TW202046556A - 用於膝上型及可轉換膝上型系統設置的lte與5g天線之比吸收率降低方法 - Google Patents
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Abstract
本技術主題涉及可包括一SAR校正元件之一天線裝配的實例。該天線裝配可以包括一輻射體，該輻射體可具有收發器部分及非收發器部分，使得該收發器部分可以發射及接收一無線信號。在一個實例中，該SAR校正元件可被電氣耦合在該非收發器部分與一接地平面之間，以該SAR校正元件不會累積能量在其中同時耗散該能量到該接地的方式把能量從該非收發器部分耗散到該接地平面。
Description
發明領域
本發明係有關於用於膝上型及可轉換膝上型系統設置的LTE與5G天線之比吸收率降低方法。
發明背景
近年來，消費性電子裝置被廣泛地用於各種目的，包括有通信、娛樂媒體的消費、以及遊戲。這樣子的消費電子裝置可以包括例如電子書閱讀器、蜂巢式電話、個人數位助理(PDA)、可攜式媒體播放器、平板電腦、以及膝上型電腦。通常，所有的這些消費性電子裝置都能夠無線地操作用來發射及接收數位資料，並因此所有的這些電子裝置都配備有天線以進行無線通信。進而，每一個天線具有一相關聯的比吸收率(SAR)值。SAR值係當人暴露在由於該天線的發射而產生之一射頻(RF)電磁場時，由人體，即，該人類身體所吸收能量之速率的一種度量。
發明概要
依據本發明之一實施例，係特地提出一種天線裝配，其包含有：一輻射體，其包括有一收發器部分及一非收發器部分，其中該收發器部分發射及接收一無線信號；以及一SAR校正元件，其可操作地被耦合到該輻射體的該非收發器部分，其中該SAR校正元件把該輻射體耦合到在該非收發器部分處的一接地平面用以把能量放電到該接地平面而不在其中累積該能量。
較佳實施例之詳細說明
為了保護該等使用者免於受到RF電磁場對人體之不良的影響，已經限定了某一特定的標準SAR值或其之一範圍，著重在傳輸期間控制天線的該等SAR值。通常，該SAR值係藉由調節在該天線與該使用者身體之間的一距離來進行控制。近來，隨著密緻型消費性電子裝置之需求的增加，在該消費性電子裝置內部的可用空間已經減少。因此，也減少了在該使用者身體與該天線之間的該距離，從而增加了需要調節該SAR值的需求。使SAR值保持在一經調節之值內的常用技術之一係藉由降低該天線的功率輸出。但是，降低該天線的功率會降低該天線的性能及傳輸範圍。
使SAR值保持在一經調節之值內的另一種常用技術可能涉及對天線設計的修改，用以調諧天線阻抗來減小與與該天線相關聯的該SAR值。然而，在這種技術中，該天線的輻射分佈或輻射方向圖可能會受到不利的影響，從而影響了發射。某些其他技術可能涉及在天線電路中使用一或多個電容器元件用來調諧該天線阻抗。然而，藉由這樣的技術對該天線電路做的永久性修改可能會因為在接收或發射期間或在該兩期間影響了該輻射圖形狀而再次地影響了該天線效率。
本文描述了一種用於一使用者設備之天線裝配的實例。基於該技術主題的該天線裝配包括一SAR校正元件，該元件可以把能量例如出現在一天線之一表面上的一近場能量耗散到一接地平面，不蓄積能量同時耗散該能量，從而降低了與該天線裝配相關聯的該SAR值。另外，該SAR校正元件還可以有助於維持該天線的一共振特性使得該天線的該傳輸範圍不受影響。
根據一實例，該天線裝配可包括一輻射體，該輻射體可具有一收發器部分及一非收發器部分，使得該收發器部分可以發射及接收一無線信號。此外，該天線裝配的該SAR校正元件可以以一種匹配該輻射體之該共振特性的方式被耦合到該輻射體的該非收發器部分。
根據另一個實例，該非收發器部分可進一步包括可被使用來把該非收發器部分耦合到該接地平面的一短路端，諸如該使用者設備的一金屬主體。該非收發器部分還可以包括一開路端，該開路端可被形成為相對於該接地平面之該非收發器部分的一突出部分。此外，該輻射體可以具有一預定的共振特性，即電感特性及電容特性的一種組合，以便發射及接收該無線信號。
