CN105874647B - 具有集成接近性感测的辐射结构 - Google Patents

Abstract

本文所公开的无线传送系统包括集成到基本上围封计算设备的电子器件的计算设备外壳中的辐射结构。辐射结构包括绝缘体，绝缘体形成与计算设备外壳上的金属板的边界。接近性传感器从位于辐射结构内的暴露点收集数据。

Description

具有集成接近性感测的辐射结构

背景技术

用于计算设备的天线呈现涉及以一个或多个选择频率接收和传送无线电波的挑战。这些挑战由于在金属外壳中容纳这样的计算设备（及其天线）的当前趋势而被放大，因为金属外壳往往屏蔽传入和传出无线电波。屏蔽传入和传出无线电波可能减少计算设备的功能性。此外，政府机关已经强加了限制来自诸如平板计算机和移动电话之类的一些无线电子设备的射频（RF）传送功率的规定。然而，降低RF传送功率还可能显著降低一些电子设备中的设备特征的性能。

发明内容

本文所描述和要求保护的实现通过提供集成到金属计算设备外壳的外表面中的辐射结构来解决前述问题。辐射结构包括在外表面处形成与金属板的边界的绝缘体。至少一个接近性传感器定位成经由位于辐射结构上的暴露点来检测传导主体的接近性。

提供本发明内容来以简化的形式引入以下在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容不意图标识所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不意图用于限制所要求保护的主题的范围。

本文还描述和叙述了其它实现。

附图说明

图1图示了包括辐射结构和用于电容式接近性感测的组件的示例金属计算设备外壳。

图2图示了包括辐射结构和用于接近性感测的组件的另一示例金属计算设备外壳。

图3图示了包括辐射结构和用于接近性感测的组件的系统的另一示例。

图4图示了包括辐射结构和用于接近性感测的组件的示例金属计算设备外壳的两个部分。

图5图示了包括辐射结构和用于接近性感测的组件的又一示例计算设备外壳的两个部分。

图6图示了包括辐射结构和用于接近性感测的组件的另一示例金属计算设备外壳。

图7图示了包括辐射结构和用于接近性感测的组件的系统的示例组件。

图8图示了用于使用形成为金属计算设备外壳中的辐射结构的部分的接近性感测系统的示例操作。

具体实施方式

在一些管辖范围中，比吸收率（SAR）标准对电子设备制造商强加最大能量吸收限制。这些标准对在传送射频（RF）天线的给定距离内可以在任何特定点处发射的电磁辐射的量强加约束。对距设备几厘米（例如0-3厘米）内的距离处的辐射限制给出特别的关注，其中用户很可能将人体部分置于传送天线附近。这样的约束可以通过在传送天线的邻域中检测到传导主体（例如人体部分）时降低所传送的载波信号强度来满足。

所公开的技术的实现包括具有提供辐射结构的传送功率的动态更改的集成接近性感测组件的辐射结构。

图1图示了包括辐射结构和用于电容式接近性感测的组件的示例金属计算设备外壳100。金属计算设备外壳100可以但不限于是平板计算机、膝上型计算机、移动电话、个人数据助理、手机、智能电话、蓝光播放器、游戏系统或包括用于传送射频载波的无线通信电路的任何其它设备的外壳。

金属计算设备外壳100包括形成金属计算设备外壳100的外表面的部分的天线组装件102，使得金属计算设备外壳100的暴露部分作为用于天线组装件102的操作的辐射结构的部分而执行。天线组装件102可以由（除其它组件之外）一个或多个金属板（例如金属板104）、切口、凹槽或绝缘组件（例如绝缘体108）形成。绝缘体108使天线组装件102的至少一个辐射组件的边界绝缘，并且可以例如是塑料、陶瓷或其它电介质插件或填充材料。在图1中，绝缘体108在四个侧面为天线组装件104定界。可替换地，可以在金属板104的一个或多个侧面上采用分离绝缘体。本文公开或以其它方式预想到各种其它的实现。

天线结构102耦合到生成诸如射频（RF）波之类的载波的无线电设备（未示出）。天线组装件102可以设计成在一个或多个特定频率处谐振，和/或，对于某些应用，可以设计成以特定频率或频率集合辐射非常有限或基本上为零的功率。在一个实现中，天线结构102表示以移动电话RF频率辐射的有源天线。还预想到其它实现。

