CN101385192A - 通信终端装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题是提供一种通信终端装置,其可降低SAR,并且可实现天线的宽带化,而且可实现小型且薄型化。此通信终端装置具有:基板(13),其设置在筐体内;供电部(12),其设置在基板(13)上;单极天线(11),其一端与供电部电连接以用于供电,且具有多频共用的多个元件;以及地线(14),其与基板(13)的无线接地电连接,具有多个元件的单极天线(11)以与基板(13)面垂直且通话时处于人体的相反侧的方式配置在筐体的背面方向。
Description
技术领域
本发明涉及一种通信终端装置,其可提高通话时的增益,降低SAR(Specific Absorption Ratio),以及使天线宽带化,并且实现小型化、薄型化。
背景技术
近年来,对于手机等通信终端装置而言,为了实现小型、薄型、轻量化等,大多是内置天线。其结果是存在如下问题,即在通话时筐体接近人体头部,因此从天线辐射的电磁波被人体头部吸收,导致通话时的天线增益劣化,且由于天线以及天线供电部接近人体头部,因此导致SAR特性劣化。
由此,众所周知的是,例如在内置有图12所示的芯片天线(ChipAntenna)101的通信终端装置102中,可增强朝向握住此通信终端装置102的筐体的人体侧的相反侧的指向性,从而可抑制手机等通信终端装置102辐射的电磁波对人体带来的影响(例如,参照专利文献1)。另外,图12中,标记103表示接地。
此外,为了实现天线的宽带化而附加地线的结构也为人所周知。即,众所周知的是,作为此种结构的通信终端装置,例如图13所示,在倒F型天线201的外侧平行地弯曲配置有地线202,且在弯曲的倒F型天线201的内侧平行地弯曲配置有地线203,由此,即便使各元件弯曲而实现小型化也可具有宽带的频率特性(参照专利文献2)。另外,图13中,标记204表示经由连接在供电点A处的短路导体与倒F型天线201连接的接地平面。
进而,作为上述以外的另一类型的通信终端装置,众所周知的是,例如图14所示,附加无源元件301,进行指向性控制,由此可提高辐射效率,降低人体对电波的吸收。
专利文献1:日本专利特开2001-77611公报(第5页,图1)
专利文献2:日本专利特开2000-261243公报(第7页,图1(a))
专利文献3:日本专利特开2002-223107公报(第6页,图1)
发明内容
发明要解决的问题
然而,专利文献1所记载的装置存在如下问题:因内置有芯片天线而导致天线的窄带化,以及为了控制天线的指向性而必须附加导波器。
此外,为了实现专利文献2所记载的天线的宽带化,采取附加地线的方法时,存在因地线的形状而导致天线电流集中,使SAR进一步劣化的问题。
此外,当为专利文献3所记载的结构时,存在如下问题:如果为了控制天线的指向性而附加无源元件,则将会导致成本的增加及无法有效利用筐体内的空间。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种通信终端装置,此通信终端装置可降低SAR,并且可实现天线的宽带化,而且可实现小型且薄型化。
解决问题的方法
本发明的通信终端装置结构为,具有:基板,其设置在筐体内;供电部,其设置在所述基板上;单极天线,其一端与所述供电部电连接以用于供电,且具有多频共用的多个元件;以及地线,其与所述基板的无线接地电连接,所述单极天线以与所述基板面垂直且以朝向远离人体、即相反侧的方式,朝向所述筐体的背面方向而配置。通过此结构,可减少人体头部吸收的电磁波,因此可提高通话时的天线增益,且可使电流的峰值点远离人体,因此可降低通话时的SAR。此外,可通过附加地线而实现天线的宽带化,也可使SAR特性进一步降低。
