TWI487194B - Method of reducing load current and electronic device - Google Patents

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Description

降低負載電流的方法及電子裝置
本發明是有關於一種降低負載電流的方法，特別是指一種可降低負載特定頻帶電流的方法。
由於人體長期暴露於電磁波的環境下可能會造成人體某種程度的傷害，美國聯邦通訊委員會(Federal Communications Commission；FCC)目前規定手持式無線裝置須通過特定吸收率(Specific absorption rate；SAR)的檢測標準。一般在天線(Antenna)的設計上，當特定吸收率超過檢測標準時常以下面兩種方式降低流入天線的電流以降低特定吸收率：第一，降低操作功率，第二，在電流路徑上串聯電阻值。然而以降低操作功率的方式可能會造成天線或射頻電路的其他認證測項無法通過。而在電流路徑上串聯電阻值的方式則會造成全頻帶的電流皆降低，無法控制僅於特定頻帶降低電流值。因此，如何發展出一種能夠於特定頻帶降低負載電流的方法，遂成為本發明進一步要探討的主題。
因此，本發明之目的，即在提供一種可以於特定頻帶降低負載電流的方法。
本發明之另一目的，即在提供一種可以於特定頻帶降低負載電流的電子裝置。
於是，本發明降低負載電流的方法，包含：
(A)一電子裝置接收一交流訊號；及
(B)該電子裝置的一濾波器根據該交流訊號的頻率決定流經該電子裝置的一與該濾波器並聯的負載的電流。
其中，該濾波器於一導通頻帶的阻抗較於一非導通頻帶的阻抗低，步驟(B)中，該濾波器將該交流訊號中於該導通頻帶內的電流分流，以降低流至該負載的電流。
較佳地，步驟(B)中該電子裝置的一電連接該負載與該濾波器的傳輸線使該負載的相位位於史密斯圖的高阻抗區，更降低流至該負載的電流。其中，該傳輸線的長度與該負載的相位位於史密斯圖的區域有關。
較佳地，步驟(B)中的該濾波器為一表面聲波濾波器。
較佳地，步驟(B)中的該負載為一天線。
本發明電子裝置，接收一交流訊號，該電子裝置包含一負載及一與該負載並聯的濾波器。該濾波器根據該交流訊號的頻率決定流經該負載的電流。
其中，該濾波器於一導通頻帶的阻抗較於一非導通頻帶的阻抗低，該濾波器將該交流訊號中於該導通頻帶內的電流分流，以降低流至該負載的電流。
較佳地，該電子裝置還包含一電連接該負載與該濾波器的傳輸線，該傳輸線使該負載的相位位於史密斯圖的高阻抗區以降低流至該負載的電流。其中，該傳輸線的長度與該負載的相位位於史密斯圖的區域有關。
較佳地，該濾波器為一表面聲波濾波器。
較佳地，該負載為一天線。
本發明之功效在於藉由濾波器與負載並聯，使得交流訊號於濾波器阻抗較低的頻帶的電流將被分流至濾波器，從而使流經負載的電流降低，藉此能依據濾波器的特性於特定頻帶降低流經負載的電流。
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一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
參閱圖1與圖2，是本發明降低負載電流的方法之較佳實施例。該方法首先如步驟S01所示，一電子裝置100接收一交流訊號。接著如步驟S02所示，電子裝置100的一濾波器2根據交流訊號的頻率決定流經電子裝置100的一與濾波器2並聯的負載1的電流。
該方法進一步說明如下。如圖1所示，交流訊號在電子裝置100的輸入節點產生一電壓V，並產生一流至濾波器2的電流IS ，及一流至負載1的電流IL 。當負載1與濾波器2的阻抗分別為ZL 與ZS ，電流IL 與IS 的比值IL :IS =V/ZL :V/ZS =ZS : ZL ，也就是與阻抗成反比。在本實施例中，濾波器2係於一非導通頻帶具有高阻抗而能視為開路，使得濾波器2在該非導通頻帶無電流流過(IS =0)而不影響流入負載1的電流大小；相反地，濾波器2於一導通頻帶的阻抗較於該非導通頻帶的阻抗低，使得濾波器2能將交流訊號中於該導通頻帶內的電流分流，以降低該導通頻帶內流至負載1的電流。實質上，本實施例的濾波器2為一表面聲波(Surface Acoustic Wave；SAW)濾波器，其導通頻帶為WCDMA Band V的Tx頻帶，濾波器2的電壓駐波比圖(VSWR)與史密斯圖(Smith Chart)請參閱圖3與圖4。另外，本實施例中的負載1為一天線，由於流至負載1的電流與負載1的特定吸收率(SAR)成正比，因此以
下是以特定吸收率顯示流至負載1的電流大小。參閱圖5、圖6，是本實施例負載1的電壓駐波比圖及史密斯圖。上方表一是負載1在WCDMA Band V與WCDMA Band VIII各頻道的總輻射功率。上方表二是負載1在WCDMA Band V與WCDMA Band VIII各頻道的特定吸收率。
為了說明本實施例之功效，另以一與本實施例電子裝
置100結構相似但負載1未並聯濾波器2的電子裝置100做為對照例，請再配合參閱圖7、圖8，以及上方表三、表四。圖7、圖8是對照例的負載1的電壓駐波比圖及史密斯圖。表三是負載1在WCDMA Band V與WCDMA Band VIII各頻道的總輻射功率。表四是負載1在WCDMA Band V與WCDMA Band VIII各頻道的特定吸收率。對照表二及表四，於WCDMA Band V本實施例負載1的特定吸收率較對照例負載1的特定吸收率明顯地降低；而於WCDMA Band VIII本實施例負載1及對照例負載1的特定吸收率則相似。也就是說，於WCDMA Band V濾波器2產生分流的效果而使流入負載1的電流降低，進而使負載1的特定吸收率降低；而於WCDMA Band VIII濾波器2視同開路，不影響流入負載1的電流，因此不影響負載1的特定吸收率。
除了前述利用濾波器2與負載1並聯能調整負載1的電流外，改變負載1的相位使負載1的阻抗增加，能進一步使流至負載1的電流降低。如圖9所示，是史密斯圖的分區阻抗示意圖。在示意圖中，1區及4區屬於高阻抗區，2區及3區屬於低阻抗區。本實施例是利用調整一電連接負載1的傳輸線3(見圖1)之長度來調整負載1的阻抗。參閱圖10、圖11及表五、表六，是將前述對照例(未並聯濾波器2)的傳輸線3由10.5mm調整至16.5mm後之電壓駐波比圖、史密斯圖及負載1在WCDMA Band V與WCDMA Band VIII各頻道的總輻射功率及特定吸收率。比較圖11與圖8，可得知負載1的相位於調整傳輸線3長度後，其相位由史密斯圖中的低阻抗區(2區)改變至高阻抗區(4區)。
參閱圖12、圖13及表七、表八，是將本實施例電連接負載1與濾波器2的傳輸線3由10.5mm調整至16.5mm後之電壓駐波比圖、史密斯圖及負載1在WCDMA Band V與WCDMA Band VIII各頻道的總輻射功率及特定吸收率。比較圖13與圖6，可得知負載1的相位於調整傳輸線3長度後，其相位由史密斯圖中的低阻抗區(2、3區)改變至高阻抗區(4區)。接著比較表二與表八，可得知負載1在WCDMA Band V的特定吸收率進一步降低，表示流至負載1的電流進一步減少。而負或1在WCDMA Band VIII的特定吸收率則不受影響。此外，對照表一與表七，可得知提高負載1阻抗還可增加負載1於WCDMA Band V的總輻射功率。
值得一提的是，在天線設計中，當部分頻帶的特定吸收率無法通過檢測標準時，可依前述方法選用對應該頻帶的濾波器2與天線並聯，以降低該頻帶的特定吸收率，且不影響其他頻帶的特性。
補充說明的是，本實施例的負載1及濾波器2是以天線及表面聲波濾波器為例，但負載1及濾波器2的態樣並不以此為限。
綜上所述，本發明藉由濾波器2與負載1並聯而能使於濾波器2導通頻帶內的電流被分流至濾波器2，以減少導通頻帶內流至負載1的電流，且不影響非導通頻帶內流至負載1的電流。此外，透過調整電連接至負載1的傳輸線3長度能改變負載1的相位而提高負載1的阻抗，更能進一步降低流至負載1的電流，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。
100‧‧‧電子裝置
1‧‧‧負載
2‧‧‧濾波器
3‧‧‧傳輸線
S01~S02‧‧‧流程步驟
圖1是本發明降低負載電流的方法的較佳實施例的一電路圖；
圖2是本實施例的一流程圖；
圖3顯示本實施例的濾波器的電壓駐波比圖；
圖4顯示本實施例的濾波器的史密斯圖；
圖5顯示本實施例的負載於傳輸線的長度為10.5mm的電壓駐波比圖；
圖6顯示本實施例的負載於傳輸線的長度為10.5mm的史密斯圖；
圖7顯示一對照例的負載於傳輸線的長度為10.5mm的電壓駐波比圖；
圖8顯示對照例的負載於傳輸線的長度為10.5mm的史密斯圖；
圖9是一史密斯圖的分區阻抗示意圖；
圖10顯示對照例的負載於傳輸線的長度為16.5mm的電壓駐波比圖；
圖11顯示對照例的負載於傳輸線的長度為16.5mm的史密斯圖；
圖12顯示本實施例的負載於傳輸線的長度為16.5mm的電壓駐波比圖；及
圖13顯示本實施例的負載於傳輸線的長度為16.5mm的史密斯圖。
S01~S02．．．流程步驟

