CN115347354B - 低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块，设置于笔记本电脑的转轴的下方，包括馈入部、第一辐射部、第二辐射部、第三辐射部、换衡部及短路部。馈入部垂直于输入部的接地面，连接射频信号源。第一辐射部连接馈入部在相同平面构成L型，其路径垂直于馈入部。第二辐射部平行于接地面，与第一辐射部同向延伸。第三辐射部平行于接地面，连接第二辐射部以构成共接处，与第一辐射部反向延伸。换衡部平行于接地面，具有第一支路与第二支路，第一支路与第一辐射部彼此平行相邻连接，第二支路连接于共接处与第一支路的支路连接端之间，且第二支路内部具有间隙区。短路部垂直于接地面，连接于共接处与接地面之间。本发明可减少电磁波比吸收率。

Description

低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块

技术领域

本发明涉及一种天线模块，特别涉及一种低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块。

背景技术

笔记本电脑是现代人常用的移动装置，且用户常用于课业学习或者工作，甚至于影音休闲，因此其产生的电磁波对于人体的影响程度受到使用者以及各制造商的注意。电磁波比吸收率（SAR）是目前常用于衡量是否影响人体及影响程度多寡的参考依据，各制造商也制定了对于本身产品的规格，以符合用户与大众的期待。

在笔记本电脑无线通信功能的规格中，无线局域网络规格是必备的，无法排除于用户爱用的通信规格之外。目前市场上，802.11n被简称为Wi-Fi 4，802.11ac被简称为Wi-Fi 5，802.11ax被简称为Wi-Fi 6。若要提供同时满足目前的多个主流规格的无线局域网络天线，同时也针对各重要频带满足较低的电磁波比吸收率，则传统笔记本电脑天线的设计方案通常是提高天线高度（远离接地面的距离），以尽可能降低电磁波比吸收率。然而此设计方式与天线产品要求降低天线高度的技术目标（或产品优点）是背道而驰的，此情况成为研发人员面对这种两难问题的艰巨任务。

发明内容

针对上述现有技术缺陷，本发明的任务在于提供一种低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块，解决传统天线为维持低的电磁波比吸收率，天线高度需较高的问题。

本发明技术方案如下：一种低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块，设置于笔记本电脑的转轴的下方，所述转轴连接所述笔记本电脑的显示部与输入部，所述低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块包括：

馈入部，垂直于所述输入部的接地面，连接射频信号源；

第一辐射部，连接所述馈入部，所述第一辐射部的路径垂直于所述馈入部，所述馈入部与所述第一辐射部在相同平面且构成L型；

第二辐射部，平行于所述接地面，所述第二辐射部与所述第一辐射部朝向相同方向延伸；

第三辐射部，平行于所述接地面，连接所述第二辐射部以构成共接处，所述第三辐射部与所述第一辐射部朝向相反方向延伸；

换衡部，具有第一支路与第二支路，所述换衡部平行于所述接地面，所述第一支路与所述第一辐射部彼此平行相邻连接，所述第二支路连接于所述共接处与所述第一支路的支路连接端之间，且所述第二支路内部具有间隙区；以及

短路部，垂直于所述接地面，连接于所述共接处与所述接地面之间。

进一步地，所述输入部具有彼此相邻的第一面与第二面，所述转轴邻近所述第一面与所述第二面的相接处，所述接地面位于所述输入部之内，所述接地面平行于且邻近所述第一面。

进一步地，所述射频信号源为同轴电缆线，所述同轴电缆线的中心导体连接所述馈入部，所述同轴电缆线的外层导体连接所述输入部的所述接地面以作为信号接地。

进一步地，所述第二辐射部具有强耦合弯折末段。

进一步地，所述第三辐射部具有弱耦合弯折末段。

进一步地，所述第二支路的所述间隙区使所述第二支路划分成第一平行段与第二平行段，所述第一平行段与所述第二平行段彼此平行。

进一步地，所述转轴用以使所述显示部与所述输入部彼此开启或彼此闭合，当所述显示部与所述输入部彼此开启角度为90度时，所述接地面平行于所述显示部，其中当所述输入部为水平时，所述显示部为垂直，所述接地面也为垂直。

进一步地，所述低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块工作于2.4GHz频带、5GHz频带与6GHz频带，所述2.4GHz频带包括2400MHz至2500MHz的频率范围，所述5GHz频带包括5150MHz至5850MHz的频率范围，所述6GHz频带包括5925MHz至7125MHz的频率范围。

