無線通信設(shè)備和電子設(shè)備的制造方法

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>電氣元件制品的制造及其應(yīng)用技術(shù)

無線通信設(shè)備和電子設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本公開涉及無線通信設(shè)備和電子設(shè)備。提供有一種無線通信設(shè)備，其包括：天線，包括：具有開放的一個端部的天線元件以及要被用作地的接地導(dǎo)體，所述天線元件的另一個端部連接到所述接地導(dǎo)體；無線裝置，連接到所述天線；以及阻擋部件，被布置為與所述天線相對，并且被配置為阻擋電磁波，其中所述阻擋部件被布置為，在從阻擋部件側(cè)沿朝向天線的方向的平面圖中，至少避免與所述天線元件的所述一個端部交迭，而與所述天線元件的所述另一個端部交迭。
【專利說明】
無線通信設(shè)備和電子設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及包括配置為阻擋從天線輻射的電磁波的阻擋部件的無線通信設(shè)備以及包括無線通信設(shè)備的電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，具有無線通信功能的無線通信設(shè)備已經(jīng)被安裝到作為圖像拾取設(shè)備（例如，數(shù)字照相機(jī)）的電子設(shè)備，其使得圖像拾取設(shè)備能夠通過無線LAN(局域網(wǎng)）、Bluet 〇〇th (商標(biāo))等將拾取的圖像的信號無線地發(fā)送到其它照相機(jī)或者PC(個人計算機(jī)）。在通過無線 1^^、1311161:〇〇丨11(商標(biāo))等進(jìn)行的無線通信中，使用2.4[6!^]頻帶或者5[6!^]頻帶的無線電波。在一些情況下無線通信設(shè)備被內(nèi)建在電子設(shè)備中。在其它情況下，無線通信設(shè)備作為外部任選件被安裝到例如作為圖像拾取設(shè)備的數(shù)字單鏡頭反光式照相機(jī)。將這個任選件安裝到照相機(jī)使得能夠例如進(jìn)行到/來自與照相機(jī)分隔開100米或更多的通信伙伴的無線通信。
[0003] 在此類無線通信設(shè)備中，當(dāng)從天線輻射的大功率電磁波侵入人體并且它的能量被吸收到人體中時，存在人體中的局部溫度增大的擔(dān)心。已經(jīng)指出例如由人體中的這個局部溫度增大引起的患白內(nèi)障的風(fēng)險增大的可能性。為此，在每個國家中，電磁波到人體中的吸收量的規(guī)定值被定義為比吸收率(specific absorption ratio，SAR)值。
[0004] 作為用于將SAR值抑制在其規(guī)定值以下的技術(shù)，如在日本專利申請公開No. 2005-45646中所公開的，已經(jīng)提出了其中具有比天線更大的外部尺寸的金屬板被布置在人體與天線之間使得無線電波的傳播方向被限制在與人體相反的方向的配置。
[0005] 然而，在日本專利申請公開No. 2005-45646的配置的情況下，雖然通過布置金屬板減小了 SAR值，但是存在由于金屬板與天線之間的諧振而導(dǎo)致降低了通信頻率處的電磁波的輻射效率的問題。
[0006] 此外，作為使用如在日本專利申請公開No. 2005-45646中所公開的其中用金屬板屏蔽整個天線的配置來測量天線中的電磁波的方向性的結(jié)果，通過布置金屬板減小了在朝向金屬板的方向（朝向人體的方向）上輻射的無線電波的量。即使在因此減小朝向金屬板側(cè) 輻射的無線電波的量的狀態(tài)之下，也能夠在如在移動電話的基站的情況中那樣在從天線各個方向上存在通信伙伴時建立通信。然而，在例如照相機(jī)與PC之間執(zhí)行一對一的通信的情形之下，當(dāng)在金屬板的方向上存在通信伙伴時，存在由于天線中的電磁波的方向性的偏向 (bias)而導(dǎo)致顯著減小有效數(shù)據(jù)傳輸率或者可通信距離的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007 ]鑒于以上內(nèi)容，本發(fā)明的一個目的是，減小SAR值而同時減小天線中的電磁波的方向性的偏向并且同時增強通信頻率處的電磁波的輻射效率。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供有一種無線通信設(shè)備，其包括:天線，該天線包括：具有開放的一個端部的天線元件以及要被用作地的接地導(dǎo)體，所述天線元件的另一個端部連接到所述接地導(dǎo)體;無線裝置，連接到所述天線；以及阻擋部件，被布置為與所述天線相對，并且被配置為阻擋電磁波，其中所述阻擋部件被布置為，在從阻擋部件側(cè)沿朝向天線的方向的平面圖中，至少避免與所述天線元件的所述一個端部交迭，而與所述天線元件的所述另一個端部交迭。
[0009]此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供有一種無線通信設(shè)備，其包括:天線，該天線包括:具有開放的一個端部的天線元件以及要被用作地的接地導(dǎo)體，所述天線元件的另一個端部連接到所述接地導(dǎo)體;無線裝置，連接到所述天線；以及阻擋部件，被布置為與所述天線相對，并且被配置為阻擋電磁波，其中所述阻擋部件被布置為，在從阻擋部件側(cè)沿朝向天線的方向的平面圖中，至少避免與所述天線的電場強度最大處的位置交迭。
[0010]從以下參考附圖的示例性實施例的描述中本發(fā)明更多的特征將變得清晰。
【附圖說明】
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于示出作為電子設(shè)備的一個例子的圖像拾取設(shè) 備的示意性配置的說明圖。
[0012]圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于示出無線通信設(shè)備的示意性配置的透視圖。 [0013]圖3A是用于示出形成天線的印刷布線板的第一導(dǎo)體層的平面圖。
[0014]圖3B是用于示出形成天線的印刷布線板的第二導(dǎo)體層的平面圖。
[0015] 圖4是用于示出圖1中如何相對于彼此布置天線和金屬板的平面圖。
[0016] 圖5是用于示出人體和天線附近的電場和磁場的分布的概念圖。
[0017] 圖6A是用于示出天線的平面圖。
[0018] 圖6B是用于示出當(dāng)沿箭頭VI方向觀看沿著圖6A的交替長短虛線截取的截面時在沒有金屬板的情況下的磁場分布的圖。
[0019] 圖6C是用于示出當(dāng)沿箭頭VI方向觀看沿著圖6A的交替長短虛線截取的截面時在具有金屬板的情況下的磁場分布的圖。
[0020] 圖7A是用于示出天線的平面圖。
[0021] 圖7B是用于示出在被圖7A的交替長短虛線包圍的區(qū)域中在沒有金屬板的情況下的電場分布的透視圖。
[0022] 圖7C是用于示出當(dāng)金屬板被布置為與天線元件的一個端部交迭時在被圖7A的交替長短虛線包圍的區(qū)域中的電場分布的透視圖。
[0023] 圖7D是用于示出當(dāng)金屬板被布置為不與天線元件的一個端部交迭時在被圖7A的交替長短虛線包圍的區(qū)域中的電場分布的透視圖。
[0024]圖8A是根據(jù)本發(fā)明的示例1的用于示出用于天線的第一導(dǎo)體層的計算模型的外觀圖。
[0025] 圖8B是根據(jù)示例1的用于示出用于天線的第二導(dǎo)體層的計算模型的外觀圖。
[0026] 圖9是根據(jù)示例1的用于示出布置金屬板和天線的位置的視圖。
[0027] 圖10是根據(jù)示例1的用于示出如何相對于人體模型(human body phantom)布置金屬板和天線的透視圖。
[0028] 圖11A是用于示出根據(jù)本發(fā)明的示例1的天線的方向性的圖。
[0029] 圖11B是用于示出根據(jù)本發(fā)明的比較示例1的天線的方向性的圖。
[0030] 圖11C是用于示出根據(jù)本發(fā)明的比較示例2的天線的方向性的圖。
