无线通信装置的制作方法

1.本发明涉及使从天线接收的电磁波向外放射的无线通信装置。


背景技术：

2.现代电子装置通常带有无线通信功能。例如，通过对放射线进行放射而使人体(活体)器官内部可视化的数字射线照相装置(digital radiography，dr)能够进行远程操作，诸如从pc进行图像捕获操作，并且能够通过无线lan或蓝牙(r)将捕获的图像传送到pc。
3.无线通信装置涉及如下问题：当将由电导体形成的组件(构件)部署在无线电天线附近时，在通信频率处的无线电波的放射量降低。dr通常由金属外部壳体包封，在天线附近有开口，从而减小尺寸和厚度并增强抗跌落冲击性。此外，在天线附近，部署有板状的导电构件。导电构件被用作固定天线的固定构件。通过具有上述结构，dr还涉及无线电波的放射量在通信频率处显著减小的问题。
4.作为防止这种无线电波放射量减小的措施之一，例如，已知增大供应给天线的电力以弥补放射电力减小从而增大在通信频率处的无线电波放射量的方法，如npl 1中所述。
5.[引文列表]
[0006]
[非专利文献]
[0007]
npl 1：controlling radiated emissions by design，第238页，在mitsutoshi hatori的监督下编写，maruzen出版有限公司(2000年6月30日出版)。


技术实现要素：

[0008]
[技术问题]
[0009]
众所周知，当无线通信装置的天线发射的高功率电磁波进入人体并被人体吸收时，人体的温度会局部升高。有人指出，人体温度的局部升高可以增大例如白内障发作的风险。因而，被人体吸收的电磁波能量的限制由各国根据比吸收率(sar)值来确定。常规技术涉及以下问题：当为了防止在通信频率处的无线电波的放射量的减小而增大向天线供应的电力时，sar值大于界限。
[0010]
本发明是鉴于这种问题而做出的，并且本发明的目的是提供一种能够降低sar值并且能够防止无线电波的放射量的减小的无线通信装置。
[0011]
[问题的解决方案]
[0012]
根据本发明的无线通信装置包括：天线，包括天线元件；固定构件，由电导体形成并被配置成对天线进行固定；供电单元，电连接到天线并被配置成向天线供应电力；以及外部壳体，由电导体形成并被配置成对天线、固定构件和供电单元进行包封，外部壳体具有用于允许来自天线的电磁波从外部壳体向外放射的开口，其中天线被部署在与固定构件相比更靠近外部壳体的开口的位置处，并且供电单元和天线元件的定位在供电单元侧的第一区域被部署在与包括天线元件的开放端部的第二区域相比更靠近固定构件的位置处，所述开放端部定位在天线元件的与供电单元相对的一侧。
[0013]
通过以下参考附图对示例性实施例的描述，本发明的详细特征将被澄清。
附图说明
[0014]
图1是图示本发明的第一实施例的无线通信装置的示意性构造的示例的图。
[0015]
图2是图1中所示的包括同轴线缆、第一天线元件和第二天线元件的区域的放大视图。
[0016]
图3是从图1的z方向查看的天线在xy平面上的截面视图。
[0017]
图4a是图示图1中所示的天线和人体的相邻区域中的电磁场分布的概念图。
[0018]
图4b是图示图1中所示的天线和人体的相邻区域中的电磁场分布的概念图。
[0019]
图5a是图示由图1中所示天线形成的电场的分布的概念图。
[0020]
图5b是图示由图1中所示天线形成的电场的分布的概念图。
[0021]
图5c是图示由图1中所示天线形成的电场的分布的概念图。
[0022]
图6a是从图1的z方向查看的xy平面上的天线的截面视图。
[0023]
图6b是从图1的z方向查看的xy平面上的天线的截面视图。
[0024]
图7图示了本发明的第二实施例并且是图示将由天线支撑构件支撑的倒f天线作为天线应用的示意性构造的图。
[0025]
图8是图示图7中所示的天线(倒f天线)附近的电磁场的强度分布的示例的图。
[0026]
图9是图示根据本发明的第二实施例的无线通信装置的示意性构造的示例的图。
[0027]
图10是图示根据本发明的第二实施例的无线通信装置的示意性构造的另一个示例的图。
[0028]
图11a是图示根据本发明的第二实施例的无线通信装置的示意性构造的又一个示例的图。
[0029]
图11b是图示根据本发明的第二实施例的无线通信装置的示意性构造的又一个示例的图。
[0030]
图12是图示根据本发明的第三实施例的无线通信装置的示意性构造的示例的图。
[0031]
图13a是图示根据本发明的第四实施例的无线通信装置的示意性构造的示例的图。
[0032]
图13b是图示根据本发明的第四实施例的无线通信装置的示意性构造的示例的图。
[0033]
图13c是图示根据本发明的第四实施例的无线通信装置的示意性构造的示例的图。
[0034]
图13d是图示根据本发明的第四实施例的无线通信装置的示意性构造的示例的图。
[0035]
图14是图示图13a中所示天线的导体图案的示例的图。
[0036]
图15a是图示为图14中所示的天线计算的磁场h和电场e的强度分布的图。
[0037]
图15b是图示为图14中所示的天线计算的磁场h和电场e的强度分布的图。
[0038]
图16是图示图14中所示天线的导体图案的尺寸的示例的图。
