CN103996897A

CN103996897A - 具有可调式接地面天线元件的通信装置

Info

Publication number: CN103996897A
Application number: CN201310054763.XA
Authority: CN
Inventors: 翁金辂; 陈孟廷
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2013-02-20
Publication date: 2014-08-20

Abstract

本发明提供一种具有可调式接地面天线元件的通信装置，包括一接地元件及一天线元件。接地元件具有一第一边缘及一第二边缘，且第一边缘大致垂直第二边缘。天线元件邻近接地元件的第一边缘，且天线元件耦接至一电路组件。电路组件包括至少二电抗电路，使得天线元件选择性地操作于一第一频带或一第二频带。天线元件与接地元件形成一不对称的偶极天线结构，且天线元件的最长电流路径的长度小于0.3倍的第二边缘的长度。

Description

具有可调式接地面天线元件的通信装置

技术领域

本发明是关于一种通信装置，特别是一种具有可调式接地面天线元件的通信装置。

背景技术

近年来消费者对移动通信装置的功能需求渐增，此类产品的功能推陈出新速度也随着加快，而加入通话外的移动通信服务也意味着通信装置必须加入额外的零部件来提供相关功能，但随着移动通信装置轻薄化的发展趋势，使得如何利用更加缩小的空间来设计天线，且达到比传统天线更佳的效果，成为一项具有挑战性的课题。

发明内容

本发明提供一种具有可调式接地面天线元件的通信装置，使得天线元件在尺寸不变的情况下，达成多频操作。

本发明的通信装置，包括接地元件以及天线元件。接地元件具有第一边缘及第二边缘，其中第一边缘大致垂直第二边缘。天线元件邻近接地元件的第一边缘，且天线元件耦接至一电路组件。电路组件包括至少二电抗电路，使得天线元件操作于第一频带或第二频带。其中，天线元件与接地元件形成不对称的偶极天线结构，且天线元件的最长电流路径的长度小于0.3倍的第二边缘的长度。

基于上述，本发明提出一种具有可调式接地面天线元件的通信装置，使得天线元件在维持小尺寸的条件下，达成多频操作，以解决天线元件可设计的空间日渐缩减的难题。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的通信装置的第一实施例的结构示意图；

图2为本发明的通信装置的第一实施例切换至第一电抗电路时的回波损耗图；

图3为本发明的通信装置的第一实施例切换至第二电抗电路时的回波损耗图；

图4为本发明的通信装置的第一实施例切换至第一电抗电路时的天线效率图；

图5为本发明的通信装置的第一实施例切换至第二电抗电路时的天线效率图；

图6为本发明的通信装置的第二实施例的结构示意图；

图7为本发明的通信装置的第三实施例的结构示意图；

图8为本发明的通信装置的第四实施例的结构示意图。

附图标记说明：

1、6、7、8：通信装置；

10：接地元件；

101：第一边缘；

102：第二边缘；

t：第二边缘的长度；

11、61、71、81：天线元件；

12：电路组件；

121：第一电抗电路；

122：第二电抗电路；

13：切换电路；

131：第一端；

132：第二端；

133：第三端；

14：通信模块；

15、65、75、85：电流路径；

21：第一频带；

31：第二频带；

41、51：天线效率曲线。

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，并配合附图，作详细说明如下。

图1为本发明的通信装置的第一实施例的结构示意图。请参照图1，通信装置1包括接地元件10、天线元件11以及电路组件12。其中，接地元件10为通信装置1的系统接地面，并具有第一边缘101及第二边缘102。此外，第一边缘101相邻于第二边缘102，且第一边缘101大致垂直第二边缘102。

天线元件11邻近接地元件10的第一边缘101，且天线元件11可例如是矩形金属片。值得一提的是，一般偶极天线结构或近似偶极天线结构的二支路的长度均大致相等。而在图1实施例中，天线元件11与接地元件10形成一不对称的偶极天线结构。此外，天线元件11的最长电流路径的长度15小于0.3倍的第二边缘102的长度t。

