DE102010038107B4

DE102010038107B4 - Mobiles elektronisches Gerät

Info

Publication number: DE102010038107B4
Application number: DE102010038107A
Authority: DE
Inventors: Shih-Wei Hsieh; Shyh-Tirng Fang
Original assignee: MediaTek Inc
Current assignee: MediaTek Inc
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2013-07-18
Anticipated expiration: 2030-10-13
Also published as: US8593351B2; US20120038516A1; DE102010038107A1; CN102387229B; CN102387229A

Abstract

Mobiles elektronisches Gerät (100; 100'; 100''), umfassend: ein Gehäuse (110; 110'; 110''); eine Elektronikkarte (120; 125'), die in dem Gehäuse vorgesehen ist, wobei die Elektronikkarte einen ersten Rand (121; 126') und einen zweiten Rand (122; 127') aufweist und der erste Rand dem zweiten Rand gegenüberliegt; einen Verstärker (130), der auf der Elektronikkarte (120) vorgesehen ist und an den ersten Rand (121) angrenzt, oder der auf einer weiteren Elektronikkarte (120') an einem dem zweiten Rand (127') abgewandten Rand (121') vorgesehen ist; eine Antenne (140), die entlang dem zweiten Rand (122; 127') der Elektronikkarte (120; 125') angeordnet ist, wobei die Antenne ein Funksignal aussendet; und ein kurzes Element (150), das entlang dem zweiten Rand (122; 127') der Elektronikkarte angeordnet ist; wobei das kurze Element (150) und die Antenne (140) unabhängige Elemente sind; das kurze Element sich parallel zur Elektronikkarte (120; 125') erstreckt, einen ersten Abschnitt (151) und einen zweiten Abschnitt (152) aufweist, der erste Abschnitt senkrecht zu dem zweiten Abschnitt ist und der erste Abschnitt mit dem zweiten Rand (122) verbunden ist und senkrecht zu diesem ist; die Antenne einen Strahler (141) aufweist, der sich senkrecht zur Elektronikkarte (120; 125') erstreckt, wobei der zweite Abschnitt (152) sich parallel zu dem Strahler erstreckt und der zweite Abschnitt an den Strahler (141) ankoppelt; und die Antenne außerdem einen Speiseleiter (142) aufweist, der Speiseleiter mit der Elektronikkarte (120) und dem Strahler (141) verbunden ist und der Speiseleiter sich senkrecht zu dem zweiten Rand (122) erstreckt; sodass das kurze Element getrennt von der Antenne ist und an die Antenne ankoppelt, um einen SAR-Wert in einem Bereich um den Verstärker herum zu verringern.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein tragbares bzw. mobiles elektronisches Gerät und betrifft insbesondere ein tragbares elektronisches Gerät, das die Anforderung an die Kompatibilität zu Hörapparaten (englisch HAC für Hearing Aided Compatible) bei einer niedrigeren spezifischen Absorptionsrate (englisch: SAR für Specific Absorption Rate) erfüllt.
Beschreibung des Stands der Technik
Bei der spezifischen Absorptionsrate (SAR) und der Kompatibilität zu Hörapparaten (HAC) handelt es sich um eine Maßgröße für den Einfluss einer Strahlung auf die menschliche Gesundheit bzw. eingesetzte Hörhilfen. Ein hoher SAR-Wert, der aus einer elektromagnetischen Strahlung resultiert, kann Gesundheitsprobleme hervorrufen. Somit müssen Mobiltelefone die SAR-Anforderungen erfüllen (beispielsweise die Anforderungen nach FCC & CE). Mobiltelefone mit allzu hohen HAC-Werten behindern die Funktionen von Hörhilfen. Deshalb müssen 50% der Mobiltelefone, die von einem Hersteller in Nordamerika verkauft werden, die HAC-Anforderungen erfüllen.
Um die SAR- und HAC-Anforderungen zu erfüllen werden verschiedene herkömmliche Lösungsansätze beim Design von Mobiltelefonen angewendet: Die Elektronikkarten-Ausgangsleistung oder der Wirkungsgrad der Antennenabstrahlung wird herabgesetzt, um die Strahlungsenergie zu reduzieren. Die herkömmlichen Lösungsansätze können jedoch die Qualität einer Datenübertragung beeinträchtigen, die Flexibilität beim Design herabsetzen und dennoch die hohen HAC-Anforderungen nicht erfüllen.
