CN101997164A - 便携电子装置及天线 - Google Patents

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Abstract

一种便携电子装置及天线。其中，天线包含：一辐射体，包含一本体和一寄生元件，其中，一孔隙形成于该本体上，该本体环绕该孔隙，该寄生元件连接至该本体并延伸入该孔隙，其中该寄生元件在一寄生位置连接至该本体；一馈电导体，连接至该本体，其中，一信号由该馈电导体馈至该本体，该信号在该本体上传输，并通过该寄生位置传输至该寄生元件；以及一接地导体，连接至该本体。本发明提供的便携电子装置及天线的优点之一是可改善HAC和SAR性能。

Description

便携电子装置及天线
技术领域
本发明是关于便携电子装置，更具体的，是关于便携电子装置及天线。
背景技术
特定吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)和助听设备兼容性(Hearing AidCompliance，HAC)分别是测量辐射对人类健康和助听设备影响程度的指标。电磁波辐射产生的高SAR值可能引起人类健康问题。因此移动电话必须达到SAR要求(例如FCC和CE要求)。具有过大HAC值的移动电话会阻碍助听器功能。因此，一家制造商在北美销售的50％的移动电话必须达到HAC要求。
为达到SAR、HAC要求，几种传统解决方案已应用在移动电话设计中：(a)减少板端功率(board end power)或天线辐射效率，以降低辐射能量；(b)通过增加对应于天线的金属元件来调整电场分布；或者(c)天线远离辐射干扰区域(例如远离放大器)放置。但是，传统解决方案可能损害通信质量、降低设计灵活性或是增加硬件成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供便携电子装置及天线。
本发明提供一种便携电子装置，包含：一天线，包含一辐射体、一馈电导体和一接地导体，其中，该辐射体包含一本体和一寄生元件，一孔隙形成于该本体上，该本体环绕该孔隙，该寄生元件连接至该本体并延伸入该孔隙，该寄生元件在一寄生位置连接至该本体；该馈电导体，连接至该本体，其中，一信号由该馈电导体馈至该本体，该信号在该本体上传输，并通过该寄生位置传输至该寄生元件；以及该接地导体，连接至该本体；以及一电路板，其中，该馈电导体和该接地导体将该本体电性连接至该电路板，且该天线调整该电路板的一电场分布。
本发明提供一种天线，包含：一辐射体，包含一本体和一寄生元件，其中，一孔隙形成于该本体上，该本体环绕该孔隙，该寄生元件连接至该本体并延伸入该孔隙，其中该寄生元件在一寄生位置连接至该本体；一馈电导体，连接至该本体，其中，一信号由该馈电导体馈至该本体，该信号在该本体上传输，并通过该寄生位置传输至该寄生元件；以及一接地导体，连接至该本体。
本发明提供的便携电子装置及天线的优点之一是可改善HAC和SAR性能。
附图说明
图1A是根据本发明第一实施例发射第一信号的天线100的示意图。
图1B是根据本发明第一实施例发射第二信号的天线100的示意图。
图2是根据本发明第一实施例的寄生元件的详细结构示意图。
图3是第一实施例一个变形的示意图。
图4A是利用此实施例天线100的便携电子装置10的示意图。
图4B是根据本发明实施例放置在便携电子装置10的放大器3附近的天线100的示意图。
图5A是根据本发明第二实施例发射第一信号的天线100’的示意图。
图5B是根据本发明第二实施例发射第二信号的天线100’的示意图。
图6是根据本发明第一实施例的寄生元件的详细结构示意图。
图7是第二实施例一个变形的示意图。
具体实施方式
在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的“包括”和“包含”系为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“耦接”一词在此系包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其他装置进行连接。说明书及权利要求中所用表达“大致”是指在可接受的差异范围内，本领域普通技术人员能够在该差异范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
