TWI483470B - 降低電磁波特定吸收比率的天線組合 - Google Patents

Description

降低電磁波特定吸收比率的天線組合

本發明是有關於一種天線組合，特別是指一種可降低電磁波特定吸收比率的天線組合。

參閱圖1及圖2，是一種習知雙頻的倒F型天線1，應用於一可攜式電腦2中。該電腦2的顯示器21包含一可作為該天線的接地部211，且該倒F型天線1與該接地部211共平面，並設置於該顯示器21的一邊框212的左上區或右上區，再以一條同軸電纜線3電連接於一系統電路端(圖未示)。

該雙頻倒F型天線1以金屬材質製成，並包含一饋入部11、一第一輻射臂12、一第二輻射臂13及一短路臂14。該第一輻射臂12及該第二輻射臂13自該饋入部11的橫向兩側反向延伸。該短路臂14電連接該饋入部11及該接地部211。該同軸電纜線3包括一芯線31、一屏蔽層32及一絕緣層33。該芯線31以一端部311電連接於該倒F型天線1的饋入部11，該屏蔽層32以一短路部321電連接於該接地部211，且該短路部321鄰近(小於5 mm)該芯線31的端部311，該屏蔽層32的短路部321以外的部分則被該絕緣層33包覆。

由於該第一輻射臂12及該第二輻射臂13是自該饋入部11延伸而出，所以該第一輻射臂12產生的一第一共振模態與該第二輻射臂13產生的一第二共振模態不容易分別獨立調整其特性；例如：當該第一模態的輻射效率及SAR均高於規範，且該第二共振模態的SAR及輻射效率剛好符合規範，若調整該第一輻射臂12使該第一共振模態的效率稍微降低(仍符合規範)而降低該第一共振模態的SAR以符合規範，則該第二輻射臂13也會因為與該第一輻射臂12間為金屬連接而容易受到來自該第一輻射臂12的影響，故可能導致原本符合規範的第二共振模態的輻射效率偏低。

所以上述類型的天線的缺點就是：每一輻射臂與其它輻射臂容易因彼此間的金屬連接方式而使輻射特性互相牽動，所以不易同時兼顧所有共振模態的輻射效率及SAR兩特性。

因此，本發明之目的，即在提供一種可以降低電磁波特定吸收比率的天線組合。

於是，本發明的天線組合，包含一接地部、一第一輻射臂、一第二輻射臂及一同軸電纜線。

該接地部具有一第一側與一第二側並包括一位於第一側之橫向延伸的第一邊緣及一位於第二側之縱向延伸的第二邊緣，及一由該第一邊緣及該第二邊緣界定出的夾角。

該第一輻射臂包括一間隔地位於接地部的第一側之橫向延伸的耦合段及一連接段。該耦合段具有一鄰近該夾角的連接端部及一遠離該夾角且與接地部的第一邊緣縱向重疊的自由端部，該連接段電連接該耦合段的連接端部及該接地部，且該第一輻射臂用以產生一第一共振模態。

該第二輻射臂縱向間隔地位於該第一輻射臂的耦合段及該接地部的第一邊緣之間，用以產生一第二共振模態，並和該第一輻射臂間產生電磁耦合。

該同軸電纜線用以與該第一輻射臂及該第二輻射臂傳遞電磁訊號，並包括一芯線及一屏蔽層，該芯線具有一電連接到該第二輻射臂的端部，該屏蔽層具有一電連接到該接地部的端部及一電連接到該第一輻射臂的連接段的短路部。

本發明之功效在於：利用相間隔的該第一輻射臂及該第二輻射臂，使對應該第一共振模態的輻射效率及SAR與對應該第二共振模態的輻射效率及SAR可以分別被調整；此外，更利用該同軸電纜線的屏蔽層的短路部連接該第一輻射臂而降SAR。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖3，本發明降低電磁波特定吸收比率的天線組合之較佳實施例同圖1中該雙頻倒F型天線1的設置方式，並包含一接地部4、一第一輻射臂5、一第二輻射臂6及一同軸電纜線7。

