具有可重組式的低姿勢天線元件的通信裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有可重組式的低姿勢天線元件的通信裝置，包括接地元件以及天線元件。天線元件鄰近接地元件的一邊緣，并與邊緣形成一環(huán)形結(jié)構(gòu)。天線元件包括第一金屬部及第二金屬部。第一金屬部具有第一端及第二端。第一端為天線元件的第一饋入點，并經(jīng)由一電容元件電性連接至通信模塊。第二金屬部具有第三端及第四端。第三端經(jīng)由第一切換開關電性連接至第一金屬部的第二端，且第四端經(jīng)由一短路金屬部連接至接地元件。第二金屬部還具有第二饋入點。第二饋入點經(jīng)由第二切換開關電性連接至通信模塊，且第二饋入點遠離第三端并鄰近第四端。
【專利說明】具有可重組式的低姿勢天線元件的通信裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明是有關于一種通信裝置，特別是一種具有可重組式的低姿勢天線元件的通
IR 目.ο

【背景技術】
[0002]近年來移動通信裝置產(chǎn)品日新月異，為了能提供更多元的功能給使用者，移動通信裝置也必須在符合薄形化的趨勢下加入提供相關功能的零部件來滿足使用需求。因此，如何在更加緊縮的空間內(nèi)設計出滿足現(xiàn)今移動通信服務的多功能天線元件，且使天線元件達到實際使用需求的效果，是目前有待解決的一課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種具有可重組式的低姿勢天線元件的通信裝置，其具有可重組式的低姿勢天線元件，天線元件在具有低姿勢且小尺寸的特點下，可以涵蓋長期演進(LongTerm Evolut1n,簡稱 LTE) / 無線廣域網(wǎng)(Wireless Wide Area Network,簡稱 WWAN)的多頻操作。
[0004]本發(fā)明的通信裝置包括一接地元件以及一天線元件。天線元件鄰近接地元件的一邊緣，并與邊緣形成一環(huán)形結(jié)構(gòu)。天線元件包括一第一金屬部及一第二金屬部。第一金屬部具有一第一端及一第二端。第一端為天線元件的一第一饋入點，且第一饋入點經(jīng)由一電容元件電性連接至一通信模塊。第二金屬部具有一第三端及一第四端。第三端經(jīng)由一第一切換開關電性連接至第一金屬部的第二端，且第四端經(jīng)由一短路金屬部連接至接地元件。其中，第二金屬部還具有一第二饋入點。此外，第二饋入點經(jīng)由一第二切換開關電性連接至通信模塊，且第二饋入點遠離第二金屬部的第三端，而鄰近第二金屬部的第四端。
[0005]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為依據(jù)本發(fā)明一實施例的通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0007]圖2為用以說明圖1實施例的天線元件在經(jīng)由第一饋入點饋入能量下的回波損耗圖；
[0008]圖3為用以說明圖1實施例的天線元件在經(jīng)由第二饋入點饋入能量的回波損耗圖；
[0009]圖4為用以說明圖1實施例的天線元件在經(jīng)由第一饋入點饋入能量下的天線效率圖；
[0010]圖5為用以說明圖1實施例的天線元件在經(jīng)由第二饋入點饋入能量下的天線效率圖；
[0011]圖6為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖7為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖標記說明:
[0014]100、600、700:通信裝置；
[0015]10:接地元件；
[0016]101:接地元件的邊緣；
[0017]11、61、71:天線元件；
[0018]12,62,72:第一金屬部；
[0019]13,63,73:第二金屬部；
[0020]121,621,721:第一端(第一饋入點);
[0021]122、622、722:第二端;
[0022]131、631、731:第三端;
[0023]132、632、732:第四端;
[0024]133,633,733:第二饋入點；
[0025]14、64、74:短路金屬部；
[0026]151、651、751:第一切換開關；
[0027]152,652,752:第二切換開關；
