專利名稱：通信裝置及其天線結(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結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
移動(dòng)科技日新月異，除了要求外觀上達(dá)到輕、薄、短、小，同時(shí)隨著不停演進(jìn)的通信世代，更多的操作帶寬需求也伴隨著產(chǎn)生。而在傳統(tǒng)天線設(shè)計(jì)上，為縮小天線尺寸并同時(shí)獲得寬帶操作，一般需占據(jù)通信裝置頂端或底端的凈空區(qū)間，使得天線整體的品質(zhì)因數(shù)(Quality factor)降低，進(jìn)而增加操作帶寬來涵蓋多頻的操作。例如美國(guó)專利第7，932，865B2 號(hào)“Coplanar coupled-fed multiband antenna for the mobile device，，(共平面耦合饋入的移動(dòng)裝置多頻天線)所揭露的多頻內(nèi)建天線設(shè)計(jì)即是一例，然而此一方式無法運(yùn)用其凈空區(qū)間來更進(jìn)一步增加操作帶寬，以涵蓋更多的操作頻帶。因此，有必要提供一種通信裝置，其具有兩個(gè)寬帶操作頻帶，例如至少涵蓋約824 960MHz 及 1710 2170MHz 頻帶，以滿足無線廣域網(wǎng)(WWAN，Wireless Wide AreaNetwork)的五頻操作，同時(shí)使得天線元件能與周圍的電子元件達(dá)到高度整合。

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結(jié)構(gòu)，以滿足無線廣域網(wǎng)的五頻操作，同時(shí)使得天線元件能與周圍的電子元件達(dá)到高度整合。為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種通信裝置，其包含基板、接地元件、開口槽孔及輻射金屬部。接地元件位于基板的第一表面上。開口槽孔形成于接地元件上，開口槽孔大致與接地元件的邊緣平行，開口槽孔至少產(chǎn)生第一共振模態(tài)，且開口槽孔與接地元件的邊緣的距離小于第一共振模態(tài)的中心頻率的0.05倍波長(zhǎng)。輻射金屬部位于基板相對(duì)應(yīng)于所述第一表面的第二表面上，且開口槽孔至少部分涵蓋輻射金屬部，輻射金屬部至少產(chǎn)生第二共振模態(tài)，輻射金屬部的饋入端電氣耦合至位于基板上的信號(hào)源。為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種天線結(jié)構(gòu)。天線結(jié)構(gòu)包含基板、接地元件、開口槽孔及輻射金屬部。接地元件位于基板的第一表面上。開口槽孔形成于接地元件上，開口槽孔大致與接地元件的邊緣平行，開口槽孔至少產(chǎn)生第一共振模態(tài)，且開口槽孔與接地元件的邊緣的距離小于第一共振模態(tài)的中心頻率的0.05倍波長(zhǎng)。輻射金屬部位于基板相對(duì)應(yīng)于所述第一表面的第二表面上，且開口槽孔至少部分涵蓋輻射金屬部，輻射金屬部至少產(chǎn)生第二共振模態(tài)，輻射金屬部的饋入端電氣耦合至位于基板上的信號(hào)源。


圖1為本發(fā)明通信裝置及其天線結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。圖2A為本發(fā)明通信裝置及其天線結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。圖2B為本發(fā)明通信裝置及其天線結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的量測(cè)回波損耗圖。圖3A為現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)通信裝置及其傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖3B為圖3A所示的傳統(tǒng)通信裝置及其傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)的仿真回波損耗圖。圖4為本發(fā)明通信裝置及其天線結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下:1、2、3、4通信裝置及其天線結(jié)構(gòu)11,31接地元件111接地元件的邊緣12、32基板121、321第一表面122第二表面13開口槽孔14、34、44輻射金屬部

141、341饋入端15、35信號(hào)源26、46金屬導(dǎo)體271、272、71、472電氣耦合點(diǎn)3211基板上凈空區(qū)間(無接地面區(qū)間)2100第二實(shí)施例的第一操作頻帶2200第二實(shí)施例的第二操作頻帶3100現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例的操作頻帶48電子元件(數(shù)據(jù)傳輸接頭)d開口槽孔與接地元件的邊緣的距離