[0031] 圖11D是根據(jù)示例1的用于示出布置金屬板和天線的位置的視圖。
[0032] 圖12A是用于示出根據(jù)示例1的天線的傳輸系數(shù)的曲線圖。
[0033] 圖12B是用于示出根據(jù)比較示例1的天線的傳輸系數(shù)的曲線圖。
[0034] 圖12C是用于示出根據(jù)比較示例2的天線的傳輸系數(shù)的曲線圖。
[0035]圖13A是用于示出其中電場強的區(qū)域的視圖。
[0036 ]圖13B是用于示出其中磁場強的區(qū)域的視圖。
[0037] 圖14是根據(jù)示例1的用于示出用于天線和金屬板的計算模型的外觀圖。
[0038] 圖15A是用于示出在圖14的計算模型中改變Z1時獲得的SAR值的曲線圖。
[0039 ]圖15B是用于示出在圖14的計算模型中改變Z1時獲得的輻射效率的曲線圖。
[0040] 圖16A是用于示出在圖14的計算模型中改變Z1并且Z4的值被設(shè)為15[mm]時獲得的 SAR值的曲線圖。
[0041] 圖16B是用于示出在圖14的計算模型中改變Z1并且Z4的值被設(shè)為15[mm]時獲得的輻射效率的曲線圖。
[0042] 圖17A是用于示出在圖14的計算模型中改變Z2時獲得的SAR值的曲線圖。
[0043] 圖17B是用于示出在圖14的計算模型中改變Z2時獲得的輻射效率的曲線圖。
[0044] 圖18A是用于示出在圖14的計算模型中改變Z3時獲得的SAR值的曲線圖。
[0045] 圖18B是用于示出在圖14的計算模型中改變Z3時獲得的輻射效率的曲線圖。
[0046]圖19A是用于示出在圖14的計算模型中改變Z2時獲得的SAR值的曲線圖。
[0047]圖19B是用于示出在圖14的計算模型中改變Z2時獲得的輻射效率的曲線圖。
[0048]圖20是用于示出在圖14的計算模型中改變Z5時獲得的SAR值的曲線圖。
[0049] 圖21是用于示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的無線通信設(shè)備的示意性配置的透視圖。
[0050] 圖22A是用于示出在金屬板的端部不被折疊時獲得的磁場分布的圖。
[0051] 圖22B是用于示出在金屬板的端部被折疊時獲得的磁場分布的圖。
[0052] 圖23A是用于示出圖21中如何相對于彼此布置天線和金屬板的平面圖。
[0053] 圖23B是用于示出圖21中如何相對于彼此布置天線和金屬板的側(cè)視圖。
[0054] 圖24A是用于示出金屬板的（第一)變型示例的說明圖。
[0055] 圖24B是用于示出金屬板的（第二)變型示例的說明圖。
[0056] 圖25是根據(jù)本發(fā)明的比較示例1的用于示出布置金屬板和天線的位置的視圖。
【具體實施方式】
[0057] 下面參考附圖基于實施例詳細(xì)描述用于實現(xiàn)本發(fā)明的模式。
[0058][第一實施例]
[0059]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于示出作為電子設(shè)備的一個例子的圖像拾取設(shè) 備的示意性配置的說明圖。圖像拾取設(shè)備200包括照相機(jī)主體202以及安裝到照相機(jī)主體 202的無線通信設(shè)備(無線發(fā)射機(jī))201。照相機(jī)主體202包括圖像拾取元件203。可更換的鏡頭(未示出）被安裝到照相機(jī)主體202的底座204?；趫D像拾取元件203拾取的圖像而產(chǎn)生的圖像信號被輸出到無線通信設(shè)備201。
[0060] 無線通信設(shè)備201通過無線LAN、Bluet〇〇th(商標(biāo))等將圖像信號無線地發(fā)送到照相機(jī)（未示出）或者PC(未示出）。對于無線LAN、Bluetooth(商標(biāo)）等的無線通信，使用2.4
[GHz ]頻帶(例如，2.45 [GHz ]頻帶)或者5 [GHz ]頻帶的無線電波。注意，雖然在第一實施例中描述了無線通信設(shè)備201是不同于照相機(jī)主體202的部件并且被外部地安裝到照相機(jī)主體 202的情況，但是無線通信設(shè)備201可以被內(nèi)建在照相機(jī)主體202中。
[0061] 圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于示出無線通信設(shè)備201的示意性配置的透視圖。無線通信設(shè)備201包括由樹脂等形成的外殼103以及布置在外殼103內(nèi)部的印刷電路板 100、天線300、用作阻擋部件的金屬板400、電池109。阻擋部件是配置為阻擋電磁波的部件。 "阻擋電磁波"意指吸收或者反射電磁波。在第一實施例中，阻擋部件是金屬板400,其是金屬部件。以下描述針對其中金屬板400的材料是不銹鋼的情況，但是金屬板400的材料可以是任何金屬材料，只要要使用的金屬材料有效地阻擋電磁波即可。例如，鐵、銅或者鋁也可以被用作金屬材料。此外，例如，阻擋部件也可以是導(dǎo)電樹脂（其中揉合有金屬材料的樹脂)。
[0062] 印刷電路板100包括印刷布線板104。印刷電路板100還包括用作無線裝置的1C 105、通過印刷布線板104的布線而與1C 105連接的連接器107、以及從外殼103暴露于外部的外部連接器108,該1C 105、連接器107以及外部連接器108被實現(xiàn)在印刷布線板104上。線纜(未示出）能夠連接到外部連接器108。線纜106具有與天線300連接的一端。線纜106具有與連接器107連接的另一端。利用這個連接，1C 105通過線纜106連接到天線300。1(： 105是配置為至少無線地發(fā)送信號波的無線裝置。1C 105處理所獲取的圖像信號以便將信號波調(diào) 制成具有通信頻帶(例如，2.4[GHz]頻帶或者5[GHz]頻帶）內(nèi)的頻率的信號波，并且經(jīng)由天線300無線地發(fā)送經(jīng)調(diào)制的信號波。
[0063] 天線300只須是配置為以通信頻率輻射電磁波的天線，并且在第一實施例中倒F天線被用作天線300。出于減小SAR值的目的，金屬板400被布置為與天線300相對。具體地，在朝向外殼103的內(nèi)部的方向上依次布置金屬板400和天線300。金屬板400和天線300被布置使得它們的表面基本上彼此平行。注意，由電介質(zhì)材料(絕緣體)形成的部件(未示出）可以被置于天線300和金屬板400之間。
[0064]金屬板400的厚度需要被設(shè)定為表皮厚度d或更大，該表皮厚度d由流過天線300的電流的頻率確定。例如，在SUS(不銹鋼)被用作金屬板400的材料時，各個頻率處的表皮厚度 d被示出在表1中。
[0065] 表 1
[0066]
[0067] 注意，表皮厚度被計算為d =，（ 2 X ρ/ ω μ)，其中電導(dǎo)率〇 [ S/m]和相對磁導(dǎo)率yS分別為 σ = 11〇〇〇〇〇和 yS = l。
[0068] 圖3A和圖3B是用于示出天線300的說明圖。天線300由印刷布線板形成，并且包括至少兩個導(dǎo)體層。在第一實施例中，天線300包括導(dǎo)體層301和302。圖3A是用于示出用作形成天線300的印刷布線板的第一導(dǎo)體層的導(dǎo)體層301的平面圖，并且圖3B是用于示出用作形成天線300的印刷布線板的第二導(dǎo)體層的導(dǎo)體層302的平面圖。具體地，圖3A和圖3B是在從與圖2中示出的金屬板400的表面垂直的垂直方向（從金屬板400側(cè)朝向天線300側(cè)的相反方向：箭頭Y方向）觀看時天線300的視圖。
[0069] 導(dǎo)體層301和導(dǎo)體層302通過絕緣體層居間而彼此鄰近。導(dǎo)體層301和302是其上主要布置導(dǎo)體的層，并且絕緣體層是其上主要布置絕緣體(電介質(zhì)材料）的層。形成天線300的印刷布線板的導(dǎo)體以外的絕緣體的示例包括玻璃環(huán)氧樹脂，諸如FR4。
[0070] 如圖3A和圖3B中所示出的，天線300包括天線元件310、接地導(dǎo)體320以及信號線 330。天線元件310、接地導(dǎo)體320以及信號線330由導(dǎo)體形成。接地導(dǎo)體320被用作天線元件 310的地。
