TW202335574A

TW202335574A - 隔離箱

Info

Publication number: TW202335574A
Application number: TW111106329A
Authority: TW
Inventors: 陳瞬賢; 劉得維
Original assignee: 廣達電腦股份有限公司
Priority date: 2022-02-22
Filing date: 2022-02-22
Publication date: 2023-09-01
Also published as: US11609255B1; CN116683180A

Abstract

一種隔離箱，用於測試一發射天線和一接收天線，並包括：一第一箱室、一第二箱室、一第三箱室，以及一吸波材質。發射天線係位於第一箱室內。接收天線係位於第三箱室內。吸波材質係分別分佈於第一箱室、第二箱室，以及第三箱室之內表面。第三箱室係經由第二箱室連通至第一箱室，其中第二箱室提供相對較窄之一連通路徑，用於降低發射天線和接收天線之間之多重路徑干擾。

Description

隔離箱

本發明係關於一種隔離箱(Shielding Box)，特別係關於一種可降低多重路徑干擾(Multipath Interference)之隔離箱。

隨著行動通訊技術的發達，行動裝置在近年日益普遍，常見的例如：手提式電腦、行動電話、多媒體播放器以及其他混合功能的攜帶型電子裝置。為了滿足人們的需求，行動裝置通常具有無線通訊的功能。有些涵蓋長距離的無線通訊範圍，例如：行動電話使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系統及其所使用700MHz、850 MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的頻帶進行通訊，而有些則涵蓋短距離的無線通訊範圍，例如：Wi-Fi、Bluetooth系統使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的頻帶進行通訊。

天線(Antenna)為無線通訊領域中不可缺少之元件。在進行實際天線測試時，通常要使用可降低多重路徑干擾(Multipath Interference)之一電波暗室(Anechoic Chamber)。然而，電波暗室所佔用之空間卻非常巨大，此造成許多設計上之不便。有鑑於此，實有必要提出一種全新之解決方案，以克服先前技術所面臨之困境。

在較佳實施例中，本發明提出一種隔離箱，用於測試一發射天線和一接收天線，並包括：一第一箱室，其中該發射天線係位於該第一箱室內；一第二箱室；一第三箱室，其中該接收天線係位於該第三箱室內；以及一吸波材質，分別分佈於該第一箱室、該第二箱室，以及該第三箱室之內表面；其中該第三箱室係經由該第二箱室連通至該第一箱室；其中該第二箱室提供相對較窄之一連通路徑，用於降低該發射天線和該接收天線之間之多重路徑干擾。

在一些實施例中，該第一箱室和該第三箱室為非對稱式設計。

在一些實施例中，該隔離箱係呈現一五邊形。

在一些實施例中，該第一箱室、該第二箱室，以及該第三箱室之一組合包括：一第一外牆；一第二外牆；一第三外牆；一第四外牆；以及一第五外牆，其中該第一外牆、該第二外牆、該第三外牆、該第四外牆，以及該第五外牆共同形成一封閉環形；其中該第一外牆、該第二外牆、該第三外牆、該第四外牆，以及該第五外牆之任二者皆不互相平行。

在一些實施例中，該隔離箱更包括：一第一分隔板；以及一第二分隔板，其中該第一分隔板和該第二分隔板皆設置於該第一箱室和該第二箱室之間，而該第一分隔板和該第二分隔板之間則形成一第一連通孔。

在一些實施例中，該隔離箱更包括：一第三分隔板；以及一第四分隔板，其中該第三分隔板和該第四分隔板皆設置於該第二箱室和該第三箱室之間，而該第三分隔板和該第四分隔板之間則形成一第二連通孔；其中該連通路徑係同時通過該第一連通孔和該第二連通孔。

在一些實施例中，該隔離箱係呈現一啞鈴形。

在一些實施例中，該第一箱室係呈現一第一圓形，該發射天線係大致位於該第一圓形之圓心處，該第三箱室係呈現一第二圓形，而該接收天線係大致位於該第二圓形之圓心處。

在一些實施例中，該隔離箱更包括：一第一金屬部，設置於該第一箱室內；以及一第二金屬部，設置於該第三箱室內，其中該第一金屬部和該第二金屬部係用於破壞該第一箱室和該第三箱室兩者之對稱性。

在一些實施例中，該第一箱室、該第二箱室，以及該第三箱室之每一者之長度皆介於35cm至65cm之間。

為讓本發明之目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的「包含」及「包括」一詞為開放式的用語，故應解釋成「包含但不僅限定於」。「大致」一詞則是指在可接受的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，達到所述基本之技術效果。此外，「耦接」一詞在本說明書中包含任何直接及間接的電性連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接至一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電性連接至該第二裝置，或經由其它裝置或連接手段而間接地電性連接至該第二裝置。

