：第一辐射部，其一端为天线元件的馈入端，其另一端为开口端；第二辐射部，其一端为短路端，电气耦合至接地元件，其另一端为一开口端，第二辐射部的长度大于第一辐射部的长度，并围绕第一辐射部的开口端而延伸，第二辐射部包括第一部分和第二部分；一可重组电路元件组，耦接于第一部分和第二部分之间，可重组电路元件组具有至少两个支路，且可重组电路元件组选择性地导通或不导通该支路以使得该天线元件操作于多重频带。本发明的通信装置可以在天线元件不变的情况下，操作在不同的通信频带，解决了移动通信装置空间日益不足的问题。

Description

通信装置

技术领域

本发明涉及一种通信装置，特别是一种具有可重组天线元件的移动通信装置。

背景技术

随着无线通信的蓬勃发展，各式各样的无线通信技术与产品不断地推陈出新，其中又以移动通信装置为最热门的通信产品。在移动通信装置诉求轻薄短小且多功能化的同时，可容纳天线的空间相对越来越缩减。如何在移动通信装置的有限的天线设计空间中，发挥最有效的利用是一个很重要的课题。

因此，有必要提出一种可调式通信装置，其中天线元件可以在尺寸不变的情况下操作在不同的通信频带，以解决移动通信装置空间日益不足的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通信装置及其可重组天线元件，其中可重组天线元件包括一天线元件和一可重组电路元件组。通过调整可重组电路元件组，可以在天线元件尺寸不变的情况下，改变天线元件的共振路径，使天线元件的共振模态涵盖不同的通信频带。本发明的可重组天线元件可涵盖WWAN/LTE频带的多频操作。

在一实施例中，本发明提供一种通信装置，包括：一接地元件；一天线元件，该天线元件包括：一第一辐射部，该第一辐射部的一端为该天线元件的馈入端，而该第一辐射部的另一端为开口端；以及一第二辐射部，包括一第一部分和一第二部分，该第二辐射部的一端为短路端，耦接至该接地元件，而该第二辐射部的另一端为开口端，该第二辐射部的长度大于该第一辐射部的长度，且该第二辐射部围绕该第一辐射部的该开口端而延伸；以及一可重组电路元件组，耦接于该第一部分和该第二部分之间，该可重组电路元件组具有至少两支路，且该可重组电路元件组选择性地导通(Close)或不导通(Open)所述支路以使得该天线元件操作于多重频带。

于本发明中，天线元件中的可重组电路元件组位于第二辐射部上，且具有至少两个支路。在一实施例中，第一支路具有一电感元件，而第二支路具有一切换元件，可以导通(Close)或不导通(Open)第二支路。当第二支路导通时，第二辐射部的共振路径主要经由第二支路；而当第二支路不导通时，第二辐射部的共振路径主要经由第一支路。因为第一支路具有一电感元件，因此可以降低第二辐射部的最低共振模态的频率。通过切换第二支路操作于导通或开路状态，可改变第二辐射部产生的共振模态的频率，使天线元件操作于不同频带，达到多频操作的目的。

在一实施例中，可重组天线元件的长度约为35mm，宽度约为7mm，而高度约为3mm(体积约0.74cm³)。本发明的可重组天线元件可操作于WWAN/LTE的八频操作(LTE700/GSM850/900三频带及GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500五频带)。在优选实施例中，第一辐射部产生至少一共振模态位于天线元件的高频频带(约1710MHz～2690MHz)来至少涵盖一移动通信频带，第二辐射部则产生至少一共振模态位于天线元件的低频频带(约700MHz～960MHz)来至少涵盖一移动通信频带。此外，可重组电路元件组远离第二辐射部的开口端及短路端，且大致位于第二辐射部的高阶共振模态的电流零点处(或零表面电流处)，因此可在不影响高阶共振模态下，来改变第二辐射部的最低共振模态的频率。