[0039]
图17是图示图14中所示天线的导体图案的示例的图。
[0040]
图18a是图示等同于图13a中所示的天线和天线支撑构件的构成单元的示例的图。
[0041]
图18b是图示等同于图13a中所示的天线和天线支撑部件的构成单元的示例的图。
具体实施方式
[0042]
下面将参考附图描述用于实现本发明的实施例。
[0043]
(第一实施例)
[0044]
图1是图示本发明的第一实施例的无线通信装置100的示意性构造的示例的图。在此，在本实施例中，应用数字射线照相装置(dr)作为无线通信装置100的示例。
[0045]
无线通信装置100包括传感器110、固定构件120、电池130、印刷电路板140、同轴线缆150、天线160、天线支撑构件170和外部壳体180。
[0046]
电池130是供应电力的机构并且电池130电连接到印刷电路板140。
[0047]
在印刷电路板140上，安装有无线ic 141、信号布线142和连接器143。无线ic 141生成用于无线通信的数据信号，该数据信号经由信号布线142、连接器143和同轴线缆150被传送到天线160。印刷电路板140经由同轴线缆150将来自电池130的电力供应给天线160。
[0048]
同轴线缆150电连接到天线160以向天线160供应上述用于无线通信的数据信号和电力。向天线160供应电力的同轴线缆150等同于“供电单元”。
[0049]
天线160包括第一天线元件161和第二天线元件162并且被适配为偶极天线。在此，第一天线元件161和第二天线元件162各自由例如棒状金属形成。天线160经由天线支撑构件170固定到固定构件120。图1还图示了第一天线元件161的开放端部161a和第二天线元件162的开放端部162a。在此，将第一天线元件161和第二天线元件162的一个端部分别适配为开放端部161a、162a，并且在第一天线元件161的另一个端部与第二天线元件162的另一个端部之间，提供同轴线缆150作为供电单元。
[0050]
天线支撑构件170支撑天线160并被固定到固定构件120。
[0051]
固定构件120由电导体形成，并将电池130、印刷电路板140和天线支撑构件170固定在固定构件120的表面(上面)上它们各自的位置处。
[0052]
传感器110是检测入射放射线的构成单元，并且传感器110被部署在(固定到)固定构件120的里面(下面)。
[0053]
外部壳体180是由电导体形成的壳体，并对传感器110、固定构件120、电池130、印刷电路板140、同轴线缆150、天线160和天线支撑构件170进行包封。外部壳体180包括一个面180a，该面180a设有用于允许来自天线160的电磁波从外部壳体180向外放射的开口181。在这种情况下，天线160被部署在与固定构件120相比更靠近外部壳体180的开口181的位置处。
[0054]
在此，各自由电导体形成的外部壳体180和固定构件120各自由诸如不锈钢、铝、铜、铁之类的典型金属构件或诸如碳纤维增强塑料之类的具有导电性的树脂构件形成。在天线160的附近，外部壳体180设有用于允许来自天线160的电磁波从外部壳体180向外放射的开口181。这种配置使得无线通信装置100能够与另一个无线通信装置进行无线通信。在这个结构中，与人体吸收的电磁波的能量相关的sar值的测量面是外部壳体180的其中提供有开口181的一个面180a，即，电磁波通过其从外部壳体180放射以到达人体的面。外部壳体180的其它五个面被金属屏蔽并且不允许电磁波从外部壳体180向外放射；因此，这五个面不能用作sar值的测量面。但是，在面180a以外的一个或多个面中提供一个或多个开口的情
况下，存在多个测量面；在这种情况下，将使用针对多个面测得的sar值中的最大值。
[0055]
应注意，图1图示了xyz坐标系，其中，例如，固定构件的表面(上面)位于在彼此垂直的x方向和z方向上的xz平面中，并且与x方向和z方向垂直的方向是y方向。
[0056]
图2是包括同轴线缆150、第一天线元件161和第二天线元件162的区域的放大视图。
[0057]
同轴线缆150包括芯线151、外护套导体152和树脂材料153。第二天线元件162与芯线151彼此连接(电连接)，并且第一天线元件161与外护套导体152彼此连接(电连接)。与第一天线元件161的长度相关的尺寸161b和与第二天线元件162的长度相关的尺寸162b是根据无线通信中要使用以便促进无线电波(电磁波)的放射的频带来确定的。应注意，芯线151连接(电连接)到印刷电路板140的信号布线142。外护套导体152与印刷电路板140的未图示的接地图案连接，印刷电路板140通过未图示的连接构件电连接到固定构件120。
[0058]
图3是从图1的z方向查看时天线160在xy平面上的截面视图。此处所示的xyz坐标系与图1中所示的xyz坐标系对应。与图1和图2中所示的那些组件类似的组件由相同的附图标记表示，并且将省略其详细描述。
[0059]
应注意，天线元件161、162被部署成使得天线元件161、162被装配在开口181的尺寸中；但是，例如，天线支撑构件170可以在x方向上移位以部署天线元件161和162，使得天线元件161和162部分地保持在开口181的尺寸内。
