專利名稱：多頻段天線模塊及其手持式通訊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多頻段天線模塊，且特別涉及在手持式通訊裝置的有限體積內(nèi)，增加射頻信號(hào)頻段數(shù)目的多頻段天線模塊及其手持式通訊裝置。
背景技術(shù)：
目前市面上的手持式智慧裝置的尺寸通常較大，而使用者卻希望在相同功能下，擁有更小尺寸的手持式智慧裝置，以便于放置于口袋。因此縮小天線尺寸，或者縮減手持裝置的整體尺寸，一直是本領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)界努力的方向。目前縮小化天線常用技術(shù)有至少以下四種，例如為寄生負(fù)載天線、電容式耦合天線、立體折疊式天線和多重共振路徑天線。上述各種天線縮小化的原理大致介紹如下。(a)寄生負(fù)載天線利用一寄生殘段，多產(chǎn)生一共振模態(tài)來(lái)提升頻寬，則主天線即可在較小的空 間下，達(dá)成剩下的有限頻寬。(b)電容式耦合天線利用電容式耦合饋入結(jié)構(gòu)具有阻抗頻寬較廣和延伸等效共振路徑的特性，來(lái)達(dá)成縮小化寬頻操作。(C)立體折疊式天線利用天線空間的三個(gè)面，在較小的空間中繞出完整的天線共振長(zhǎng)度。(d)多重共振路徑天線在同一天線路徑中，共振出雙模態(tài)，甚至是三模態(tài)來(lái)達(dá)到縮小化的效果。不過(guò)，如何縮小化天線，并同時(shí)維持良好的多頻段射頻信號(hào)收發(fā)功能目前是一個(gè)重要的議題。

發(fā)明內(nèi)容
承上所述，本發(fā)明的示范實(shí)施例提供一種多頻段天線模塊及其手持式通訊裝置。主要利用金屬背蓋作為天線的低頻共振路徑，搭配立體折疊式天線結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)高頻共振路徑。如此一來(lái)，可以縮小手持式通訊裝置的整體體積，并同時(shí)達(dá)到收發(fā)多頻段射頻信號(hào)的功效。根據(jù)本發(fā)明的一示范實(shí)施例，本發(fā)明提出一種多頻段天線模塊，適用于收發(fā)一通訊裝置的多頻段射頻信號(hào)。所述的多頻段天線模塊包括一天線主體。所述的天線主體包括一高頻天線單元與一低頻天線單元。高頻天線單元用以提供一高頻共振路徑結(jié)構(gòu)，而高頻天線單元具有一立體折疊式天線結(jié)構(gòu)。低頻天線單元，耦接至高頻天線單元，用以提供一低頻共振路徑結(jié)構(gòu)，而低頻天線單元為所述的通訊裝置的一金屬背蓋。在本發(fā)明的一示范實(shí)施例中，上述的多頻段天線模塊還包括一接地面與一高頻介質(zhì)基板。接地面用以提供一接地電位，而高頻介質(zhì)基板耦接至接地面，用以提供一電路板支撐結(jié)構(gòu)。另外，天線主體耦接至接地面與高頻介質(zhì)基板。在本發(fā)明的一示范實(shí)施例中，上述的天線主體在高頻天線單元上還包括一饋入點(diǎn)，耦接至所述的通訊裝置的一收發(fā)器模塊。在本發(fā)明的一示范實(shí)施例中，上述的金屬背蓋在所述的通訊裝置的在一表面部分經(jīng)過(guò)一絕緣處理。在本發(fā)明的一示范實(shí)施例中，上述的通訊裝置包括筆記型電腦、平板電腦、行動(dòng)電話、智慧型手機(jī)與多媒體播放器。
在本發(fā)明的一示范實(shí)施例中，上述的高頻天線單元包括一第一部、一第二部、一第三部、一第四部、一第五部與一第六部。第一部耦接至接地面。第二部耦接于且垂直于第一部，并沿著一第一軸方向延伸。第三部耦接于第二部，其第一端平行于接地面沿著一第二軸方向延伸，其第二端平行于接地面沿著一第三軸方向延伸。第四部，其第一端耦接于第二部與第三部，且其第二端耦接于所述的低頻天線單元。第五部垂直于第三部，其第一端耦接于第三部，并沿著第三軸的一負(fù)方向延伸到耦接于接地面。第六部垂直于第五部，平行于接地面沿著第二軸方向延伸，并耦接于第五部的第二端，以及耦接于高頻介質(zhì)基板。根據(jù)本發(fā)明的一示范實(shí)施例，本發(fā)明提出一種手持式通訊裝置。所述的手持式通訊裝置適用于收發(fā)多頻段射頻信號(hào)，且包括一收發(fā)器模塊以及一多頻段天線模塊。收發(fā)器模塊用以提供與接收所述的多頻段射頻信號(hào)。多頻段天線模塊，耦接至收發(fā)器模塊，并包括一高頻天線單元與一低頻天線單元。