无线通信设备和电子设备的制造方法

文档序号:10537326
无线通信设备和电子设备的制造方法
【专利摘要】本公开涉及无线通信设备和电子设备。提供有一种无线通信设备,其包括:天线,包括:具有开放的一个端部的天线元件以及要被用作地的接地导体,所述天线元件的另一个端部连接到所述接地导体;无线装置,连接到所述天线;以及阻挡部件,被布置为与所述天线相对,并且被配置为阻挡电磁波,其中所述阻挡部件被布置为,在从阻挡部件侧沿朝向天线的方向的平面图中,至少避免与所述天线元件的所述一个端部交迭,而与所述天线元件的所述另一个端部交迭。
【专利说明】
无线通信设备和电子设备
技术领域
[0001] 本发明涉及包括配置为阻挡从天线辐射的电磁波的阻挡部件的无线通信设备以 及包括无线通信设备的电子设备。
【背景技术】
[0002] 近年来,具有无线通信功能的无线通信设备已经被安装到作为图像拾取设备(例 如,数字照相机)的电子设备,其使得图像拾取设备能够通过无线LAN(局域网)、Bluet 〇〇th (商标)等将拾取的图像的信号无线地发送到其它照相机或者PC(个人计算机)。在通过无线 1^^、1311161:〇〇丨11(商标)等进行的无线通信中,使用2.4[6!^]频带或者5[6!^]频带的无线电 波。在一些情况下无线通信设备被内建在电子设备中。在其它情况下,无线通信设备作为外 部任选件被安装到例如作为图像拾取设备的数字单镜头反光式照相机。将这个任选件安装 到照相机使得能够例如进行到/来自与照相机分隔开100米或更多的通信伙伴的无线通信。
[0003] 在此类无线通信设备中,当从天线辐射的大功率电磁波侵入人体并且它的能量被 吸收到人体中时,存在人体中的局部温度增大的担心。已经指出例如由人体中的这个局部 温度增大引起的患白内障的风险增大的可能性。为此,在每个国家中,电磁波到人体中的吸 收量的规定值被定义为比吸收率(specific absorption ratio,SAR)值。
[0004] 作为用于将SAR值抑制在其规定值以下的技术,如在日本专利申请公开No. 2005-45646中所公开的,已经提出了其中具有比天线更大的外部尺寸的金属板被布置在人体与 天线之间使得无线电波的传播方向被限制在与人体相反的方向的配置。
[0005] 然而,在日本专利申请公开No. 2005-45646的配置的情况下,虽然通过布置金属板 减小了 SAR值,但是存在由于金属板与天线之间的谐振而导致降低了通信频率处的电磁波 的辐射效率的问题。
[0006] 此外,作为使用如在日本专利申请公开No. 2005-45646中所公开的其中用金属板 屏蔽整个天线的配置来测量天线中的电磁波的方向性的结果,通过布置金属板减小了在朝 向金属板的方向(朝向人体的方向)上辐射的无线电波的量。即使在因此减小朝向金属板侧 辐射的无线电波的量的状态之下,也能够在如在移动电话的基站的情况中那样在从天线各 个方向上存在通信伙伴时建立通信。然而,在例如照相机与PC之间执行一对一的通信的情 形之下,当在金属板的方向上存在通信伙伴时,存在由于天线中的电磁波的方向性的偏向 (bias)而导致显著减小有效数据传输率或者可通信距离的问题。

【发明内容】

[0007 ]鉴于以上内容,本发明的一个目的是,减小SAR值而同时减小天线中的电磁波的方 向性的偏向并且同时增强通信频率处的电磁波的辐射效率。
[0008]根据本发明的一个实施例,提供有一种无线通信设备,其包括:天线,该天线包括: 具有开放的一个端部的天线元件以及要被用作地的接地导体,所述天线元件的另一个端部 连接到所述接地导体;无线装置,连接到所述天线;以及阻挡部件,被布置为与所述天线相 对,并且被配置为阻挡电磁波,其中所述阻挡部件被布置为,在从阻挡部件侧沿朝向天线的 方向的平面图中,至少避免与所述天线元件的所述一个端部交迭,而与所述天线元件的所 述另一个端部交迭。
[0009]此外,根据本发明的另一个实施例,提供有一种无线通信设备,其包括:天线,该天 线包括:具有开放的一个端部的天线元件以及要被用作地的接地导体,所述天线元件的另 一个端部连接到所述接地导体;无线装置,连接到所述天线;以及阻挡部件,被布置为与所 述天线相对,并且被配置为阻挡电磁波,其中所述阻挡部件被布置为,在从阻挡部件侧沿朝 向天线的方向的平面图中,至少避免与所述天线的电场强度最大处的位置交迭。
[0010]从以下参考附图的示例性实施例的描述中本发明更多的特征将变得清晰。
【附图说明】
[0011]图1是根据本发明第一实施例的用于示出作为电子设备的一个例子的图像拾取设 备的示意性配置的说明图。
[0012]图2是根据本发明第一实施例的用于示出无线通信设备的示意性配置的透视图。 [0013]图3A是用于示出形成天线的印刷布线板的第一导体层的平面图。
[0014]图3B是用于示出形成天线的印刷布线板的第二导体层的平面图。
[0015] 图4是用于示出图1中如何相对于彼此布置天线和金属板的平面图。
[0016] 图5是用于示出人体和天线附近的电场和磁场的分布的概念图。
[0017] 图6A是用于示出天线的平面图。
[0018] 图6B是用于示出当沿箭头VI方向观看沿着图6A的交替长短虚线截取的截面时在 没有金属板的情况下的磁场分布的图。
[0019] 图6C是用于示出当沿箭头VI方向观看沿着图6A的交替长短虚线截取的截面时在 具有金属板的情况下的磁场分布的图。
[0020] 图7A是用于示出天线的平面图。
[0021] 图7B是用于示出在被图7A的交替长短虚线包围的区域中在没有金属板的情况下 的电场分布的透视图。
[0022] 图7C是用于示出当金属板被布置为与天线元件的一个端部交迭时在被图7A的交 替长短虚线包围的区域中的电场分布的透视图。
[0023] 图7D是用于示出当金属板被布置为不与天线元件的一个端部交迭时在被图7A的 交替长短虚线包围的区域中的电场分布的透视图。
[0024]图8A是根据本发明的示例1的用于示出用于天线的第一导体层的计算模型的外观 图。
[0025] 图8B是根据示例1的用于示出用于天线的第二导体层的计算模型的外观图。
[0026] 图9是根据示例1的用于示出布置金属板和天线的位置的视图。
[0027] 图10是根据示例1的用于示出如何相对于人体模型(human body phantom)布置金 属板和天线的透视图。
[0028] 图11A是用于示出根据本发明的示例1的天线的方向性的图。
[0029] 图11B是用于示出根据本发明的比较示例1的天线的方向性的图。
[0030] 图11C是用于示出根据本发明的比较示例2的天线的方向性的图。
[0031] 图11D是根据示例1的用于示出布置金属板和天线的位置的视图。
[0032] 图12A是用于示出根据示例1的天线的传输系数的曲线图。
[0033] 图12B是用于示出根据比较示例1的天线的传输系数的曲线图。
[0034] 图12C是用于示出根据比较示例2的天线的传输系数的曲线图。
[0035]图13A是用于示出其中电场强的区域的视图。
[0036 ]图13B是用于示出其中磁场强的区域的视图。
[0037] 图14是根据示例1的用于示出用于天线和金属板的计算模型的外观图。
[0038] 图15A是用于示出在图14的计算模型中改变Z1时获得的SAR值的曲线图。
[0039 ]图15B是用于示出在图14的计算模型中改变Z1时获得的辐射效率的曲线图。