以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以簡化說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。例如，若是本揭露書敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例，亦可能包含了有附加特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使上述第一特徵與第二特徵可能未直接接觸的實施例。另外，以下揭露書不同範例可能重複使用相同的參考符號及/或標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。

此外，其與空間相關用詞。例如「在…下方」、「下方」、「較低的」、「上方」、「較高的」及類似的用詞，係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外，這些空間相關用詞意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，則在此使用的空間相關詞也可依此相同解釋。

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之隔離箱(Shielding Box)100之示意圖。隔離箱100可用於測試一發射天線(Transmission Antenna)150和一接收天線(Reception Antenna)160。發射天線150和接收天線160之形狀和種類在本發明中並不特別作限制。舉例而言，發射天線150和接收天線160之任一者可為一單極天線(Monopole Antenna)、一偶極天線(Dipole Antenna)、一迴圈天線(Loop Antenna)、一補釘天線(Patch Antenna)、一平面倒F字形天線(Planar Inverted F Antenna，PIFA)，或是一晶片天線(Chip Antenna)。必須理解的是，發射天線150和接收天線160僅為測試元件，其不屬於隔離箱100之任何一部份。

如第1圖所示，隔離箱100包括一第一箱室(Box)110、一第二箱室120、一第三箱室130，以及一吸波材質(Absorber Material)140。第一箱室110、第二箱室120，以及第三箱室130之形狀和式樣於本發明中並不特別作限制。詳細而言，第一箱室110、第二箱室120，以及第三箱室130可各自為一金屬空腔，其中第三箱室130可經由第二箱室120連通至第一箱室110。亦即，第一箱室110、第二箱室120，以及第三箱室130三者之內部空間皆可互相連通。前述之發射天線150可位於第一箱室110內，而前述之接收天線160可位於第三箱室130內。吸波材質140可分別分佈於第一箱室110、第二箱室120，以及第三箱室130之內表面，以降低各種電磁波反射。在一些實施例中，吸波材質140具有一平滑表面。在另一些實施例中，吸波材質140則具有一鋸齒狀表面。

必須注意的是，第二箱室120可提供相對較窄之一連通路徑(Connection Patch)170，其能用於降低發射天線150和接收天線160之間之多重路徑干擾(Multipath Interference)。換言之，連通路徑170可作為發射天線150和接收天線160之間之一直視線(Line of Sight，LOS)。在此設計下，發射天線150和接收天線160之間之電磁波傳播主要將使用前述之連通路徑170，而其餘非直視線(Non-Line of Sight，NLOS)之傳播路徑之影響於隔離箱100中幾乎可忽略不計。根據實際量測結果，當第一箱室110之長度L1、第二箱室120之長度L2，以及第三箱室130之長度L3皆介於35cm至65cm之間時(例如：等於50cm)，隔離箱100將可有效抑制發射天線150和接收天線160之間之多重路徑干擾。本發明所提之隔離箱100之整體尺寸相較於傳統電波暗室設計(其長、寬、高通常皆達400cm以上)皆已進行大幅度之微縮，故其將有利於應用於各種各式之實際生產線當中。

以下實施例將介紹隔離箱100之不同組態及其細部結構特徵。必須理解的是，這些圖式和敘述僅為舉例，而非用於限制本發明之範圍。

第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之隔離箱200之剖面圖。例如，隔離箱200可大致呈現一五邊形。在第2圖之實施例中，隔離箱200至少包括一第一箱室210、一第二箱室220，以及一第三箱室230，其中第三箱室230可經由第二箱室220連通至第一箱室210，而第二箱室220可提供相對較窄之一連通路徑270。另外，隔離箱200更可包括一吸波材質(未顯示)，其可分別分佈於第一箱室210、第二箱室220，以及第三箱室230之內表面。

詳細而言，第一箱室210、第二箱室220，以及第三箱室230之一組合包括：一第一外牆(Exterior Wall)281、一第二外牆282、一第三外牆283、一第四外牆284，以及一第五外牆285，其皆可用金屬材質所製成。第一外牆281、第二外牆282、第三外牆283、第四外牆284，以及第五外牆285可共同形成一封閉環形(Closed Loop)。必須注意的是，第一外牆281、第二外牆282、第三外牆283、第四外牆284，以及第五外牆285之任二者皆不互相平行，使得第一箱室210和第三箱室230兩者可屬於非對稱式設計。在一些實施例中，第一箱室210之第一外牆281為所有外牆中最短者，其長度L4可介於35cm至65cm之間(例如：等於50cm)。在一些實施例中，第一外牆281和第二外牆282之間可形成一直角θT，其屬於所有相鄰外牆間之最小夾角。

