本發(fā)明涉及一種天線結(jié)構(gòu)，尤其涉及可涵蓋寬頻頻帶的天線結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著移動通信技術(shù)的發(fā)達，便攜裝置在近年日益普遍，常見的例如：手提式電腦、移動電話、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，便攜裝置通常具有無線通信的功能。有些涵蓋長距離的無線通信范圍，例如：移動電話使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系統(tǒng)及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的頻帶進行通信，而有些則涵蓋短距離的無線通信范圍，例如：Wi-Fi、Bluetooth系統(tǒng)使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的頻帶進行通信。

天線為支援無線通信的便攜裝置中不可或缺的元件。然而，由于便攜裝置的內(nèi)部空間十分局限，往往沒有足夠面積來配置所需的天線元件。因此，如何設(shè)計一種小尺寸、寬頻帶的全新天線，已成為現(xiàn)今設(shè)計者的一大挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在較佳實施例中，本發(fā)明提供一種天線結(jié)構(gòu)，包括：一饋入部，耦接至一信號源；一第一輻射部，耦接至一接地電位，其中該第一輻射部鄰近于該饋入部；以及一第二輻射部，耦接至該第一輻射部，其中該第二輻射部大致由該第一輻射部所包圍。

在一些實施例中，該饋入部具有一第一端和一第二端，該饋入部的該第一端耦接至該信號源，而該饋入部的該第二端為一開路端。

在一些實施例中，該第一輻射部具有一第一端和一第二端，該第一輻射部的該第一端為一開路端并鄰近于該饋入部的該第二端，而該第一輻射部的該第二端耦接至該接地電位。

在一些實施例中，該第一輻射部的該第一端和該饋入部的該第二端之間形成一第一耦合間隙。

在一些實施例中，該第二輻射部具有一第一端和一第二端，該第二輻射部的該第一端耦接至該第一輻射部的一中間部分，而該第二輻射部的該第二端為一開路端并鄰近于該第一輻射部的該第一端。

在一些實施例中，該第二輻射部的該第二端和該第一輻射部的該第一端之間形成一第二耦合間隙。

在一些實施例中，該饋入部大致為一倒L字形。

在一些實施例中，該第一輻射部大致為一倒J字形。

在一些實施例中，該第二輻射部大致為一L字形。

在一些實施例中，該第二輻射部大致為一倒T字形。

通過本發(fā)明提供的天線結(jié)構(gòu)，其中的第二輻射部可額外產(chǎn)生一GPS共振模態(tài)，并提升天線結(jié)構(gòu)的整體頻寬，具有小尺寸、大頻寬的雙重優(yōu)勢，其非常適合應(yīng)用于各種小型化的移動通信裝置當中。

附圖說明

圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線結(jié)構(gòu)的返回損失圖；以及

圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線結(jié)構(gòu)未具有第二輻射部時的返回損失圖。

附圖標記說明：

100、200～天線結(jié)構(gòu)；

110～饋入部；

111～饋入部的第一端；

112～饋入部的第二端；

120～第一輻射部；

121～第一輻射部的第一端；

122～第一輻射部的第二端；

123～第一輻射部的中間部分；

130、230～第二輻射部；

131、231～第二輻射部的第一端；

132、232～第二輻射部的第二端；

233～第二輻射部的第三端；

190～信號源；

GC1～第一耦合間隙；

GC2～第二耦合間隙；

VSS～接地電位。

具體實施方式

為讓本發(fā)明的目的、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，并配合附圖說明書附圖，作詳細說明如下。

圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線結(jié)構(gòu)100的示意圖。天線結(jié)構(gòu)100可應(yīng)用于一便攜裝置，例如：一智能手機(Smart Phone)、一平板電腦(Tablet Computer)，或是一筆記本電腦(Notebook Computer)。如圖1所示，天線結(jié)構(gòu)100包括：一饋入部110、一第一輻射部120以及一第二輻射部130。饋入部110、第一輻射部120，以及第二輻射部130可以用金屬制成，例如：銅、銀、鋁、鐵，或其合金。另外，饋入部110、第一輻射部120，以及第二輻射部130更可設(shè)置于一介質(zhì)基板(Dielectric Substrate)(未顯示)上，例如：一FR4(Flame Retardant 4)基板。

饋入部110耦接至一信號源190。信號源190可以是便攜裝置的一射頻(Radio Frequency)模塊，其可用于激發(fā)天線結(jié)構(gòu)100。第一輻射部120耦接至一接地電位VSS。接地電位VSS可由便攜裝置的一接地面(未顯示)所提供。第一輻射部120鄰近于饋入部110。第二輻射部130耦接至第一輻射部120。第二輻射部130大致由第一輻射部120所包圍。

詳細而言，在圖1的實施例中，天線結(jié)構(gòu)100的內(nèi)部元件可用下列方式配置。必須理解的是，以下配置方式僅為舉例，并非用于限制本發(fā)明。

饋入部110可以大致為一倒L字形。饋入部110具有一第一端111和一第二端112，其中饋入部110的第一端111耦接至信號源190，而饋入部110的第二端112為一開路端(Open End)。

