通信裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種通信裝置，包括一接地元件和一天線元件。該天線元件鄰近于該接地元件。該天線元件包括一第一輻射部和一第二輻射部。該第一輻射部提供一第一電流路徑，并操作于一第一頻帶。該第二輻射部提供一第二電流路徑，并操作于一第二頻帶。該第二頻帶的頻率高于該第一頻帶的頻率，而該第二電流路徑的長度大于該第一電流路徑的長度。本發(fā)明可達成多頻天線元件的縮小化。
【專利說明】通信裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通信裝置,特別是一種包括多頻接地面天線(MultibandGroundPlane Antenna)的移動通信裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著無線通信技術(shù)的快速進步，人們對于通信裝置不再僅僅以單純的通話為目的，而有著更多元化的需求。為了滿足人們的需求，同時維持通信裝置輕薄、短小的特性，通信裝置內(nèi)有限設(shè)計空間將顯得格外珍貴。
[0003]有鑒于此，在通信裝置的天線設(shè)計上，如何在較小的天線設(shè)計空間中設(shè)計一接地面天線，使得接地面天線能夠有效地激發(fā)一接地面模態(tài)來幫助天線輻射，并減少天線所需的面積，將是天線設(shè)計者的一大挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種通信裝置及其多頻接地面天線。通信裝置包括一天線元件，而天線元件包括不同的二個輻射部，使得天線元件可以分別操作于低頻及高頻的通信頻帶。在本發(fā)明中，一低頻輻射部的電流路徑長度小于一高頻輻射部的電流路徑長度，故可達成多頻天線元件的縮小化。
[0005]在較佳實施例中，本發(fā)明提供一種通信裝置，包括:一接地元件；以及一天線元件，鄰近于該接地元件，其中該天線元件包括:一第一輻射部，提供一第一電流路徑，并操作于一第一頻帶；以及一第二輻射部，提供一第二電流路徑，并操作于一第二頻帶，其中，該第二頻帶的頻率高于該第一頻帶的頻率，而該第二電流路徑的長度大于該第一電流路徑的長度。
[0006]值得注意的是，當(dāng)一天線元件在一低頻頻帶進行共振時，相關(guān)的一接地面提供了90%以上的輻射效率。若可以有效地激發(fā)該接地面上的表面電流，使其共振出一接地面模態(tài)來涵蓋所需要的頻寬，將可以大幅降低該天線元件操作于該低頻時所需的尺寸。有鑒于此，本發(fā)明采用小尺寸的一天線元件來作為一激發(fā)器，用以激發(fā)一接地面上的表面電流，使其共振出一接地面模態(tài)來達成低頻頻帶操作。本發(fā)明的天線元件不僅擁有小尺寸的優(yōu)點，還可維持良好的輻射特性。
[0007]在一些實施例中，該天線元件的尺寸僅約為8x25mm2，其中該第一輻射部的大小僅約為8x10mm2。在此小尺寸結(jié)構(gòu)下，該天線元件至少可以操作在GSM850/900/1800/1900/UMTS/LTE2300/2500 頻帶。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例所述的通信裝置的示意圖；
[0009]圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例所述的通信裝置的天線元件的S參數(shù)圖；
[0010]圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例所述的通信裝置的天線元件的天線效率圖；[0011]圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例所述的通信裝置的示意圖；
[0012]圖5為顯示根據(jù)本發(fā)明第三實施例所述的通信裝置的示意圖；以及
[0013]圖6為顯示根據(jù)本發(fā)明第四實施例所述的通信裝置的示意圖
[0014]上述附圖中的附圖標(biāo)記說明如下:
[0015]100、400、500、600 ?通信裝置；
[0016]10?接地元件；
[0017]11、41、51、61 ?天線元件;
[0018]110、410、510、610 ?第一輻射部；
[0019]111、411、511、611 ?第二輻射部；
[0020]12、42、52、62 ?第一電流路徑；
[0021]13、43、53、63 ?第二電流路徑；
[0022]14?匹配電路；
[0023]15、46?信號源；
[0024]21?天線元件的反射系數(shù)(Sll)曲線；
[0025]22?第一頻帶；
[0026]23?第二頻帶；
[0027]31,32?天線元件的天線效率曲線；
[0028]631?第二輻射部的饋入端；
[0029]632?第二輻射部的開口端。
【具體實施方式】
