一种天线结构的制作方法

本发明涉及一种天线，具体地，涉及一种与手持行动通信装置整合的天线结构。

背景技术：

手持行动通信装置的流行，让人们能够随时随地彼此进行通信，因此增加了日常生活的便利性。对手持行动通信装置(例如是常见的手持式移动电话)而言，其使用射频电路配合适当的天线组件，借以提供良好的语音或数据通信质量。在无线通信系统设计上，天线组件特性，实质上影响了无线通信系统的信号传输能力，也实际上左右了用户对通信质量的评价。

然而，近年来，人们对于手持行动通信装置的功能性、外观等皆逐渐有越来越高的要求。因此，天线设计研发人员往往需要针对手持行动通信装置的结构本体，及其使用材质，而对应的设计适当的天线结构。借此，在尽可能将天线结构整合于手持行动通信装置的外观结构或内部机构件的情况下，又能提供良好的天线特性，是对于天线设计研发人员的基本挑战。

技术实现要素：

本发明实施例公開一种天线结构，用以提供具有能够与手持行动通信装置高度整合性的天线结构。

本发明实施例公開一种天线结构，包括接地金属面、辐射金属片、馈入连接金属、第一接地金属、第二接地金属以及电感。辐射金属片垂直地设置于接地金属面的边缘的上方，且与所述边缘保持一垂直净空距离，辐射金属片在接地金属面的垂直投影与接地金属面的边缘叠合，其中辐射金属片产生第一模态，所述第一模态是四分之一波长共振模态。辐射金属片远离接地金属面的一侧边设有馈入连接点、第一短路连接点以及第二短路连接点，第一短路连接点 与第二短路连接点分别位于馈入连接点的两侧。馈入连接金属其一端与馈入连接点相接，其另一端与射频输入信号相连接。第一接地金属其一端与第一短路连接点相接，其另一端与接地金属面相连接。第二接地金属与电感串联，以电性连接于第二短路连接点与接地金属面之间。

优选地，所述第一短路连接点与所述馈入连接点的距离小于所述第一模态所对应波长的十分之一。

优选地，彼此串联的所述第二接地金属与所述电感使由所述馈入连接点至所述第二短路连接点以至于所述接地金属面构成一回路，以产生一谐振频率比所述第一模态低的模态，其中所述第二短路连接点所连接的所述电感的电感值用以调整所述第一模态的频率。

优选地，所述第二接地金属的长度用以调整所述第一模态的频率。

优选地，所述第二短路连接点与所述馈入连接点的距离大于所述第一短路连接点与所述馈入连接点的距离。

优选地，所述接地金属面是手持行动通信装置的金属机壳。

优选地，所述辐射金属片设置于所述手持行动通信装置的侧边机壳。

综上所述，本发明实施例提供一种天线结构，使用垂直于接地金属面的辐射金属片，且将辐射金属片设置于接地金属面的边缘，并且配合两个分设在馈入连接点两侧的接地设计，实现与手持行动通信装置高度整合的天线结构。

附图说明

图1是本发明实施例提供的天线结构的概念示意图。

图2A是本发明实施例提供的部分天线结构的等效电路的示意图。

图2B是本发明实施例提供的部分天线结构的等效电路的示意图。

图2C是本发明实施例提供的天线结构的等效电路的示意图。

图3A是本发明实施例提供的天线结构的实际应用的结构示意图。

图3B是本发明实施例提供的天线结构的实际应用的结构示意图。

图3C是本发明实施例提供的天线结构的实际应用的结构示意图。

图4是本发明实施例提供的天线结构以及其部分天线结构的反射损失图。

图5是本发明实施例提供的天线结构其第二接地金属的长度改变时的反射损失图。

图6是本发明实施例提供的天线结构其第二接地金属的电感值不同时的反射损失图。

具体实施方式

请参照图1，图1是本发明实施例提供的天线结构的概念示意图。天线结构1包括接地金属面11、辐射金属片12以及用于与辐射金属片12连接的馈入连接金属13、第一接地金属14、第二接地金属15与电感Ls。第二接地金属15与电感Ls为彼此电性串联。接地金属面11可以例如是一手持行动通信装置的金属机壳，但本发明并不因此限定。并且，辐射金属片12则可以是设置于手持行动通信装置的至少其中一个侧边机壳。也就是说，此天线结构1可以利用与手持行动通信装置的金属机壳与侧边机壳整合的方式实现。所述金属机壳是与手持行动通信装置的系统电路的接地(Ground)相连接。

此天线结构1的组件连接关系如下说明，辐射金属片12垂直设置于接地金属面11的边缘111的上方，且与边缘111保持一垂直净空距离d，辐射金属片12在接地金属面11的垂直投影与接地金属面11的边缘111叠合。辐射金属片12远离接地金属面11的一侧边121设有馈入连接点f、第一短路连接点S1以及第二短路连接点S2。第一短路连接点S1与第二短路连接点S2分别位于馈入连接点f的两侧。馈入连接金属14其一端与馈入连接点f相接，其另一端与射频(RF)输入信号相连接，所述射频输入信号通常可由射频电路17提供，例如为射频集成电路。值得注意的是，射频电路17的接地(Ground)是与接地金属面11电性连接，手持行动通信装置的系统电路(包括射频电路17)可设置于手持行动通信装置的金属机壳内的电路板，图1的概念示意图中未示出电路板。另外，第一接地金属14其一端与第一短路连接点S1相接，其另一端与接地金属面11相连接。第二接地金属15其一端与第二短路连接点S2相接，其另一端与电感Ls为彼此电性串联并与接地金属面11相连接。

