CN104378460A - 无线装置及其降低电磁波能量吸收比的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线装置，所述无线装置包括接近传感器和控制芯片；其中，所述接近传感器包括天线和工作芯片，所述天线，用于确定移动终端到人体之间的当前距离；所述工作芯片，用于将所述移动终端与人体之间的距离分为若干连续的范围，并对应各所述范围确定相应的回退功率；确定所述移动终端与人体之间的当前距离符合任意一个范围时，将所述范围对应的回退功率确定为进行回退功率；所述控制芯片，用于根据所述回退功率进行传导功率的回退。本发明同时还公开了一种降低电磁波能量吸收比的方法。采用本发明的技术方案，能够有效地避免不必要的传导功率的回退，从而提高移动终端的射频性能。

Description

无线装置及其降低电磁波能量吸收比的方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域中的降低辐射技术，尤其涉及一种无线装置及其降低电磁波能量吸收比（Specific Absorption Rate，SAR）的方法。

背景技术

随着苹果公司的平板电脑2010年上市以来，平板电脑经历了爆发式的革命，各设备生产商纷纷把产品覆盖范围延伸至平板电脑领域。相对于手机超薄化、大屏化、智能化的发展对天线的小型化、多频化等提出的要求相比，平板电脑在预留给天线的可用空间相对较大，天线在平板电脑的环境中更容易达到整机空中下载（Over The Air，OTA）性能的要求。

目前，平板电脑的SAR认证主要有美国的联邦通信委员会（FederalCommunication Commission，FCC）认证和欧盟的欧洲电子技术标准委员会（European Committee for Electro-technical Standardization，CENELEC）。SAR通常用于指示由移动终端辐射出的电磁波引起的对人体有害的程度的数值，SAR是人体单元每单位质量吸收的电功率，测量的单位为W/Kg。人体组织中的SAR与该组织中的电场强度的平方成正比，并且由入射的电磁场的参数（例如频率、强度、方向和电磁场的源）、目标物的相对位置、暴露的人体的典型组织（Characteristic Tissue）的遗传特性、地面影响以及暴露的环境影响来确定。

现有技术中，通过涂覆吸波材料、增加四分之一波长短路点、以及在天线净空区域内的前壳中增加地屏蔽等方法，都可以有效的降低SAR值。但是，前述方法都是针对手机的，并不适用于平板电脑。其原因在于，手机的SAR值一般不会超过2mW/g(1g)，通过前述方法可轻易的降低到1.3mW/g(1g)的标准；而平板电脑的原始SAR值一般为4～6mW/g(1g)，很难通过前述方法来实现对平板电脑SAR值的降低。

现有市场上的平板电脑一般是通过使用接近传感器的技术来降低SAR值，而接近传感器的技术一般都需要使用到接近传感器、传感器工作芯片（简称工作芯片）、驱动、应用处理器（Application Processor，AP）侧和调制解调器（Modem）侧等。其中，所述接近传感器上设置有一个天线，用于测量移动终端到人体之间的距离，因此，所述接近传感器类似于一个设置在平板电脑的主天线旁的天线，为了不影响主天线的射频性能，需和主天线保持一定的空间距离。所述接近传感器可通过印刷电路（Printed Circuit Board，PCB）板上的天线簧片连接在平板电脑的主板上，并通过PCB板上走线将感应到的电容值反馈到所述工作芯片。所述工作芯片根据预先设置好的门限值对感应的电容值进行判断，然后输出标识SAR值高低的电平信号给驱动，若感应的电容值大于门限值时，则通过驱动上报中断给AP侧，AP侧将要降低的传导功率的命令发送给Modem侧，Modem侧根据预先设定的非易失性（Nonvolantile，NV）项对平板电脑输出的传导功率进行调整，以满足SAR认证的要求；若感应的电容值小于门限值时，则所述工作芯片继续判断。

从上面可以看出，SAR的实际降低其实是通过降低传导功率实现的。现有技术中存在以下问题：由于接近传感器上只有一个天线，相应的，工作芯片只有一个门限值，该门限值为满足SAR认证的标准值所对应的电容值。因此，只要感应到的电容值超过该门限值，就将当前的传导功率降低到能够满足人体与平板电脑零距离时的传导功率。一般，需要将传导功率降低4dB，某些达到6dB甚至更多；其中，4dB或6dB的设定是根据人体与平板电脑的距离为零时，需要降低的传导功率进行。而回退平板电脑的传导功率将会大大的影响平板电脑的射频特性，而且现有技术中的这种处理方式很有可能导致有一部分传导功率的回退是没有必要的，例如：

