CN103545619A - 天线装置和调节天线装置的辐射的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种天线装置和调节天线装置的辐射的方法。该天线装置包括：第一天线单元，用于执行所述电子设备的通信功能；第二天线单元，用于检测是否有人体靠近或离开所述电子设备，当有人体靠近所述电子设备时，产生第一指令，当有人体离开所述电子设备时，产生第二指令；处理单元，响应所述第一指令将所述第一天线单元的辐射功率调整为第一辐射功率，响应所述第二指令将所述第一天线单元的辐射功率调整为第二辐射功率，所述第一辐射功率小于第二辐射功率。在本发明的上述技术方案中，检测是否有人体靠近或离开所述电子设备，并根据检测结果来调整第一天线单元的辐射功率，从而能提供良好的天线性能并同时满足天线辐射指标。

Description

天线装置和调节天线装置的辐射的方法

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地，涉及一种天线装置和调节天线装置的辐射的方法。

背景技术

随着通信技术的迅猛发展，出现了各种类型的无线通信设备，诸如计算机、个人数字助理、智能通信终端等。一方面，作为便携电子产品的所述无线通信设备通常需要重量轻、厚度薄、且体积小。以平板计算机为例，其具有大显示屏、轻重量、薄厚度等特点。另一方面，在利用所述无线通信设备进行通信以传输信息和数据的同时，希望能够在通信过程中降低天线的辐射量，以减少对人体健康的影响。例如，欧洲关于移动通信终端对人体影响的指标是特定吸收比（SAR，Specific Absorption Rate）不超过2.0W/KG10g；而美国规定的该指标是SAR不超过1.6W/KG1g。然而，无线通信设备的超薄设计导致了天线空间减小和天线高度降低，这直接导致了天线辐射增加从而超标。

目前，无线通信设备通常采用内置天线。例如平板计算机可采用常规的平面倒F天线（PIFA，Planar Inverted F Antenna）或者单极天线。在超薄的平板计算机中进行天线设计时，天线高度和天线面积被缩小，这导致采用现有的天线很难平衡天线性能和天线辐射问题。

针对上述问题，常用的解决方案有两种：一种是牺牲天线性能，通过降低天线功率来满足天线辐射指标的要求；另一种是以天线辐射指标超标为代价来使天线性能达到标准要求。这两种方法中的任一个都不能兼顾天线性能与天线辐射影响二者。

因此，期望存在一种天线装置来同时满足天线性能与天线辐射指标。

发明内容

本发明实施例提供了一种天线装置和调节天线装置的辐射的方法，其能够自动调节天线的辐射，从而提供良好的天线性能并同时满足天线辐射指标。

一方面，提供了一种天线装置，用于电子设备，该天线装置包括：第一天线单元，所述第一天线单元用于执行所述电子设备的通信功能；第二天线单元，所述第二天线单元用于检测是否有人体靠近或离开所述电子设备，并获得一检测结果，当所述检测结果表明有人体靠近所述电子设备时，产生第一指令，当所述检测结果表明有人体离开所述电子设备时，产生第二指令；处理单元，所述处理单元响应所述第一指令将所述第一天线单元的辐射功率调整为第一辐射功率，所述处理单元响应所述第二指令将所述第一天线单元的辐射功率调整为第二辐射功率，所述第一辐射功率小于第二辐射功率。

优选地，所述第二辐射功率可以为所述第一天线单元正常执行所述通信功能时所需的最小辐射功率。

优选地，所述第二天线单元可以是围绕所述第一天线单元的环形感应天线。

优选地，所述环形感应天线的内缘的各个位置与所述第一天线单元的外缘之间的各个最短距离不小于一预定距离。所述预定距离是根据所述环形感应天线的性能和所述第二天线单元的感应距离来确定的，所述感应距离是能够感应到有人体接近的、在环形感应天线与人体之间的最远距离。所述预定距离可以是3毫米，所述感应距离可以是10毫米。

