CN103794850A

CN103794850A - 一种小型化低sar值天线

Info

Publication number: CN103794850A
Application number: CN201410073735.7A
Authority: CN
Inventors: 王天欢; 牛俊伟
Original assignee: HAITONG COMMUNICATIONS ELECTRONICS Co Ltd
Current assignee: Yueqing Haitong Communication Electronic Co., Ltd.
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2014-05-14

Abstract

本发明公开了一种小型化低SAR值天线，设置在移动终端中，该小型化低SAR值天线包括馈电单元、接地单元、辐射单元、第一耦合单元和第二耦合单元，该辐射单元的一端连接馈电单元，该第一耦合单元和第二耦合单元的一端均连接接地单元；该辐射单元和第一耦合单元设置在同一个水平面，该第二耦合单元设置在第一耦合单元和辐射单元的水平下方，且该辐射单元与第一耦合单元之间设置有第一间隙，通过调整第一间隙的大小改变天线辐射能量的方向，从而降低天线的SAR值；并通过改变该辐射单元与第二耦合单元之间的距离改善天线辐射效率。通过该小型化低SAR值天线不仅实现较低的SAR值，而且保证天线较好的天线性能和辐射效率。

Description

一种小型化低SAR值天线

技术领域

本发明涉及平板电脑或笔记本电脑等无线天线设备，尤其涉及一种适用于平板或笔记本电脑的小型化低SAR值的GPS或WIFI天线。

背景技术

随着无线通讯技术的发展，如平板电脑、笔记本电脑、手机等无线通讯设备的使用越来越多，我们无时无刻都会受到电磁波的辐射，因此国际上制定了一个衡量电磁波辐射是否安全的标准即SAR（Specific Absorption Rate）值。SAR值是指人体对电磁辐射的吸收比，即SAR值越小对人体的损害就越小，反之则会越大，其单位为mw/g；目前SAR值有CE和FCC两种标准，其中，CE的标准是2mw/g，FFC的标准是1.6mw/g。

SAR值的大小和天线的辐射功率、天线的辐射方向以及人体与天线之间的距离均有着很大的关系。人们在使用平板或笔记本电脑等无线设备的移动终端时，会手握或放置于身体部分，当人体越接近设备的天线时，SAR值就越高，反之就越小，这就要求设计者在使用者完全接触到天线时的SAR值符合标准要求。一般情况下天线辐射功率越大，SAR值就越高，反之就越低。而在天线设计中，天线辐射性能使要达到一定标准，这就需要平衡SAR值和天线性能之间的关系，以期达到一个SAR值较低，天线性能较好的状态。

目前，解决SAR值较高的方式中，主要是通过直接降低输出功率来达到符合标准的SAR值；还有一种方式是利用传感器，当人体靠近无线设备移动终端时输出功率自动下降一定数值以期达到符合标准的SAR值；然而，这两种降低SAR值的方法都会影响到天线的实际性能，这也是目前天线设计中的瓶颈所在。另一方面，当今世界消费类电子产品的竞争异常激烈，商家都需要移动终端的外观去吸引消费者，而平板电脑或笔记本电脑等移动终端的设计也越来薄，屏幕边框也需要越来越窄，这就要求天线的净空也越来越小，使得天线性能降低。

因此，有必要提出一种天线尺寸小，天线性能较高的小型化低SAR值天线。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种尺寸较小且天线SAR值较低的适用于平板电脑或笔记本电脑等移动终端的小型化低SAR值的天线。

为了实现上述目的，本发明提供了一种小型化低SAR值天线，设置在移动终端，该小型化低SAR值天线包括馈电单元、接地单元、辐射单元和第一耦合单元，所述辐射单元的一端连接所述馈电单元，所述第一耦合单元的一端连接所述接地单元；所述辐射单元和所述第一耦合单元设置在同一水平面，且所述辐射单元和所述第一耦合单元之间设置有第一间隙，所述第一间隙的大小用于调整所述小型化低SAR值天线的辐射方向，从而降低该小型化低SAR值天线在使用过程中的SAR值。

