EP1537624B1

Wireless communication device having a reduced sar value

Abstract

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EP1537624B1, drawing sheet 1
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Expired 11 September 2023, 3 years ago.

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33 claims: 10 independent, 23 dependent

  1. 1
    Funkkommunikationsgerät (MP) mit reduziertem SAR-Wert mit mindestens einer Leiterplatte (LP) und mit mindestens einer daran angekoppelten Antenne (AT1) zum Abstrahlen und/oder Empfangen von elektromagnetischen Funkstrahlungsfeldern, wobei die Antenne (AT1) auf einer Rückseite der Leiterplatine (LP) angeordnet ist, die beim Tragen des Funkkommunikationsgeräts (MP) am Körper und/oder beim Einbringen des Funkkommunikationsgeräts (MP) zum Sprechen und/oder Hören in den Kopfbereich des jeweiligen Benutzers von diesem abgewandt ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erstes zusätzliches, stromleitfähiges Korrekturelement (CE1, CE4) zur SAR-Wertreduzierung auf einer der Antenne (AT1) gegenüberliegenden Vorderseite der Leiterplatte (LP) angekoppelt und ausgebildet ist und auf dem ersten Korrekturelement (CE1, CE4) und/oder der Leiterplatte (LP) zusätzliche Abstimm-Mittel zum Abstimmen der Phasenlage und/oder Amplitude eines elektrischen Stroms (I2) vorgesehen sind, wobei die Amplitudenhöhe und/oder Phasenlage von elektrischen Strömen (I3, I1, I2) auf der Antenne (AT1), der Leiterplatte (LP) und dem Korrekturelement (CE1, CE4) in einem resultierenden, überlagerten Gesamtstromfluss (RSV(X)) zueinander so eingestellt sind, dass das Maximum der sich insgesamt aufgrund dieser Ströme (I1, I2, I3) resultierenden SAR-Verteilung (S(X,Y)) im Körpergewebe eines Benutzers beim Tragen des Funkkommunikationsgeräts (MP) oder beim Einbringen des Funkkommunikationsgeräts (MP) zum Sprechen und/oder Hören in den Kopfbereich dieses Benutzers abgesenkt wird.
  2. 2
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der resultierende, überlagerte Gesamtstromfluss (RSV(X)) aus den elektrischen Strömen (I1, I2, I3) auf der Leiterplatte (LP), dem ersten Korrekturelement (CE1, CE4), und der Antenne (AT1) insgesamt eine weitgehend homogene SAR-Verteilung (S(X,Y,Z)) in einem vorgebbaren Flächenbereich (L · B) der dem Benutzer zugewandten Vorderseite der Leiterplatte (LP) betrachtet oder in einem vorgebbaren Volumenbereich (VOL) um die Koppelstruktur aus der Leiterplatte (LP) sowie der dort angekoppelten Antenne (AT1) herum bewirkt.
  3. 3
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Korrekturelement (CE1, CE4) mit der Masse (ERD) der Leiterplatte (LP) galvanisch verbunden ist.
  4. 4
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Korrekturelement (CE1, CE4) an die Leiterplatte (LP) kapazitiv oder induktiv angekoppelt ist.
  5. 5
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Korrekturelement (CE1, CE4) als eine Schleife ausgebildet ist, die sich teilweise oder ganz im wesentlichen entlang der Seitenränder (SRL, SRO, SRR, SRU) der Leiterplatte (LP) erstreckt.
  6. 6
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleife für das erste Korrekturelement (CE1) im wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist.
  7. 7
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zweites, stromleitfähiges Korrekturelement (TE1, TE2, TE3, TE4) als Abstimm-Mittel zur Abstimmung des Stromflusses (I2*(X)) auf dem ersten Korrekturelement (CE1, CE4) und/oder auf der Leiterplatte (LP) zusätzlich derart vorgesehen ist, dass ein veränderter elektrischer Stromfluss (I2(X)) auf dem ersten und/oder zweiten Korrekturelement (CE1, CE4, TE1, TE2, TE3, TE4) bewirkt ist, der weitgehend gegenphasig zum Stromfluss (I1(X)) auf der Leiterplatte (LP) verläuft, wodurch aufgrund des überlagerten Gesamtstromflusses (RSV(X)) auf der Leiterplatte (LP), dem ersten und/oder zweiten Korrekturelement (CE1, CE4, TE1, TE2, TE3, TE4), sowie der Antenne (AT1) zusammengenommen eine weitgehend homogene SAR-Verteilung (S(X,Y,Z)) über die Gesamtfläche (L·B) der dem Benutzer zugewandten Vorderseite der Leiterplatte (LP) betrachtet oder in einem vorgebbaren Volumenbereich (VOL) um die Koppelstruktur aus der Leiterplatte (LP) sowie der dort angekoppelten Antenne (AT1) herum resultiert.
  8. 8
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Korrekturelement (TE1, TE2, TE4) mit dem ersten Korrekturelement (CE1, CE4) und/oder mit der Leiterplatte (LP) galvanisch verbunden ist.
  9. 9
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Korrekturelement (TE3) kapazitiv oder induktiv an das erste Korrekturelement (CE1) und/oder an die Leiterplatte (LP) gekoppelt ist.
  10. 10
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Korrekturelement (TE1) integraler Bestandteil des ersten Korrekturelements (CE1) und/oder der Leiterplatte (LP) ist.
  11. 11
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Korrekturelement (TE3) separat vom ersten Korrekturelement (CE1) und/oder separat von der Leiterplatte (LP) vorgesehen ist.
  12. 12
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Korrekturelement (TE1, TE2, TE3, T4) als eine mäanderförmige Schleifenstruktur oder in Form von ein oder mehreren Flächenelementen ausgebildet ist.
  13. 13
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Korrekturelement (CE1, TE1, TE2, TE3) im wesentlichen in derselben Lageebene positioniert sind.