现有技术中，当人体距离平板电脑5mm时，由于此时SAR值仍然高于SAR认证的标准，因此，按照需要降低5dB的传导功率进行，其中5dB是这样确定的：当人体距离平板电脑零距离时，SAR值最大需要将传导功率回退5dB才能满足SAR的认证需求。实际上，当人体距离平板电脑5mm时，SAR值虽然仍然高于标准的1.3mW/g(1g)，但比起零距离时的SAR值已经大幅减小，此时，可能只需降低2dB就可满足SAR认证的要求；因此，现有技术中降低5dB的回退功率，但其中的3db回退功率很可能是没有必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线装置及其降低电磁波能量吸收比的方法，能够有效地避免不必要的传导功率的回退，从而提高移动终端的射频性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供的一种无线装置，所述无线装置包括接近传感器和控制芯片；其中，所述接近传感器包括天线和工作芯片；所述天线，用于确定移动终端到人体之间的当前距离；所述工作芯片，用于将所述移动终端与人体之间的距离分为若干连续的范围，并对应各所述范围确定相应的回退功率；确定所述当前距离符合任意一个范围时，将所述范围对应的回退功率确定为进行回退功率；所述控制芯片，用于根据所述回退功率进行传导功率的回退。

上述方案中，所述接近传感器包括与所述范围数量相同的天线，各所述天线保持一定的空间距离，每个天线分别用于测量一个范围内的距离。

上述方案中，所述天线还包括屏蔽层。

上述方案中，所述控制芯片进一步包括驱动、应用处理器AP侧和调制解调器Modem侧；所述工作芯片将接收到的信号经驱动发送给AP侧，AP侧将要降低传导功率的命令发送给Modem侧，Modem侧根据预先设定的非易失性NV项对输出的传导功率进行调整。

本发明还提供了一种降低电磁波能量吸收比的方法，所述方法包括：将移动终端与人体之间的距离分为若干连续的范围，并对应各所述范围确定相应的回退功率；确定所述移动终端与人体之间的当前距离符合任意一个范围时，将所述范围对应的回退功率确定为所述当前距离对应的回退功率；根据所述当前距离对应的回退功率进行传导功率的回退。

上述方案中，所述确定所述移动终端与人体之间的当前距离由接近传感器的天线实现。

上述方案中，所述接近传感器包括与所述范围数量相同的天线，各所述天线保持一定的空间距离，每个天线分别用于测量一个范围内的距离。

上述方案中，所述接近传感器还包括屏蔽层。

本发明提供的无线装置及其降低电磁波能量吸收比的方法，将移动终端与人体之间的距离分为若干连续的范围，并对应各范围确定相应的回退功率；在实际应用中，先确定移动终端到人体之间的当前距离；在当前距离符合某一范围时，再将该范围对应的回退功率确定为进行回退功率；之后根据所述回退功率进行传导功率的回退；如此，本发明能够有效地根据移动终端与人体之间的实际距离来调节传导功率的回退，可以避免不必要的传导功率的回退，从而提高移动终端的射频特性。

进一步的，本发明采用在同一接近传感器上相应的设置多个天线的方式测量各范围，只需在现有技术基础上稍做改善即可，具有成本较低、易于实现、以及节省移动终端内部空间的优点。

附图说明

图1为本发明实施例降低电磁波能量吸收比的方法的实现流程示意图；

图2为本发明实施例无线装置的组成结构示意图；

图3为本发明用于平板电脑时无线装置的结构示意图。

具体实施方式

由于回退功率与移动终端到人体之间的距离存在一定关系：所述距离越远，需要回退的传导功率越小；所述距离越近，需要回退的传导功率也就越大；因此，本发明的基本思想是：根据实际应用中移动终端到人体之间的当前距离确定回退功率，并根据所述回退功率进行传导功率的回退，以避免不必要的传导功率的回退，从而提高移动终端的射频特性。

这里，所述移动终端可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、POS机、或车载电脑等。

这里，所述根据实际应用中移动终端到人体之间的当前距离确定回退功率，可以采用不同方式；其中，方式一：实时测量移动终端到人体之间的当前距离，然后根据该当前距离确定相应的回退功率；方式二：先将所述移动终端与人体之间的距离分为若干连续的范围，并对应各范围确定相应的回退功率；确定移动终端与人体之间的当前距离符合某一范围时，将该范围对应的回退功率确定为该当前距离对应的回退功率。

