TWI466382B - 行動通訊裝置 - Google Patents

Description

行動通訊裝置

本發明是有關於一種行動通訊裝置，且特別是有關於一種具有多頻槽孔天線的行動通訊裝置。

隨著無線通訊技術的快速發展，各式各樣的行動通訊裝置不斷地在市場上推陳出新，且行動通訊裝置的功能也越來越多元化。此外，為了要突顯行動通訊裝置在外觀上的獨特設計感，市場上不少的行動通訊裝置均會強調其整體裝置的厚度。例如，以現有智慧型手機的高階機種來說，其整體厚度大多要求在8毫米(mm)以下。在這種設計規範之下，對於行動通訊裝置中的天線設計將會形成相當大的挑戰，因為裝置之厚度的降低會大幅影響天線的輻射特性進而使得行動通訊裝置的通訊效能變差。

為了克服天線空間不足的問題，現有的行動通訊裝置開始使用槽孔天線(slot antenna)的型態來設計天線，並將天線直接印刷在電路板上。然而，現有技術往往無法在只有單一槽孔的條件下設計出可多頻操作的槽孔天線。此外，由於現有的多頻槽孔天 線包括多個槽孔，且行動通訊裝置中電路元件與走線的擺放位置必須避開天線的槽孔，因此現有技術也必須因應多頻槽孔天線的設置而耗費過多的電路板面積，進而限縮行動通訊裝置在薄形化上的發展。

本發明提供一種行動通訊裝置，在饋入結構中設置一共振電路，並利用饋入結構與具有一槽孔的接地元件形成一多頻槽孔天線。藉此，將有助於行動通訊裝置在薄形化上的發展。

本發明的行動通訊裝置，包括接地元件與饋入結構。接地元件包括一槽孔。饋入結構橫跨槽孔，並包括第一傳輸線、第二傳輸線與共振電路。其中，共振電路串接在第一傳輸線與第二傳輸線之間。此外，共振電路透過第一傳輸線接收一饋入訊號，並透過第二傳輸線電性連接至接地元件。

基於上述，本發明是在接地元件上設置一槽孔，並在饋入結構中設置一共振電路。藉此，本發明將可利用饋入結構與具有一槽孔的接地元件來形成一多頻槽孔天線，進而有助於行動通訊裝置在薄形化上的發展。

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‧‧‧行動通訊裝置

110‧‧‧接地元件

120‧‧‧饋入結構

130‧‧‧基板

121‧‧‧第一傳輸線

122‧‧‧第二傳輸線

123‧‧‧共振電路

101‧‧‧槽孔

SD11、SD12‧‧‧槽孔的側壁

FP‧‧‧饋入點

GP‧‧‧接地點

310、410‧‧‧第一共振單元

320、420‧‧‧第二共振單元

C31、C32、C4‧‧‧電容

L3、L4‧‧‧電感

510‧‧‧第一頻段

520‧‧‧第二頻段

圖1為依據本發明一實施例之行動通訊裝置的結構示意圖。

圖2為依據本發明一實施例之行動通訊裝置的平面示意圖。

圖3為依據本發明一實施例之共振電路的電路圖。

圖4為依據本發明另一實施例之共振電路的電路圖。

圖5-6為依據本發明一實施例之多頻槽孔天線的返回損失圖與天線效率圖。

圖1為依據本發明一實施例之行動通訊裝置的結構示意圖，且圖2為依據本發明一實施例之行動通訊裝置的平面示意圖。請參照圖1與圖2，行動通訊裝置100包括接地元件110、饋入結構120與基板130，且行動通訊裝置100可例如是智慧型手機、平板電腦或是筆記型電腦…等具有無線傳輸功能的電子裝置。其中，接地元件110包括一槽孔101，且接地元件110設置在基板130的第一表面上。此外，槽孔101貫穿接地元件110，以曝露出基板130的第一表面。

再者，饋入結構120橫跨槽孔101。舉例來說，圖1-2所列舉的槽孔101是沿著-X軸方向延伸，而饋入結構120則是沿著Y軸方向配置。換言之，饋入結構120是沿著垂直於槽孔101的延伸方向配置，以藉此橫跨槽孔101。此外，槽孔101具有一封閉端與一開口端，並包括相對的兩側壁SD11與SD12。饋入結構120 橫跨相對的兩側壁SD11與SD12。再者，槽孔101的形狀可例如為一字型，但其並非用以限定本發明。例如，本領域具有通常知識者可依設計所需，而將槽孔101的形狀更改為L字型或是其他不規則的幾何圖形。

