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TWI853441B - 天線結構 - Google Patents

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TWI853441B
TWI853441B TW112104352A TW112104352A TWI853441B TW I853441 B TWI853441 B TW I853441B TW 112104352 A TW112104352 A TW 112104352A TW 112104352 A TW112104352 A TW 112104352A TW I853441 B TWI853441 B TW I853441B
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TW
Taiwan
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radiating portion
floating metal
antenna structure
frequency band
radiating
Prior art date
Application number
TW112104352A
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English (en)
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TW202433797A (zh
Inventor
郭立凱
蔣政緯
何文彬
Original Assignee
啓碁科技股份有限公司
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Publication date
Application filed by 啓碁科技股份有限公司 filed Critical 啓碁科技股份有限公司
Priority to TW112104352A priority Critical patent/TWI853441B/zh
Priority to US18/405,206 priority patent/US12506263B2/en
Publication of TW202433797A publication Critical patent/TW202433797A/zh
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/30Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
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Abstract

一種天線結構,包括:一第一輻射部、一第二輻射部、一第三輻射部、一第一浮接金屬部、一第二浮接金屬部、一調整電路,以及一非導體支撐元件。第一輻射部具有一饋入點。第二輻射部係耦接至饋入點。第三輻射部係經由調整電路耦接至一接地電位。第一浮接金屬部係設置於第二輻射部和第三輻射部之間。第二浮接金屬部係設置於第一輻射部和第三輻射部之間。第一輻射部、第二輻射部、第三輻射部,以及調整電路皆設置於非導體支撐元件上。

Description

天線結構
本發明係關於一種天線結構,特別係關於一種寬頻帶(Wideband)之天線結構。
隨著行動通訊技術的發達,行動裝置在近年日益普遍,常見的例如:手提式電腦、行動電話、多媒體播放器以及其他混合功能的攜帶型電子裝置。為了滿足人們的需求,行動裝置通常具有無線通訊的功能。有些涵蓋長距離的無線通訊範圍,例如:行動電話使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系統及其所使用700MHz、850 MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的頻帶進行通訊,而有些則涵蓋短距離的無線通訊範圍,例如:Wi-Fi、Bluetooth系統使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的頻帶進行通訊。
天線(Antenna)為無線通訊領域中不可缺少之元件。倘若用於接收或發射信號之天線其頻寬(Bandwidth)不足,則很容易造成行動裝置之通訊品質下降。因此,如何設計出小尺寸、寬頻帶之天線元件,對天線設計者而言是一項重要課題。