这里，确定移动终端与人体之间的当前距离可以采用接近传感器的天线来实现，所述确定回退功率可以采用接近传感器的工作芯片来实现，所述根据所述回退功率进行传导功率的回退可以采用控制芯片来实现。

以采用方式二确定回退功率为例，图1为本发明实施例降低电磁波能量吸收比的方法的实现流程示意图，如图1所示，所述方法包括：

步骤101，将移动终端与人体之间的距离分为若干连续的范围；

为了比较方便的实施，可以将所述移动终端与人体之间的距离分为两个或三个连续的范围。下面以划分两个连续的范围为例：

假设一种移动终端的SAR认证中，当移动终端与人体之间的距离小于20mm时就需要降低传导功率；现将该移动终端与人体之间的距离20mm分为两个连续的范围，其中第一种划分的方式为，范围一：[0mm-10mm]，范围二：[10mm-20mm]；第二种划分的方式为，范围一：[0mm-5mm]、范围二：[5mm-20mm]；其中，距离的分界点10mm或5mm可以属于范围一，也可以属于范围二，还可以同时属于范围一和范围二。当然，这里的划分方式可以有多种，本领域的技术人员可以根据实际情况进行相应的改变，这里不再赘述。

步骤102，对应各所述范围确定相应的回退功率；

承接上述划分两个连续的范围的例子，对应于第一种划分方式：范围一[0mm-10mm]确定回退功率为5dB，其中，5dB是这样确定的：当人体距离移动终端零距离时，此时SAR值最大需要将传导功率回退5dB才能满足SAR的认证需求。对应于范围二[10mm-20mm]确定回退的功率为2dB，其中，2dB是这样确定的：当人体距离移动终端10mm距离时，此时SAR值最大需要将传导功率回退2dB才能满足SAR的认证需求。

对应于第二种划分方式：范围一[0mm-5mm]确定回退功率为5dB，其中，5dB是这样确定的：当人体距离移动终端零距离时，此时SAR值最大需要将传导功率回退5dB才能满足SAR的认证需求。对应于范围二[5mm-20mm]确定回退的功率为3dB，其中，3dB是这样确定的：当人体距离移动终端5mm距离时，此时SAR值最大需要将传导功率回退3dB才能满足SAR的认证需求。

从上述举例可以看出，该范围最小的距离点对应的回退功率为该范围对应的回退功率。

步骤103，确定所述移动终端与人体之间的当前距离符合任意一个范围时，将所述范围对应的回退功率确定为所述当前距离对应的回退功率；

这里，确定移动终端与人体之间的当前距离可以采用接近传感器，所述接近传感器一般为电容式的接近传感器，该接近传感器能够将感到的人与移动终端之间距离转换为电容值；所述接近传感器与所述移动终端的主天线保持一定的空间距离。

在所述方式二中，由于需要测量多个距离，因此，可以在同一接近传感器上相应的设置多个天线，每个天线分别用于测量一个范围内的距离。对于在同一接近传感器上设置多个天线的方式，可以仅在现有技术基础上稍做改善即可满足要求，具有成本低、易于实现以及节省移动终端内部的空间的优点。

其中，所述接近传感器的天线还可以包括屏蔽层，所述屏蔽层是否存在根据移动终端的环境对于天线影响的大小而定。

仍以划分两个连续的范围为例，假设接近传感器上设置有两个天线，则两个天线的形状或相同、或不同或互补。具体选择何种天线形式本领域的技术人员需要在具体环境中进行优化后再确定，这里不再赘述。

这里，所述确定移动终端与人体之间的当前距离符合任意一个范围时，将所述范围对应的回退功率确定为所述当前距离对应的回退功率，可以采用接近传感器的工作芯片来实现。

相应的，在同一接近传感器上采用多个天线对应的感应多个距离时，所述工作芯片为每个天线提供一个接入馈点，且所述工作芯片设置各个天线的优先级。

步骤104，根据所述当前距离对应的回退功率进行传导功率的回退。

这里，所述根据所述当前距离对应的回退功率进行传导功率的回退可以采用控制芯片来实现；所述工作芯片将优先响应的接入馈点的信号传输给所述控制芯片进行传导功率的回退。

上述步骤101至步骤104，如果确定移动终端与人体之间的当前距离采用的是接近传感器的天线，确定回退功率采用的是接近传感器的工作芯片，根据所述回退功率进行传导功率的回退采用的是控制芯片，那么，完整的处理过程如下：

