TWI843239B

TWI843239B - 低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組

Info

Publication number: TWI843239B
Application number: TW111139568A
Authority: TW
Inventors: 林長青; 李駿揚; 黃兆雄; 顏紅方
Original assignee: 泓博無線通訊技術有限公司
Priority date: 2022-10-17
Filing date: 2022-10-17
Publication date: 2024-05-21
Also published as: TW202418921A

Abstract

一種低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組，設置於筆記型電腦的轉軸的下方，所述轉軸連接筆記型電腦的顯示部與輸入部，所述天線模組包括饋入部、第一輻射部、第二輻射部、第三輻射部、換衡部及短路部。饋入部垂直於輸入部的接地面，連接射頻信號源。第一輻射部連接饋入部，第一輻射部的路徑垂直於饋入部，饋入部與第一輻射部在相同平面且構成L型。第二輻射部平行於接地面，第二輻射部與第一輻射部朝向相同方向延伸。第三輻射部平行於接地面，連接第二輻射部以構成共接處，第三輻射部與第一輻射部朝向相反方向延伸。換衡部具有第一支路與第二支路，換衡部平行於接地面，第一支路與第一輻射部彼此平行相鄰連接，第二支路連接於共接處與第一支路的支路連接端之間，且第二支路內部具有間隙區。短路部垂直於接地面，連接於共接處與接地面之間。據此，可減少電磁波比吸收率。

Description

低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組

本發明有關於一種筆記型電腦天線模組，且特別是一種低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組。

筆記型電腦是現代人常用的移動裝置，且使用者常用於課業學習或者工作，甚至於影音休閒，因此其產生的電磁波對於人體的影響程度受到使用者以及各製造商的注意。電磁波比吸收率(SAR)是目前常用於衡量是否影響人體及影響程度多寡的參考依據，各製造商也制定了對於本身產品的規格，以符合使用者與大眾的期待。

在筆記型電腦無線通信功能的規格中，無線區域網路規格是必備的，無法排除於使用者愛用的通信規格之外。目前市場上，802.11n被簡稱為Wi-Fi 4，802.11ac被簡稱為Wi-Fi 5，802.11ax被簡稱為Wi-Fi 6。若要提供同時滿足目前的多個主流規格的無線區域網路天線，同時也針對各重要頻帶滿足較低的電磁波比吸收率，則傳統筆記型電腦天線的設計方案通常是提高天線高度(遠離接地面的距離)，以盡可能降低電磁波比吸收率。然而此設計方式與天線產品要求降低天線高度的技術目標(或產品優點)是背道而馳的，此情況成為研發人員面對這種兩難問題的艱鉅任務。

為了解決前述的技術問題，本發明實施例提供一種低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組，設置於筆記型電腦的轉軸的下方，所述轉軸連接筆記型電腦的顯示部與輸入部，所述低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組包括饋入部、第一輻射部、第二輻射部、第三輻射部、換衡部以及短路部。饋入部垂直於輸入部的接地面，連接射頻信號源。第一輻射部連接饋入部，第一輻射部的路徑垂直於饋入部，饋入部與第一輻射部在相同平面且構成L型。第二輻射部平行於接地面，第二輻射部與第一輻射部朝向相同方向延伸。第三輻射部平行於接地面，連接第二輻射部以構成共接處，第三輻射部與第一輻射部朝向相反方向延伸。換衡部具有第一支路與第二支路，換衡部平行於接地面，第一支路與第一輻射部彼此平行相鄰連接，第二支路連接於共接處與第一支路的支路連接端之間，且第二支路內部具有間隙區。短路部垂直於接地面，連接於共接處與接地面之間。

綜上所述，本發明實施例提供一種低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組，利用換衡部所具有的平衡轉非平衡轉換器的效果，在使天線高度降低的同時，一併維持較低的電磁波比吸收率。解決了傳統天線為維持低的電磁波比吸收率，天線高度需較高的問題，並且同時符合2.4GHz頻帶、5GHz頻帶以及6GHz頻帶的操作需求，具有很高的產業應用價值。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅是用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

1:筆記型電腦

2:低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組

11:轉軸

12:顯示部

13:輸入部

F:饋入點

20:饋入部

21:第一輻射部

22:第二輻射部

23:第三輻射部

24:換衡部

25:短路部

G:接地面

241:第一支路

242:第二支路

241a:支路連接端

TB:共接處

S:間隙區

131:第一面

132:第二面

221:強耦合彎折末段

231:弱耦合彎折末段

242a:第一平行段

242b:第二平行段

S11(dB):散射參數S11(單位：dB)