[0040] 图16A是用于示出在图14的计算模型中改变Z1并且Z4的值被设为15[mm]时获得的 SAR值的曲线图。
[0041] 图16B是用于示出在图14的计算模型中改变Z1并且Z4的值被设为15[mm]时获得的 辐射效率的曲线图。
[0042] 图17A是用于示出在图14的计算模型中改变Z2时获得的SAR值的曲线图。
[0043] 图17B是用于示出在图14的计算模型中改变Z2时获得的辐射效率的曲线图。
[0044] 图18A是用于示出在图14的计算模型中改变Z3时获得的SAR值的曲线图。
[0045] 图18B是用于示出在图14的计算模型中改变Z3时获得的辐射效率的曲线图。
[0046]图19A是用于示出在图14的计算模型中改变Z2时获得的SAR值的曲线图。
[0047]图19B是用于示出在图14的计算模型中改变Z2时获得的辐射效率的曲线图。
[0048]图20是用于示出在图14的计算模型中改变Z5时获得的SAR值的曲线图。
[0049] 图21是用于示出根据本发明第二实施例的无线通信设备的示意性配置的透视图。
[0050] 图22A是用于示出在金属板的端部不被折叠时获得的磁场分布的图。
[0051] 图22B是用于示出在金属板的端部被折叠时获得的磁场分布的图。
[0052] 图23A是用于示出图21中如何相对于彼此布置天线和金属板的平面图。
[0053] 图23B是用于示出图21中如何相对于彼此布置天线和金属板的侧视图。
[0054] 图24A是用于示出金属板的(第一)变型示例的说明图。
[0055] 图24B是用于示出金属板的(第二)变型示例的说明图。
[0056] 图25是根据本发明的比较示例1的用于示出布置金属板和天线的位置的视图。
【具体实施方式】
[0057] 下面参考附图基于实施例详细描述用于实现本发明的模式。
[0058][第一实施例]
[0059]图1是根据本发明第一实施例的用于示出作为电子设备的一个例子的图像拾取设 备的示意性配置的说明图。图像拾取设备200包括照相机主体202以及安装到照相机主体 202的无线通信设备(无线发射机)201。照相机主体202包括图像拾取元件203。可更换的镜 头(未示出)被安装到照相机主体202的底座204。基于图像拾取元件203拾取的图像而产生 的图像信号被输出到无线通信设备201。
[0060] 无线通信设备201通过无线LAN、Bluet〇〇th(商标)等将图像信号无线地发送到照 相机(未示出)或者PC(未示出)。对于无线LAN、Bluetooth(商标)等的无线通信,使用2.4
[GHz ]频带(例如,2.45 [GHz ]频带)或者5 [GHz ]频带的无线电波。注意,虽然在第一实施例中 描述了无线通信设备201是不同于照相机主体202的部件并且被外部地安装到照相机主体 202的情况,但是无线通信设备201可以被内建在照相机主体202中。
[0061] 图2是根据本发明第一实施例的用于示出无线通信设备201的示意性配置的透视 图。无线通信设备201包括由树脂等形成的外壳103以及布置在外壳103内部的印刷电路板 100、天线300、用作阻挡部件的金属板400、电池109。阻挡部件是配置为阻挡电磁波的部件。 "阻挡电磁波"意指吸收或者反射电磁波。在第一实施例中,阻挡部件是金属板400,其是金 属部件。以下描述针对其中金属板400的材料是不锈钢的情况,但是金属板400的材料可以 是任何金属材料,只要要使用的金属材料有效地阻挡电磁波即可。例如,铁、铜或者铝也可 以被用作金属材料。此外,例如,阻挡部件也可以是导电树脂(其中揉合有金属材料的树 脂)。
[0062] 印刷电路板100包括印刷布线板104。印刷电路板100还包括用作无线装置的1C 105、通过印刷布线板104的布线而与1C 105连接的连接器107、以及从外壳103暴露于外部 的外部连接器108,该1C 105、连接器107以及外部连接器108被实现在印刷布线板104上。线 缆(未示出)能够连接到外部连接器108。线缆106具有与天线300连接的一端。线缆106具有 与连接器107连接的另一端。利用这个连接,1C 105通过线缆106连接到天线300。1(: 105是 配置为至少无线地发送信号波的无线装置。1C 105处理所获取的图像信号以便将信号波调 制成具有通信频带(例如,2.4[GHz]频带或者5[GHz]频带)内的频率的信号波,并且经由天 线300无线地发送经调制的信号波。
[0063] 天线300只须是配置为以通信频率辐射电磁波的天线,并且在第一实施例中倒F天 线被用作天线300。出于减小SAR值的目的,金属板400被布置为与天线300相对。具体地,在 朝向外壳103的内部的方向上依次布置金属板400和天线300。金属板400和天线300被布置 使得它们的表面基本上彼此平行。注意,由电介质材料(绝缘体)形成的部件(未示出)可以 被置于天线300和金属板400之间。
[0064]金属板400的厚度需要被设定为表皮厚度d或更大,该表皮厚度d由流过天线300的 电流的频率确定。例如,在SUS(不锈钢)被用作金属板400的材料时,各个频率处的表皮厚度 d被示出在表1中。
[0065] 表 1
[0066]
[0067] 注意,表皮厚度被计算为d =,( 2 X ρ/ ω μ),其中电导率〇 [ S/m]和相对磁导率yS分 别为 σ = 11〇〇〇〇〇 和 yS = l。
[0068] 图3A和图3B是用于示出天线300的说明图。天线300由印刷布线板形成,并且包括 至少两个导体层。在第一实施例中,天线300包括导体层301和302。图3A是用于示出用作形 成天线300的印刷布线板的第一导体层的导体层301的平面图,并且图3B是用于示出用作形 成天线300的印刷布线板的第二导体层的导体层302的平面图。具体地,图3A和图3B是在从 与图2中示出的金属板400的表面垂直的垂直方向(从金属板400侧朝向天线300侧的相反方 向:箭头Y方向)观看时天线300的视图。
[0069] 导体层301和导体层302通过绝缘体层居间而彼此邻近。导体层301和302是其上主 要布置导体的层,并且绝缘体层是其上主要布置绝缘体(电介质材料)的层。形成天线300的 印刷布线板的导体以外的绝缘体的示例包括玻璃环氧树脂,诸如FR4。
[0070] 如图3A和图3B中所示出的,天线300包括天线元件310、接地导体320以及信号线 330。天线元件310、接地导体320以及信号线330由导体形成。接地导体320被用作天线元件 310的地。
[0071]天线元件310由长的条形的导体图案形成。天线元件310在其纵向方向上的一个端 部310A是开放的开放端部,并且天线元件310在其纵向方向上的另一个端部310B短路到接 地导体320。
[0072]天线元件310的另一个端部310B也是其中天线元件310与接地导体320连接的连接 部分320C。天线元件310可以被形成为直线形状,但是在本实施例中,天线元件310被弯成L 形状,使得天线元件310在其纵向方向上的一个端部310A接近接地导体320。具体地,天线元 件310被形成为在箭头X方向上从另一个端部310B延伸到弯曲部分310C并且在与箭头X方向 相交的(正交的)箭头Z方向上从弯曲部分310C延伸到一个端部310A。
