CN102511109A - 对移动设备的天线进行驱动的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种对移动设备的天线进行驱动的方法，和包括天线、多个天线匹配电路、选择单元和处理单元的移动设备。

Description

对移动设备的天线进行驱动的方法
技术领域
本发明涉及一种对移动设备的天线进行驱动的方法和一种利用这种对移动设备的天线进行驱动的方法的移动设备。
发明内容
根据本发明的实施方式，提供了一种对移动设备的天线进行驱动的方法。移动设备可以是例如具有用于发射数据(例如，语音数据)的天线的移动电话、个人数字助理、移动导航系统或者移动计算机。根据所述方法，提供了多个用于驱动天线的天线匹配电路。此外，定义了多个预先定义的移动设备的使用情况。各使用情况定义了移动设备相对于移动设备的用户如何布置，表示了移动设备相对于移动设备的用户被物理放置或定向的方式。各使用情况与多个天线匹配电路中的一个相关联。各天线匹配电路可以被设置为在相关联的使用情况下在移动设备的射频单元与天线之间提供阻抗匹配。由于响应于不同的使用情况，天线的阻抗发生变化，所以不同的阻抗匹配是必须的。根据所述方法，从多个预定的使用情况中检测移动设备的当前使用情况，这表示检测移动设备相对于移动设备的用户的实际的或现在的布置。响应于所检测的移动设备的当前使用情况，选择多个天线匹配电路中的一个天线匹配电路，并且利用所选择的天线匹配电路对天线进行操作。
根据一个实施方式，所述多个使用情况包括移动设备相对于移动设备的用户的以下布置：
-第一布置，其中，与用户分离地使用所述移动设备，例如，当移动设备工作在免提工作模式时，用户没有触摸移动设备，并且移动设备例如位于桌子上或者车辆的保持系统上；
-第二布置，其中，移动设备位于用户的手中，靠近用户的头或耳朵，并且其中，手覆盖了所述天线的至少一部分；
-第三布置，其中，移动设备被握在用户的手中，并且靠近用户的头，并且其中，手没有覆盖所述天线；以及
-第四布置，其中，移动设备被握在用户的手中，并且与用户分离开，其中，手覆盖了所述天线的至少一部分，例如，当用户正在使用移动设备的免提通话功能并且同时将移动设备握在他的手中时。
根据例如移动设备的接近传感器可以确定当前的使用情况。接近传感器可以被设置为感测用户是否至少部分地覆盖所述天线，并且接近传感器还被设置为感测移动设备是否位于用户的头的附近。也可以根据移动设备的免提模式设置(指示了移动设备是否工作在免提模式)来确定当前使用情况。此外，可以根据移动设备的蓝牙模式设置(指示了蓝牙耳机是否连接至移动设备)来确定使用情况。此外，可以根据检测到是否建立了与个人免提装置(PHF装置)的连接(指示移动设备连接了个人免提装置(例如，在车辆中)而工作)来确定当前使用情况。此外，多个接近传感器可以位于在天线的区域中的移动设备的背面上以确定当前使用情况。
根据另一实施方式，用所选择的天线匹配电路来操作天线包括所选择的天线匹配电路耦接到所述天线。
具有天线的移动设备(例如，移动电话)可以工作在定义了移动设备相对于移动设备的用户的不同布置的许多不同的方式下。然而，这些不同的布置会影响移动设备的天线的特性，例如，天线的阻抗。这会导致移动设备的射频单元与天线之间的失配，导致针对特定布置的天线性能的劣化。这会导致掉话或者数据通信断开，因而导致移动设备的用户的不满。通过使用上述对移动设备的天线进行驱动的方法，使用适合的匹配电路响应于所检测的使用情况或者移动设备的布置来操作天线，因而对于所有的使用情况均可以获得改善的天线性能。即使使用情况或所述布置在例如电话呼叫或数据通信期间发生改变，由于天线总是利用最适合的天线匹配电路进行操作，所以也可以获得改善的天线性能。