US 2004/0021608 A1 offenbart ein mobiles elektronisches Gerät mit einer eingebauten Antenne, welche auf einer Leiterplatine ausgebildet ist. Gemäß einer Ausführungsform sind unterhalb der Leiterplatine ein Reflektor und oberhalb der Leiterplatine ein strahlungsgekoppeltes Element angeordnet, und zwar gegenüberliegend zu der Antenne. Die Kontur des Reflektors und des strahlungsgekoppelten Elements folgen exakt der Kontur der Antenne, um auf diese Weise eine vorteilhafte Impedanzanpassung und so eine Reduzierung der Strahlungsbelastung zu erzielen.
US 2002/0058483 A1 offenbart ein weiteres mobiles elektronisches Gerät, bei dem die gedruckte Leiterplatine (PCB) eines Gerätelautsprechers zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung verwendet wird, die von der in das Gerät eingebauten Antenne abgestrahlt wird.
US 2008/0158065 A1 offenbart ein mobiles elektronisches Gerät, bei dem eine geerdete Leiterbahn mit einer Kontur, die zu der der abstrahlenden Antenne korrespondiert und die entlang eines unteren Randes des Gehäuses verläuft, zur gezielten Absorption von elektromagnetischer Strahlung eingesetzt wird, um die vorherrschende Strahlungsbelastung weiter zu reduzieren.
US 7126545 B2 offenbart ein mobiles elektronisches Gerät, bei dem eine Antenne und ein kurzes Element gemeinsam am unteren Rand einer Elektronikkarte vorgesehen sind. Die Antenne und das kurze Element sind als unabhängige Elemente ausgebildet, sind jedoch gemeinsam in einer Ebene angeordnet.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein mobiles bzw. tragbares elektronisches Gerät bereitzustellen, das für eine verbesserte Qualität bei der Datenübertragung und eine höhere Flexibilität beim Design sorgen kann und hohe HAC-Auflagen noch besser erfüllen kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein mobiles Gerät nach Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Ansprüche.
Eine ausführliche Beschreibung erfolgt in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.
Es wird ein mobiles bzw. tragbares elektronisches Gerät bereitgestellt. Das tragbare elektronische Gerät weist ein Gehäuse, eine Elektronikkarte bzw. -platine, einen Verstärker, eine Antenne und ein kurzes Element (englisch: short element) auf. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, wie im Patentanspruch 1 festgelegt, ist das kurze Element von der Antenne getrennt, wobei das kurze Element an die Antenne ankoppelt, um den Wert der spezifischen Absorptionsrate (SAR) um den Verstärker herum zu verringern.
Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Ausführungsform koppelt das kurze Element an die Antenne an (insbesondere koppelt der zweite Abschnitt an den Einspeisungsleiter an), um einen Resonanzstrom auf der Elektronikkarte hin zu dem zweiten Rand zu konzentrieren. Dies verändert die Verteilung des elektrischen Feldes, was in einem reduzierten SAR-Wert resultiert. Dabei wird weder die Gesamtstärke des elektrischen Feldes reduziert noch das Abstrahlungsverhalten der Antenne beeinflusst. Gemäß einem Beispiel nach der Erfindung kann die HAC-Eigenschaft um 44% verbessert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung kann besser durch Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und Ausführungsbeispiele oder Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verstanden werden worin:
1 ein tragbares elektronisches Gerät gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
2 den detaillierten Aufbau der Antenne und des kurzen Elements des Ausführungsbeispiels nach der Erfindung zeigt;
3 ein tragbares elektronisches Gerät gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; und
4 ein tragbares elektronisches Gerät gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die nachfolgende Beschreibung stellt den am intensivsten durchdachten Weg zum Ausführen der Erfindung dar. Diese Beschreibung erfolgt zu dem Zweck einer Darlegung der grundlegenden Prinzipien der Erfindung und soll nicht beschränkend ausgelegt werden. Der Schutzbereich der Erfindung wird am besten anhand der beigefügten Patentansprüche bestimmt.