具體實(shí)施例方式為讓本發(fā)明的上述和其他目的、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)說明如下。在說明書及權(quán)利要求書當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。所屬領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及權(quán)利要求書并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書及權(quán)利要求書當(dāng)中所提及的「包含」為一開放式的用語，故應(yīng)解釋成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電氣連接于所述第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至所述第二裝置。請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明的通信裝置I及其天線結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。通信裝置I包括接地面元件11、基板12、開口槽孔13及輻射金屬部14。接地元件11位于基板12的第一表面121上。開口槽孔13形成于接地元件11上，開口槽孔13大致與接地元件11的邊緣111平行，開口槽孔13至少產(chǎn)生第一共振模態(tài)，且開口槽孔13與接地元件11的邊緣111的距離d小于第一共振模態(tài)的中心頻率的0.05倍波長(zhǎng)，使得開口槽孔13足夠靠近接地元件11的邊緣111，而具有實(shí)際運(yùn)用價(jià)值。此外，輻射金屬部14位于基板12相對(duì)于所述第一表面121的第二表面122上，且開口槽孔13至少部分涵蓋所述輻射金屬部14，所述輻射金屬部14至少產(chǎn)生第二共振模態(tài)，增加所述通信裝置的操作帶寬，輻射金屬部14的饋入端141電氣耦合至位于基板12上的信號(hào)源15。請(qǐng)注意，在本實(shí)施例中，開口槽孔13的外形大致為長(zhǎng)方形，但此并非本發(fā)明的限制條件。此外，輻射金屬部14可為單極天線，但本發(fā)明并不局限于此。請(qǐng)一并參考圖2A以及圖2B，圖2A為本發(fā)明的通信裝置2及其天線結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，而圖2B則為通信裝置2及其天線結(jié)構(gòu)的回波損耗圖。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的主要差異在于第二圖中的通信裝置2及其天線結(jié)構(gòu)還包含金屬導(dǎo)體26，且此時(shí)接地元件11的邊緣111經(jīng)由電氣耦合點(diǎn)271及電氣耦合點(diǎn)272電氣耦合至金屬導(dǎo)體26，并大致垂直于接地元件11，且金屬導(dǎo)體26具有寬度，金屬導(dǎo)體26的寬度不大于通信裝置2的厚度。在本實(shí)施例中，所述金屬導(dǎo)體26可為通信裝置2的邊框的一部份，但本發(fā)明并不局限于此。由于第二實(shí)施例的通信裝置2的天線結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的通信裝置I的天線結(jié)構(gòu)相似，在此相似結(jié)構(gòu)下，第二實(shí)施例也可以具有與第一實(shí)施例相似的功效。請(qǐng)注意，在第二實(shí)施例中，選擇下列尺寸進(jìn)行實(shí)作:基板12長(zhǎng)度約為110mm，寬度約為60mm,厚度約為0.8mm ;接地面11形成于基板12上；開口槽孔13長(zhǎng)度約為40mm,寬度約為9mm，其長(zhǎng)度約為第一操作頻帶2100的中心頻率(約890MHz)的0.12倍波長(zhǎng)，由于開口槽孔13印刷于基板12上，其為介質(zhì)基板，因此開口槽孔13的長(zhǎng)度少于所述中心頻率的四分之一波長(zhǎng)。如圖2B所示，由量測(cè)結(jié)果可得知，本發(fā)明的第二實(shí)施例在6dB回波損耗的定義之下(移動(dòng)通信裝置天線設(shè)計(jì)規(guī)范)，其第一操作頻帶2100可涵蓋約824 960MHz來達(dá)成GSM850/900的兩頻操作，其第二操作頻帶2200可涵蓋約1710 2170MHz來達(dá)成GSM1800/1900/UMTS的三頻操作，因此所述天線結(jié)構(gòu)可滿足WWAN五頻的操作需求。請(qǐng)一并參考圖3A以及圖3B，圖3A為現(xiàn)有技術(shù)中通信裝置3及其傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，而圖3B則為通信裝置3及其傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)的仿真回波損耗圖。如圖3A所示，通信裝置3包括接地面元件31、基板32、輻射金屬部34。接地元件31位于基板32的第一表面321上。輻射金屬部34位于基板32上的凈空區(qū)間3211，輻射金屬部34的饋入端341電氣耦合至位于基板32上的信號(hào)源35。值得注意的是，通信裝置3及其傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)跟第一實(shí)施例中的通信裝置I及其天線結(jié)構(gòu)的不同之處在于，通信裝置3及其傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)僅由輻射金屬部34產(chǎn)生共振模態(tài)，而未能運(yùn)用凈空區(qū)間3211來形成開口槽孔以增加操作帶寬。請(qǐng)注意，通信裝置3及其傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)選擇下列尺寸進(jìn)行仿真:基板32長(zhǎng)度約為IlOmm,寬度約為60mm,厚度約為0.8mm ;接地面31形成于基板32上；福射金屬部34長(zhǎng)度約為34mm。如圖3B所示，由仿真結(jié)果可得知，通信裝置3及其傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)在6dB回波損耗的定義之下(移動(dòng)通信裝置天線設(shè)計(jì)規(guī)范)，其操作頻帶3100僅可涵蓋GSM1800/1900/UMTS的三頻操作需求，相較于本發(fā)明的第二實(shí)施例(如圖2B所示)，傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)無法使產(chǎn)生共振模態(tài)位于所需的低頻操作頻帶，而無法滿足WWAN五頻的操作需求。