[0060]
天线支撑构件170具有台阶形状。作为供电单元的同轴线缆150以及位于天线元件161和162的同轴线缆150侧的第一区域1611和1621被部署在与如下第二区域1612和1622相比更靠近固定构件120的位置，第二区域1612和1622包括分别位于天线元件161和162的与同轴线缆150相对的一侧的开放端部161a和162a。另外，天线元件161和162的第二区域1612和1622分别被部署在与同轴线缆150以及第一区域1611和1621的天线元件161和162相比更靠近外部壳体180的开口181的位置。采用包括第一天线元件161和第二天线元件162的天线160的这种结构使得能够降低与人体吸收的电磁波的能量相关的sar值，并且防止在通信频率处的无线电波的放射量的减小。这将被详细描述。
[0061]
图4a和图4b是各自图示图1中所示的天线160和人体hb的相邻区域中的电磁场分布的概念图。在此，图4a和图4b各自图示了与图1和图3中所示的xyz坐标系对应的xyz坐标系。另外，在图4a中，实心新月形框各自指示电场e，而点线新月形框各自指示磁场h。
[0062]
图4a图示了根据比较示例的天线160的结构；在天线160的附近，主要由于天线元件161和162的开放端部161a和162a附近的高阻抗而产生电场e。与此相反，由于附近的低阻抗而主要在天线元件161和162与作为供电单元的同轴线缆150之间的连接部分的附近产生磁场h。当天线160靠近人体hb时，如图4a中所示，天线160附近的电场e不传播到人体hb中，而只有磁场h传播到人体hb中。这是因为人体hb的相对介电常数高达50左右，这使得电场e在空气和人体hb的边界处迅速衰减到1/50左右，其中，根据公式d＝εe，电通量d是连续的。这进一步是因为人体hb的相对磁导率hb为1，其与空气的相对磁导率相同，这不会造成磁场h在空气和人体hb之间的边界处衰减，其中，根据公式b＝μh，磁通量b是连续的。已经传播到人体hb中的磁场h以在电场e和磁场h之间交替的电磁波的形式传播通过人体hb，并经受根据波长的公式而确定的波长缩短。作为波长缩短的示例，频率f＝5[ghz]处的波长在空气中是60[mm]，但在人体hb内部是8.3[mm]，其中光速是c＝3
×
108[m/s]。综上所
述，与人体吸收的电磁波的能量相关的sar值的量值与天线160附近的磁场h的强度具有相关性。
[0063]
图4b图示了根据本发明的第一实施例的天线160的结构。即，与图3一样，天线160的结构包括具有第一区域1611和第二区域1612的第一天线元件161，以及具有第一区域1621和第二区域1622的第二天线元件162。具体而言，如图4b中所示，同轴线缆150以及形成其中磁场h的强度特别高的区域的第一天线元件161的第一区域1611和第二天线元件162的第一区域1621被部署成与人体hb保持一定距离。应注意，图4b图示了假设人体hb存在于图1中所示的外部壳体180的面180a一侧的情况。在此，天线160附近的磁场h的强度随着距天线160的距离的增大而衰减，因此到达人体hb的磁场h的强度减小。另外，在天线元件161和162弯曲成曲柄(crank)形状的区域，如图4b中所示，磁场h在与人体hb的边界水平的方向上传播并且不会到达人体hb。通过这些效果，到达人体边界hb的磁场h显著降低，并且可以降低与人体吸收的电磁波的能量相关的sar值。
[0064]
图5a至图5c是各自图示由图1中所示的天线160形成的电场的分布的概念图。在此，图5a和图5b中所示的天线160等同于图4a中所示的天线160，并且图5c中所示的天线160等同于图4b中所示的天线160。
[0065]
如图5a中所示，例如，在第一天线元件161带负电的情况下，第二天线元件162带正电，并且在第一天线元件161和第二天线元件162之间形成电场e，如点线箭头所示。电场e的强度在第一天线元件161的开放端部161a和第二天线元件162的开放端部162a附近最高并且沿着第一天线元件161和第二天线元件162的纵向方向在更靠近作为供电单元的同轴线缆150的位置更低。
[0066]
另外，如图5b中所示，在存在由电导体形成并且尺寸大于天线160的尺寸的固定构件120的情况下，在第一天线元件161和第二天线元件162之间形成的电场e与固定构件120耦合。这造成固定构件120中的电位变化。这种耦合抑制天线160将无线电波向外放射到空间中，这降低了天线160的放射效率。
[0067]
如图5c中所示，本实施例中的天线160具有如下结构，其中天线元件161和161的开放端部161a和162a被保持远离由电导体形成的固定构件120，天线元件161和161的开放端部161a和162a形成其中从用天线支撑构件170固定的天线160发射的电场e的强度高的区域。可以尽可能地防止参考图5b描述的在电场e与固定构件120之间的耦合；因此，可以防止在通信频率处的无线电波的放射量的减小(与图5b中所示的情况相比，可以增大在通信频率处的无线电波的放射量)。
[0068]