根据一个实施方式，提供了一种移动设备，其包括天线、用于驱动天线的多个天线匹配电路、选择单元和处理单元。选择单元被设置为选择所述多个天线匹配电路中的一个天线匹配电路，并且将其耦接至所述天线。处理单元被设置为从移动设备的多个预定的使用情况中检测移动设备的当前使用情况。如上与本发明的方法相关所定义的，各使用情况与多个天线匹配电路中的一个相关联，并且各使用情况定义了移动设备相对于移动设备的用户的布置。处理单元还被设置为响应于所检测的当前使用情况来选择所述多个天线匹配电路中的一个，并且驱动切换单元将所选择的天线匹配电路耦接至所述天线。
移动设备可以包括移动电话、个人数字助理、移动导航系统或移动计算机。
尽管结合具体的实施方式在以上概述和以下具体描述中描述了具体的特征，应理解的是，除非另外指出，否则所描述的实施方式的特征可以彼此结合。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式。
图1示出了针对三种不同使用情况的对于发射频率(f)绘制的电压驻波比(VSWR)的图。
图2示出了根据本发明实施方式的移动设备的框图。
图3a至图3c示意性地示出了在三种不同使用情况中根据本发明的移动设备的背面上的传感器。
图4示出了用于响应于图3中示出的传感器的传感器值来选择匹配电路的表。
具体实施方式
下面将具体地描述本发明的示例性实施方式。应理解的是，仅针对例示本发明的原理的目的给出以下描述，并不是意在限制。此外，仅由所附权利要求限定本发明的范围，并且不意在由以下的示例性实施方式进行限定。
应理解的是，除非另外明确地指出，否则本文所描述的各种示例性实施方式的特征可以彼此结合。在附图中的各种情况中，相同的标号表示相同的或相似的组件。
图1示出了针对三种不同使用情况对于发射频率(f)绘制的与移动设备的天线相结合的射频单元的电压驻波比(VSWR)的图。
在使用情况1中，移动设备可以远离用户进行工作。在移动电话的情况下，移动电话可以工作在免提工作模式下，并且位置远离用户，使得移动电话的正面和背面都不被用户的身体部分所覆盖。该使用情况所产生的VSWR在图1中由实线示出。如图所示，指示谐振频率的VSWR的低值到达低频带以及高频带。低频带可以是例如在900MHz左右的发射频带而高频带可以包括1800MHz左右的频率。
在使用情况2中，移动设备(例如，移动电话)可以被放置在所谓的通话位置，其中，例如移动电话的正面位于用户的耳朵附近，同时移动电话被握在用户的手中。然而，在该使用情况2中，移动电话的背面可能没有完全被用户的手所覆盖，因此，具体地说，移动电话背面上的天线部件没有受到用户的手的影响或者仅受到很小的影响。
在使用情况3中，移动设备(例如，移动电话)也可以放置在通话位置，如同在使用情况2中一样，移动电话的正面面对用户的耳朵，但是在使用情况3中，用户的手还覆盖了移动电话的天线所在的移动电话的背面。因而天线不仅受到用户的头和耳朵的影响，而且受到用户的手的影响。使用情况3的这种布置所产生的VSWR在图1中由虚线示出。
从图1中的三种使用情况的曲线中可以看出，在低频带和高频带处VSWR的最小值(即，谐振频率)随着使用情况而变化。例如，如果移动设备的天线和对应的射频单元与一种使用情况匹配(例如，与使用情况2匹配)，则针对其它使用情况(即，使用情况1和使用情况3)会存在失配。这会导致传输劣化，因而通话期间掉话或断线的概率会增高。
图2示出了根据本发明的实施方式的移动设备。移动设备1包括耦接至移动设备的天线3的射频单元(RF单元)2。为了将射频单元2耦接至天线3，在移动设备1中设置有切换部4，其将射频单元2选择性地耦接至移动设备1的多个匹配电路5至8中的一个匹配电路。匹配电路5至8的另一端耦接至天线3。处理单元9耦接至切换部4，以控制切换部4的切换，从而将射频单元2连接至匹配电路5至8中的一个匹配电路。处理单元9还连接至移动设备1的传感器10以及移动设备1的工作模式单元11。传感器10可以例如是用于检测移动设备的正面和/或背面是否接近移动设备的用户的身体部分的接近传感器。工作模式单元可以适合于提供关于移动设备的当前工作模式的信息，例如，耳机(例如，蓝牙耳机)是否连接至移动设备、是否激活了移动设备的免提模式，或者移动设备是否连接至例如车辆的个人免提设备(PHF)。
匹配电路5至8中的每一个针对射频单元2到天线3的匹配提供了不同的匹配特性。