更進一步來看，饋入結構120包括第一傳輸線121、第二傳輸線122以及共振電路123。其中，共振電路123串接在第一傳輸線121與第二傳輸線122之間。具體而言，第一傳輸線121的第一端具有一饋入點FP，且第一傳輸線121的第二端電性連接共振電路123。亦即，共振電路123可透過第一傳輸線121接收一饋入訊號。此外，第二傳輸線122的第一端電性連接共振電路123，且第二傳輸線122的第二端具有一接地點GP。亦即，共振電路123可透過第二傳輸線122電性連接至接地元件110。

在一實施例中，饋入結構120中的共振電路123與第二傳輸線122可設置在槽孔101內，並與接地元件110一同設置在基板130的第一表面上。此外，第一傳輸線121可由一同軸電纜所構成。再者，在另一實施例中，饋入結構120也可例如是浮置在接地元件110的上方，且共振電路123、第一傳輸線121與第二傳輸線122之其一相對於接地元件110的槽孔101。此外，第二傳輸線122的第二端可透過貫孔連接至接地元件110，以形成接地點GP。

在操作上，接地元件110與饋入結構120會形成一多頻槽孔天線。其中，多頻槽孔天線可透過槽孔101產生一激發模態 以操作在第一頻段(例如：LTE Band20/GSM850/900)。其中，槽孔101的長度為第一頻段之一最低頻率的八分之一波長。此外，饋入結構120中的共振電路123會激發多頻槽孔天線。藉此，多頻槽孔天線還可透過共振電路123產生另一激發模態，進而操作在第二頻段(例如：GSM1800/1900/WCDMA Band1)。換言之，本實施例的多頻槽孔天線僅需設置單一個槽孔101就可達到多頻操作的特性。

值得一提的是，與傳統的單極天線、迴圈天線(loop antenna)或是平面倒F型天線(Planar Inverted F Antenna，PIFA)相較之下，槽孔天線本身就佔用較少的天線淨空區域與高度。除此之外，本實施例的多頻槽孔天線僅需設置單一個槽孔就可達到多頻操作的特性。因此，本實施例的多頻槽孔天線還有助於縮減基板130的面積，進而有助於行動通訊裝置100在薄形化上的發展。

圖3為依據本發明一實施例之共振電路的電路圖。如圖3所示，共振電路123包括第一共振單元310與第二共振單元320。此外，第一共振單元310包括第一電容C31與電感L3，且第二共振單元320包括第二電容C32。具體而言，第一電容C31的第一端電性連接第一傳輸線121，且第一電容C31的第二端電性連接至接地元件110。電感L3的第一端電性連接第一電容C31的第一端，且電感L3的第二端電性連接第二共振單元320。第二電容C32的第一端電性連接電感L3的第二端，且第二電容C32的第二端電性連接第二傳輸線122。

第一共振單元310會利用第一電容C31與電感L3產生共振，且第一共振單元310的共振頻率位在第二頻段。亦即，第一共振單元310會在第二頻段產生共振。藉此，在第一共振單元310的激發下，多頻槽孔天線將可操作在第二頻段。此外，第二共振單元320中的第二電容C32用以調整多頻槽孔天線在第一頻段下的激發模態，以藉此微調多頻槽孔天線所涵蓋之第一頻段的頻率以及頻寬。

值得一提的是，雖然圖3實施例列舉了第一共振單元與第二共振單元的實施型態，但其並非用以限定本發明。舉例來說，圖4為依據本發明另一實施例之共振電路的電路圖。如圖4所示，共振電路123包括第一共振單元410與第二共振單元420。此外，第一共振單元410由一電感L4所構成，且第二共振單元420由一電容C4所構成。

在此，電感L4的第一端電性連接第一傳輸線121，且電感L4的第二端電性連接第二共振單元420。電容C4的第一端電性連接電感L4的第二端，且電容C4的第二端電性連接第二傳輸線122。此外，第一共振單元410可透過電感L4而在第二頻段產生共振，進而致使多頻槽孔天線操作在第二頻段。另一方面，第二共振單元420中的電容C4則可用以調整多頻槽孔天線在第一頻段下的激發模態。值得注意的是，圖3-4實施例中所列舉之電感L3與L4的電感值小於20奈亨利(nH)，且其所列舉之電容C31、C32與C4的電容值大於0.1皮法(pF)。