在較佳實施例中,本發明提出一種天線結構,包括:一第一輻射部,具有一饋入點;一第二輻射部,耦接至該饋入點;一第三輻射部;一調整電路,其中該第三輻射部係經由該調整電路耦接至一接地電位;一第一浮接金屬部,設置於該第二輻射部和該第三輻射部之間;一第二浮接金屬部,設置於該第一輻射部和該第三輻射部之間;以及一非導體支撐元件,其中該第一輻射部、該第二輻射部、該第三輻射部,以及該調整電路皆設置於該非導體支撐元件上。
在一些實施例中,該第一浮接金屬部係呈現一直條形。
在一些實施例中,該第二浮接金屬部包括複數個金屬區段。
在一些實施例中,該第二浮接金屬部包括單一金屬區段。
在一些實施例中,該第一浮接金屬部和該第二輻射部之間形成一第一耦合間隙,該第一浮接金屬部和該第三輻射部之間形成一第二耦合間隙,該第二浮接金屬部和該第一輻射部之間形成一第三耦合間隙,該第二浮接金屬部和該第三輻射部之間形成一第四耦合間隙,而該第一耦合間隙、該第二耦合間隙、該第三耦合間隙,以及該第四耦合間隙之每一者之寬度皆小於或等於2.5mm。
在一些實施例中,該非導體支撐元件具有相對之一第一表面和一第二表面,該第一輻射部和該第二輻射部皆設置於該非導體支撐元件之該第一表面上,而該調整電路係設置於該非導體支撐元件之該第二表面上。
在一些實施例中,該非導體支撐元件更具有一側表面,而該第三輻射部係設置於該非導體支撐元件之該第一表面上或該側表面上。
在一些實施例中,該天線結構涵蓋一第一頻帶、一第二頻帶、一第三頻帶,以及一第四頻帶,該第一頻帶係介於617MHz至824MHz之間,該第二頻帶係介於824MHz至960MHz之間,該第三頻帶係介於1452MHz至1610MHz之間,而該第四頻帶係介於1700MHz至2690MHz之間。
在一些實施例中,該第一浮接金屬部之長度係小於或等於該第三頻帶之0.5倍波長。
在一些實施例中,該第二浮接金屬部之長度係小於或等於該第四頻帶之0.5倍波長。
在一些實施例中,該調整電路包括:一短路元件,耦接至該接地電位;一電容元件,耦接至該接地電位;一電感元件,耦接至該接地電位;以及一切換器,其中該切換器之一端係耦接至該第三輻射部上之一連接點,而該切換器之另一端則於該短路元件、該電容元件,以及該電感元件之間作切換。
在另一較佳實施例中,本發明提出一種天線結構,包括:一第一輻射部,具有一饋入點;一第二輻射部,其中該第一輻射部係經由該第二輻射部耦接至一接地電位;一第三輻射部,耦接至該第一輻射部;一第四輻射部,耦接至該第一輻射部,其中該第三輻射部和該第四輻射部大致朝相反方向作延伸;一第五輻射部;一調整電路,其中該第五輻射部係經由該調整電路耦接至該接地電位;一第一浮接金屬部,設置於該第二輻射部和該第三輻射部之間;一第二浮接金屬部,設置於該第三輻射部和該第五輻射部之間;以及一非導體支撐元件,其中該第一輻射部、該第二輻射部、該第三輻射部、該第四輻射部、該第五輻射部,以及該調整電路皆設置於該非導體支撐元件上。
在一些實施例中,該第一浮接金屬部和該第二輻射部之間形成一第一耦合間隙,該第一浮接金屬部和該第三輻射部之間形成一第二耦合間隙,該第二浮接金屬部和該第三輻射部之間形成一第三耦合間隙,該第二浮接金屬部和該第五輻射部之間形成一第四耦合間隙,而該第一耦合間隙、該第二耦合間隙、該第三耦合間隙,以及該第四耦合間隙之每一者之寬度皆小於或等於2.5mm。
在一些實施例中,該天線結構涵蓋一第一頻帶、一第二頻帶、一第三頻帶,以及一第四頻帶,該第一頻帶係介於617MHz至960MHz之間,該第二頻帶係介於1400MHz至2000MHz之間,該第三頻帶係介於2000MHz至2690MHz之間,而該第四頻帶係介於3000MHz至6000MHz之間。
在一些實施例中,該第一浮接金屬部之長度係小於或等於該第四頻帶之0.25倍波長。
在一些實施例中,該第二浮接金屬部之長度係小於或等於該第二頻帶之0.25倍波長。
在一些實施例中,該調整電路包括:一短路元件,耦接至該接地電位;一電容元件,耦接至該接地電位;一電感元件,耦接至該接地電位;以及一切換器,其中該切換器之一端係耦接至該第五輻射部上之一連接點,而該切換器之另一端則於該短路元件、該電容元件,以及該電感元件之間作切換。