金属电子设备外壳100还包括接近性感测系统106（被示出为位于金属板104后方或下方），其至少包括检测电路和一个或多个接近性传感器。包括在天线组装件102中的接近性传感器可以包括但不限于以下中的一个或多个：电容传感器、红外传感器、RGB传感器、热学传感器、麦克风、立体传感器、扫描激光传感器、超声传感器和毫米波传感器等。接近性可以使用飞行时间或结构光方法在光学上检测。

接近性感测子系统106的接近性传感器从位于金属电子设备外壳100的天线组装件102内的一个或多个暴露点收集数据。如本文所使用的，“暴露点”是从其收集接近性数据的位于天线组装件内或者金属计算设备外壳100的外表面上的区域（例如电容式传感器垫、红外透明或半透明端口、窗口端口等）。在一个实现中，暴露点提供在金属计算设备外壳100外部的感测场（例如视场、电容式耦合、RF场、音频信号场等），使得暴露点对接近性感测元件基本上透明。接近性感测元件可以在金属计算设备外壳100的表面上或者金属计算设备外壳100内。基本上透明的暴露点的示例包括但不限于用于电容式传感器的非金属表面、用于IR传感器的IR透明传感器、用于音频传感器的扬声器/麦克风等。

“接近性数据”是指可以从其推断天线组装件102与传导对象（例如人类）之间的距离的数据。接近性数据的示例包括但不限于热学轮廓、电容测量结果、声学反射等。在又一实现中，谐振RF元件的频移可以用于推断接近性（例如贴片式天线在非常靠近电介质主体时将解调（在频率方面降低））。人们可以使用该电介质加载效应和所得频移来推断接近性。

暴露点可以位于金属板104、绝缘体108或操作为辐射结构的部分的其它金属或非金属组件上。此外，暴露点可以位于形成在天线组装件102的外表面中的一个或多个孔内。每一个暴露点的定位与天线组装件102的传送组件的位置相关联。因此，在暴露点处收集的接近性数据允许在接近这样的传送组件的区域中的人类接近性检测。例如，SAR规定对人体部分在传送天线的零到三厘米内时的电磁辐射传送强加特定限制。因此，在一个实现中，暴露点定位成使得在每一个暴露点处收集的接近性数据可以帮助确定人体部分是否在天线组装件102的三厘米内。

在一个实现中，接近性感测子系统106向视场中投射信号，诸如电场、可见光（例如RGB光）、不可见光（例如IR光）、声波等。信号从视场反射，并且在辐射结构102上的一个或多个暴露点处检测经反射的信号。在另一实现中，接近性感测子系统106利用一个或多个被动传感器（例如热学传感器、电场传感器等）来检测从视场发射或辐射的信号。在又一实现中，接近性感测子系统106包括IR光照器和IR传感器以检测从IR光照器发射的经反射的IR光。

接近性感测子系统106还包括用于处理由接近性传感器收集的接近性数据的检测电路。例如，处理电路可以包括硬件、固件和/或软件以标识所保存的信息（例如与人类向一个或多个接近性传感器的接近性相关联的信息）与所观察到的波形、温度轮廓、深度图等之间的关联。接近性感测子系统106还可以耦合到控制电路（未示出）以使天线组装件102的行为（例如传送功率水平、输出波频率等）响应于接近性传感器所收集的接近性数据中的变化而变化。

在一个实现中，接近性感测子系统106在由接近性传感器收集的接近性数据满足人类接近性条件时更改天线组装件102的行为。人类接近性条件可以取决于所利用的接近性传感器的（多个）类型而采取各种值和形式。例如，当IR传感器检测到指示辐射结构102的某个距离内的特定对象（例如人类手部110）的热学轮廓时，可以满足人类接近性条件。在可以包括飞行时间相机或系统的另一实现中，当所传送的光脉冲（RGB，IR等）在预确定的时间间隔内反射回到接近性传感器，从而指示反射性对象在天线组装件102的给定距离内时，满足人类接近性条件。距离可以通过测量所传送的信号和经反射的信号之间的相移、所传送的光脉冲与经反射的光脉冲之间的时间差、在快门周期期间检测到的经反射的光的幅度来确定。在又一实现中，当电容感测芯片检测到超过所存储的阈值的AC电压改变，从而指示对象在天线组装件102的给定距离内时，满足人类接近性条件。还预想到各种其它的实现。