如参考图4a至图5c所描述的，在本实施例中，采用图4b和图5c中所示的天线160的这种结构使得能够降低与人体吸收的电磁波能量相关的sar值并且防止在通信频率处的无线电波的放射量的减小。在此，本实施例中的天线160具有其中同轴线缆150以及作为磁场h强度高的区域的天线元件161和162的第一区域1611和1621被部署成靠近由电导体形成的固定构件120的结构。
[0069]
图6a和图6b各自是从图1的z方向查看时天线160在xy平面上的截面视图。在此，图6a和图6b各自图示了与图1和图3中所示的xyz坐标系对应的xyz坐标系。在图6a和图6b中，与图1至图5c中所示的那些组件类似的组件用相同的附图标记表示，并且将省略其详细描述。
[0070]
在本实施例中，可以采用图6a和图6b中所示的包括第一天线元件161和第二天线元件162的天线160的形状以及天线支撑构件170的形状。
[0071]
图6a图示了其中用于在其上安装第一天线元件161和第二天线元件162(此外，同轴线缆150)的天线支撑构件170的一部分形成为v形形状的构造。在图6a中所示的这种构造中，天线支撑构件170从第一天线元件161和第二天线元件162的一个端部(开放端部161a和162a)到另一个端部(它们在同轴线缆150一侧的端部，同轴线缆150是供电单元)以直线图案支撑第一天线元件161和第二天线元件162。
[0072]
图6b图示了其中用于在其上安装第一天线元件161和第二天线元件162(此外，同轴线缆150)的天线支撑构件170的一部分以v形形状和台阶形状的组合形成的构造。在图6b中所示的这种构造中，天线支撑构件170在第一天线元件161和第二天线元件162的一个端部(开放端部161a和162a)与它们的另一个端部(它们在同轴线缆150一侧的端部，同轴线缆150是供电单元)之间以弯折图案(folded pattern)支撑第一天线元件161和第二天线元件162。关于其中天线支撑构件170以弯折图案支撑天线元件161和162的构造描述本实施例；但是，可以存在其中例如天线支撑构件170以弯曲图案(curved pattern)支撑天线元件161和162的构造。即，在本实施例中，天线支撑构件170可以以弯折图案和弯曲图案中的至少一个来支撑天线元件161和162。另外，弯折的数量可以是一个、或两个或更多个。
[0073]
在图6b(可以包括图6a)中所示的示例中，天线元件161和162的第一区域1611和1621分别是未达到天线元件161和162的长度的中点的区域。
[0074]
如上所述，在根据第一实施例的无线通信装置100中，作为供电单元的同轴线缆150以及天线元件161和162的第一区域1611和1621被部署在与分别包括天线元件161和162的开放端部161a和162a的第二区域1612和1622相比更靠近由电导体形成的固定构件120的位置处。另外，天线元件161和162的第二区域1612和1622被分别部署在与作为供电单元的同轴线缆150以及天线元件161和162的第一区域1611和1621相比更靠近用于允许来自天线160的电磁波从外部壳体180向外放射的开口181的位置处。如参考图4a至图5c所描述的，这种构造使得能够降低与人体吸收的电磁波的能量相关的sar值，并且防止在通信频率处的无线电波的放射量的减小。
[0075]
(第二实施例)
[0076]
在以下对第二实施例的描述中，将省略与第一实施例共有的事项的说明，并且对与第一实施例不同的事项进行描述。
[0077]
虽然关于其中天线160被配置成偶极天线的示例描述第一实施例，但是将关于对其应用倒f天线的构造描述第二实施例。
[0078]
除了天线160的构造之外(包括支撑天线160的天线支撑构件170)之外，根据第二实施例的无线通信装置的示意性构造基本上与根据图1中所示的第一实施例的无线通信装置100的示意性构造类似。在本实施例中，无线通信装置200被描述为根据第二实施例的无线通信装置。
[0079]
图7图示了本发明的第二实施例并且是图示其中将由天线支撑构件170支撑的倒f天线作为天线260应用的示意性构造示例的图。在此，图7图示了与图1中所示的xyz坐标系对应的xyz坐标系。在图7中所示的示例中，图示了由天线支撑构件170支撑的天线260，天线支撑构件170是由柔性印刷线路板形成的。
[0080]
如图7中所示，天线(倒f天线)260包括天线元件261、形成接地图案的接地导体部分262以及供电线263。同轴线缆150的芯线151电连接到供电线263，并且外护套导体152电连接到接地导体部分262。天线元件261包括形成开放端部261a的一个端部、电连接到接地导体部分262以便短路连接的另一个端部以及位于该一个端部与另一个端部之间的用作供电线263的部分，供电线263电连接到作为供电单元的同轴线缆150。图7进一步图示了接地导体部分262的侧边缘部分262a和262b。
[0081]
图8是图示图7中所示的天线(倒f天线)260附近的电磁场的强度分布的示例的图。在图8中，与图7中所示的那些组件类似的组件用相同的附图标记表示，并且将省略其详细描述。
[0082]
在图8中，由点线所示的区域801和802是电场e的强度最高的区域，并且由点划线所示的区域803是电场e的强度第二高的区域。由双点划线所示的区域804是磁场h的强度高的区域。
[0083]