[0071]天線元件310由長的條形的導(dǎo)體圖案形成。天線元件310在其縱向方向上的一個端部310A是開放的開放端部，并且天線元件310在其縱向方向上的另一個端部310B短路到接地導(dǎo)體320。
[0072]天線元件310的另一個端部310B也是其中天線元件310與接地導(dǎo)體320連接的連接部分320C。天線元件310可以被形成為直線形狀，但是在本實施例中，天線元件310被彎成L 形狀，使得天線元件310在其縱向方向上的一個端部310A接近接地導(dǎo)體320。具體地，天線元件310被形成為在箭頭X方向上從另一個端部310B延伸到彎曲部分310C并且在與箭頭X方向相交的（正交的）箭頭Z方向上從彎曲部分310C延伸到一個端部310A。
[0073]信號線330是供電線，經(jīng)由線纜106將信號波的電流從1C 105供應(yīng)到該供電線。信號線330是被形成為在箭頭X方向上延伸的導(dǎo)體圖案。信號線330在其縱向方向（布線方向：箭頭X方向）上的一個端部330A連接到圖2中示出的線纜106。換句話說，信號線330的一個端部330A經(jīng)由線纜106連接到用作無線裝置的1C 105。信號線330在箭頭X方向上的另一個端部330B連接到位于天線元件310的另一個端部310B和一個端部310A之間的連接部分（中間部分)310D。天線元件310和信號線330被形成在導(dǎo)體層301上。
[0074]接地導(dǎo)體320包括形成在導(dǎo)體層301上的接地圖案321以及形成在導(dǎo)體層301上的接地圖案322,該接地圖案321用作第一接地圖案，該接地圖案322用作第二接地圖案。接地導(dǎo)體320還包括形成在導(dǎo)體層302上的接地圖案323,該接地圖案323用作第三接地圖案。接地導(dǎo)體320具有用于將接地圖案321和322與接地圖案323彼此連接的多個通孔324。利用此，通過多個通孔324將接地圖案323與接地圖案321和322彼此電連接。接地圖案321和322被布置在信號線330的在箭頭Z方向上的兩側(cè)，所述箭頭Z方向與信號線330的布線方向（箭頭X方向）相交(正交）。在沿箭頭Y方向觀看時接地圖案321和322被形成為四邊形形狀作為其外部形狀(更具體地，矩形的形狀作為其外部形狀）。此外，在沿箭頭Y方向觀看時接地圖案323被形成為包含接地圖案321和322的四邊形形狀作為其外部形狀(更具體地，矩形的形狀作為其外部形狀）。
[0075]接地導(dǎo)體320包括側(cè)端部320A和側(cè)端部320B，該側(cè)端部320A用作在箭頭Z方向上的第一側(cè)端部，該側(cè)端部320B被布置在與側(cè)端部320A相對的一側(cè)并且用作第二側(cè)端部。在該對側(cè)端部320A和320B之中，側(cè)端部320A的位置相對更接近天線元件310的該一個端部310A。箭頭Z方向?qū)?yīng)于天線元件310沿其從天線元件310的彎曲部分310C延伸到天線元件310的一個端部310A的布線方向。在第一實施例中，接地導(dǎo)體320包括布置在信號線330的在箭頭Z 方向上的兩側(cè)的該對接地圖案321和322。相應(yīng)地，在第一實施例中，接地導(dǎo)體320的側(cè)端部 320A對應(yīng)于接地圖案321的端部321A，其位于箭頭Z方向上的與鄰近于信號線330的一側(cè)相對的另一側(cè)。此外，接地導(dǎo)體320的側(cè)端部320B對應(yīng)于接地圖案322的端部322B，其位于箭頭 Z方向上的與鄰近于信號線330的一側(cè)相對的另一側(cè)。
[0076]在本實施例中，除了在Z方向上布置在信號線330兩側(cè)的該對接地圖案321和322之外，接地導(dǎo)體320還包括在Z方向上延伸的接地圖案323。接地圖案323包括在Z方向上的端部 323A和位于在Z方向上與端部323A相對的一側(cè)的端部323B。在沿-Y方向觀看時，接地圖案 323的端部323A與接地圖案321的端部321A交迭。此外，在沿-Y方向觀看時，接地圖案323的端部323B與接地圖案322的端部322B交迭。
[0077] 相應(yīng)地，接地導(dǎo)體320的側(cè)端部320A也對應(yīng)于接地圖案323的端部323A。此外，接地導(dǎo)體320的側(cè)端部320B也對應(yīng)于接地圖案323的端部323B。
[0078] 注意，雖然描述了其中在沿-Y方向觀看時端部321A與端部323A交迭的情況，但是在端部之一在+Z方向上突出時，突出端部是接地導(dǎo)體320的側(cè)端部320A。此外，雖然描述了其中在沿-Y方向觀看時端部322B與端部323B交迭的情況，但是在端部之一在-Z方向上突出時，突出端部是接地導(dǎo)體320的側(cè)端部320B。
[0079] 此外，雖然在本實施例中形成天線300的印刷布線板的導(dǎo)體層的數(shù)量是兩個，但是導(dǎo)體層的數(shù)量可以是三個或更多個。在那種情況下，接地圖案323可以被布置在除導(dǎo)體層 301以外的導(dǎo)體層中的每一個上。
[0080] 為了有效地輻射電磁波，天線元件310的沿著其縱向方向（信號傳播方向）的尺寸 L1被設(shè)定為作為通信頻率處的波長λ的1/4的長度。
[0081] 圖4是用于示出圖1中如何相對于彼此布置該天線300和該金屬板400的平面圖。圖 4是用于示出沿箭頭Υ方向觀看時的該天線300和該金屬板400的平面圖。
[0082] 如圖4中所示出的，金屬板400被布置為在沿箭頭Υ方向觀看時至少不與天線元件 310的一個端部310Α交迭。換句話說，金屬板400被形成為在沿箭頭Υ方向觀看時至少避開天線元件310的一個端部310Α。
[0083] 此外，在第一實施例中，金屬板400被布置為在沿箭頭Υ方向觀看時不與接地導(dǎo)體 320的側(cè)端部320Α交迭。換句話說，金屬板400被形成為在沿箭頭Υ方向觀看時避開接地導(dǎo)體 320的側(cè)端部320Α。
[0084] 此外，在第一實施例中，金屬板400被布置為在沿箭頭Υ方向觀看時不與接地導(dǎo)體 320的側(cè)端部320Β交迭。換句話說，金屬板400被形成為在沿箭頭Υ方向觀看時避開接地導(dǎo)體 320的側(cè)端部320Β。
[0085] 此外，金屬板400被布置為在沿箭頭Υ方向觀看時至少與天線元件310的另一個端部310Β(天線元件310和接地導(dǎo)體320連接處的連接部分320C)交迭。換句話說，金屬板400被形成為在沿箭頭Υ方向觀看時至少與天線元件310的另一個端部310Β交迭。
[0086]此外，金屬板400被布置為在沿箭頭Υ方向觀看時至少與其中信號線330和天線元件310連接的連接部分310D(信號線330的另一個端部330Β)交迭。換句話說，金屬板400被形成為在沿箭頭Y方向觀看時包括其中連接信號線330和天線元件310的連接部分310D。
[0087]總之，在第一實施例中，金屬板400被布置為在沿箭頭Y方向觀看時不與天線元件 310的一個端部310A、接地導(dǎo)體320的側(cè)端部320A以及接地導(dǎo)體320的側(cè)端部320B交迭。此外，金屬板400被布置為在沿箭頭Y方向觀看時與天線300的除去一個端部310A、側(cè)端部320A 以及側(cè)端部320B外的其余部分交迭。
[0088]在第一實施例中，金屬板400具有在箭頭X方向上延伸的邊401以及在箭頭Z方向上延伸的邊402,該邊401在箭頭Z方向上在天線元件310的一個端部310A與信號線330之間，該邊402位于天線300的外部形狀的外側(cè)并且連接到邊401。金屬板400還具有在箭頭X方向上延伸的邊403,該邊403位于天線300的外部形狀的外側(cè)并且連接到邊402。金屬板400還具有在箭頭Z方向上延伸的邊404,該邊404連接到邊403并且與連接到天線元件310的另一個端部310B的接地圖案322的一邊交迭。金屬板400還具有在箭頭X方向上橫穿接地圖案322且連接到邊404的邊405以及在箭頭Z方向上延伸的邊406,該邊406位于天線300的外部形狀的外側(cè)并且連接到邊405。金屬板400還具有邊407,該邊407在箭頭X方向上橫穿接地圖案321并且連接到邊406。金屬板400還具有在接地圖案321之上連接到邊407和401的在箭頭Z方向上延伸的邊408。