电路组件12设置于接地元件10的上方并耦接天线元件11。其中，电路组件12包括至少二电抗电路。例如，电路组件12包括第一电抗电路121及第二电抗电路122。此外，电路组件12还包括切换电路13。其中，切换电路13具有第一端131、第二端132以及第三端133。切换电路13的第一端131耦接于天线元件11，切换电路13的第二端132耦接于第一电抗电路121，且切换电路13的第三端133耦接于第二电抗电路122。在操作上，切换电路13会将其第一端131选择性地导通至第二端132或是第三端133。因此，天线元件11将可通过切换电路13选择性地耦接至第一电抗电路121或是第二电抗电路122。

换言之，天线元件11可通过切换电路13耦接至不同的电抗电路，进而致使天线元件11可操作于不同的频带。举例来说，当天线元件11通过切换电路13耦接至第一电抗电路121时，天线元件11将产生至少一共振模态以涵盖第一频带，其中所述第一频带可例如是天线元件11的低频频带(约704～960MHz)。当天线元件11通过切换电路13耦接至第二电抗电路122时，天线元件11将产生至少一共振模态以涵盖第二频带，其中所述第二频带可例如是天线元件11的高频频带(约1710～2690MHz)。

值得一提的是，天线元件11的最长电流路径的长度15仅需小于0.3倍的第二边缘102的长度t，或是小于第一频带或第二频带的最低频率的0.15倍波长，天线元件11与接地元件10所形成的不对称的偶极天线结构即可产生共振，以涵盖至少一频带。此外，由于天线元件11可通过切换电路13耦接至不同的电抗电路，因此所述不对称的偶极天线结构将可形成一可调式接地面天线元件，进而达成多频操作。

另外，通信装置1还包括通信模块14。其中，通信模块14耦接电路组件12。例如，通信模块14耦接电路组件12中的第一电抗电路121与第二电抗电路122。此外，通信模块14传送一馈入信号至电路组件12，以激发天线元件11。在本发明的一实施例中，通信模块14还用以传送一控制信号至切换电路13，以致使切换电路13依据所述控制信号将其第一端选择性地导通至第二端或是第三端，但本发明并不限定于上述。

值得一提的是，在本发明的一实施例中，通信装置1中的天线元件11及接地元件10可以形成于同一介质基板上，其中介质基板可为一可挠性(Flexible)的介质基板。亦即，图1实施例的接地面天线元件也可应用于一可弯曲的通信装置上。

图2为本发明的通信装置的第一实施例切换至第一电抗电路时的回波损耗(Return Loss)图，在此实施例当中，接地元件尺寸约为100×150mm²(约等同于典型平板电脑的接地元件尺寸)，且天线元件尺寸则仅约为10×10mm²。在此，天线元件11通过切换电路13耦接至第一电抗电路121，进而致使天线元件11可操作于一第一频带21。其中，第一频带21涵盖至少一移动通信频带，例如第一频带21可涵盖LTE700/GSM850/900频带。

图3为本发明的通信装置的第一实施例切换至第二电抗电路时的回波损耗图。其中，天线元件11通过切换电路13耦接至第二电抗电路122，进而致使天线元件11可操作于一第二频带31。其中，第二频带31涵盖至少一移动通信频带，例如第二频带31可涵盖GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500频带。

图4为本发明的通信装置的第一实施例切换至第一电抗电路时的天线效率图，其中天线效率曲线41为天线元件11操作于LTE700/GSM850/900频带的效率图。如图4所示，天线元件11操作于LTE700/GSM850/900各频带时都有不错的天线效率(已将S参数纳入考量的辐射效率)，符合实际应用的需求。

图5为本发明的通信装置的第一实施例切换至第二电抗电路时的天线效率图，其中天线效率曲线51为天线元件11操作于GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500频带的效率图。如图5所示，天线元件11操作于GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500各频带时都有不错的天线效率(已将S参数纳入考量的辐射效率)，符合实际应用的需求。