[0073]信号线330是供电线,经由线缆106将信号波的电流从1C 105供应到该供电线。信 号线330是被形成为在箭头X方向上延伸的导体图案。信号线330在其纵向方向(布线方向: 箭头X方向)上的一个端部330A连接到图2中示出的线缆106。换句话说,信号线330的一个端 部330A经由线缆106连接到用作无线装置的1C 105。信号线330在箭头X方向上的另一个端 部330B连接到位于天线元件310的另一个端部310B和一个端部310A之间的连接部分(中间 部分)310D。天线元件310和信号线330被形成在导体层301上。
[0074]接地导体320包括形成在导体层301上的接地图案321以及形成在导体层301上的 接地图案322,该接地图案321用作第一接地图案,该接地图案322用作第二接地图案。接地 导体320还包括形成在导体层302上的接地图案323,该接地图案323用作第三接地图案。接 地导体320具有用于将接地图案321和322与接地图案323彼此连接的多个通孔324。利用此, 通过多个通孔324将接地图案323与接地图案321和322彼此电连接。接地图案321和322被布 置在信号线330的在箭头Z方向上的两侧,所述箭头Z方向与信号线330的布线方向(箭头X方 向)相交(正交)。在沿箭头Y方向观看时接地图案321和322被形成为四边形形状作为其外部 形状(更具体地,矩形的形状作为其外部形状)。此外,在沿箭头Y方向观看时接地图案323被 形成为包含接地图案321和322的四边形形状作为其外部形状(更具体地,矩形的形状作为 其外部形状)。
[0075]接地导体320包括侧端部320A和侧端部320B,该侧端部320A用作在箭头Z方向上的 第一侧端部,该侧端部320B被布置在与侧端部320A相对的一侧并且用作第二侧端部。在该 对侧端部320A和320B之中,侧端部320A的位置相对更接近天线元件310的该一个端部310A。 箭头Z方向对应于天线元件310沿其从天线元件310的弯曲部分310C延伸到天线元件310的 一个端部310A的布线方向。在第一实施例中,接地导体320包括布置在信号线330的在箭头Z 方向上的两侧的该对接地图案321和322。相应地,在第一实施例中,接地导体320的侧端部 320A对应于接地图案321的端部321A,其位于箭头Z方向上的与邻近于信号线330的一侧相 对的另一侧。此外,接地导体320的侧端部320B对应于接地图案322的端部322B,其位于箭头 Z方向上的与邻近于信号线330的一侧相对的另一侧。
[0076]在本实施例中,除了在Z方向上布置在信号线330两侧的该对接地图案321和322之 外,接地导体320还包括在Z方向上延伸的接地图案323。接地图案323包括在Z方向上的端部 323A和位于在Z方向上与端部323A相对的一侧的端部323B。在沿-Y方向观看时,接地图案 323的端部323A与接地图案321的端部321A交迭。此外,在沿-Y方向观看时,接地图案323的 端部323B与接地图案322的端部322B交迭。
[0077] 相应地,接地导体320的侧端部320A也对应于接地图案323的端部323A。此外,接地 导体320的侧端部320B也对应于接地图案323的端部323B。
[0078] 注意,虽然描述了其中在沿-Y方向观看时端部321A与端部323A交迭的情况,但是 在端部之一在+Z方向上突出时,突出端部是接地导体320的侧端部320A。此外,虽然描述了 其中在沿-Y方向观看时端部322B与端部323B交迭的情况,但是在端部之一在-Z方向上突出 时,突出端部是接地导体320的侧端部320B。
[0079] 此外,虽然在本实施例中形成天线300的印刷布线板的导体层的数量是两个,但是 导体层的数量可以是三个或更多个。在那种情况下,接地图案323可以被布置在除导体层 301以外的导体层中的每一个上。
[0080] 为了有效地辐射电磁波,天线元件310的沿着其纵向方向(信号传播方向)的尺寸 L1被设定为作为通信频率处的波长λ的1/4的长度。
[0081] 图4是用于示出图1中如何相对于彼此布置该天线300和该金属板400的平面图。图 4是用于示出沿箭头Υ方向观看时的该天线300和该金属板400的平面图。
[0082] 如图4中所示出的,金属板400被布置为在沿箭头Υ方向观看时至少不与天线元件 310的一个端部310Α交迭。换句话说,金属板400被形成为在沿箭头Υ方向观看时至少避开天 线元件310的一个端部310Α。
[0083] 此外,在第一实施例中,金属板400被布置为在沿箭头Υ方向观看时不与接地导体 320的侧端部320Α交迭。换句话说,金属板400被形成为在沿箭头Υ方向观看时避开接地导体 320的侧端部320Α。
[0084] 此外,在第一实施例中,金属板400被布置为在沿箭头Υ方向观看时不与接地导体 320的侧端部320Β交迭。换句话说,金属板400被形成为在沿箭头Υ方向观看时避开接地导体 320的侧端部320Β。
[0085] 此外,金属板400被布置为在沿箭头Υ方向观看时至少与天线元件310的另一个端 部310Β(天线元件310和接地导体320连接处的连接部分320C)交迭。换句话说,金属板400被 形成为在沿箭头Υ方向观看时至少与天线元件310的另一个端部310Β交迭。
[0086]此外,金属板400被布置为在沿箭头Υ方向观看时至少与其中信号线330和天线元 件310连接的连接部分310D(信号线330的另一个端部330Β)交迭。换句话说,金属板400被形 成为在沿箭头Y方向观看时包括其中连接信号线330和天线元件310的连接部分310D。
[0087]总之,在第一实施例中,金属板400被布置为在沿箭头Y方向观看时不与天线元件 310的一个端部310A、接地导体320的侧端部320A以及接地导体320的侧端部320B交迭。此 外,金属板400被布置为在沿箭头Y方向观看时与天线300的除去一个端部310A、侧端部320A 以及侧端部320B外的其余部分交迭。
[0088]在第一实施例中,金属板400具有在箭头X方向上延伸的边401以及在箭头Z方向上 延伸的边402,该边401在箭头Z方向上在天线元件310的一个端部310A与信号线330之间,该 边402位于天线300的外部形状的外侧并且连接到边401。金属板400还具有在箭头X方向上 延伸的边403,该边403位于天线300的外部形状的外侧并且连接到边402。金属板400还具有 在箭头Z方向上延伸的边404,该边404连接到边403并且与连接到天线元件310的另一个端 部310B的接地图案322的一边交迭。金属板400还具有在箭头X方向上横穿接地图案322且连 接到边404的边405以及在箭头Z方向上延伸的边406,该边406位于天线300的外部形状的外 侧并且连接到边405。金属板400还具有边407,该边407在箭头X方向上横穿接地图案321并 且连接到边406。金属板400还具有在接地图案321之上连接到边407和401的在箭头Z方向上 延伸的边408。
[0089]接下来,描述在不设置金属板400时从天线300辐射的电磁波。图5是用于示出在天 线300和人体Bo附近的电场和磁场的分布的概念图。在图5中,电场E被示出为具有新月形状 的实线框,并且磁场Η被示出为具有新月形状的虚线框。