圖1是本發明實施例提供的低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組設置於筆記型電腦的位置的示意圖。

圖2是本發明實施例提供的低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組的示意圖。

圖3是本發明實施例提供的低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組的散射參數S11(單位：dB)對頻率的變化圖。

請參照圖1，本發明實施例提供低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組2，此低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組2是在筆記型電腦1其機殼的內部。其設置位置是位於筆記型電腦1的轉軸11的下方，所述轉軸11連接筆記型電腦1的顯示部12與輸入部13。就實際產品而言，轉軸11用以使顯示部12與輸入部13彼此開啟或彼此閉合，轉軸11的下方位置是遠離筆記型電腦1的使用者。請一併參照圖1與圖2，所述低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組2包括饋入部20、第一輻射部21、第二輻射部22、第三輻射部23、換衡部24以及短路部25。饋入部20垂直於輸入部13的接地面G，連接射頻信號源，連接點例如是饋入點F。在輸入部13靠近轉軸11的側面是接地面G的所在位置，也就是當顯示部12開啟為垂直狀態時，接地面G與顯示部12平行，且兩者都是垂直於地平面。第一輻射部21連接饋入部20，第一輻射部21的路徑垂直於饋入部20。饋入部20與第一輻射部21在相同平面且構成L型。第二輻射部22平行於接地面G，第二輻射部22與第一輻射部21朝向相同方向延伸。第三輻射部23平行於接地面G，且連接第二輻射部22以構成共接處TB。第三輻射部23與第一輻射部21朝向相反方向延伸。換衡部24具有第一支路241與第二支路242，換衡部24平行於接地面G，換衡部24是以金屬橋接的方式構成一個平衡轉非平衡轉換器(balanced to unbalanced，Balun)。第一支路241與第一輻射部21彼此平行相鄰連接，第一支路241的結構用以配合第一輻射部21調整阻抗匹配。第二支路242連接於共接處TB與第一支路241的支路連接端241a之間，且第二支路242內部具有間隙區S。短路部25垂直於接地面G，連接於共接處TB與接地面G之間。另外，圖2的轉軸11結構僅用於示意，類似的轉軸結構在實際產品具有多樣性，第一輻射部21、第二輻射部22及第三輻射部23的延伸路徑基本上是平行於轉軸11為較佳，如此可以善用平行於轉軸11的軸向的維度空間。再者，上述的低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組2可以附著於一個絕緣基座，此絕緣基座的形狀例如是長方體。以製造方法而言，例如用雷射雕刻製程實現，如此可實現天線的模組化，但本發明不因此限定。

對於低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組2在筆記型電腦1的詳細位置，以第一種實施例說明如下，輸入部13具有彼此相鄰的第一面131與第二面132，以輸入部13是水平放置的情況下(此為筆記型電腦的一種通常使用情況)，第一面131是垂直的面，第二面132是水平的面，第二面132是與鍵盤具有相同的水平面。轉軸11鄰近第一面131與第二面132的相接處，接地面G位於輸入部13之內，接地面G平行於且鄰近第一面131，也就是當第一面131是垂直的面，則接地面G也是垂直的面。換句話說，在筆記型電腦1其產品的使用狀態的方面，當顯示部12與輸入部13彼此開啟角度為90度時，接地面G平行於顯示部12，其中當輸入部13為水平時，顯示部12為垂直，接地面G也為垂直。在上述的第一種實施例，參考圖1及圖2，第一面131與第二面132都是輸入部13的機殼表面，此低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組2也裸露在輸入部13的機殼表面。在這種情況的此低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組2其周圍的機殼必須是非導體或非金屬，避免影響天線性能。相對於上述的第一種實施例，第二種實施例可將第一面131與第二面132改設於輸入部13的內部，較佳的是將第一面131與第二面132外部套上一個非金屬機殼，使第一面131與第二面132是在機殼內部，使得低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組2也是在機殼內部，也就是低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組2不裸露，避免人體(或其他物品)接觸天線而影響天線性能或者因而提高電磁波比吸收率的值。上述的第一種實施例與第二種實施例都是用做範例，用以說明低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組2設計在機殼或者是機殼內部的可行實施情況。基於現有筆記型電腦內部元件多樣及結構越趨複雜的情況，低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組2可依據圖2的實施例並配合實際產品結構做適度調整而不影響天線性能及電磁波比吸收率的表現。

