CN112864573B - 一种降sar天线及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种降SAR天线及移动终端，所述降SAR天线包括金属边框、金属地板、耦合枝节和馈电枝节；所述金属边框呈矩形，且在一长边开设有一开口；所述金属地板与所述金属边框的具有开口的长边和一短边分别间隔设置，且与另一长边和另一短边相接；所述耦合枝节位于所述金属地板与所述金属边框的短边之间的间隙内，并通过所述馈电枝节与所述金属地板电性连接。通过所述金属地板与所述金属边框的具有开口的长边和一短边分别间隔设置，使得在保证天线性能的基础上，降低了天线的SAR值，解决了现有天线降SAR效果较差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种降SAR天线及移动终端。
背景技术
随着无线通信技术的发展，智能化越来越普及，人们在享受无线通信设备带来的各种便利的同时，也会越来越关注无线通信终端产生的电磁辐射对人体健康的影响。一般，在天线设计的过程中，通过指标SAR(SpecificAbsorption Rate，电磁波吸收比值或特殊比吸收率)来评价无线通信终端产生的电磁辐射对人体的影响。
SAR原理是由于人体各种器官均为有耗介质，因此体内电磁场将会产生电流，导致吸收和耗散电磁能量。由此可见，SAR值越大，表示对人体的影响越大。各国针对无线电设备均设置了对SAR的标准要求。例如，中国、欧洲、日本要求SAR限值为2.0W/Kg；美国、韩国、澳大利亚依据美国联邦传播委员会(FCC)所公布行动电话的安全标准值为1.6W/Kg为实施要求，因此只要SAR值在限值标准以下，都是在安全标准内的产品。
目前，天线的降SAR方法尚无完善的理论依据，多数情况下工程师需要通过遍历法尝试各种天线方案，从而在保证天线的基本辐射特性的基础上，确定SAR最低的天线方案。由此导致的是天线的开发周期较长，且天线的降SAR效果并不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降SAR天线及移动终端，以解决现有天线降SAR效果较差的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种降SAR天线，所述降SAR天线包括金属边框、金属地板、耦合枝节和馈电枝节；所述金属边框呈矩形，且在一长边开设有一开口；所述金属地板与所述金属边框的具有开口的长边和一短边分别间隔设置，且与另一长边和另一短边相接；所述耦合枝节位于所述金属地板与所述金属边框的短边之间的间隙内，并通过所述馈电枝节与所述金属地板电性连接。
可选的，在所述的降SAR天线中，所述金属地板与所述金属边框的具有开口的长边之间的距离为1±0.2mm。
可选的，在所述的降SAR天线中，所述金属边框上的开口距所述金属边框的顶角10±2mm，所述开口的长度为1±0.2mm。
可选的，在所述的降SAR天线中，所述金属地板与所述金属边框相接的短边为远离所述开口一侧的短边。
可选的，在所述的降SAR天线中，所述金属地板与所述金属边框的短边间隔设置的一侧呈阶梯状，且靠近具有开口的长边的间隔大于远离具有开口的长边的间隔。
可选的，在所述的降SAR天线中，所述耦合枝节远离具有开口的长边设置。
可选的，在所述的降SAR天线中，所述耦合枝节与所述金属边框的短边平行设置。
可选的，在所述的降SAR天线中，所述耦合枝节远离具有开口的长边的一端与所述馈电枝节连接。
可选的，在所述的降SAR天线中，所述耦合枝节与所述馈电枝节呈90°连接。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种移动终端，所述移动终端包括如上任一项所述的降SAR天线。
本发明提供的降SAR天线及移动终端，所述降SAR天线包括金属边框、金属地板、耦合枝节和馈电枝节；所述金属边框呈矩形，且在一长边开设有一开口；所述金属地板与所述金属边框的具有开口的长边和一短边分别间隔设置，且与另一长边和另一短边相接；所述耦合枝节位于所述金属地板与所述金属边框的短边之间的间隙内，并通过所述馈电枝节与所述金属地板电性连接。通过所述金属地板与所述金属边框的具有开口的长边和一短边分别间隔设置，使得在保证天线性能的基础上，降低了天线的SAR值，解决了现有天线降SAR效果较差的问题。