[0090] 在天线300附近,阻抗在接近于作为天线元件310的开放端部的一个端部310Α的部 分中高,并且因此主要形成电场Ε。此外,阻抗在天线元件310的另一个端部310Β和接地图案 连接处的部分中低,并且因此主要形成磁场Η。
[0091] 在天线300和人体Bo彼此接近时,如图5中所示出的,在天线300附近的电场Ε不传 播通过人体Bo的内部,而仅磁场Η传播通过人体Bo的内部。这是因为人体Bo的相对介电常数 高达约50,并且因此在人体Bo和空气之间的界面(其中电通量D是连续的)处,利用表达式D =εΕ来考虑电场E时,电场E急剧地衰减到低至约1/50。这也是因为,人体Bo的相对磁导率是 1,其与空气相同,并且因此在人体Bo和空气之间的界面(其中磁通量B是连续的)处,利用表 达式Β=μΗ来考虑磁场Η时,磁场Η不衰减。
[0092] 传播到人体Bo中的磁场Η经受由表达式(波长λ) = c/(f X入ε )得到的波长缩短,从 而作为具有电场Ε和磁场Η的电磁波传播通过人体Bo的内部。作为波长缩短的示例,在假定 光速c为3X10 8[m/s]计算时5[GHz]的频率f处的波长在空气中是60[mm],而在人体Bo内波 长被缩短到8.3[_]。根据这个事实,SAR值的强度与天线300附近的磁场强度相关连。
[0093] 图6A到图6C是用于示出流过天线元件310的电流和天线元件310附近的磁场的分 布的概念图。图6A是用于示出天线300的平面图。图6B是用于示出当沿箭头VI方向观看沿着 图6A的交替长短虚线截取的截面时在没有金属板Μ的情况下的天线元件310和人体Bo之间 的磁场分布的图。图6C是用于示出当沿箭头VI方向观看沿着图6A的交替长短虚线截取的截 面时在有金属板Μ的情况下的天线元件310和人体Bo之间的磁场分布的图。
[0094] 如图6B中所示出的,在天线元件310中,电流在垂直于图纸的方向上流动,并且因 此沿右手螺旋方向形成磁场Η。在不布置金属板Μ时,磁场Η侵入人体Bo中。相反,如图6C中所 示出的,通过布置金属板Μ,磁场Η在天线元件310和金属板Μ之间通过,其导致SAR值减小。
[0095] 图7Α到图7D是用于示出在天线元件310和接地图案321之间形成的电场分布的概 念图。图7Α是用于示出天线300的平面图。图7Β是用于示出在被图7Α的交替长短虚线包围的 区域中在没有金属板Μ的情况下的在天线元件310和接地图案321之间的电场分布的透视 图。图7C是用于示出在布置金属板Μ使得与天线元件310的一个端部310Α交迭时在被图7Α的 交替长短虚线包围的区域中在天线元件310和接地图案321之间的电场分布的透视图。图7D 是用于示出在布置金属板Μ以便不与天线元件310的一个端部310Α交迭时在被图7Α的交替 长短虚线包围的区域中在天线元件310和接地图案321之间的电场分布的透视图。注意,在 图7B到图7D中,电场E由箭头指明。
[0096] 如图7B中所示出的,电场E在作为天线元件310的开放端部的一个端部310A附近最 强,并且电场E随着沿着天线元件310的纵向方向的、到其中天线元件310连接到接地图案的 连接部分320C(另一个端部310B)的距离减小而变弱。换句话说,电场强度在天线元件310的 一个端部310A处最大,并且电场强度在天线元件310的另一个端部310B处最小。
[0097] 如图7C中所示出的,在布置其尺寸大于天线300尺寸的金属板Μ时,在天线元件310 和接地图案321之间形成的电场Ε耦合到金属板Μ,并且因此金属板Μ引起电势变化。这个耦 合防止无线电波从天线元件310辐射到空间,并且因此辐射效率减小。
[0098] 如图7D所示,当金属板Μ被布置为不与作为天线元件310的开放端部的一个端部 310Α交迭时,从天线元件310辐射的无线电波(信号波)的辐射效率被增强。
[0099]因此,用于在布置用于减小SAR值的金属板的状态下防止人体方向上的可通信距 离和辐射效率减小的配置为,金属板被布置在其中磁场强的天线附近,而金属板不被布置 在其中电场强的部分中。
[0100]鉴于上述,在第一实施例中,如图4所示,金属板400被布置为在沿箭头Υ方向观看 时至少不与其中电场强度最大的位置(即天线元件310的一个端部310Α)交迭。在该布置的 情况下,天线元件310的一个端部310Α与金属板400之间的电场耦合可以被抑制。因此,天线 300中的电磁波的方向性的偏向可以被减小,并且通信频率处的电磁波的辐射效率可以被 增强。
[01 01 ]通过经由减小天线300中的电磁波的方向性的偏向来增强辐射效率,朝向金属板 400(人体方向)的方向上的可通信距离可以长于金属板遮蔽整个天线时的可通信距离。
[0102] 此外,电场强度在与天线元件310形成电场耦合的接地导体320的侧端部320Α(即 接地图案321的端部321Α)处也大。因此,在第一实施例中,如图4所示,金属板400被布置为 在沿箭头Υ方向观看时不与侧端部320A(即,端部321Α)交迭。在该布置的情况下,接地导体 320的侧端部320A(接地图案321的端部321A)与金属板400之间的电场耦合可以被抑制。因 此,天线300中的电磁波的方向性的偏向可以被有效地减小,并且通信频率处的电磁波的辐 射效率可以被有效地增强。
[0103] 此外,在接地导体320中,电通量可能被集中在端部处,因此电场强度在位于与侧 端部320A相对一侧的侧端部320B处也大。因此,在第一实施例中,如图4所示,金属板400被 布置为在沿箭头Y方向观看时不与接地导体320的侧端部320B(即,接地图案322的端部 322B)交迭。在该布置的情况下,接地导体320的侧端部320B(接地图案322的端部322B)与金 属板400之间的电场耦合可以被抑制。因此,天线300中的电磁波的方向性的偏向可以被更 有效地减小,并且通信频率处的电磁波的辐射效率可以被有效地增强。
[0104] 此外,在第一实施例中,如图4所示,金属板400被布置为在沿箭头Y方向观看时至 少与磁场强度最大的位置(即,天线元件310的另一端部310B)交迭(从而包含另一端部 310B)。利用金属板400的这种布置,影响人体的磁场可以被有效地阻挡,因此SAR值被减小。
[0105] 此外,天线300是倒F天线,磁场强度在其中信号线330和天线元件310连接的连接 部分310D处也大。因此,金属板400被布置为在沿箭头Y方向观看时与其中信号线330和天线 元件310连接的连接部分310D交迭(从而包含连接部分310D)。利用金属板400的这种布置, 影响人体的磁场可以被有效地阻挡,因此SAR值被有效减小。
[0106] 在以上描述中,金属板400被布置为不与天线元件310的一个端部310A以及接地导 体的侧端部320A和320B交迭,而与天线300的除了那些部分之外的其余部分交迭。然而,本 发明不限于这一配置。
[0107] 例如,金属板400可以被布置为在沿箭头Y方向观看时不与天线元件310的一个端 部310A交迭而与天线300的除了这一部分之外的其余部分交迭。作为另一示例,金属板400 可以被布置为在沿箭头Y方向观看时不与天线元件310的一个端部310A以及接地导体320的 侧端部320A和320B中的至少一个交迭。在该示例中,金属板400可以被布置为在沿箭头Y方 向观看时与天线300的除了那些部分中的至少一个之外的其余部分交迭。