該接地部4具有一第一側與一第二側，並包括一位於第一側之橫向延伸的第一邊緣41及一位於第二側之縱向延伸的第二邊緣42，及一由該第一邊緣41及該第二邊緣42界定出的夾角43。

該第一輻射臂5用以產生一第一共振模態，並包括一間隔地位於接地部4的第.一側之橫向延伸的耦合段51、一連接段52，及一延伸段53。該耦合段51具有一鄰近該夾角43的連接端部511，及一遠離該夾角43且與接地部4的第一邊緣41縱向重疊的自由端部512。該連接段52電連接該耦合段51的連接端部511，並經由該延伸段53電連接於該接地部4的第一邊緣41。該第二輻射臂6縱向間隔地位於該第一輻射臂5的耦合段51及該接地部4的第一邊緣41之間，用以產生一不同於該第一共振模態的第二共振模態，並和該第一輻射臂5間產生電磁耦合，且由於該第二輻射臂6與該第一輻射臂5之間是以電磁耦合的方式傳遞能量，而非透過金屬導體傳遞，所以該第一輻射臂5及該第二輻射臂6可較習知圖2的倒F型天線1容易分別調整輻射效率及SAR。

該同軸電纜線7用以與該第一輻射臂5及該第二輻射臂6傳遞電磁訊號，並沿著該接地部4的第一邊緣41及該第二邊緣42呈L形設置，且包括一芯線71及一屏蔽層72。該芯線71具有一電連接到該第二輻射臂6的端部711，該屏蔽層72具有一電連接到該接地部4的端部721及一電連接到該第一輻射臂5的連接段52的短路部722。在本實施例中該屏蔽層72的電流集中於該短路部722，並疏導至該第一輻射臂5，不同於圖2中屏蔽層32的電流只經由該短路部321分佈至該接地部211，所以可以降低接地部4上的電流所造成的近場輻射，進而可以降低SAR。

該天線組合還包含一金屬貼片8，該金屬貼片8貼附於該同軸電纜線7縱向分佈的一線段73上，使該線段73夾設於該金屬貼片8及該邊框212之間。該金屬貼片8包括一橫向的邊緣81，及一自該邊緣81縱向延伸的狹縫82，且該同軸電纜線7穿設於該狹縫82。在本實施例中，該金屬貼片8為10×20 mm² 的矩形，該狹縫82為3×13 mm² 的矩形。

藉由縱向的改變該金屬貼片8貼附於該同軸電纜線7的位置，或是固定該金屬貼片8的位置但縱向地改變該金屬貼片8的寬度，都可以改變該同軸電纜線7的電流分佈，而控制並降低該天線組合的SAR。

參閱上表1，是圖3本提案發明人所提出的天線組合與圖2習知的倒F型天線1設置於同一台電腦2的相同位置，採用同樣規格與長度的同軸電纜線7，並在兩待測天線具有相同的輻射效率(radiation efficiency)的條件下所量測得到的SAR。其中位置1是指電腦2與人體9是如圖4的擺設方式，而位置2是指電腦2與模擬人體9如圖5的擺設方式。

由表1中的數據可以證實：圖3中的天線組合，相較於習知倒F型天線1在850 MHz的頻率確實可以達到降SAR的功效；且由於越高頻的訊號在介質中傳播的及膚深度(skin depth)越淺，所以雖表1中的數據僅提供GPRS/WCDMA 850 MHz量測的SAR，但也可以合理推論圖3的該天線組合於其它如涵蓋1710~2170 MHz等系統頻段的SAR也可符合規範。

綜上所述，上述較佳實施例藉由間隔排列的第一輻射臂5及該第二輻射臂6分別調整對應的通訊系統頻帶的SAR；並藉由該同軸電纜線7與該第一輻射臂5及該接地面4的連接方式、改變該金屬貼片8的位置及大小，就可以改變天線的電流分佈進而控制並降低近場的能量分佈而降SAR，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1．．．倒F型天線

