天線結(jié)構(gòu)及具有該天線結(jié)構(gòu)的無線通信裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種天線結(jié)構(gòu)，其包括饋入部、接地部、主天線、次天線以及金屬環(huán)，該主天線包括第一輻射體及第二輻射體，第一輻射體及第二輻射體均電性連接至饋入部，并分別位于饋入部的相對(duì)兩側(cè)；該次天線與主天線間隔設(shè)置，包括第三輻射體及第四輻射體，第三輻射體及第四輻射體均電性連接至接地部，并分別位于接地部的相對(duì)兩側(cè)；該金屬環(huán)接地并連接于接地部相對(duì)次天線的一端。上述的天線結(jié)構(gòu)體積小，且可接收多頻段信號(hào)。另外，本發(fā)明還提供一種具有該天線結(jié)構(gòu)的無線通信裝置。
【專利說明】天線結(jié)構(gòu)及具有該天線結(jié)構(gòu)的無線通信裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種天線結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種可接收多個(gè)頻段的天線結(jié)構(gòu)及具有該天線結(jié)構(gòu)的無線通信裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在無線通信裝置中，用來發(fā)射、接收無線電波以傳遞、交換無線電數(shù)據(jù)信號(hào)的天線裝置，無疑是無線通信裝置中最重要的組件之一。近年來各種使用不同工作頻帶的通信系統(tǒng)及應(yīng)用的不斷出現(xiàn)，則使得天線的設(shè)計(jì)朝向涵蓋多個(gè)系統(tǒng)頻帶的天線結(jié)構(gòu)發(fā)展。為了確保無線通信裝置于使用不同工作頻帶的多種無線通信系統(tǒng)中均可進(jìn)行信號(hào)傳輸，該天線裝置必須能夠收發(fā)多種不同頻率之信號(hào)。另一方面，天線結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但由于天線模塊的外觀亦趨向于輕薄與微型化，使得天線設(shè)計(jì)除了寬帶之外，亦需同時(shí)具備有小型化的特征。如何在不增加無線通信裝置體積的前提下使天線具有寬帶的特性，已成為各家天線廠商最大的挑戰(zhàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，有必要提供一種可接收多頻段信號(hào)且體積小的天線結(jié)構(gòu)。
[0004]另，有必要提供一種具有該天線結(jié)構(gòu)的無線通信裝置。
[0005]—種天線結(jié)構(gòu)，其包括饋入部、接地部、主天線、次天線以及金屬環(huán)，該主天線包括第一輻射體及第二輻射體，第一輻射體及第二輻射體均電性連接至饋入部，并分別位于饋入部的相對(duì)兩側(cè)；該次天線與主天線間隔設(shè)置，包括第三輻射體及第四輻射體，第三輻射體及第四輻射體均電性連接至接地部，并分別位于接地部的相對(duì)兩側(cè)；該金屬環(huán)接地并連接于接地部相對(duì)次天線的一端。
[0006]一種無線通信裝置，其包括一天線結(jié)構(gòu)，該天線結(jié)構(gòu)包括饋入部、接地部、主天線、次天線以及金屬環(huán)，該主天線包括第一輻射體及第二輻射體，第一輻射體及第二輻射體均電性連接至饋入部，并分別位于饋入部的相對(duì)兩側(cè)；該次天線與主天線間隔設(shè)置，包括第三輻射體及第四輻射體，第三輻射體及第四輻射體均電性連接至接地部，并分別位于接地部的相對(duì)兩側(cè)；該金屬環(huán)接地并連接于接地部相對(duì)次天線的一端。
[0007]所述天線結(jié)構(gòu)包括多個(gè)輻射體，并通過無線通信裝置的金屬環(huán)與輻射體之間的電磁耦合產(chǎn)生諧振模態(tài)，以便在未增加無線通信裝置的體積下，該天線結(jié)構(gòu)可收發(fā)多個(gè)頻段的無線信號(hào)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施方式的天線結(jié)構(gòu)的立體示意圖；
圖2為圖1所示的天線結(jié)構(gòu)的回波損耗示意圖；
圖3為圖1所示的天線結(jié)構(gòu)的天線效率示意圖。
[0009]主要元件符號(hào)說明天線結(jié)構(gòu)100