[0108] [示例 1]
[0109] 作为根据上述实施例的天线300和金属板400的示例,实行以下数值实验。在该实 验中,供应给作为倒F天线的天线300的电力被设为13[dBm],而通信频率被设为2.45[GHz]。 作为由AET公司制造的电磁场仿真器的MW-STUDI0被用于计算。
[0110]图8A和图8B是用于示出用于根据本发明的示例1的天线300的计算模型的外观图。 天线300由印刷布线板形成。图8A是用于示出用于作为由印刷布线板形成的天线300的第一 导体层的导体层301的计算模型的外观图。图8B是用于示出用于作为由印刷布线板形成的 天线300的第二导体层的导体层302的计算模型的外观图。注意,在示例1中,印刷布线板具 有四层结构,其具有四个导体层,并且第一导体层和第二导体层被示出在图8A和图8B中,而 第三导体层和第四导体层未示出。
[0111] 布线的厚度被设为35[μπι],第一和第二导体层之间的距离以及第三和第四导体层 之间的距离均被设为0.2[mm],第二和第三导体层之间的距离被设为0.91 [mm],且电介质材 料的厚度被设为1.345[mm]。
[0112] 图9是根据示例1的用于示出布置金属板和天线的位置的视图。图25是根据本发明 的比较示例1的用于示出布置金属板和天线的位置的视图。注意,图25中示出的根据比较示 例1的天线300X具有与根据示例1的天线300相同的配置。此外,图25中示出的根据比较示例 1的金属板400X与根据示例1的金属板400的不同之处在于,金属板400X的尺寸大于天线 300X的尺寸。换句话说,金属板400X具有覆盖整个天线300X的尺寸。
[0113] 注意,金属板400和400X的厚度均被设为0.5[mm]。图8A、图8B、图9和图25中的每一 个的尺寸被示出在表2中。
[0114] 表2
[0115]
[0118]
?0??9?~图10是根据示例1的用于示出如何相对于人体模型布置金属板和天线的透视图^ 如图10所示,人体模型1001、金属板400和天线300被布置为使得它们的表面全部彼此平行。 从人体模型1001到金属板400的距离被设为1 [mm],而从金属板400到天线300的距离被设为 2[_]。为了计算SAR值,使用在国际标准测量中使用的人体模型1001的溶剂的材料常数,而 电导率 σ被设为2[S/m],相对磁导率被设为52.21,TanS被设为0.28,而材料密度P被设为 1000。金属板400由不锈钢形成,而电导率σ被设为ll〇〇〇〇〇[S/m]。为了计算SAR值,人体模型 1001内的电场E被测量,而SAR值被计算为SAR[ W/Kg ] = E X E X ρ/σ。
[0120] 在人体模型1001被去除的状态下计算通信性能,而辐射效率、方向性和传输系数 的三个指标被计算作为通信性能。通过获得在通信频率处供应给信号线330的电力与通过 离天线300有l[m]的点的所辐射电磁波的总电力之间的比率来计算辐射效率。通过获得在 通信频率处在信号线330处的电力与通过离天线300有l[m]的点的电磁波的总电力之间的 比率并且沿着以天线300作为其中心的圆输出该比率来计算方向性。通过考虑由于信号线 330与天线300之间的不匹配而发生的反射,获得信号线330处的电力与供应给天线300的电 力之间的比率作为频率特性来计算传输系数。
[0121] 在表3中,示出了通过计算SAR值和辐射效率而获得的结果。注意,比较示例1对应 于其中布置尺寸比天线300X大的金属板400X的情况,而本发明的比较示例2对应于其中未 布置金属板的情况。
[0122] 表3
[0123]
[0124] 图11A是用于示出根据示例1的天线300的方向性的图,图11B是用于示出根据比较 示例1的天线300的方向性的图,而图11C是用于示出根据比较示例2的天线300的方向性的 图。图11D是根据示例1的用于示出如何相对于彼此布置金属板400和天线300的视图。此外, 图12A是用于示出根据示例1的天线300的传输系数的曲线图,图12B是用于示出根据比较示 例1的天线300的传输系数的曲线图,图12C是用于示出根据比较示例2的天线300的传输系 数的曲线图。
[0125] 首先,从表3能明白,虽然通过应用根据比较示例1的金属板400X而显著减小了SAR 值,但是辐射效率从_〇.4[dB](所供应电力的91[%]被辐射)显著地减小到-5.5[dB](所供 应电力的28 [ % ]被辐射)。
[0126] 相反,在示例1的配置中,在福射效率从-0.4 [ dB ]减小到-1.3 [ dB ](所供应电力的 74[ % ]被辐射)时SAR值从2.4减小到0.8,因此抑制了辐射效率的降低。
[0127] 现在,同样在比较示例1中,以与如图11D所示的相对于彼此布置天线300和金属板 400的方式相同的方式相对于彼此布置天线300X和金属板400X,并且相互比较在以垂直于 信号线330的方向为轴旋转360度的方向上的所辐射的无线电波的方向性。
[0128] 在比较示例1的情况中,如图11B所示,可以明白,辐射量在围绕天线300的所有方 向上减小,并且特别是,辐射量在其中布置金属板400X的方向上显著减小。相反,在比较示 例2的配置中,如图11C所示,类似于图11A,天线300在所有方向上基本上均匀地辐射信号 波。
[0129] 接下来,参考图12A到图12C中示出的传输系数,描述辐射效率降低的因素。在其中 未布置金属板的比较示例2中,如图12A所示,传输系数在2.45[GHz]的通信频率处具有峰 值。在比较示例1的情况中,在2.68[GHz ]的频率处,由于参考图7A到图7D描述的电势变化, 金属板400X引起谐振现象,并且如图12B所示,来自信号线330的能量在这个频率处被有效 地传输。作为其结果,在2.45[GHz]的通信频率处很少电力被供应到天线300,其降低辐射效 率。
[0130] 相反,在比较示例2的配置中,如图12C所示,虽然在约2.68[GHz]处传输能量,但是 由于抑制了电势变化,能够抑制诸如在比较示例1中的金属板400X中发生的单频率处发生 的谐振现象。结果,根据比较示例2,防止2.45[GHz]的通信频率处的供应给天线300的电力 的显著减小。
[0131] 从上述结果可以明白,根据示例1,在抑制通信性能(方向性和辐射效率)降低的同 时,SAR值被减小。
[0132] 接下来,描述金属板400被布置的位置和金属板400的尺寸的定义。注意,天线300 的尺寸如图8A和图8B所示,并且被示出在表2中。
[0133] 为了减小SAR值,布置金属板400,因此如表3所示,随着金属板400的尺寸相对于天 线300变大,SAR值减小。另一方面,金属板400的布置阻止来自天线300的无线电波的传播, 因此进一步防止通信性能随着金属板400的尺寸相对于天线300变小而降低。换句话说,金 属板400的尺寸的下限主要与减小SAR值的效果有关,而其上限主要与防止通信性能的降低 有关。
[0134] 注意,SAR值的阈值被设为1.6[W/kg],其为国际标准。因此优选的是,SAR值小于或 等于1.6[W/kg],1.6[W/kg]为阈值。此外,在通信性能方面,当福射效率被提高为大于作为 现有技术的比较示例1中所述的-5.5 [dB]时实现了效果。在该示例中,通过将-2.5 [dB](所 供应电力的56 [ % ]被福射)和-0 · 75 [dB](所供应电力的84[ % ]被福射)的值设为阈值来描 述金属板的尺寸,-2.5 [ dB ]对应于两倍提高的量,而-0.75 [ dB ]对应于三倍提高的量。
