LTE天线结构的制作方法

本发明涉及一种LTE天线结构，尤其涉及一种可使天线工作于700MHz～2600MHZ的LTE天线。

背景技术：

为了满足通信效能及质量需求的提升，目前在市场上备受瞩目的新一代行动无线宽带技术，长期演进(Long Term Evolution，LTE)技术渐渐崛起，其效能更胜3G无线网络，可带来更优异的通信传输，LTE已正式被第三代合作伙伴计划(Third Generation Partnership Project，3GPP)列为全新的无线标准规范。

LTE频段区分相当广泛，不同的国家及不同的电信商所支持的频段也可能不同，如：北美使用频段700/800MHz和1700/1900MHz；欧洲使用频段800MHz，1800MHz，2600MHz；日本800MHz，1500MHz，1800MHz，2100MHz；中国台湾方面则是使用700/900/1800MHz。由于LTE技术具有更快的传输速度与更大的传输带宽，天线的设计亦必须对应地满足带宽的需求。

技术实现要素：

本发明提供一种LTE天线结构，其为新型的天线设计概念，可在有限的天线配置空间内有效提高LTE天线结构在低频段的带宽。

本发明的LTE天线结构包括低频辐射件、短路件、高频辐射件、馈入端、阻抗匹配单元、第一连接区段以及第二连接区段。短路件连接接地端。低频辐射件提供第一共振路径，其中低频辐射件对应工作于低频频段。第一连接区段具有第一端及第二端，第一连接区段的第一端连接馈入端，第一连接区段的第二端连接短路件。第二连接区段具有第一端及第二端，第二连接区段的第一端连接第一连接区段的第二端，第二连接区段的第二端连接低频辐射件，第一连接区段与第二连接区段提供第一共振路径。高频辐射件连接馈入 端的第一端，高频辐射件提供第二共振路径，其中高频辐射件对应第二频段。阻抗匹配单元具有第一端及第二端，第一端连接低频辐射件，第二端连接馈入端，阻抗匹配单元调整电感性，而调整低频频段的带宽，以抵销馈入端的串联电感性，其中接地端位于短路件的第二端，馈入端、短路件与第一连接区段形成电流回路。

在本发明的一实施例中，上述的LTE天线结构还包括电感单元，其与短路件串接于低频辐射件与接地之间，以提升低频辐射件的相对带宽。

在本发明的一实施例中，其中带宽提升后的低频辐射件的操作带宽介于700MHZ～960MHZ。

在本发明的一实施例中，上述的第一共振路径的长度大于第二共振路径的长度。

在本发明的一实施例中，上述的LTE天线结构为平面倒F型天线。

在本发明的一实施例中，上述的高频辐射件的操作带宽介于1710MHZ～2170MHZ。

在本发明的一实施例中，上述的低频辐射件与高频辐射件相互平行设置。

在本发明的一实施例中，上述的第一连接区段及第二连接区段呈现L型。

基于上述，本发明的实施例藉由连接于馈入端与低频辐射件之间的阻抗匹配单元来改变馈入端的电感性，以在有限的天线配置空间内有效提高LTE天线结构在低频段的带宽，而有助于应用LTE天线结构的电子装置在微型化上的发展。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1显示为本发明一实施例的LTE天线结构的示意图；

图2显示为本发明另一实施例的LTE天线结构的示意图；

图3显示为本发明另一实施例的LTE天线结构的示意图；

图4显示为本发明一实施例的LTE天线结构的特性示意图。

附图标记：

100、200、300：LTE天线结构

101、301：低频辐射件

102、302：短路件

104、304：馈入端

114、314：阻抗匹配单元

108、308：高频辐射件

110、310：第一连接区段

112、312：第二连接区段

106、306：馈入信号

202、316：电感单元

402、404、406：特性曲线

FP1：馈入点

GP1：接地端

具体实施方式

图1显示为本发明一实施例的LTE天线结构的示意图，请参照图1。LTE天线结构100为一平面倒F型天线(Planar Inverted F Antenna,PIFA)，LTE天线结构100可包括高频辐射件108、低频辐射件101、短路件102、馈入端104、阻抗匹配单元114、第一连接区段110及第二连接区段112。

在本实施例中，低频辐射件101与高频辐射件108相互平行设置。短路件102的第一端连接低频辐射件101，短路件102的第二端连接一接地端GP1，馈入端104的第一端连接高频辐射件108，馈入端104的第二端具有馈入点FP1，短路件102通过接地端GP1连接至一接地，而馈入端104可通过馈入点FP1接收一馈入信号106。

进一步来说，在本实施例中，所述的第一连接区段110及第二连接区段112呈现一L型。第一连接区段110具有第一端及第二端，第一连接区段110的第一端连接馈入端104的第一端，第一连接区段110的第二端连接短路件102的第一端。第二连接区段112具有第一端及第二端，第二连接区段112的第一端连接第一连接区段110的第二端，第二连接区段112的第二端连接低频辐射件101。

低频辐射件101可提供一共振路径，而在共振模态下对应工作于一低频 频段，此外，相互连接的第一连接区段110以及第二连接区段112亦可形成共振路径。藉由馈入信号106的激发，馈入端104、第一连接区段110与短路件102可形成一电流回路，LTE天线结构100则可通过共振路径产生一共振模态，进而涵盖低频频段。另外，高频辐射件108连接馈入端104的第一端，高频辐射件108可提供另一共振路径，高频辐射件108在共振模态下对应工作于一第二频段，其中低频辐射件101的共振路径的长度大于高频辐射件108的共振路径的长度，且低频辐射件101在低频频段的频率低于第二频段的频率。