圖5-6為依據本發明一實施例之多頻槽孔天線的返回損失圖與天線效率圖。在圖5-6實施例中，基板130的尺寸約為115×60mm² ，並接近於4.7吋的智慧型手機。此外，饋入結構120中的共振電路123可利用圖3所列舉的共振單元310與320來加以實現。據此，如圖5-6所示，多頻槽孔天線將可操作在第一頻段510與第二頻段520。此外，第一頻段510的頻率範圍為791~960MHz，且多頻槽孔天線在第一頻段510的天線效率為46%~83%。再者，第二頻段520的頻率範圍為1,710~2,170MHz，且多頻槽孔天線在第二頻段520的天線效率為40%~57%。換言之，多頻槽孔天線的特性可以符合實際產品的規格要求，且多頻槽孔天線的操作頻段將可涵蓋LTE Band20/GSM850/900/1800/1900/WCDMA Band1等頻段。

綜上所述，本發明是在接地元件上設置一槽孔，並在饋入結構中設置一共振電路。藉此，本發明將可利用接地元件與饋入結構來形成一多頻槽孔天線。換言之，本發明之多頻槽孔天線僅需設置單一個槽孔就可達到多頻操作的特性，進而有助於行動通訊裝置在薄形化上的發展。

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‧‧‧行動通訊裝置

110‧‧‧接地元件

120‧‧‧饋入結構

130‧‧‧基板

121‧‧‧第一傳輸線

122‧‧‧第二傳輸線

123‧‧‧共振電路

101‧‧‧槽孔

SD11、SD12‧‧‧槽孔的側壁

FP‧‧‧饋入點

GP‧‧‧接地點

Claims (10)

1. 一種行動通訊裝置，包括：一基板；一接地元件，配置於該基板上，並包括一槽孔；以及一饋入結構，橫跨該槽孔，並包括：一第一傳輸線與一第二傳輸線；以及一共振電路，串接在該第一傳輸線與該第二傳輸線之間，且該共振電路透過該第一傳輸線接收一饋入訊號，並透過該第二傳輸線電性連接至該接地元件，其中該槽孔貫穿該接地元件，並暴露該基板的一第一表面。
2. 如申請專利範圍第1項所述的行動通訊裝置，其中該接地元件與該饋入結構形成一多頻槽孔天線，且該多頻槽孔天線透過該槽孔產生一激發模態以操作在一第一頻段，該共振電路激發該多頻槽孔天線以致使該多頻槽孔天線更操作在一第二頻段。
3. 如申請專利範圍第2項所述的行動通訊裝置，其中該槽孔的長度為該第一頻段之一最低頻率的四分之一波長。
4. 如申請專利範圍第2項所述的行動通訊裝置，其中該共振電路包括：一第一共振單元，在該第二頻段產生共振，以致使該多頻槽孔天線操作在該第二頻段；以及一第二共振單元，用以調整該多頻槽孔天線在該第一頻段下 的該激發模態。
5. 如申請專利範圍第4項所述的行動通訊裝置，其中該第一共振單元包括：一第一電容，其第一端電性連接該第一傳輸線，且該第一電容的第二端電性連接該接地元件；以及一電感，其第一端電性連接該第一電容的第一端，且該電感的第二端電性連接該第二共振單元。
6. 如申請專利範圍第5項所述的行動通訊裝置，其中該第二共振單元包括一第二電容，且該第二電容的第一端電性連接該電感的第二端，該第二電容的第二端電性連接該第二傳輸線。
7. 如申請專利範圍第4項所述的行動通訊裝置，其中該第一共振單元包括一電感，且該電感的第一端電性連接該第一傳輸線，該電感的第二端電性連接該第二共振單元。
8. 如申請專利範圍第7項所述的行動通訊裝置，其中該第二共振單元包括一電容，且該電容的第一端電性連接該電感的第二端，該電容的第二端電性連接該第二傳輸線。
9. 如申請專利範圍第1項所述的行動通訊裝置，其中該共振電路、該第一傳輸線與該第二傳輸線之其一相對於該槽孔。
10. 如申請專利範圍第1項所述的行動通訊裝置，其中該槽孔貫穿該接地元件，且該槽孔具有一封閉端與一開口端。