主天線

次天線300

饋入部Τ?~
接地部i
第一輻射體第二輻射體40
第一延長(zhǎng)段41
第二延長(zhǎng)段42
第三延長(zhǎng)段43

第三輻射體50

第一連接段51

第二連接段52

第三連接段53

第四輻射體60

第一結(jié)合段61

第二結(jié)合段62

第三結(jié)合段63

第四結(jié)合段64

金屬環(huán)_70
如下【具體實(shí)施方式】將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。

【具體實(shí)施方式】
[0010]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明之較佳實(shí)施方式提供一種天線結(jié)構(gòu)100，其應(yīng)用于移動(dòng)電話、平板電腦等無線通信裝置(圖未示)中，用于收發(fā)無線信號(hào)。
[0011]該天線結(jié)構(gòu)100包括饋入部10、接地部20、主天線200、次天線300以及金屬環(huán)70。
主天線200電性連接至饋入部10。次天線300通過接地部20電性連接至金屬環(huán)70，金屬環(huán)70接地。主天線200與次天線300相互間隔設(shè)置。
[0012]該饋入部10用于與無線通信裝置的電路板上的信號(hào)饋入點(diǎn)(圖未示)電性連接，以為天線結(jié)構(gòu)100饋入電流。在本實(shí)施例中，饋入部10為L(zhǎng)形，一端垂直于電路板所在平面并與電路板上的信號(hào)饋入點(diǎn)電性連接，另一端與電路板所在平面平行設(shè)置并電性連接主天線 200。
[0013]該接地部20電性連接次天線300與金屬環(huán)70電性連接，以使天線結(jié)構(gòu)100通過金屬環(huán)70接地。
[0014]主天線200為一單極天線，其與電路板平行間隔設(shè)置，包括第一輻射體30及第二輻射體40。第一輻射體30及第二輻射體40均電性連接至饋入部10，并分別位于饋入部10的相對(duì)兩側(cè)。
[0015]該第一輻射體30呈I形，為一矩形長(zhǎng)條片狀體。該第一輻射體30的垂直連接于饋入部10平行于電路板的一端。
[0016]該第二輻射體40呈平面U形，包括依次連接的第一延長(zhǎng)段41、第二延長(zhǎng)段42及第三延長(zhǎng)段43。該第一延長(zhǎng)段41由第一輻射體30與饋入部10連接的一端向饋入部10的另一側(cè)延伸。該第二延長(zhǎng)段42垂直連接于第一延長(zhǎng)段41與第三延長(zhǎng)段43之間。第二延長(zhǎng)段42與饋入部10分別垂直連接于第一延長(zhǎng)段41的相反兩端的相反兩側(cè)。第三延長(zhǎng)段43與第一延長(zhǎng)段41平行間隔設(shè)置。
[0017]次天線300為微帶線，包括第三輻射體50及第四輻射體60。第三輻射體50及第四輻射體60均電性連接至接地部20，并分別位于接地部20的相對(duì)兩側(cè)。
[0018]該第三輻射體50大致間隔環(huán)繞主天線200的第二輻射體40的外圍設(shè)置，包括依次連接的第一連接段51、第二連接段52及第三連接段53。該第一連接段51垂直于主天線200所在平面設(shè)置，并位于主天線200與電路板之間。第一連接段51呈平面L形，一端連接于接地部20并以平行于第三延長(zhǎng)段43的延伸方向于第三延長(zhǎng)段43與第二延長(zhǎng)段42連接處的外側(cè)延伸，另一端平面垂直延伸到主天線200所在平面。該第二連接段52與第三連接段53設(shè)置于主天線200所在平面。第二連接段52呈平面L形，一端連接第一連接段51并平行間隔于第二延長(zhǎng)段42外側(cè)設(shè)置，另一端平行并相向于第一連接段51設(shè)置。該第三連接段53為條形片狀，平行間隔設(shè)置于該第一延長(zhǎng)段41外側(cè)。該第三連接段53的寬度大于第二連接段52，其內(nèi)側(cè)相對(duì)于第二連接段52更靠近第一延長(zhǎng)段41，其外側(cè)與第二連接段52平齊連接。第二連接段52與第三連接段53的連接處剛好對(duì)準(zhǔn)第二延長(zhǎng)段42的外側(cè)緣。