如之前所述，該天線裝配還可包括該SAR校正元件。根據一方面，該SAR校正元件係一可被耦合到該非收發器部分的一電抗積體電路(IC)。在一實例中，該天線可以包括多個電抗IC，一個電抗IC被連接到該開路端及該短路端中的每一個。根據一實例，該SAR校正元件可以是一電感性的校正元件，其可把該短路端電氣耦合至該接地平面，使得該電感性的SAR校正元件可匹配該輻射體的該電感特性。根據另一實例，該SAR校正元件可以是一電容性的校正元件，其可把該開路端電氣耦合至該接地平面，使得該電容性的SAR校正元件可匹配該輻射體的該電容特性。
該SAR校正元件耗散該能量，使得該SAR值被降低。由於降低了該SAR值，因此可以減少在該天線與該使用者身體之間的該距離。因此，該等SAR校正元件允許密緻的使用者裝置，同時把該SAR值保持在預定範圍內。此外，由於該SAR校正元件匹配該輻射體的該共振特性，該SAR校正元件可以在SAR值中實現下降而不會不利地影響該輻射體的該傳輸範圍，並因此，不會不利地影響該天線的該傳輸範圍。在另一個實例中，由於減小了該SAR值，也可以增加該輻射體的該傳輸範圍而達成更好的通信。
該等上述的方面現將結合附圖並在下面的相關描述中被進一步地描述。應被注意的是，該描述及附圖僅圖示出本技術主題的原理。因此，儘管未在本文中被明確描述或圖示出，但是包含本技術主題之原理的各種裝配可以根據本說明書進行設計並且被包括在其範圍內。另外，為了清楚描述起見，在全文中使用「耦合」該用詞，並且其可包括一直接連接或一間接連接。
圖1根據本技術主題的一實例圖示出一使用者設備100。作為實例，該使用者設備100可以是一行動電話、一膝上型電腦、一手持式PC。此外，該使用者設備100可能能夠連接到一無線網路，諸如Wi-Fi或一蜂巢式網路。更進一步，該使用者設備100可包括一無線單元(圖中未示出)，其可以允許該使用者設備100通過該無線網路接收資訊。在一個實例中，該使用者設備100可以包括一天線裝配102，其可操作地被耦合到該無線單元，以方便於發射及接收無線信號往來於該無線單元。例如，該天線裝配102可以在該無線單元的外部並且可以藉由諸如電纜的電子連接被耦合到該無線單元。在另一實例中，該天線裝配102可以被整合到該無線單元。在一個實例中，該天線裝配102可被安裝於在該使用者設備100的該殼體中。例如，該天線裝配102可以被定位在該使用者設備102之該等角落其中之一處。該天線裝配102的一個實例位置被顯示在該天線裝配102之一角落的一放大部分104中。
如在該放大部分104中所示，作為一實例，該天線裝配102可以被定位在該使用者設備100的一主體內。例如，該主體可包括該使用者設備100的一頂蓋106及一底蓋108。例如，該天線裝配102可被安裝到在該使用者設備100內的該頂蓋106。在一個實例中，該頂蓋可以是該使用者設備100的一頂殼，其可以容納不同的使用者介面，諸如一鍵盤或一觸控板。在另一個實例中，該天線裝配102可被安裝到在該使用者設備100內的該底蓋108。例如，該底蓋108可以是該使用者設備100的一基底，其可允許該電路的安裝，諸如該使用者設備100的一母板及該無線單元。
根據一實例，該天線裝配102可以以一種方式被組配使得該天線裝配102的一SAR值不會超過一預定的範圍。因此，該天線裝配102的該SAR值不會影響使用該使用者設備100的一使用者。在一個實例中，該天線裝配102可以包括一SAR校正元件，其促使降低該天線裝配102之該SAR值使其基本上在該預定的SAR範圍內。在一實例中，SAR值之該預定範圍可由不同的標準來被限定，諸如由聯邦通信委員會(FCC)標準或歐洲電工技術標準化委員會(CENELEC)標準來限定。
該SAR校正元件可以把會對增加該天線裝配102之該SAR值有貢獻的一能量耗散到一接地平面，諸如該使用者設備100的該主體。例如，該接地平面可以是該頂蓋106，並且在另一個實例中，該接地平面可以是該使用者設備100的該底蓋108。在任何一種情況下，該接地平面都可能足夠地大以把該能量耗散到該環境中。例如，該能量可以是一近場能量，其可能不夠強來傳輸無線信號，但是當該使用者暴露到該近場能量時可能足夠強來影響該使用者的身體。