高頻天線單元用以提供一高頻共振路徑結(jié)構(gòu)，而高頻天線單元具有一立體折疊式天線結(jié)構(gòu)。另外，低頻天線單元耦接至高頻天線單元，用以提供一低頻共振路徑結(jié)構(gòu)，其中低頻天線單元為所述的手持式通訊裝置的一金屬背蓋。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的一示范實(shí)施例顯示一種手持式通訊裝置的功能方塊圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一示范實(shí)施例顯示一種多頻段天線模塊的俯視圖。圖3A是根據(jù)本發(fā)明一示范實(shí)施例顯示一種多頻段天線模塊的側(cè)視圖。圖3B是根據(jù)本發(fā)明的一示范實(shí)施例顯示一種多頻段天線模塊與收發(fā)器模塊連結(jié) 的示意圖。圖4A與圖4B分別顯示不同觀測(cè)點(diǎn)下多頻段天線模塊的立體圖。圖5A顯示多頻段天線模塊中低頻共振路徑電流的示意圖。圖5B顯示多頻段天線模塊中高頻共振路徑電流的示意圖。圖6顯示多頻段天線模塊的天線功率反射損失示意圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明10 :手持式通訊裝置405 :第五部12 :多頻段天線模塊406 :第六部121 :高頻天線單元A :饋入點(diǎn)122:低頻天線單元 B、C、D、E、F、G、I、J :參考123:高頻介質(zhì)基板點(diǎn)124 :接地面H :高度401 :第一部L1、L2、L3:長(zhǎng)度402:第二部W1、W2:寬度403 :第三部X、Y、Z :參考坐標(biāo)軸404:第四部
具體實(shí)施方式
圖I是根據(jù)本發(fā)明的一示范實(shí)施例顯示一種手持式通訊裝置10的功能方塊圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，手持式通訊裝置10包括至少一收發(fā)器模塊11、多頻段天線模塊12、存儲(chǔ)器模塊14與處理器模塊13。收發(fā)器模塊11耦接至多頻段天線模塊12，用以發(fā)射多頻段射頻信號(hào)至多頻段天線模塊12，或接收由多頻段天線模塊12所接收的多頻段射頻信號(hào)。所述的多頻段(multi-band)射頻信號(hào)，包括至少一高頻頻段(例如1.8GHz)的信號(hào)與一低頻頻段(例如900MHz)的信號(hào)。另外，處理器模塊13耦接于收發(fā)器模塊11，用以執(zhí)行存儲(chǔ)器模塊14中的操作系統(tǒng)、通訊協(xié)議軟件模塊或應(yīng)用程序，并協(xié)調(diào)管理收發(fā)器模塊11。手持式通訊裝置10還可以包括輸入裝置(例如觸控式面板或控制按鈕)與輸出裝置(例如音頻輸出裝置或影像顯示裝置)等，但本發(fā)明的重點(diǎn)在于多頻段天線模塊12利用手持式通訊裝置10的一金屬背蓋作為天線本體的一部分，以增加手持式通訊裝置10的射頻信號(hào)頻段數(shù)目。因此在此不詳細(xì)介紹手持式通訊裝置10的其他構(gòu)件。另外，所述的金屬背蓋在手持式通訊裝置10表面的部分有作絕緣處理，可以避免使用者的手部接觸金屬后，所導(dǎo)致的天線特性差異。所述的絕緣處理，例如為涂布透明漆在金屬背蓋的表面。然 而本發(fā)明并非限定于上述，在其他實(shí)施例中，還可以使用其他讓使用者的手絕緣于金屬背蓋表面的方式，還達(dá)成類似的絕緣功效。在本發(fā)明中，手持式通訊裝置10可以為任何具有無(wú)線通訊功能的電子裝置，例如筆記型電腦、平板電腦、行動(dòng)電話、智慧型手機(jī)、多媒體播放器與電視等。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一示范實(shí)施例顯示一種多頻段天線模塊12的俯視圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2,多頻段天線模塊12包括高頻天線單元121、低頻天線單元122、高頻介質(zhì)基板123與接地面124。在圖2、圖3A、圖3B、圖4A以及圖4B中，同時(shí)顯示用以說(shuō)明多頻段天線模塊12的參考坐標(biāo)軸X、Y、Z，以利解說(shuō)之用。在多頻段天線模塊12中，接地面124為一良導(dǎo)體，用以提供多頻段天線模塊12的接地電位。