优选地，所述环形感应天线可以是用围绕所述第一天线单元的柔性线路板制成、并具有两个端口，所述两个端口为用于连接到处理单元的第一端口和用于接地的第二端口。

优选地，所述处理单元可包括：信号处理部件，用于根据所述第二通信单元的指令来产生一控制信号；以及功率放大部件，用于根据所述控制信号来将所述第一天线单元的辐射功率调整为第一辐射功率或第二辐射功率。

另一方面，提供了一种调节天线装置的辐射的方法，该天线装置用于电子设备、并包括：用于执行通信功能的第一天线单元、第二天线单元和处理单元，所述方法可以包括：利用所述第二天线单元检测是否有人体靠近或离开所述电子设备，并获得一检测结果；根据检测结果来产生指令；以及响应于所述指令来调整第一天线单元的辐射功率，其中，当所述检测结果表明有人体靠近所述电子设备时，产生第一指令，并响应所述第一指令将所述第一天线单元的辐射功率调整为第一辐射功率；当所述检测结果表明有人体离开所述电子设备时，产生第二指令，并响应所述第二指令将所述第一天线单元的辐射功率调整为第二辐射功率，该第二辐射功率大于所述第一辐射功率。

在本发明实施例的上述天线装置和调节天线装置的辐射的方法的技术方案中，利用所述第二天线单元来检测是否有人体靠近或离开所述电子设备，并根据检测结果来调整第一天线单元的辐射功率，从而能提供良好的天线性能并同时满足天线辐射指标。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是图示了根据本发明实施例的天线装置的框图；

图2是图示了根据本发明实施例的天线装置中的环形感应天线的示意性结构图；

图3是图示了根据本发明实施例的调节天线装置的辐射的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1是图示了根据本发明实施例的天线装置100的框图。所述天线装置100可应用于任何电子设备，例如智能通信终端、平板计算机、笔记本计算机等。该天线装置100包括：第一天线单元110，用于执行所述电子设备的通信功能；第二天线单元120，用于检测是否有人体靠近或离开所述电子设备，并获得一检测结果，当所述检测结果表明有人体靠近所述电子设备时，产生第一指令，当所述检测结果表明有人体离开所述电子设备时，产生第二指令；处理单元130，响应所述第一指令将所述第一天线单元的辐射功率调整为第一辐射功率，响应所述第二指令将所述第一天线单元的辐射功率调整为第二辐射功率，所述第一辐射功率小于第二辐射功率。

所述用于执行所述电子设备的通信功能的第一天线单元110可以是任何类型的通信天线，例如PIFA或单极天线。该第一天线单元110的天线辐射影响会随着人体与其之间的距离变大而变小。在靠近第一天线单元110的区域中，天线辐射影响SAR值较大，对人体影响较为严重。在远离第一天线单元110的区域中，天线辐射影响（SAR）基本可以达到指标。可以利用现有的或将来使用的任何通信天线作为所述第一天线单元110，其设计或类型不构成对本发明的限制。

所述第二天线单元120可用于检测是否有人体靠近或离开所述电子设备，并获得一检测结果。可以针对电子设备（例如平板计算机）的第一天线单元110的设计位置来设计该第二天线单元120的设计位置。如前所述，在远离第一天线单元110的区域中，天线辐射影响（SAR）基本可以达到指标，所以不需要专门设计该第二天线单元120。在靠近第一天线单元110的区域中，天线辐射影响SAR值较大，需要专门设计该第二天线单元120。例如，可以将第二天线单元120布置在第一天线单元110周围，从而当人体靠近所述电子设备时，所述第二天线单元120能够准确判断人体是否靠近第一天线单元110。该第二天线单元120在所述检测结果表明有人体靠近所述电子设备（即，接近所述第一天线单元110）时产生第一指令，在所述检测结果表明有人体离开所述第一天线单元110时产生第二指令。

作为示例，该第二天线单元120是围绕所述第一天线单元110的环形感应天线。这里，围绕所述第一天线单元110而不是在整个平板计算机区域都设计这种环形感应天线，可以降低天线成本。后面将结合图2描述该环形感应天线的具体设计。