匹配电路5可以例如被设置为针对天线3位于自由空间内的情况(即，在天线周围的近距离范围内没有用户的身体部分)提供射频单元2与天线3之间的最佳匹配。这可以是在免提模式下使用移动设备时的情况。
匹配电路6可以被设置为当天线的正面接近用户的身体部分(例如，用户的耳朵)并且天线的背面接近用户的另一身体部分(例如，用户的一根或更多根手指)时在天线3与射频单元2之间提供最佳的匹配。这可以是当在通话位置使用移动设备并且移动设备放置在用户的耳朵附近并且用户的手放置在移动设备的背面时的情况。
匹配电路7可以被设置为在仅天线3的背面被用户的身体部分覆盖的情况下，例如，当用户将移动设备握在手中并且正在编辑电子邮件或者要通过短信息服务(SMS)发送的消息时(其中，移动设备的正面不在身体部分附近)，在射频单元2与天线3之间提供最佳的匹配。
最后，匹配电路8可以被设置为针对移动设备的正面(例如，天线的正面)靠近用户的耳朵，但是移动设备的背面(具体地，天线的背面)没有被任何身体部分覆盖的情况在射频单元2与天线3之间提供最佳的匹配。这可以是当用户在通话位置使用移动设备时的情况，其中，用户握着移动设备靠近他的耳朵，并且用手指握着移动设备，使得移动设备的背面没有被手指完全地覆盖。
处理单元9从工作模式单元11接收关于移动设备1的当前工作模式的信息并且从接近传感器10接收进一步的信息。接近传感器10可以位于移动设备在天线3的区域中的正面和背面上，以提供移动设备的用户的身体部分是否覆盖了天线3的正面和/或背面的信息。此外，在天线的各面上可以有多于一个接近传感器，以提供天线3是被用户的身体部分完全覆盖还是部分覆盖的信息。根据从传感器10和工作模式单元11所得到的信息，处理单元9确定移动设备1的当前使用情况，并且根据所检测到使用情况对切换部4进行控制，以经由切换部4将射频单元2连接至适合的匹配电路5至8并且连接至天线3。例如，当工作模式单元11指示用户正在编辑电子邮件或SMS并且当前没有建立通话连接时，处理单元9可以控制切换部4，使得经由匹配电路7在射频单元2和天线3之间建立连接。
例如，当移动设备1的显示器上方的接近传感器指示了身体部分的接近，并且移动设备的背面的另一接近传感器也指示了身体部分的接近时，处理单元9由此确定这样的使用情况，即，移动设备被握在手中靠近用户的头部，并且手至少部分地覆盖了天线。因此，处理单元9驱动切换部4，使得在将射频单元2耦接至天线3时使用匹配电路6。
根据另一实例，当移动设备正面上的接近传感器指示了身体部分的接近并且工作模式单元11指示免提模式关闭、蓝牙模式关闭、个人免提模式(PHF)也关闭时，处理单元9可以驱动切换部4，使得匹配电路8被用于将射频单元2耦接至天线3。
虽然在上述实施方式中提供了四个匹配电路5至8，但是在适当的情况下可以提供任意其它数目的匹配电路，例如两个、三个、五个或更多个。
图3a示出了移动设备(例如，移动电话1)的另一实施方式的背面包括位于移动设备1上侧的天线3以及位于天线3的三个不同区域中的三个接近传感器12至14。在图3a中，接近传感器12至14没有被用户的任何身体部分覆盖，而在图3b中传感器12被用户的第一手指15覆盖，而在图3c中传感器12和13分别被用户的第一手指15和第二手指16覆盖。
根据传感器12至14的覆盖情况，可以定义如图4的表所示的八种使用情况。当传感器12至14中的一个没有检测到用户的身体部分的接近时，在图4的表中由“关闭”来指示这种情况，如果传感器12至14中的一个检测到用户的身体部分的接近，则在图4的表中由“开启”来指示这种情况。然而，尽管在图4的实例中定义了八种使用情况，但是某些使用情况可以共享公共匹配电路以向移动设备1的射频单元提供天线3的最佳匹配。在示例性实施方式中，可以提供四个不同的匹配电路A至D，其根据用户的身体部分所覆盖的区域的数量来提供最佳匹配。如果区域或天线3完全未被覆盖，则可以选择匹配电路A，如果身体部分覆盖了天线区域的三分之一，则可以选择匹配电路B，如果覆盖了天线3的区域的三分之二，则可以选择匹配电路C，而如果天线3的整个区域都被用户的身体部分覆盖，则可以选择匹配电路D。在图4的表中示出了所使用的使用情况到匹配电路的对应分配。如图所示，匹配电路的数目可以少于所定义的使用情况的数目。