图6为本发明的通信装置的第二实施例的结构示意图。在第二实施例中，天线元件61为一倒L形金属片，且天线元件61包括电流路径65。此外，电流路径65可以具有至少一弯折。通信装置6的其余结构则与第一实施例(图1所示的通信装置1)相同或是相似，在此则不赘述。由于第二实施例具有与第一实施例相似的结构，因此第二实施例也可以达成与第一实施例相似的功效。

图7为本发明的通信装置的第三实施例的结构示意图。在第三实施例中，天线元件71为一倒U字形金属片，且天线元件71包括电流路径75。此外，电流路径75可以具有二个弯折。通信装置7其余结构与第一实施例(图1所示的通信装置1)相同或是相似，在此则不赘述。由于第三实施例具有与第一实施例相似的结构，因此第三实施例也可以达成与第一实施例相似的功效。

图8为本发明的通信装置的第四实施例的结构示意图。在第四实施例中，天线元件81为一C字形金属片，且天线元件81包括电流路径85。通信装置8其余结构与第一实施例(图1所示的通信装置1)相同或是相似，在此则不赘述。由于第四实施例具有与第一实施例相似结构下，因此第四实施例也可以达成与第一实施例相似的功效。

综上所述，本发明提出一种具有可调式接地面天线元件的通信装置。其中，接地面天线元件由不对称的偶极天线结构所形成，且所述不对称的偶极天线结构由一天线元件与通信装置内的一接地元件所形成。此外，天线元件的最长电流路径小于0.3倍的接地元件，或是小于天线元件的操作频带的最低频率的0.15倍波长。换言之，天线元件远小于一般传统天线元件所需的0.25倍波长。并且，通信装置还可利用电路组件的可调式设计，使得天线元件在维持小尺寸的条件下，达成多频操作，以解决天线元件可设计的空间日渐缩减的难题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种通信装置，其特征在于，包括：

一接地元件，具有一第一边缘及一第二边缘，且该第一边缘大致垂直该第二边缘；以及

一天线元件，邻近该接地元件的该第一边缘，该天线元件耦接至一电路组件，该电路组件包括至少二电抗电路，使得该天线元件选择性地操作于一第一频带或一第二频带，该第一频带不同于该第二频带，

其中，该天线元件与该接地元件形成一不对称的偶极天线结构，且该天线元件的一最长电流路径的长度小于0.3倍的该第二边缘的长度。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，该天线元件的该最长电流路径的长度小于该第一频带的最低频率的0.15倍波长。

3.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，该天线元件的该最长电流路径的长度小于该第二频带的最低频率的0.15倍波长。

4.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，该天线元件大致为一矩形金属片。

5.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，该天线元件大致为一倒L形金属片、一C字形金属片或一倒U字形金属片。

6.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，该至少二电抗电路包括一第一电抗电路及一第二电抗电路，其中当该天线元件耦接至该第一电抗电路时，该天线元件操作于该第一频带，而当该天线元件耦接至该第二电抗电路时，该天线元件操作于该第二频带。

7.根据权利要求6所述的通信装置，其特征在于，该电路组件还包括：

一切换电路，具有一第一端、一第二端以及一第三端，该切换电路的该第一端耦接该天线元件，该切换电路的该第二端耦接该第一电抗电路，该切换电路的该第三端耦接该第二电抗电路，其中该切换电路将该第一端选择性地导通至该第二端或是该第三端。

8.根据权利要求7所述的通信装置，其特征在于，还包括：

一通信模块，且该通信模块耦接该第一电抗电路与该第二电抗电路。

9.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，该天线元件与该接地元件形成于一介质基板上。

10.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，该第一频带是涵盖约704MHz～960MHz，而该第二频带是涵盖约1710MHz～2690MHz。