[0030]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出本發(fā)明的具體實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
[0031]圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例所述的通信裝置100的示意圖。例如，通信裝置100可以是一智能型手機、一平板電腦，或是一筆記型電腦。如圖1所示，通信裝置100包括一接地元件10和一天線元件11，其中天線元件11鄰近于接地元件10，而天線元件11由一信號源15所激發(fā)。天線元件11包括一第一輻射部110和一第二輻射部111。第一輻射部110大致與第二輻射部111分離。第一輻射部110提供一第一電流路徑12，并操作于一第一頻帶。第二輻射部111提供一第二電流路徑13，并操作于一第二頻帶。在較佳實施例中，該第二頻帶的頻率高于該第一頻帶的頻率，而第二電流路徑13的長度大于第一電流路徑12的長度。在一些實施例中，第一電流路徑12小于該第一頻帶的最低頻率的0.1倍波長。在一些實施例中，第一輻射部110耦接至一匹配電路14，其中匹配電路14至少包括一帶通電路(或者一電抗電路)，例如:由一或多個電容器和電感器所形成的一帶通濾波器(Band PassFilter, BPF),來對該第一頻帶(低頻頻帶)的一輸入阻抗作最佳化的阻抗匹配。在一些實施例中，第二輻射部111為一單極天線。在一些實施例中，第一輻射部110、第二輻射部111，以及接地元件10均可形成于一介質(zhì)基板上(未顯示)，其中該介質(zhì)基板可為一可彎曲介質(zhì)基板，并適合應(yīng)用于一可彎曲通信裝置。值得注意的是，通信裝置100更可包括其他兀件，例如:一觸控面板、一觸控模塊、一處理器、一揚聲器、一射頻模塊、一電池，以及一外殼(未顯示)。一般來說，傳統(tǒng)天線的一低頻輻射部必須按照所需的一特定共振長度(如:四分之一波長)來作設(shè)計，然而本發(fā)明接地面天線能夠有效地激發(fā)一接地面模態(tài)來幫助天線輻射，使得低頻輻射部(即:第一輻射部110)的尺寸可以大幅降低(約縮小至0.1倍波長)
[0032]此外，本發(fā)明可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)計一匹配電路，來對該低頻頻帶的一輸入阻抗作最佳化的阻抗匹配，已涵蓋低頻所需的操作頻寬。
[0033]圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例所述的通信裝置100的天線元件11的S參數(shù)圖。在一些實施例中，通信裝置100的元件尺寸如下。天線元件11的整體尺寸(包括第一輻射部110及第二輻射部111)僅約為8x25mm2。第一輻射部110大致為一矩形金屬片，其尺寸約為8x10mm2,第二福射部111大致為一倒U形金屬片，其電流路徑的長度約為28mm。接地元件10的尺寸約為120x60mm2。如圖2所示，根據(jù)天線元件11的反射系數(shù)(Sll)曲線21可知，天線元件11可操作于一第一頻帶22及一第二頻帶23。第一頻帶22的操作頻寬可至少涵蓋GSM850/900頻帶(約824MHz~960MHz)，而第二頻帶23的操作頻寬可至少涵蓋GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500 頻帶(約 1710MHz~2690MHz)。
[0034]圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例所述的通信裝置100的天線元件11的天線效率圖。根據(jù)天線元件11的天線效率曲線31 (已將S參數(shù)納入考量的輻射效率)可知，天線元件11于第一頻帶22中的天線效率約為 54%~61%，而根據(jù)天線元件11的天線效率曲線32可知，天線元件11于第二頻帶23中的天線效率約為50%~95%。因此，天線元件11在第一頻帶22及第二頻帶23中均具有良好的天線效率，可符合實際應(yīng)用需要。
[0035]圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例所述的通信裝置400的示意圖。第二實施例基本上與第一實施例相似，兩者的差異在于，在通信裝置400的一天線元件41中，一第一輻射部410的形狀大致為一倒L形。另外，在通信裝置400中，第一輻射部410和第二輻射部411分別耦接至一信號源15和另一信號源46，而非共同耦接至單一信號源。在本實施例中，第二輻射部411的一第二電流路徑43的長度仍然大于第一輻射部410的一第一電流路徑42。第二實施例的通信裝置400的其余特征皆與第一實施例的通信裝置100相同，因此這些實施例均可達成相似的操作效果。