此外,本发明的通信终端装置结构为,具有:基板,其设置在壳体内;供电部,其设置在所述基板上;单极天线,其一端与所述供电部电连接以用于供电,且具有多频共用的多个元件;以及地线,其与所述基板的无线接地电连接,所述单极天线的开放端形成在远离人体的筐体背面方向的位置,而且具有所述多个元件的单极天线中,以特定的第一频率共振的天线元件形成在所述人体侧;以与所述第一频率不同的第二频率以及第三频率以上的频率共振的天线元件,与以所述第一频率共振的天线元件相比,配置在距所述人体更远的位置。通过此结构,可减少人体头部吸收的电磁波,因此可提高通话时的天线增益,且电流的峰值点远离人体,因此可降低通话时的SAR。此外,可通过附加地线实现天线的宽带化,也可使SAR特性得到进一步降低。进而,与以所述第一频率共振的天线元件相比,以第二频率以及第三频率以上的频率共振的天线元件配置在距所述人体更远的位置,因此电流的峰值点远离人体,可降低通话时的SAR。
此外,本发明的通信终端装置结构为,具有:基板,其设置在筐体内;供电部,其设置在所述基板上;单极天线,其一端与所述供电部电连接以用于供电,且具有多频共用的多个元件;以及地线,其与所述基板的无线接地电连接,所述单极天线由板状或者线状的元件构成,且由金属片、柔性基板或者印刷基板形成。通过此结构,因具有地线可实现天线的宽带化,SAR特性也得到降低。进而,单极天线由板状或者线状元件构成,且由金属片、柔性基板或者印刷基板形成,因此可形成各种形状且易实现内置。
此外,本发明的通信终端装置构成为,具有:基板,其设置在筐体内;供电部,其设置在所述基板上;单极天线,其一端与所述供电部电连接以用于供电,且具有多频共用的多个元件;以及地线,其与所述基板的无线接地电连接,所述地线为板状地线,所述地线的周长约是工作频率的(1/2)λ,且,所述地线的沿着所述基板宽度方向的方向的长度约为(1/8)λ以下。通过此结构,可利用周长约为(1/2)λ长的地线实现天线的宽带化,也可降低SAR特性。
发明的效果
根据本发明,可提供一种通信终端装置,其具有可提高通话时的天线增益,可降低电磁波对人体的影响即降低SAR,且可实现天线的宽带化的效果,且具有小型且薄型的特征。此外,根据本发明,可提供一种通信终端装置,其具有如下效果:通过在筐体内的供电点附近附加地线,实现天线的宽带化,可使集中在供电点附近的电流峰分散,而且可通过使地线形成为板状,进一步使电流峰分散,从而降低SAR。
附图说明
图1(A)、图1(B)是本发明的实施方式的通信终端装置的立体图。
图2是表示此通信终端装置内部的天线部分的结构的说明图。
图3(A)至图3(C)是表示此通信终端装置的天线元件的结构的说明图。
图4(A)、图4(B)是表示此通信终端装置的天线元件的具体形状的说明图。
图5(A)是此通信终端装置的天线为单元件单极天线时的配置图,图5(B)是作为比较例而表示的单元件单极天线的配置图。
图6(A)是图5(A)所示的单元件单极天线的辐射图形图(X-Y面),图6(B)是图5(B)所示的比较例的单元件单极天线的辐射图形图。
图7(A)是本发明的通信终端装置的天线为两元件单极天线时的配置图,图7(B)是作为比较例而表示的两元件单极天线的配置图。
图8(A)是图5(A)所示的两元件单极天线的辐射图形图(X-Y面),图8(B)是图5(B)所示的比较例的两元件单极天线的辐射图形图。
图9(A)是表示本发明的实施方式的通信终端装置的地线等的结构图,图9(B)是表示通信终端装置不具有地线的比较例的结构图。
图10(A)是图9(A)所示的通信终端装置的VSWR图,图10(B)是图9(B)所示的比较例的VSWR图。
图11(A)是图2以及图9(A)所示的本发明的通信终端装置的电流分布图,图11(B)是具有作为比较例而使用的形状欠佳的地线的情况下的电流分布图。
图12是内置有现有的芯片天线的通信终端装置的侧视图。
图13是追加有现有的地线的通信终端装置的俯视图。