所述处理单元130可以响应所述第一指令将所述第一天线单元的辐射功率调整为第一辐射功率，响应所述第二指令将所述第一天线单元的辐射功率调整为第二辐射功率，所述第一辐射功率小于第二辐射功率。作为示例，所述第二辐射功率可以为所述第一天线单元110正常执行所述通信功能时所需的最小辐射功率。因此，当根据第一指令而得知有人体靠近所述电子设备时，所述处理单元130可以产生较低的辐射功率，以降低对人体的辐射影响；当根据第二指令而得知有人体远离所述电子设备时，可以将将所述第一天线单元的辐射功率恢复为第二辐射功率，从而保证第一天线单元110按照正常执行通信功能时所需的功率进行工作。

可以使用功率放大部件来实现所述第一天线单元110的辐射功率的调整。作为示例，所述处理单元130可包括：信号处理部件，用于根据所述第二通信单元的指令来产生一控制信号；以及功率放大部件，用于根据所述控制信号来将所述第一天线单元的辐射功率调整为第一辐射功率或第二辐射功率。

在本发明实施例的上述天线装置的技术方案中，利用所述第二天线单元120来检测是否有人体靠近或离开所述电子设备，并根据检测结果来调整第一天线单元110的辐射功率，从而能提供良好的天线性能并同时满足天线辐射指标。

如前所述，所述第二天线单元可以是围绕所述第一天线单元的环形感应天线。图2是图示了根据本发明实施例的天线装置中的环形感应天线的示意性结构图。

在图2中，以电子设备为平板计算机为例进行说明，第一天线单元110位于所述通信天线区域21中，环形感应天线22围绕所述第一天线单元110。该环形感应天线22采用环形天线的原理进行设计。当有人体靠近或远离平板计算机20时，所述环形感应天线22的某些参数（诸如电容特性）发生改变，从而能够检测是否有人体靠近或远离所述平板计算机。要注意，图2中的图示仅仅是示意性的，在具体的实践中，所述环形感应天线22的形状可以根据通信天线区域21而改变。

所述环形感应天线22可以用围绕所述第一天线单元110的柔性线路板制成，并具有两个端口。一个端口（图2中的馈电脚）连接到图1中的处理单元130以向其传输检测结果，另一个端口如图2所示连接到地（例如为平板计算机的地）。环形感应天线22的四周距所述通信天线区域21的距离分别为D1、D2、D3、D4。所述环形感应天线22的内缘的各个位置与所述通信天线区域21的外缘之间的各个最短距离(即，所述D1、D2、D3、D4之中的最小距离)不小于一预定距离，例如不小于3毫米，以避免环形感应天线22对通信天线区域21中的第一天线单元的影响。所述预定距离可以根据所述第一天线单元的性能（诸如效率、辐射功率等）和所述环形感应天线的感应距离来确定，从而在第一天线单元的正常工作的同时可以利用环形感应天线22来调节第一天线单元的天线辐射功率。所述感应距离是能够感应到有人体接近的、在环形感应天线与人体之间的最远距离，其例如是10毫米，以在保证合适感应范围的同时减小误触发的概率。在实践中，还可以根据需要将所述环形感应天线的感应距离设计为其它距离。

当人脸或者人体靠近平板计算机时，环形感应天线22感应到人脸或者人体靠近平板计算机，并输出第一指令给处理单元130中的信号处理部件，该信号处理部件输出一个控制信号给处理单元130中的功率放大部件，该功率放大部件根据所述控制信号来将所述第一天线单元的辐射功率调整为第一辐射功率（低于第二辐射功率），从而适当降低第一天线单元的辐射功率对人体的影响。可以适当地设置该第一辐射功率，从而在保证用户可以正常使用平板计算机的同时、最大限度地保证用户的健康问题。