為讓本發明之目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉出本發明之具體實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域技術人員應可理解,硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式,而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的「包含」及「包括」一詞為開放式的用語,故應解釋成「包含但不僅限定於」。「大致」一詞則是指在可接受的誤差範圍內,本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題,達到所述基本之技術效果。此外,「耦接」一詞在本說明書中包含任何直接及間接的電性連接手段。因此,若文中描述一第一裝置耦接至一第二裝置,則代表該第一裝置可直接電性連接至該第二裝置,或經由其它裝置或連接手段而間接地電性連接至該第二裝置。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例,以簡化說明。當然,這些特定的範例並非用以限定。例如,若是本揭露書敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方,即表示其可能包含上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例,亦可能包含了有附加特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間,而使上述第一特徵與第二特徵可能未直接接觸的實施例。另外,以下揭露書不同範例可能重複使用相同的參考符號或(且)標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的,並非用以限定所討論的不同實施例或(且)結構之間有特定的關係。
此外,其與空間相關用詞。例如「在…下方」、「下方」、「較低的」、「上方」、「較高的」 及類似的用詞,係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外,這些空間相關用詞意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位),則在此使用的空間相關詞也可依此相同解釋。
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構100之俯視圖。第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構100之透視圖。第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構100之側視圖。請一併參考第1、2、3圖。天線結構100可以套用於一行動裝置(Mobile Device)當中,例如:一智慧型手機(Smart Phone)、一平板電腦(Tablet Computer),或是一筆記型電腦(Notebook Computer)。在第1、2、3圖之實施例中,天線結構100包括:一第一輻射部(Radiation Element)110、一第二輻射部120、一第三輻射部130、一第一浮接金屬部(Floating Metal Element)140、一第二浮接金屬部150、一調整電路(Tuning Circuit)180,以及一非導體支撐元件(Nonconductive Support Element)190,其中第一輻射部110、第二輻射部120,以及第三輻射部130皆可用金屬材質製成,例如:銅、銀、鋁、鐵,或是其合金。
非導體支撐元件190可用塑膠材質所製成。非導體支撐元件190具有相對之一第一表面E1和一第二表面E2,其中第一輻射部110、第二輻射部120,以及第三輻射部130皆可設置於非導體支撐元件190之第一表面E1上,而調整電路180則可設置於非導體支撐元件190之第二表面E2上。在一些實施例中,每一輻射部或金屬部皆可藉由雷雕技術(Laser Direct Structuring,LDS)而形成於非導體支撐元件190上。
第一輻射部110可以大致呈現一U字形。詳細而言,第一輻射部110具有一第一端111和一第二端112,其中一饋入點(Feeding Point)FP1係位於第一輻射部110之第一端111處,而第一輻射部110之第二端112為一開路端(Open End),其可鄰近於饋入點FP1。必須注意的是,本說明書中所謂「鄰近」或「相鄰」一詞可指對應之二元件間距小於一既定距離(例如:10mm或更短),但通常不包括對應之二元件彼此直接接觸之情況(亦即,前述間距縮短至0)。
第二輻射部120可以大致呈現一較短直條形。詳細而言,第二輻射部120具有一第一端121和一第二端122,其中第二輻射部120之第一端121係耦接至饋入點FP1,而第二輻射部120之第二端122為一開路端。例如,第一輻射部110之第二端112和第二輻射部120之第二端122兩者可大致朝相同方向作延伸。