所述接近传感器的天线将感应到的移动终端与人体之间的当前距离的电容值传输所述工作芯片，所述工作芯片根据预先设置好的门限值对感应的电容值进行判断，若感应的电容值大于门限值时，则上报中断给所述控制芯片，所述控制芯片根据预先设定的NV项对移动终端输出的传导功率进行调整，以满足SAR认证的要求；若感应的电容值小于门限值时，则所述工作芯片继续判断。

这里，所述控制芯片还可以包括驱动、AP侧和Modem侧；具体的，所述工作芯片根据预先设置好的门限值对感应的电容值进行判断，若感应的电容值大于门限值时，则通过驱动上报中断给AP侧，AP侧将要降低传导功率的命令发送给Modem侧，Modem侧根据预先设定的NV项对平板电脑输出的传导功率进行调整，以满足SAR认证的要求；若感应的电容值小于门限值时，则所述工作芯片继续判断。

本发明还提供一种无线装置，所述无线装置是设置在所述移动终端上的，因此，所述无线装置的组成部分可以单独设置，也可以与所述移动终端共享使用。图2为本发明实施例无线装置的组成结构示意图，如图2所示，所述无线装置包括接收或发送通讯信号的主天线（图中未示出），接近传感器的天线210、接近传感器的工作芯片220和控制芯片230；其中，

所述接近传感器的天线210，用于确定移动终端到人体之间的当前距离；

这里，所述接近传感器一般为电容式的接近传感器，该接近传感器的天线能够将感到的人与移动终端之间距离转换为电容值；所述接近传感器的天线与所述移动终端的主天线保持一定的空间距离，具体的距离可在实际环境进行调试后进行确定。

所述接近传感器的天线还可以包括屏蔽层，所述屏蔽层可是否存在的前提本领域的技术人员以移动终端的环境对于天线影响的大小而定，这里不再赘述。

所述接近传感器的工作芯片220，用于将所述移动终端与人体之间的距离分为若干连续的范围，并对应各所述范围确定相应的回退功率；确定所述当前距离符合某一范围时，将该范围对应的回退功率确定为进行回退功率；

所述控制芯片230，用于根据所述回退功率进行传导功率的回退。

由于所述工作芯片220将所述移动终端与人体之间的距离分为若干连续的范围，相应的，所述接近传感器的天线210也需要测量多个距离，因此，可以在同一接近传感器上设置多个天线，各个天线保持一定的空间距离，每个天线分别用于测量一个范围内的距离，而且，各所述天线的结构可以为相同、也可以不同、甚至可以自行设计。对于所述天线具体的结构，本领域的技术人员可以根据各种现有技术在具体的环境中进行优化，这里不再赘述。

在同一接近传感器上设置多个天线的方式，可以仅在现有技术基础上稍做改善即可满足要求，具有成本低、易于实现以及节省移动终端内部的空间的优点。

相应的，在同一接近传感器上采用多个天线对应的感应多个距离时，所述工作芯片为每个天线提供一个接入馈点，且所述工作芯片设置各所述天线的优先级。

具体的，每个天线均对应连接所述工作芯片的接入馈点，若所述工作芯片根据序号依次对第1至第N个天线设置了优先级，那么，该设置也保证与第1个天线对应的第一接入馈点拥有最高的优先级。

在实际工作中，所述工作芯片先对第一接入馈点接收到的信号进行判断，若所述第一接入馈点没有响应，再根据序号依次根据第二接入馈点至第N接入馈点的接收到的信号进行判断。由于各层所述天线在空间上保持一定距离，而且工作芯片对各天线均设置了优先级，因此，各所述天线与人体之间的距离也不一样，从而它们接到的信号也是有差异的。

例如：所述工作芯片调试的最大感应距离为10mm，当人体从较远处逐渐靠近移动终端的距离为10mm时，与第一接入馈点连接的第一天线还未能感应到信号的变化，因此不作任何处理；但是，与第二接入馈点连接的第二天线已经感应到信号的变化，并将接收到的信号反馈到工作芯片，所述工作芯片根据预先设置好的门限值对感应的电容值进行判断，若感应的电容值大于门限值时，则上报中断给所述控制芯片，所述控制芯片根据预先设定的NV项对移动终端输出的传导功率进行调整，以满足SAR认证的要求；若感应的电容值小于门限值时，则所述工作芯片继续判断。