接着说明本发明实施例的天线结构的设计原理与概念。首先，考虑辐射金属片12尚未连接第一接地金属14与第二接地金属15的情况下，参照图2A所示的等效电路图，辐射金属片12与接地金属面11则构成一电容性阻抗。辐射金属片12本身可借由馈入连接金属13所馈入的射频输入信号而产生第一模态，所述第一模态是四分之一波长共振模态。为了方便说明，在此的情况称为 天线结构Ant1。在实际应用时，天线结构Ant1例如由图3A的结构实现，然而，本发明并不限定辐射金属片12的形状与其弯折，只需要使辐射金属片12垂直于接地金属面11即可，也就是说辐射金属片可以设置在手持行动通信装置的其中一个侧边机壳或相邻的两个以上的侧边机壳。需要注意的是，图2A仅是一个依据天线设计观点而绘制的简化图，目的是用以帮助说明本发明的实施方式，其中射频电路17通常并不是直接设置在作为手持行动通信装置的金属机壳的接地金属面11上，射频电路17的接地(Ground)一般而言可透过手持行动通信装置的系统电路(电路板)连接接地金属面11。本发明也并不限定接地金属面11的结构与形状，例如接地金属面11可以是一体成型的金属结构，或是在已成形好的绝缘塑料材质上涂布金属材料以形成金属外观，在金属机壳与侧边机壳组装后则成为手持行动通信装置的外壳，其内置系统电路板等功能模块。然而，本发明也不限定手持行动通信装置的金属机壳、侧边机壳以及内部功能模块彼此之间的组装方式。

依据图2A的实施例，请一并参照图4的反射损失(Return Loss)图，此天线结构Ant1的第一模态M1的频率约接近0.75GHz，而高阶模态MH是第一模态M1的高阶模态。接着，请参照图2B，当辐射金属片12的第一短路连接点S1连接第一接地金属14而产生短路接地时，此短路接地设计引入了电感性阻抗，而成为天线结构Ant2。简单的说，第一短路连接点S1电性连接接地金属面11，使天线结构在第一模态M1谐振频率附近形成一电感性阻抗。在一实施例中，第一短路连接点S1与馈入连接点f的距离小于第一模态M1所对应波长的十分之一，但本发明并不因此限定。在实际应用时，天线结构Ant2例如由图3B的结构实现，但本发明并不因此限定。依据此实施例，请一并参照图4，天线结构Ant2的设计是利用引入电感性而补偿了天线结构Ant1的第一模态M1的电容性，借此改善第一模态M1的阻抗匹配。另外，高阶模态MH并不受到影响。

接着，请参照图2C，基于天线结构Ant2的情况，当辐射金属片12进一步借由串联的第二接地金属15与电感Ls连接第二短路连接点S2而产生另一个短路接地时，则成为天线结构Ant3。详细的说，第二短路连接点S2透过彼此串联的第二接地金属15及电感Ls电性连接至接地金属面11，使由馈入连接点f至第二短路连接点S2以至于接地金属面11构成一回路，第二短路连接 点S2用以增加一共振频率低于M1的环谐振，利用共振频率高低来调整M1频率(成为第一模态M1’)。在一实施例中，第二短路连接点S2与馈入连接点f的距离大于第一短路连接点S1与馈入连接点f的距离，但本发明并不因此限定。在实际应用时，天线结构Ant3例如由图3C的结构实现，但本发明并不因此限定。

接着，请参照图5，图5是本发明实施例提供的天线结构其第二接地金属15的长度L改变时的反射损失图。在本实施例中，利用第二接地金属15的长度L的改变由19毫米(mm)至26毫米作为实施例来做说明。由图5可知，借由调整第二接地金属15的长度L，可改变第一模态M1’的频率，同时高频模态MH并未受到影响。

更进一步，电感Ls的电感值在设计上是可选择，图6中可见当所使用的电感Ls的电感值分别为零、4.3nH与24nH时，天线谐振频率的第一模态M1’(及原本的第一模态M1)也随之改变。在图6中可见，当电感Ls的电感值越大，则第一模态M1’的频率越低。

综上所述，本发明实施例所提供的天线结构，使用垂直于接地金属面的辐射金属片，且将辐射金属片设置于接地金属面的边缘，并且配合两个分设在馈入连接点两侧的接地设计，实现与手持行动通信装置高度整合的天线结构。此外，基于此设计，利用手持行动通信装置的金属机壳作为接地金属面，并将辐射金属面设置于手持行动通信装置的侧边机壳，可以在减少天线所占空间的情况下，仍能提供良好的天线特性。