图9是图示根据本发明的第二实施例的无线通信装置200的示意性构造的示例的图。与图1至图8中所示的那些组件类似的组件由相同的附图标记表示，并且将省略其详细描述。图9仅图示了根据第二实施例的无线通信设备200的构成单元的构造的一部分。所示的xyz坐标系与图1中图示的xyz坐标系对应。
[0084]
如上文参考图4a和图4b所描述的，由于与人体吸收的电磁波能量相关的sar值的量值与磁场h的强度具有相关性，因此在本实施例中，如图9中所示，被包括在磁场h的强度高的区域804中的供电线263的邻近区域被部署成靠近固定构件120。即，作为供电单元的同轴线缆150和天线元件261的第一区域2611被部署在与包括天线元件261的开放端部261a的第二区域2612相比更靠近固定构件120的位置处。另外，由于天线260与由电导体形成的固定构件120之间的耦合造成在通信频率处的无线电波的放射量的降低，因此在本实施例中，如图9中所示，天线元件的开放端部261a的邻近区域以及被包括在电场e的强度高的区域801至803中的接地导体部分262的侧边缘部分262a和262b的邻近区域被部署成靠近开口181。即，天线元件261的第二区域2612被部署在与同轴线缆150和天线元件261的第一区域2611相比更靠近外部壳体180的开口181的位置处。对于天线(倒f天线)260，这种结构使得能够降低与人体吸收的电磁波的能量相关的sar值，并且防止在通信频率处的无线电波的放射量的降低。应注意，接地导体部分262的侧边缘部分262b不是必须靠近开口181，这是因为侧边缘部分262b形成电场e的强度第二高的区域。
[0085]
图10是图示根据本发明的第二实施例的无线通信装置200的示意性构造的另一个示例的图。在图10中，与图1至图9中所示的那些组件类似的组件由相同的附图标记表示，并且将省略其详细描述。图10仅图示了根据第二实施例的无线通信装置200的构成单元的构造的一部分。图10图示了与图1和图9中图示的xyz坐标系对应的xyz坐标系。
[0086]
如图7中所示，在天线(倒f天线)260由用印刷线路板形成的天线支撑构件170支撑的情况下，天线260不能如图9中所示弯曲。在这种情况下，如图10中所示，天线支撑构件170被倾斜部署，使得供电线263与天线元件261的端部261a和接地导体部分262的靠近开放端部261a的侧边缘部分262a相比更靠近由电导体形成的固定构件120。即，这种构造可以使得，如图10中所示，与xz平面平行并通过供电线263的一部分的点线与通过天线元件261的开放端部261a的一部分或接地导体部分262的靠近开放端部261a的侧边缘部分262a的一部
分的点划线相比更靠近由电导体形成的固定构件120。
[0087]
图11a和图11b是各自图示根据本发明的第二实施例的无线通信装置200的示意性构造的又一个示例的图。在图11a和图11b中，与图1至图10中所示的那些组件类似的组件用相同的附图标记表示，并且将省略其详细描述。图11a和图11b各自仅图示了根据第二实施例的无线通信设备200的构成单元的构造的一部分。图11a和图11b各自图示了与图1、图9和图10中所示的xyz坐标系对应的xyz坐标系。
[0088]
上述图9图示了固定构件120、天线260和开口181在y方向上按这个次序布置并且天线260被部署成使得图7中所示的xz平面和图9中所示的xz平面面向同一平面的情况；但是，本实施例不限于这种情况。例如，如图11a中所示，可以想到其中图7中所示的xz平面和图11a中所示的xy平面面向同一平面的构造(即，其中天线元件261以垂直于固定构件120的表面的朝向被部署的构造)。如图11b中所示，其中天线元件261被部署成相对于固定构件120的表面倾斜的构造可应用于本实施例。
[0089]
在图10至图11b中所示的示例中，天线支撑构件170以平面图案支撑天线元件261和接地导体部分262。另外，在图9中所示的示例中，天线支撑构件170以弯折图案支撑天线元件261和接地导体部分262。图9中所示的示例是关于其中天线支撑构件170以弯折图案支撑天线元件261和接地导体部分262的构造进行描述的；但是，也可以存在其中天线支撑构件170以弯曲图案支撑天线元件261和接地导体部分262的构造。即，在本实施例中，天线支撑构件170以弯折图案和弯曲图案中的至少一个来支撑天线元件261和接地导体部分262即可。另外，弯折的数量可以是一个、或两个或更多个。
[0090]
对于根据第二实施例的无线通信装置200，采用与第一实施例中的无线通信装置100的构造类似的构造。即，作为供电单元的同轴线缆150和天线元件261的第一区域2611被部署在与天线元件261的包括开放端部261a的第二区域2612相比更靠近由电导体形成的固定构件120的位置处。另外，天线元件261的第二区域2612被部署在与作为供电单元的同轴线缆150和天线元件261的第一区域2611相比更靠近用于允许来自天线260的电磁波从外部壳体180向外放射的开口181的位置处。与上述第一实施例一样，这个构造使得能够降低与人体吸收的电磁波的能量相关的sar值，并且防止在通信频率处的无线电波的放射量的减小。
[0091]
(第三实施例)
[0092]