請(qǐng)參考圖4，圖4為本發(fā)明通信裝置4及其天線結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。第三實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)的主要差異在于，在圖4中的通信裝置4及其天線結(jié)構(gòu)的接地元件11的邊緣111經(jīng)由電氣耦合點(diǎn)471及電氣耦合點(diǎn)472電氣耦合至金屬導(dǎo)體46，金屬導(dǎo)體46具有寬度，并大致垂直于接地元件11，金屬導(dǎo)體46的寬度不大于通信裝置4的厚度。在本實(shí)施例中，金屬導(dǎo)體46用于放置電子元件48，如數(shù)據(jù)傳輸接頭或者通用串行總線(USB)連接器，且電子元件48的部份結(jié)構(gòu)與接地元件11電氣連接。由于第三實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)相似，在此相似結(jié)構(gòu)下，第三實(shí)施例也可以具有與第一實(shí)施例相似的功效。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種通信裝置，包含天線結(jié)構(gòu)，所述天線結(jié)構(gòu)包含: 基板； 接地元件，其位于所述基板的第一表面上； 開口槽孔，形成于所述接地元件上，所述開口槽孔大致與所述接地元件的邊緣平行，所述開口槽孔至少產(chǎn)生第一共振模態(tài)，且所述開口槽孔與所述接地元件的所述邊緣的距離小于所述第一共振模態(tài)的中心頻率的0.05倍波長(zhǎng)；以及 輻射金屬部，其位于所述基板相對(duì)應(yīng)于所述第一表面的第二表面上，且所述開口槽孔至少部分涵蓋所述輻射金屬部，所述輻射金屬部至少產(chǎn)生第二共振模態(tài)，所述輻射金屬部的饋入端電氣耦合至位于所述基板上的信號(hào)源。
2.按權(quán)利要求1所述的通信裝置，其特征在于，所述第一共振模態(tài)所對(duì)應(yīng)的第一操作頻帶涵蓋824 960MHz，所述第二共振模態(tài)所對(duì)應(yīng)的第二操作頻帶涵蓋1710 2170MHz。
3.按權(quán)利要求1所述的通信裝置，其特征在于，所述開口槽孔的外形大致為長(zhǎng)方形。
4.按權(quán)利要求1所述的通信裝置，其特征在于，所述輻射金屬部為單極天線。
5.按權(quán)利要求1所述的通信裝置，其特征在于，包含: 金屬導(dǎo)體，其電氣耦接于所述接地元件的所述邊緣，并大致垂直于所述接地元件，且所述金屬導(dǎo)體具有寬度，所述金屬導(dǎo)體的所述寬度不大于所述通信裝置的厚度。
6.按權(quán)利要求5所述的通信裝置，其特征在于，所述金屬導(dǎo)體為所述通信裝置的邊框的一部份。
7.按權(quán)利要求5所述的通信裝置，其特征在于，所述金屬導(dǎo)體用于放置電子元件，且所述電子元件的部份結(jié)構(gòu)電氣稱接于所述接地元件。
8.一種天線結(jié)構(gòu)，包含: 基板； 接地元件，其位于所述基板的第一表面上； 開口槽孔，其形成于所述接地元件上，所述開口槽孔大致與所述接地元件的邊緣平行，所述開口槽孔至少產(chǎn)生第一共振模態(tài)，且所述開口槽孔與所述接地元件的所述邊緣的距離小于所述第一共振模態(tài)的中心頻率的0.05倍波長(zhǎng)；以及 輻射金屬部，其位于所述基板相對(duì)應(yīng)于所述第一表面的第二表面上，且所述開口槽孔至少部分涵蓋所述輻射金屬部，所述輻射金屬部至少產(chǎn)生第二共振模態(tài)，所述輻射金屬部的饋入端電氣耦合至位于所述基板上的信號(hào)源。
9.按權(quán)利要求8所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一共振模態(tài)所對(duì)應(yīng)的第一操作頻帶涵蓋824 960MHz，所述第二共振模態(tài)所對(duì)應(yīng)的第二操作頻帶涵蓋1710 2170MHz。
10.按權(quán)利要求8所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開口槽孔的外形大致為長(zhǎng)方形。
11.按權(quán)利要求8所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述輻射金屬部為單極天線。
12.按權(quán)利要求8所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含: 金屬導(dǎo)體，其電氣耦接于所述接地元件的所述邊緣，并大致垂直于所述接地元件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通信裝置及其天線結(jié)構(gòu)。所述天線結(jié)構(gòu)包含基板、接地元件、開口槽孔及輻射金屬部。接地元件位于所述基板的第一表面上。開口槽孔形成于所述接地元件上，所述開口槽孔大致與所述接地元件的邊緣平行且至少產(chǎn)生第一共振模態(tài)，且所述開口槽孔與所述接地元件的所述邊緣的距離小于所述第一共振模態(tài)的中心頻率的0.05倍波長(zhǎng)。輻射金屬部位于所述基板相對(duì)應(yīng)于所述第一表面的第二表面上，且所述開口槽孔至少部分涵蓋所述輻射金屬部，所述輻射金屬部至少產(chǎn)生的第二共振模態(tài)，所述輻射金屬部的饋入端電氣耦合至位于所述基板上的信號(hào)源。
文檔編號(hào)H04B1/38GK103094686SQ20111033205
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者翁金輅, 林栢暐 申請(qǐng)人:宏碁股份有限公司