1 zeigt ein mobiles bzw. tragbares elektronisches Gerät 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das ein Gehäuse 110, eine Elektronikkarte 120, einen Verstärker 130, eine Antenne 140 und ein kurzes Element (short element) 150 aufweist. Die Elektronikkarte 120 ist in dem Gehäuse 110 vorgesehen, wobei die Elektronikkarte 120 einen ersten Rand 121 und einen zweiten Rand 122 aufweist und wobei der erste Rand 121 dem zweiten Rand 122 gegenüberliegt. Der Verstärker 130 ist auf der Elektronikkarte 120 vorgesehen und grenzt an den ersten Rand 121 an. Die Antenne 140 ist auf bzw. entlang dem zweiten Rand 122 der Elektronikkarte 120 vorgesehen, wobei die Antenne 140 ein Funksignal aussendet. Das kurze Element 150 ist auf bzw. entlang dem zweiten Rand 122 der Elektronikkarte 120 vorgesehen, wobei das kurze Element 150 zu der Antenne 140 getrennt ist und das kurze Element 150 an die Antenne 140 ankoppelt, um den Wert der spezifischen Absorptionsrate (SAR) in einem Bereich um den Verstärker 130 herum zu verringern. Das kurze Element 150 befindet sich zumindest teilweise zwischen dem zweiten Rand 122 und der Antenne 140.
Die 2 zeigt den genaueren Aufbau der Antenne 140 und des kurzen Elements 150. Das kurze Element 150 weist einen ersten Abschnitt 151 und einen zweiten Abschnitt 152 auf, wobei der erste Abschnitt 151 senkrecht auf dem zweiten Abschnitt 152 steht und wobei der erste Abschnitt 151 mit dem zweiten Rand 122 verbunden ist und senkrecht auf diesem steht. Die Antenne 140 weist einen Strahler 141 und einen Speiseleiter 142 auf. Der Speiseleiter 142 verbindet mit der Elektronikkarte 120 und dem Strahler 141 und der Speiseleiter 142 erstreckt sich senkrecht zum zweiten Rand 122. Das kurze Element 150 befindet sich zwischen dem Strahler 140 und dem zweiten Rand 122.
Das kurze Element 150 ist L-förmig. Der zweite Abschnitt 152 erstreckt sich parallel zum Strahler 141 und koppelt an den Strahler 141 an. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Spalt G1 zwischen dem zweiten Abschnitt 152 und dem Strahler 141 ausgebildet und der Abstand G1 zwischen dem zweiten Abschnitt 152 und dem Strahler 141 ist größer als 0,5 mm. Bei einem geeigneten Abstand G1 wird das Abstrahlungsverhalten der Antenne 140 nicht beeinflusst.
Der zweite Abschnitt 152 erstreckt sich ausgehend von dem ersten Abschnitt 151 hin zum Speiseleiter 142. Der zweite Abschnitt 152 weist ein freies Ende 153 auf und zwischen dem freien Ende 153 und dem Speiseleiter 143 ist ein Spalt G2 ausgebildet. Der zweite Abschnitt 152 koppelt an den Speiseleiter 142 an. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand G2 zwischen dem freien Ende 153 und dem Speiseleiter 143 2 mm bis 10 mm. Durch Aufrechterhalten eines geeigneten Abstands G2 wird das Abstrahlungsverhalten der Antenne 140 nicht beeinflusst.
Der erste Abschnitt 151 hat eine Länge L1, der zweite Abschnitt 152 hat eine Länge L2 und das kurze Element 150 hat eine Basislänge (englisch: short trace length) von L (L1 + L2). Die Basislänge L kann zwischen λ/8 und λ/4 liegen, beispielsweise λ/4 betragen, wobei λ die Wellenlänge des Funksignals bei einer hohen Betriebsfrequenz ist.
Im Einsatz des Ausführungsbeispiels nach der Erfindung koppelt das kurze Element 150 an die Antenne 140 an (insbesondere koppelt der zweite Abschnitt an den Speiseleiter an), um einen Resonanzstrom auf der Elektronikkarte hin zum zweiten Rand zu konzentrieren. Deshalb führt die Veränderung der elektrischen Feldverteilung zu einem niedrigeren SAR-Wert. Außerdem wird die Gesamtstärke des elektrischen Felds nicht reduziert und das Abstrahlungsverhalten der Antenne nicht beeinflusst. Gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung kann die HAC-Eigenschaft um 44% verbessert werden.
