專利名稱：移動通信裝置及其天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動通信裝置及其天線，特別是一種具有多頻天線的移動通信裝 置及其多頻天線。
背景技術(shù)：
隨著移動通信產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，移動通信裝置的產(chǎn)品相當(dāng)多元化，其中，又以移動 手機(jī)最為普及?，F(xiàn)今的移動手機(jī)不但通信功能已是基本需求，多媒體的應(yīng)用及其傳輸亦是 不可缺少。例如人們使用手機(jī)上網(wǎng)獲得即時(shí)信息、文字處理重要文件或是享受影音帶來的 娛樂等。移動手機(jī)所提供的服務(wù)大多需依靠無線通信傳輸來達(dá)到，因此天線是實(shí)現(xiàn)多媒體 手機(jī)的重要關(guān)鍵組件。為了達(dá)到眾多不同的無線應(yīng)用，手機(jī)天線的多頻化已是發(fā)展趨勢，這亦代表天線 需具有同時(shí)多頻工作的功能。一般手機(jī)天線設(shè)計(jì)大多以倒F形天線為主，其中又以使用多 個(gè)共振路徑產(chǎn)生多個(gè)共振模態(tài)來達(dá)到多頻或?qū)拵Чぷ鬏^為常見，例如中國臺灣專利公告號 第1227576號“具有寄生短路金屬臂之雙頻倒F形天線”，其公開一種利用多個(gè)共振路徑產(chǎn) 生多個(gè)共振模態(tài)來達(dá)到多頻工作，然而該天線的工作帶寬仍相當(dāng)有限，無法滿足現(xiàn)今無線 通信 LTE(Long Term Evolution)及 WffAN(Wireless Wide Area Network)所需的八頻工 作，包含低頻帶的LTE700/GSM850/900 (698至960MHz)三頻工作及高頻帶的GSM1800/1900/ UMTS/LTE2300/LTE2500 (1710至^90MHz)五頻工作。若再使用更多個(gè)共振路徑來達(dá)到寬帶 或多頻工作，天線的物理尺寸將太大，不適合應(yīng)用于現(xiàn)今移動手機(jī)之中。因此，有必要提供一種移動通信裝置，以改善先前技術(shù)所存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種移動通信裝置，其具有天線，該天線尺寸小，使用一個(gè) 寬輻射金屬部，即能在低頻及高頻分別產(chǎn)生寬帶工作頻帶，達(dá)到雙寬帶的特性，可以同時(shí)滿 足LTE/WWAN的八頻工作。本發(fā)明的另一目的在于提供一種天線，該天線尺寸小，使用一個(gè)寬輻射金屬部，即 能在低頻及高頻分別產(chǎn)生寬帶工作頻帶，達(dá)到雙寬帶的特性，可以同時(shí)滿足LTE/WWAN的八 頻工作。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的移動通信裝置具有一接地面及一天線，該天線位于 一介質(zhì)基板上。該天線包含一輻射金屬部，其具有一寬度與一長度，該寬度至少為該長度 的1/8以上，該輻射金屬部的一邊緣面向該接地面，并且該邊緣與該接地面之間具有一間 距，在該邊緣上具有一短路點(diǎn)，該輻射金屬部通過該長度的中央定義一中心線，該短路點(diǎn)與 該輻射金屬部的該中心線的距離小于15mm ；—耦合金屬部，其藉由一耦合間距將電磁能量 耦合至該輻射金屬部，該耦合金屬部并經(jīng)由一連接金屬線電氣連接至一信號源，該連接金 屬線與該輻射金屬部的該中心線的距離小于15mm;以及一短路金屬部，其一端電氣連接至 該輻射金屬部，其另一端電氣連接至該接地面，該短路金屬部具有一芯片電感，或該短路金屬部的長度至少為該輻射金屬部與該接地面的該間距的2倍長。