天線結構100可由一信號源(Signal Source)199所激發。例如,信號源199可為一射頻(Radio Frequency,RF)模組。在一些實施例中,饋入點FP1係耦接至信號源199之正極,但亦不僅限於此。
第三輻射部130可以大致呈現一較長L字形。詳細而言,第三輻射部130具有一第一端131和一第二端132,其中第三輻射部130之第一端131和第二端132係各自為一開路端。第三輻射部130係同時鄰近於第一輻射部110和第二輻射部120。
第一浮接金屬部140可不與任何其他輻射部或金屬部有直接接觸。第一浮接金屬部140可以大致呈現一較長直條形。第一浮接金屬部140係設置於第二輻射部120和第三輻射部130之間。例如,第一浮接金屬部140和第二輻射部120之間可形成一第一耦合間隙(Coupling Gap)GC1,而第一浮接金屬部140和第三輻射部130之間可形成一第二耦合間隙GC2。在一些實施例中,第一浮接金屬部140係設置於非導體支撐元件190之第一表面E1上。然而,本發明並不僅限於此。在其他實施例中,第一浮接金屬部140亦可設置於非導體支撐元件190之第二表面E2上。抑或,第一浮接金屬部140可設置於任一相鄰平面上,其中第一浮接金屬部140之垂直投影(Vertical Projection)可介於第二輻射部120和第三輻射部130之間。
第二浮接金屬部150可不與任何其他輻射部或金屬部有直接接觸。第二浮接金屬部150包括複數個金屬區段(Metal Segment)150-1、150-2、…、150-N,其中N可為大於或等於2之任一正整數。例如,若第二浮接金屬部150包括多個金屬區段,則這些金屬區段可彼此分離且大致排列於同一直線上。第二浮接金屬部150係設置於第一輻射部110和第三輻射部130之間。例如,第二浮接金屬部150和第一輻射部110之間可形成一第三耦合間隙GC3,而第二浮接金屬部150和第三輻射部130之間可形成一第四耦合間隙GC4。在一些實施例中,第二浮接金屬部150係設置於非導體支撐元件190之第一表面E1上。然而,本發明並不僅限於此。在其他實施例中,第二浮接金屬部150亦可設置於非導體支撐元件190之第二表面E2上。抑或,第二浮接金屬部150可設置於任一相鄰平面上,其中第二浮接金屬部150之垂直投影可介於第一輻射部110和第三輻射部130之間。在另一些實施例中,第二浮接金屬部150亦可僅包括單一金屬區段,其長度則可依實際需求進行調整。
第三輻射部130上之一連接點(Connection Point)CP1更可經由調整電路180耦接至一接地電位(Ground Voltage)VSS,其中接地電位VSS可由一系統接地面(System Ground Plane)所提供(未顯示)。例如,相較於第三輻射部130之第一端131,連接點CP1可以更加靠近第三輻射部130之第二端132,但亦不僅限於此。在一些實施例中,天線結構100更包括一導電貫通元件(Conductive Via Element)189,其可穿透非導體支撐元件190,而調整電路180可經由此導電貫通元件189耦接至第三輻射部130。
第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之調整電路180之示意圖。在第4圖之實施例中,調整電路180包括一短路元件(Short-Circuited Element)182、一電容元件(Capacitive Element)184、一電感元件(Inductive Element)186,以及一切換器(Switch Element)188,其中短路元件182、電容元件184,以及電感元件186係分別耦接至接地電位VSS。另外,切換器188之一端係耦接至第三輻射部130上之連接點CP1,而切換器188之另一端則可於短路元件182、電容元件184,以及電感元件186之間作切換。因此,藉由使用切換器188,第三輻射部130將可經由短路元件182、電容元件184,或是電感元件186三者擇一耦接至接地電位VSS。然而,本發明並不僅限於此。在另一些實施例中,調整電路180之內部設計還可根據不同需求來進行調整。
根據實際量測結果,天線結構100可涵蓋一第一頻帶(Frequency Band)、一第二頻帶、一第三頻帶,以及一第四頻帶。例如,前述之第一頻帶可介於617MHz至824MHz之間,前述之第二頻帶可介於824MHz至960MHz之間,前述之第三頻帶可介於1452MHz至1610MHz之間,而前述之第四頻帶可介於1700MHz至2690MHz之間。因此,天線結構100將至少可支援LTE(Long Term Evolution)和GPS(Global Positioning System)之寬頻操作。
