专利名称：移动通信装置及其天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动通信装置及其天线，特别是一种具有两个宽带工作频带的移 动通信装置及其天线。
背景技术：
随着无线通信技术的快速演进，带动了无线通信产业的蓬勃发展，使得移动通信 装置的轻、薄、短、小以及多频带工作的整合便成为非常重要的设计目标，因此应用于移动 通信装置的天线就必须具备尺寸小、平面化及多频带工作的要求。在先前技术中，举例来说，如中国台湾专利第1308，408号“一种行动电话天线装 置”即公开一种占据三维立体空间的手机天线，其立体式的设计体积大且其工作频带亦 未能完全涵盖目前LTE(Long Term Evolution)及无线广域网络(WWAN，Wireless Wide AreaNetwork)所需的 LTE700/GSM850/900/1800/1900/UMTS/LTE2300/2500 的八频工作频 段，无法满足涵盖目前所有移动通信频带的需求，也不适用于薄形移动通信装置的应用。因此，有必要提供一种移动通信装置及其天线，以解决先前技术所产生的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种移动通信装置，其具有一个可以产生二个宽带工作频 带的天线。本发明的另一目的在于提供一种天线，其可以产生二个宽带工作频带。为达到上述目的，本发明的移动通信装置具有接地面及天线，天线具有第一工作 频带及第二工作频带，天线位于介质基板上。天线包含第一辐射金属部及第二辐射金属 部。其中，第一辐射金属部具有至少一次弯折，第一辐射金属部的一端为天线的馈入端，其 另一端为开路。第二辐射金属部的一端短路至接地面，其另一端为开路，第二辐射金属部的 长度为第一辐射金属部的长度的0. 75倍至1. 25倍之间，并且第二辐射金属部的至少一部 分以小于特定距离的间距沿着第一辐射金属部延伸。藉由上述结构，第二辐射金属部藉由 电容性耦合由第一辐射金属部激发，第一辐射金属部及第二辐射金属部产生的最低频共振 模态合成为天线的第一工作频带，第一辐射金属部及第二辐射金属部产生的高阶共振模态 合成为天线的第二工作频带。为达到上述另一目的，本发明的天线用于具有接地面的移动通信装置，天线包含 第一辐射金属部及第二辐射金属部。其中，第一辐射金属部具有至少一次弯折，第一辐射金 属部的一端为天线的馈入端，其另一端为开路。第二辐射金属部的一端短路至接地面，其另 一端为开路，第二辐射金属部的长度为第一辐射金属部的长度的0. 75倍至1. 25倍之间，并 且第二辐射金属部的至少一部分以小于特定距离的间距沿着第一辐射金属部延伸。藉由上 述结构，第二辐射金属部藉由电容性耦合由第一辐射金属部激发，第一辐射金属部及第二 辐射金属部产生的最低频共振模态合成为天线的第一工作频带，第一辐射金属部及第二辐 射金属部产生的高阶共振模态合成为天线的第二工作频带。
根据本发明的其中的一实施方式，该间距小于3mm，并且接地面为移动通信手机的 系统接地面。本发明的移动通信装置，其具有一个可以产生二个宽带工作频带的平面单极天 线，该天线结构简单，可以印制于一介质基板上或直接印制于一移动通信装置的系统电路 板上以节省制作成本，且天线尺寸小，同时天线的二个工作频带可以涵盖目前所有移动通 信频带，适合应用于薄形移动通信装置上。
