專(zhuān)利名稱(chēng)：通信裝置及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信裝置及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種具有小尺寸的半環(huán)圈天線(xiàn)元件的移動(dòng)通信裝置及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)于移動(dòng)通信裝置的需求愈來(lái)愈多元化。為了滿(mǎn)足使用者多功能的需求，勢(shì)必得將更多元件置入有限空間的移動(dòng)通信裝置內(nèi)，以增加產(chǎn)品的多功能性。在移動(dòng)通信裝置內(nèi)部的可設(shè)計(jì)空間并不多，因此天線(xiàn)設(shè)計(jì)者不僅要考慮到天線(xiàn)效能的需求，還須要評(píng)估天線(xiàn)與其他電子元件的關(guān)系，或是天線(xiàn)與周邊環(huán)境整合的問(wèn)題。為了解決以上問(wèn)題，有必要提供一種小尺寸的移動(dòng)通信裝置的天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，該天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的尺寸可小于對(duì)應(yīng)操作頻帶的四分之一波長(zhǎng)，并能提供良好的天線(xiàn)效能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通信裝置及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，該通信裝置包括一種使用半環(huán)圈的天線(xiàn)元件，其長(zhǎng)度小于一般所需的四分之一波長(zhǎng)的共振長(zhǎng)度，以達(dá)成天線(xiàn)的小型化。本發(fā)明提供一種通信裝置，包括一天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，該天線(xiàn)結(jié)構(gòu)包括:一接地元件，其中該接地元件的一邊緣處具有一缺口，而該缺口的一長(zhǎng)邊至少為該缺口的一短邊的2倍長(zhǎng)度以上；一天線(xiàn)元件，包括位于該缺口處的一金屬部，其中該金屬部的二個(gè)端點(diǎn)互相遠(yuǎn)離且大致位于或鄰近于該缺口的二對(duì)邊 ，而所述二個(gè)端點(diǎn)中的一個(gè)稱(chēng)接至該接地元件，且所述二個(gè)端點(diǎn)的另一個(gè)為該天線(xiàn)元件的一饋入端；以及一電路元件組，包括至少一電容元件和一電感元件，其中該電容元件及該電感元件串聯(lián)耦接至該饋入端，而該電路元件組使該天線(xiàn)元件產(chǎn)生位于該天線(xiàn)元件的一第一操作頻帶內(nèi)的一第一共振模態(tài)，且該金屬部的長(zhǎng)度小于該第一操作頻帶的最低頻率的0.18倍波長(zhǎng)。另外，本發(fā)明提供一種天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，包括:一接地元件，其中該接地元件的一邊緣處具有一缺口，而該缺口的一長(zhǎng)邊至少為該缺口的一短邊的2倍長(zhǎng)度以上；一天線(xiàn)元件，包括位于該缺口處的一金屬部，其中該金屬部的二個(gè)端點(diǎn)互相遠(yuǎn)離且大致位于或鄰近于該缺口的二對(duì)邊，而所述二個(gè)端點(diǎn)中的一個(gè)耦接至該接地元件，且所述二個(gè)端點(diǎn)的另一個(gè)為該天線(xiàn)元件的一饋入端；以及一電路元件組，包括至少一電容元件和一電感元件，其中該電容元件及該電感元件串聯(lián)耦接至該饋入端，而該電路元件組使該天線(xiàn)元件產(chǎn)生位于該天線(xiàn)元件的一第一操作頻帶內(nèi)的一第一共振模態(tài)，且該金屬部的長(zhǎng)度小于該第一操作頻帶的最低頻率的0.18倍波長(zhǎng)。在本發(fā)明的一實(shí)施例結(jié)構(gòu)中，天線(xiàn)元件的長(zhǎng)度僅約45_，其中天線(xiàn)元件的二端點(diǎn)互相遠(yuǎn)離。利用接地元件與天線(xiàn)元件對(duì)應(yīng)的邊緣，形成類(lèi)似于環(huán)圈天線(xiàn)的電流路徑。這使得天線(xiàn)元件的長(zhǎng)度較一般環(huán)圈天線(xiàn)(其天線(xiàn)二端點(diǎn)互相鄰近)所需的共振長(zhǎng)度大幅減少。在本發(fā)明的天線(xiàn)元件中，900MHz頻帶的激發(fā)主要通過(guò)外加電容元件,而1800MHz頻帶的激發(fā)主要通過(guò)外加電感元件。另外，外加電感元件也有助于調(diào)整900MHz頻帶的阻抗匹配。在其他實(shí)施例中，也可再加上一匹配電路來(lái)調(diào)整二個(gè)頻帶的阻抗匹配。本發(fā)明可直接利用印刷或蝕刻技術(shù)形成于一介質(zhì)基板上，不僅在制作過(guò)程簡(jiǎn)易，也可降低生產(chǎn)成本。