图14是附加有现有的无源元件,且通过进行指向性控制来提高辐射效率,降低人体对电波的吸收的通信终端装置的立体图。
附图标记说明
1 通信终端装置
10 筐体
10A 上表面
10B 背面
11 单极天线(单元件单极天线)
111 金属片
111A 板状金属片
111B 线状金属片
112 柔性基板
113 印刷基板
12 供电部
13 基板
14 地线
α 主极化分量
β 交叉极化分量
具体实施方式
以下,使用附图来说明本发明实施方式的通信终端装置。
图1以及图2是表示本发明的实施方式的通信终端装置1的附图,该通信终端装置1在筐体10的内部具备:具有多个元件的单极天线11;具有供电部12的基板13;以及一端与供电部12电连接并被供电的地线14等。
本实施方式的单极天线11使用两元件单极天线,例如作为天线元件构成为:单独由金属片111(图3(A))形成,或者形成在柔性基板112(图3(B))的一部分上,或者形成在印刷基板113(图3(C))的一部分上。此外,当此天线元件由金属片形成时,如图4所示,可由板状金属片111A(图4(A))或者线状金属片111B(图4(B))等构成。另外,如图2所示,此天线元件构成为从一个供电部12对其一端进行供电。
其次,对通过天线元件的配置及结构而获得的效果进行说明。
(i)首先,对单元件单极天线的情况进行说明。
图5(A)的单元件单极天线11以从筐体10的上表面10A(参照图1)朝向用手握住此通信终端装置1的筐体10的人体(使用者)的相反侧,即筐体10的背面10B方向(+X方向),并从背面10B(参照图1)在垂直方向(+X方向)上突出的状态而配置,且与基板13的供电部12电连接。
另一方面,作为比较例所示的图5(B)的单元件单极天线11在筐体10的上表面10A上,以从筐体10的上表面10A向正上方(+Z方向)笔直延伸的方式而配置,且与基板13的供电部12电连接。
当为此(i)单元件单极天线时,在图5(A)、图5(B)中的任一情况下,单元件单极天线11以收纳在筐体10内的方式而形成,图6表示各自的辐射图形的图。
即,图6(A)是图5(A)所示的单元件单极天线11形成在筐体10的背面方向(+X方向)时的1800MHz的辐射图形的图,且表示X-Y面的主极化分量α与交叉极化分量β。另一方面,图6(B)是表示图5(B)所示的结构的单元件单极天线11形成在筐体10的正上方(+Z方向)时的1800MHz的辐射图形的图,且表示X-Y面的主极化分量a与交叉极化分量β。
当对图6(A)与图6(B)的主极化分量加以比较时,图6(A)的主极化分量为-0.5dB左右,与此相对,图6(B)的主极化分量的F/B比(Front to back ratio)为0dB左右,几乎不存在因天线元件的配置而引起的辐射图形的变化。
(ii)继而,对两元件单极天线的情况加以说明。
图7(A)的两元件单极天线是以从筐体10的上表面10A朝向垂直方向,也就是说,朝向远离用手握住此通信终端装置1的筐体10的人体(使用者)所相对的正面方向(-X方向)的、即为相反侧的背面10B方向(+X方向)突出的状态而配置,且与基板13的供电部12电连接。另一方面,比较例所示的图7(B)的两元件单极天线11在筐体10的上表面10A(参照图1)上,以从筐体10的上表面10A向正上方延伸的方式而配置,且与基板13的供电部12电连接。
此时,在图7(A)、图7(B)中的任一情况下,两元件单极天线11均以收纳在筐体10内的方式形成。此外,两元件中,与以1800MHz共振的天线元件11B相比,以900MHz频带共振的天线元件11A形成在更接近人体(使用者)的位置上。即,将未收纳在筐体10的宽度方向(±Y方向)的部分向筐体10的背面10B方向(+X方向)折返,且将以1800MHz频带共振的天线元件11B以远离人体(使用者)的方式形成在筐体10的背面方向(+X方向),将未收纳在筐体10背面方向(+X方向)的部分向筐体宽度方向(±Y方向)折返。此外,所述的两元件单极天线的开放端以远离人体(使用者)的方式形成在筐体10背面方向。