[0089]接下來，描述在不設(shè)置金屬板400時從天線300輻射的電磁波。圖5是用于示出在天線300和人體Bo附近的電場和磁場的分布的概念圖。在圖5中，電場E被示出為具有新月形狀的實線框，并且磁場Η被示出為具有新月形狀的虛線框。
[0090] 在天線300附近，阻抗在接近于作為天線元件310的開放端部的一個端部310Α的部分中高，并且因此主要形成電場Ε。此外，阻抗在天線元件310的另一個端部310Β和接地圖案連接處的部分中低，并且因此主要形成磁場Η。
[0091] 在天線300和人體Bo彼此接近時，如圖5中所示出的，在天線300附近的電場Ε不傳播通過人體Bo的內(nèi)部，而僅磁場Η傳播通過人體Bo的內(nèi)部。這是因為人體Bo的相對介電常數(shù) 高達(dá)約50,并且因此在人體Bo和空氣之間的界面(其中電通量D是連續(xù)的）處，利用表達(dá)式D =εΕ來考慮電場E時，電場E急劇地衰減到低至約1/50。這也是因為，人體Bo的相對磁導(dǎo)率是 1，其與空氣相同，并且因此在人體Bo和空氣之間的界面(其中磁通量B是連續(xù)的）處，利用表達(dá)式Β=μΗ來考慮磁場Η時，磁場Η不衰減。
[0092] 傳播到人體Bo中的磁場Η經(jīng)受由表達(dá)式(波長λ) = c/(f X入ε )得到的波長縮短，從而作為具有電場Ε和磁場Η的電磁波傳播通過人體Bo的內(nèi)部。作為波長縮短的示例，在假定光速c為3X10 8[m/s]計算時5[GHz]的頻率f處的波長在空氣中是60[mm]，而在人體Bo內(nèi)波長被縮短到8.3[_]。根據(jù)這個事實，SAR值的強度與天線300附近的磁場強度相關(guān)連。
[0093] 圖6A到圖6C是用于示出流過天線元件310的電流和天線元件310附近的磁場的分布的概念圖。圖6A是用于示出天線300的平面圖。圖6B是用于示出當(dāng)沿箭頭VI方向觀看沿著圖6A的交替長短虛線截取的截面時在沒有金屬板Μ的情況下的天線元件310和人體Bo之間的磁場分布的圖。圖6C是用于示出當(dāng)沿箭頭VI方向觀看沿著圖6A的交替長短虛線截取的截面時在有金屬板Μ的情況下的天線元件310和人體Bo之間的磁場分布的圖。
[0094] 如圖6B中所示出的，在天線元件310中，電流在垂直于圖紙的方向上流動，并且因此沿右手螺旋方向形成磁場Η。在不布置金屬板Μ時，磁場Η侵入人體Bo中。相反，如圖6C中所示出的，通過布置金屬板Μ，磁場Η在天線元件310和金屬板Μ之間通過，其導(dǎo)致SAR值減小。
[0095] 圖7Α到圖7D是用于示出在天線元件310和接地圖案321之間形成的電場分布的概念圖。圖7Α是用于示出天線300的平面圖。圖7Β是用于示出在被圖7Α的交替長短虛線包圍的區(qū)域中在沒有金屬板Μ的情況下的在天線元件310和接地圖案321之間的電場分布的透視圖。圖7C是用于示出在布置金屬板Μ使得與天線元件310的一個端部310Α交迭時在被圖7Α的交替長短虛線包圍的區(qū)域中在天線元件310和接地圖案321之間的電場分布的透視圖。圖7D 是用于示出在布置金屬板Μ以便不與天線元件310的一個端部310Α交迭時在被圖7Α的交替長短虛線包圍的區(qū)域中在天線元件310和接地圖案321之間的電場分布的透視圖。注意，在圖7B到圖7D中，電場E由箭頭指明。
[0096] 如圖7B中所示出的，電場E在作為天線元件310的開放端部的一個端部310A附近最強，并且電場E隨著沿著天線元件310的縱向方向的、到其中天線元件310連接到接地圖案的連接部分320C(另一個端部310B)的距離減小而變?nèi)?。換句話說，電場強度在天線元件310的一個端部310A處最大，并且電場強度在天線元件310的另一個端部310B處最小。
[0097] 如圖7C中所示出的，在布置其尺寸大于天線300尺寸的金屬板Μ時，在天線元件310 和接地圖案321之間形成的電場Ε耦合到金屬板Μ，并且因此金屬板Μ引起電勢變化。這個耦合防止無線電波從天線元件310輻射到空間，并且因此輻射效率減小。
[0098] 如圖7D所示，當(dāng)金屬板Μ被布置為不與作為天線元件310的開放端部的一個端部 310Α交迭時，從天線元件310輻射的無線電波(信號波）的輻射效率被增強。
[0099]因此，用于在布置用于減小SAR值的金屬板的狀態(tài)下防止人體方向上的可通信距離和輻射效率減小的配置為，金屬板被布置在其中磁場強的天線附近，而金屬板不被布置在其中電場強的部分中。
[0100]鑒于上述，在第一實施例中，如圖4所示，金屬板400被布置為在沿箭頭Υ方向觀看時至少不與其中電場強度最大的位置（即天線元件310的一個端部310Α)交迭。在該布置的情況下，天線元件310的一個端部310Α與金屬板400之間的電場耦合可以被抑制。因此，天線 300中的電磁波的方向性的偏向可以被減小，并且通信頻率處的電磁波的輻射效率可以被增強。
[01 01 ]通過經(jīng)由減小天線300中的電磁波的方向性的偏向來增強輻射效率，朝向金屬板 400(人體方向）的方向上的可通信距離可以長于金屬板遮蔽整個天線時的可通信距離。
[0102] 此外，電場強度在與天線元件310形成電場耦合的接地導(dǎo)體320的側(cè)端部320Α(即接地圖案321的端部321Α)處也大。因此，在第一實施例中，如圖4所示，金屬板400被布置為在沿箭頭Υ方向觀看時不與側(cè)端部320A(即，端部321Α)交迭。在該布置的情況下，接地導(dǎo)體 320的側(cè)端部320A(接地圖案321的端部321A)與金屬板400之間的電場耦合可以被抑制。因此，天線300中的電磁波的方向性的偏向可以被有效地減小，并且通信頻率處的電磁波的輻射效率可以被有效地增強。
[0103] 此外，在接地導(dǎo)體320中，電通量可能被集中在端部處，因此電場強度在位于與側(cè) 端部320A相對一側(cè)的側(cè)端部320B處也大。因此，在第一實施例中，如圖4所示，金屬板400被布置為在沿箭頭Y方向觀看時不與接地導(dǎo)體320的側(cè)端部320B(即，接地圖案322的端部 322B)交迭。在該布置的情況下，接地導(dǎo)體320的側(cè)端部320B(接地圖案322的端部322B)與金屬板400之間的電場耦合可以被抑制。因此，天線300中的電磁波的方向性的偏向可以被更有效地減小，并且通信頻率處的電磁波的輻射效率可以被有效地增強。
[0104] 此外，在第一實施例中，如圖4所示，金屬板400被布置為在沿箭頭Y方向觀看時至少與磁場強度最大的位置（即，天線元件310的另一端部310B)交迭（從而包含另一端部 310B)。利用金屬板400的這種布置，影響人體的磁場可以被有效地阻擋，因此SAR值被減小。
[0105] 此外，天線300是倒F天線，磁場強度在其中信號線330和天線元件310連接的連接部分310D處也大。因此，金屬板400被布置為在沿箭頭Y方向觀看時與其中信號線330和天線元件310連接的連接部分310D交迭(從而包含連接部分310D)。利用金屬板400的這種布置，影響人體的磁場可以被有效地阻擋，因此SAR值被有效減小。
[0106] 在以上描述中，金屬板400被布置為不與天線元件310的一個端部310A以及接地導(dǎo) 體的側(cè)端部320A和320B交迭，而與天線300的除了那些部分之外的其余部分交迭。然而，本發(fā)明不限于這一配置。
[0107] 例如，金屬板400可以被布置為在沿箭頭Y方向觀看時不與天線元件310的一個端部310A交迭而與天線300的除了這一部分之外的其余部分交迭。作為另一示例，金屬板400 可以被布置為在沿箭頭Y方向觀看時不與天線元件310的一個端部310A以及接地導(dǎo)體320的側(cè)端部320A和320B中的至少一個交迭。在該示例中，金屬板400可以被布置為在沿箭頭Y方向觀看時與天線300的除了那些部分中的至少一個之外的其余部分交迭。
[0108] [示例 1]
[0109] 作為根據(jù)上述實施例的天線300和金屬板400的示例，實行以下數(shù)值實驗。在該實驗中，供應(yīng)給作為倒F天線的天線300的電力被設(shè)為13[dBm]，而通信頻率被設(shè)為2.45[GHz]。作為由AET公司制造的電磁場仿真器的MW-STUDI0被用于計算。