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的天線用于具有一接地面的一移動通信裝置，該天線 包含一輻射金屬部，其具有一寬度與一長度，該寬度至少為該長度的1/8以上，該輻射金 屬部的一邊緣面向該接地面，并且該邊緣與該接地面之間具有一間距，在該邊緣上具有一 短路點(diǎn)，該輻射金屬部通過該長度的中央定義一中心線，該短路點(diǎn)與該輻射金屬部的該中 心線的距離小于15mm; —耦合金屬部，其藉由一耦合間距將電磁能量耦合至該輻射金屬 部，該耦合金屬部并經(jīng)由一連接金屬線電氣連接至一信號源，該連接金屬線與該輻射金屬 部的該中心線的距離小于15mm;以及一短路金屬部，其一端電氣連接至該輻射金屬部，其 另一端電氣連接至該接地面，該短路金屬部具有一芯片電感，或該短路金屬部的長度至少 為該輻射金屬部與該接地面的該間距的2倍長。本發(fā)明移動通信裝置的天線在低頻與高頻均具有寬帶的特性，其工作頻帶可同時(shí) 涵蓋LTE/GSM/UMTS的八頻工作，且天線具有尺寸小的特點(diǎn)，適合內(nèi)藏于現(xiàn)今移動通信裝置 之中。


圖1為本發(fā)明移動通信裝置圖2為本發(fā)明移動通信裝置圖3為本發(fā)明移動通信裝置圖4為本發(fā)明移動通信裝置圖5為本發(fā)明移動通信裝置圖6為本發(fā)明移動通信裝置主要組件符號說明移動通信裝置1、3、4、5、6接地面11接地點(diǎn)111天線12、32、42、52、62介質(zhì)基板121輻射金屬部13、43、63 —邊緣131間距132短路點(diǎn)133中心線134VSWR電壓駐波比的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。 的第一實(shí)施例的實(shí)測返回?fù)p失圖. 的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。 的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。 的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。 的第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。寬度Π5 長度136耦合金屬部14、54 耦合間距15、55 連接金屬線16、56 -端 161,561 短路金屬部17、37 第一工作頻帶21 第二工作頻帶22 槽孔 637、638
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，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。請參考圖1，圖1為本發(fā)明移動通信裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。移動通信裝置1 具有接地面11及天線12，天線12位于介質(zhì)基板121上，舉例來說，天線12以蝕刻或印刷技術(shù)形成于介質(zhì)基板121上。天線12包含輻射金屬部13、耦合金屬部14與短路金屬部17。在本實(shí)施例中，輻射金屬部13呈長方形，其具有寬度135與長度136，其中寬度 135至少為長度136的1/8。若寬度135小于長度136的1/8時(shí)，天線12的工作帶寬將明 顯下降，而無法滿足低頻頻帶至少約270MHz及高頻頻帶至少約IGHz的需求。輻射金屬部13的邊緣131面向接地面11，亦即邊緣131為輻射金屬部13的四個(gè) 邊緣中，較接近接地面11的邊緣。邊緣131與接地面11之間具有間距132，在邊緣131上 具有短路點(diǎn)133，短路點(diǎn)133與輻射金屬部中心線134的距離小于15mm，且原則上距離愈小 愈好。對于一般移動通信裝置如移動手機(jī)的寬度至少為40mm以上而言，該距離條件可使得 短路點(diǎn)133大致位于輻射金屬部13的中心線134附近。耦合金屬部14藉由耦合間距15(亦即為介質(zhì)基板121的厚度)將電磁能量耦合 至輻射金屬部13，耦合金屬部14并電氣連接至連接金屬線16，且連接金屬線的一端161電 氣連接至信號源(圖未示)，連接金屬線16的側(cè)邊與輻射金屬部的中心線134的距離小于 15mm,且原則上距離愈小愈好。