[0028]16:第一匹配電路；
[0029]17:第二匹配電路；
[0030]18、68:電容元件；
[0031]19:通信模塊；
[0032]21:第一頻帶；
[0033]31:第二頻帶；
[0034]41:第一頻帶內(nèi)的天線效率曲線；
[0035]51:第二頻帶內(nèi)的天線效率曲線。

【具體實施方式】
[0036]圖1為依據(jù)本發(fā)明一實施例的通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，通信裝置100包括一接地元件10以及一天線元件11。天線元件11鄰近接地元件10的一邊緣101,并與邊緣101形成一環(huán)形(loop)結(jié)構(gòu)。天線元件11包括一第一金屬部12及一第二金屬部13。第一金屬部12具有一第一端121及一第二端122,且第一端121為天線兀件11的一第一饋入點。第二金屬部13具有一第三端131及一第四端132，且第二金屬部13還具有天線元件11的一第二饋入點133。其中，第二金屬部13的第四端132經(jīng)由一短路金屬部14電性連接至接地元件10。此外，第二饋入點133遠離第二金屬部13的第三端131，并鄰近第二金屬部13的第四端132。
[0037]更進一步來看，通信裝置100還包括一第一切換開關151、一第二切換開關152、一電容兀件18以及一通信模塊19。其中，第二金屬部13的第三端131經(jīng)由第一切換開關151電性連接至第一金屬部12的第二端122。第一金屬部12的第一端121 (亦即,第一饋入點)經(jīng)由電容元件18電性連接至通信模塊19。第二金屬部13的第二饋入點133經(jīng)由第二切換開關152電性連接至通信模塊19。
[0038]在操作上，通信模塊19會切換第一切換開關151與第二切換開關152的狀態(tài)，以致使天線元件11形成一環(huán)形天線(loop antenna)或是一倒F形天線(inverted_Fantenna)。此外，通信模塊19會響應于第一切換開關151與第二切換開關152的狀態(tài)，而傳送一饋入信號至第一饋入點(亦即，第一金屬部12的第一端121)或是第二饋入點133，以藉此激發(fā)天線元件11，并致使天線元件11操作于一第一頻帶或是一第二頻帶。
[0039]舉例來說，當?shù)谝磺袚Q開關151導通，且第二切換開關152不導通時，第一金屬部12、第二金屬部13、短路金屬部14與接地元件10的邊緣101將形成一環(huán)形天線結(jié)構(gòu)。換言之，當?shù)谝磺袚Q開關151導通，且第二切換開關152不導通時，天線元件11將形成一環(huán)形天線，且此時的天線元件11經(jīng)由第一饋入點(亦即，第一金屬部12的第一端121)饋入能量。因此，通信模塊19將經(jīng)由電容元件18傳送一饋入信號至天線元件11的第一饋入點，以致使天線元件11操作于第一頻帶。
[0040]另一方面，當?shù)谝磺袚Q開關151不導通,且第二切換開關152導通時,第二金屬部13與短路金屬部14將形成一倒F形天線結(jié)構(gòu)。換言之，當?shù)谝磺袚Q開關151不導通，且第二切換開關152導通時，天線元件11將形成一倒F形天線，且此時的天線元件11經(jīng)由第二饋入點133饋入能量。因此，通信模塊19將經(jīng)由導通的第二切換開關152傳送饋入信號至天線元件11的第二饋入點133,以致使天線元件11操作于第二頻帶。
[0041]值得一提的是，通信裝置100可通過至少一匹配電路來增加天線元件11的操作頻帶的頻寬。例如，如圖1所示，在一實施例中，通信裝置100還包括一第一匹配電路16與一第二匹配電路17。其中，第一匹配電路16電性連接在電容元件18與通信模塊19之間，且第二匹配電路17電性連接在第二切換開關152與通信模塊19之間。當天線元件11操作于第一頻帶時，第一匹配電路16可用以改善第一頻帶的阻抗匹配，進而擴展第一頻帶的頻寬。此外，當天線元件11操作于第二頻帶時，第二匹配電路17可用以改善第二頻帶的阻抗匹配，進而擴展第二頻帶的頻寬。
[0042]值得注意的是，天線元件11可重組為一環(huán)形天線或是一倒F形天線。其中，倒F形天線是由環(huán)形天線的部分區(qū)間所形成，且倒F形天線的饋入結(jié)構(gòu)(亦即，第二饋入點133)是位于環(huán)形天線的內(nèi)部。換言之，天線元件11的尺寸主要是由環(huán)形天線所決定。此外，通信裝置100可在不增加天線元件11的整體尺寸的情況下，將天線元件11從環(huán)形天線重組成一倒F形天線。