再者，射頻信號源通常為一條同軸電纜線(圖未繪示)，同軸電纜線的中心導體連接饋入部20(的饋入點F)，同軸電纜線的外層導體連接輸入部13的接地面G(在輸入部13之內)以作為信號接地，所述同軸電纜線的另一端是連接射頻電路，射頻電路經常被安裝於系統電路板上，或者作為系統電路板上的一個子模塊。

再者，就細部結構的優化而言，第二輻射部22具有強耦合彎折末段221，強耦合彎折末段221是在第二輻射部22的末段實施一個以上(或多個)的彎折，強耦合彎折末段221靠近於第一輻射部21，強耦合彎折末段221用於提供較強的耦合。第三輻射部23具有弱耦合彎折末段231，弱耦合彎折末段231是在第三輻射部23的末段實施一個以上(或多個)的彎折，弱耦合彎折末段231相比於強耦合彎折末段221是較遠離第一輻射部21，弱耦合彎折末段231相較於強耦合彎折末段221則是只提供相對弱的耦合特性。上述彎折末段用以提供較大的阻抗頻寬。

第二支路242的間隙區S使第二支路242劃分成第一平行段242a與第二平行段242b，第一平行段242a與第二平行段242b彼此平行。間隙區S的大小用以調整換衡部24的阻抗值。從另一方面而言，第一平行段242a與第二平行段242b的間距，第一平行段242a與第二平行段242b各自的寬度大小都是用以調整換衡部24的阻抗值，用以調整阻抗匹配。

參考圖3，較佳的，低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組工作於2.4GHz頻帶、5GHz頻帶與6GHz頻帶，2.4GHz頻帶包括2400MHz至2500MHz的頻率範圍，5GHz頻帶包括5150MHz至5850MHz的頻率範圍，6GHz頻帶包括5925MHz至7125MHz的頻率範圍。具體地，低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組2的長、寬、高分別為26毫米(mm)、6毫米、3.5毫米。長度方向是在第二輻射部22與第三輻射部23所延伸的軸向，總長度是26毫米。寬度方向是換衡部24的縱向長度，較佳是6毫米。高度是天線結構遠離接地面G的距離，不超過3.5毫米。在此情況的第一輻射部21的長度(平行於第二輻射部22與第三輻射部23)例如是介於10毫米至13毫米之間。2.4GHz頻帶的工作是由第二輻射部22與第三輻射部23所激發的模態所提供。5GHz頻帶的工作是由第一輻射部21，第二輻射部22與第三輻射部23所激發的模態所提供(第二輻射部22與第三輻射部23是提供高階模態)，並且6GHz頻帶的工作也是由第一輻射部21，第二輻射部22與第三輻射部23所激發的模態所提供(第二輻射部22與第三輻射部23是提供高階模態)。並且，在上述的操作頻率範圍，換衡部24提供平衡轉非平衡轉換器的阻抗轉換效果，用以降低天線高度，尤其在當低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組2用以工作於上述的2.4GHz頻帶、5GHz頻帶與6GHz頻帶時，本實施例的天線高度不超過3.5毫米，也就是低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組2距離接地面G不超過3.5毫米。在3.5毫米這種低高度情況下，能夠維持良好的低電磁波比吸收率。相比於傳統的筆記型電腦內藏式天線，在相同天線高度的情況之下，本發明的低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組2具有更低的電磁波比吸收率。換言之，當為了符合電磁波比吸收率的規範，本實施例的低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組2具有更低的天線高度(相比於傳統天線)，更能符合產業需求，具有較高的產品競爭力。

綜上所述，本發明實施例所提供的低電磁波比吸收率的筆記型電腦天線模組，利用換衡部所具有的平衡轉非平衡轉換器的效果，在使天線高度降低的同時，一併維持較低的電磁波比吸收率。解決了傳統天線為維持低的電磁波比吸收率，天線高度需較高的問題，並且同時符合2.4GHz頻帶、5GHz頻帶以及6GHz頻帶的操作需求，具有很高的產業應用價值。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。