在一些實施例中,天線結構100之操作原理可如下列所述。第三輻射部130可由第一輻射部110和第二輻射部120所耦合激發,以產生前述之第一頻帶。第一輻射部110可單獨激發產生前述之第二頻帶。第一浮接金屬部140可由第二輻射部120所耦合激發,以產生前述之第三頻帶。第一輻射部110和第二輻射部120更可共同激發產生前述之第四頻帶。第二浮接金屬部150可用於擾動第一輻射部110和第三輻射部130之間之電流分佈(Current Distribution),從而可微調前述之第四頻帶之阻抗匹配(Impedance Matching)。另外,調整電路180則可藉由其自身之切換操作來增加前述之第一頻帶、第二頻帶、第三頻帶,以及第四頻帶之操作頻寬(Operational Bandwidth)。
在一些實施例中,天線結構100之元件尺寸可如下列所述。第一浮接金屬部140之長度L1可小於或等於天線結構100之第三頻帶之0.5倍波長(λ/2)。第二浮接金屬部150之長度L2可小於或等於天線結構100之第四頻帶之0.5倍波長(λ/2)。第一耦合間隙GC1之寬度可小於或等於2.5mm。第二耦合間隙GC2之寬度可小於或等於2.5mm。第三耦合間隙GC3之寬度可小於或等於2.5mm。第四耦合間隙GC4之寬度可小於或等於2.5mm。以上尺寸範圍係根據多次實驗結果而求出,其有助於最佳化天線結構100之操作頻寬和阻抗匹配。
第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構500之俯視圖。第5圖和第1、2、3圖相似。在第5圖之實施例中,非導體支撐元件190更具有一側表面E3,而天線結構500之一第三輻射部530係設置於非導體支撐元件190之側表面E3上。另外,第三輻射部530上之一連接點CP2亦可經由前述之調整電路180耦接至接地電位VSS。在此設計下,由於第三輻射部530無須佔用非導體支撐元件190之第一表面E1上之設計面積,故天線結構500之整體尺寸還可進一步作微縮。第5圖之天線結構500之其餘特徵皆與第1、2、3圖之天線結構100類似,故此二實施例均可達成相似之操作效果。
第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構600之俯視圖。在第6圖之實施例中,天線結構600包括:一第一輻射部610、一第二輻射部620、一第三輻射部630、一第四輻射部640、一第五輻射部650、一第一浮接金屬部660、一第二浮接金屬部670、一調整電路680,以及一非導體支撐元件690,其中第一輻射部610、第二輻射部620、第三輻射部630、第四輻射部640,以及第五輻射部650皆可用金屬材質製成。
非導體支撐元件690可用塑膠材質所製成,其中第一輻射部610、第二輻射部620、第三輻射部630、第四輻射部640、第五輻射部650、第一浮接金屬部660、第二浮接金屬部670,以及調整電路680皆可設置於非導體支撐元件690之同一表面上。
第一輻射部610可以大致呈現一較短直條形。詳細而言,第一輻射部610具有一第一端611和一第二端612,其中一饋入點FP3係鄰近於第一輻射部610之第一端611。
第二輻射部620可以大致呈現一L字形。詳細而言,第二輻射部620具有一第一端621和一第二端622,其中第二輻射部620之第一端621係耦接至接地電位VSS,而第二輻射部620之第二端622係耦接至第一輻射部610之第一端611。換言之,第一輻射部610可經由第二輻射部620耦接至接地電位VSS。
在一些實施例中,饋入點FP3係耦接至一信號源699之一正極,而接地電位VSS係耦接至信號源699之一負極。在另一些實施例中,饋入點FP3係耦接至信號源699之負極,而接地電位VSS係耦接至信號源699之正極。
第三輻射部630可以大致呈現一較長直條形,其可與第一輻射部610大致互相垂直。詳細而言,第三輻射部630具有一第一端631和一第二端632,其中第三輻射部630之第一端631係耦接至第一輻射部610之第二端612,而第三輻射部630之第二端632為一開路端。