[0019]該第四輻射體60連接于接地部20相對(duì)于第三輻射體50的一側(cè)。該第四輻射體60包括依次連接的第一結(jié)合段61、第二結(jié)合段62、第三結(jié)合段63及第四結(jié)合段64。該第一結(jié)合段61連接于該接地部20,且該第一結(jié)合段61與該第一連接段51在同一直線上。該第二結(jié)合段62連接于該第一結(jié)合段61，并與第一結(jié)合段61所在平面及主天線200所在平面兩兩垂直設(shè)置。該第三結(jié)合段63與第二結(jié)合段62位于同一平面，垂直連接第二結(jié)合段62并延伸到主天線200所在平面與第四結(jié)合段64連接。該第四結(jié)合段64位于主天線200所在平面，由第三結(jié)合段63的末端以平行于第一輻射體30的方向延伸到第一結(jié)合段61與第一輻射體30之間。在本實(shí)施中，該第四結(jié)合段64的長(zhǎng)度小于第三延長(zhǎng)段43。
[0020]該金屬環(huán)70為無線通信裝置殼體的一部分，具體的，可以是無線通信裝置的金屬邊框。該金屬環(huán)70圍繞無線通信裝置的電路板設(shè)置，并電性連接到電路板的接地點(diǎn)。該金屬環(huán)70連接于接地部20相對(duì)次天線300的一端，并與主天線200、次天線300間隔設(shè)置。該金屬環(huán)70垂直于電路板所在平面設(shè)置。
[0021]當(dāng)所述天線結(jié)構(gòu)100工作時(shí)，電流自饋入部10進(jìn)入后,在主天線200與次天線300的電磁耦合下，可分別沿第一輻射體30、第二輻射體40、第三輻射體50、第四輻射體60及金屬環(huán)70獲得不同長(zhǎng)度的電流路徑，使天線結(jié)構(gòu)100獲得多個(gè)工作頻帶，具體說明如下。
[0022]最大電流流經(jīng)第一輻射體30時(shí)，第四輻射體60共振倍頻，其共振激發(fā)出中心頻率為2500MHz的第一高頻諧振模態(tài)，從而使天線結(jié)構(gòu)100工作于LTE頻段。
[0023]最大電流流經(jīng)第二輻射體40時(shí)，激發(fā)出中心頻率為1800MHz的第二高頻諧振模態(tài)，從而使天線結(jié)構(gòu)工作于DCS/PCSLTE頻段。
[0024]最大電流流經(jīng)第三輻射體50時(shí)，激發(fā)出中心頻率為2000MHz的第三高頻諧振模態(tài)，從而使天線結(jié)構(gòu)100工作于WCDMA頻段。
[0025]最大電流流經(jīng)次天線300的第三輻射體50、第四輻射體60以及金屬環(huán)70時(shí)，激發(fā)出中心頻率為800MHz的低頻諧振模態(tài)，從而使天線結(jié)構(gòu)100工作于GSM/EGSM頻段。
[0026]請(qǐng)參閱圖2,所示為本發(fā)明天線結(jié)構(gòu)100的回波損耗(Return Loss, RL)測(cè)量結(jié)果示意圖。由圖2可以看出，該天線結(jié)構(gòu)100于800MHz、1800MHz、2000MHz及2500MHz的中心頻率下均可滿足天線工作設(shè)計(jì)要求。
[0027]請(qǐng)參閱圖3，所示為本發(fā)明天線結(jié)構(gòu)100的天線效率測(cè)量結(jié)果示意圖。由圖3可以看出，該天線結(jié)構(gòu)100在低頻工作頻帶(800MHz?1000MHz)的天線效率都達(dá)60%以上，而在高頻工作頻段(1700MHz?22000MHz)天線效率平均都有70%。
[0028]本發(fā)明天線結(jié)構(gòu)100包括多個(gè)輻射體，并通過無線通信裝置的金屬環(huán)70與輻射體之間的電磁耦合產(chǎn)生多個(gè)諧振模態(tài)，以便在未增加無線通信裝置的體積下，該天線結(jié)構(gòu)100可收發(fā)多個(gè)頻段的無線信號(hào)。
【權(quán)利要求】
1.一種天線結(jié)構(gòu)，包括饋入部及接地部，所述饋入部用于饋入電流，其特征在于:所述天線結(jié)構(gòu)還包括主天線、次天線以及金屬環(huán)，該主天線包括第一輻射體及第二輻射體，第一輻射體及第二輻射體均電性連接至饋入部，并分別位于饋入部的相對(duì)兩側(cè)；該次天線與主天線間隔設(shè)置，包括第三輻射體及第四輻射體，第三輻射體及第四輻射體均電性連接至接地部，并分別位于接地部的相對(duì)兩側(cè)；該金屬環(huán)接地并連接于接地部相對(duì)次天線的一端。