进一步地，所述换衡部提供平衡转非平衡转换器的阻抗转换效果，用以降低天线高度，当所述低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块用以工作于2.4GHz频带、5GHz频带与6GHz频带时，所述低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块距离所述接地面不超过3.5毫米。

进一步地，所述低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块的长、宽、高分别为26毫米、6毫米、3.5毫米。

本发明与现有技术相比的优点在于：

本发明的低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块，利用换衡部所具有的平衡转非平衡转换器的效果，在使天线高度降低的同时，一并维持较低的电磁波比吸收率。解决了传统天线为维持低的电磁波比吸收率，天线高度需较高的问题，并且同时符合2.4GHz频带、5GHz频带以及6GHz频带的操作需求，具有很高的产业应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块设置于笔记本电脑的位置的示意图。

图2是本发明实施例提供的低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块的示意图。

图3是本发明实施例提供的低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块的S11参数对频率的变化图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

请参照图1，本发明实施例提供低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块2，此低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块2是在笔记本电脑1其机壳的内部。其设置位置是位于笔记本电脑1的转轴11的下方，所述转轴11连接笔记本电脑1的显示部12与输入部13。就实际产品而言，转轴11用以使显示部12与输入部13彼此开启或彼此闭合。请一并参照图1与图2，所述低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块2包括馈入部20、第一辐射部21、第二辐射部22、第三辐射部23、换衡部24以及短路部25。馈入部20垂直于输入部13的接地面G，连接射频信号源，连接点例如是馈入点F。在输入部13靠近转轴11的侧面是接地面G的所在位置，（图2所示的转轴11的侧下方的长方体上与YZ平面平行的靠后的一面，也即第二辐射部22、第三辐射部23所处平面的对侧面），也就是当显示部12开启为垂直状态时，接地面G与显示部12平行，且两者都是垂直于地平面。第一辐射部21连接馈入部20，第一辐射部21的路径垂直于馈入部20。馈入部20与第一辐射部21在相同平面且构成L型。第二辐射部22平行于接地面G，第二辐射部22与第一辐射部21朝向相同方向延伸。第三辐射部23平行于接地面G，且连接第二辐射部22以构成共接处TB。第三辐射部23与第一辐射部21朝向相反方向延伸。换衡部24具有第一支路241与第二支路242，换衡部24平行于接地面G，换衡部24是以金属桥接的方式构成一个平衡转非平衡转换器（balanced to unbalanced，Balun）。第一支路241与第一辐射部21彼此平行相邻连接，第一支路241的结构用以配合第一辐射部21调整阻抗匹配。第二支路242连接于共接处TB与第一支路241的支路连接端241a之间，且第二支路242内部具有间隙区S。短路部25垂直于接地面G，连接于共接处TB与接地面G之间。另外，图2的转轴11结构仅用于示意，类似的转轴结构在实际产品具有多样性，第一辐射部21、第二辐射部22及第三辐射部23的延伸路径基本上是平行于转轴11为较佳，如此可以善用平行于转轴11的轴向的维度空间。再者，上述的低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块2可以附着于一个绝缘基座，此绝缘基座的形状例如是长方体。以制造方法而言，例如用镭射雕刻制程实现，如此可实现天线的模块化，但本发明不因此限定。

对于低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块2在笔记本电脑1的详细位置，以第一种实施例说明如下，输入部13具有彼此相邻的第一面131与第二面132，以输入部13是水平放置的情况下（此为笔记本电脑的一种通常使用情况），第一面131是垂直的面（图2所示的转轴11的侧下方的长方体上与YZ平面平行的靠前的一面），第二面132是水平的面（图2所示的转轴11的侧下方的长方体上与XY平面平行的靠上的一面），第二面132是与键盘具有相同的水平面。转轴11邻近第一面131与第二面132的相接处，接地面G位于输入部13之内，接地面G平行于且邻近第一面131，也就是当第一面131是垂直的面，则接地面G也是垂直的面。换句话说，在笔记本电脑1其产品的使用状态的方面，当显示部12与输入部13彼此开启角度为90度时，接地面G平行于显示部12，其中当输入部13为水平时，显示部12为垂直，接地面G也为垂直。在上述的第一种实施例，参考图1及图2，第一面131与第二面132都是输入部13的机壳表面，此低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块2也裸露在输入部13的机壳表面。在这种情况的此低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块2其周围的机壳必须是非导体或非金属，避免影响天线性能。相对于上述的第一种实施例，第二种实施例可将第一面131与第二面132改设于输入部13的内部，较佳的是将第一面131与第二面132外部套上一个非金属机壳，使第一面131与第二面132是在机壳内部，使得低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块2也是在机壳内部，也就是低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块2不裸露，避免人体（或其他物品）接触天线而影响天线性能或者因而提高电磁波比吸收率的值。上述的第一种实施例与第二种实施例都是用做范例，用以说明低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块2设计在机壳或者是机壳内部的可行实施情况。基于现有笔记本电脑内部组件多样及结构越趋复杂的情况，低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块2可依据图2的实施例并配合实际产品结构做适度调整而不影响天线性能及电磁波比吸收率的表现。