該SAR校正元件被設計成使得該SAR校正元件不會累積該能量同時會耗散該能量。此外，該SAR校正元件以一種方式被設計使得當該天線裝配102發射或接收無線信號時，該SAR校正元件不會產生或輻射該能量。例如，該SAR校正元件可以是一電抗性的積體電路(IC)其，除了不累積能量同時耗散能量之外，還可以匹配該天線裝配102的一共振特性，以使得該天線裝配的一傳輸範圍會保持為不受到能量耗散的影響。例如，該SAR校正元件可以匹配該天線裝配102的一電感特性，而在其他的情況下，該SAR校正元件可以匹配該天線裝配102的一電容特性。在一個實例中，該電抗性IC可以由一多層陶瓷電容器、一多層電感器、一開關、或一二極體中之一個來製成。該天線裝配102的一實例圖示會針對於圖2來做解釋。
圖2根據本技術主題的一實例圖示出該天線裝配102的一示意圖。該天線裝配102可以包括一輻射體202，該輻射體202可以進一步包括一收發器部分204及一非收發器部分206，使得該收發器部分204在操作中可以發射及接收一無線信號。此外，該輻射體202還可以包括可被耦合到該收發器部分204的一非收發器部分206。該天線裝配102還可以包括一SAR校正元件208，其可以把該非收發器部分206電氣耦合到一接地平面210。在一實例中，該接地平面210可以是一大金屬塊。在另一實例中，該接地平面210可以是該使用者設備100的該頂蓋106或該底蓋108。在一個實例中，該SAR校正元件208可以把能量從該非收發器部分206耗散到該接地平面210以一種方式來降低該使用者設備100的該SAR值使得該SAR校正元件208不會累積該能量同時耗散該能量。該天線裝配102的一詳細示意圖可針對於圖3來做解釋。
圖3根據本技術主題的一實例圖示出該天線裝配102的一詳細示意圖。如之前所提到的，該輻射體202包括該收發器部分204及該非收發器部分206。此外，該輻射體202可被設計成發射及接收一預定波長及頻率的無線信號。在一實例中，該輻射體202可被設計成發射及接收操作在4G或5G網路中的Wi-Fi信號或蜂巢式信號。例如，可能被需要來發射波長為`λ’之該無線信號之該輻射體202的一長度可由以下的等式來掌控：
輻射體的長度=λ/4的一整數倍
此外，該輻射體202可被耦合到該使用者設備100(在圖1中所示)的該無線單元(圖中未示出)，並且可以發射一電子信號給該無線單元以響應於發射及接收該無線信號。例如，該輻射體可以接收一無線信號，並且以該電子信號的形式把該無線信號發射到該無線單元。此外，該輻射體202還可以從該無線單元接收電子信號並可以把它們轉換成該無線信號以進行傳輸。
根據一實例，該輻射體202的該非收發器部分206可以包括一短路端302，該短路端302可被定位在沿著該非收發器部分206之一長度上的任何點處，使得該短路端302透過該SAR校正元件208被耦合到該接地平面210。在另一實例中，該短路端302可完全地由該SAR校正元件208來替換。如之前所述，該SAR校正元件208被設計成使得該SAR校正元件不會累積能量同時耗散該能量。此外，該SAR校正元件208被設計成使得該SAR校正元件208匹配該輻射體202的該共振特性。在該圖示的實例中，該SAR校正元件208可以是一電感性的IC，並且當被連接到該短路端302時，可以把出現在該短路端302處及其周圍的該近場能量耗散到該接地平面210。另外，該電感性的IC可以匹配該輻射體202的一電感特性。因此，該SAR校正元件208可以有助於維持該輻射體202的該傳輸範圍。
根據另一個實例，該非收發器部分206也可以包括一開路端304，該開路端304可被形成為相對於該接地平面210之該非收發器部分206的一突出部分。此外，該SAR校正元件208可把該開路端304電氣耦合到該接地平面210，使得該SAR校正元件208可以把存在於該開路端302處的該能量耗散到該接地平面210。在該圖示的實例中，該SAR校正元件208可以是一電容性IC，其耗散該能量的方式係不累積該能量同時耗散該能量。另外，該電容性的IC可以匹配該天線裝配的一電容特性因而維持該輻射體202的該傳輸範圍。
根據一實例，該天線裝配102還可以包括可把該收發器部分204電氣耦合至該接地平面210的一饋電結構306。此外，該天線裝配102可以包括連接器(圖中未示出)，其可允許該等電纜把該使用者設備100(在圖1中示出)的該無線單元連接到該輻射體202。