2.如權(quán)利要求1所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于:最大電流流經(jīng)第一輻射體時(shí)，第四輻射體共振倍頻，其共振激發(fā)出第一高頻諧振模態(tài)；最大電流流經(jīng)第二輻射體時(shí)，激發(fā)出第二高頻諧振模態(tài)；最大電流流經(jīng)第三輻射體時(shí)，激發(fā)出第三高頻諧振模態(tài)；最大電流流經(jīng)次天線的第三輻射體、第四輻射體以及金屬環(huán)時(shí)，激發(fā)出低頻諧振模態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于:該主天線為單極天線，第一輻射體呈長(zhǎng)條片狀體，垂直連接于饋入部的一端。
4.如權(quán)利要求2所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于:該第二輻射體與第一輻射體位于同一平面，包括依次連接的第一延長(zhǎng)段、第二延長(zhǎng)段及第三延長(zhǎng)段，該第一延長(zhǎng)段、第二延長(zhǎng)段及第三延長(zhǎng)段構(gòu)成大致呈U形的結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于:該第一延長(zhǎng)段連接于饋入部，該第一延長(zhǎng)段與該第一輻射體的延伸方向相同，該第二延長(zhǎng)段連接于第一延長(zhǎng)段與第三延長(zhǎng)段之間，并與第一延長(zhǎng)段和第三延長(zhǎng)段垂直連接。
6.如權(quán)利要求2所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于:該第三輻射體大致間隔環(huán)繞主天線的第二輻射體的外圍設(shè)置。
7.如權(quán)利要求6所述的天線結(jié)構(gòu),其特征在于:該第三福射體包括依次連接的第一連接段、第二連接段及第三連接段，該第一連接段垂直于主天線所在平面設(shè)置，并位于主天線與電路板之間，第一連接段呈平面L形，該第二連接段與第三連接段設(shè)置于主天線所在平面，第二連接段呈平面L形，該第三連接段為條形片狀，平行間隔設(shè)置于該第一延長(zhǎng)段外偵牝該第三連接段的寬度大于第二連接段，其內(nèi)側(cè)相對(duì)于第二連接段更靠近第一延長(zhǎng)段。
8.如權(quán)利要求7所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于:該第四輻射體包括依次連接的第一結(jié)合段、第二結(jié)合段、第三結(jié)合段及第四結(jié)合段，該第一結(jié)合段連接于該接地部，該第二結(jié)合段連接于該第一結(jié)合段，并與第一結(jié)合段所在平面及主天線所在平面兩兩垂直設(shè)置，該第三結(jié)合段與第二結(jié)合段位于同一平面，垂直連接第二結(jié)合段并延伸到主天線所在平面與第四結(jié)合段連接，該第四結(jié)合段位于主天線所在平面，由第三結(jié)合段的末端以平行于第一輻射體的方向延伸到第一結(jié)合段與第一輻射體之間。
9.如權(quán)利要求2所述的天線結(jié)構(gòu)，其特征在于:該第一高頻諧振模態(tài)的中心頻率為2500MHz，第二高頻諧振模態(tài)的中心頻率為1800MHz，第三高頻諧振模態(tài)的中心頻率為2000MHz，低頻諧振模態(tài)的中心頻率為800MHz。
10.一種無線通信裝置，其特征在于:該無線通信裝置包括權(quán)利要求1、中任一項(xiàng)所述的天線結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H01Q21/30GK104134869SQ201310155215
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2013年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月30日
【發(fā)明者】李義杰, 林彥輝 申請(qǐng)人:深圳富泰宏精密工業(yè)有限公司, 奇美通訊股份有限公司