较佳地，所述小型化低SAR值天线还包括第二耦合单元，所述第二耦合单元连接所述接地单元，且所述第二耦合单元设置在所述第一耦合单元和所述辐射单元的水平下方。

较佳地，所述辐射单元为G型辐射单元，所述G型辐射单元一端连接所述馈电单元，另一端对应设置所述第一耦合单元；所述G型辐射单元水平下方设置所述第二耦合单元。

较佳地，所述G型辐射单元和所述第二耦合单元之间设置有第一距离，所述第一距离的大小用于调整所述小型化低SAR值天线的辐射效率。

较佳地，所述第一耦合单元和所述第二耦合单元之间设置有第二距离，所述第二距离的大小用于均衡所述小型化低SAR值天线的辐射能量。

较佳地，所述第一耦合单元和所述第二耦合单元均为L型耦合单元；且所述辐射单元和所述第一耦合单元用于产生WIFI谐振频率，所述辐射单元和所述第二耦合单元用于产生GPS谐振频率。

较佳地，所述小型化低SAR值天线的长度为30mm，宽度为5mm。

较佳地，所述小型化低SAR值天线的天线净空区域最小为5mm；且该天线净空区域的大小直接影响天线的宽度，即该天线净空区域为该小型化低SAR值天线的最大宽度。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明的小型化低SAR值天线通过设置该长度为30mm、宽度为5mm较小尺寸的天线，使得平板电脑或笔记本电脑的边框更窄更薄，从而实现移动终端的薄片化设计。

2、本发明的小型化低SAR值天线结构简单，通过设置该G型辐射单元、与G型辐射单元水平放置的L型第一耦合单元和设置于G型辐射单元水平下方的L型第二耦合单元，从而通过该G型辐射单元分别与该第一耦合单元和第二耦合单元产生WIFI谐振和GPS谐振，并通过该G型辐射单元与第一耦合单元之间的间距大小调整天线辐射能量的辐射方向，使得天线辐射的能量比较均衡，从而降低天线的SAR值。

3、本发明的小型化低SAR值天线通过调整该G型辐射单元与第二耦合单元之间的第一距离间距大小以及调整该第一耦合单元和第二耦合单元之间的第二距离间距大小，从而有效改善天线的辐射效率和均衡天线辐射能量，从而提高天线辐射性能，即在保证天线较低SAR值的前提下也同时提高该小型化低SAR值天线的天线性能。

附图说明

图1为本发明小型化低SAR值天线与移动终端结合的整体结构示意图；

图2为本发明实施的小型化低SAR值天线结构示意图；

图3为本发明实施的小型化低SAR值天线的回波损耗图；

图4为本发明实施的小型化低SAR值天线的天线效率图；

图5为本发明实施的小型化低SAR值天线的SAR测试位置图；

图6为本发明实施的小型化低SAR值天线中WIFI在信号7时的SAR值测试结果；

图7为本发明实施的小型化低SAR值天线的WIFI在2450MHz频率下的热点分布图。

符号表示：

10-屏蔽层，20-天线部分，21-馈电单元，22-辐射单元，23-接地单元，24-第一耦合单元，25-第二耦合单元。

具体实施方式：

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细的描述本发明。然而，本发明可以以不同形式、规格等实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使更多的有关本技术领域的人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚可见，可能放大或缩小了相对尺寸。

请参考图1至图6，如图1至图2所示，本发明提供的一种小型化低SAR值天线，该小型化低SAR值天线设置在移动终端中包括一天线部分，如图2所示，该天线部分20包括馈电单元21、接地单元23、辐射单元22、第一耦合单元24和第二耦合单元25，该辐射单元22的一端连接该馈电单元21，该第一耦合单元24和第二耦合单元25的一端均连接该接地单元23；该辐射单元22和该第一耦合单元24设置在同一个水平面，且该辐射单元22与第一耦合单元24之间设置有第一间隙，通过对该第一间隙大小的调整来改变该小型化低SAR值天线的辐射方向，从而降低该小型化低SAR值天线的SAR值；该第二耦合单元25设置在该第一耦合单元24和辐射单元22的水平下方。