此外，阻抗匹配单元114连接于馈入端104的第一端与低频辐射件101之间，其可调整馈入端104的电感性(inductance)，进而增加LTE天线结构100在低频频段的带宽。进一步来说，馈入端104的电感性与天线馈入的方式有关，例如通过同轴电缆(coaxial cable)或弹簧接触(spring contact)来馈入信号，藉由连接于馈入端104的第一端与低频辐射件101之间的阻抗匹配单元114可抵消馈入端104的串联电感性，降低质量因素(Quality factor)，而增大低频频段的带宽。在本实施例中，阻抗匹配单元114为以一连接区段114来实施，连接区段114连接于馈入端104的第一端与低频辐射件101之间，其中连接区段114可例如为铜箔或其它电性导体。值得注意的是，阻抗匹配单元114的实施方式并不以本实施例为限，阻抗匹配单元亦可以其它可抵消馈入端104的串联电感性的组件来实施。例如，在部份实施例中，阻抗匹配单元114亦可例如以连接于馈入端104的第一端与低频辐射件101之间的电感器来实施。

图2显示为本发明另一实施例的LTE天线结构的示意图，请参照图2。本实施例与图1实施例的不同之处在于，本实施例的LTE天线结构200还包括电感单元202。在藉由阻抗匹配单元114增大低频频段的带宽后，若欲进一步降低对应低频辐射件101的低频频段的频率，可另外将电感单元202与短路件102串接于低频辐射件101与接地之间，以降低低频频段的中心频率，而使低频频段的低频部分可到达更低的频率，进而提升低频辐射件101的相对带宽。

图3显示为本发明另一实施例的LTE天线结构的示意图，请参照图3。类似于图2的实施例，本实施例的LTE天线结构300亦为平面倒F型天线，其包括低频辐射件301、短路件302、馈入端304、高频辐射件308、阻抗匹 配单元314以及电感单元316、第一连接区段310以及第二连接区段312，其中短路件302的第一端连接低频辐射件301，且短路件302的第二端具有接地端GP1，短路件302通过接地端GP1连接至接地。馈入端304的第一端连接高频辐射件308，且馈入端304的第二端具有馈入点FP1，馈入端304可通过馈入点FP1接收馈入信号306。另外，第一连接区段310以及第二连接区段312的连接方式类似于上述第一连接区段110以及第二连接区段112的连接方式，因此在此不再赘述。

类似地，在本实施例中，低频辐射件301可提供共振路径，而在共振模态下对应工作于一低频频段，而相互连接的第一连接区段310以及第二连接区段312亦可形成共振路径。藉由馈入信号306的激发，馈入端304、第一连接区段310与短路件302可形成电流回路，LTE天线结构300可通过共振路径产生一共振模态，进而涵盖低频频段。另外，高频辐射件308连接馈入端304的第一端，高频辐射件308可提供另一共振路径，高频辐射件308在共振模态下对应一第二频段(1710MHZ～2170MHZ)，其中低频辐射件301的共振路径的长度大于高频辐射件308的共振路径的长度，且低频频段的频率低于第二频段的频率。

类似地，本发明的阻抗匹配单元314可调整馈入端304的电感性，进而增加LTE天线结构300在低频频段的带宽。如图4的LTE天线结构的特性示意图所示，搭配图3的电路图所示，在本实施例中，LTE天线结构300为应用于长期演进(Long Term Evolution，LTE)技术的通信，其在低频频段须涵盖700MHz～960MHz。其中特性曲线402为LTE天线结构300在没有阻抗匹配单元314以及电感单元316下低频频段的带宽范围，其中心频率虽已涵盖至700MHz，然带宽仍未符合长期演进技术的通信需求，而藉由将阻抗匹配单元314(在本实施例中其由连接区段来实施)连接于馈入端304的第一端与低频辐射件301之间，可抵消馈入端304的串联电感性，降低质量因素，使LTE天线结构300的低频频段的带宽变大(如特性曲线404所示)。如图4所示，LTE天线结构300在其低频频段的带宽在藉由阻抗匹配单元314增加后，虽已贴近长期演进技术的通信需求，然在增加带宽的同时，低频部分亦受到阻抗匹配单元314的影响而被拉高(此时低频辐射件301的操作带宽介于777MHZ～960MHZ)，使得LTE天线结构300在其低频频段的低频部分较不理 想，此时，藉由本实施例的电感单元316(其可例如以电感器来实施)，可拉低低频频段的中心频率，如此便可使LTE天线结构300的低频频段的低频部分降低至700MHz而符合长期演进技术的通信需求(如特性曲线406所示)，而提升低频辐射件301的相对带宽。

由此可知，藉由阻抗匹配单元314以及电感单元316确实可有效地调整LTE天线结构300在低频频段的带宽特性。此外，藉由阻抗匹配单元314以及电感单元316可在有限的天线配置空间内有效提高LTE天线结构在低频段的带宽，使其符合长期演进技术的通信需求，如在图3中，LTE天线结构300的宽度L1仅达53.7毫米(mm)，因此有助于应用LTE天线结构的电子装置在微型化上的发展。

综上所述，本发明藉由连接于馈入端与低频辐射件之间的阻抗匹配单元来改变馈入端的串联电感性，以在有限的天线配置空间内有效提高LTE天线结构在低频段的带宽，而有助于应用LTE天线结构的电子装置在微型化上的发展。在部分实施例中，更可藉由与短路件串接于低频辐射件与接地之间的电感单元来降低低频频段的中心频率，使低频频段的低频部分可到达更低的频率，进而使LTE天线结构更符合通信的需求。