尽管天线3在图3a至图3c中位于移动设备1的上侧，但是天线3和传感器12至14可以位于移动设备1的任何其它合适的位置，例如，移动设备1的下侧或底侧上。
尽管以上描述了示例性实施方式，但是在其它实施方式中可以进行各种修改。例如，接合图2所限定的使用情况可以与接合图3和图4所限定的使用情况相结合，由此，匹配电路的数目也可以增加。然而，某些匹配电路可以由几种使用情况共享，减少了所需的匹配电路的数目。此外，可以提供一个或更多个通过来自处理单元9的控制可以进行配置的可配置匹配电路，而不是提供由切换部4选择的专用匹配电路。
此外，除了接近传感器以外，也可以使用任何其它类型的适合的传感器，例如，触摸传感器或热传感器。
最后，应理解的是，本发明包括以上描述的所有实施方式，如同由所附权利要求所定义的一样。

Claims (8)

1.一种用于对移动设备的天线进行驱动的方法，该方法包括以下步骤：
提供用于驱动所述天线的多个天线匹配电路，
提供所述移动设备的多个预先定义的使用情况，其中，各使用情况与所述多个天线匹配电路中的一个相关联，其中，使用情况定义了所述移动设备相对于所述移动设备的用户的布置，
根据所述多个预先定义的使用情况来检测所述移动设备的当前使用情况，
响应于检测到的所述移动设备的当前使用情况，选择所述多个天线匹配电路中的一个天线匹配电路，以及
利用所选择的天线匹配电路来操作所述天线。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个使用情况包括：
第一布置，其中，所述移动设备与所述用户隔开地被使用，
第二布置，其中，所述移动设备在被握在手中并且靠近所述用户的头时被使用，所述手覆盖了所述天线的至少一部分，
第三布置，其中，所述移动设备在被握在手中并且靠近所述用户的头时被使用，所述手没有覆盖所述天线，以及
第四布置，其中，所述移动设备在被握在手中并且与所述用户的头隔开时被使用，所述手覆盖了所述天线的至少一部分。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，根据以下各项中的至少一项来确定所述当前使用情况：
所述移动设备的传感器，
所述移动设备的免提模式设置，
所述移动设备的蓝牙模式设置，以及
对连接至个人免提装置的检测。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，基于位于所述移动设备的背面上、所述天线的区域中的多个接近传感器来确定所述当前使用情况。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，利用所选择的天线匹配电路来操作所述天线的步骤包括将所选择的天线匹配电路耦接至所述天线。
6.一种移动设备，该移动设备包括：
天线，
用于驱动所述天线的多个天线匹配电路，
选择单元，其用于选择所述多个天线匹配电路中的一个天线匹配电路并将所选择的天线匹配电路耦接至所述天线，
处理单元，其被设置为根据所述移动设备的多个预先定义的使用情况来检测所述移动设备的当前使用情况，其中，各使用情况与所述多个天线匹配电路中的一个相关联，其中，使用情况定义了所述移动设备相对于所述移动设备的用户的布置，
所述处理单元还被设置为响应于检测到的当前使用情况来选择所述多个天线匹配电路中的一个天线匹配电路，并且驱动所述切换单元将所选择的天线匹配电路耦接至所述天线。
7.根据权利要求6所述的移动设备，其中，所述移动设备包括从包括移动电话、个人数字助理、移动导航系统和移动计算机的组中选择的设备。
8.根据权利要求6或7所述的移动设备，其中，所述移动设备被设置为执行权利要求1至5中任一项所述的方法。
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