  14. 14
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Korrekturelement (CE1, TE1, TE2, TE3) jeweils in einem vorgebbaren Höhenabstand (HA) zur Leiterplatte (LP) angeordnet sind.
  15. 15
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Korrekturelement (CE1, TE1, TE2, TE3) im Höhenabstand (HA) zwischen 0,1 und 0,6 cm von einer Bestückungsfläche auf der Vorderseite der Leiterplatte (LP) entfernt angeordnet sind.
  16. 16
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Korrekturelement (TE4) in einer Lageebene angebracht ist, die von der Lageebene des ersten Korrekturelements (CE4) verschieden ist.
  17. 17
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Korrekturelement (TE3) durch ein ESD-Schutzelement (ESD= electrostatic discharge), insbesondere durch ein metallisches Display-Fenster, gebildet ist.
  18. 18
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Korrekturelement (TE1, TE4) im wesentlichen orthogonal zur Längserstreckung (L) des ersten Korrekturelements (CE1, CE4) verläuft.
  19. 19
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Korrekturelement (TE1, TE2, TE3, TE4) derart bezüglich der Leiterplatte (LP), der Antenne (AT1), und/oder dem ersten Korrekturelement (CE1, CE4) positioniert und dimensioniert ist, dass sich die minimale, resultierende SAR-Verteilung etwa bei der Resonanzfrequenz im Funkbetrieb der Antenne (AT1) ergibt.
  20. 20
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Korrekturelement (TE1, TE2, TE3, TE4) derart dimensioniert ist, dass eine von ihm fiktiv eingeschlossene Bestückungsfläche der Vorderseite der Leiterplatte (LP) höchstens dem 0,2 bis 0,5-fachen des vom ersten Korrekturelement (CE1, CE4) fiktiv eingefassten Teils der Leiterplattenfläche (L·B) entspricht.
  21. 21
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite zusätzliche Korrekturelement (TE1, TE2, TE3, TE4) auf der der Antenne (AT1) gegenüberliegenden Vorderseite der Leiterplatte (LP) angeordnet ist.
  22. 22
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der Ansprüche 7 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass an der Leiterplatte (LP) mindestens ein drittes zusätzliches, stromleitfähiges Korrekturelement (ZV6) derart als Abstimm-Mittel angekoppelt und ausgebildet ist, dass für einen auf der Leiterplatte (LP) etwaig durch elektromagnetische Funkstrahlungsfelder der Antenne (AT1) hervorgerufenen elektrischen Strom (I1) eine gezielte, fiktive Stromwegverlängerung unter gleichzeitig weitgehender Beibehaltung der ursprünglich vorgegebenen Längs- und Querabmessungen der Leiterplatte (LP) bewirkt ist.
  23. 23
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Korrekturelement (ZV6) im Bereich desjenigen stirnseitigen Endes der Leiterplatte (LP) angebracht ist, das dem stirnseitigen Ende der Leiterplatte (LP) mit dem Ankoppelbereich der Antenne (AT1) gegenüberliegt.
  24. 24
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Korrekturelement (ZV6) mäanderförmig ausgebildet ist.
  25. 25
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte zusätzliche Korrekturelement (ZV6) auf der Antenne (AT1) gegenüberliegenden Vorderseite der Leiterplatine (LP) angeordnet ist.
  26. 26
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, zweite oder dritte Korrekturelement (CE1, CE4, TE1, TE2, TE3, TE4, ZV6) derart positioniert ist, dass seine gedachte orthogonale Projektion bezüglich einer Bauelementbestückungsfläche der Leiterplatte (LP) im wesentlichen innerhalb einer durch deren Seitenränder (SRL, SRR, SRO, SRU) aufgespannten Begrenzungsfläche liegt.
  27. 27
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, zweite oder dritte Korrekturelement (CE1, CE4, TE1, TE2, TE3, TE4, ZV6) in einem Raumbereich oberhalb, oder unterhalb, oder seitlich an der durch die Seitenränder (SRL, SRR, SRO, SRU) der Leiterplatte (LP) aufgespannten Begrenzungsfläche als mindestens eine weitere Schicht angeordnet ist.
  28. 28
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das erste, zweite oder dritte Korrekturelement (CE1, CE4, TE1, TE2, TE3, TE4, ZV6) ein elektrisch leitfähiges Material, dielektrisches Material, oder magnetisch leitfähiges Material verwendet ist.
  29. 29
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, zweite oder dritte Korrekturelement (CE1, CE4, TE1, TE2, TE3, TE4, ZV6) durch ein oder mehrere drahtförmige Elemente, mindestens eine ein- oder mehrlagige, elektrisch leitfähige Folie, Beschichtung, und/oder durch ein sonstiges linienförmiges oder flächiges Element gebildet ist.
  30. 30
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens das erste, zweite oder dritte Korrekturelement (CE1, CE4, TE1, TE2, TE3, TE4, ZV6) durch mindestens eine Beschichtungslage in der Unter- und/oder Oberschale des Gehäuses (GH) des Funkkommunikationsgeräts gebildet ist.
  31. 31
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (LP) im wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist.
  32. 32
    Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (AT1) als λ/4-Antenne oder PIFA (Planar Inverted F)-Antenne ausgebildet ist, die zusammen mit der Leiterplatte (LP) einen Strahlungsdipol bildet.
  33. 33
    Leiterplatte (LP) mit mindestens einem zusätzlichen, SAR-Wert reduzierendem ersten Korrekturelement (CE1, CE4) für ein Funkkommunikationsgerät (MP) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Independent claims33