图2图示了包括辐射结构和用于接近性感测的组件的示例金属计算设备外壳200。如视图A中所图示的，金属计算设备外壳200包括背面202、正面（未示出）以及包含可见侧面204和206的四个侧面。四个侧面为背面202和正面定界。在其它实现中，少于四侧可以为背面202部分地定界。此外，背面202和一个或多个侧面可以以陡角、弯角（例如背面与侧面之间的连续弧）或各种连续交叉表面组合而连结。另外，侧面不需要垂直于背面（例如侧面可以定位在与背面的钝角或锐角处）。在一个实现中，背面和一个或多个侧面集成到单片式构造中，尽管还预想到其它经组装的配置。

天线组装件208形成金属计算设备外壳200的部分并且起作用以传送载波，诸如RF波。如所图示的，天线组装件208包括通过三个切口缝212,214和216与金属侧面204、金属背面202和正面（未示出）分离的金属板210（例如金属计算设备外壳200的金属侧面204的部分或另一金属板）。应当理解的是，金属板210可以可替换地形成为金属计算设备外壳200的背面202的部分。金属板210的外表面暴露（例如金属板210的表面暴露于用户的环境，由用户可触摸等），并且金属板210的内表面耦合到金属计算设备外壳200的内部内的馈送结构（未示出）。多个这样的天线结构可以形成在金属背面202或金属计算设备外壳200的任何金属侧面中。可替换地，一个或多个天线可以形成在计算设备的外表面以下，计算设备的外表面是非传导性的或半传导性的（例如聚碳酸酯材料）。

金属背面202和各种金属侧面一般形成计算设备的电子和机械组件位于其中的金属计算设备外壳200的背部段。正面（未示出）典型地包括显示表面，诸如触摸屏显示器。正面组装到金属计算设备外壳200的背部段以围封计算设备的电子组件，包括至少一个处理器、有形存储装置（例如存储器、磁存储盘）、显示电子器件、通信电子器件等。

可以是塑料或其它电介质材料的绝缘体222填充切口缝212,214和216中的每一个。绝缘体222提供金属板210与金属背面202和金属侧面204的相邻边缘之间的绝缘。尽管未示出，但是金属板210还通过电介质材料、绝缘垫片、与设备的正部段中的玻璃层的接触等与正面绝缘。

视图B图示了包括天线组装件208的金属计算设备外壳200的部分的放大视图。多个接近性传感器（未示出）从金属计算设备外壳200的一个或多个暴露表面上的暴露点220收集数据。例如，暴露点可以是不透明或半透明外表面上的区或者外表面中的孔（例如缝或孔穴）。在图2中，暴露点220是绝缘体222的外表面上的区。在一个实现中，绝缘体222是半透明的，使得绝缘材料后方或嵌入在其内的一个或多个传感器可以利用穿过绝缘体222并且到用户环境的暴露视场。在另一实现中，绝缘体222是不透明的，并且接近性传感器通过绝缘体222收集数据而不利用到用户环境的暴露视场。不透明暴露点可以使用在检测方法是基于能够穿过诸如有色聚碳酸酯塑料之类的不透明材料而没有明显衰减的信号的情况下。这样的材料将基本上被视为对接近性感测元件透明。考虑到某些频率范围中的音频信号可以穿过不透明材料而没有被衰减到可检测的水平以下，使用在多普勒类型距离测量系统中的超声音频发射器也可以放置在不透明材料后方。

定位在金属计算设备外壳200内的一个或多个接近性传感器经由暴露点220收集接近性数据。例如，多个IR传感器可以包括在金属计算设备外壳200内并且每一个定位成与对应暴露点对准以便从通过每一个暴露点可见的视场收集接近性数据。接近性传感器220的定位和数目可以取决于设计准则而变化。在图2中，暴露点位于金属计算设备外壳200的两个不同表面上（例如在背表面202和侧表面204中的缝中的绝缘体插件上）。在其它实现中，暴露点位于金属计算设备外壳200的单个表面或三个或更多表面上。

图3图示了包括辐射结构和用于接近性感测的组件的系统300的另一示例。系统300形成为包括金属侧面302、金属背面304和金属板310的金属电子设备外壳的部分。金属板310形成金属计算设备的外部金属表面。绝缘体322通过填充缝312,314和316并且提供金属板310与金属侧面302之间以及金属板310与金属背面304之间的绝缘，闭合金属计算设备外壳中的间隙来使金属板310从金属侧面302和金属背面304电气绝缘。在一些实现中，绝缘体可以具有电压相关介电常数。