图1为本发明移动通信装置的第图2为本发明移动通信装置的第图3为本发明移动通信装置的第图4为本发明移动通信装置的第图5为本发明移动通信装置的第主要组件符号说明移动通信装置1、3、4、5接地面10接地点101、102介质基板11第一辐射金属部12、32、42天线馈入点121、321、421一实施例的结构图。一实施例的返回损失量测结果图.二实施例的结构图。三实施例的结构图。四实施例的结构图。第二辐射金属部13、33、43 间距 14、34、44 第一工作频带21 第二工作频带22 接地金属部35 第三辐射金属部45、5具体实施例方式为让本发明的上述和其他目的、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，并配合所附附图，作详细说明如下。图1为本发明移动通信装置的第一实施例的结构图。移动通信装置1具有接地面 10及天线，天线位于介质基板11上，并且天线邻近于接地面10。天线包含第一辐射金属部 12与第二辐射金属部13。其中，第一辐射金属部12具有至少一次弯折，第一辐射金属部 12的一端为天线馈入点121，其另一端为开路。第二辐射金属部13的一端短路连接至接地 面10的接地点101，另一端为开路。第二辐射金属部13长度为第一辐射金属部12长度的 0. 75倍至1. 25倍之间。第一辐射金属部12与第二辐射金属部13相邻近，两者之间具有一 间距14。进一步来说，第二辐射金属部13的至少一部分以小于特定距离的间距14沿着第 一辐射金属部12延伸，以产生电容性耦合，并且第一辐射金属部12与第二辐射金属部13 位于介质基板11的同一表面上。在本实施例中，间距14不是一定值，而呈非等宽的间距， 只是间距14均须小于3mm，以提供足够的电容性耦合，使得第二辐射金属部13为第一辐射 金属部12电容耦合激发。此非为定值的间距14具有可调整第一辐射金属部12与第二辐 射金属部13之间的耦合量的功能，以调整天线的阻抗匹配。由于第一辐射金属部12与第二辐射金属部13的长度接近，因此该二个辐射金属 部12、13可以有效地在天线的低频频带分别共振出约四分之一波长的共振模态(700MHz附 近及900MHz附近)，来合成宽带的第一工作频带至少涵盖698至960MHz，并在高频频带分4别产生一高阶的倍频模态(1700MHz附近及^OOMHz附近)，来合成宽带的第二工作频带至 少涵盖1710至^90MHz。其中第一工作频带可涵盖LTE700/GSM850/900的三频工作，而第 二工作频带可涵盖GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500的五频工作，达到天线的八频工作， 使得移动通信装置可以涵盖目前所有移动通信的工作频带。此外，天线藉由第一辐射金属 部12与第二辐射金属部13的紧密电容耦合结合，可以达到缩小其印制于介质基板11上的 面积，同时其结构简单、容易制作，非常符合实际应用需求。图2为移动通信装置的第一实施例的返回损失量测结果图。第一实施例选择介质 基板11为一宽度约为60mm、长度约为15mm及厚度约为0. 8mm的玻纤介质基板；接地面10 长度约为100mm、宽度约为60mm ；第一辐射金属部12与第二辐射金属部13以印刷或蚀刻技 术形成于介质基板11上，其中第一辐射金属部12长度约为96mm，第二辐射金属部13长度 约为100mm，而第一辐射金属部12与第二辐射金属部13的间距均少于约1. 5mm。由实验结 果，在6dB返回损失的定义下，第一工作频带21由二个共振模态合成，其足以涵盖LTE700/ GSM850/900 (698至960MHz)的三频工作，而第二工作频带22亦由二个共振模态合成，其足 以涵盖 GSM1800/1900/UMTS/LTE2300/2500 (1710 至 ^90MHz)的五频工作。接着请参考图3，图3为本发明移动通信装置的第二实施例的结构图。移动通信装 置3具有接地面10及天线，天线位于介质基板11上。天线包含第一辐射金属部32与第二 辐射金属部33。其中第一辐射金属部32的一端为天线的馈入点321，另一端为开路，第一 辐射金属部32与第二辐射金属部33的间距34为一定值，且其小于3mm。在本实施例中，介质基板11上具有接地金属部35，接地金属部35电气连接至接地 面10，使得接地面10具有延伸尺寸。