CN102738584A - 一种降低数据卡sar值的终端天线及其成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种降低数据卡SAR值的终端天线及成型方法,其中,终端天线为与数据卡连接的环形天线结构,环形天线结构至少包含两段平行槽线,平行槽线中电流流动方向相反。本发明环形设置降低了无线终端产品的SAR值,同时能够实现整个带宽,通过改变环的走线形式,还能够在保证带宽的情况下,降低预定频段SAR值的目的。
Description
技术领域
本发明涉及移动终端领域,具体是一种降低数据卡SAR值的终端天线及其成型方法。
背景技术
随着无线技术的发展,通过无线Modem上网已越来越常见,特别是数据卡类产品具有携带方便且能够不受时间地点限制的优点,非常适合应用于便携式电脑中。但是,由于数据卡类产品体积较小,紧贴人体放置必然会对人体造成伤害。国际上普遍采用电磁波吸收比值SAR(Specific Absorption Rate)来评估电磁辐射对人体造成的伤害。目前,数据卡SAR值已经成为衡量其性能的一项重要指标。传统的降低SAR值的方法主要有贴吸波材料、降低传导功率或者降低天线效率,但在以上方法中,吸波材料成本较高,而后两者会降低天线OTA(Over the air,空中下载技术)性能。另外,随着无线终端技术尤其是3G以上频段在数据卡产品上的开发应用不断发展,且采用传统降低SAR值的方法效果并不理想,导致数据卡SAR值的问题已经越来越严重了。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种数据卡终端天线,旨在实现降低数据卡SAR值的目的。
为了达到上述目的,本发明提出一种降低数据卡SAR值的终端天线,包括所述终端天线为环形天线结构,所述环形天线结构至少包含两段平行槽线,所述平行槽线中电流流动方向相反。
优选地,所述终端天线的高频部分为环形天线结构。
优选地,所述终端天线为双环形天线结构,每个环形分别实现不同频段的带宽。
优选地,所述发射频段为LTE band7频段。
本发明还提出一种数据卡终端天线的成型方法,包括以下步骤:
将所述终端天线成型为环形天线结构,所述环形天线结构至少包含两段平行槽线,所述平行槽线中电流流动方向相反。
优选地,设置所述终端天线的高频部分为环形天线结构。
优选地,设置所述终端天线为双环形天线结构,每个环形分别实现不同频段的带宽。
优选地,所述发射频段为LTE band7频段。
本发明通过采用环形设置降低了无线终端产品的SAR值,同时能够实现整个带宽,通过对环位置的设定,在保证带宽的情况下,降低预定频段SAR值的目的。
附图说明
图1为本发明提供的终端天线一实施例的结构示意图;
图2为本发明提供的终端天线一实施例中的结构示意图;
图3为图2所示环形天线高频部分的结构示意图;
图4为图3所示环形天线低频部分的结构示意图;
图5为本发明提供的终端天线另一实施例中的结构示意图;
图6为本发明提供的终端天线再一实施例中的结构示意图
图7为本发明提供的终端天线又一实施例中的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例解决方案主要是:在终端上采用环形天线结构代替传统的单极子/IFA天线,来实现工作带宽,同时降低数据卡SAR值。。
本发明实施例提出一种降低数据卡SAR值的终端天线,该终端天线采用环形天线结构,与数据卡相连接,其中环形天线结构至少包含两段平行槽线,平行槽线中电流方向相反。该环形天线与数据卡连接,实现数据卡天线带宽。如图1所示,为本发明一实施例中的环形天线结构示意图。当天线工作时,环形天线枝节上的电流分布图如图1所示,环形天线与数据卡主板连接的位置为天线馈电点,该环形天线缝隙两边的电流方向正好相反,电流流动的方向各异,使得在近场相互叠加抵消,分散SAR值能量,从而带来SAR值的减小。
由于环形天线枝节上的的电流可视为由多个小电流元组成,取某一段槽线两侧的电流元I1和I2,如图1所示,以电流元I1和I2反相的情形为例,根据短电偶极子场的基本理论,两个电流元所产生的场分别为
电流元I1所产生的场为
Hr1=Hθ1=0
电流元I2所产生的场为
Hr2=Hθ2=0
由电流元I1和I2所产生的场叠加为
Hr=Hθ=0
当两个电流元等值反向,即I1=-I2时,Er=Eθ=Hφ=Hr=Hθ=0。
此时在终端天线投影区正上方的电场强度最小,几乎为零。电场大小决定了SAR值的大小,因此,降低了电场的大小后,也实现了降低SAR值的目的。
终端天线的带宽分为高频和低频两个部分,当采用传统单极子天线实现整个带宽时,通过长枝节实现低频、通过短枝节实现高频,例如,低频部分的带宽可以为704-894MHz,高频部分的带宽可以为1710-2690MHz。而对于数据卡来说,SAR值问题主要集中于高频部分,当高频部分采用单极子天线时,天线为不平衡馈电,高频枝节上的电流单向流动,造成SAR值很高。因此,在又一实施例中,采用图2所示的环形天线结构,仅对高频部分采用环形天线结构(如图3所示),而对低频仍然采用传统的单极子天线(如图4所示),可以只对原有的终端天线进行部分的改变,节约了成本。
更为具体的,在前述实施例的基础上,另一实施例中,根据公式获取到环形天线对应的波长λ,环形天线的总长度为发射频段的波长对应的物理长度,不同物理长度的环形天线对应不同发射频段,其中fm为环形天线对应的发射频段的中心频点,c为空气中的光速,ε为天线支架的介电常数。例如,环形天线中平行槽线的长度可以设置为接近环形天线总长度的一半。对于LTE(Long Term Evolution,长期演进)band7频段的发射部分2500-2570MHz的SAR值特别高,为了降低该频段的SAR值,对该频段即高频部分采用了环形天线结构,对该频段以外的低频部分采用传统的单极子天线。具体设计方法为:对应band7发射频段(2500-2570MHz)的中心频点为fm,则根据公式λm=c/fm(c为空气中的光速)得到空气中对应的波长,根据天线支架介质的介电常数ε,得到该环形天线对应的波长为