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，天線(xiàn)元件為一簡(jiǎn)單金屬線(xiàn)結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)度僅約45mm，可涵蓋至少 GSM900/GSM1800 雙頻(880MHz 960MHz/1710MHz 1880MHz)的操作。若經(jīng)過(guò)適當(dāng)調(diào)整電容元件、電感元件，以及匹配電路，也可獲得GSM850/GSM1900雙頻(824MHz 894MHz/1850MHz 1990MHz)的操作，達(dá)成小尺寸天線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，其中該金屬線(xiàn)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度小于天線(xiàn)元件的最低操作頻率的0.18倍波長(zhǎng)。


圖1為本發(fā)明的通信裝置及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的示意圖。圖2為本發(fā)明的通信裝置及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的示意圖。圖3為本發(fā)明的通信裝置及 其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的返回?fù)p失圖。圖4為本發(fā)明的通信裝置及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的天線(xiàn)效率圖。圖5為本發(fā)明的通信裝置及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例的示意圖。主要附圖標(biāo)記說(shuō)明100,200,500 通信裝置及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)；10 接地元件；101 接地元件的一邊緣；11、51 缺口；12、22、52 天線(xiàn)元件；13、23、53 金屬部；131、231、531 金屬部的端點(diǎn)；132、232、532 金屬部的另一端點(diǎn)；14 電路元件組；141 電容元件；142 電感元件；15 匹配電路；16 通信模塊；233 金屬部的一部分；31 第一操作頻帶；32 第二操作頻帶；41 第一操作頻帶內(nèi)的天線(xiàn)效率曲線(xiàn)；42 第二操作頻帶內(nèi)的天線(xiàn)效率曲線(xiàn)；t 缺口的一長(zhǎng)邊；d 缺口的一短邊。
具體實(shí)施例方式為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出本發(fā)明的具體實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。圖1為本發(fā)明的通信裝置100及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的示意圖。通信裝置100包括一天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，而該天線(xiàn)結(jié)構(gòu)包括接地元件10、天線(xiàn)元件12，以及電路元件組14。接地元件10的邊緣101處具有缺口 11，其中缺口 11的長(zhǎng)邊t至少為缺口 11的短邊d的2倍長(zhǎng)度以上。天線(xiàn)元件12具有金屬部13，金屬部13位于缺口 11處。金屬部13的二端點(diǎn)131、132互相遠(yuǎn)離，且大致位于或鄰近于缺口 11的二對(duì)邊，其中端點(diǎn)131電性耦接至接地元件10,而另一端點(diǎn)132為天線(xiàn)元件12的饋入端。電路元件組14包括至少電容元件141及電感元件142，其中電容元件141及電感元件142串聯(lián)并電性耦接至饋入端。在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，電容元件141可以是一芯片電容器，而電感元件142可以是一芯片電感器。電路元件組14使天線(xiàn)元件12產(chǎn)生位于天線(xiàn)元件12的第一操作頻帶內(nèi)的第一共振模態(tài)。金屬部13的長(zhǎng)度小于第一操作頻帶的最低頻率的0.18倍波長(zhǎng)。在本發(fā)明一實(shí)施例中，通信裝置100及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)還包括一匹配電路15與一通信模塊16，其中匹配電路15電性耦接于電路元件組14與通信模塊16之間，以調(diào)整阻抗匹配。圖2為本發(fā)明的通信裝置2 00及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的示意圖。在第二實(shí)施例中，通信裝置200的天線(xiàn)元件22的金屬部23具有端點(diǎn)231、232，其中端點(diǎn)231電性耦接至接地元件10，而另一端點(diǎn)232為天線(xiàn)元件22的饋入端。金屬部23的一部分233所在的平面不同于缺口 11所在的平面，且大致垂直于缺口 11所在的平面。利用金屬部23的一部分233，可使流經(jīng)半環(huán)圈天線(xiàn)的電流較平緩，而有效的增加頻寬。