11．．．饋入部

12．．．第一輻射臂

13．．．第二輻射臂

14．．．短路臂

2．．．電腦

21．．．顯示器

211．．．接地部

212．．．邊框

3．．．同軸電纜線

31．．．芯線

311．．．端部

32．．．屏蔽層

321．．．短路部

33．．．絕緣層

4．．．接地部

41．．．第一邊緣

42．．．第二邊緣

43．．．夾角

5．．．第一輻射臂

51．．．耦合段

511．．．連接端部

512．．．自由端部

52．．．連接段

53．．．延伸段

6．．．第二輻射臂

7．．．同軸電纜線

71．．．芯線

711．．．端部

72．．．屏蔽層

721．．．端部

722．．．短路部

73．．．線段

8．．．金屬貼片

81．．．邊緣

82．．．狹縫

9．．．模擬人體

圖1是一電腦的示意圖，說明一天線設置在該電腦的一顯示器的一邊框內的左上區或右上區；

圖2是一習知的倒F型天線設置在該電腦的邊框內的示意圖；

圖3是本發明降低電磁波特定吸收比率天線組合的較佳實施例設置在該電腦的邊框內的示意圖；

圖4是該電腦採用該較佳實施例與一模擬人體量測SAR的示意圖，說明該模擬人體位於一位置1；及

圖5是該電腦採用該較佳實施例與該模擬人體量測SAR的另一示意圖，說明該模擬人體位於一位置2。

4．．．接地部

41．．．第一邊緣

42．．．第二邊緣

43．．．夾角

5．．．第一輻射臂

51．．．耦合段

511．．．連接端部

512．．．自由端部

52．．．連接段

53．．．延伸段

6．．．第二輻射臂

7．．．同軸電纜線

71．．．芯線

711．．．端部

72．．．屏蔽層

721．．．端部

722．．．短路部

73．．．線段

8．．．金屬貼片

81．．．邊緣

82．．．狹縫

Claims (5)

1. 一種可降低電磁波特定吸收比率的天線組合，包含：一接地部，具有一第一側與一第二側，並包括一位於第一側之橫向延伸的第一邊緣及一位於第二側之縱向延伸的第二邊緣，及一由該第一邊緣及該第二邊緣界定出的夾角；一第一輻射臂，包括一間隔地位於該接地部的第一側之橫向延伸的耦合段及一連接段，該耦合段具有一鄰近該夾角的連接端部及一遠離該夾角且與接地部的第一邊緣縱向重疊的自由端部，該連接段電連接該耦合段的連接端部及該接地部，且該第一輻射臂用以產生一第一共振模態；一第二輻射臂，縱向間隔地位於該第一輻射臂的耦合段及該接地部的第一邊緣之間，用以產生一第二共振模態並和該第一輻射臂間產生電磁耦合；及一同軸電纜線，用以與該第一輻射臂及該第二輻射臂傳遞電磁訊號，並包括一芯線及一屏蔽層，該芯線具有一電連接到該第二輻射臂的端部，該屏蔽層具有一電連接到該接地部的端部及一電連接到該第一輻射臂的連接段的短路部。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之天線組合，其中，該第一輻射臂還包括一延伸段，且該第一輻射臂的連接段經由該延伸段電連接於該接地部。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之天線組合，其中，該第一輻射臂及該第二輻射臂用以輻射不同頻帶的電磁波。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之天線組合，其中，該同軸電纜線沿著該接地部的第一邊緣及該第二邊緣呈L形設置，該天線組合還包含一金屬貼片，該金屬貼片貼附於該同軸電纜線縱向分佈的一線段上。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之天線組合，其中，該金屬貼片包括一橫向的邊緣，及一自該邊緣縱向延伸的狹縫，且該同軸電纜線穿設於該狹縫。