Claims (8)

  1. 一種降低負載電流的方法，包含：(A)一電子裝置接收一交流訊號；及(B)該電子裝置的一濾波器根據該交流訊號的頻率決定流經該電子裝置的一與該濾波器並聯的負載的電流，該濾波器於一導通頻帶的阻抗較於一非導通頻帶的阻抗低，該濾波器將該交流訊號中於該導通頻帶內的電流分流，以降低流至該負載的電流，且該電子裝置的一電連接該負載與該濾波器的傳輸線使該負載的相位位於史密斯圖的高阻抗區，更降低流至該負載的電流。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之降低負載電流的方法，其中，該傳輸線的長度與該負載的相位位於史密斯圖的區域有關。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之降低負載電流的方法，其中，步驟(B)中的該濾波器為一表面聲波濾波器。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之降低負載電流的方法，其中，步驟(B)中的該負載為一天線。
  5. 一種電子裝置，適於接收一交流訊號，該電子裝置包含：一負載；一濾波器，與該負載並聯，該濾波器根據該交流訊號的頻率決定流經該負載的電流，該濾波器於一導通頻帶的阻抗較於一非導通頻帶的阻抗低，該濾波器將該交流訊號中於該導通頻帶內的電流分流，以降低流至該負 載的電流；及一傳輸線，電連接該負載與該濾波器，該傳輸線使該負載的相位位於史密斯圖的高阻抗區以降低流至該負載的電流。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述之電子裝置，其中，該傳輸線的長度與該負載的相位位於史密斯圖的區域有關。
  7. 依據申請專利範圍第5項所述之電子裝置，其中，該濾波器為一表面聲波濾波器。
  8. 依據申請專利範圍第5項所述之電子裝置，其中，該負載為一天線。
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