接地面124的長(zhǎng)度LI例如為107公厘(mm)，寬度Wl例如為55mm，高度(未顯示)例如為1_。如圖2所示，在多頻段天線模塊12的左下角區(qū)域，有一長(zhǎng)度L2例如為7mm,寬度W2例如為35mm的一高頻介質(zhì)基板123，設(shè)置于接地面124的下方(就正Z軸方向而目)。再者，聞?lì)l介質(zhì)基板123 f禹接于接地面124與聞?lì)l天線單兀121。聞?lì)l介質(zhì)基板123為一低介質(zhì)損耗高頻基板，用以提供一電路板支撐結(jié)構(gòu)。請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D2，高頻天線單元121設(shè)置在高頻介質(zhì)基板123上，其藉由高頻介質(zhì)基板123稱接至接地面124。高頻天線單元121稱接至低頻天線單元122,并且高頻天線單元121與低頻天線單元122組成一天線本體。高頻天線單元121例如為一良導(dǎo)體的立體折疊式天線結(jié)構(gòu)，用以提供多頻段天線模塊12的高頻共振路徑結(jié)構(gòu)。天線本體藉由饋入點(diǎn)A耦接至如圖I中的收發(fā)器模塊11。低頻天線單元122的長(zhǎng)度L 3例如為80mm，寬度Wl例如為55mm,且低頻天線單元122距離接地面124的高度例如為6mm。低頻天線單元122為一良導(dǎo)體，例如為手持式通訊裝置10的金屬背蓋，用以提供多頻段天線模塊12的低頻共振路徑結(jié)構(gòu)。所述的金屬背蓋可以為例如金屬電池背蓋。圖3A是根據(jù)本發(fā)明一示范實(shí)施例顯示一種多頻段天線模塊12的側(cè)視圖。如圖3A所示，高頻天線單元121的高度H例如為6_。圖3B是根據(jù)本發(fā)明的一示范實(shí)施例顯示一種多頻段天線模塊12與收發(fā)器模塊11連結(jié)的示意圖。由高頻天線單元121與低頻天線單元122所組成的天線本體，藉由饋入點(diǎn)A耦接至收發(fā)器模塊11。如圖3A所示，饋入點(diǎn)A例如為穿透接地面124上的一孔，耦接至收發(fā)器模塊11，使得天線本體電性連接至收發(fā)器模塊11，但收發(fā)器模塊11不電性連接至接地面124。本發(fā)明所述的多頻段天線模塊12的各組成構(gòu)件的尺寸并非限定于上述，且上述各示范例尺寸僅作為參考之用。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，可視實(shí)際手持式通訊裝置10的整體尺寸大小，來(lái)進(jìn)一步縮小各組成構(gòu)件的尺寸。圖4A與圖4B分別顯示不同 觀測(cè)點(diǎn)下多頻段天線模塊的立體圖。請(qǐng)參見(jiàn)圖4A，在本發(fā)明中，以金屬背蓋(即低頻天線單元122)作為天線(多頻段天線模塊12)的一部分，藉此縮小手持式通訊裝置10的整體尺寸。另外，利用金屬背蓋作為天線的低頻共振路徑，再配合立體折疊式天線結(jié)構(gòu)(即高頻天線單元121)來(lái)實(shí)現(xiàn)空間需求較小的高頻共振路徑，以達(dá)成整體手持裝置縮小化的效果，以及實(shí)現(xiàn)收發(fā)多頻段射頻信號(hào)的功效。由于在本發(fā)明中，將金屬背蓋作為天線本體的一部分，金屬背蓋對(duì)應(yīng)于手持式通訊裝置10的表面的部分須做絕緣處理，以避免使用者的手接觸此金屬背蓋，導(dǎo)致天線特性的差異太大。介紹完多頻段天線模塊12的主要組成構(gòu)件之后，以下將以圖4A與圖4B介紹高頻天線單元121的一種樣態(tài)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)與組成構(gòu)件。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D4A與圖4B，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，高頻天線單元121包括至少一第一部401、第二部402、第三部403、第四部404、第五部405與第六部406。如圖4A所示，第一部401為如圖2中所示的饋入點(diǎn)A，耦接至高頻介質(zhì)基板123。第二部402耦接于第一部401，垂直于第一部401且沿著正Z軸方向延伸。第二部402同時(shí)耦接于第三部403與第四部404。第三部403可以為例如一 L型良導(dǎo)體，其第一端平行于接地面124沿著正X軸方向延伸并耦接于第四部404。