附图说明
图1为本实施例提供的降SAR天线的结构示意图；
图2为本实施例提供的降SAR天线的尺寸示意图；
图3为本实施例提供的降SAR天线的反射系数测试结果图；
图4为本实施例提供的降SAR天线的电流分布仿真图；
其中，各附图标记说明如下：
110-金属边框；111-开口；120-金属地板；130-耦合枝节；140-馈电枝节。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的降SAR天线及移动终端作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本实施例提供一种降SAR天线，如图1所示，所述降SAR天线包括金属边框110、金属地板120、耦合枝节130和馈电枝节140；所述金属边框110呈矩形，且在一长边开设有一开口111；所述金属地板120与所述金属边框110的具有开口111的长边和一短边分别间隔设置，且与另一长边和另一短边相接；所述耦合枝节130位于所述金属地板120与所述金属边框110的短边之间的间隙内，并通过所述馈电枝节140与所述金属地板120电性连接。
本实施例提供的降SAR天线，在工作时，通过馈电枝节140将电流传递至耦合枝节130，耦合枝节130与金属边框110发生耦合，从而实现对金属边框110的馈电。由于在本实施例中，金属边框110的一长边具有开口，且金属地板120与具有开口的长边间隔设置，使得在保证天线性能的基础上，降低了天线的SAR值，解决了现有天线降SAR效果较差的问题。
较佳的，在本实施例中，所述金属地板120与所述金属边框110的具有开口111的长边之间的距离为1±0.2mm。通过这一间隙使得天线的SAR值得到了降低，而发明人经大量验证发现，当该间隙的距离在1±0.2mm时降SAR效果最好。
进一步的，在本实施例中，所述金属边框110上的开口111距所述金属边框110的顶角10±2mm，所述开口111的长度为1±0.2mm。此外，所述金属地板120与所述金属边框110相接的短边为远离所述开口111一侧的短边。通过将开口111偏移设置，并将金属地板120与金属边框110在远离开口111的一侧相接，能够在保证天线辐射性能的基础上降低天线的SAR值。同时，发明人经研究发现，当金属边框110的开口111的长度为1±0.2mm时，天线的收发性能最好，且受头手的影响最少。
此外，在本实施例提供的降SAR天线中，所述金属地板120与所述金属边框110的短边间隔设置的一侧呈阶梯状，且靠近具有开口111的长边的间隔大于远离具有开口111的长边的间隔。具体的，金属地板120与金属边框110的短边间隔设置的一侧呈两步阶梯状；同时，所述耦合枝节130远离具有开口111的长边设置。如此一来，由于耦合枝节130设置在间隙较小的区域，使得经耦合枝节130散发的电磁波能够在该间隙区域内产生较强的耦合，从而使得耦合效率较高；同时，由于间隙的阶梯状设置，使得在间隙较大的区域产生了另一频段的耦合，如此，便可以在金属边框上耦合出两个甚至多个频段，从而实现天线频段的拓宽，使得天线的辐射范围较广。
较佳的，为了保证耦合枝节130与金属边框110之间的耦合效率，所述耦合枝节130与所述金属边框110的短边平行设置。
进一步的，为了使从耦合枝节130发出的电磁波沿同一方向发生耦合，且使得耦合枝节130与金属边框110的耦合效率较高，在本实施例中，所述耦合枝节130远离具有开口111的长边的一端与所述馈电枝节140连接。其中，优选所述耦合枝节130与所述馈电枝节140呈90°连接。
本实施例还提供一种移动终端，所述移动终端包括如上所述的降SAR天线。移动终端可以为手机、笔记本电脑、智能穿戴设备等，此处不做限定。
以下，参见图1～图4，通过一具体实施例对本发明提供的降SAR天线的效果进行说明。
如图1和图2所示，为本发明提供的降SAR天线的结构示意图。具体的，在本实施例中，该降SAR天线应用于手机上。从图2可以看出，本实施例提供的降SAR天线中金属边框110的尺寸为80mm×120mm，为典型的手机尺寸，其中金属边框的厚度可以为1mm。
