天线结构的制作方法

本发明涉及一种天线结构，尤其涉及可涵盖宽频频带的天线结构。

背景技术：

随着移动通信技术的发达，便携装置在近年日益普遍，常见的例如：手提式电脑、移动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的携带型电子装置。为了满足人们的需求，便携装置通常具有无线通信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系统及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通信，而有些则涵盖短距离的无线通信范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth系统使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。

天线为支援无线通信的便携装置中不可或缺的元件。然而，由于便携装置的内部空间十分局限，往往没有足够面积来配置所需的天线元件。因此，如何设计一种小尺寸、宽频带的全新天线，已成为现今设计者的一大挑战。

技术实现要素：

在较佳实施例中，本发明提供一种天线结构，包括：一馈入部，耦接至一信号源；一第一辐射部，耦接至一接地电位，其中该第一辐射部邻近于该馈入部；以及一第二辐射部，耦接至该第一辐射部，其中该第二辐射部大致由该第一辐射部所包围。

在一些实施例中，该馈入部具有一第一端和一第二端，该馈入部的该第一端耦接至该信号源，而该馈入部的该第二端为一开路端。

在一些实施例中，该第一辐射部具有一第一端和一第二端，该第一辐射部的该第一端为一开路端并邻近于该馈入部的该第二端，而该第一辐射部的该第二端耦接至该接地电位。

在一些实施例中，该第一辐射部的该第一端和该馈入部的该第二端之间形成一第一耦合间隙。

在一些实施例中，该第二辐射部具有一第一端和一第二端，该第二辐射部的该第一端耦接至该第一辐射部的一中间部分，而该第二辐射部的该第二端为一开路端并邻近于该第一辐射部的该第一端。

在一些实施例中，该第二辐射部的该第二端和该第一辐射部的该第一端之间形成一第二耦合间隙。

在一些实施例中，该馈入部大致为一倒L字形。

在一些实施例中，该第一辐射部大致为一倒J字形。

在一些实施例中，该第二辐射部大致为一L字形。

在一些实施例中，该第二辐射部大致为一倒T字形。

通过本发明提供的天线结构，其中的第二辐射部可额外产生一GPS共振模态，并提升天线结构的整体频宽，具有小尺寸、大频宽的双重优势，其非常适合应用于各种小型化的移动通信装置当中。

附图说明

图1为显示根据本发明一实施例所述的天线结构的示意图；

图2为显示根据本发明一实施例所述的天线结构的示意图；

图3为显示根据本发明一实施例所述的天线结构的返回损失图；以及

图4为显示根据本发明一实施例所述的天线结构未具有第二辐射部时的返回损失图。

附图标记说明：

100、200～天线结构；

110～馈入部；

111～馈入部的第一端；

112～馈入部的第二端；

120～第一辐射部；

121～第一辐射部的第一端；

122～第一辐射部的第二端；

123～第一辐射部的中间部分；

130、230～第二辐射部；

131、231～第二辐射部的第一端；

132、232～第二辐射部的第二端；

233～第二辐射部的第三端；

190～信号源；

GC1～第一耦合间隙；

GC2～第二耦合间隙；

VSS～接地电位。

具体实施方式

为让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的具体实施例，并配合附图说明书附图，作详细说明如下。

图1为显示根据本发明一实施例所述的天线结构100的示意图。天线结构100可应用于一便携装置，例如：一智能手机(Smart Phone)、一平板电脑(Tablet Computer)，或是一笔记本电脑(Notebook Computer)。如图1所示，天线结构100包括：一馈入部110、一第一辐射部120以及一第二辐射部130。馈入部110、第一辐射部120，以及第二辐射部130可以用金属制成，例如：铜、银、铝、铁，或其合金。另外，馈入部110、第一辐射部120，以及第二辐射部130更可设置于一介质基板(Dielectric Substrate)(未显示)上，例如：一FR4(Flame Retardant 4)基板。

馈入部110耦接至一信号源190。信号源190可以是便携装置的一射频(Radio Frequency)模块，其可用于激发天线结构100。第一辐射部120耦接至一接地电位VSS。接地电位VSS可由便携装置的一接地面(未显示)所提供。第一辐射部120邻近于馈入部110。第二辐射部130耦接至第一辐射部120。第二辐射部130大致由第一辐射部120所包围。

详细而言，在图1的实施例中，天线结构100的内部元件可用下列方式配置。必须理解的是，以下配置方式仅为举例，并非用于限制本发明。

馈入部110可以大致为一倒L字形。馈入部110具有一第一端111和一第二端112，其中馈入部110的第一端111耦接至信号源190，而馈入部110的第二端112为一开路端(Open End)。