短路金屬部17的一端電氣連接至輻射金屬部13的短路點(diǎn)133，短路金屬部17的 另一端連接至接地面11的接地點(diǎn)111。在本實(shí)施例中，短路金屬部17的彎折長度至少為輻 射金屬部13與接地面11的間距132的2倍長。其中，短路金屬部17的線寬若愈細(xì)，其長度將可縮短，不過仍至少需為輻射金屬 部13與接地面11的間距132的2倍長，以提供天線輸入阻抗足夠的電感量。原則上短路 金屬部17的線寬必須小于1mm，若短路金屬部17的線寬大于Imm以上，則將不能提供天線 輸入阻抗足夠的電感量。接著請參考圖2，圖2為移動通信裝置的第一實(shí)施例的實(shí)測返回?fù)p失圖。其中橫軸 代表工作頻率，縱軸代表返回?fù)p失。第一實(shí)施例選擇接地面11長度約100mm、寬度約40mm ； 天線12的面積約20x40mm2，位于一厚度約0. 8mm的介質(zhì)基板121上，輻射金屬部13的長度 約40mm、寬度約10mm，寬度約為長度的1/4，輻射金屬部13的邊緣131與接地面11具有約 8mm的間距132，接地面11的短路點(diǎn)133與輻射金屬部13的中心線134的距離約1. Omm ；耦 合金屬部14的長度約12mm、寬度約1. 5mm ；連接金屬線16的長度約8mm，寬度約1. 5mm，并 與輻射金屬部13的中心線134的距離約2mm ；短路金屬部17的長度約31mm，寬度約0. 4mm, 短路金屬部17的彎折長度約為輻射金屬部13與接地面11的間距132的4倍長。短路點(diǎn) 133與輻射金屬部13的中心線134的距離，及連接金屬線16與輻射金屬部13的中心線134 的距離均小于15mm。此時(shí)配合輻射金屬部13具有較寬的寬度(其寬度至少為長度的1/8 以上)及短路金屬部17能提供天線輸入阻抗足夠的電感量，天線12能在低頻頻帶產(chǎn)生一 寬帶工作頻帶。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知，在6dB返回?fù)p失的定義下(移動通信裝置天線設(shè)計(jì)規(guī)范)，本發(fā) 明移動通信裝置第一工作頻帶21可涵蓋LTE700/GSM850/900 (698至960MHz)的三頻工作， 第二工作頻帶 22 可涵蓋 GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/LTE2500 (1710 至 ^90MHz)的五頻工作，因此共可涵蓋八頻工作。接著請參考圖3，圖3為本發(fā)明移動通信裝置的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。移動通信裝 置3具有接地面11及天線32，天線32位于介質(zhì)基板121上。天線32包含輻射金屬部13、 耦合金屬部14與短路金屬部37。5
其中短路金屬部37具有芯片電感，在本實(shí)施例中，其值約8nH，其他結(jié)構(gòu)與第一實(shí) 施例相似。由于芯片電感能夠提供天線32輸入阻抗足夠的電感量，因此適當(dāng)?shù)男酒姼兄?將能有效縮短短路金屬部37的長度。在本實(shí)施例中，短路金屬部37呈直線，其長度可約為 輻射金屬部13與接地面11的間距132。第二實(shí)施例因此亦能獲得與第一實(shí)施例近似的結(jié)果。接著請參考圖4，圖4為本發(fā)明移動通信裝置的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。移動通信裝 置4具有接地面11及天線42，天線42位于介質(zhì)基板121上。天線42包含輻射金屬部43、 耦合金屬部14與短路金屬部17。其中輻射金屬部43為經(jīng)由二次彎折的三維立體結(jié)構(gòu)，其他結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相 似。