图1A是根据本发明第一实施例发射第一信号的天线100的示意图。参考图1A，天线100包含辐射体110、馈电导体(feed conductor)120和接地导体(groundconductor)130。辐射体110包含本体(body)111和寄生元件112。孔隙(aperture)113形成在本体111上，且本体111环绕(enclose)孔隙113。寄生元件112在寄生位置114连接本体111。馈电导体120连接至本体111。第一信号(例如1700MHz到3000MHz的高频信号)由馈电导体120馈至本体111，在本体111沿谐振路径101传输，通过寄生位置114至寄生元件112，在寄生元件112沿寄生路径102传输。接地导体130连接本体111。从馈电导体120到寄生位置114的路径长度(也就是谐振路径101的长度)是1/4λ，其中λ是第一信号的波长。
图1B是根据本发明第一实施例发射第二信号的天线100的示意图。参考图1B，第二信号(例如800MHz到1000MHz的低频信号)由馈电导体120馈至本体111，在本体111沿环绕孔隙113的谐振路径103传输。
参考图2，图2是根据本发明第一实施例的寄生元件的详细结构示意图。寄生元件112大致为L形。寄生元件112包含第一区段1121和第二区段1122，第一区段1121连接至第二区段1122，第一区段1121沿第一方向Y延伸，第二区段1122沿第二方向X延伸，第一方向Y垂直于第二方向X，第一区段1121的一端连接寄生位置114。在此实施例中，第一区段1121的线宽(line width)大于第二区段1122的线宽。开槽(slot)115形成于寄生元件112和本体111之间。寄生元件112更包含弯曲部(bend portion)1123，弯曲部1123形成于第二区段1122的自由端(free end)。凹槽(notch)116形成于寄生元件112的一侧，用于阻抗匹配。
图3是第一实施例的一个变形，其中调整了本体111的形状，开槽117形成于本体111的一侧，以增长谐振路径103。
图4A是利用此实施例天线100的便携电子装置10的示意图。便携电子装置10包含外壳(housing)1和电路板(例如印刷电路板PCB)2。馈电导体和接地导体将本体(天线100)电性连接至电路板2。天线100调整电路板2的电场分布，以降低便携电子装置10的HAC值。参考图4B，图4B是根据本发明实施例放置在便携电子装置10的放大器3附近的天线100的示意图。此实施例中，天线100可放置在便携电子装置10的放大器3附近，以减少对便携电子装置10HAC添加量(recruitment)的负面影响。
本发明实施例中天线调整了电路板接地层的电场分布，并降低放大器附近的电场强度以改善HAC和SAR性能。在本发明的一个实施例中，HAC性能可改善至M3级(例如68.5V/m)。此外，天线可放置在便携电子装置的放大器附近，以减少对便携电子装置HAC添加量的负面影响。
图5A是根据本发明第二实施例发射第一信号的天线100’的示意图。参考图5A，天线100’包含辐射体110’、馈电导体120和接地导体130。辐射体110’包含本体111和寄生元件112’。孔隙113形成在本体111上，且本体111环绕孔隙113。寄生元件112’在寄生位置114’连接本体111。馈电导体120连接至本体111。第一信号(高频信号)由馈电导体120馈至本体111，在本体111沿谐振路径101’传输，通过寄生位置114’至寄生元件112’，在寄生元件112’沿寄生路径102’传输。接地导体130连接本体111。从馈电导体120到寄生位置114’的路径长度(也就是谐振路径101’的长度)是1/2λ，其中λ是第一信号的波长。
图5B是根据本发明第二实施例发射第二信号的天线100’的示意图。参考图5B，第二信号(低频信号)由馈电导体120馈至本体111，在本体111沿环绕孔隙113的谐振路径103’传输。
参考图6，图6是根据本发明第一实施例的寄生元件112’的详细结构示意图。与第一实施例类似，寄生元件112’大致为L形。寄生元件112’包含第一区段1121’和第二区段1122’，第一区段1121’连接至第二区段1122’，第一区段1121’沿第一方向Y’延伸，第二区段1122’沿第二方向X’延伸，第一方向Y’垂直于第二方向X’，第一区段1121’的一端连接寄生位置114’。在此实施例中，第一区段1121’的线宽大于第二区段1122’的线宽。开槽115’形成于寄生元件112’和本体111之间。凹槽116’形成于寄生元件112’的一侧，用于阻抗匹配。
图7是第二实施例的一个变形，其中调整了本体111的形状，开槽118、119形成于本体111的一侧，以增长谐振路径103’。
本发明的阻抗匹配和天线带宽可通过改变本体、孔隙、寄生元件的形状来调整。馈电导体到寄生位置的路径长度可以在1/2λ至1/4λ的范围内。
任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明保护范围当视所附之权利要求所界定者为准。