第一辐射部120可以大致为一倒J字形。第一辐射部120具有一第一端121和一第二端122，其中第一辐射部120的第一端121为一开路端并邻近 于馈入部110的第二端112，而第一辐射部120的第二端122耦接至接地电位VSS。第一辐射部120的第一端121和馈入部110的第二端112之间形成一第一耦合间隙GC1。第一耦合间隙GC1的宽度可约介于1mm至2mm之间。

第二辐射部130可以大致为一L字形。第二辐射部130具有一第一端131和一第二端132，其中第二辐射部130的第一端131耦接至第一辐射部120的一中间部分123，而第二辐射部130的第二端132为一开路端并邻近于第一辐射部120的第一端121。第二辐射部130的第二端132和第一辐射部120的第一端121之间形成一第二耦合间隙GC2。第二耦合间隙GC2的宽度可约介于1mm至2mm之间。

图2为显示根据本发明一实施例所述的天线结构200的示意图，图2和图1相似。在图2的实施例中，天线结构200包括：一馈入部110、一第一辐射部120，以及一第二辐射部230。馈入部110和第一辐射部120的特性已于图1的实施例中说明过。第二辐射部230大致为一倒T字形。详细而言，第二辐射部230具有一第一端231、一第二端232，以及一第三端233，其中第二辐射部230的第一端231耦接至第一辐射部120的中间部分123，第二辐射部230的第二端232为一开路端并邻近于第一辐射部120的第一端121，而第二辐射部230的第三端233为一开路端。第二辐射部230的第二端232和第三端233大致朝互相远离的方向作延伸。第二辐射部230的第二端232和第一辐射部120的第一端121之间形成一第二耦合间隙GC2。第二耦合间隙GC2的宽度可约介于1mm至2mm之间。

图3为显示根据本发明一实施例所述的天线结构200的返回损失(Return Loss)图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表返回损失(dB)。在5dB返回损失的标准下，天线结构200可以操作于一低频频带FB1、一中频频带FB2，以及一高频频带FB3。举例而言，低频频带FB1可约介于737MHz至894MHz之间(美国LTE)，或可约介于790MHz至960MHz之间(欧洲LTE)；中频频带FB2可约介于1575MHz至1612MHz之间；而高频频带FB3可约介于1710MHz至2700MHz之间。因此，本发明的天线结构至少可涵盖LTE(Long Term Evolution)频带和GPS(Global Positioning System)频带的宽频操作。

天线结构200的操作原理可如下列所述。由馈入部110经过第一耦合间隙GC1至第一辐射部120形成一第一共振路径，其激发产生前述的低频频带FB1。由馈入部110经过第一耦合间隙GC1、第二耦合间隙GC2、第二辐射部230再至第一辐射部120形成一第二共振路径，其激发产生前述的中频频带FB2。馈入部110自身形成一第三共振路径，其激发产生前述的高频频带FB3。必须注意的是，在本发明中，第二辐射部230(或130)可额外产生一GPS共振模态，并提升天线结构200(或100)的整体频宽。因为第二辐射部230由第一辐射部120所包围且位于第一辐射部120的内部，所以第二辐射部230的加入不会额外再增加天线结构200的总面积。根据实际量测结果，天线结构200的总长度仅约为35mm，总宽度仅约为11mm，此尺寸相较于传统涵盖LTE及GPS的天线，约可减少36％的面积。在此设计下，本发明的天线结构200可以兼得小尺寸、大频宽的双重优势，其非常适合应用于各种小型化的移动通信装置当中。

图4为显示根据本发明一实施例所述的天线结构200未具有第二辐射部230时的返回损失图，其中横轴代表操作频率(MHz)，而纵轴代表返回损失(dB)。若将第二辐射部230由天线结构200中移除，在5dB返回损失的标准下，天线结构200将仅能操作于一低频频带FB1和一高频频带FB3。和图3的实施例相比，可以发现天线结构200的中频频带FB2(GPS频带)完全消失了。另一方面，天线结构200的高频频带FB3的频宽也明显地下降。根据图3、4的比较结果可知，第二辐射部230的加入对于天线结构200的GPS频带和频宽均具有重要贡献，属于本发明重要特色。

值得注意的是，以上所述的元件尺寸、元件形状，以及频率范围皆非为本发明的限制条件。天线设计者可以根据不同需要调整这些设定值。本发明的天线结构并不仅限于图1-4所图示的状态。本发明可以仅包括图1-4的任何一或多个实施例的任何一或多项特征。换言之，并非所有图示的特征均须同时实施于本发明的天线结构当中。

在本说明书以及权利要求中的序数，例如“第一”、“第二”、“第三”等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同元件。

本发明虽以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围， 本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的变动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。