通过电容耦合到跨电介质间隔物330耦合的金属板310的高介电常数陶瓷块332来部分地执行辐射功能（例如载波的传送）。电介质间隔物330通过馈送结构317馈送，馈送结构317电气连接在无线电设备318与陶瓷块332上的金属化表面319之间。无线电设备318附连到印刷电路板（PCB）（未示出）。陶瓷块332可以操作为仅有的有源天线结构，或者可以操作为相对于包括金属板310和周围金属计算设备外壳的其余部分的寄生电线的有源天线。

金属板310经由串联和/或并联谐振电路320（例如包括电感器和/或电容器）连接到金属背面304的地平面，所述电路320可以允许多带操作。接近性传感器328定位在金属计算设备外壳内并且邻近于绝缘体322的多个孔或半透明部分中的每一个（例如邻近于图2中所图示的每一个暴露点）。在另一实现中，接近性传感器328嵌入在绝缘体322的材料内，而不是邻近它定位，如所示。每一个接近性传感器328耦合到安装在金属电子设备外壳内的PCB上的接近性检测电路324。

接近性检测电路324可以包括例如硬件（例如集成电路、微处理器、诸如存储器之类的有形存储装置等）或与软件和/或固件组合的硬件，其配置成基于来自接近性传感器328的输入而调节辐射结构的传送功率。例如，接近性检测电路324可以处理来自接近性传感器328的数据以确定是否满足人类接近性条件。在一个实现中，接近性检测电路324比较所测量的IR温度轮廓和所存储的人类温度轮廓。在基于IR的接近性检测系统中，接近性传感器328可以检测从对象辐射的红外光。例如，当人类手部逼近金属板310时，接近性传感器328（其可以是IR检测器）将开始检测从人类手部发射的红外辐射。每一个接近性传感器328可以基于逼近的手部的速度和逼近角度来检测红外辐射的变化水平。接近性检测电路328可以分析来自接近性328的信号以确定逼近的对象实际上是人类手部。接近性检测电路328可以包括或者能够访问表示针对逼近的人类手部的场景的传感器信号的预确定数据。实时检测到的数据可以与预确定数据比较以确定对象是处于距接近性传感器328的特定距离处的人类手部。可以存储针对各种距离处的各种对象的预确定数据以使得接近性检测电路328能够精确地估计例如对象的组成和接近性。IR辐射检测可以有利地提供关于对象的组成的信息。例如，非动物对象可以具有与人类手部的热能标记非常不同的热能标记。

在另一实现中，接近性检测电路324比较所测量的光行进时间（例如IR或可见光谱中的光脉冲的往返时间，或经调制的光的相移）和与对象和系统300之间的接近性相关联的已存储阈值。类似于以上关于红外接近性检测系统的示例，基于飞行时间的接近性检测电路324可以包括表示飞行时间测量结果对象和接近性的预确定数据。可以分析所有四个接近性传感器328的整合数据以确定逼近的对象是铅笔、人类手部、桌面等，因为这些对象中的每一个可以具有从对象到给定传感器的不同绝对差异。接近性检测电路324可以可操作成组合和分析从若干接近性传感器收集的数据以估计对象的大小和对象的距离，从而确定是否降低所传送的功率，并且如果是这样，则确定降低多少，如以下进一步解释的。

在一个实现中，之前提到的RF频移配置包括谐振RF结构（例如贴片式天线元件）和应用于它的扫频RF激励。频率范围包括结构的谐振频率，并且足够宽以覆盖在电介质对象靠近结构时发生的经解调谐振频率的程度。RF监视电路可以跨频率观察信号振幅和/或相位（以及RF匹配）。谐振频率中的改变可以用于推断电介质主体的接近性。

接近性检测电路324通信耦合到控制去往系统300的一个或多个传送组件（诸如无线电设备318或馈送结构317）的功率的功率控制电路336。该耦合允许功率控制电路336基于来自接近性检测电路324的输入而动态调节系统300的传送功率。例如，当满足所存储的人类接近性条件时，接近性检测电路324可以为功率控制电路336提供信号。响应于该信号，功率控制电路336动态调节系统300的辐射组件的传送功率。

图4图示了包括辐射结构和用于接近性感测的组件的示例金属计算设备外壳的两个部分401和403。部分403典型地包含显示组装件，而部分401典型地（至少部分地）围封计算设备的大多数其它组件。金属计算设备外壳400包括背面404以及为背面定界的四个侧面406,408,410和412。