[0110]圖8A和圖8B是用于示出用于根據(jù)本發(fā)明的示例1的天線300的計算模型的外觀圖。天線300由印刷布線板形成。圖8A是用于示出用于作為由印刷布線板形成的天線300的第一導(dǎo)體層的導(dǎo)體層301的計算模型的外觀圖。圖8B是用于示出用于作為由印刷布線板形成的天線300的第二導(dǎo)體層的導(dǎo)體層302的計算模型的外觀圖。注意，在示例1中，印刷布線板具有四層結(jié)構(gòu)，其具有四個導(dǎo)體層，并且第一導(dǎo)體層和第二導(dǎo)體層被示出在圖8A和圖8B中，而第三導(dǎo)體層和第四導(dǎo)體層未示出。
[0111] 布線的厚度被設(shè)為35[μπι]，第一和第二導(dǎo)體層之間的距離以及第三和第四導(dǎo)體層之間的距離均被設(shè)為0.2[mm]，第二和第三導(dǎo)體層之間的距離被設(shè)為0.91 [mm]，且電介質(zhì)材料的厚度被設(shè)為1.345[mm]。
[0112] 圖9是根據(jù)示例1的用于示出布置金屬板和天線的位置的視圖。圖25是根據(jù)本發(fā)明的比較示例1的用于示出布置金屬板和天線的位置的視圖。注意，圖25中示出的根據(jù)比較示例1的天線300X具有與根據(jù)示例1的天線300相同的配置。此外，圖25中示出的根據(jù)比較示例 1的金屬板400X與根據(jù)示例1的金屬板400的不同之處在于，金屬板400X的尺寸大于天線 300X的尺寸。換句話說，金屬板400X具有覆蓋整個天線300X的尺寸。
[0113] 注意，金屬板400和400X的厚度均被設(shè)為0.5[mm]。圖8A、圖8B、圖9和圖25中的每一個的尺寸被示出在表2中。
[0114] 表2
[0115]
[0118]
?0??9?~圖10是根據(jù)示例1的用于示出如何相對于人體模型布置金屬板和天線的透視圖^ 如圖10所示，人體模型1001、金屬板400和天線300被布置為使得它們的表面全部彼此平行。從人體模型1001到金屬板400的距離被設(shè)為1 [mm]，而從金屬板400到天線300的距離被設(shè)為 2[_]。為了計算SAR值，使用在國際標(biāo)準(zhǔn)測量中使用的人體模型1001的溶劑的材料常數(shù)，而電導(dǎo)率 σ被設(shè)為2[S/m]，相對磁導(dǎo)率被設(shè)為52.21，TanS被設(shè)為0.28,而材料密度P被設(shè)為 1000。金屬板400由不銹鋼形成，而電導(dǎo)率σ被設(shè)為ll〇〇〇〇〇[S/m]。為了計算SAR值，人體模型 1001內(nèi)的電場E被測量，而SAR值被計算為SAR[ W/Kg ] = E X E X ρ/σ。
[0120] 在人體模型1001被去除的狀態(tài)下計算通信性能，而輻射效率、方向性和傳輸系數(shù) 的三個指標(biāo)被計算作為通信性能。通過獲得在通信頻率處供應(yīng)給信號線330的電力與通過離天線300有l(wèi)[m]的點的所輻射電磁波的總電力之間的比率來計算輻射效率。通過獲得在通信頻率處在信號線330處的電力與通過離天線300有l(wèi)[m]的點的電磁波的總電力之間的比率并且沿著以天線300作為其中心的圓輸出該比率來計算方向性。通過考慮由于信號線 330與天線300之間的不匹配而發(fā)生的反射，獲得信號線330處的電力與供應(yīng)給天線300的電力之間的比率作為頻率特性來計算傳輸系數(shù)。
[0121] 在表3中，示出了通過計算SAR值和輻射效率而獲得的結(jié)果。注意，比較示例1對應(yīng) 于其中布置尺寸比天線300X大的金屬板400X的情況，而本發(fā)明的比較示例2對應(yīng)于其中未布置金屬板的情況。
[0122] 表3
[0123]
[0124] 圖11A是用于示出根據(jù)示例1的天線300的方向性的圖，圖11B是用于示出根據(jù)比較示例1的天線300的方向性的圖，而圖11C是用于示出根據(jù)比較示例2的天線300的方向性的圖。圖11D是根據(jù)示例1的用于示出如何相對于彼此布置金屬板400和天線300的視圖。此外，圖12A是用于示出根據(jù)示例1的天線300的傳輸系數(shù)的曲線圖，圖12B是用于示出根據(jù)比較示例1的天線300的傳輸系數(shù)的曲線圖，圖12C是用于示出根據(jù)比較示例2的天線300的傳輸系數(shù)的曲線圖。
[0125] 首先，從表3能明白，雖然通過應(yīng)用根據(jù)比較示例1的金屬板400X而顯著減小了SAR 值，但是輻射效率從_〇.4[dB](所供應(yīng)電力的91[%]被輻射)顯著地減小到-5.5[dB](所供應(yīng)電力的28 [ % ]被輻射）。
[0126] 相反，在示例1的配置中，在福射效率從-0.4 [ dB ]減小到-1.3 [ dB ](所供應(yīng)電力的 74[ % ]被輻射)時SAR值從2.4減小到0.8，因此抑制了輻射效率的降低。
[0127] 現(xiàn)在，同樣在比較示例1中，以與如圖11D所示的相對于彼此布置天線300和金屬板 400的方式相同的方式相對于彼此布置天線300X和金屬板400X，并且相互比較在以垂直于信號線330的方向為軸旋轉(zhuǎn)360度的方向上的所輻射的無線電波的方向性。
[0128] 在比較示例1的情況中，如圖11B所示，可以明白，輻射量在圍繞天線300的所有方向上減小，并且特別是，輻射量在其中布置金屬板400X的方向上顯著減小。相反，在比較示例2的配置中，如圖11C所示，類似于圖11A，天線300在所有方向上基本上均勻地輻射信號波。
[0129] 接下來，參考圖12A到圖12C中示出的傳輸系數(shù)，描述輻射效率降低的因素。在其中未布置金屬板的比較示例2中，如圖12A所示，傳輸系數(shù)在2.45[GHz]的通信頻率處具有峰值。在比較示例1的情況中，在2.68[GHz ]的頻率處，由于參考圖7A到圖7D描述的電勢變化，金屬板400X引起諧振現(xiàn)象，并且如圖12B所示，來自信號線330的能量在這個頻率處被有效地傳輸。作為其結(jié)果，在2.45[GHz]的通信頻率處很少電力被供應(yīng)到天線300,其降低輻射效率。
[0130] 相反，在比較示例2的配置中，如圖12C所示，雖然在約2.68[GHz]處傳輸能量，但是由于抑制了電勢變化，能夠抑制諸如在比較示例1中的金屬板400X中發(fā)生的單頻率處發(fā)生的諧振現(xiàn)象。結(jié)果，根據(jù)比較示例2,防止2.45[GHz]的通信頻率處的供應(yīng)給天線300的電力的顯著減小。
[0131] 從上述結(jié)果可以明白，根據(jù)示例1，在抑制通信性能(方向性和輻射效率)降低的同時，SAR值被減小。
[0132] 接下來，描述金屬板400被布置的位置和金屬板400的尺寸的定義。注意，天線300 的尺寸如圖8A和圖8B所示，并且被示出在表2中。
[0133] 為了減小SAR值，布置金屬板400，因此如表3所示，隨著金屬板400的尺寸相對于天線300變大，SAR值減小。另一方面，金屬板400的布置阻止來自天線300的無線電波的傳播，因此進(jìn)一步防止通信性能隨著金屬板400的尺寸相對于天線300變小而降低。換句話說，金屬板400的尺寸的下限主要與減小SAR值的效果有關(guān)，而其上限主要與防止通信性能的降低有關(guān)。
[0134] 注意，SAR值的閾值被設(shè)為1.6[W/kg]，其為國際標(biāo)準(zhǔn)。因此優(yōu)選的是，SAR值小于或等于1.6[W/kg]，1.6[W/kg]為閾值。此外，在通信性能方面，當(dāng)福射效率被提高為大于作為現(xiàn)有技術(shù)的比較示例1中所述的-5.5 [dB]時實現(xiàn)了效果。在該示例中，通過將-2.5 [dB](所供應(yīng)電力的56 [ % ]被福射)和-0 · 75 [dB](所供應(yīng)電力的84[ % ]被福射)的值設(shè)為閾值來描述金屬板的尺寸，-2.5 [ dB ]對應(yīng)于兩倍提高的量，而-0.75 [ dB ]對應(yīng)于三倍提高的量。