接地金属部35可增加移动通信装置3的电路布线的 空间。第二实施例的其他天线结构与第一实施例相似，在此相似结构下，第二实施例亦 可产生与第一实施例相似的二个宽带工作频带，涵盖LTE/GSM/UMTS的八频工作。接着请参考图4，图4为本发明移动通信装置的第三实施例的结构图。移动通信装 置4具有接地面10及天线，天线位于介质基板11上。天线包含第一辐射金属部42、第二辐 射金属部43与第三辐射金属部45。其中第三辐射金属部45的一端短路至接地面10的短 路点102，其另一端为开路。第三辐射金属部45的一部分沿着第二辐射金属部43延伸，而 由第二辐射金属部43电容耦合激发，可以产生一共振模态，增加天线的第二工作频带的工 作带宽。由于第三辐射金属部45的设计是为了能在高频多增加一个工作模态以增加天线 的工作带宽，因此第三辐射金属部45的长度会影响此一工作模态的频率偏移，并且其弯折 的方式可增加天线设计的自由度，使其易于调整阻抗匹配。第三实施例的其他结构与第一实施例相似，在此相似结构下，第三实施例亦可达 到与第一实施例相似的工作特性。接着请参考图5，图5为本发明移动通信装置的第四实施例的结构图。移动通信装 置5具有接地面10及天线，天线位于介质基板11上。天线包含第一辐射金属部42、第二 辐射金属部43与第三辐射金属部55。其中第三辐射金属部55的一端短路至接地面10的 短路点102，另一端为开路端。第三辐射金属部55的一部分沿着第一辐射金属部42延伸， 而由第一辐射金属部42电容耦合激发，产生共振模态，增加天线的第二工作频带的工作带 觅ο
第四实施例的其他结构与第一实施例相似，在此相似结构下，第四实施例亦可达 到与第一实施例相似的工作特性。在上述第一及第二实施例中，第一辐射金属部及第二辐射金属部略呈U形，而在 上述第三及第四实施例中，第一辐射金属部及第二辐射金属部略呈L形。其不同的弯折设 计主要是因应不同介质基板11的尺寸。举例来说，若介质基板11的尺寸较小，辐射金属部 可采用略呈U形的结构设计，若介质基板11尺寸较大，辐射金属部可采用略呈L形的结构 设计。在上述第一及第二实施例中，第二辐射金属部较第一辐射金属部长，而在上述第 三及第四实施例中，第二辐射金属部较第一辐射金属部短。此差异的作用在于，藉由调整 第一辐射金属部与第二辐射金属部的长短，可调整其工作模态的频率偏移及其所涵盖的带 宽，因此可因应不同的电路基板变化，对其第一辐射金属部与第二辐射金属部做长度的调 離iF. ο综合上述，本发明的移动通信装置，其具有一个可以产生二个宽带工作频带的平 面单极天线，该天线结构简单，可以印制于一介质基板上或直接印制于一移动通信装置的 系统电路板上以节省制作成本，且天线尺寸小(少于15x60mm2)，同时天线的二个工作频带 可以分别涵盖 LTE700 (698 至 787MHz) /GSM850 (824 至 894MHz) /GSM900 (880 至 960MHz)的三 频工作及 GSM1800(1710 至 1880MHz)/GSM1900 (1850 至 1990MHz)/UMTS (1920 至 2170MHz)/ LTE2300 (2305至MOOMHz) /LTE2500 (2500至2690MHz)的五频工作，涵盖目前所有移动通信 频带，同时适合应用于薄形移动通信装置上。综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，处处均显示其迥异于公知技术的特 征，恳请审查员明察，早日赐准专利，使嘉惠社会，实感德便。