通信裝置制造方法
【專利摘要】一種通信裝置，包括一接地元件及一天線元件。天線元件包括一金屬部，金屬部具有多次彎折并大致形成具有一間隙的一環(huán)圈結(jié)構(gòu)。間隙介于金屬部的一第一開口端以及一第二開口端之間。金屬部沿著接地元件的一邊緣延伸并與接地元件不互相重疊。天線元件具有一饋入點。金屬部的一第一部分介于饋入點至第一開口端之間，金屬部的一第二部分介于饋入點至第二開口端之間。饋入點、第一開口端及第二開口端皆面向或鄰近于接地元件的邊緣。金屬部的第二部分的長度介于金屬部的第一部分的長度的0.1倍至0.4倍之間。本發(fā)明的通信裝置能夠達(dá)成天線元件的低姿勢外觀。
【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,特別涉及一種包括低姿勢多頻天線元件(Low-profileMult1-band Antenna Element)的通信裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著第四代移動通信技術(shù)成熟，人們對于移動通信裝置不再單以通話為目的，而有著還多元化的需求。為了同時滿足多功能的需求，以及維持通信裝置輕薄短小的特性，移動通信裝置內(nèi)有限設(shè)計空間將顯得格外珍貴。因此，如何設(shè)計一低姿勢多頻天線元件，以應(yīng)用于未來薄型化的移動通信裝置，已成為天線設(shè)計者的一大挑戰(zhàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種通信裝置，其包括一低姿勢多頻天線元件(Low-profile Mult1-band Antenna Element)。此天線兀件的結(jié)構(gòu)簡單，特別適合應(yīng)用于薄型化的平板電腦或薄型化的智能型手機(jī)。
[0004]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，包括一金屬部，其中該金屬部具有多次彎折并大致形成具有一間隙的一環(huán)圈結(jié)構(gòu)，該間隙介于該金屬部的一第一開口端及一第二開口端之間，該金屬部沿著該接地元件的一邊緣延伸并與該接地元件不互相重疊，該天線元件具有一饋入點，該金屬部的一第一部分介于該饋入點至該第一開口端之間，而該金屬部的一第二部分介于該饋入點至該第二開口端之間；其中該饋入點、該第一開口端，以及該第二開口端均面向或鄰近于該接地元件的該邊緣，而該金屬部的該第二部分的長度介于該金屬部的該第一部分的長度的0.1倍至0.4倍之間。
[0005]在一些實施例中，該饋入點與該間隙均位于該金屬部的一側(cè)邊，而該側(cè)邊面向該接地元件的該邊緣。在此結(jié)構(gòu)下，由于該金屬部的多個線段之間的互相耦合不高，將使得該金屬部可以被狹長化。因此，整體該金屬部于該接地元件的該邊緣上的高度可以有效地縮小，從而達(dá)成該天線元件的低姿勢外觀。
[0006]在一些實施例中，該金屬部鄰近于該接地元件的一角落，并沿著該角落的兩個相鄰邊緣延伸。在此結(jié)構(gòu)下，該天線元件將具有大致互相垂直的二共振電流分量，而該天線元件的垂直及水平的輻射場量大致相等。因此，該天線元件可以輕易地接收和傳送垂直及水平極化的電磁波，適合應(yīng)用于較復(fù)雜的移動通信的接收和傳輸環(huán)境。
[0007]在一些實施例中，當(dāng)該天線元件鄰近于該接地元件的該角落時，該饋入點與該間隙分別鄰近于該角落的所述相鄰邊緣。本發(fā)明可以充分利用該通信裝置的該角落的一凈空區(qū)間來設(shè)計該天線元件，以得到還好的阻抗匹配及輻射效率。
[0008]在一些實施例中，該金屬部大致為一空心L字形。在一些實施例中，該金屬部大致為一空心長條形。在一些實施例中，該接地元件和該天線元件設(shè)置于一介質(zhì)基板上。在一些實施例中，該介質(zhì)基板為一 FR4 (Flame Retardant4)基板。在一些實施例中，一信號源還經(jīng)由一饋入匹配電路耦接至該天線元件的該饋入點。在一些實施例中，該饋入匹配電路包括一第一電容器、一第二電容器，以及一電感器，該第一電容器稱接于該信號源和該饋入點之間，該電感器耦接于該饋入點和一接地電位之間，而該第二電容器耦接于該饋入點和該接地電位之間。
[0009]在一些實施例中，該天線元件操作于一第一頻帶及一第二頻帶,其中該第一頻帶的頻率低于該第二頻帶的頻率。在一些實施例中，該第一頻帶約介于704MHz至960MHz之間，而該第二頻帶約介于1710MHz至2690MHz之間。該金屬部的該第一部分可以激發(fā)位于該第一頻帶內(nèi)的一第一共振模態(tài)，而該金屬部的該第二部分可以激發(fā)位于該第二頻帶內(nèi)的一第二共振模態(tài)。由于該第二部分的長度介于該第一部分的長度的0.1倍至0.4倍之間，該第一部分還可激發(fā)位于該第二頻帶內(nèi)的另一高階共振模態(tài)。該高階共振模態(tài)是與該第二部分的該第二共振模態(tài)結(jié)合成一寬頻頻帶，使得該天線元件可以涵蓋多重頻帶。值得注意的是，由于該第二部分鄰近于該第一部分，兩者之間會產(chǎn)生互相耦合，使得該第二部分的長度僅約為該第二頻帶的一中心頻率的0.17倍波長，其明顯低于一般所須的0.25倍波長。在一些實施例中，該天線元件大致為一平面結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，該天線元件的長度僅約為60mm，而該天線元件的高度僅約為6.5mm。
[0010]本發(fā)明的通信裝置能夠達(dá)成天線元件的低姿勢外觀。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例所述的通信裝置的示意圖；
[0012]圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例所述的通信裝置的天線元件的返回?fù)p失圖；