[0135] 圖13A是用于示出電場強的區(qū)域的視圖，而圖13B是用于示出磁場強的區(qū)域的視圖。在圖13A中，電場最強（電場強度最大）的區(qū)域R11和R12由實線指出，而電場第二強的區(qū) 域R13由虛線指出。
[0136] 區(qū)域R11在沿箭頭Y方向觀看時是包括天線元件310的一個端部310A及其附近的區(qū) 域，區(qū)域R12在沿箭頭Y方向觀看時是包括接地圖案321的端部321A及其附近的區(qū)域。此外，區(qū)域R13是包括接地圖案322的端部322B及其附近的區(qū)域。
[0137] 此外，在圖13B中，其中磁場最強(磁場強度最大）的區(qū)域R21由實線指出，而其中磁場第二強的區(qū)域R22由虛線指出。此外，電流的方向由圖13B中的箭頭指出。區(qū)域R22是與區(qū) 域R21相比在箭頭Z方向上更接近天線元件310的一個端部310A的區(qū)域。當(dāng)金屬板400的面積和布置位置被設(shè)定為使得金屬板400不遮蔽圖13A中示出的區(qū)域R11、R12和R13而遮蔽圖13B 中示出的區(qū)域R21和R22時，它是有效的。
[0138] (實驗不例1-1)
[0139] 圖14是根據(jù)示例1的用于示出用于天線和金屬板的計算模型的外觀圖。如圖14所示，在金屬板400中，切去部（cutout)被形成在天線元件310的一個端部310A側(cè)、接地圖案 321的端部321A側(cè)和接地圖案322的端部322B側(cè)。在天線元件310的一個端部310A側(cè)形成的切去部的在箭頭Z方向上的切去長度由Z1表示。在接地圖案321的端部321A側(cè)形成的切去部的在箭頭Z方向上的切去長度由Z3表示。在接地圖案322的端部322B側(cè)形成的切去部的在箭頭Z方向上的切去長度由Z2表示。在與天線元件310的一個端部310A相對一側(cè)形成的切去部的在箭頭Z方向上的切去長度由Z4表示。
[0140]如上所述，天線300的其中電場強的區(qū)域是其中阻抗高的作為天線元件310的開放端部的一個端部310A以及接地圖案的兩個端部（即，端部321A和322B)。通信性能的降低可以通過避免在那些區(qū)域之上布置金屬板400來防止。
[0141] 圖15A是用于示出在圖14的計算模型中改變Z1時獲得的SAR值的曲線圖。圖15B是用于示出在圖14的計算模型中改變Z1時獲得的輻射效率的曲線圖。
[0142] 在圖15A和圖15B中，當(dāng)在圖14所示的金屬板400中在Z2、Z3和Z4均被設(shè)為0[mm]而 Z5被設(shè)為15 [mm]的狀態(tài)下改變Z1時，獲得仿真結(jié)果。在天線元件310的一個端部310A側(cè)的切去部的面積由尺寸Z1和尺寸b 1確定。當(dāng)依據(jù)其閾值評價SAR值時，如圖15A所示，當(dāng)尺寸Z1為 38[mm]或更小時，SAR值為閾值1.6[W/Kg]或更小。其中Zl = 38[mm]的點為其中離作為天線元件310的開放端部的一個端部310A的距離為約14[mm]的點。天線元件310的長度為28.85 [mm]，并且其中Zl=38[mm]的點對應(yīng)于約天線元件長度的一半的距離。在天線元件310中，磁場在接地圖案322和天線元件310連接的一側(cè)強，并且磁場強度隨著離一個端部310A的距離減小而衰減。為了將SAR值減小到標(biāo)準(zhǔn)值或更小，Z1需要被設(shè)為38[mm]或更小，其中38 [mm]對應(yīng)于天線元件長度的中間點。此外，如圖15B所示，當(dāng)Z1變?yōu)?4[mm](其中金屬板400 的一邊與天線元件310的一個端部交迭)或更多時，輻射效率開始陡峭地提高。當(dāng)尺寸Z1為 35[mm]或更大時，輻射效率變?yōu)?2.5[dB]，其對應(yīng)于兩倍提高的量。在切去部的面積由尺寸 Z1和尺寸b 1確定的情況下，不能獲得輻射效率三倍提高的效果。
[0143]總之，當(dāng)在尺寸Z1落入大于等于35 [mm]且小于等于38 [mm]的范圍內(nèi)的情況下在金屬板400中形成切去部時，能夠在提高通信性能兩倍的同時減小SAR值。
[0144] (實驗示例1-2)
[0145] 接下來，在圖14中形成其面積由Z4=15[mm]和bl確定的切去部的狀態(tài)下改變切去長度Z1時獲得的SAR值被示出在圖16A中，并且在該情況下獲得的輻射效率被示出在圖16B 中。換句話說，圖16A是用于示出在圖14的計算模型中改變Z1并且Z4的值被設(shè)定為15[mm]時獲得的SAR值的曲線圖，而圖16B是用于示出在圖14的計算模型中改變Z1并且Z4的值被設(shè)定為15[mm]時獲得的輻射效率的曲線圖。如圖16A所示，類似于圖15A，當(dāng)尺寸Z1為38[mm]或更小時，SAR值為閾值1.6[W/Kg]或更小。在Z1變?yōu)?4[mm](其中金屬板400的一邊與天線元件 310的一個端部310A交迭)或更大時輻射效率開始陡峭地提高。根據(jù)那些結(jié)果得到，即使在與天線元件310的一個端部310A相對一側(cè)形成切去部時，SAR值和輻射效率也不受所形成的切去部的影響。
[0146] (實驗示例2)
[0147] 圖17A是用于示出在圖14的計算模型中改變Z2時獲得的SAR值的曲線圖。圖17B是用于示出在圖14的計算模型中改變Z2時獲得的輻射效率的曲線圖。
[0148] 在圖17A和圖17B中，當(dāng)在圖14所示的金屬板400中在尺寸Z1、Z3、Z4和Z5被分別設(shè) 為29.1[_]、0[_]、0[111111]和15[_]的狀態(tài)下改變22時，獲得仿真結(jié)果。在接地圖案322的端部322B側(cè)的切去部的面積由尺寸Z2和尺寸Π 確定。其面積由尺寸Z1確定的切去部被形成，并且因此當(dāng)Z2為0[mm]時，SAR值被減小到0·4[W/Kg]，盡管減小的量較小。當(dāng)Z2為0[mm]時，輻射效率為-4.2[dB]，因此獲得了提高輻射效率的效果，盡管提高的量較小。當(dāng)依據(jù)其閾值評價SAR值時，如圖17A所示，當(dāng)尺寸Z2為32[mm]或更小時SAR值為閾值1.6[W/Kg]或更小。Z2 = 32[mm]處的點對應(yīng)于天線元件310和接地圖案322連接處的部分，其是磁場強的區(qū)域。當(dāng) 所形成的切去部的數(shù)量為兩個時，這個點對應(yīng)于Z2的上限。此外，如圖17B所示，當(dāng)Z2變?yōu)?5 [mm](其中金屬板400的一邊與接地圖案322的端部322B交迭)或更多時，輻射效率開始提高。當(dāng)尺寸Z2變?yōu)?2[mm]或更大時，輻射效率變?yōu)?2.5[dB]，其對應(yīng)于兩倍提高的量。此外，當(dāng)尺寸Z2變?yōu)?2[mm]或更大時，輻射效率變?yōu)?0.75[dB]，其對應(yīng)于三倍提高的量。
[0149] 總之，當(dāng)在尺寸Z2落入大于等于22[mm]且小于等于32[mm]的范圍內(nèi)的情況下在金屬板400中形成切去部時，能夠在提高通信性能兩倍的同時減小SAR值。此外，可以明白，當(dāng) 在尺寸Z2被設(shè)為32 [mm]的情況下在金屬板400中形成切去部時，能夠在提高通信性能三倍的同時減小SAR值。將能獲得提高輻射效率兩倍或更多的效果的形狀相互比較，在其中如圖 16A和圖16B的情況中那樣形成一個切去部的形狀中，下限和上限之間的范圍為3[mm]。相反，在其中如圖17A和圖17B的情況中那樣形成兩個切去部的形狀中，下限和上限之間的范圍為10[_]，因此可以明白形狀方面的自由度增強。
[0150] (實驗示例3)
[0151] 圖18A是用于示出在圖14的計算模型中改變Z3時獲得的SAR值的曲線圖。圖18B是用于示出在圖14的計算模型中改變Z3時獲得的輻射效率的曲線圖。