Claims (20)

1.一种天线，包含：
辐射体，包含本体和寄生元件，其中，一孔隙形成于该本体上，该本体环绕该孔隙，该寄生元件连接至该本体并延伸入该孔隙，其中该寄生元件在一寄生位置连接至该本体；
馈电导体，连接至该本体，其中，一信号由该馈电导体馈至该本体，该信号在该本体上传输，并通过该寄生位置传输至该寄生元件；以及
接地导体，连接至该本体。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，开槽形成于该寄生元件和该本体之间。
3.如权利要求1所述的天线，其特征在于，从该馈电导体到该寄生位置的路径长度是1/4λ，其中λ是该信号的波长。
4.如权利要求3所述的天线，其特征在于，该寄生元件包含第一区段和第二区段，该第一区段连接至该第二区段，该第一区段沿第一方向延伸，该第二区段沿第二方向延伸，该第一方向垂直于该第二方向，且该第一区段的一端连接至该寄生位置。
5.如权利要求4所述的天线，其特征在于，该第一区段的线宽大于该第二区段的线宽。
6.如权利要求4所述的天线，其特征在于，该寄生元件更包含弯曲部，该弯曲部形成于该第二区段的自由端。
7.如权利要求3所述的天线，其特征在于，凹槽形成于该寄生元件的一侧。
8.如权利要求1所述的天线，其特征在于，从该馈电导体到该寄生位置的路径长度是1/2λ，其中λ是该信号的波长。
9.如权利要求3或8所述的天线，其特征在于，该寄生元件大致为L形。
10.如权利要求8所述的天线，其特征在于，该寄生元件包含第一区段和第二区段，该第一区段连接至该第二区段，该第一区段沿第一方向延伸，该第二区段沿第二方向延伸，该第一方向垂直于该第二方向，且该第一区段的一端连接至该寄生位置。
11.一种便携电子装置，包含：
天线，包含辐射体、馈电导体和接地导体，其中，该辐射体包含本体和寄生元件，一孔隙形成于该本体上，该本体环绕该孔隙，该寄生元件连接至该本体并延伸入该孔隙，该寄生元件在一寄生位置连接至该本体；该馈电导体连接至该本体，其中，一信号由该馈电导体馈至该本体，该信号在该本体上传输，并通过该寄生位置传输至该寄生元件；以及该接地导体连接至该本体；以及
电路板，其中，该馈电导体和该接地导体将该本体电性连接至该电路板，且该天线调整该电路板的电场分布。
12.如权利要求11所述的便携电子装置，其特征在于，开槽形成于该寄生元件和该本体之间。
13.如权利要求11所述的便携电子装置，其特征在于，从该馈电导体到该寄生位置的路径长度是1/4λ，其中λ是该信号的波长。
14.如权利要求13所述的便携电子装置，其特征在于，该寄生元件包含第一区段和第二区段，该第一区段连接至该第二区段，该第一区段沿第一方向延伸，该第二区段沿第二方向延伸，该第一方向垂直于该第二方向，且该第一区段的一端连接至该寄生位置。
15.如权利要求14所述的便携电子装置，其特征在于，该第一区段的线宽大于该第二区段的线宽。
16.如权利要求14所述的便携电子装置，其特征在于，该寄生元件更包含弯曲部，该弯曲部形成于该第二区段的自由端。
17.如权利要求16所述的便携电子装置，其特征在于，凹槽形成于该寄生元件的一侧。
18.如权利要求11所述的便携电子装置，其特征在于，从该馈电导体到该寄生位置的路径长度是1/2λ，其中λ是该信号的波长。
19.如权利要求13或18所述的便携电子装置，其特征在于，该寄生元件大致为L形。
20.如权利要求18所述的便携电子装置，其特征在于，该寄生元件包含第一区段和第二区段，该第一区段连接至该第二区段，该第一区段沿第一方向延伸，该第二区段沿第二方向延伸，该第一方向垂直于该第二方向，且该第一区段的一端连接至该寄生位置。
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