惟应注意的是，上述诸多实施 例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所要求保护的权利范围自然应当以权利要求书的 范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种移动通信装置，该装置具有一接地面及一天线，该天线具有一第一工作频带及 一第二工作频带，该天线位于一介质基板上，该天线包括一第一辐射金属部，该第一辐射金属部具有至少一次弯折，该第一辐射金属部的一端 为该天线的馈入端，另一端为开路；以及一第二辐射金属部，该第二辐射金属部一端短路至该接地面，另一端为开路，该第二辐 射金属部的长度为该第一辐射金属部的长度的0. 75倍至1. 25倍之间，并且该第二辐射金 属部的至少一部分以小于特定距离的一间距沿着该第一辐射金属部延伸；藉由上述结构，该第二辐射金属部藉由电容性耦合由该第一辐射金属部激发，该第一 辐射金属部及该第二辐射金属部产生的最低频共振模态合成为该天线的该第一工作频带， 该第一辐射金属部及该第二辐射金属部产生的高阶共振模态合成为该天线的该第二工作 频带。
2.如权利要求1的移动通信装置，其中该间距小于3mm。
3.如权利要求2的移动通信装置，其中该间距非为定值。
4.如权利要求2的移动通信装置，其中该间距为一定值。
5.如权利要求1的移动通信装置，其中该第一工作频带涵盖698至960MHz，该第二工 作频带涵盖1710至^90MHz。
6.如权利要求1的移动通信装置，其中该接地面为一移动通信手机的系统接地面。
7.如权利要求1的移动通信装置，其中该天线具有一第三辐射金属部，该第三辐射金 属部一端短路至该接地面，该第三辐射金属部相邻于该第一辐射金属部，该第三辐射金属 部由该第一辐射金属部电容耦合激发，产生一共振模态，以增加该天线的工作带宽。
8.如权利要求1的移动通信装置，其中该天线具有一第三辐射金属部，该第三辐射金 属部一端短路至该接地面，该第三辐射金属部相邻于该第二辐射金属部，该第三辐射金属 部由该第二辐射金属部电容耦合激发，产生一共振模态，以增加该天线的工作带宽。
9.如权利要求1的移动通信装置，其中该介质基板具有一接地金属部，该接地金属部 电气连接至该接地面。
10.一种天线，用于具有一接地面的一移动通信装置，该天线包括一第一辐射金属部，该第一辐射金属部具有至少一次弯折，该第一辐射金属部的一端 为该天线的馈入端，另一端为开路；以及一第二辐射金属部，该第二辐射金属部一端短路至该接地面，另一端为开路，该第二辐 射金属部的长度为该第一辐射金属部的长度的0. 75倍至1. 25倍之间，并且该第二辐射金 属部的至少一部分以小于特定距离的一间距沿着该第一辐射金属部延伸；藉由上述结构，该第二辐射金属部藉由电容性耦合由该第一辐射金属部激发，该第一 辐射金属部及该第二辐射金属部产生的最低频共振模态合成为该天线的该第一工作频带， 该第一辐射金属部及该第二辐射金属部产生的高阶共振模态合成为该天线的该第二工作 频带。
全文摘要
一种移动通信装置及其天线。该移动通信装置具有接地面及天线，天线具有第一、第二工作频带，天线位于介质基板上，包含第一、第二辐射金属部，第一辐射金属部具有至少一次弯折，第一辐射金属部一端为天线馈入端，另一端为开路；第二辐射金属部一端短路至接地面，另一端为开路，其长度为第一辐射金属部的长度的0.75倍至1.25倍之间，且至少一部分以小于特定距离的间距沿着第一辐射金属部延伸；藉由上述结构，第二辐射金属部藉由电容性耦合由第一辐射金属部激发，第一、第二辐射金属部产生的最低频共振模态合成为天线的第一工作频带，产生的高阶共振模态合成为第二工作频带。本发明的移动通信装置的天线涵盖目前所有移动通信频带且适于薄形移动通信装置。
文档编号H01Q1/36GK102055065SQ20091021107
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月11日 优先权日2009年11月11日
发明者朱芳贤, 翁金辂 申请人:宏碁股份有限公司