在操作中，該收發器部分204可與該無線單元傳送該等電子信號。在一個實例中，該輻射體202可以從該無線單元接收電子信號。例如，一但該電子信號被該輻射體202接收到，該收發器部分204可以把該電子信號轉換成該無線信號。另外，當該收發器部分204把該電子信號轉換成該無線信號時，該近場能量被產生並且由於該電子信號到該無線信號的轉換而被累積在該輻射體202上。此外，該近場能量由該SAR校正元件208被通道化到該接地平面210。在一個實例中，在該SAR校正元件208係該電感性IC的情況下，該SAR校正元件208可沿著該非收發器部分206之該長度上之任何非該開路端304的點處連接到非收發器部分206，來把該近場能量耗散到該接地平面210，同時匹配該輻射體202的該電感特性。
可選擇地，如果該SAR校正元件208係一電容性IC中，則該SAR校正元件208被耦合到該開路端304以把在開路端304處的該近場能量耗散到該接地平面210同時匹配到該輻射體202的該電容特性因而匹配該輻射體202的該共振特性。在任一種情況下，由於該SAR校正元件208被設計成不會累積該近場能量同時耗散該近場能量，因此該天線裝配102的該SAR值沒有增加。此外，如前面所提到的，該SAR校正元件208係以一種方式被設計使得該SAR校正元件208不會產生或輻射該近場能量，同時該輻射體202發射或接收該無線信號。
圖4根據本技術主題的一實例圖示出一天線裝配400的一實例。該天線裝配400可以包括一輻射體402，其可以類似於該天線裝配102的該輻射體202。該輻射體402可以包括一非收發器部分404及一收發器部分406，使得該收發器部分406可以發射並接收一無線信號。在一個實例中，該輻射體202可以進一步包括一開路端408，其可以被形成為相對於該天線裝配400之該一接地平面410之該非收發器部分404的一突出部分。在一個實例中，該開路端408可以使一電容特性與該輻射體402匹配。
根據一實例，該天線裝配400可包括可被耦合到該非收發器部分404及該接地平面410的一電感性SAR校正元件412。在該天線裝配400的該操作期間，該電感性SAR校正元件412可以耗散出現在該非收發器部分404處在無線信號的傳輸及接收期間所產生的該能量。此外，在耗散該能量的同時，該電感性SAR校正元件412不會累積能量，從而防止在耗散該能量的同時增加了SAR值。此外，如先前所述，該電感性SAR校正元件412可以匹配該輻射體202的一感應特性，使得該電感性SAR校正元件412與該開路端408結合可以使該共振特性與該輻射體402匹配，從而保持該輻射體402的該傳輸範圍。根據一實例，該天線裝配400還可以包括附加的組件，諸如一饋電結構414，其可以把該收發器部分406耦合到該接地平面410。
圖5根據本技術主題的一實例圖示出該天線裝配500的另一個實例。與該天線裝配400不同，該天線裝配500可以包括一電容性SAR校正元件502。除此之外，該天線裝配500的其他組件類似於該天線裝配400。例如，該天線裝配500可以包括一輻射體504，其可以類似於該天線裝配400的該輻射體402或該天線裝配102的該輻射體202。此外，該輻射體504可以包括一收發器部分506及一非收發器部分508中，使得該收發器部分506可以發射及接收該無線信號。該輻射體504還可以包括可把該非收發器部分508耦合到一接地平面512的一短路端510。除此之外，該輻射體504可以包括一開路端514，其可被形成為相對於該接地平面512之該非收發器部分508的一突出部分。
在一個實例中，該電容性SAR校正元件502可被耦合到該開路端514及該接地平面512，使得該電容性SAR校正元件502把該能量從該非收發器部分508耗散到該接地平面512。此外，該電容性SAR校正元件502在耗散該能量時不會累積能量，從而防止在耗散能量時在SAR值中的增加。該天線裝配500還可以包括一饋電結構516，其以與該天線裝配102之該饋電結構306相同的方式把該收發器部分506耦合到該接地平面512。此外，該天線裝配500的該操作可以類似於該天線裝配102的該操作，以及該電容性SAR校正元件502可以以一種與針對圖3所解釋之該SAR校正元件相同的方式來進行操作。