[0152] 在圖18A和圖18B中，當(dāng)在圖14所示的金屬板400中在尺寸Z1、Z2、Z4和Z5被分別設(shè) 為29.1[_1]、0[111111]、0[111111]和15[111111]的狀態(tài)下改變23時，獲得仿真結(jié)果。在接地圖案321的端部321A側(cè)的切去部的面積由尺寸Z3和尺寸Π 確定。當(dāng)依據(jù)其閾值評價SAR值時，如圖18A所示，當(dāng)尺寸Z3為35[mm]或更小時，SAR值為閾值1.6[W/Kg]或更小。類似于圖15A和圖15B，在 Zl = Z3 = 38[mm]的點處，離天線元件310的一個端部310A的距離為約14[mm]，其為天線元件 310的長度的約一半。為了將SAR值減小到標(biāo)準(zhǔn)值或更小，Z3需要被設(shè)為38[mm]或更小，其中 38[_]對應(yīng)于天線元件310的中間點。在圖18A和圖18B中，作為在Z1和Z3兩部分中形成切去部的結(jié)果，發(fā)生小量的誤差，其中Z3需要被設(shè)為35[mm]或更小以便實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)值，但是Z3需要被設(shè)為中間點或更小，類似于圖15A和圖15B。此外，如圖18B所示，當(dāng)Z3變?yōu)?5[mm](其中金屬板400的一邊與接地圖案321的端部321A交迭)或更大時，輻射效率開始提高。當(dāng)尺寸Z3變為18[mm]或更大時，輻射效率變?yōu)?2.5[dB]，其對應(yīng)于兩倍提高的量。此外，當(dāng)尺寸Z3變?yōu)?38 [mm]或更大時，輻射效率變?yōu)?0.75 [ dB ]，其對應(yīng)于三倍提高的量。
[0153] 總之，當(dāng)在尺寸Z3落入大于等于18[mm]且小于等于34[mm]的范圍內(nèi)的情況下在金屬板400中形成切去部時，能夠在提高通信性能兩倍的同時減小SAR值。此外，在切去部的面積由尺寸Z3和尺寸Π 確定的情況下，不能獲得提高輻射效率三倍的效果。將能獲得提高輻射效率兩倍或更多的效果的形狀相互比較，在其中如圖17A和圖17B的情況中那樣形成Z2部分的一個切去部的形狀中，下限和上限之間的范圍為l〇[mm]。相反，在其中如圖18A和圖18B 的情況中那樣形成Z3部分的兩個切去部的形狀中，下限和上限之間的范圍為16[mm]，因此可以明白形狀方面的自由度增強。
[0154] (實驗示例4)
[0155] 圖19A是用于示出在圖14的計算模型中改變Z2時獲得的SAR值的曲線圖。圖19B是用于示出在圖14的計算模型中改變Z2時獲得的輻射效率的曲線圖。
[0156] 在圖19A和圖19B中，當(dāng)在圖14所示的金屬板400中在尺寸Z1、Z3、Z4和Z5被分別設(shè) 為29.1[臟]、17.1[111111]、0[111111]和15[111111]的狀態(tài)下改變22時，獲得仿真結(jié)果。在接地圖案322 的端部322B側(cè)的切去部的面積由尺寸Z2和尺寸Π 確定。當(dāng)依據(jù)其閾值評價SAR值時，如圖 19A所示，當(dāng)尺寸Z2為38[mm]或更小時，SAR值為閾值1.6[W/Kg]或更小。在這個連接中，當(dāng)形成三個切去部時，可以明白，與其中形成兩個切去部的圖18A和圖18B的情況相比，Z2的部分能夠被切去至更大程度。SAR值與磁場的傳播量成比例，并且在磁場以局部集中的方式傳播時變得更大。當(dāng)形成兩個切去部時，磁場在集中于形成切去部的那些側(cè)的同時傳播，因此必須覆蓋其中天線元件310與接地圖案322連接的部分和信號線330兩者。相反，當(dāng)形成三個切去部時，磁場從Z3部分的切去部傳播，因此當(dāng)在圖17A和圖17B與圖19A和圖19B中在Z2=15 [mm]處比較SAR值時，在形成三個切去部時SAR值更高。此外，當(dāng)在Z2側(cè)形成切去部時，可以明白不發(fā)生磁場的局部集中，因為磁場從Z3和Z2兩部分傳播，并且SAR值為閾值或更小，只要僅僅覆蓋信號線330即可。此外，如圖19B所示，當(dāng)尺寸Z2變?yōu)?[mm]或更大時，輻射效率變為-2.5[dB]，其對應(yīng)于兩倍提高的量。另外，當(dāng)尺寸Z2變?yōu)?3[mm]或更大時，輻射效率變?yōu)?0.75[dB]，其對應(yīng)于三倍提高的量。
[0157] 總之，當(dāng)在尺寸Z2落入大于等于0[mm]且小于等于38[mm]的范圍內(nèi)的情況下在金屬板400中形成切去部時，能夠在提高通信性能兩倍的同時減小SAR值。此外，當(dāng)在尺寸Z2落入大于等于33[mm]且小于等于38[mm]的范圍內(nèi)的情況下在金屬板400中形成切去部時，能夠在提高通信性能三倍的同時減小SAR值。將能獲得提高輻射效率三倍或更多的效果的形狀相互比較，在其中如圖17A和圖17B的情況中那樣形成Z2部分的切去部的形狀中，下限和上限之間的范圍為〇[mm]。相反，在其中如圖19A和圖19B的情況中那樣形成三個切去部的形狀中，下限和上限之間的范圍為5[mm]，因此可以明白形狀方面的自由度增強。
[0158] 注意，在圖4中，金屬板400的邊402、403和406與依據(jù)SAR值的磁場強的位置有關(guān)。因此，SAR值隨著金屬板400的尺寸變大而減小。
[0159] (實驗示例5)
[0160] 圖20是用于示出在圖14的計算模型中改變Z5時獲得的SAR值的曲線圖。具體地，圖 20是用于示出在尺寸Z1、Z2、Z3和Z4被分別設(shè)為29.1[臟]、28[111111]、15[111111]和0[111111]并且在圖 14中示出的金屬板400中尺寸Z5在從0 [mm]到15 [mm]的范圍內(nèi)變化時獲得的SAR值的曲線圖。如圖20所示，可以明白，SAR值隨著尺寸Z5變大而減小。
[0161]考慮金屬板400在無線通信設(shè)備201中的實際應(yīng)用，金屬板400在箭頭X方向上的尺寸的下限被設(shè)為從天線元件310在箭頭X方向上的端部到接地圖案321和322在箭頭X方向上的端部的距離，并且其上限被設(shè)為該距離的兩倍。
[0162] [第二實施例]
[0163] 接下來，描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的無線通信設(shè)備。圖21是用于示出根據(jù)本發(fā) 明第二實施例的無線通信設(shè)備的示意性配置的透視圖。注意，與第一實施例中描述部件的相同的部件由相同的附圖標(biāo)記表示，而其描述被省略。
[0164] 無線通信設(shè)備201A包括外殼103、天線300、具有板形狀且用作阻擋部件的金屬板 500和電池109,天線300、金屬板500和電池109被布置在外殼103內(nèi)。
[0165] 圖22A和圖22B是用于示出流過天線元件310的電流和天線元件310附近的磁場分布的概念圖。圖22A是用于示出在金屬板Μ的端部不被折疊時獲得的在天線元件310和人體 Bo之間的磁場分布的圖。圖22Β是用于示出在金屬板Μ的端部被折疊時獲得的在天線元件 310和人體Bo之間的磁場分布的圖。
[0166] 在上述實施例的描述中，對于圖4中示出的邊402、403和406，SAR值隨著它們的尺寸變大而減小。這是因為，在圖6C所示的磁場分布的情況下，隨著金屬板的尺寸變大，如圖 22A所示，從金屬板Μ的端部泄露到人體Bo的磁場的量減小。
[0167] 然而，由于無線通信設(shè)備的外殼103的尺寸的限制，在有些情況下具有大尺寸的金屬板不能被布置在外殼103中。鑒于此，在第二實施例中，為了減小從金屬板500的端部泄露到人體Bo的磁場的量，如圖22B所示，金屬板500的端部500A被朝向天線300側(cè)折疊，從而圍繞天線300的末端。在該結(jié)構(gòu)的情況下，金屬板500的面積可以被減小而同時SAR值被減小。
[0168] 圖23A是用于示出圖21中如何相對于彼此布置天線300和金屬板500的平面圖。圖 23B是用于示出圖21中如何相對于彼此布置天線300和金屬板500的側(cè)視圖。圖23A和圖23B 是用于示出通過改變圖9的金屬板400的尺寸以形成在圖4中示出的金屬板400的邊402、403 和406中的每一個中具有高度j2和厚度k2的折疊結(jié)構(gòu)而形成的金屬板500的外觀圖。在表4 中，這個計算模型的尺寸被示出。
[0169] 表4
[0170]