[0135] 图13A是用于示出电场强的区域的视图,而图13B是用于示出磁场强的区域的视 图。在图13A中,电场最强(电场强度最大)的区域R11和R12由实线指出,而电场第二强的区 域R13由虚线指出。
[0136] 区域R11在沿箭头Y方向观看时是包括天线元件310的一个端部310A及其附近的区 域,区域R12在沿箭头Y方向观看时是包括接地图案321的端部321A及其附近的区域。此外, 区域R13是包括接地图案322的端部322B及其附近的区域。
[0137] 此外,在图13B中,其中磁场最强(磁场强度最大)的区域R21由实线指出,而其中磁 场第二强的区域R22由虚线指出。此外,电流的方向由图13B中的箭头指出。区域R22是与区 域R21相比在箭头Z方向上更接近天线元件310的一个端部310A的区域。当金属板400的面积 和布置位置被设定为使得金属板400不遮蔽图13A中示出的区域R11、R12和R13而遮蔽图13B 中示出的区域R21和R22时,它是有效的。
[0138] (实验不例1-1)
[0139] 图14是根据示例1的用于示出用于天线和金属板的计算模型的外观图。如图14所 示,在金属板400中,切去部(cutout)被形成在天线元件310的一个端部310A侧、接地图案 321的端部321A侧和接地图案322的端部322B侧。在天线元件310的一个端部310A侧形成的 切去部的在箭头Z方向上的切去长度由Z1表示。在接地图案321的端部321A侧形成的切去部 的在箭头Z方向上的切去长度由Z3表示。在接地图案322的端部322B侧形成的切去部的在箭 头Z方向上的切去长度由Z2表示。在与天线元件310的一个端部310A相对一侧形成的切去部 的在箭头Z方向上的切去长度由Z4表示。
[0140]如上所述,天线300的其中电场强的区域是其中阻抗高的作为天线元件310的开放 端部的一个端部310A以及接地图案的两个端部(即,端部321A和322B)。通信性能的降低可 以通过避免在那些区域之上布置金属板400来防止。
[0141] 图15A是用于示出在图14的计算模型中改变Z1时获得的SAR值的曲线图。图15B是 用于示出在图14的计算模型中改变Z1时获得的辐射效率的曲线图。
[0142] 在图15A和图15B中,当在图14所示的金属板400中在Z2、Z3和Z4均被设为0[mm]而 Z5被设为15 [mm]的状态下改变Z1时,获得仿真结果。在天线元件310的一个端部310A侧的切 去部的面积由尺寸Z1和尺寸b 1确定。当依据其阈值评价SAR值时,如图15A所示,当尺寸Z1为 38[mm]或更小时,SAR值为阈值1.6[W/Kg]或更小。其中Zl = 38[mm]的点为其中离作为天线 元件310的开放端部的一个端部310A的距离为约14[mm]的点。天线元件310的长度为28.85 [mm],并且其中Zl=38[mm]的点对应于约天线元件长度的一半的距离。在天线元件310中, 磁场在接地图案322和天线元件310连接的一侧强,并且磁场强度随着离一个端部310A的距 离减小而衰减。为了将SAR值减小到标准值或更小,Z1需要被设为38[mm]或更小,其中38 [mm]对应于天线元件长度的中间点。此外,如图15B所示,当Z1变为24[mm](其中金属板400 的一边与天线元件310的一个端部交迭)或更多时,辐射效率开始陡峭地提高。当尺寸Z1为 35[mm]或更大时,辐射效率变为-2.5[dB],其对应于两倍提高的量。在切去部的面积由尺寸 Z1和尺寸b 1确定的情况下,不能获得辐射效率三倍提高的效果。
[0143]总之,当在尺寸Z1落入大于等于35 [mm]且小于等于38 [mm]的范围内的情况下在金 属板400中形成切去部时,能够在提高通信性能两倍的同时减小SAR值。
[0144] (实验示例1-2)
[0145] 接下来,在图14中形成其面积由Z4=15[mm]和bl确定的切去部的状态下改变切去 长度Z1时获得的SAR值被示出在图16A中,并且在该情况下获得的辐射效率被示出在图16B 中。换句话说,图16A是用于示出在图14的计算模型中改变Z1并且Z4的值被设定为15[mm]时 获得的SAR值的曲线图,而图16B是用于示出在图14的计算模型中改变Z1并且Z4的值被设定 为15[mm]时获得的辐射效率的曲线图。如图16A所示,类似于图15A,当尺寸Z1为38[mm]或更 小时,SAR值为阈值1.6[W/Kg]或更小。在Z1变为24[mm](其中金属板400的一边与天线元件 310的一个端部310A交迭)或更大时辐射效率开始陡峭地提高。根据那些结果得到,即使在 与天线元件310的一个端部310A相对一侧形成切去部时,SAR值和辐射效率也不受所形成的 切去部的影响。
[0146] (实验示例2)
[0147] 图17A是用于示出在图14的计算模型中改变Z2时获得的SAR值的曲线图。图17B是 用于示出在图14的计算模型中改变Z2时获得的辐射效率的曲线图。
[0148] 在图17A和图17B中,当在图14所示的金属板400中在尺寸Z1、Z3、Z4和Z5被分别设 为29.1[_]、0[_]、0[111111]和15[_]的状态下改变22时,获得仿真结果。在接地图案322的端 部322B侧的切去部的面积由尺寸Z2和尺寸Π 确定。其面积由尺寸Z1确定的切去部被形成, 并且因此当Z2为0[mm]时,SAR值被减小到0·4[W/Kg],尽管减小的量较小。当Z2为0[mm]时, 辐射效率为-4.2[dB],因此获得了提高辐射效率的效果,尽管提高的量较小。当依据其阈值 评价SAR值时,如图17A所示,当尺寸Z2为32[mm]或更小时SAR值为阈值1.6[W/Kg]或更小。Z2 = 32[mm]处的点对应于天线元件310和接地图案322连接处的部分,其是磁场强的区域。当 所形成的切去部的数量为两个时,这个点对应于Z2的上限。此外,如图17B所示,当Z2变为15 [mm](其中金属板400的一边与接地图案322的端部322B交迭)或更多时,辐射效率开始提 高。当尺寸Z2变为22[mm]或更大时,辐射效率变为-2.5[dB],其对应于两倍提高的量。此外, 当尺寸Z2变为32[mm]或更大时,辐射效率变为-0.75[dB],其对应于三倍提高的量。
[0149] 总之,当在尺寸Z2落入大于等于22[mm]且小于等于32[mm]的范围内的情况下在金 属板400中形成切去部时,能够在提高通信性能两倍的同时减小SAR值。此外,可以明白,当 在尺寸Z2被设为32 [mm]的情况下在金属板400中形成切去部时,能够在提高通信性能三倍 的同时减小SAR值。将能获得提高辐射效率两倍或更多的效果的形状相互比较,在其中如图 16A和图16B的情况中那样形成一个切去部的形状中,下限和上限之间的范围为3[mm]。相 反,在其中如图17A和图17B的情况中那样形成两个切去部的形状中,下限和上限之间的范 围为10[_],因此可以明白形状方面的自由度增强。
[0150] (实验示例3)
[0151] 图18A是用于示出在图14的计算模型中改变Z3时获得的SAR值的曲线图。图18B是 用于示出在图14的计算模型中改变Z3时获得的辐射效率的曲线图。