儘管已經以特定於結構特徵及/或方法的語言描述了用於降低該SAR值之方法及系統的各個方面，但是本技術主題不一定受限於該等描述的特定特徵或方法。而是，該等特定的特徵及方法僅被揭露作為用於減小該SAR值的實例。
100:使用者設備
102、400、500:天線裝配
104:放大部分
106:頂蓋
108:底蓋
202、402、504:輻射體
204、404、506:收發器部分
206、406、508:非收發器部分
208:SAR校正元件
210、410、512:接地平面
302、510:短路端
304、408、514:開路端
306、414、516:饋電結構
412:電感性SAR校正元件
502:電容性SAR校正元件
本文參照以下的附圖來提供詳細的描述，其中：
圖1根據一實例圖示出包括有一天線裝配的一使用者設備；
圖2根據一實例圖示出一天線裝配的示意圖；
圖3根據一實例圖示出一天線裝配的詳細示意圖；
圖4根據一個實例圖示出一天線裝配；以及
圖5根據另一個實例圖示出一天線裝配。
102:天線裝配
202:輻射體
204:收發器部分
206:非收發器部分
208:SAR校正元件
210:接地平面
Claims (15)
- 一種天線裝配，其包含有： 一輻射體，其包括有一收發器部分及一非收發器部分，其中該收發器部分發射及接收一無線信號；以及 一SAR校正元件，其可操作地被耦合到該輻射體的該非收發器部分，其中該SAR校正元件把該輻射體耦合到在該非收發器部分處的一接地平面用以把能量放電到該接地平面而不在其中累積該能量。
- 如請求項1之天線裝配，其中該SAR校正元件匹配該輻射體的一共振特性。
- 如請求項1之天線裝配，其中該SAR校正元件係一電抗性的積體電路(IC)並且其中該電抗性的IC係一電感性IC及一電容性IC的其中之一。
- 如請求項1之天線裝配，其中該非收發器部分包含一短路端，並且其中該SAR校正元件把該短路端耦合到該接地平面。
- 如請求項1之天線裝配，其中該非收發器部分包含一開路端，該開路端相對於該接地平面被形成為該非收發器部分的一突出部分，並且其中該SAR校正元件把該開路端耦合到該接地平面。
- 如請求項3之天線裝配，其中該電抗性的IC係由一多層陶瓷電容器、一多層電感器、一開關、以及一二極體中之一種所製成的。
- 如請求項1之天線裝配，其更包含有一饋電結構以把該收發器部分耦合到該接地平面。
- 一種天線裝配，其包含有： 一輻射體，其包括有一收發器部分及一非收發器部分，其中該收發器部分發射及接收一無線信號，該輻射體更包含有； 一開路端，其相對於該接地平面被形成為該非收發器部分的一突出部分；以及 一電感性SAR校正元件，其被電氣耦合在該接地平面與該非收發器部分之間用以把能量從該非收發器部分放電到該接地平面而不在其中累積該能量。
- 如請求項8之天線裝配，其中該電感性SAR校正元件係一電感性的積體電路(IC)。
- 如請求項9之天線裝配，其中該電感性SAR校正元件包括一多層電感器。
- 如請求項8之天線裝配，其更包含有一饋電結構以把該收發器部分耦合到該接地平面。
- 一種天線裝配，其包含有： 一輻射體，其包括有一收發器部分及一非收發器部分，其中該收發器部分發射及接收一無線信號，該輻射體更包含有； 一短路端，其用以把該輻射體的該非收發器部分耦合到一接地平面； 一開路端，其相對於該接地平面耦合形成為該非收發器部分的一突出部分；以及 一電容性SAR校正元件，以電氣耦合在該接地平面與該開路端之間用以把一能量放電到該接地平面而不在其中累積該能量。
- 如請求項12之天線裝配，其中該電容性SAR校正元件係一電容性的積體電路(IC)。
- 如請求項13之天線裝配，其中該電容性SAR校正元件包括一多層陶瓷電容器。
- 如請求項11之天線裝配，其更包含有一饋電結構以把該收發器部分耦合到該接地平面。
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