通信裝置200及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的其余元件與第一實(shí)施例的通信裝置100及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)相似。在第二實(shí)施例中，接地元件10的長(zhǎng)度約為120臟、寬度約為60mm ;天線(xiàn)元件12的長(zhǎng)度約45mm ;而缺口 11的長(zhǎng)邊t的長(zhǎng)度約為40mm、短邊d的長(zhǎng)度約為6mm。圖3為本發(fā)明的通信裝置200及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的返回?fù)p失(ReturnLoss)圖，其中縱軸代表返回?fù)p失(單位:dB)，而橫軸代表操作頻率(單位:MHz)。天線(xiàn)元件12位于第一操作頻帶31內(nèi)的共振模態(tài)主要是通過(guò)外加電容元件141 (例如:芯片電容器)所產(chǎn)生，而天線(xiàn)元件12位于第二操作頻帶32內(nèi)的共振模態(tài)則通過(guò)外加電感元件142 (例如:芯片電感器)所產(chǎn)生。若選取適當(dāng)?shù)碾娙葜导半姼兄?，第二?shí)施例的天線(xiàn)結(jié)構(gòu)至少可涵蓋GSM900/1800(880MHz 960MHz/1710MHz 1880MHz)的雙頻操作。另外,若選取其它適當(dāng)?shù)碾娙菰?41、電感元件142及匹配電路15時(shí)，則可在不改變天線(xiàn)元件22的金屬部23情況下，使天線(xiàn)結(jié)構(gòu)能涵蓋GSM850/1900 (824MHz 894MHz/1850MHz 1990MHz)的雙頻帶。因此，本發(fā)明在調(diào)整不同頻帶需求時(shí)，僅需改變電路元件組14的阻抗值，即可有效地調(diào)整電容元件141及電感元件142所產(chǎn)生的共振模態(tài)，以涵蓋所需的頻帶。在本發(fā)明其他實(shí)施例中，可加入一開(kāi)關(guān)電路(switching circuit)來(lái)選取電路元件組14的所需部分元件，或以一集成被動(dòng)元件(integrated passive device, IPD)來(lái)調(diào)整阻抗值。這不須再更改天線(xiàn)元件12。圖4為本發(fā)明的通信裝置200及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的天線(xiàn)效率圖，其中縱軸代表天線(xiàn)效率(％ )，二條橫軸代表操作頻率(單位:MHz)。天線(xiàn)效率曲線(xiàn)41對(duì)應(yīng)于下方的橫軸，而天線(xiàn)效率曲線(xiàn)42對(duì)應(yīng)于上方的橫軸。天線(xiàn)效率曲線(xiàn)41代表本發(fā)明的天線(xiàn)結(jié)構(gòu)在GSM900頻帶(880MHz 960MHz)的天線(xiàn)效率，天線(xiàn)效率曲線(xiàn)42代表本發(fā)明的天線(xiàn)結(jié)構(gòu)在GSM1800頻帶(1710MHz 1880MHz)的天線(xiàn)效率。本發(fā)明的通信裝置及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)在GSM900頻帶或是GSM1800頻帶皆有不錯(cuò)的天線(xiàn)效率(此為將S參數(shù)已納入考量的輻射效率)，符合實(shí)際應(yīng)用的需求。圖5為本發(fā)明的通信裝置500及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例的示意圖。在第三實(shí)施例中，通信裝置500的缺口 51大致位于接地元件10的中間位置，而天線(xiàn)元件52的金屬部53位于缺口 51內(nèi)。金屬部53的一端點(diǎn)531電性耦接至接地元件10，另一端點(diǎn)532則電性耦接至饋入端。通信裝置500及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的其余元件與第一實(shí)施例的通信裝置100及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)相似。值得注意的是，本發(fā)明與傳統(tǒng)的單極天線(xiàn)或是倒F形天線(xiàn)不相同。由于天線(xiàn)元件52并無(wú)開(kāi)口端，本發(fā)明對(duì)于不同的接地面環(huán)境有較佳的承受度。本發(fā)明雖以較佳實(shí)施例公開(kāi)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)可做些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種通信裝置，包括一天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，該天線(xiàn)結(jié)構(gòu)包括: 一接地元件，其中該接地元件的一邊緣處具有一缺口，而該缺口的一長(zhǎng)邊至少為該缺口的一短邊的2倍長(zhǎng)度以上； 一天線(xiàn)元件，包括位于該缺口處的一金屬部，其中該金屬部的二個(gè)端點(diǎn)互相遠(yuǎn)離且大致位于或鄰近于該缺口的二對(duì)邊，而所述二個(gè)端點(diǎn)中的一個(gè)稱(chēng)接至該接地元件，且所述二個(gè)端點(diǎn)的另一個(gè)為該天線(xiàn)元件的一饋入端；以及 一電路元件組，包括至少一電容元件和一電感元件，其中該電容元件及該電感元件串聯(lián)耦接至該饋入端，而該電路元件組使該天線(xiàn)元件產(chǎn)生位于該天線(xiàn)元件的一第一操作頻帶內(nèi)的一第一共振模態(tài)，且該金屬部的長(zhǎng)度小于該第一操作頻帶的最低頻率的0.18倍波長(zhǎng)。