輻射金屬部43經(jīng)彎折后，可縮小天線42的尺寸，因此可以達(dá)到天線縮小化的目的。第 三實(shí)施例亦能獲得與第一實(shí)施例近似的結(jié)果。接著請參考圖5，圖5為本發(fā)明移動通信裝置的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。移動通信裝 置5具有接地面11及天線52，天線52位于介質(zhì)基板121上。天線52包含輻射金屬部13、 耦合金屬部討與短路金屬部17。其中耦合金屬部M、連接金屬線56與輻射金屬部13在介質(zhì)基板121的相同表面 上，其他結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相似。天線52因?yàn)閱纹矫娴慕Y(jié)構(gòu)，可一次印刷或蝕刻而成，方便 實(shí)際制作。第四實(shí)施例亦能獲得與第一實(shí)施例近似的結(jié)果。接著請參考圖6，圖6為本發(fā)明移動通信裝置的第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。移動通信裝 置6具有接地面11及天線62，天線62位于介質(zhì)基板121上。天線62包含輻射金屬部63、 耦合金屬部14與短路金屬部17。其中輻射金屬部63內(nèi)部具有至少一個(gè)槽孔。在本實(shí)施例中，輻射金屬部63內(nèi)部具 有二個(gè)槽孔637、638，其他結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相似。由于輻射金屬部63為一較寬的金屬部， 其內(nèi)部的表面電流分布相比較于靠近輻射金屬部邊緣131的區(qū)間一般較弱，因此當(dāng)置入至 少一個(gè)槽孔637、638，天線62所激發(fā)的表面電流受槽孔637、638的影響相對很小，此時(shí)，第 五實(shí)施例亦能獲得與第一實(shí)施例近似的結(jié)果。綜合上述，本發(fā)明移動通信裝置的天線以耦合饋入方式將電磁能量由耦合金屬部 通過耦合間距傳遞至輻射金屬部。而輻射金屬部的寬度至少為其長度的1/8以上，此時(shí)通 過耦合饋入的激發(fā)，天線能在高頻約2. 2GHz處，產(chǎn)生寬帶的第二(高頻)工作頻帶，來滿足 GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/LTE2500 五頻的工作帶寬(約 IGHz)。輻射金屬部的短路點(diǎn)與輻射金屬部中心線的距離小于15mm，且連接金屬部與輻射 金屬部中心線的距離皆需小于15mm，亦即短路金屬部及連接金屬部均應(yīng)大致位于輻射金屬 部的中心線附近，愈靠近輻射金屬部的中心線附近，原則上較佳。此時(shí)再配合輻射金屬部具 有較寬的寬度(其寬度至少為其長度的1/8以上)，天線能在低頻約850MHz處產(chǎn)生第一(低 頻)工作頻帶，且配合短路金屬部具有芯片電感或其彎折長度至少為輻射金屬部與接地面 的間距的2倍長，將可以提供天線輸入阻抗足夠的電感量，以補(bǔ)償原先天線輸入阻抗的電 容性較大的情形，使得第一(低頻)工作頻帶的帶寬大幅改善，來滿足LTE700/GSM850/900 三頻的工作帶寬(約270MHz)。因此本發(fā)明移動通信裝置的天線在低頻與高頻均具有寬帶的特性，其工作頻帶可 同時(shí)涵蓋LTE/GSM/UMTS的八頻工作，且天線具有尺寸小的特點(diǎn)(當(dāng)置放于移動裝置的系統(tǒng)電路板時(shí)，該天線所占面積約40x20mm2或更小)，適合內(nèi)藏于現(xiàn)今移動通信裝置之中。