[0013]圖3是顯示根據(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；
[0014]圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例所述的通信裝置的示意圖；以及
[0015]圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的饋入匹配電路的示意圖。
[0016]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0017]100,400?通信裝置；
[0018]10、40?接地元件；
[0019]101、102、401?接地元件的邊緣；
[0020]11、41?天線元件；
[0021]12、42?金屬部；
[0022]121、421?金屬部的第一開口端；
[0023]122,422?金屬部的第二開口端；
[0024]123,423?天線元件的饋入點；
[0025]124,424?金屬部的第一部分；
[0026]125,425?金屬部的第二部分；
[0027]129,429?金屬部的中空部分；
[0028]13、43 ?間隙；
[0029]14?信號源；
[0030]211?第一頻帶；
[0031]212?第二頻帶；
[0032]31,32?天線效率曲線；
[0033]510?饋入匹配電路；
[0034]Cl?第一電容器；
[0035]C2?第二電容器；
[0036]LI?電感器；
[0037]VSS?接地電位。

【具體實施方式】
[0038]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，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
[0039]圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例所述的通信裝置100的示意圖。通信裝置100可以是一智能型手機(jī)(Smart phone)、一平板電腦(Tablet Computer),或是一筆記型電腦(Notebook Computer)。如圖1所示,通信裝置100至少包括一接地元件10及一天線元件
11。接地兀件10可以是一金屬平面，并鋪設(shè)于一介質(zhì)基板上(未顯不)，例如:一 FR4(FlameRetardant4)基板或是一系統(tǒng)電路板。天線元件11包括一金屬部12。金屬部12具有多次彎折，并大致形成具有一間隙13的一環(huán)圈結(jié)構(gòu)(Loop Structure)。更詳細(xì)地說,金屬部12具有一第一開口端(Open End) 121及一第二開口端122，而該環(huán)圈結(jié)構(gòu)的間隙13介于第一開口端121及一第二開口端122之間。金屬部12沿著接地元件10的兩個相鄰邊緣101、102延伸，并與接地元件10不互相重疊。在一些實施例中，金屬部12大致為一空心L字形，而金屬部12的一中空部分129大致為一較小L字形。天線元件11具有一饋入點123，其率禹接至一信號源14。金屬部12包括一第一部分124和一第二部分125。金屬部12的第一部分124介于饋入點123至第一開口端121之間，而金屬部12的第二部分125介于饋入點123至第二開口端122之間。該饋入點123、第一開口端121，以及第二開口端122均面向或鄰近于接地兀件10的所述相鄰邊緣101、102。金屬部12的第二部分125的長度介于金屬部12的第一部分124的長度的0.1倍至0.4倍之間。天線元件11可視為一雙支路天線，其中金屬部12的第一部分124為一長支路，而金屬部12的第二部分125為一短支路。該長支路可用于激發(fā)產(chǎn)生一低頻頻帶，而該短支路可用于激發(fā)產(chǎn)生一高頻頻帶。在一些實施例中，金屬部12鄰近于接地元件10的一角落，并沿著該角落的所述二相鄰邊緣101、102延伸。在一些實施例中，饋入點123與間隙13分別鄰近于該角落的所述二相鄰邊緣101、102。必須注意的是，通信裝置100還可包括其他元件，例如:一觸控面板、一處理器、一揚(yáng)聲器、一電池，以及一外殼(未顯不)。
[0040]圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例所述的通信裝置100的天線元件11的返回?fù)p失(Return Loss)圖。在一些實施例中，本發(fā)明的元件尺寸和元件參數(shù)可如下列所述。接地元件10的面積約為200x150mm2。天線元件11為一低姿勢平面結(jié)構(gòu)。天線元件11的尺寸約為60x6.5mm2。接地元件10和天線元件11是設(shè)置于一介質(zhì)基板上。該介質(zhì)基板可以是厚度為0.8mm的一 FR4(Flame Retardant4)基板。該環(huán)圈結(jié)構(gòu)的間隙13的寬度約介于Imm至2mm之間。金屬部12的第一部分124的長度約為105mm。金屬部12的第二部分125的長度約為21mm。如圖2所示，天線元件11是操作于一第一頻帶211及一第二頻帶212。在一些實施例中，第一頻帶211可涵蓋LTE700/GSM850/900頻帶(約介于704MHz至960MHz之間)，而第二頻帶 212 可涵蓋 GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500 頻帶(約介于 1710MHz至2690MHz之間)。