在以下对第三实施例的描述中，将省略与第一和第二实施例共有的事项的描述，并且将描述与第一和第二实施例不同的事项。
[0093]
虽然关于其中天线160被配置成偶极天线的示例描述了第一实施例，但是将关于与第二实施例一样对其应用倒f天线的构造描述第三实施例。
[0094]
除了天线160和天线支撑构件170的构造之外，根据第三实施例的无线通信装置的示意性构造基本上与根据图1中所示的第一实施例的无线通信装置100的示意性构造相似。在本实施例中，无线通信装置300被描述为根据第三实施例的无线通信装置。
[0095]
图12是图示根据本发明的第三实施例的无线通信装置300的示意性构造的示例的图。在图12中，与图1至图11b中所示的那些组件类似的组件用相同的附图标记表示，并且将省略其详细描述。图12仅图示了根据第三实施例的无线通信装置300的构成单元的构造的一部分。图12图示了与图1和图3中所示的xyz坐标系对应的xyz坐标系。
[0096]
天线360是接地到由电导体形成的固定构件120的倒f天线。天线(倒f天线)360包括天线元件361、由电导体形成的供电线(电导体部分)362以及具有突起形状并且由电导体形成的突起物363。突起物363在天线元件361与固定构件120之间提供。应注意，这种突起物363可以应用于偶极天线、单极天线和倒l天线。
[0097]
天线元件361包括形成开放端部361a的一个端部和电连接到由电导体形成并且作为地的固定构件120的另一个端部，并且供电线362在天线元件361的一个端部和另一个端部之间提供。在这种情况下，由电导体形成的突起物363在由电导体形成的固定构件120上提供，并且通过供电线362的一部分的点线被部署成与通过用作地的突起物363的一部分的点划线相比更靠近由电导体形成的固定构件120。
[0098]
即，在第三实施例中，作为供电单元的同轴线缆150和天线元件361的第一区域3611被部署在与天线元件361的包括开放端部361a的第二区域3612相比更靠近固定构件120的位置处。另外，天线元件361的第二区域3612被部署在与同轴线缆150和天线元件361的第一区域3611相比更靠近外部壳体180的开口181的位置处。与上述第一和第二实施例中一样，这个构造使得能够降低与人体吸收的电磁波的能量相关的sar值，并且防止在通信频率处的无线电波的放射量的降低。
[0099]
(第四实施例)
[0100]
在以下对第四实施例的描述中，将省略与第一至第三实施例共有的事项的描述，并且将描述与第一至第三实施例不同的事项。
[0101]
图13a至图13d是各自图示根据本发明的第四实施例的无线通信装置400的示意性构造的示例的图。图13a至图13d各自仅图示了根据第四实施例的无线通信装置400的构成单元的构造的一部分。此处所示的xyz坐标系与图1中所示的xyz坐标系对应。
[0102]
如图13a中所示，无线通信装置400包括等同于图1中所示的固定构件120的固定构件420、等同于图1中所示的同轴线缆150的同轴线缆450、等同于图1中所示的天线160的天线460、等同于图1中所示的天线支撑构件170的天线支撑构件470以及等同于图1中所示的外部壳体180的外部壳体480。假定根据第四实施例的无线通信装置400还包括等同于图1中所示的传感器110、电池130和印刷电路板140的构成单元。外部壳体180包括设有开口481、482和483的面480a以及设有开口484的面480b。
[0103]
图13b图示了图13a中的xz截面视图，图13c图示了图13a中的xy截面视图，并且图13d图示了图13a中的yz截面视图。如图13a中所示，当从垂直于开口483的开口面的方向(y方向)查看时，天线460至少部分地与开口483重叠，如图13b中所示。
[0104]
在此，作为第四实施例的示例，使用作为来自aet公司的电磁场模拟器的mw-studio进行了数值实验，以证明应用数字射线照相装置(dr)作为无线通信装置400的有利效果。
[0105]
在这种情况下，图13a中所示的天线460是偶极天线并且包括第一天线元件461和第二天线元件462。天线460通过接合到具有台阶形状的天线支撑构件470而被固定。天线支撑构件470通过接合到由电导体形成的固定构件420而被固定。由电导体形成的外部壳体480固定到由电导体形成的固定构件420，并且由电导体形成的外部壳体480的面480a设有用点划线示出的开口481、482和483。由电导体形成的外部壳体480的面480b设有由点划线示出的开口484。开口各自由树脂构件闭合。应注意，提供在天线460附近的开口483和484被
提供以允许由天线460发射的电磁波从外部壳体480向外放射，并且开口483是在最靠近天线460的位置处提供的开口。应注意，未示出检测放射线的传感器110，这是因为传感器110相对于由电导体形成的固定构件120被部署在天线460的里面一侧，因此具有低影响。
[0106]
下面的表1示出了图13b、图13c、图13d和图16中所示的尺寸。
[0107]
[表1]
[0108]
表1.计算模型的尺寸
[0109][0110][0111]