第四輻射部640可以大致呈現一適中直條形,其可與第一輻射部610大致互相垂直。詳細而言,第四輻射部640具有一第一端641和一第二端642,其中第四輻射部640之第一端641係耦接至第一輻射部610之第二端612,而第四輻射部640之第二端642為一開路端。例如,第三輻射部630之第二端632和第四輻射部640之第二端642兩者可大致朝相反且互相遠離之方向作延伸。在一些實施例中,第一輻射部610、第三輻射部630,以及第四輻射部640三者之組合可大致呈現一T字形。
第五輻射部650可以大致呈現另一L字形,其可鄰近於第三輻射部630,但與第三輻射部630互相分離。詳細而言,第五輻射部650具有一第一端651和一第二端652,其中一連接點CP3係位於第五輻射部650之第一端651處,而第五輻射部650之第二端652為一開路端。例如,第四輻射部640之第二端642和第五輻射部650之第二端652兩者可大致朝相同方向作延伸。第五輻射部650上之連接點CP3更可經由調整電路680耦接至接地電位VSS。必須理解的是,調整電路680之內部設計可如先前第4圖之實施例所述,在此不再重複說明。
第一浮接金屬部660可不與任何其他輻射部或金屬部有直接接觸。第一浮接金屬部660可以大致呈現一直條形。第一浮接金屬部660係設置於第二輻射部620和第三輻射部630之間。例如,第一浮接金屬部660和第二輻射部620之間可形成一第一耦合間隙GC5,而第一浮接金屬部660和第三輻射部630之間可形成一第二耦合間隙GC6。在其他實施例中,第一浮接金屬部660亦可設置於非導體支撐元件690之任一表面上。抑或,第一浮接金屬部660可設置於任一相鄰平面上,其中第一浮接金屬部660之垂直投影可介於第二輻射部620和第三輻射部630之間。
第二浮接金屬部670可不與任何其他輻射部或金屬部有直接接觸。第二浮接金屬部670包括複數個金屬區段670-1、670-2、…、670-M,其中M可為大於或等於2之任一正整數。例如,若第二浮接金屬部670包括多個金屬區段,則這些金屬區段可彼此分離且大致排列於同一直線上。第二浮接金屬部670係設置於第三輻射部630和第三輻射部650之間。例如,第二浮接金屬部670和第三輻射部630之間可形成一第三耦合間隙GC7,而第二浮接金屬部670和第五輻射部650之間可形成一第四耦合間隙GC8。在其他實施例中,第二浮接金屬部670亦可設置於非導體支撐元件690之任一表面上。抑或,第二浮接金屬部670可設置於任一相鄰平面上,其中第二浮接金屬部670之垂直投影可介於第三輻射部630和第五輻射部650之間。在另一些實施例中,第二浮接金屬部670亦可僅包括單一金屬區段,其長度則可依實際需求進行調整。
根據實際量測結果,天線結構600可涵蓋一第一頻帶、一第二頻帶、一第三頻帶,以及一第四頻帶。例如,前述之第一頻帶可介於617MHz至960MHz之間,前述之第二頻帶可介於1400MHz至2000MHz之間,前述之第三頻帶可介於2000MHz至2690MHz之間,而前述之第四頻帶可介於3000MHz至6000MHz之間。因此,天線結構600將至少可支援LTE之寬頻操作。
在一些實施例中,天線結構600之操作原理可如下列所述。第一輻射部610和第三輻射部630可共同激發產生前述之第一頻帶。第五輻射部650可由第三輻射部630所耦合激發,以產生前述之第二頻帶。第一輻射部610和第四輻射部640可共同激發產生前述之第三頻帶。第一浮接金屬部660可由第三輻射部630所耦合激發,以產生前述之第四頻帶。第二浮接金屬部670可用於擾動第三輻射部630和第五輻射部650之間之電流分佈,從而可微調前述之第二頻帶之阻抗匹配。另外,調整電路680則可藉由其自身之切換操作來增加前述之第一頻帶、第二頻帶、第三頻帶,以及第四頻帶之操作頻寬。
在一些實施例中,天線結構600之元件尺寸可如下列所述。第一浮接金屬部660之長度L3可小於或等於天線結構600之第四頻帶之0.25倍波長(λ/4)。第二浮接金屬部670之長度L4可小於或等於天線結構600之第二頻帶之0.25倍波長(λ/4)。第一耦合間隙GC5之寬度可小於或等於2.5mm。第二耦合間隙GC6之寬度可小於或等於2.5mm。第三耦合間隙GC7之寬度可小於或等於2.5mm。第四耦合間隙GC8之寬度可小於或等於2.5mm。以上尺寸範圍係根據多次實驗結果而求出,其有助於最佳化天線結構600之操作頻寬和阻抗匹配。
本發明提出一種新穎之天線結構,其包括至少二個浮接金屬部作為天線調整機制。與傳統設計相比,本發明至少具有小尺寸、寬頻帶,以及低製造成本等優勢,故其很適合應用於各種各式之行動通訊裝置當中。
值得注意的是,以上所述之元件尺寸、元件形狀,以及頻率範圍皆非為本發明之限制條件。天線設計者可以根據不同需要調整這些設定值。本發明之天線結構並不僅限於第1-6圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-6圖之任何一或複數個實施例之任何一或複數項特徵。換言之,並非所有圖示之特徵均須同時實施於本發明之天線結構當中。