[0152] 在图18A和图18B中,当在图14所示的金属板400中在尺寸Z1、Z2、Z4和Z5被分别设 为29.1[_1]、0[111111]、0[111111]和15[111111]的状态下改变23时,获得仿真结果。在接地图案321的端 部321A侧的切去部的面积由尺寸Z3和尺寸Π 确定。当依据其阈值评价SAR值时,如图18A所 示,当尺寸Z3为35[mm]或更小时,SAR值为阈值1.6[W/Kg]或更小。类似于图15A和图15B,在 Zl = Z3 = 38[mm]的点处,离天线元件310的一个端部310A的距离为约14[mm],其为天线元件 310的长度的约一半。为了将SAR值减小到标准值或更小,Z3需要被设为38[mm]或更小,其中 38[_]对应于天线元件310的中间点。在图18A和图18B中,作为在Z1和Z3两部分中形成切去 部的结果,发生小量的误差,其中Z3需要被设为35[mm]或更小以便实现标准值,但是Z3需要 被设为中间点或更小,类似于图15A和图15B。此外,如图18B所示,当Z3变为15[mm](其中金 属板400的一边与接地图案321的端部321A交迭)或更大时,辐射效率开始提高。当尺寸Z3变 为18[mm]或更大时,辐射效率变为-2.5[dB],其对应于两倍提高的量。此外,当尺寸Z3变为 38 [mm]或更大时,辐射效率变为-0.75 [ dB ],其对应于三倍提高的量。
[0153] 总之,当在尺寸Z3落入大于等于18[mm]且小于等于34[mm]的范围内的情况下在金 属板400中形成切去部时,能够在提高通信性能两倍的同时减小SAR值。此外,在切去部的面 积由尺寸Z3和尺寸Π 确定的情况下,不能获得提高辐射效率三倍的效果。将能获得提高辐 射效率两倍或更多的效果的形状相互比较,在其中如图17A和图17B的情况中那样形成Z2部 分的一个切去部的形状中,下限和上限之间的范围为l〇[mm]。相反,在其中如图18A和图18B 的情况中那样形成Z3部分的两个切去部的形状中,下限和上限之间的范围为16[mm],因此 可以明白形状方面的自由度增强。
[0154] (实验示例4)
[0155] 图19A是用于示出在图14的计算模型中改变Z2时获得的SAR值的曲线图。图19B是 用于示出在图14的计算模型中改变Z2时获得的辐射效率的曲线图。
[0156] 在图19A和图19B中,当在图14所示的金属板400中在尺寸Z1、Z3、Z4和Z5被分别设 为29.1[臟]、17.1[111111]、0[111111]和15[111111]的状态下改变22时,获得仿真结果。在接地图案322 的端部322B侧的切去部的面积由尺寸Z2和尺寸Π 确定。当依据其阈值评价SAR值时,如图 19A所示,当尺寸Z2为38[mm]或更小时,SAR值为阈值1.6[W/Kg]或更小。在这个连接中,当形 成三个切去部时,可以明白,与其中形成两个切去部的图18A和图18B的情况相比,Z2的部分 能够被切去至更大程度。SAR值与磁场的传播量成比例,并且在磁场以局部集中的方式传播 时变得更大。当形成两个切去部时,磁场在集中于形成切去部的那些侧的同时传播,因此必 须覆盖其中天线元件310与接地图案322连接的部分和信号线330两者。相反,当形成三个切 去部时,磁场从Z3部分的切去部传播,因此当在图17A和图17B与图19A和图19B中在Z2=15 [mm]处比较SAR值时,在形成三个切去部时SAR值更高。此外,当在Z2侧形成切去部时,可以 明白不发生磁场的局部集中,因为磁场从Z3和Z2两部分传播,并且SAR值为阈值或更小,只 要仅仅覆盖信号线330即可。此外,如图19B所示,当尺寸Z2变为0[mm]或更大时,辐射效率变 为-2.5[dB],其对应于两倍提高的量。另外,当尺寸Z2变为33[mm]或更大时,辐射效率变为-0.75[dB],其对应于三倍提高的量。
[0157] 总之,当在尺寸Z2落入大于等于0[mm]且小于等于38[mm]的范围内的情况下在金 属板400中形成切去部时,能够在提高通信性能两倍的同时减小SAR值。此外,当在尺寸Z2落 入大于等于33[mm]且小于等于38[mm]的范围内的情况下在金属板400中形成切去部时,能 够在提高通信性能三倍的同时减小SAR值。将能获得提高辐射效率三倍或更多的效果的形 状相互比较,在其中如图17A和图17B的情况中那样形成Z2部分的切去部的形状中,下限和 上限之间的范围为〇[mm]。相反,在其中如图19A和图19B的情况中那样形成三个切去部的形 状中,下限和上限之间的范围为5[mm],因此可以明白形状方面的自由度增强。
[0158] 注意,在图4中,金属板400的边402、403和406与依据SAR值的磁场强的位置有关。 因此,SAR值随着金属板400的尺寸变大而减小。
[0159] (实验示例5)
[0160] 图20是用于示出在图14的计算模型中改变Z5时获得的SAR值的曲线图。具体地,图 20是用于示出在尺寸Z1、Z2、Z3和Z4被分别设为29.1[臟]、28[111111]、15[111111]和0[111111]并且在图 14中示出的金属板400中尺寸Z5在从0 [mm]到15 [mm]的范围内变化时获得的SAR值的曲线 图。如图20所示,可以明白,SAR值随着尺寸Z5变大而减小。
[0161]考虑金属板400在无线通信设备201中的实际应用,金属板400在箭头X方向上的尺 寸的下限被设为从天线元件310在箭头X方向上的端部到接地图案321和322在箭头X方向上 的端部的距离,并且其上限被设为该距离的两倍。
[0162] [第二实施例]
[0163] 接下来,描述根据本发明第二实施例的无线通信设备。图21是用于示出根据本发 明第二实施例的无线通信设备的示意性配置的透视图。注意,与第一实施例中描述部件的 相同的部件由相同的附图标记表示,而其描述被省略。
[0164] 无线通信设备201A包括外壳103、天线300、具有板形状且用作阻挡部件的金属板 500和电池109,天线300、金属板500和电池109被布置在外壳103内。
[0165] 图22A和图22B是用于示出流过天线元件310的电流和天线元件310附近的磁场分 布的概念图。图22A是用于示出在金属板Μ的端部不被折叠时获得的在天线元件310和人体 Bo之间的磁场分布的图。图22Β是用于示出在金属板Μ的端部被折叠时获得的在天线元件 310和人体Bo之间的磁场分布的图。
[0166] 在上述实施例的描述中,对于图4中示出的边402、403和406,SAR值随着它们的尺 寸变大而减小。这是因为,在图6C所示的磁场分布的情况下,随着金属板的尺寸变大,如图 22A所示,从金属板Μ的端部泄露到人体Bo的磁场的量减小。
[0167] 然而,由于无线通信设备的外壳103的尺寸的限制,在有些情况下具有大尺寸的金 属板不能被布置在外壳103中。鉴于此,在第二实施例中,为了减小从金属板500的端部泄露 到人体Bo的磁场的量,如图22B所示,金属板500的端部500A被朝向天线300侧折叠,从而围 绕天线300的末端。在该结构的情况下,金属板500的面积可以被减小而同时SAR值被减小。