由于环形天线为谐振天线,带宽有限,因此,如图5所示,前述实施例的基础上,另一实施例中,对于band7频段采用区域I中的环形结构来实现,对除band7以外的其它高频部分,采用区域II中的环形天线结构来实现。这样,两个环除了谐振各自部分的带宽外,相互之间还具有一定的耦合作用,进一步展宽了环形天线高频部分带宽。同理,还可以设计其它双环形天线结构,各环形天线谐振不同频段的带宽,以展宽整个终端天线的带宽,使得环形天线的适应范围更广。
总之,在其他具体的实施例中,利用以上公式和原理,还可以包括其他环分布位置的天线形式。例如,图6和图7所示的另两种天线结构,通过改变环的走线形式,能够在保证带宽的同时,降低预定频段SAR值的目的。
本发明提出的终端天线,采用环形设置降低了无线终端产品的SAR值,同时能够实现整个带宽,通过对环走线形式的设定,还能够在保证带宽的情况下,实现降低预定频段SAR值的目的。
本发明还提出一种数据卡终端天线的成型方法,将终端天线成型为环形天线结构,该环形天线结构至少包含两段平行槽线,平行槽线中电流流动方向相反,将该环形天线与数据卡主板连接,实现数据卡天线带宽。如图1所示,为本发明一实施例中的环形天线结构示意图。当天线工作时,环形天线枝节上的电流分布图如图1所示,环形天线与数据卡主板连接的位置为天线馈电点,该环形天线缝隙两边的电流方向正好相反,电流流动的方向各异,使得在近场相互叠加抵消,分散SAR值能量,从而带来SAR值的减小。
终端天线的带宽分为高频和低频两个部分,当采用传统单极子天线实现整个带宽时,通过长枝节实现低频、通过短枝节实现高频,例如,低频部分的带宽可以为704-894MHz,高频部分的带宽可以为1710-2690MHz。而对于数据卡来说,SAR值问题主要集中于高频部分,当高频部分采用单极子天线时,天线为不平衡馈电,高频枝节上的电流单向流动,造成SAR值很高。因此,在又一实施例中,采用图2所示的结构成型环形天线,仅对高频部分采用环形天线结构(如图3所示),而对低频仍然采用传统的单极子天线(如图4所示),可以只对原有的终端天线进行部分的改变,节约了成本。
更为具体的,在前述实施例的基础上,另一实施例中,根据公式获取到环形天线对应的波长λ,环形天线的总长度为发射频段的波长对应的物理长度,不同物理长度的环形天线对应不同发射频段,其中fm为环形天线对应的发射频段的中心频点,c为空气中的光速,ε为天线支架的介电常数。例如,环形天线中平行槽线的长度可以设置为接近环形天线总长度的一半。对于LTE(Long Term Evolution,长期演进)band7频段的发射部分2500-2570MHz的SAR值特别高,为了降低该频段的SAR值,对该频段即高频部分采用了环形环形天线结构,对该频段以外的低频部分采用传统的单极子天线。具体设计方法为:对应band7发射频段(2500-2570MHz)的中心频点为fm,则根据公式λm=c/fm(c为空气中的光速)得到空气中对应的波长,根据天线支架介质的介电常数ε,得到该环形天线对应的波长为
由于环形天线为谐振天线,带宽有限宽,因此,如图5所示,在前述实施例的基础上,另一实施例中,对于band7频段采用区域I中的环形结构来实现,对除band7以外的其它高频部分,采用区域II中的环形天线结构来实现。这样,两个环除了谐振各自部分的带宽外,相互之间还具有一定的耦合作用,进一步展宽了环形天线高频部分带宽。同理,还可以设计其它双环形天线结构,各环形天线谐振不同频段的带宽,以展宽整个终端天线的带宽,使得环形天线的适应范围更广。
总之,在其他具体的实施例中,利用以上公式和原理,还可以包括其他环分布位置的天线形式。例如,以图6和图7所示的天线结构分别成型另两种终端天线,通过改变环的走线形式,能够在保证带宽的同时,降低预定频段SAR值的目的。
本发明提出的数据卡终端天线成型方法,采用环形设置降低了无线终端产品的SAR值,同时能够实现整个带宽,通过对环走线形式的设定,还能够在保证带宽的情况下,实现降低预定频段SAR值的目的。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种降低数据卡SAR值的终端天线,其特征在于,所述终端天线为与数据卡连接的环形天线结构,所述环形天线结构至少包含两段平行槽线,所述平行槽线中电流流动方向相反。
2.根据权利要求1所述的终端天线,其特征在于,所述终端天线的高频部分为环形天线结构。
3.根据权利要求2所述的终端天线,其特征在于,所述终端天线为双环形天线结构,每个环形分别实现不同频段的带宽。
5.根据权利要求4所述的终端天线,其特征在于,所述发射频段为LTEband7频段。
6.一种数据卡终端天线的成型方法,其特征在于,包括以下步骤:
将所述终端天线成型为环形天线结构,所述环形天线结构至少包含两段平行槽线,所述平行槽线中电流流动方向相反。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,设置所述终端天线的高频部分为环形天线结构。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,设置所述终端天线为双环形天线结构,每个环形分别实现不同频段的带宽。
10.根据权利要求9所述的终端天线,其特征在于,所述发射频段为LTEband7频段。
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