其中，在具体实施过程中，如图1所示，该小型化低SAR值天线设置在移动终端的屏蔽层10的一侧，具体的，该移动终端屏幕的屏蔽层10的尺寸为长度200mm，宽度145mm，该小型化低SAR值天线位于该屏蔽层10的一侧，且高度小于屏幕，该小型化低SAR值天线的宽度为5mm，长度为GPS频段四分之一波长的60%，在本实施例中为30mm，因此，该天线较小，从而使得与该天线配合使用的移动终端的边框更窄更薄。如图2所示，在具体实施过程中，该辐射单元22为G型辐射单元，该第一耦合单元24和第二耦合单元25均为L型的耦合单元，该G型辐射单元的一端连接该馈电单元21，该G型辐射单元的另一端对应设置该第一耦合单元24；该G型辐射单元的水平下方设置该第二辐射单元25，且该第二辐射单元25位于该第一辐射单元24的下方；具体的，该馈电单元21即为该G型辐射单元一端连接的馈电点，通过该馈电点连接馈电。而且，在具体实施过程中，该G型的辐射单元22和该L型的第一耦合单元24用于产生WIFI谐振，且该WIFI谐振频率为2400MHz-2500MHz；该G型的辐射单元22和该L型的第二耦合单元25用于产生GPS谐振，且该GPS谐振频率为1575MHz。

在具体实施过程中，该G型辐射单元和第一耦合单元24之间设置有第一间隙，即在水平方向上该G型辐射单元和第一耦合单元25之间相互不接触，具有一定水平距离即为该第一间隙，通过调节该第一间隙的距离来改变天线辐射方向，使得天线辐射的能量比较均衡，从而有效降低该天线的SAR值。该第二耦合单元25设置在该G型辐射单元的水平下方产生GPS谐振频率，从而有效缩短天线走线长度以达到小型化的目的。而且，该G型辐射单元和第二耦合单元25之间设置有第一距离（即该G型辐射单元到第二耦合单元25之间的直线距离），通过调节该第一距离的大小，从而调整该G型辐射单元和第二耦合单元25的距离，用于改善该小型化低SAR值天线的辐射效率；而且该第一耦合单元24和第二耦合单元25之间设置有第二距离，通过改变该第二距离的大小有利于进一步均衡该小型化低SAR值天线的能量辐射，从而降低该小型化低SAR值天线的SAR值。在具体实施过程中，该第一耦合单元24和辐射单元22位于同一平面，但是该第二耦合单元25与该第一耦合单元24和辐射单元22并非平行设置，但该第二耦合单元25并不与所述第一耦合单元24和辐射单元22相互连接；从而使得该第一距离和第二距离的大小并不相同，从而在调节第一距离和第二距离的过程中，可分别对该第一距离和第二距离进行调整，从而使天线辐射效率和辐射能量均衡。

另外，在具体实施过程中，为了保证能够顺利调整并降低该小型化低SAR值天线的SAR值，则该第一耦合单元24或该辐射单元25中至少有一个设置为活动结构，即该第一耦合单元24和/或该辐射单元22活动设置在该天线部分20，从而能够通过移动该第一耦合单元24或辐射单元22改变该第一间隙的距离，进而改变该小型化低SAR值天线的辐射方向，使天线辐射的能量朝向各个方向辐射，从而使辐射能量比较均衡，并降低该小型化低SAR值天线的SAR值。

如图3至图5，并参考附图6所示，该图3为本发明实施的小型化低SAR值天线的回波损耗图，从图3可知本发明实施的小型化低SAR值天线的信号反射性能较好，有较多的功率传输到负载；图4为本发明实施的小型化低SAR值天线的天线效率图，从图4可知，本发明实施的小型化低SAR值天线在WIFI和GPS能量辐射过程中天线效率稳定；如图5所示，本实施例在该小型化低SAR值天线的侧面和背面进行SAR值测试，具体实施过程中，该小型化低SAR值天线的WIFI谐振在信道为7、信号发射功率为19dB时的SAR值测试结果；而且，本发明实施的按照平板通常需要测试背面和侧面的SAR值进行测试，且设定测试距离均为0mm，从该天线SAR值测试结果的附图6中可以看出，通过本发明设置的该小型化低SAR值天线，该测试的SAR至远远低于现有的SAR值的CE标准和FFC标准，使该天线达到天线尺寸小，SAR值较低，且不影响天线性能的效果。