在本說明書以及申請專利範圍中的序數,例如「第一」、「第二」、「第三」等等,彼此之間並沒有順序上的先後關係,其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。
本發明雖以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明的範圍,任何熟習此項技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許的更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100,500,600:天線結構 110,610:第一輻射部 111,611:第一輻射部之第一端 112,612:第一輻射部之第二端 120,620:第二輻射部 121,621:第二輻射部之第一端 122,622:第二輻射部之第二端 130,530,630:第三輻射部 131,631:第三輻射部之第一端 132,632:第三輻射部之第二端 140,660:第一浮接金屬部 150,670:第二浮接金屬部 150-1,150-2,150-N,670-1,670-2,670-M:金屬區段 180,680:調整電路 182:短路元件 184:電容元件 186:電感元件 188:切換器 189:導電貫通元件 190,690:非導體支撐元件 199,699:信號源 640:第四輻射部 641:第四輻射部之第一端 642:第四輻射部之第二端 650:第五輻射部 651:第五輻射部之第一端 652:第五輻射部之第二端 CP1,CP2,CP3:連接點 E1:非導體支撐元件之第一表面 E2:非導體支撐元件之第二表面 E3:非導體支撐元件之側表面 FP1,FP3:饋入點 GC1,GC5:第一耦合間隙 GC2,GC6:第二耦合間隙 GC3,GC7:第三耦合間隙 GC4,GC8:第四耦合間隙 L1,L2,L3,L4:長度 VSS:接地電位
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構之俯視圖。 第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構之透視圖。 第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構之側視圖。 第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之調整電路之示意圖。 第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構之俯視圖。 第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線結構之俯視圖。
100:天線結構 110:第一輻射部 111:第一輻射部之第一端 112:第一輻射部之第二端 120:第二輻射部 121:第二輻射部之第一端 122:第二輻射部之第二端 130:第三輻射部 131:第三輻射部之第一端 132:第三輻射部之第二端 140:第一浮接金屬部 150:第二浮接金屬部 150-1,150-2,150-N:金屬區段 190:非導體支撐元件 199:信號源 CP1:連接點 E1:非導體支撐元件之第一表面 FP1:饋入點 GC1:第一耦合間隙 GC2:第二耦合間隙 GC3:第三耦合間隙 GC4:第四耦合間隙 L1,L2:長度

Claims (21)

  1. 一種天線結構,包括:一第一輻射部,具有一饋入點;一第二輻射部,耦接至該饋入點;一第三輻射部;一調整電路,其中該第三輻射部係經由該調整電路耦接至一接地電位;一第一浮接金屬部,設置於該第二輻射部和該第三輻射部之間;一第二浮接金屬部,設置於該第一輻射部和該第三輻射部之間;以及一非導體支撐元件,其中該第一輻射部、該第二輻射部、該第三輻射部,以及該調整電路皆設置於該非導體支撐元件上;其中該第一浮接金屬部和該第二輻射部之間形成一第一耦合間隙,該第一浮接金屬部和該第三輻射部之間形成一第二耦合間隙,而該第一耦合間隙和該第二耦合間隙之每一者之寬度皆小於或等於2.5mm。
  2. 如請求項1所述之天線結構,其中該第一浮接金屬部係呈現一直條形。
  3. 如請求項1所述之天線結構,其中該第二浮接金屬部包括複數個金屬區段。
  4. 如請求項1所述之天線結構,其中該第二浮接金屬 部包括單一金屬區段。