继续参见图2，金属边框110的上侧长边上开设有开口111，开口111的长度为1mm，且开口111距金属边框110的左上方顶点的距离为10mm。金属地板120与金属边框110的右侧和下侧相接，且金属地板120与金属边框110的上侧之间的距离为1mm，金属地板120的左侧呈阶梯状，且上方与金属边框110的左侧之间的距离为4mm，下方与金属边框110的左侧之间的距离为3mm。
此外，耦合枝节130的长度为9mm，走线宽度可以为1mm，且耦合枝节130与金属边框110和金属地板120之间均存在间隙。较佳的，在本实施例中，由于金属地板120下方与金属边框110的左侧之间的距离为3mm，则耦合枝节130距金属边框110的左侧1mm，同时距金属地板120的左侧1mm。
在本实施例中，耦合枝节130与金属边框的左侧平行设置，馈电枝节140的一端与耦合枝节130的下方端点连接，另一端与金属地板120连接。馈电枝节140的走线宽度可以为1mm。
在本实施例中，金属边框110、金属地板120、耦合枝节130和馈电枝节140的材质为金属，具体可以为铜、金或银。优选材质相同，以提高相互间的耦合效率和匹配度。
对上述结构的降SAR天线进行测试，其反射系数结果如图3所示。从图3中可以看出，本实施例提供的降SAR天线，在900MHz频段有良好的谐振，且具有两个谐振点，从而使得本实施例提供的降SAR天线在900MHz频段的带宽更宽。这一点得益于金属边框110具有开口111的长边与金属地板120之间存在1mm的间隙，此时这一长边能够实现一个低频段的辐射，从而在900MHz处产生了第二个谐振。
此外，本实施例提供的降SAR天线，其10g SAR值为0.61W/Kg，远低于各国对SAR值的要求。从图4的电流分布图中可以看出，由于在本实施例提供的降SAR天线中，金属边框110具有开口111的长边与金属地板120之间存在1mm的间隙(右上方的虚线圈)，所以电流局部出现最大值且呈现电流反向分布。一般而言电流最大值反向分布抵消可以有效减小天线的SAR值，因此在主体辐射单元周围将天线的电流最大值通过缝隙引起反向抵消的方式可以在不改变天线主要反射特性的情况下很好的降低SAR值。
综上所述，本实施例提供的降SAR天线及移动终端，所述降SAR天线包括金属边框、金属地板、耦合枝节和馈电枝节；所述金属边框呈矩形，且在一长边开设有一开口；所述金属地板与所述金属边框的具有开口的长边和一短边分别间隔设置，且与另一长边和另一短边相接；所述耦合枝节位于所述金属地板与所述金属边框的短边之间的间隙内，并通过所述馈电枝节与所述金属地板电性连接。通过所述金属地板与所述金属边框的具有开口的长边和一短边分别间隔设置，使得在保证天线性能的基础上，降低了天线的SAR值，解决了现有天线降SAR效果较差的问题。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (7)
1.一种降SAR天线，其特征在于，所述降SAR天线包括金属边框、金属地板、耦合枝节和馈电枝节；所述金属边框呈矩形，且在一长边开设有一开口；所述金属地板与所述金属边框的具有开口的长边和一短边分别间隔设置，且与另一长边和另一短边相接；所述耦合枝节位于所述金属地板与所述金属边框的短边之间的间隙内，并通过所述馈电枝节与所述金属地板电性连接；所述金属地板与所述金属边框相接的短边为远离所述开口一侧的短边；所述耦合枝节远离具有开口的长边设置；所述耦合枝节远离具有开口的长边的一端与所述馈电枝节连接。
2.根据权利要求1所述的降SAR天线，其特征在于，所述金属地板与所述金属边框的具有开口的长边之间的距离为1±0.2mm。
3.根据权利要求1所述的降SAR天线，其特征在于，所述金属边框上的开口距所述金属边框的顶角10±2mm，所述开口的长度为1±0.2mm。
4.根据权利要求1所述的降SAR天线，其特征在于，所述金属地板与所述金属边框的短边间隔设置的一侧呈阶梯状，且靠近具有开口的长边的间隔大于远离具有开口的长边的间隔。
5.根据权利要求1所述的降SAR天线，其特征在于，所述耦合枝节与所述金属边框的短边平行设置。
6.根据权利要求1所述的降SAR天线，其特征在于，所述耦合枝节与所述馈电枝节呈90°连接。
7.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括如权利要求1～6任一项所述的降SAR天线。
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