天线结构及应用该天线结构的无线通信装置的制作方法

本发明涉及一种天线结构及应用该天线结构的无线通信装置。
背景技术：
：随着无线通信技术的进步，无线通信装置不断朝向轻薄趋势发展，消费者对于产品外观的要求也越来越高。由于金属壳体在外观、机构强度、散热效果等方面具有优势，因此越来越多的厂商设计出具有金属壳体的无线通信装置来满足消费者的需求。但是，金属壳体容易干扰遮蔽设置在其内的天线所辐射的信号，不容易达到宽频设计，导致内置天线的辐射性能不佳。而且随着长期演进(LongTermEvolution，LTE)技术的不断发展，天线的频宽不断增加。因此，如何利用金属壳体设计出具有较宽频宽的天线，是天线设计面临的一项重要课题。技术实现要素：有鉴于此，有必要提供一种结合金属壳体设计的天线结构。另，有必要提供一种应用该天线结构的无线通信装置。一种天线结构，其应用于具有金属壳体的无线通信装置中，该天线结构包括馈入端及辐射体，该辐射体与馈入端连接并朝金属壳体的方向延伸，该金属壳体上开设缺口以便金属壳体与辐射体耦合，该缺口的尺寸由无线通信装置收发的信号的波长决定，该金属壳体与辐射体共同共振出至少二个模态。一种无线通信装置，其包括金属壳体及天线结构，该金属壳体开设一缺口，该天线结构包括馈入端及辐射体，该辐射体与馈入端连接并朝金属壳体的方向延伸，该金属壳体通过缺口与辐射体耦合，该缺口的尺寸由无线通信装置收发的信号的波长决定，该金属壳体与辐射体共同共振出至少二个模态。所述的金属壳体上开设缺口，从而使得金属壳体构成天线结构的一部分，避免了金属壳体对天线造成的屏蔽效应，减小天线尺寸与占用空间，达到降低成本的效果。附图说明图1为本发明第一较佳实施方式的具有天线结构的无线通信装置的立体图。图2为图1所示的天线结构的第一匹配电路的电路图。图3为图1所示的天线结构的第二匹配电路的电路图。图4是图1所示的天线结构的回波损耗示意图。图5为本发明第二较佳实施方式的具有天线结构的无线通信装置的立体图。图6是图5所示的天线结构的回波损耗示意图。图7是图1和图5所示的天线结构的效率图。主要元件符号说明无线通信装置200天线结构100,200基板210净空区211金属壳体220侧板212边缘部2121延伸部2123开口2125缺口223馈入端10接地端12辐射体30开槽S第一匹配电路50电容C1第二匹配电路70单刀双掷开关71静触点711第一动触点713第二动触点715第一电感L1第二电感L2如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。具体实施方式请参阅图1，本发明之第一较佳实施方式提供一种天线结构100，其应用于移动电话、平板计算机或智能型手表等无线通信装置200中，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。该无线通信装置200还包括基板210及围绕该基板210设置的金属壳体220。该基板210可为一印刷电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)。该基板210上设置一净空区211，该净空区211位于天线结构100的辐射体30的下方，该净空区211指基板210上无导体存在的区域，用以防止外在环境中电子组件如电池、振动器、喇叭、CCD（ChargeCoupledDevice，电荷耦合器件）等对天线结构100产生干扰，造成其工作频率偏移或辐射效率变低。在本实施方式中，该净空区211形成于基板210的一侧。在本实施方式中，该金属壳体220为无线通信装置200的边框，其围绕基板210设置。该金属壳体220包括至少一侧板212，该至少一侧板212包括一边缘部2121及由该边缘部2121垂直延伸而出的延伸部2123。该边缘部2121上形成一开口2125。该延伸部2123上开设一缺口223，其位于辐射体30与该金属壳体220之间，以便金属壳体220通过电磁感应与辐射体30耦合，从而使得该金属壳体220作为天线结构100的一部分。该缺口223大致呈“L”形，其与开口2125连通。该缺口223的尺寸由无线通信装置200收发的信号的波长决定。