当人脸或者人体远离平板计算机时，环形感应天线22感应到人脸或者人体远离平板计算机，并输出第二指令给所述信号处理部件，该信号处理部件输出一个控制信号到功率放大部件，该功率放大部件根据所述控制信号来将所述第一天线单元的辐射功率调整为第二辐射功率，从而保证平板计算机在待机情况下的天线辐射性能和正常通信要求。

图2中所示的环形感应天线22可以准确地检测是否有人体靠近诸如平板计算机的电子设备，以自动调整作为通信天线的第一天线单元的辐射功率，从而能提供良好的天线性能并同时满足天线辐射指标。

图3是图示了根据本发明实施例的调节天线装置的辐射的方法300的流程图。该方法300可应用于任何电子设备的天线装置，所述天线装置包括用于执行通信功能的第一天线单元、第二天线单元和处理单元。所述第一天线单元可以是任何类型的通信天线，其可以利用现有的或将来使用的任何通信天线来实现。

所述调节天线装置的辐射的方法300包括：利用所述第二天线单元检测是否有人体靠近或离开所述电子设备，并获得一检测结果（S310）；根据检测结果来产生指令（S320）；以及响应于所述指令来调整第一天线单元的辐射功率（S330）。在S320中，当所述检测结果表明有人体靠近所述电子设备时，产生第一指令，当所述检测结果表明有人体离开所述电子设备时，产生第二指令。在S330中，响应所述第一指令将所述第一天线单元的辐射功率调整为第一辐射功率；响应所述第二指令将所述第一天线单元的辐射功率调整为第二辐射功率，该第二辐射功率大于所述第一辐射功率。

所述第二天线单元可以是如图2所示的围绕所述第一天线单元的环形感应天线，也可以是能够检测是否有人体靠近或离开所述电子设备的其它类型天线。

在所述第二天线单元是围绕所述第一天线单元的环形感应天线的情况中，所述环形感应天线可以用围绕所述第一天线单元的柔性线路板制成、并具有两个端口，所述两个端口为用于连接到所述处理单元的第一端口和用于接地的第二端口。所述环形感应天线的内缘的各个位置与所述第一天线单元的外缘之间的各个最短距离不小于一预定距离。所述预定距离是根据所述第一天线单元的性能和所述环形感应天线的感应距离来确定的，该感应距离是能够感应到有人体接近的、在环形感应天线与人体之间的最远距离。典型地，所述预定距离是3毫米，所述感应距离是10毫米。关于该环形感应天线的设计细节，可以参考前面结合图2进行的描述。

围绕所述第一天线单元110而不是在整个平板计算机区域都设计这种环形感应天线，可以降低天线成本。此外，因为环绕第一天线单元布置，所以能够准确地检测人体的靠近或离开。

当根据第一指令而得知有人体靠近所述电子设备时，在S330中产生较低的辐射功率(第一辐射功率)，以降低对人体的辐射影响；当根据第二指令而得知有人体远离所述电子设备时，在S330中产生较高的辐射功率(第二辐射功率)，从而保证正常执行通信功能时所需的功率。作为示例，所述第二辐射功率可以为所述第一天线单元正常执行所述通信功能时所需的最小辐射功率。

可以通过功率放大部件来实现所述第一天线单元的辐射功率的调整。作为示例，所述响应于所述指令来调整第一天线单元的辐射功率的步骤(S330)可包括：根据所述第二通信单元的指令来产生一控制信号；以及基于所述控制信号来控制所述处理单元中的功率放大部件，以将所述第一天线单元的辐射功率调整为第一辐射功率或第二辐射功率。

在本发明实施例的上述调节天线装置的辐射的方法的技术方案中，通过检测是否有人体靠近或离开所述电子设备，并根据检测结果来调整第一天线单元的辐射功率，从而能提供良好的天线性能并同时满足天线辐射指标。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的调节天线装置的辐射的方法中所涉及的装置和单元的具体实现，可以参考前述装置实施例中的图示和操作，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，上述方法实施例中的部分步骤可以进行重新组合，或可以改变部分步骤之前的执行顺序。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种天线装置，用于电子设备，该天线装置包括：