第一輻射部120可以大致為一倒J字形。第一輻射部120具有一第一端121和一第二端122，其中第一輻射部120的第一端121為一開路端并鄰近 于饋入部110的第二端112，而第一輻射部120的第二端122耦接至接地電位VSS。第一輻射部120的第一端121和饋入部110的第二端112之間形成一第一耦合間隙GC1。第一耦合間隙GC1的寬度可約介于1mm至2mm之間。

第二輻射部130可以大致為一L字形。第二輻射部130具有一第一端131和一第二端132，其中第二輻射部130的第一端131耦接至第一輻射部120的一中間部分123，而第二輻射部130的第二端132為一開路端并鄰近于第一輻射部120的第一端121。第二輻射部130的第二端132和第一輻射部120的第一端121之間形成一第二耦合間隙GC2。第二耦合間隙GC2的寬度可約介于1mm至2mm之間。

圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線結(jié)構(gòu)200的示意圖，圖2和圖1相似。在圖2的實施例中，天線結(jié)構(gòu)200包括：一饋入部110、一第一輻射部120，以及一第二輻射部230。饋入部110和第一輻射部120的特性已于圖1的實施例中說明過。第二輻射部230大致為一倒T字形。詳細而言，第二輻射部230具有一第一端231、一第二端232，以及一第三端233，其中第二輻射部230的第一端231耦接至第一輻射部120的中間部分123，第二輻射部230的第二端232為一開路端并鄰近于第一輻射部120的第一端121，而第二輻射部230的第三端233為一開路端。第二輻射部230的第二端232和第三端233大致朝互相遠離的方向作延伸。第二輻射部230的第二端232和第一輻射部120的第一端121之間形成一第二耦合間隙GC2。第二耦合間隙GC2的寬度可約介于1mm至2mm之間。

圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線結(jié)構(gòu)200的返回損失(Return Loss)圖，其中橫軸代表操作頻率(MHz)，而縱軸代表返回損失(dB)。在5dB返回損失的標準下，天線結(jié)構(gòu)200可以操作于一低頻頻帶FB1、一中頻頻帶FB2，以及一高頻頻帶FB3。舉例而言，低頻頻帶FB1可約介于737MHz至894MHz之間(美國LTE)，或可約介于790MHz至960MHz之間(歐洲LTE)；中頻頻帶FB2可約介于1575MHz至1612MHz之間；而高頻頻帶FB3可約介于1710MHz至2700MHz之間。因此，本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)至少可涵蓋LTE(Long Term Evolution)頻帶和GPS(Global Positioning System)頻帶的寬頻操作。

天線結(jié)構(gòu)200的操作原理可如下列所述。由饋入部110經(jīng)過第一耦合間隙GC1至第一輻射部120形成一第一共振路徑，其激發(fā)產(chǎn)生前述的低頻頻帶FB1。由饋入部110經(jīng)過第一耦合間隙GC1、第二耦合間隙GC2、第二輻射部230再至第一輻射部120形成一第二共振路徑，其激發(fā)產(chǎn)生前述的中頻頻帶FB2。饋入部110自身形成一第三共振路徑，其激發(fā)產(chǎn)生前述的高頻頻帶FB3。必須注意的是，在本發(fā)明中，第二輻射部230(或130)可額外產(chǎn)生一GPS共振模態(tài)，并提升天線結(jié)構(gòu)200(或100)的整體頻寬。因為第二輻射部230由第一輻射部120所包圍且位于第一輻射部120的內(nèi)部，所以第二輻射部230的加入不會額外再增加天線結(jié)構(gòu)200的總面積。根據(jù)實際量測結(jié)果，天線結(jié)構(gòu)200的總長度僅約為35mm，總寬度僅約為11mm，此尺寸相較于傳統(tǒng)涵蓋LTE及GPS的天線，約可減少36％的面積。在此設(shè)計下，本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)200可以兼得小尺寸、大頻寬的雙重優(yōu)勢，其非常適合應(yīng)用于各種小型化的移動通信裝置當中。

圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線結(jié)構(gòu)200未具有第二輻射部230時的返回損失圖，其中橫軸代表操作頻率(MHz)，而縱軸代表返回損失(dB)。若將第二輻射部230由天線結(jié)構(gòu)200中移除，在5dB返回損失的標準下，天線結(jié)構(gòu)200將僅能操作于一低頻頻帶FB1和一高頻頻帶FB3。和圖3的實施例相比，可以發(fā)現(xiàn)天線結(jié)構(gòu)200的中頻頻帶FB2(GPS頻帶)完全消失了。另一方面，天線結(jié)構(gòu)200的高頻頻帶FB3的頻寬也明顯地下降。根據(jù)圖3、4的比較結(jié)果可知，第二輻射部230的加入對于天線結(jié)構(gòu)200的GPS頻帶和頻寬均具有重要貢獻，屬于本發(fā)明重要特色。

值得注意的是，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。本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)并不僅限于圖1-4所圖示的狀態(tài)。本發(fā)明可以僅包括圖1-4的任何一或多個實施例的任何一或多項特征。換言之，并非所有圖示的特征均須同時實施于本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)當中。

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，其僅用于標示區(qū)分兩個具有相同名字的不同元件。

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， 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)，當可做些許的變動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權(quán)利要求所界定者為準。