另外，隔離箱200更可包括：一第一分隔板(Partition Plate)291、一第二分隔板292、一第三分隔板293，以及一第四分隔板294，其皆可用金屬材質所製成。第一分隔板291和第三分隔板293皆耦接至第五外牆285，其中第一分隔板291和第三分隔板293可大致互相平行。第二分隔板292和第四分隔板294皆耦接至第二外牆282，其中第二分隔板292和第四分隔板294可大致互相平行。詳細而言，第一分隔板291和第二分隔板292皆設置於第一箱室210和第二箱室220之間，其中第一分隔板291和第二分隔板292之間可形成一第一連通孔(Connection Hole)295。第三分隔板293和第四分隔板294皆設置於第二箱室220和第三箱室230之間，其中第三分隔板293和第四分隔板294之間可形成一第二連通孔296。必須注意的是，前述之連通路徑270可同時通過第一連通孔295和第二連通孔296。由於一發射天線250係位於第一箱室210內且一接收天線260係位於第三箱室230內，故前述之連通路徑270將可作為發射天線250和接收天線260之間之一直視線(LOS)。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之隔離箱200之反射路徑圖。當第一箱室210中之發射天線250激發產生電磁波時，除了連通路徑270以外，其更可沿著一第一反射路徑271和一第二反射路徑272進行傳播。另外，第一反射路徑271和第二反射路徑272之間還可存在更多反射路徑(未顯示)。必須注意的是，前述之第一反射路徑271和第二反射路徑272都不會通過第三箱室230中之一安靜區域(Quiet Zone)265，其中接收天線260即可設置於此安靜區域265內。在此設計下，發射天線250和接收天線260之間之電磁波傳播主要將使用直視線之連通路徑270。在一些實施例中，第一反射路徑271和第二反射路徑272之間形成一傳播夾角θP。因為此傳播夾角θP可僅小於或等於30度，所以絕大部份之非直視線(NLOS)之傳播路徑之影響於隔離箱200中幾乎可忽略不計。亦即，非直視線之傳播路徑大部份會由隔離箱200之第一分隔板291、第二分隔板292、第三分隔板293，以及第四分隔板294所阻擋掉，從而可降低發射天線250和接收天線260之間之多重路徑干擾。

第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之隔離箱400之剖面圖。例如，隔離箱400可大致呈現一啞鈴形(Dumbbell Shape)。在第4圖之實施例中，隔離箱400至少包括一第一箱室410、一第二箱室420、一第三箱室430，以及一吸波材質440，其中第三箱室430可經由第二箱室420連通至第一箱室410，而第二箱室420可提供相對較窄之一連通路徑470。吸波材質440可呈現一鋸齒狀，其可分別分佈於第一箱室410、第二箱室420，以及第三箱室430之內表面。

詳細而言，第一箱室410可大致呈現一第一圓形，其中一發射天線450可大致位於此第一圓形之圓心處，而第三箱室430可大致呈現一第二圓形，其中一接收天線460可大致位於此第二圓形之圓心處。因此，前述之連通路徑470可作為發射天線450和接收天線460之間之一直視線(LOS)。在一些實施例中，隔離箱400更包括一第一金屬部415和一第二金屬部435，其中第一金屬部415係設置於第一箱室410內，而第二金屬部435係設置於第三箱室430內。例如，第一金屬部415和第二金屬部435可各自呈現一弓形(Bow Shape)，但亦不僅限於此。

第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之隔離箱400之反射路徑圖。當第一箱室410中之發射天線450激發產生電磁波時，除了連通路徑470以外，其更可沿一第一反射路徑471和一第二反射路徑472進行傳播。另外，第一反射路徑471和第二反射路徑472之間還可存在更多反射路徑(未顯示)。必須注意的是，前述之第一反射路徑471和第二反射路徑472都不會通過第三箱室430中之一安靜區域465，其中接收天線460即可設置於此安靜區域465內。在此設計下，發射天線450和接收天線460之間之電磁波傳播主要將使用直視線(LOS)之連通路徑470，而絕大部份之非直視線(NLOS)之傳播路徑之影響於隔離箱400中幾乎可忽略不計。根據實際量測結果，第一金屬部415和第二金屬部435可用於破壞第一箱室410和第三箱室430兩者之對稱性，從而可進一步抑制發射天線450和接收天線460之間多重路徑干擾。

在一些實施例中，第一箱室410之半徑R1可介於35cm至65cm之間(例如：等於50cm)，第二箱室420之長度L5可介於35mm至65mm之間(例如：等於50cm)，而第三箱室430之半徑R2可介於35cm至65cm之間(例如：等於50cm)。另外，第二箱室420之寬度W5則可小於或等於第一箱室410之半徑R1(或第三箱室430之半徑R2)。以上尺寸範圍係根據多次實驗結果而得出，其有助於最小化隔離箱400內之多重路徑干擾。