第三部403平行于接地面124沿著正Y軸方向延伸，其第二端耦接于第五部405。第四部404的第一端耦接至第二部402與第三部403，而第二端耦接至低頻天線單元122。在本實(shí)施例中，第二部402與第四部404例如為金屬?gòu)椘５谖宀?05例如為一近似U型良導(dǎo)體，垂直于第三部403，且其第一端耦接于第三部403。另外，第五部405沿著負(fù)Y軸方向延伸到耦接于接地面124，并且其第二端耦接于第六部406。如圖4B所示，第六部406垂直于第五部405，平行于接地面124沿著正X軸方向延伸。由圖4B的觀測(cè)點(diǎn)角度來(lái)看，第五部405與第六部406之間的一折腳，以及第六部406，都耦接至接地面124下方的高頻介質(zhì)基板123。本發(fā)明的高頻天線單元并非限定于上述，且在其他實(shí)施例中，任何可達(dá)成收發(fā)高頻射頻信號(hào)的高頻共振路徑結(jié)構(gòu)，皆可替代所述的高頻天線單元121。介紹完高頻天線單元121的主要組成構(gòu)件之后，以下將以圖5A與圖5B來(lái)介紹多頻段天線模塊12在收發(fā)射頻信號(hào)時(shí)，低頻共振路徑電流與高頻共振路徑電流的導(dǎo)通路徑。圖5A顯示多頻段天線模塊12中低頻共振路徑電流的示意圖。如圖5A所示，在收發(fā)低頻射頻信號(hào)時(shí)，低頻共振路徑電流會(huì)順著饋入點(diǎn)A —參考點(diǎn)B —參考點(diǎn)C —參考點(diǎn)D的方向來(lái)導(dǎo)通。圖5B顯示多頻段天線模塊12中高頻共振路徑電流的示意圖。如圖5B所示，在收發(fā)高頻射頻信號(hào)時(shí)，高頻共振路徑電流會(huì)順著饋入點(diǎn)A —參考點(diǎn)B —參考點(diǎn)E —參考點(diǎn)F —參考點(diǎn)G —參考點(diǎn)I —參考點(diǎn)J的方向來(lái)導(dǎo)通。由此可知，多頻段天線模塊12具有至少兩種射頻信號(hào)共振的主要模態(tài)。圖6顯示多頻段天線模塊12的天線功率反射損失(return loss)示意圖。此天線功率反射損失圖的橫軸為頻率(單位為MHz)，橫軸為天線功率反射損失(單位為dB)。由此天線功率反射損失圖可看出，多頻段天線模塊12的天線共振的兩個(gè)主要模態(tài)。更進(jìn)一步來(lái)說(shuō)明，圖6顯示多頻段天線模塊12在8個(gè)操作頻率的對(duì)應(yīng)功率反射損失值，其中操作頻率參考點(diǎn)1、2、3在低頻頻段區(qū)間內(nèi)(大約為824MHz至960MHz)，而操作頻率參考點(diǎn)4、5、6、
7、8在高頻頻段區(qū)間內(nèi)(大約為I. 7GHz至2. IGHz)。如圖6所示，第一種模態(tài)在低頻頻段區(qū)間，大約為一個(gè)頻段。第二種模態(tài)在高頻頻段區(qū)間，且頻寬較大。在適當(dāng)調(diào)整高頻天線單元121的整體尺寸后，可支援超過(guò)一個(gè)頻段。據(jù)此，多頻段天線模塊12可以實(shí)現(xiàn)收發(fā)多頻段射頻信號(hào)的功效。綜上所述，根據(jù)上述的示范實(shí)施例，本發(fā)明提供一種多頻段天線模塊及其手持式通訊裝置。利用金屬背蓋作為天線的低頻共振路徑，再配合立體折疊式天線結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)空間需求較小的高頻共振路徑。如此一來(lái)，可以達(dá)成手持式通訊裝置整體縮小化的效果，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)收發(fā)多頻段射頻信號(hào)的功效。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員，當(dāng)可作些許更動(dòng)與潤(rùn)飾，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。權(quán)利要求