Bei einem modifizierten Ausführungsbeispiel kann die Form des kurzen Elements modifiziert werden. Außerdem kann ein parasitärer bzw. strahlungsgekoppelter Bereich auf dem kurzen Element ausgebildet sein, um die Funktion des kurzen Elements zu verbessern.
Gemäß den 1 und 2 befindet sich bei dem ersten Ausführungsbeispiel das kurze Element 150 auf einer X-Z-Ebene (parallel zu der Elektronikkarte 120), befindet sich der Strahler 151 auf der X-Y-Ebene (senkrecht zur Elektronikkarte 120) und ist die X-Z-Ebene senkrecht zur X-Y-Ebene. Bei einem modifizierten Ausführungsbeispiel können der Strahler 141 und das kurze Element 150 auf der selben Ebene angeordnet sein.
Das kurze Element 150 und die Antenne 140 können auf eine flexible gedruckte Elektronik-Platine aufgedruckt werden oder unmittelbar auf den zweiten Rand der Elektronikkarte aufgedruckt werden. Oder bei dem kurzen Element und der Antenne kann es sich um unabhängige Elemente aus Metall handeln.
Die 3 zeigt ein tragbares bzw. mobiles elektronisches Gerät 100' gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das tragbare elektronische Gerät 100' weist ein Gehäuse 110', eine erste Elektronikkarte 120', einen Verstärker 130, eine zweite Elektronikkarte 125', eine Antenne 140 und ein kurzes Element 150 auf. Die erste Elektronikkarte 120' ist in dem Gehäuse 110' vorgesehen, wobei die erste Elektronikkarte 120' einen ersten Rand 121' und einen zweiten Rand 122' aufweist und wobei der erste Rand 121' dem zweiten Rand 122' gegenüberliegt. Der Verstärker 130 ist auf der ersten Elektronikkarte 120' vorgesehen und grenzt an den ersten Rand 121' an. Die zweite Elektronikkarte 125' ist in dem Gehäuse 110' vorgesehen, wobei die zweite Elektronikkarte 125' einen dritten Rand 126' und einen vierten Rand 127' aufweist, der dritte Rand 126' dem vierten Rand 127' gegenüberliegt und der vierte Rand 127' beabstandet zu dem ersten Rand 121' ist (insbesondere während des Sprechens über das mobile elektronische Gerät). Die Antenne 140 ist auf bzw. entlang dem vierten Rand 127' der zweiten Elektronikkarte 125' vorgesehen, wobei die Antenne 140 ein Funksignal aussendet. Das kurze Element 150 ist auf bzw. entlang dem vierten Rand 127' der zweiten Elektronikkarte 125' vorgesehen, wobei das kurze Element 150 von der Antenne 140 getrennt ist und das kurze Element 150 an die Antenne 140 ankoppelt, um den SAR-Wert in einem Bereich um den Verstärker herum zu reduzieren. Das kurze Element 150 befindet sich zumindest teilweise zwischen dem vierten Rand 127' und der Antenne 140.
Die 4 zeigt ein mobiles elektronisches Gerät 100'' gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das mobile elektronische Gerät 100'' weicht dahingehend von dem mobilen elektronischen Gerät nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ab, dass das Gehäuse 110'' gleitbeweglich ist bzw. gleitend verschoben werden kann, um das mobile elektronische Gerät 100'' zu öffnen. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind das kurze Element 150 und die Antenne 140 weiterhin unter einem großen Abstand zum Verstärker 130 angeordnet.
Wenngleich die Erfindung in beispielhafter Weise und anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr soll diese zahlreiche Modifikationen und ähnliche Anordnungen (wie diese dem Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich sein werden) mit umfassen. Deshalb soll dem Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche die breitestmögliche Auslegung zugrunde gelegt werden, so dass diese sämtliche derartige Modifikationen und ähnliche Anordnungen mit umfassen.