其次,图8表示(ii)两元件单极天线的情况下的辐射图形。
图8(A)是图7(A)所示的两元件单极天线11形成为朝向筐体10的背面方向时的1800MHz的辐射图形的图,且表示X-Y面的主极化分量α与交叉极化分量β。另一方面,图8(B)作为比较例而表示,且是图7(B)所示的两元件单极天线11在筐体10的上表面10A(参照图1)上,以从筐体10的上表面10A向正上方延伸的方式形成时的1800MHz的辐射图形的图,且表示X-Y面的主极化分量α与交叉极化分量β。
当对图8(A)与图8(B)的主极化分量α加以比较时,图8(A)的主极化分量α为-6dB左右,与此相对,图8(B)的主极化分量α的F/B比(Front to back ratio)为0dB左右。此结果表示,以900MHz频带共振的天线元件11A作为以1800MHz共振的天线元件11B的反射器工作,因此电磁波主要是向筐体10的背面方向辐射,在通话时电磁波主要是向人体(使用者)的相反侧即筐体背面方向辐射。
这样,如图7(A)所示,具有多个元件的单极天线(本实施方式中的两元件单极天线)11形成在筐体10的背面方向,且前述具有多个元件的单极天线11中,以第一频率(例如900MHz)共振的天线元件形成在人体(使用者)侧;以第二频率(例如1800MHz)以及第三频率(例如2000MHz)以上的频率共振的天线元件,与前述以第一频率共振的天线元件相比,配置在更远离人体(使用者)的位置。因此电磁波主要是向人体(使用者)的相反侧即筐体10的背面方向辐射。其结果,可通过减少通话时由人体(使用者)头部所吸收的电磁波而提高通话时的增益,且无需用以进行指向性控制的无源元件,因此可有效利用筐体10内的空间,也可以降低成本。
此外,同样地,如图7(A)所示,两元件单极天线11形成在筐体10的背面方向,且两元件单极天线11的开放端形成在人体(使用者)的相反侧的、远离人体(使用者)的位置上,从而尤其是在来自天线元件的辐射占主导的1800MHz频带中,可使电流的峰值点远离人体(使用者)的头部,可将SAR(Specific Absorption Ratio)降低15%左右。
接着,参照图9至图11来说明设置在本实施方式的通信终端装置1上的地线14的效果。
图9(A)所示的地线14在基板13上的供电部12附近的无线接地上接地,因此相比于无地线14的情况(图9(B)),可实现高频带处的带宽的宽带化,天线11成为对应从EGSM(Enhanced Global System for MobileCommunications)频带(880MHz~960MHz)至UMTS(Universal MobileTelecommunications System)频带(1920MHz~2170MHz)的多频共用天线。图10中表示了此时的VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)的曲线图。
图10(A)是表示附加了地线14的情况(如图9(A)所示的情况)下的VSWR图,图10(B)是表示无地线的情况(如图9(B)所示的情况)下的VSWR图。
当为了实现天线的宽带化,如果附加前述地线14,则因地线14的形状而如图11(B)所示,使得电流峰集中于地线14。因此,有时会导致SAR劣化。
由此,本发明构成为,使此地线14形成为板状,并且使其周长约为工作频率的(1/2)λ,且使基板13的宽度方向的长度约为(1/8)λ以下。由此(例如,图2所示的形状),使流经地线14的电流峰分散,且使电流在供电点侧12的筐体10的长度方向(下方方向)上通过,由此可进一步降低SAR(图11(A))。