  5. 如請求項1所述之天線結構,其中該第二浮接金屬部和該第一輻射部之間形成一第三耦合間隙,該第二浮接金屬部和該第三輻射部之間形成一第四耦合間隙,而該第三耦合間隙以及該第四耦合間隙之每一者之寬度皆小於或等於2.5mm。
  6. 如請求項1所述之天線結構,其中該非導體支撐元件具有相對之一第一表面和一第二表面,該第一輻射部和該第二輻射部皆設置於該非導體支撐元件之該第一表面上,而該調整電路係設置於該非導體支撐元件之該第二表面上。
  7. 如請求項6所述之天線結構,其中該非導體支撐元件更具有一側表面,而該第三輻射部係設置於該非導體支撐元件之該第一表面上或該側表面上。
  8. 如請求項1所述之天線結構,其中該天線結構涵蓋一第一頻帶、一第二頻帶、一第三頻帶,以及一第四頻帶,該第一頻帶係介於617MHz至824MHz之間,該第二頻帶係介於824MHz至960MHz之間,該第三頻帶係介於1452MHz至1610MHz之間,而該第四頻帶係介於1700MHz至2690MHz之間。
  9. 如請求項8所述之天線結構,其中該第一浮接金屬部之長度係小於或等於該第三頻帶之0.5倍波長。
  10. 如請求項8所述之天線結構,其中該第二浮接金屬部之長度係小於或等於該第四頻帶之0.5倍波長。
  11. 如請求項1所述之天線結構,其中該調整電路包 括:一短路元件,耦接至該接地電位;一電容元件,耦接至該接地電位;一電感元件,耦接至該接地電位;以及一切換器,其中該切換器之一端係耦接至該第三輻射部上之一連接點,而該切換器之另一端則於該短路元件、該電容元件,以及該電感元件之間作切換。
  12. 一種天線結構,包括:一第一輻射部,具有一饋入點;一第二輻射部,其中該第一輻射部係經由該第二輻射部耦接至一接地電位;一第三輻射部,耦接至該第一輻射部;一第四輻射部,耦接至該第一輻射部,其中該第三輻射部和該第四輻射部大致朝相反方向作延伸;一第五輻射部;一調整電路,其中該第五輻射部係經由該調整電路耦接至該接地電位;一第一浮接金屬部,設置於該第二輻射部和該第三輻射部之間;一第二浮接金屬部,設置於該第三輻射部和該第五輻射部之間;以及一非導體支撐元件,其中該第一輻射部、該第二輻射部、該第 三輻射部、該第四輻射部、該第五輻射部,以及該調整電路皆設置於該非導體支撐元件上。
  13. 如請求項12所述之天線結構,其中該第一浮接金屬部係呈現一直條形。
  14. 如請求項12所述之天線結構,其中該第二浮接金屬部包括複數個金屬區段。
  15. 如請求項12所述之天線結構,其中該第二浮接金屬部包括單一金屬區段。
  16. 如請求項12所述之天線結構,其中該第一浮接金屬部和該第二輻射部之間形成一第一耦合間隙,該第一浮接金屬部和該第三輻射部之間形成一第二耦合間隙,該第二浮接金屬部和該第三輻射部之間形成一第三耦合間隙,該第二浮接金屬部和該第五輻射部之間形成一第四耦合間隙,而該第一耦合間隙、該第二耦合間隙、該第三耦合間隙,以及該第四耦合間隙之每一者之寬度皆小於或等於2.5mm。
  17. 如請求項12所述之天線結構,其中該天線結構涵蓋一第一頻帶、一第二頻帶、一第三頻帶,以及一第四頻帶,該第一頻帶係介於617MHz至960MHz之間,該第二頻帶係介於1400MHz至2000MHz之間,該第三頻帶係介於2000MHz至2690MHz之間,而該第四頻帶係介於3000MHz至6000MHz之間。
  18. 如請求項17所述之天線結構,其中該第一浮接金屬部之長度係小於或等於該第四頻帶之0.25倍波長。
  19. 如請求項17所述之天線結構,其中該第二浮接金屬部之長度係小於或等於該第二頻帶之0.25倍波長。
  20. 如請求項12所述之天線結構,其中該調整電路包括:一短路元件,耦接至該接地電位;一電容元件,耦接至該接地電位;一電感元件,耦接至該接地電位;以及一切換器,其中該切換器之一端係耦接至該第五輻射部上之一連接點,而該切換器之另一端則於該短路元件、該電容元件,以及該電感元件之間作切換。
  21. 一種天線結構,包括:一第一輻射部,具有一饋入點;一第二輻射部,耦接至該饋入點;一第三輻射部;一調整電路,其中該第三輻射部係經由該調整電路耦接至一接地電位;一第一浮接金屬部,設置於該第二輻射部和該第三輻射部之間;一第二浮接金屬部,設置於該第一輻射部和該第三輻射部之間;以及一非導體支撐元件,其中該第一輻射部、該第二輻射部、該第三輻射部,以及該調整電路皆設置於該非導體支撐元件上; 其中該第二浮接金屬部包括複數個金屬區段。
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