例如，该缺口223的长度可以为无线通信装置200收发的信号的波长的1/4。在本实施方式中，开口2125和缺口223用于填充非导电材料，例如空气或塑胶。该基板210可通过螺钉锁固于金属壳体220上。如此，该金属壳体220可通过基板210接地。可以理解，在其他实施方式中，该金属壳体220可为无线通信装置200的电池盖。在本实施方式中，该天线结构100为单极天线，其包括馈入端10和所述辐射体30。该馈入端10与基板210上的馈入点（图未示）电性连接，以接收电流。该辐射体30垂直连接于馈入端10的末端，并朝金属壳体220的方向延伸。此外，该辐射体30与金属壳体220之间间隔设置，二者之间的间隔使得电流可以从辐射体30耦合至金属壳体220。优选地，该天线结构100被无线通信装置200内的一塑料框架所支撑。请一并参阅图2，本发明第一较佳实施方式的天线结构还包括第一匹配电路50。该第一匹配电路50包括电容C1，该电容C1电性连接于馈入端10和地之间。请一并参阅图3，本发明第一较佳实施方式的天线结构还包括第二匹配电路70。该第二匹配电路70包括一单刀双掷开关(singlepoledoublethrow，SPDT)71、第一电感L1及第二电感L2。该单刀双掷开关71包括静触点711、第一动触点713及第二动触点715。该静触点711与金属壳体220电性连接。该第一电感L1电性连接于第一动触点713和地之间。该第二电感L2电性连接于第二动触点715和地之间。上述的第一匹配电路50和第二匹配电路70均用于调整天线结构100的阻抗匹配，以优化天线结构100的性能。当该无线通信装置200工作时，电流进入馈入端10，并流至辐射体30。此时，该辐射体30和第一匹配电路50可共振出第一模态。并且，电流可以从辐射体30耦合至金属壳体220，从而使得辐射体30和金属壳体220共同共振出第二模态。请参阅图4的回波损耗曲线1，当电容C1约为2pF时，该第一模态和第二模态可使该天线结构100工作于2300~2400MHz以及2500~2690MHz之频段，以收发长期演进(longtermevolution，LTE)信号。进一步的，该第二匹配电路70可用于微调上述LTE信号的频宽。请参阅图5，本发明之第二较佳实施方式提供一种天线结构300。该天线结构300与第一较佳实施方式之天线结构300大致相同，区别点在于：该天线结构300还包括接地端12，该接地端12大致呈“L”形，其连接于基板210上的接地点（图未示）与辐射体30之间。如此，该天线结构300可为平面倒F天线(planarinvertedF-antenna，PIFA)。此外，该天线结构300的辐射体30上还形成开槽S。该开槽S从辐射体30的一端切开，并延伸至辐射体30内部，以形成两个分支部，从而改变辐射体30上的电流分布以改善天线结构300的模态。当该无线通信装置200工作时，电流进入馈入端10，并流至辐射体30，以最终耦合至金属壳体220。此时，该辐射体30和金属壳体220共同共振出第三模态。同时，由于辐射体30上具有开槽S，使得辐射体30能产生倍频效应，以便该辐射体30和金属壳体220共同共振出第四模态。请参阅图6的回波损耗曲线2，在本实施例中，该第三模态的中心频率约为2400MHz，该第四模态的中心频率约为5000MHz。图7为上述本发明第一实施方式的天线结构100和第二实施方式的天线结构300的效率图。其中，曲线3代表天线结构100的效率，曲线4代表天线结构300的效率。由曲线3及曲线4可知该天线结构100在2300~2690MHz之频段上具有良好的效率，该天线结构300在约2400MHz和5000MHz时也具有良好的效率。本发明的金属壳体220上开设缺口223，从而使得金属壳体220构成天线结构100,300的一部分，避免了金属壳体220对天线造成的屏蔽效应，减小天线尺寸与占用空间，达到降低成本的效果。另外，天线结构100,300的辐射能力也因为设有第一匹配电路50和第二匹配电路70而有效的增进。同时，该无线通信装置200的另一优点是在不破坏金属壳体220的结构下，能维持天线特性与保持产品整体外观设计的完整性。当前第1页1 2 3