此外,通过此结构,近年来,在小型化、薄型化为主流的手机等通信终端装置中,可减小地线14在筐体中的长度方向上的占用宽度,从而可有效地用于IO(Input Output)连接器或存储器等形成于筐体内侧面的情况。
以上,根据本实施方式,可提供一种通信终端装置,其特征在于:可提高通话时的天线增益,同时可降低SAR,从而可提高通信终端装置的通话质量,并且可降低电磁波对人体的影响,且可实现小型且薄型化。
另外,本发明并未受到上述实施方式的任何限制,在不脱离其主旨的范围内可以各种形态来实施本发明。
虽参照详细又特定的实施方式说明了本发明,但所属领域的技术人员知道在不脱离本发明的精神及范围内可施加各种变更及修正。
本申请是基于2006年2月10日申请的日本专利申请(日本专利特愿2006-034059)的申请,并将该申请的内容以参照的方式援引于此。
工业利用可能性
本发明的通信终端装置具有可提高通话时的天线增益,降低对使用者(人体)的医学上的影响即降低SAR,且可实现筐体的薄型化、小型化的效果,有利于提高实际使用中的通信终端装置的通话质量、降低电磁波对人体的不良影响等。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种通信终端装置,其具有:
基板,其设置在筐体内;
供电部,其设置在所述基板上;
单极天线,其一端与所述供电部电连接以用于供电,且具有多频共用的多个元件;以及
地线,其与所述基板的无线接地电连接,
所述单极天线的开放端形成在筐体背面方向侧,
而且,具有所述多个元件的单极天线中,以特定的第一频率共振的天线元件形成在筐体前面方向侧;
以与所述第一频率不同的第二频率以及第三频率以上的频率共振的天线元件,与以所述第一频率共振的天线元件相比,配置在筐体背面方向侧。
2.一种通信终端装置,其具有:
基板,其设置在筐体内;
供电部,其设置在所述基板上;
单极天线,其一端与所述供电部电连接以用于供电,且具有多频共用的多个元件;以及
地线,其与所述基板的无线接地电连接,
所述地线为板状地线,所述地线的周长约是工作频率的(1/2)λ,且所述地线的沿着所述基板宽度方向的方向的长度约为(1/8)λ以下。
Claims (4)
1.一种通信终端装置,其具有:
基板,其设置在筐体内;
供电部,其设置在所述基板上;
单极天线,其一端与所述供电部电连接以用于供电,且具有多频共用的多个元件;以及
地线,其与所述基板的无线接地电连接,
所述单极天线以与所述基板面垂直且以朝向远离人体、即相反侧的方式,朝向所述筐体的背面方向配置。
2.一种通信终端装置,其具有:
基板,其设置在筐体内;
供电部,其设置在所述基板上;
单极天线,其一端与所述供电部电连接以用于供电,且具有多频共用的多个元件;以及
地线,其与所述基板的无线接地电连接,
所述单极天线的开放端形成在远离人体的、筐体背面方向的位置,
而且,具有所述多个元件的单极天线中,以特定的第一频率共振的天线元件形成在所述人体侧;
以与所述第一频率不同的第二频率以及第三频率以上的频率共振的天线元件,与以所述第一频率共振的天线元件相比,配置在距所述人体更远的位置。
3.一种通信终端装置,其具有:
基板,其设置在筐体内;
供电部,其设置在所述基板上;
单极天线,其一端与所述供电部电连接以用于供电,且具有多频共用的多个元件;以及
地线,其与所述基板的无线接地电连接,
所述单极天线由板状或者线状的元件构成,且由金属片、柔性基板或者印刷基板形成。
4.一种通信终端装置,其具有:
基板,其设置在筐体内;
供电部,其设置在所述基板上;
单极天线,其一端与所述供电部电连接以用于供电,且具有多频共用的多个元件;以及
地线,其与所述基板的无线接地电连接,
所述地线为板状地线,所述地线的周长约是工作频率的(1/2)λ,且所述地线的沿着所述基板宽度方向的方向的长度约为(1/8)λ以下。
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