[0036]圖5為顯示根據(jù)本發(fā)明第三實施例所述的通信裝置500的示意圖。第三實施例基本上與第一實施例相似，兩者的差異在于，在通信裝置500的一天線元件51中，一第二輻射部511可以圍繞一第一輻射部510而延伸。換言之，第一輻射部510大致由第二輻射部511及接地元件10所包圍，使得第一輻射部510和第二輻射部511占據(jù)的總空間變小，從而縮小天線元件51的整體尺寸。在一些實施例中，第二輻射部511大致為一倒J形。在本實施例中，第二輻射部511的一第二電流路徑53的長度仍然大于第一輻射部510的一第一電流路徑52。第三實施例的通信裝置500的其余特征皆與第一實施例的通信裝置100相同，因此這些實施例均可達成相似的操作效果。
[0037]圖6為顯示根據(jù)本發(fā)明第四實施例所述的通信裝置600的示意圖。第四實施例基本上與第一實施例相似，兩者的差異在于，在通信裝置600的一天線元件61中，一第二輻射部611的饋入端631 (高電流區(qū)間及低電場區(qū)間)朝外，而開口端632 (無電流及高電場區(qū)間)朝內(nèi)，使得天線元件61容易與周邊的電路、電子元件，或是鄰近金屬面作整合。在一些實施例中，第二輻射部611大致為一倒G形。在本實施例中，第二輻射部611的一第二電流路徑63的長度仍然大于第一輻射部610的一第一電流路徑62。第四實施例的通信裝置600的其余特征皆與第一實施例的通信裝置100相同，因此這些實施例均可達成相似的操作效
果O
[0038]本發(fā)明提出一種新穎的移動通信裝置。藉由將一天線元件的一低頻輻射部設(shè)計為一小尺寸元件，可以成功地激發(fā)相關(guān)的一接地面的一接地面模態(tài)，并涵蓋所需的一低頻操作頻帶。值得注意的是，本發(fā)明無須根據(jù)傳統(tǒng)的一低頻輻射部所需的一特定共振長度來作設(shè)計。本發(fā)明可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)計一匹配電路，來對該低頻頻帶的一輸入阻抗作最佳化的阻抗匹配。然后，本發(fā)明可以再設(shè)計一高頻輻射部，使其在不影響該低頻輻射部的情況下，仍可涵蓋所需的一高頻操作頻帶。在此情況下，該天線元件可以達成多頻操作，同時，由于該天線元件的該低頻輻射部的共振長度被大幅降低(例如:該低頻輻射部的共振長度小于該高頻輻射部的共振長度)，該天線元件的整體尺寸將可以有效地縮小，并能應(yīng)用于各種小型化的移動通信裝置。
[0039]在本說明書以及權(quán)利要求中的序數(shù)，例如“第一”、“第二”、“第三”等等，彼此之間并沒有順序上的先后關(guān)系，其僅用于標(biāo)示區(qū)分兩個具有相同名字的不同元件。
[0040]本發(fā)明雖以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求所界定者的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種通信裝置，包括: 一接地元件；以及 一天線元件，鄰近于該接地元件，其中該天線元件包括: 一第一輻射部，提供一第一電流路徑，并操作于一第一頻帶；以及 一第二輻射部，提供一第二電流路徑，并操作于一第二頻帶； 其中，該第二頻帶的頻率高于該第一頻帶的頻率，而該第二電流路徑的長度大于該第一電流路徑的長度。
2.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中該第一輻射部耦接至一匹配電路。
3.如權(quán)利要求2所述的通信裝置，其中該匹配電路包括至少一帶通電路。
4.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中該第二輻射部為一單極天線。
5.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中該第一電流路徑的長度小于該第一頻帶的最低頻率的0.1倍波長。
6.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中該第一輻射部大致與該第二輻射部分離。
7.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中該第一輻射部、該第二輻射部，以及該接地元件均形成于一介質(zhì)基板上。
8.如權(quán)利要求7所述的通信裝置，其中該介質(zhì)基板為一可彎曲介質(zhì)基板。
9.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中該第一輻射部大致為一矩形或者一倒L形。
10.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中該第一輻射部大致由該第二輻射部和該接地元件所包圍。
【文檔編號】H01Q23/00GK103928755SQ201310011377
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月11日
【發(fā)明者】翁金輅, 謝沂廷 申請人:宏碁股份有限公司