第一天线单元，所述第一天线单元用于执行所述电子设备的通信功能；

第二天线单元，所述第二天线单元用于检测是否有人体靠近或离开所述电子设备，并获得一检测结果，当所述检测结果表明有人体靠近所述电子设备时，产生第一指令，当所述检测结果表明有人体离开所述电子设备时，产生第二指令；

处理单元，所述处理单元响应所述第一指令将所述第一天线单元的辐射功率调整为第一辐射功率，所述处理单元响应所述第二指令将所述第一天线单元的辐射功率调整为第二辐射功率，所述第一辐射功率小于第二辐射功率。

2.根据权利要求1的天线装置，其中，所述第二辐射功率为所述第一天线单元正常执行所述通信功能时所需的最小辐射功率。

3.根据权利要求1的天线装置，其中，所述第二天线单元是围绕所述第一天线单元的环形感应天线。

4.根据权利要求3的天线装置，其中，所述环形感应天线的内缘的各个位置与所述第一天线单元的外缘之间的各个最短距离不小于一预定距离。

5.根据权利要求4的天线装置，其中，所述预定距离是根据所述第一天线单元的性能和所述环形感应天线的感应距离来确定的，所述感应距离是能够感应到有人体接近的、在环形感应天线与人体之间的最远距离。

6.根据权利要求5的天线装置，其中，所述预定距离是3毫米，所述感应距离是10毫米。

7.根据权利要求3的天线装置，其中，所述环形感应天线是用围绕所述第一天线单元的柔性线路板制成、并具有两个端口，所述两个端口为用于连接到处理单元的第一端口和用于接地的第二端口。

8.根据权利要求1的天线装置，其中，所述处理单元包括：

信号处理部件，用于根据所述第二通信单元的指令来产生一控制信号；以及

功率放大部件，用于根据所述控制信号来将所述第一天线单元的辐射功率调整为第一辐射功率或第二辐射功率。

9.一种调节天线装置的辐射的方法，该天线装置用于电子设备、并包括：用于执行通信功能的第一天线单元、第二天线单元和处理单元，所述方法包括：

利用所述第二天线单元检测是否有人体靠近或离开所述电子设备，并获得一检测结果；

根据检测结果来产生指令；以及

响应于所述指令来调整第一天线单元的辐射功率，

其中，当所述检测结果表明有人体靠近所述电子设备时，产生第一指令，并响应所述第一指令将所述第一天线单元的辐射功率调整为第一辐射功率；当所述检测结果表明有人体离开所述电子设备时，产生第二指令，并响应所述第二指令将所述第一天线单元的辐射功率调整为第二辐射功率，该第二辐射功率大于所述第一辐射功率。

10.根据权利要求9的方法，其中，所述第二辐射功率为所述第一天线单元正常执行所述通信功能时所需的最小辐射功率。

11.根据权利要求9的方法，其中，所述第二天线单元是围绕所述第一天线单元的环形感应天线。

12.根据权利要求10的方法，其中，所述环形感应天线的内缘的各个位置与所述第一天线单元的外缘之间的各个最短距离不小于一预定距离。

13.根据权利要求12的方法，其中，所述预定距离是根据所述第一天线单元的性能和所述环形感应天线的感应距离来确定的，该感应距离是能够感应到有人体接近的、在环形感应天线与人体之间的最远距离。

14.根据权利要求13的方法，其中，所述预定距离是3毫米，所述感应距离是10毫米。

15.根据权利要求11的方法，其中，所述环形感应天线是用围绕所述第一天线单元的柔性线路板制成、并具有两个端口，所述两个端口为用于连接到所述处理单元的第一端口和用于接地的第二端口。

16.根据权利要求1的方法，其中，所述响应于所述指令来调整第一天线单元的辐射功率的步骤包括：

根据所述第二通信单元的指令来产生一控制信号；以及

基于所述控制信号来控制所述处理单元中的功率放大部件，以将所述第一天线单元的辐射功率调整为第一辐射功率或第二辐射功率。

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