[0043]另一方面，電容元件18可有效地降低環(huán)形天線的共振長度，進而有助于降低天線元件11的尺寸。再者，比起一般使用高電感值的電感元件來降低天線元件的尺寸的方式，使用電容元件來降低天線元件的尺寸的方式，可以避免因高電感值的電感元件所產(chǎn)生的高歐姆損失，進而避免降低天線的輻射效率的問題。另一方面，由于天線元件11的主要結(jié)構(gòu)為環(huán)形天線，且環(huán)形天線在操作上并無開口端，因此天線元件11可以達成低姿勢(low-profile)的優(yōu)點，進而有助于通信裝置100在薄形化上的發(fā)展。
[0044]圖2為用以說明圖1實施例的天線元件在經(jīng)由第一饋入點饋入能量下的回波損耗(return loss)圖。在此實施例中，接地元件10的尺寸可約為150X200mm2,亦即接地元件10的尺寸為一典型平板通信裝置的接地元件的尺寸。此外，天線元件11的高度約為8_，且天線元件11的長度約為35mm。如圖2所示，當?shù)谝磺袚Q開關151導通，且第二切換開關152不導通時，天線元件11中的第一金屬部12、第二金屬部13及短路金屬部14，將與接地元件10的邊緣101形成一環(huán)形天線結(jié)構(gòu)，進而致使天線元件11可操作于一第一頻帶21，其中第一頻帶21可涵蓋全球移動通信系統(tǒng)(Global System For Mobile Communicat1ns,簡稱GSM) 850/900的頻帶。
[0045]圖3為用以說明圖1實施例的天線元件在經(jīng)由第二饋入點饋入能量的回波損耗圖。如圖3所示，當?shù)诙袚Q開關152導通，且第一切換開關151不導通時，天線元件11中的第二金屬部13與短路金屬部14將形成一倒F形天線結(jié)構(gòu)，進而致使天線元件11可操作于一第二頻帶31，其中第二頻帶可涵蓋GSM1800/1900/通用移動通信系統(tǒng)(UniversalMobile Telecommunicat1ns System,簡稱 UMTS)/LTE2300/LTE2500 頻帶。
[0046]圖4為用以說明圖1實施例的天線元件在經(jīng)由第一饋入點饋入能量下的天線效率圖。如圖4所示，當?shù)谝磺袚Q開關151導通，且第二切換開關152不導通時，天線元件11經(jīng)由第一饋入點饋入能量,且天線元件11操作于第一頻帶(例如:GSM850/900頻帶)的天線效率如一天線效率曲線41所示。參照天線效率曲線41來看，天線元件11操作于GSM850/900頻帶時都有不錯的天線效率(包含回波損耗的輻射效率)，并符合實際應用的需求。
[0047]圖5為用以說明圖1實施例的天線元件在經(jīng)由第二饋入點饋入能量下的天線效率圖。如圖5所示，當?shù)诙袚Q開關152導通，且第一切換開關151不導通時，天線元件11經(jīng)由第二饋入點133饋入能量，且天線元件11操作于第二頻帶(例如:GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500頻帶)的天線效率如一天線效率曲線51所示。參照天線效率曲線51來看，天線元件11操作于GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500各頻帶時都有不錯的天線效率(包含回波損耗的輻射效率)，并符合實際應用的需求。
[0048]圖6為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖6實施例為圖1實施例的延伸。亦即，圖6所列舉的通信裝置600基本上與圖1所列舉的通信裝置100相似。
[0049]舉例來說，天線元件61包括第一金屬部62及第二金屬部63。其中，第一金屬部62的第一端621為天線兀件61的第一饋入點，且第一金屬部62的第二端622經(jīng)由第一切換開關651電性連接至第二金屬部63的第三端631。此外，第二金屬部63的第四端632經(jīng)由短路金屬部64電性連接至接地元件10，且第二金屬部63的第二饋入點633經(jīng)由第二切換開關652電性連接至通信模塊19。