附图说明

图1为本发明的通信装置的第一实施例的示意图；

图2A为本发明第一实施例中当第二支路导通时通信装置的返回损失图；

图2B为本发明第一实施例中当第二支路导通时通信装置的天线效率图；

图3A为本发明第一实施例中当第二支路不导通时通信装置的返回损失图；

图3B为本发明第一实施例中当第二支路不导通时通信装置天线效率图；

图4为本发明的通信装置的第二实施例的示意图；

图5为本发明的通信装置的第三实施例的示意图。

【主要附图标记说明】

100、400、500～通信装置；

10～接地元件；

11～天线元件；

12～第一辐射部；

121～馈入端；

122～第一辐射部的开口端；

13～第二辐射部；

131～短路端；

132～第二辐射部的开口端；

1310～第二辐射部的第一部份；

1320～第二辐射部的第二部分；

14、44、54～可重组电路元件组；

141、441、541～第一支路；

142、442、542～第一电感元件；

143、443、543～第二支路；

144、444、544～第一切换元件；

15～信号源；

21～第一频带；

22～第二频带；

211、221、311、322～天线效率曲线；

31～第三频带；

32～第一实施例的第四频带；

445、545～第二切换元件；

546～第二电感元件。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、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为本发明的通信装置100的第一实施例的示意图。通信装置100包括：一接地元件10、一天线元件11，以及一可重组电路元件组14。天线元件11包括一第一辐射部12和一第二辐射部13。第一辐射部12的一端为天线元件11的馈入端121，其电性耦接至一信号源15，而第一辐射部12的另一端为开口端122。第二辐射部包括一第一部分1310和一第二部分1320。第二辐射部13的一端为短路端131，其电性耦接至接地元件10，而第二辐射部13的另一端为一开口端132。第二辐射部13的长度大于第一辐射部12的长度。第二辐射部13围绕第一辐射部12的开口端122而延伸。可重组电路元件组14电性耦接于第二辐射部13的第一部分1310和第二部分1320之间。可重组电路元件组14具有至少两个支路，并可选择性地导通或不导通所述支路以改变第二辐射部13产生的共振模态的频率，使得天线元件11操作于多重频带。在一些实施例中，可重组电路元件组14根据一使用者输入或是根据一处理器(未图示)所产生的控制信号来决定是否导通所述支路。值得注意的是，可重组电路元件组14远离第二辐射部13的开口端132及短路端131，且大致位于第二辐射部13的一高阶共振模态的一电流零点处(或零表面电流处)。在本实施例中，可重组电路元件组14包括至少一第一支路141及一第二支路143，其中第一支路141具有一第一电感元件142(例如：芯片电感器)，而第二支路143具有一第一切换元件144，用以导通或不导通第二支路143。

图2A为本发明第一实施例中当第二支路143导通时通信装置100的返回损失图。当第一切换元件144导通(Closed)第二支路143时，天线元件11操作于一第一频带21及一第二频带22。第一频带21主要由第二辐射部13产生的一最低共振模态所形成，而第二频带22主要由第二辐射部13产生的一高阶共振模态及第一辐射部12产生的一共振模态所形成。第一频带21及第二频带22至少涵盖一移动通信频带，或是涵盖GSM850/900频带及GSM1800/1900/UMTS频带。

图2B为本发明第一实施例中当第二支路143导通时通信装置100的天线效率图。天线效率曲线211为天线元件11操作于GSM850/900频带时的天线效率，而天线效率曲线221为天线元件11操作于GSM1800/1900/UMTS频带时的天线效率。本发明的通信装置100不论天线元件11操作于GSM850/900频带或是GSM1800/1900/UMTS频带皆有不错的天线效率(已将S参数纳入考虑的辐射效率)。

图3A为本发明第一实施例中当第二支路143不导通时通信装置100的返回损失图。当第一切换元件144不导通(Open)第二支路143时，天线元件11操作于一第三频带31及一第四频带32。第三频带31主要由第二辐射部13产生的一最低共振模态所形成，而第四频带32主要由第二辐射部13产生的一高阶共振模态及第一辐射部12产生的一共振模态所形成。第三频带31及第四频带32至少涵盖一移动通信频带，或是涵盖LTE700频带及LTE2300/2500频带。

图3B为本发明第一实施例中当第二支路143不导通时通信装置100天线效率图。天线效率曲线311为天线元件11操作于LTE700频带时的天线效率，而天线效率曲线321为天线元件11操作于LTE2300/2500频带时的天线效率。本发明的通信装置100不论天线元件11操作于LTE700频带或是LTE2300/2500频带皆有不错的天线效率(已将S参数纳入考虑的辐射效率)。