1.一種多頻段天線模塊，適用于收發(fā)一通訊裝置的多頻段射頻信號(hào)，該多頻段天線模塊包括 一天線主體，包括 一高頻天線單元，用以提供一高頻共振路徑結(jié)構(gòu) ，其中該高頻天線單元具有一立體折疊式天線結(jié)構(gòu)；以及 一低頻天線單元，耦接至該高頻天線單元，用以提供一低頻共振路徑結(jié)構(gòu)，其中該低頻天線單元為該通訊裝置的一金屬背蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多頻段天線模塊還包括 一接地面，用以提供一接地電位；以及 一高頻介質(zhì)基板，耦接至該接地面，用以提供一電路板支撐結(jié)構(gòu)；以及 該天線主體稱接至該接地面與該高頻介質(zhì)基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多頻段天線模塊，其中，該天線本體在該高頻天線單元上還包括一饋入點(diǎn)，耦接至該通訊裝置的一收發(fā)器模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多頻段天線模塊，其中，該金屬背蓋在該通訊裝置的在一表面部分經(jīng)過(guò)一絕緣處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多頻段天線模塊，其中，該通訊裝置包括筆記型電腦、平板電腦、行動(dòng)電話、智慧型手機(jī)與多媒體播放器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多頻段天線模塊，其中，該高頻天線單元包括 一第一部，耦接至該接地面； 一第二部,稱接于且垂直于該第一部,并沿著一第一軸方向延伸； 一第三部，耦接于該第二部，其第一端平行于該接地面沿著一第二軸方向延伸，其第二端平行于該接地面沿著一第三軸方向延伸； 一第四部，其第一端耦接于該第二部與該第三部，且其第二端耦接于該低頻天線單元; 一第五部，垂直于該第三部，其第一端耦接于該第三部，并沿著該第三軸的一負(fù)方向延伸到耦接于該接地面；以及 一第六部，垂直于該第五部，平行于該接地面且沿著該第二軸方向延伸，并耦接于該第五部的該第二端，以及耦接于該高頻介質(zhì)基板。
7.一種手持式通訊裝置，適用于收發(fā)多頻段射頻信號(hào)，該手持式通訊裝置包括 一收發(fā)器模塊，用以提供與接收該多頻段射頻信號(hào)；以及 一多頻段天線模塊，耦接至該收發(fā)器模塊，包括 一天線主體，包括 一高頻天線單元，用以提供一高頻共振路徑結(jié)構(gòu)，其中該高頻天線單元具有一立體折疊式天線結(jié)構(gòu)；以及 一低頻天線單元，耦接至該高頻天線單元，用以提供一低頻共振路徑結(jié)構(gòu)，其中該低頻天線單元為該手持式通訊裝置的一金屬背蓋。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手持式通訊裝置，其中該多頻段天線模塊還包括 一接地面，用以提供一接地電位；以及 一高頻介質(zhì)基板，耦接至該接地面，用以提供一電路板支撐結(jié)構(gòu)；以及該天線主體稱接至該接地面與該高頻介質(zhì)基板。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手持式通訊裝置，其中，該高頻天線單元上還包括一饋入點(diǎn)，耦接至該收發(fā)器模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手持式通訊裝置，其中，該金屬背蓋在該手持式通訊裝置的在一表面部分經(jīng)過(guò)一絕緣處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手持式通訊裝置包括筆記型電腦、平板電腦、行動(dòng)電話、智慧型手機(jī)與多媒體播放器。
全文摘要
多頻段天線模塊及其手持式通訊裝置，適用于收發(fā)一通訊裝置的多頻段射頻信號(hào)。所述的多頻段天線模塊包括一天線主體、一接地面與一高頻介質(zhì)基板。所述的天線主體耦接于接地面與高頻介質(zhì)基板，并包括提供一高頻共振路徑結(jié)構(gòu)的一高頻天線單元，以及提供一低頻共振路徑結(jié)構(gòu)的一低頻天線單元。其中，高頻天線單元具有一立體折疊式天線結(jié)構(gòu)，而低頻天線單元為所述通訊裝置的一金屬背蓋。本發(fā)明可以縮小手持式通訊裝置的整體體積，并同時(shí)達(dá)到收發(fā)多頻段射頻信號(hào)的功效。
文檔編號(hào)H01Q1/36GK102738560SQ20111009231
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者王傳駿, 陳璽全 申請(qǐng)人:宏碁股份有限公司