2.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中該天線(xiàn)元件還用以產(chǎn)生位于一第二操作頻帶內(nèi)的一第二共振模態(tài)，且該第二操作頻帶的頻率高于該第一操作頻帶的頻率。
3.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，還包括一匹配電路，該匹配電路耦接于該電路元件組與一通信模塊之間。
4.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中該金屬部的一部分所在的平面不同于該缺口所在的平面且大致垂直于該缺口所在的平面。
5.如權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中該電容元件為一芯片電容器，以及該電感元件為一芯片電感器。
6.一種天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，包括: 一接地元件，其中該接地元件的一邊緣處具有一缺口，而該缺口的一長(zhǎng)邊至少為該缺口的一短邊的2倍長(zhǎng)度以上； 一天線(xiàn)元件，包括位于該缺口處的一金屬部，其中該金屬部的二個(gè)端點(diǎn)互相遠(yuǎn)離且大致位于或鄰近于該缺口的二對(duì)邊，而所述二個(gè)端點(diǎn)中的一個(gè)稱(chēng)接至該接地元件，且所述二個(gè)端點(diǎn)的另一個(gè)為該天線(xiàn)元件的一饋入端；以及 一電路元件組，包括至少一電容元件和一電感元件，其中該電容元件及該電感元件串聯(lián)耦接至該饋入端，而該電路元件組使該天線(xiàn)元件產(chǎn)生位于該天線(xiàn)元件的一第一操作頻帶內(nèi)的一第一共振模態(tài)，且該金屬部的長(zhǎng)度小于該第一操作頻帶的最低頻率的0.18倍波長(zhǎng)。
7.如權(quán)利要求6所述的天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，其中該天線(xiàn)元件還用以產(chǎn)生位于一第二操作頻帶內(nèi)的一第二共振模態(tài)，且該第二操作頻帶的頻率高于該第一操作頻帶的頻率。
8.如權(quán)利要求6所述的天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，還包括一匹配電路，該匹配電路耦接于該電路元件組與一通信模塊之間。
9.如權(quán)利要求6所述的天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，其中該金屬部的一部分所在的平面不同于該缺口所在的平面且大致垂直于該缺口所在的平面。
10.如權(quán)利要求6所述的天線(xiàn)結(jié)構(gòu)， 其中該電容元件為一芯片電容器，以及該電感元件為一芯片電感器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種通信裝置及其天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，該通信裝置包括一天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，其中該天線(xiàn)結(jié)構(gòu)包括一接地元件，其一邊緣處具有一缺口，缺口的一長(zhǎng)邊至少為其一短邊的2倍長(zhǎng)度以上；一天線(xiàn)元件，天線(xiàn)元件具有位于缺口處的一金屬部，金屬部的二端點(diǎn)互相遠(yuǎn)離，且大致位于或鄰近于缺口的二對(duì)邊，其中一端點(diǎn)耦接至接地元件，另一端點(diǎn)為天線(xiàn)元件的饋入端；以及一電路元件組，包括至少一電容元件及一電感元件，電容元件及電感元件串聯(lián)耦接至饋入端，電路元件組使天線(xiàn)元件產(chǎn)生位于天線(xiàn)元件的第一操作頻帶內(nèi)的第一共振模態(tài)，且金屬部的長(zhǎng)度小于第一操作頻帶的最低頻率的0.18倍波長(zhǎng)。本發(fā)明的天線(xiàn)結(jié)構(gòu)不僅制作過(guò)程簡(jiǎn)易，也可降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)H01Q5/01GK103219582SQ201210022680
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者翁金輅, 林文堅(jiān) 申請(qǐng)人:宏碁股份有限公司