图14是图示图13a中所示天线460的导体图案的示例的图。在此，作为天线460，采用了来自molex，llc(146153系列)的2.4/5ghz双频带柔性天线。在这个天线460中，其第一天线元件461和第二天线元件462被弯折以减小尺寸；因此，天线元件461和462的开放端部1401a和1402a朝向天线460的中心。另外，天线460具有用于在2ghz频带和5ghz频带中高效地放射无线电波以支持wifi通信的频带的形状。作为供电单元的同轴线缆450连接在第一天线元件461的侧边缘部分1401b和第二天线元件462的侧边缘部分1402b之间。
[0112]
为了掌握图14中所示的这个天线460中电场e的强度或磁场h的强度高的区域，测量天线460的导体图案的尺寸，并用来自aet公司的电磁场模拟器mw-studio进行计算。
[0113]
图15a和图15b分别是图示为图14中所示的天线460计算的磁场h和电场e的强度分布的图。在图15a和图15b中，与图14中所示的那些组件类似的组件用相同的附图标记表示，并且将省略其详细描述。
[0114]
图15a图示了天线460的磁场h的强度高的区域，并且图15b图示了电场e的强度高的区域。应注意，观察频率是2.4ghz和5.3ghz。图15a中所示的磁场强度高的区域在2.4ghz和5.3ghz之间基本相同；如图15a中的点线所示，磁场强度最高的区域1501是包括连接同轴线缆450的供电点的区域，即，侧边缘部分1401b和1402b。另外，磁场强度第二高的区域1502和1503是与供电点邻近的区域，如图15a中的点划线所示，并且磁场强度第三高的区域1504和1505是供电点与天线元件461和462中的开放端部1401a和1402a之间的区域，如图15a中的双点划线所示。应注意，磁场h的强度在每个区域中是不均匀的；越靠近天线的开放端部1401a和1402a的位置处强度越低。
[0115]
在2.4ghz的频率处电场e的强度高的图15b中所示的区域1511至1513和1521至1523分别是天线元件461和462的开放端部1401a和1402a的区域，在天线460的轮廓的纵向方向上的侧边缘部分1401c和1402c的区域，以及在开放端部1401a和1402a与侧边缘部分1401c和1402c之间的侧边缘部分1401f和1402f的区域，如图15b中用点线所示。在5.3ghz的频率处电场e的强度高的区域1514和1524分别包括天线元件461和462的开放端部1401a和1402a的区域以及天线元件461的侧边缘部分1401d和1401e和天线元件462的侧边缘部分1402d和1402e的区域，如图15b中的点划线所示。应注意，电场e的强度在每个区域中是不均匀的；越靠近天线元件461和462的开放端部1401a和1402a的位置处强度越高。
[0116]
在本实施例中，作为天线支撑构件470，采用由电介质形成的台阶形状的构件，因此将磁场h的强度高的上述区域部署成靠近由电导体形成的固定构件420并且将电场e的强度高的上述区域部署成靠近开口483。
[0117]
图16是图示图14中所示的天线460的导体图案的尺寸的示例的图。在图16中，与图14至图15b中所示的那些组件类似的组件用相同的附图标记表示，并且将省略其详细描述。
[0118]
在图16中所示的面积为w1
×
f的区域中，形成天线支撑构件470，使得从固定构件420到天线460的最短距离被设置为2.8mm。在面积为w2
×
f的区域中，天线支撑构件470被形成为具有使得从固定构件420到天线460的最短距离被设置为4.8mm的尺寸的形状。为了证明本实施例的优点，对具有如下天线支撑构件470的天线执行计算，该天线支撑构件470没有台阶并且其中从由电导体形成的固定构件420到它们的天线元件461的最短距离是恒定的：2.8mm、3.8mm和4.8mm，并且将计算结果与对根据本实施例的天线执行的计算的结果进行比较。
[0119]
为了计算sar值，将大于dr的轮廓的尺寸的尺寸为594
×
520
×
46[mm]的拟人体模放置为与面480a和480b紧密接触。为了计算sar值，使用符合国际标准的测量用拟人体模的溶剂的材料特性，并且材料特性包括电导率σ为2[s/m]、相对介电常数为52.21、tanδ为0.28、材料密度ρ为1000。固定构件420等的电导体是电导率σ为1100000[s/m]的不锈钢。观察到拟人体模中的电场e，并根据sar[w/kg]＝e
×e×
ρ/σ计算sar值。对于通信特点，在移除拟人体模的情况下计算天线的放射效率。放射效率各自被计算为在以通信频率提供给信号线的电力与通过天线460周围距天线460 1[m]的位置的放射电磁波的总电力之间的比率。表2示出了sar值和放射效率的计算的结果。
[0120]
[表2]
[0121]
表2.测量支撑构件的形状的sar值和放射效率的结果
[0122][0123]
比较2.8mm恒定距离、3.8mm恒定距离和4.8mm恒定距离的结果，sar值随着从固定构件420到天线460的距离减小而减小，并且2.8mm恒定距离给出最低的sar值。相反，放射效率的值随着从开口到天线460的距离的减小而增大，并且4.8mm恒定距离给出最好的放射效率。在上述三个级别中，无线电波的放射量与sar值之间的平衡可以通过采用3.8mm恒定距离来建立。比较本实施例中台阶形状的结果与3.8mm恒定距离的结果，台阶形状在2.4ghz比3.8mm恒定距离的放射效率提高更多，但5.5ghz处的改进稍差。相比之下，台阶形状在2.4ghz和5.5ghz处降低了sar值。即，本实施例中的结构使得能够降低与被人体吸收的电磁波的能量相关的sar值，并且防止在通信频率处的无线电波的放射量的减小。