图4为本发明的通信装置400的第二实施例的示意图。在本实施例中，两个切换元件分别配置在可重组电路元件组44的两条不同支路上，以导通或不导通所述支路，来切换不同操作频带。可重组电路元件组44的第一支路441具有串联耦接的一第二切换元件445与一第一电感元件442，而可重组电路元件组44的第二支路443具有一第一切换元件444。在其他实施例中，第二切换元件445与第一电感元件442的位置可以对调。当第二切换元件445导通且第一切换元件444不导通时，第一电感元件442电性耦接于第二辐射部13的第一部分1310和第二部分1320之间。反之，当第二切换元件445不导通且第一切换元件444导通时，第二支路443将第一部分1310电性耦接至第二部分1320。值得注意的是，在本实施例中，第一切换元件444和第二切换元件445两者至少其一为导通状态。第二实施例的通信装置400的其余部分与第一实施例的通信装置100相同。因此，第二实施例也能得到与第一实施例相似的功效，可涵盖WWAN/LTE的多频带操作。

图5为本发明的通信装置500的第三实施例的示意图。在本实施例中，可重组电路元件组54的第二支路543还具有一第二电感元件546(例如：芯片电感器)。此设计可将天线元件11更缩小化。可重组电路元件组54的第一支路541具有串联耦接的一第二切换元件545与一第一电感元件542，而可重组电路元件组54的第二支路543具有串联耦接的一第二电感元件546与一第一切换元件544。在其他实施例中，第二切换元件545与第一电感元件542的位置可以对调，而第二电感元件546与一第一切换元件544的位置也可以对调。当第一切换元件544导通且第二切换元件545不导通时，第二支路543的第二电感元件546电性耦接于第二辐射部13的第一部分1310和第二部分1320之间。反之，当第一切换元件544不导通且第二切换元件545导通时，第一支路541的第一电感元件542电性耦接于第二辐射部13的第一部分1310和第二部分1320之间。在优选实施例中，第一电感元件542和第二电感元件546具有不同的电感值。值得注意的是，在本实施例中，第一切换元件544和第二切换元件545两者至少其一为导通状态。第三实施例的通信装置500的其余部分与第一实施例的通信装置100相同。因此，第三实施例也能得到与第一实施例相似的功效，可涵盖WWAN/LTE的多频带操作。和第一实施例相比，第一电感元件542和第二电感元件546两者之一应具有比第一电感元件142更大的电感值，而另一者则应具有比第一电感元件142更小的电感值。

本发明虽以优选实施例公开如上，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 (11)

1.一种通信装置，包括：

一接地元件；

一天线元件，该天线元件包括：

一第一辐射部，该第一辐射部的一端为该天线元件的馈入端，而该第一辐射部的另一端为开口端；以及

一第二辐射部，包括一第一部分和一第二部分，该第一部分的一第一端为短路端，耦接至该接地元件，而该第二部分的一第一端为开口端，该第二辐射部的长度大于该第一辐射部的长度，且该第二辐射部围绕该第一辐射部的该开口端而延伸；以及

一可重组电路元件组，耦接于该第一部分的一第二端和该第二部分的一第二端之间，该可重组电路元件组具有至少两支路，且该可重组电路元件组选择性地导通或不导通所述支路以使得该天线元件操作于多重频带；

其中该第一辐射部为一L字形，且该第二辐射部的该第一部分为另一L字形。

2.如权利要求1所述的通信装置，其中该可重组电路元件组包括一第一支路和一第二支路，该第一支路具有一第一电感元件，该第二支路具有一第一切换元件用以导通或不导通该第二支路。

3.如权利要求1所述的通信装置，其中该可重组电路元件组远离该第二辐射部的该开口端及该短路端，且大致位于该第二辐射部的一高阶共振模态的一电流零点处。

4.如权利要求2所述的通信装置，其中当该第二支路导通时，该天线元件操作于一第一频带及一第二频带。

5.如权利要求4所述的通信装置，其中该第一频带及该第二频带至少涵盖GSM850/900频带及GSM1800/1900/UMTS频带。

6.如权利要求4所述的通信装置，其中当该第二支路不导通时，该天线元件操作于一第三频带及一第四频带。

7.如权利要求6所述的通信装置，其中该第三频带及该第四频带至少涵盖LTE700频带及LTE2300/2500频带。

8.如权利要求6所述的通信装置，其中该第一辐射部产生至少一共振模态位于该第二频带或该第四频带。

9.如权利要求6所述的通信装置，其中该第二辐射部产生至少一共振模态位于该第一频带或该第三频带。

10.如权利要求2所述的通信装置，其中该第一支路还具有一第二切换元件以导通或不导通该第一支路，而该第二切换元件与该第一电感元件串联耦接。

11.如权利要求2所述的通信装置，其中该第二支路还具有一第二电感元件，该第二电感元件与该第一切换元件串联耦接。