[0041]圖3是顯示根據(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(Antenna Efficiency)圖。天線效率曲線31代表天線兀件11于LTE700/GSM850/900頻帶(約介于704MHz至960MHz之間)中的天線效率(包含返回?fù)p失)，而天線效率曲線32代表天線元件 11 于 GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500 頻帶(約介于 1710MHz 至 2690MHz之間)中的天線效率(包含返回?fù)p失)。如圖3所示，天線元件11于LTE700/GSM850/900頻帶中的天線效率約介于50%至70%之間，于GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500頻帶中的天線效率約介于55%至85%之間，可符合實際應(yīng)用需求。
[0042]圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例所述的通信裝置400的示意圖。在第二實施例的通信裝置400中，一天線元件41的一金屬部42僅沿著一接地元件40的一邊緣401延伸。天線元件41的一饋入點423與一間隙43均位于金屬部42的一側(cè)邊，而該側(cè)邊是面向接地元件40的邊緣401。金屬部42大致為一空心長條形，而金屬部42的一中空部分429大致為一較小長條形。第二實施例的其余特征皆與第一實施例相似，故此二實施例均可達(dá)成相似的操作效果。
[0043]圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的饋入匹配電路510的示意圖。如圖5所示，信號源14還可經(jīng)由饋入匹配電路510耦接至第一實施例的天線元件11或第二實施例的天線元件41。饋入匹配電路510包括一第一電容器Cl、一第二電容器C2，以及一電感器LI。第一電容器Cl是耦接于信號源14和饋入點123(或423)之間。電感器LI是耦接于饋入點123 (或423)和一接地電位VSS之間。接地電位VSS可由接地元件10 (或40)所提供。第二電容器C2是耦接于饋入點123(或423)和接地電位VSS之間。在圖5的實施例中，第一電容器Cl和電感器LI形成一高通匹配電路，用于調(diào)整天線元件于第一頻帶211中的阻抗匹配，而第二電容器C2形成一低通匹配電路，用于調(diào)整天線元件于第二頻帶212中的阻抗匹配。必須了解的是，饋入匹配電路510為一選用元件，亦可在其他實施例中移除。
[0044]以上所述的元件尺寸、元件形狀，以及頻率范圍皆非為本發(fā)明的限制條件。天線設(shè)計者可以根據(jù)不同需要調(diào)整這些設(shè)定值。
[0045]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。
[0046]本發(fā)明雖以較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的還動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)所附的權(quán)利要求的范圍為準(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，包括一金屬部，其中該金屬部具有多次彎折并大致形成具有一間隙的一環(huán)圈結(jié)構(gòu)，該間隙介于該金屬部的一第一開口端及一第二開口端之間，該金屬部沿著該接地元件的一邊緣延伸并與該接地元件不互相重疊，該天線元件具有一饋入點，該金屬部的一第一部分介于該饋入點至該第一開口端之間，而該金屬部的一第二部分介于該饋入點至該第二開口端之間； 其中該饋入點、該第一開口端，以及該第二開口端均面向或鄰近于該接地元件的該邊緣，而該金屬部的該第二部分的長度介于該金屬部的該第一部分的長度的0.1倍至0.4倍之間。
2.權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中該饋入點與該間隙均位于該金屬部的一側(cè)邊，而該側(cè)邊是面向該接地元件的該邊緣。
3.權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中該金屬部鄰近于該接地元件的一角落，并沿著該角落的兩個相鄰邊緣延伸。
4.權(quán)利要求3所述的通信裝置，其中該饋入點與該間隙分別鄰近于該角落的所述相鄰邊緣。
5.權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中該天線元件是操作于一第一頻帶及一第二頻帶，該第一頻帶的頻率低于該第二頻帶的頻率，該金屬部的該第一部分激發(fā)位于該第一頻帶內(nèi)的一第一共振模態(tài)，而該金屬部的該第二部分激發(fā)位于該第二頻帶內(nèi)的一第二共振模態(tài)。
6.權(quán)利要求5所述的通信裝置，其中該第一頻帶約介于704MHz至960MHz之間，而該第二頻帶約介于1710MHz至2690MHz之間。
7.權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中該金屬部大致為一空心L字形。
8.權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中該金屬部大致為一空心長條形。
9.權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中一信號源還經(jīng)由一饋入匹配電路耦接至該天線元件的該饋入點。
10.權(quán)利要求9所述的通信裝置，其中該饋入匹配電路包括一第一電容器、一第二電容器，以及一電感器，該第一電容器耦接于該信號源和該饋入點之間，該電感器耦接于該饋入點和一接地電位之間，而該第二電容器耦接于該饋入點和該接地電位之間。
【文檔編號】H01Q1/52GK104183898SQ201310189910
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月21日
【發(fā)明者】翁金輅, 張軒瑞 申請人:宏碁股份有限公司