[0168] 图23A是用于示出图21中如何相对于彼此布置天线300和金属板500的平面图。图 23B是用于示出图21中如何相对于彼此布置天线300和金属板500的侧视图。图23A和图23B 是用于示出通过改变图9的金属板400的尺寸以形成在图4中示出的金属板400的边402、403 和406中的每一个中具有高度j2和厚度k2的折叠结构而形成的金属板500的外观图。在表4 中,这个计算模型的尺寸被示出。
[0169] 表4
[0170]
[0171] 为了比较,表5中示出了在布置图9和表2的条件下形成的金属板、图21的条件下形 成的金属板和图21的条件下形成且具有通过去除折叠结构获得的形状的金属板时获得的 SAR值的结果。
[0172] 表5
[0173]
[0174]根据那些结果,可以明白,即使在金属板的面积小时,也可以通过形成折叠结构来 减小SAR值。
[0175][其它实施例]
[0176] 注意,本发明不限于上述的实施例,而能在本发明的技术概念内以各种方式进行 修改。
[0177] 在上述的实施例中,具有四边形形状的金属板被切去以形成金属板400或500,并 且通过使用与天线元件310以及接地图案321和322的坐标系相同的坐标系来确定切去部的 尺寸。然而,本发明不限于这一配置。
[0178] 图24A和图24B是用于示出金属板的变型示例的说明图。如图24A所示,具有矩形形 状的金属板600可以相对于天线300倾斜地被布置。作为另一示例,如图24B所示,可以采用 具有圆形形状的金属板700。此外,虽然在上述描述中从其测量SAR值的金属板400的表面是 仅一侧,但是例如,当SAR值在外部连接器108的方向上也高时,金属板可以具有三维形状, 其中金属板600或700类似于金属板500在连接器侧被折叠。
[0179] 此外,在上述的实施例中,描述了其中用作无线装置的1C 105连接到天线300而信 号波经由天线300发送的情况,但是本发明不限于此情况。无线装置可以被进一步配置为能 够经由天线300发送/接收信号波。
[0180] 此外,在上述的实施例中,描述了其中天线300是倒F天线的情况,但是本发明不限 于此情况。天线例如可以是单极天线或者倒L天线。在该情况下,天线元件的一个端部开放, 而从无线装置延伸的一对信号线缆被连接在天线元件的另一端部和接地导体之间。
[0181] 此外,在上述的实施例中,描述了其中接地导体320被分成接地图案321和接地图 案322的情况,但是本发明不限于此情况。接地图案可以是其中接地图案321和接地图案322 被一体化形成的接地图案。在该情况下,接地图案323 (和通孔324)可以被省略。
[0182] 此外,在上述的实施例中,描述了其中天线由印刷布线板形成的情况,但是本发明 不限于此情况。例如,天线可以通过折叠金属板而被形成为三维形状。
[0183] 此外,在上述的实施例中,描述了图像拾取设备作为电子设备的示例,但是本发明 不限于此。本发明可应用于安装有无线通信设备的任何电子设备。
[0184] 根据本发明,可以减小SAR值而同时减小天线中的电磁波的方向性的偏向并且同 时增强通信频率处的电磁波的辐射效率。
[0185]虽然已经参考示例性实施例描述了本发明,但是应当理解,本发明不限于所公开 的示例性实施例。以下权利要求的范围将被给予最宽的解释从而包括所有这样的修改、等 同的结构与功能。
【主权项】
1. 一种无线通信设备,其特征在于,包括: 天线,包括: 具有开放的一个端部的天线元件;以及 要被用作地的接地导体,所述天线元件的另一个端部连接到所述接地导体; 无线装置,连接到所述天线;以及 阻挡部件,被布置为与所述天线相对,并且被配置为阻挡电磁波, 其中所述阻挡部件被布置为,在从阻挡部件侧沿朝向天线的方向的平面图中,至少避 免与所述天线元件的所述一个端部交迭,而与所述天线元件的所述另一个端部交迭。2. 根据权利要求1所述的无线通信设备, 其中所述阻挡部件被布置为,在从阻挡部件侧沿朝向天线的方向的平面图中,至少避 免与从中间点到所述天线元件的所述一个端部的区域交迭,所述中间点为天线元件的沿着 天线元件从天线元件的所述一个端部到其中天线元件与接地导体连接的部分的尺寸的中 间点。3. 根据权利要求1所述的无线通信设备, 其中,在从阻挡部件侧沿朝向天线的方向的平面图中,天线元件被形成为其中天线元 件朝向接地导体侧折叠的L形状, 其中接地导体包括位于天线元件的开放的一个端部侧的第一侧端部以及位于与天线 元件的开放的一个端部侧相对的一侧的第二侧端部,以及 其中,在从阻挡部件侧沿朝向天线的方向的平面图中,阻挡部件被布置为避免与第一 侧端部和第二侧端部中的至少一个交迭。4. 根据权利要求3所述的无线通信设备, 其中所述天线元件的所述另一个端部短路到所述接地导体,并且信号线连接到位于所 述一个端部和所述另一个端部之间的天线元件的一部分,以及 其中,在从阻挡部件侧沿朝向天线的方向的平面图中,阻挡部件被布置为与其中信号 线和天线元件连接的部分交迭。5. 根据权利要求1所述的无线通信设备, 其中所述天线元件的所述另一个端部短路到所述接地导体,并且信号线连接到位于所 述一个端部和所述另一个端部之间的天线元件的一部分,以及 其中,在从阻挡部件侧沿朝向天线的方向的平面图中,阻挡部件还被布置为与信号线 交迭。6. 根据权利要求4所述的无线通信设备, 其中所述天线包括印刷布线板,所述印刷布线板包括第一导体层和第二导体层,所述 第二导体层通过绝缘体层居间而与第一导体层相邻, 其中所述天线元件和所述信号线被形成在第一导体层上, 其中所述接地导体包括第一接地图案和第二接地图案以及第三接地图案,所述第一接 地图案和所述第二接地图案被形成在第一导体层上在所述信号线的两侧,所述第三接地图 案被形成在第二导体层上并且电连接到所述第一接地图案和所述第二接地图案, 其中所述天线元件的所述一个端部邻近第一接地图案,并且所述天线元件的所述另一 个端部连接到第二接地图案, 其中所述第一侧端部包括第一接地图案的端部,所述第一接地图案的所述端部位于第 一接地图案的与邻近在布线方向上延伸的信号线的第一接地图案的一侧相对的另一侧,以 及 其中所述第二侧端部包括第二接地图案的端部,所述第二接地图案的所述端部位于第 二接地图案的与邻近在布线方向上延伸的信号线的第二接地图案的一侧相对的另一侧。7. -种无线通信设备,其特征在于,包括: 天线,包括: 具有开放的一个端部的天线元件;以及 要被用作地的接地导体,所述天线元件的另一个端部连接到所述接地导体; 无线装置,连接到所述天线;以及 阻挡部件,被布置为与所述天线相对,并且被配置为阻挡电磁波, 其中所述阻挡部件被布置为,在从阻挡部件侧沿朝向天线的方向的平面图中,至少避 免与所述天线的电场强度最大的位置交迭。8. 根据权利要求7所述的无线通信设备, 其中所述阻挡部件被形成为板形状,以及 其中所述阻挡部件具有端部,所述端部朝向天线侧折叠使得围绕所述天线。9. 一种电子设备,其特征在于包括根据权利要求1-8中的任何一个所述的无线通信设 备。
【文档编号】H01Q17/00GK105896097SQ201610085023
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月15日
【发明人】青木诚, 安倍大树
【申请人】佳能株式会社
再多了解一些
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