第6圖係顯示傳統電波暗室600之剖面圖。如第6圖所示，當一發射天線650於傳統電波暗室600內傳送電磁波至一接收天線660時，可能會有許多條傳播路徑670、671、672同時存在，此將降低天線測試之精確度。另外，傳統電波暗室600之長度L6和寬度W6通常皆需設計為至少400cm。因此，本發明所提之小尺寸隔離箱100、200、400將可同時克服傳統電波暗室600之前述缺陷。

本發明提出一種新穎之隔離箱。與傳統設計相比，本發明至少具有微縮尺寸、抑制多重路徑干擾，以及降低製造成本等優勢，故其很適合應用於各種各式之天線測試裝置當中。

值得注意的是，以上所述之元件尺寸和元件參數皆非為本發明之限制條件。設計者可以根據不同需要調整這些設定值。本發明之隔離箱並不僅限於第1-5圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-5圖之任何一或複數個實施例之任何一或複數項特徵。換言之，並非所有圖示之特徵均須同時實施於本發明之隔離箱當中。

在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100,200,400:隔離箱 110,210,410:第一箱室 120,220,420:第二箱室 130.230,430:第三箱室 140,440:吸波材質 150,250,450,650:發射天線 160,260,460,660:接收天線 170,270,470:連通路徑 265,465:安靜區域 271,471:第一反射路徑 272,472:第二反射路徑 281:第一外牆 282:第二外牆 283:第三外牆 284:第四外牆 285:第五外牆 291:第一分隔板 292:第二分隔板 293:第三分隔板 294:第四分隔板 295:第一連通孔 296:第二連通孔 415:第一金屬部 435:第二金屬部 670,671,672:傳播路徑 L1,L2,L3,L4,L5,L6:長度 R1,R2:半徑 W5,W6:寬度 θP:傳播夾角 θT:直角

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之隔離箱之示意圖。第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之隔離箱之剖面圖。第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之隔離箱之反射路徑圖。第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之隔離箱之剖面圖。第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之隔離箱之反射路徑圖。第6圖係顯示傳統電波暗室之剖面圖。

100:隔離箱

110:第一箱室

120:第二箱室

130:第三箱室

140:吸波材質

150:發射天線

160:接收天線

170:連通路徑

L1,L2,L3:長度

Claims

一種隔離箱，用於測試一發射天線和一接收天線，並包括：一第一箱室，其中該發射天線係位於該第一箱室內；一第二箱室；一第三箱室，其中該接收天線係位於該第三箱室內；以及一吸波材質，分別分佈於該第一箱室、該第二箱室，以及該第三箱室之內表面；其中該第三箱室係經由該第二箱室連通至該第一箱室；其中該第二箱室提供相對較窄之一連通路徑，用於降低該發射天線和該接收天線之間之多重路徑干擾。
如請求項1所述之隔離箱，其中該第一箱室和該第三箱室為非對稱式設計。
如請求項1所述之隔離箱，其中該隔離箱係呈現一五邊形。
如請求項1所述之隔離箱，其中該第一箱室、該第二箱室，以及該第三箱室之一組合包括：一第一外牆；一第二外牆；一第三外牆；一第四外牆；以及一第五外牆，其中該第一外牆、該第二外牆、該第三外牆、該第四外牆，以及該第五外牆共同形成一封閉環形；其中該第一外牆、該第二外牆、該第三外牆、該第四外牆，以及該第五外牆之任二者皆不互相平行。
如請求項1所述之隔離箱，更包括：一第一分隔板；以及一第二分隔板，其中該第一分隔板和該第二分隔板皆設置於該第一箱室和該第二箱室之間，而該第一分隔板和該第二分隔板之間則形成一第一連通孔。
如請求項5所述之隔離箱，更包括：一第三分隔板；以及一第四分隔板，其中該第三分隔板和該第四分隔板皆設置於該第二箱室和該第三箱室之間，而該第三分隔板和該第四分隔板之間則形成一第二連通孔；其中該連通路徑係同時通過該第一連通孔和該第二連通孔。
如請求項1所述之隔離箱，其中該隔離箱係呈現一啞鈴形。
如請求項1所述之隔離箱，其中該第一箱室係呈現一第一圓形，該發射天線係大致位於該第一圓形之圓心處，該第三箱室係呈現一第二圓形，而該接收天線係大致位於該第二圓形之圓心處。
如請求項1所述之隔離箱，更包括：一第一金屬部，設置於該第一箱室內；以及一第二金屬部，設置於該第三箱室內，其中該第一金屬部和該第二金屬部係用於破壞該第一箱室和該第三箱室兩者之對稱性。
如請求項1所述之隔離箱，其中該第一箱室、該第二箱室，以及該第三箱室之每一者之長度皆介於35cm至65cm之間。