再者，射频信号源通常为一条同轴电缆线（图未绘示），同轴电缆线的中心导体连接馈入部20（的馈入点F），同轴电缆线的外层导体连接输入部13的接地面G（在输入部13之内）以作为信号接地，所述同轴电缆线的另一端是连接射频电路，射频电路经常被安装于系统电路板上，或者作为系统电路板上的一个子模块。

再者，就细部结构的优化而言，第二辐射部22具有强耦合弯折末段221，强耦合弯折末段221是在第二辐射部22的末段实施一个以上（或多个）的弯折，强耦合弯折末段221靠近于第一辐射部21，强耦合弯折末段221用于提供较强的耦合。第三辐射部23具有弱耦合弯折末段231，弱耦合弯折末段231是在第三辐射部23的末段实施一个以上（或多个）的弯折，弱耦合弯折末段231相比于强耦合弯折末段221是较远离第一辐射部21，弱耦合弯折末段231相较于强耦合弯折末段221则是只提供相对弱的耦合特性。上述弯折末段用以提供较大的阻抗带宽。

第二支路242的间隙区S使第二支路242划分成第一平行段242a与第二平行段242b，第一平行段242a与第二平行段242b彼此平行。间隙区S的大小用以调整换衡部24的阻抗值。从另一方面而言，第一平行段242a与第二平行段242b的间距，第一平行段242a与第二平行段242b各自的宽度大小都是用以调整换衡部24的阻抗值，用以调整阻抗匹配。换句话说，在低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块设计时，第一辐射部21、第二辐射部22与第三辐射部23确定后，通过调整第一平行段242a与第二平行段242b的间距，第一平行段242a与第二平行段242b各自的宽度来改变间隙区S的大小从而调整换衡部24的阻抗值。并且，能使得该换衡部24实现平衡转非平衡效果对此实施例而言可称为非平衡转平衡的效果，详细地说，实际上同轴电缆馈入信号至馈入点F的方式是非平衡馈入，使得射频信号端（馈入到馈入点F）与射频接地端（接地面G）的电流状态并不对称，对天线本体而言是取得了一个非平衡信号。换衡部24的设置是在同轴电缆馈入与天线辐射本体两者间插入一个具有阻抗转换的换衡器效果（换衡器的阻抗与同轴电缆线不完全相同，并且同轴电缆是非平衡信号传输，此换衡部24是平衡式传输信号），此换衡器的射频信号端同样是馈入点F，射频接地端则是短路部25，因此对天线本体而言的射频馈入状态则改为平衡式的，如此就是达到平衡转非平衡效果（对此实施例而言可称为非平衡转平衡的效果）。同时，保证了天线模块在各工作频带具有低S11值以获得最佳天线效率，并保持低电磁波比吸收率。