[0124]
此外，粗略地计算了要靠近由电导体形成的固定构件420的台阶形状的区域相对于天线元件461和462的长度的百分比。
[0125]
图17是图示如图14中所示的天线460的导体图案的示例的图。点线1701和1702分别是通过沿着天线元件连接天线元件461和462的宽度的中点而绘制的。第一天线元件461
的天线元件长度是从侧边缘部分1401b到开放端部1401a的32.6[mm]的尺寸。第二天线元件462的天线元件长度是从侧边缘部分1402b到开放端部1402a的36.95[mm]的尺寸。位置p1和p2是表1中的尺寸w1的端部，并且从侧边缘部分1401b到位置p1的距离是14.015[mm]。从侧边缘部分1402b到位置p2的距离是18.315[mm]。即，第一天线元件461被部署成使得从供电单元起的天线元件的总长度1701的43.0％靠近电导体。另外，第二天线元件462被部署成使得从供电单元起的天线元件的总长度1702的49.6％靠近电导体。
[0126]
综上所述，本实施例的有益效果是通过以下手段来提供的：使从供电单元到天线元件461和462的总长度的大约50％的位置(即，到它们的天线元件长度的中点)的区域靠近由电导体形成的固定构件420。
[0127]
图18a和图18b是各自图示等同于图13a中所示的天线460和天线支撑构件470的构成单元的示例的图。代替图13a中所示的具有台阶形状的天线支撑构件470，应用具有v形形状的天线支撑构件470，如图18a中所示，而且在这种情况下，提供了相同程度的有利效果。图18b中所示的尺寸w3是4mm，并且距固定构件420的距离是s＝2.8mm，r＝4.8mm。这个形状的区域要靠近固定构件420部署的距离的百分比被计算。在位置p1和位置p2处，距固定构件420的距离w4是3.789mm。即，从固定构件420到天线元件461和462的最长距离r与从固定构件420到天线元件461和462的最短距离s之间的差值的49.5％的尺寸被部署成接近最短距离s。换句话说，天线元件461和462被部署成使得在位置p1和位置p2处距固定构件420的距离w4小于通过将小于从固定构件420到天线元件461和462的最长距离r与最短距离s之间的差值的一半的尺寸与最短距离s的尺寸相加所获得的尺寸。
[0128]
综上所述，通过将天线元件461和462部署成使得对于靠近电导体的区域，使得小于从固定构件420到天线元件461和462的最长距离与最短距离之间的差值的一半的尺寸接近最短距离，提供本实施例的有利效果。
[0129]
对于根据第四实施例的无线通信装置400，采用与第一实施例中的无线通信装置100的构造类似的构造。即，如图18a和图18b中所示，作为供电单元的同轴线缆150以及天线元件461和462的第一区域4611和4621分别被部署在与天线元件461和462的第二区域4612和4622相比更靠近由电导体形成固定构件120的位置处。与第一实施例中一样，这个构造使得能够降低与人体吸收的电磁波的能量相关的sar值，并且防止在通信频率处的无线电波的放射量的减小。
[0130]
(其它实施例)
[0131]
在上述本发明实施例中，应用偶极天线或倒f天线作为天线，但本发明中的天线不限于偶极天线和倒f天线；作为天线，也可以应用所谓的倒l天线或单极天线。在应用单极天线的情况下，除了天线元件之外，天线还包括要用作天线元件的地的接地导体部分(或由电导体形成的电导体部分)并且具有如下构造，其中天线元件的一个端部形成开放端部，并且在另一个端部与接地导体部分(或电导体部分)之间提供供电单元。在应用倒l天线的情况下，除了天线元件之外，天线还包括要用作天线元件的地的接地导体部分(或由电导体形成的电导体部分)并且具有如下构造，其中天线元件的一个端部形成开放端部，天线在一个端部与另一个端部之间具有曲柄形状，并且在另一个端部与接地导体部分(或电导体部分)之间提供供电单元。
[0132]
上述实施例是关于其中将本发明应用于作为无线通信装置的dr的示例描述的；但
是，本发明可以应用于具有无线通信功能的相机等。
[0133]
根据上述实施例，可以降低与人体吸收的电磁波的能量相关的sar值，同时防止在通信频率处的无线电波的放射量的减小。
[0134]
本发明不限于上述实施例，并且在本发明的精神和范围内可以进行各种改变和修改。因此，为了使公众了解本发明的范围，提出了以下权利要求。
[0135]
本技术要求2019年10月29日提交的日本专利申请no.2019-196344的优先权，该申请通过引用并入本文。
[0136]
[附图标记列表]
[0137]
100无线通信装置，110传感器，120固定构件，130电池，140印刷电路板，141无线ic，142信号布线，143连接器，150同轴线缆，160天线，161第一天线元件，162第二天线元件，170天线支撑构件，180外部壳体，181开口