Claims

Mobiles elektronisches Gerät (100; 100'; 100''), umfassend: ein Gehäuse (110; 110'; 110''); eine Elektronikkarte (120; 125'), die in dem Gehäuse vorgesehen ist, wobei die Elektronikkarte einen ersten Rand (121; 126') und einen zweiten Rand (122; 127') aufweist und der erste Rand dem zweiten Rand gegenüberliegt; einen Verstärker (130), der auf der Elektronikkarte (120) vorgesehen ist und an den ersten Rand (121) angrenzt, oder der auf einer weiteren Elektronikkarte (120') an einem dem zweiten Rand (127') abgewandten Rand (121') vorgesehen ist; eine Antenne (140), die entlang dem zweiten Rand (122; 127') der Elektronikkarte (120; 125') angeordnet ist, wobei die Antenne ein Funksignal aussendet; und ein kurzes Element (150), das entlang dem zweiten Rand (122; 127') der Elektronikkarte angeordnet ist; wobei das kurze Element (150) und die Antenne (140) unabhängige Elemente sind; das kurze Element sich parallel zur Elektronikkarte (120; 125') erstreckt, einen ersten Abschnitt (151) und einen zweiten Abschnitt (152) aufweist, der erste Abschnitt senkrecht zu dem zweiten Abschnitt ist und der erste Abschnitt mit dem zweiten Rand (122) verbunden ist und senkrecht zu diesem ist; die Antenne einen Strahler (141) aufweist, der sich senkrecht zur Elektronikkarte (120; 125') erstreckt, wobei der zweite Abschnitt (152) sich parallel zu dem Strahler erstreckt und der zweite Abschnitt an den Strahler (141) ankoppelt; und die Antenne außerdem einen Speiseleiter (142) aufweist, der Speiseleiter mit der Elektronikkarte (120) und dem Strahler (141) verbunden ist und der Speiseleiter sich senkrecht zu dem zweiten Rand (122) erstreckt; sodass das kurze Element getrennt von der Antenne ist und an die Antenne ankoppelt, um einen SAR-Wert in einem Bereich um den Verstärker herum zu verringern.
Mobiles elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei zwischen dem zweiten Abschnitt (152) und dem Strahler (141) ein Spalt (G1) ausgebildet ist und der Abstand zwischen dem zweiten Abschnitt und dem Strahler größer als 0,5 mm ist.
Mobiles elektronisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Abschnitt ein freies Ende (153) aufweist und zwischen dem freien Ende (153) und dem Speiseleiter (142) ein Spalt (G2) ausgebildet ist.
Mobiles elektronisches Gerät nach Anspruch 3, wobei der Abstand (G2) zwischen dem freien Ende (153) und dem Speiseleiter (142) zwischen 2 mm und 10 mm liegt.
Mobiles elektronisches Gerät nach Anspruch 3 oder 4, wobei sich der zweite Abschnitt (152) ausgehend von dem ersten Abschnitt (151) hin zum Speiseleiter erstreckt und an den Speiseleiter ankoppelt.
Mobiles elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das kurze Element zwischen dem Strahler und dem zweiten Rand befindet.
Mobiles elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das kurze Element eine Basislänge (L) aufweist und die Basislänge etwa einem Viertel der Wellenlänge des Funksignals entspricht.
Mobiles elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektronikkarte (125') mit der Antenne (140) und dem kurzen Element (150) in einem ersten Gehäuseabschnitt vorgesehen sind und die weitere Elektronikkarte (120') mit dem darauf vorgesehenen Verstärker (130) in einem zweiten Gehäuseabschnitt vorgesehen sind, der relativ zu dem ersten Gehäuseabschnitt schwenkbeweglich gelagert ist.
Mobiles elektronisches Gerät nach Anspruch 8, wobei der Verstärker (130) an einem Rand (121') der weiteren Elektronikkarte (120') vorgesehen ist, der im aufgeschwenkten Zustand des mobilen elektronischen Geräts (100') von dem ersten Rand (126') der Elektronikkarte abgewandt ist.
Mobiles elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Elektronikkarte (125') mit der Antenne (140) und dem kurzen Element (150) in einem ersten Gehäuseabschnitt vorgesehen sind und die weitere Elektronikkarte (120') mit dem darauf vorgesehenen Verstärker (130) in einem zweiten Gehäuseabschnitt vorgesehen sind, der relativ zu dem ersten Gehäuseabschnitt gleitbeweglich gelagert ist.
Mobiles elektronisches Gerät nach Anspruch 10, wobei der Verstärker (130) an einem Rand der weiteren Elektronikkarte vorgesehen ist, welcher dem ersten Rand der Elektronikkarte zugewandt ist.