[0171] 為了比較，表5中示出了在布置圖9和表2的條件下形成的金屬板、圖21的條件下形成的金屬板和圖21的條件下形成且具有通過去除折疊結(jié)構(gòu)獲得的形狀的金屬板時獲得的 SAR值的結(jié)果。
[0172] 表5
[0173]
[0174]根據(jù)那些結(jié)果，可以明白，即使在金屬板的面積小時，也可以通過形成折疊結(jié)構(gòu)來減小SAR值。
[0175][其它實施例]
[0176] 注意，本發(fā)明不限于上述的實施例，而能在本發(fā)明的技術(shù)概念內(nèi)以各種方式進(jìn)行修改。
[0177] 在上述的實施例中，具有四邊形形狀的金屬板被切去以形成金屬板400或500,并且通過使用與天線元件310以及接地圖案321和322的坐標(biāo)系相同的坐標(biāo)系來確定切去部的尺寸。然而，本發(fā)明不限于這一配置。
[0178] 圖24A和圖24B是用于示出金屬板的變型示例的說明圖。如圖24A所示，具有矩形形狀的金屬板600可以相對于天線300傾斜地被布置。作為另一示例，如圖24B所示，可以采用具有圓形形狀的金屬板700。此外，雖然在上述描述中從其測量SAR值的金屬板400的表面是僅一側(cè)，但是例如，當(dāng)SAR值在外部連接器108的方向上也高時，金屬板可以具有三維形狀，其中金屬板600或700類似于金屬板500在連接器側(cè)被折疊。
[0179] 此外，在上述的實施例中，描述了其中用作無線裝置的1C 105連接到天線300而信號波經(jīng)由天線300發(fā)送的情況，但是本發(fā)明不限于此情況。無線裝置可以被進(jìn)一步配置為能夠經(jīng)由天線300發(fā)送/接收信號波。
[0180] 此外，在上述的實施例中，描述了其中天線300是倒F天線的情況，但是本發(fā)明不限于此情況。天線例如可以是單極天線或者倒L天線。在該情況下，天線元件的一個端部開放，而從無線裝置延伸的一對信號線纜被連接在天線元件的另一端部和接地導(dǎo)體之間。
[0181] 此外，在上述的實施例中，描述了其中接地導(dǎo)體320被分成接地圖案321和接地圖案322的情況，但是本發(fā)明不限于此情況。接地圖案可以是其中接地圖案321和接地圖案322 被一體化形成的接地圖案。在該情況下，接地圖案323 (和通孔324)可以被省略。
[0182] 此外，在上述的實施例中，描述了其中天線由印刷布線板形成的情況，但是本發(fā)明不限于此情況。例如，天線可以通過折疊金屬板而被形成為三維形狀。
[0183] 此外，在上述的實施例中，描述了圖像拾取設(shè)備作為電子設(shè)備的示例，但是本發(fā)明不限于此。本發(fā)明可應(yīng)用于安裝有無線通信設(shè)備的任何電子設(shè)備。
[0184] 根據(jù)本發(fā)明，可以減小SAR值而同時減小天線中的電磁波的方向性的偏向并且同時增強通信頻率處的電磁波的輻射效率。
[0185]雖然已經(jīng)參考示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實施例。以下權(quán)利要求的范圍將被給予最寬的解釋從而包括所有這樣的修改、等同的結(jié)構(gòu)與功能。
【主權(quán)項】
1. 一種無線通信設(shè)備，其特征在于，包括：天線，包括：具有開放的一個端部的天線元件；以及要被用作地的接地導(dǎo)體，所述天線元件的另一個端部連接到所述接地導(dǎo)體；無線裝置，連接到所述天線；以及阻擋部件，被布置為與所述天線相對，并且被配置為阻擋電磁波，其中所述阻擋部件被布置為，在從阻擋部件側(cè)沿朝向天線的方向的平面圖中，至少避免與所述天線元件的所述一個端部交迭，而與所述天線元件的所述另一個端部交迭。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信設(shè)備，其中所述阻擋部件被布置為，在從阻擋部件側(cè)沿朝向天線的方向的平面圖中，至少避免與從中間點到所述天線元件的所述一個端部的區(qū)域交迭，所述中間點為天線元件的沿著天線元件從天線元件的所述一個端部到其中天線元件與接地導(dǎo)體連接的部分的尺寸的中間點。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信設(shè)備，其中，在從阻擋部件側(cè)沿朝向天線的方向的平面圖中，天線元件被形成為其中天線元件朝向接地導(dǎo)體側(cè)折疊的L形狀，其中接地導(dǎo)體包括位于天線元件的開放的一個端部側(cè)的第一側(cè)端部以及位于與天線元件的開放的一個端部側(cè)相對的一側(cè)的第二側(cè)端部，以及其中，在從阻擋部件側(cè)沿朝向天線的方向的平面圖中，阻擋部件被布置為避免與第一側(cè)端部和第二側(cè)端部中的至少一個交迭。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線通信設(shè)備，其中所述天線元件的所述另一個端部短路到所述接地導(dǎo)體，并且信號線連接到位于所述一個端部和所述另一個端部之間的天線元件的一部分，以及其中，在從阻擋部件側(cè)沿朝向天線的方向的平面圖中，阻擋部件被布置為與其中信號線和天線元件連接的部分交迭。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信設(shè)備，其中所述天線元件的所述另一個端部短路到所述接地導(dǎo)體，并且信號線連接到位于所述一個端部和所述另一個端部之間的天線元件的一部分，以及其中，在從阻擋部件側(cè)沿朝向天線的方向的平面圖中，阻擋部件還被布置為與信號線交迭。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線通信設(shè)備，其中所述天線包括印刷布線板，所述印刷布線板包括第一導(dǎo)體層和第二導(dǎo)體層，所述第二導(dǎo)體層通過絕緣體層居間而與第一導(dǎo)體層相鄰，其中所述天線元件和所述信號線被形成在第一導(dǎo)體層上，其中所述接地導(dǎo)體包括第一接地圖案和第二接地圖案以及第三接地圖案，所述第一接地圖案和所述第二接地圖案被形成在第一導(dǎo)體層上在所述信號線的兩側(cè)，所述第三接地圖案被形成在第二導(dǎo)體層上并且電連接到所述第一接地圖案和所述第二接地圖案，其中所述天線元件的所述一個端部鄰近第一接地圖案，并且所述天線元件的所述另一個端部連接到第二接地圖案，其中所述第一側(cè)端部包括第一接地圖案的端部，所述第一接地圖案的所述端部位于第一接地圖案的與鄰近在布線方向上延伸的信號線的第一接地圖案的一側(cè)相對的另一側(cè)，以及其中所述第二側(cè)端部包括第二接地圖案的端部，所述第二接地圖案的所述端部位于第二接地圖案的與鄰近在布線方向上延伸的信號線的第二接地圖案的一側(cè)相對的另一側(cè)。7. -種無線通信設(shè)備，其特征在于，包括：天線，包括：具有開放的一個端部的天線元件；以及要被用作地的接地導(dǎo)體，所述天線元件的另一個端部連接到所述接地導(dǎo)體；無線裝置，連接到所述天線；以及阻擋部件，被布置為與所述天線相對，并且被配置為阻擋電磁波，其中所述阻擋部件被布置為，在從阻擋部件側(cè)沿朝向天線的方向的平面圖中，至少避免與所述天線的電場強度最大的位置交迭。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線通信設(shè)備，其中所述阻擋部件被形成為板形狀，以及其中所述阻擋部件具有端部，所述端部朝向天線側(cè)折疊使得圍繞所述天線。9. 一種電子設(shè)備，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求1-8中的任何一個所述的無線通信設(shè) 備。
【文檔編號】H01Q17/00GK105896097SQ201610085023
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月15日
【發(fā)明人】青木誠, 安倍大樹
【申請人】佳能株式會社

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