参考图3，较佳的，低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块工作于2.4GHz频带、5GHz频带与6GHz频带，2.4GHz频带包括2400MHz至2500MHz的频率范围，5GHz频带包括5150MHz至5850MHz的频率范围，6GHz频带包括5925MHz至7125MHz的频率范围。具体地，低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块2的长、宽、高分别为26毫米(mm)、6毫米、3.5毫米。长度方向是在第二辐射部22与第三辐射部23所延伸的轴向，总长度是26毫米。宽度方向是换衡部24的纵向长度，较佳是6毫米。高度是天线结构远离接地面G的距离，不超过3.5毫米。在此情况的第一辐射部21的长度（平行于第二辐射部22与第三辐射部23）例如是介于10毫米至13毫米之间。2.4GHz频带的工作是由第二辐射部22与第三辐射部23所激发的模态所提供。5GHz频带的工作是由第一辐射部21，第二辐射部22与第三辐射部23所激发的模态所提供（第二辐射部22与第三辐射部23是提供高阶模态），并且6GHz频带的工作也是由第一辐射部21，第二辐射部22与第三辐射部23所激发的模态所提供（第二辐射部22与第三辐射部23是提供高阶模态）。并且，在上述的操作频率范围，换衡部24提供平衡转非平衡转换器的阻抗转换效果，用以降低天线高度，尤其在当低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块2用以工作于上述的2.4GHz频带、5GHz频带与6GHz频带时，本实施例的天线高度不超过3.5毫米，也就是低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块2距离接地面G不超过3.5毫米。在3.5毫米这种低高度情况下，能够维持良好的低电磁波比吸收率。相比于传统的笔记本电脑内藏式天线，在相同天线高度的情况之下，本发明的低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块2具有更低的电磁波比吸收率。换言之，当为了符合电磁波比吸收率的规范，本实施例的低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块2具有更低的天线高度（相比于传统天线），更能符合产业需求，具有较高的产品竞争力。

综上所述，本发明实施例所提供的低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块，利用换衡部所具有的平衡转非平衡转换器的效果，在使天线高度降低的同时，一并维持较低的电磁波比吸收率。解决了传统天线为维持低的电磁波比吸收率，天线高度需较高的问题，并且同时符合2.4GHz频带、5GHz频带以及6GHz频带的操作需求，具有很高的产业应用价值。

Claims (9)

1.一种低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块，其特征在于，设置于笔记本电脑的转轴的下方，所述转轴连接所述笔记本电脑的显示部与输入部，所述低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块包括：

馈入部，垂直于所述输入部的接地面，连接射频信号源；

第一辐射部，连接所述馈入部，所述第一辐射部的路径垂直于所述馈入部，所述馈入部与所述第一辐射部在相同平面且构成L型；

第二辐射部，平行于所述接地面，所述第二辐射部与所述第一辐射部朝向相同方向延伸；

第三辐射部，平行于所述接地面，连接所述第二辐射部以构成共接处，所述第三辐射部与所述第一辐射部朝向相反方向延伸；

换衡部，具有第一支路与第二支路，所述换衡部平行于所述接地面，所述第一支路与所述第一辐射部彼此平行相邻连接，所述第二支路连接于所述共接处与所述第一支路的支路连接端之间，且所述第二支路内部具有间隙区；以及

短路部，垂直于所述接地面，连接于所述共接处与所述接地面之间。

2.根据权利要求1所述的低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块，其特征在于，所述输入部具有彼此相邻的第一面与第二面，所述转轴邻近所述第一面与所述第二面的相接处，所述接地面位于所述输入部之内，所述接地面平行于且邻近所述第一面。

3.根据权利要求1所述的低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块，其特征在于，所述射频信号源为同轴电缆线，所述同轴电缆线的中心导体连接所述馈入部，所述同轴电缆线的外层导体连接所述输入部的所述接地面以作为信号接地。

4.根据权利要求1所述的低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块，其特征在于，所述第二辐射部具有强耦合弯折末段。

5.根据权利要求1所述的低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块，其特征在于，所述第三辐射部具有弱耦合弯折末段。

6.根据权利要求1所述的低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块，其特征在于，所述第二支路的所述间隙区使所述第二支路划分成第一平行段与第二平行段，所述第一平行段与所述第二平行段彼此平行。

7.根据权利要求1所述的低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块，其特征在于，所述转轴用以使所述显示部与所述输入部彼此开启或彼此闭合，当所述显示部与所述输入部彼此开启角度为90度时，所述接地面平行于所述显示部，其中当所述输入部为水平时，所述显示部为垂直，所述接地面也为垂直。

8.根据权利要求1所述的低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块，其特征在于，所述低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块工作于2.4GHz频带、5GHz频带与6GHz频带，所述2.4GHz频带包括2400MHz至2500MHz的频率范围，所述5GHz频带包括5150MHz至5850MHz的频率范围，所述6GHz频带包括5925MHz至7125MHz的频率范围。

9.根据权利要求1所述的低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块，其特征在于，所述换衡部提供平衡转非平衡转换器的阻抗转换效果，用以降低天线高度，当所述低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块用以工作于2.4GHz频带、5GHz频带与6GHz频带时，所述低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块距离所述接地面不超过3.5毫米，所述低电磁波比吸收率的笔记本电脑天线模块的长、宽、高分别为26毫米、6毫米、3.5毫米。

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