綜上所陳，本發(fā)明無論就目的、手段及功效，處處均顯示其迥異于公知技術(shù)的特 征，懇請審查員明察，早日賜準(zhǔn)專利，使嘉惠社會，實(shí)感德便。惟應(yīng)注意的是，上述諸多實(shí)施 例僅是為了便于說明而舉例而已，本發(fā)明所要求保護(hù)的權(quán)利范圍自然應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書的 范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1. 一種移動通信裝置，具有一接地面及一天線，該天線位于一介質(zhì)基板上，該天線包括一輻射金屬部，該輻射金屬部具有一寬度與一長度，該寬度至少為該長度的1/8以上， 該輻射金屬部的一邊緣面向該接地面，并且該邊緣與該接地面之間具有一間距，在該邊緣 上具有一短路點(diǎn)，該輻射金屬部通過該長度的中央定義一中心線，該短路點(diǎn)與該輻射金屬 部的該中心線的距離小于15mm ；一耦合金屬部，該耦合金屬部藉由一耦合間距將電磁能量耦合至該輻射金屬部，該耦 合金屬部并經(jīng)由一連接金屬線電氣連接至一信號源，該連接金屬線與該輻射金屬部的該中 心線的距離小于15mm;以及一短路金屬部，該短路金屬部一端電氣連接至該輻射金屬部，該短路金屬部另一端電 氣連接至該接地面，該短路金屬部具有一芯片電感，或該短路金屬部的彎折長度至少為該 輻射金屬部與該接地面的該間距的2倍長。
2.如權(quán)利要求1所述的移動通信裝置，其中該天線的該短路金屬部的線寬小于1mm。
3.如權(quán)利要求1所述的移動通信裝置，其中該天線的該輻射金屬部具有至少一次彎 折，形成一三維立體結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的移動通信裝置，其中該天線的該輻射金屬部與該耦合金屬部位 于該介質(zhì)基板的不同表面上。
5.如權(quán)利要求1所述的移動通信裝置，其中該天線的該輻射金屬部與該耦合金屬部位 于該介質(zhì)基板的相同表面上。
6.如權(quán)利要求1所述的移動通信裝置，其中該天線的工作頻帶涵蓋698至960MHz及 1710 至 2690MHz ο
7.如權(quán)利要求1所述的移動通信裝置，其中該輻射金屬部內(nèi)部具有至少一個(gè)槽孔。
8.如權(quán)利要求1所述的移動通信裝置，其中該耦合間距為該介質(zhì)基板的厚度。
9.一種天線，用于具有一接地面的一移動通信裝置，該天線包括一輻射金屬部，該輻射金屬部具有一寬度與一長度，該寬度至少為該長度的1/8以上， 該輻射金屬部的一邊緣面向該接地面，并且該邊緣與該接地面之間具有一間距，在該邊緣 上具有一短路點(diǎn)，該輻射金屬部通過該長度的中央定義一中心線，該短路點(diǎn)與該輻射金屬 部的該中心線的距離小于15mm ；一耦合金屬部，該耦合金屬部藉由一耦合間距將電磁能量耦合至該輻射金屬部，該耦 合金屬部并經(jīng)由一連接金屬線電氣連接至一信號源，該連接金屬線與該輻射金屬部的該中 心線的距離小于15mm;以及一短路金屬部，該短路金屬部一端電氣連接至該輻射金屬部，該短路金屬部另一端電 氣連接至該接地面，該短路金屬部具有一芯片電感，或該短路金屬部的彎折長度至少為該 輻射金屬部與該接地面的該間距的2倍長。
全文摘要
移動通信裝置及其天線。該移動通信裝置具有接地面及天線，天線位于介質(zhì)基板上。天線包含輻射金屬部，輻射金屬部的寬度至少為長度的1/8，其邊緣面向接地面，邊緣與接地面之間具有間距，邊緣上具有短路點(diǎn)，輻射金屬部通過長度的中央定義中心線，短路點(diǎn)與輻射金屬部的中心線的距離小于15mm；耦合金屬部，藉由耦合間距將電磁能量耦合至輻射金屬部，耦合金屬部并經(jīng)由一連接金屬線電氣連接至一信號源，連接金屬線與輻射金屬部的中心線的距離小于15mm；以及一短路金屬部，其一端電氣連接至輻射金屬部，另一端電氣連接至接地面，短路金屬部具有芯片電感或其彎折長度至少為輻射金屬部與接地面的間距的2倍長。本發(fā)明的天線尺寸小，且能達(dá)到雙寬帶的特性。
文檔編號H01Q1/24GK102044748SQ20091018114
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者李政哲, 翁金輅 申請人:宏碁股份有限公司