另外，如图7所示为该小型化低SAR值天线的WIFI频率在2450MHz频率下的热点分布图，在具体实施过程中，通过使用该小型化低SAR值天线，该WIFI信号向四周均匀辐射，且从附图中可以看出，整体的能量呈现出“∞”形，从而使得WIFI能量能够均匀分散开来而不是集中分布，从而使得该小型化低SAR值天线的SAR值较低。

通过本发明实施的能够适用于平板电脑或笔记本电脑的小型化低SAR值天线，通过调整该辐射单元22和第一耦合单元24之间的距离以及辐射单元22和第二耦合单元25的距离，从而使产生的信号能量能够向不同方向辐射，使得天线辐射的能量比较均衡，从而改善天线辐射效率和天线SAR值；并且，能够在降低天线SAR值的同时不影响天线的实际性能，有效解决现有技术中因天线设置影响移动终端的轻薄设计要求。

此外，我们还应该认识到，本发明提出的小型化低SAR值天线并不以本实施例为限，该小型化低SAR值天线中辐射单元和第一耦合单元、第二耦合单元的形状并不限于本实施例提出的G型和L型，也可以通过设置其他形状：如L型辐射单元，G型第一耦合单元、G型第二耦合单元，并在保证该天线小型化的情况下，能够实现该天线产生能量辐射方向的改变即可；另外，在本实施例提出的天线的尺寸为长度30mm，宽度5mm，但该天线尺寸并不依次为限，可根据移动终端屏蔽层的尺寸和天线产生GPS波长改变，同时该天线的宽度并不以本实施例为限，该天线的宽度可根据天线净空区域的大小进行改变，且该天线净空区域的大小为天线的最大宽度，从而在实现小型化天线低SAR值的同时保证天线的性能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明也意图包含这些改动在内。

Claims

1.一种小型化低SAR值天线，设置在移动终端中，其特征在于，该小型化低SAR值天线包括馈电单元、接地单元、辐射单元和第一耦合单元，所述辐射单元的一端连接所述馈电单元，所述第一耦合单元的一端连接所述接地单元；所述辐射单元和所述第一耦合单元设置在同一水平面，且所述辐射单元和所述第一耦合单元之间设置有第一间隙，所述第一间隙的大小用于调整所述小型化低SAR值天线的辐射方向。

2.根据权利要求1所述的小型化低SAR值天线，其特征在于，所述小型化低SAR值天线还包括第二耦合单元，所述第二耦合单元连接所述接地单元，且所述第二耦合单元设置在所述第一耦合单元和所述辐射单元的水平下方。

3.根据权利要求2所述的小型化低SAR值天线，其特征在于，所述辐射单元为G型辐射单元，所述G型辐射单元一端连接所述馈电单元，另一端对应设置所述第一耦合单元；所述G型辐射单元水平下方设置所述第二耦合单元。

4.根据权利要求3所述的小型化低SAR值天线，其特征在于，所述G型辐射单元和所述第二耦合单元之间设置有第一距离，所述第一距离的大小用于调整所述小型化低SAR值天线的辐射效率。

5.根据权利要求4所述的小型化低SAR值天线，其特征在于，所述第一耦合单元和所述第二耦合单元之间设置有第二距离，所述第二距离的大小用于均衡所述小型化低SAR值天线的辐射能量。

6.根据权利要求5所述的小型化低SAR值天线，其特征在于，所述第一耦合单元和所述第二耦合单元均为L型耦合单元；且所述辐射单元和所述第一耦合单元用于产生WIFI谐振频率，所述辐射单元和所述第二耦合单元用于产生GPS谐振频率。

7.根据权利要求6所述的小型化低SAR值天线，其特征在于，所述小型化低SAR值天线的长度为30mm，宽度为5mm。

8.根据权利要求7所述的小型化低SAR值天线，其特征在于，所述小型化低SAR值天线的天线净空区域最小为5mm。