当人体继续接近时，当在某一中间状态下，例如5mm时，第一接入馈点可以接收到的信号已经在所述工作芯片设定门限下，则判断成功，所述工作芯片不再判断第二接入馈点接收到的信号，直接上报中断给所述控制芯片，所述控制芯片根据预先设定的NV项对移动终端输出的传导功率进行调整。

对于设置多个接近传感器测量多个距离的方式，与在同一接近传感器上相应的设置多个天线测量多个距离的方式同理，这里不再赘述。

图3为本发明用于平板电脑时的无线装置的结构示意图，如图3所示，在本实施例中，所述无线装置包括接近传感器的天线310、接近传感器的工作芯片320和控制芯片330；其中，

所述接近传感器的天线310设置在平板电脑的主天线的旁边，其包括两个天线311和312，两个天线311、312的大小尺寸完全相同，且在空间上保持一定的距离；

所述接近传感器的工作芯片320分别为两个天线311、312对应的提供接入馈点，且设置天线311的优先级大于天线312的优先级；

所述控制芯片330包括平板电脑的AP侧驱动331、AP侧监听器332和Modem侧功率控制器333。

工作时，当天线311感应电容值时，工作芯片320通过接入馈点接收到所述电容值，然后根据预先设定的门限进行判断，当接收到的信号满足门限值后，工作芯片320输出标识SAR值高低的电平，并经AP侧驱动331上报中断到AP侧监听器332，AP侧监听器332接到命令后，将要降低传导功率的指令传送到Modem侧功率控制器333，Modem侧功率控制器333则根据预先设定的NV项对整机输出传导功率进行调整。

当天线311无法感应到有人体接近时，此时，由天线312进行感应，若能感应，便将感应到的电容值上报工作芯片320，工作芯片320根据预先设定的门限进行判断，当电容值满足门限值，工作芯片320将接收的信号发送给AP侧驱动331，此时，AP侧驱动331上报中断到AP侧监听器332，AP侧监听器332接到命令后，将要降低传导功率的指令传送到Modem侧功率控制器333，Modem侧功率控制器333则根据预先设定的NV项对整机输出传导功率进行调整；若传感器天线312也接收不到有接近信号产生，则重新开始整个判断过程。

本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无线装置，其特征在于，所述无线装置包括接近传感器和控制芯片；其中，所述接近传感器包括天线和工作芯片；

所述天线，用于确定移动终端到人体之间的当前距离；

所述工作芯片，用于将所述移动终端与人体之间的距离分为若干连续的范围，并对应各所述范围确定相应的回退功率；确定所述当前距离符合任意一个范围时，将所述范围对应的回退功率确定为进行回退功率；

所述控制芯片，用于根据所述回退功率进行传导功率的回退。

2.根据权利要求1所述的无线装置，其特征在于，所述接近传感器包括与所述范围数量相同的天线，各所述天线保持一定的空间距离，每个天线分别用于测量一个范围内的距离。

3.根据权利要求1所述的无线装置，其特征在于，所述天线还包括屏蔽层。

4.根据权利要求1至3任一项所述的无线装置，其特征在于，所述控制芯片进一步包括驱动、应用处理器AP侧和调制解调器Modem侧；

所述工作芯片将接收到的信号经驱动发送给AP侧，AP侧将要降低传导功率的命令发送给Modem侧，Modem侧根据预先设定的非易失性NV项对输出的传导功率进行调整。

5.一种降低电磁波能量吸收比的方法，其特征在于，所述方法包括：

将移动终端与人体之间的距离分为若干连续的范围，并对应各所述范围确定相应的回退功率；

确定所述移动终端与人体之间的当前距离符合任意一个范围时，将所述范围对应的回退功率确定为所述当前距离对应的回退功率；

根据所述当前距离对应的回退功率进行传导功率的回退。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定所述移动终端与人体之间的当前距离由接近传感器的天线实现。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接近传感器包括与所述范围数量相同的天线，各所述天线保持一定的空间距离，每个天线分别用于测量一个范围内的距离。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述接近传感器还包括屏蔽层。