[0050]與圖1實施例主要不同之處在于，圖6中的電容元件68配置于接地元件10上方的凈空區(qū)間內(nèi)，且電容元件68可為一晶片電容或一分布式電容元件。在此相似結(jié)構(gòu)下，圖6所列舉的通信裝置600亦可以達成與圖1實施例相似的功效。
[0051]圖7為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖7實施例為圖1實施例的延伸。亦即，圖7所列舉的通信裝置700基本上與圖1所列舉的通信裝置100相似。
[0052]舉例來說，天線元件71包括第一金屬部72及第二金屬部73。其中，第一金屬部72的第一端721為天線元件71的第一饋入點，且第一金屬部72的第二端722經(jīng)由第一切換開關751電性連接至第二金屬部73的第三端731。此外，第二金屬部73的第四端732經(jīng)由短路金屬部74電性連接至接地元件10，且第二金屬部73的第二饋入點733經(jīng)由第二切換開關752電性連接至通信模塊19。
[0053]與圖1實施例主要不同之處在于，圖1中天線元件11所在的平面大致平行于接地元件10，且天線元件11與接地元件10不相互重疊，而圖7中天線元件71所在的平面大致垂直于接地元件10,并鄰近接地元件的邊緣101。舉例來說,如圖7所示,天線元件71所在的平面例如是Z-X平面，且接地元件10大致平行于X-Y平面。在此相似結(jié)構(gòu)下，圖7所列舉的通信裝置700也可以達成與圖1實施例相似的功效。此外，在圖7實施例中，因為天線元件71并無占用接地元件10上方的凈空區(qū)間，故圖7實施例可以適用于具有全金屬背蓋的通信裝置。
[0054]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種通信裝置，其特征在于，包括: 一接地元件；以及 一天線元件，鄰近該接地元件的一邊緣，并與該邊緣形成一環(huán)形圈結(jié)構(gòu)，該天線元件并包括: 一第一金屬部，具有一第一端及一第二端，該第一端為該天線兀件的一第一饋入點，該第一饋入點經(jīng)由一電容元件電性連接至一通信模塊；以及 一第二金屬部，具有一第三端及一第四端，該第三端經(jīng)由一第一切換開關電性連接至該第一金屬部的該第二端，該第四端經(jīng)由一短路金屬部連接至該接地元件， 其中，該第二金屬部還具有一第二饋入點，該第二饋入點經(jīng)由一第二切換開關電性連接至該通信模塊，且該第二饋入點遠離該第二金屬部的該第三端，并鄰近該第二金屬部的該第四端。
2.根據(jù)權利要求1所述的通信裝置，其特征在于，當該第一切換開關導通，且該第二切換開關不導通時，該天線元件經(jīng)由該第一饋入點饋入能量，并操作于一第一頻帶。
3.根據(jù)權利要求1所述的通信裝置，其特征在于，當該第二切換開關導通，且該第一切換開關不導通時，該天線元件經(jīng)由該第二饋入點饋入能量，并形成一倒F形天線。
4.根據(jù)權利要求1所述的通信裝置，其特征在于，該通信模塊切換該第一切換開關與該第二切換開關的狀態(tài)，以致使該天線元件形成一倒F形天線或是一環(huán)形天線。
5.根據(jù)權利要求4所述的通信裝置，其特征在于，該通信模塊響應于該第一切換開關與該第二切換開關的狀態(tài)，傳送一饋入信號至該第一饋入點或是該第二饋入點，以致使該天線元件操作于一第一頻帶或是一第二頻帶。
6.根據(jù)權利要求4所述的通信裝置，其特征在于，當該天線元件形成該環(huán)形天線時，該天線元件操作于一第一頻帶，當該天線元件形成該倒F形天線時,該天線元件操作于一第二頻帶，且該第二頻帶的頻率高于該第一頻帶的頻率。
7.根擁權利要求1所述的通信裝置，還包括: 一第一匹配電路，電性連接在該電容元件與該通信模塊之間；以及 一第二匹配電路，電性連接在該第二切換開關與該通信模塊之間。
8.根據(jù)權利要求1所述的通信裝置，其特征在于，該電容元件為一晶片電容元件或一分布式電容兀件。
9.根據(jù)權利要求1所述的通信裝置，其特征在于，該天線元件所在的平面與該接地元件平行，且該天線元件與該接地元件不互相重疊。
10.根據(jù)權利要求1所述的通信裝置，其特征在于，該天線元件所在的平面與該接地元件垂直，并鄰近該接地元件的該邊緣。
【文檔編號】H01Q3/24GK104283004SQ201310284647
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權日:2013年7月8日
【發(fā)明者】翁金輅, 陳孟廷 申請人:宏碁股份有限公司