在所图示的实现中，背面天线组装件402作为金属计算设备外壳400的部分而集成。背面天线组装件402包括在背面404中创建的切口414（还称为孔穴或缝）。在图4中，切口414被示出为L形，其中区段平行于计算设备外壳400的两个临近侧面。然而，还预想到其它配置。背面天线组装件402还包括从背面切割的凹槽416，其切穿两个交叉侧面（例如侧面408和406）的角落。切口414和凹槽416从围绕切口414和凹槽416的计算设备外壳400的区域形成至少一个细长金属臂（例如细长金属臂418和420）。

将载波信号馈送至细长金属臂418或420中的一个，诸如通过耦合在细长金属臂418与无线电设备（未示出）之间的馈送结构（例如传导线或条带）的方式。切口414、凹槽416以及细长金属臂418和420执行背面天线组装件402的辐射功能。在一个实现中，切口414、凹槽416以及细长金属臂418和420传送载波。切口414的尺寸影响针对不同射频带的阻抗匹配，而传导馈送结构（未示出）的大小和形状影响辐射结构402的谐振频率。

细长臂418和420可以直接地（例如流电地，比如平面倒F天线）、电容式地或经由某个其它激励方法来激励。切口414和凹槽416可以填充有绝缘体，诸如塑料插件、陶瓷或其它电介质材料，其可以具有电压相关介电常数。这样的辐射结构可以设计成在一个或多个特定频率处谐振，和/或，对于某些应用，可以设计成在特定频率或频率集合处辐射非常有限或基本上为零的功率。

一个或多个接近性传感器（未示出）从金属电子设备外壳400的对应暴露点（例如暴露点422和424）收集数据。暴露点可以是例如形成在金属计算设备外壳400的外表面中的孔（例如缝或孔穴）或者金属计算设备外壳400的不透明或半透明外表面上的区。在图4中，将暴露点图示在切口414内的绝缘材料上（例如暴露点422）以及沿金属侧面406和408（例如暴露点424）。多个暴露点可以馈送到一个接近性传感器中，例如通过使用透镜和/或反射镜来从一个发射器和向一个检测器管道输送光。可替换地，每一个暴露点可以与一个发射器/检测器对相关联。对于不要求发射器的那些接近性检测系统（例如红外辐射检测），每一个暴露点可以与单个IR传感器或与多个IR传感器相关联。

在一个实现中，切口414中的绝缘材料是半透明的，使得绝缘材料后方或嵌入在其内的一个或多个传感器可以利用穿过绝缘材料到用户环境的暴露视场。在另一实现中，绝缘材料不透明并且接近性传感器通过绝缘材料收集数据而不利用到用户环境的暴露视场。类似地，侧面406和408上的暴露点可以是半透明或不透明的表面区或插件。在各种实现中，接近性传感器和暴露点的定位和数目可以取决于设计准则而变化。

包括在金属电子设备外壳400中的每一个接近性传感器耦合到接近性检测电路（未示出），其通信耦合到背面天线组装件402的一个或多个传送组件，诸如在电子设备外壳400内部的无线电设备或馈送结构。接近性检测电路基于来自接近性传感器的输入而动态地调节背面天线组装件402的传送功率。

图5图示了包括辐射结构和用于接近性感测的组件的示例计算设备外壳500的两个部分501和503。在所图示的实现中，侧面天线组装件502作为金属计算设备外壳500的部分而集成。金属计算设备外壳包括背面504以及为背面504定界的四个侧面506,508,510和512。

侧面天线组装件502包括创建在一个或多个侧面中（在该情况中，在侧面506和508中）的切口514。侧面天线组装件502还包括切穿侧面506的边缘部分（即细长金属臂515）的凹槽520。在图5中，切口514是L形，并且沿计算设备外壳的两个邻近侧面形成。诸如塑料、陶瓷或其它绝缘材料之类的绝缘材料填充切口514和凹槽520二者。在至少一个实现中，绝缘材料是可见或不可见（例如，IR）光可透过的半透明材料。

细长金属臂515、切口514和凹槽520执行侧面天线组装件502的辐射功能。细长臂515可以直接地（例如流电地，比如平面倒F天线）、电容式地或经由某个其它激励方法来激励。这样的辐射结构可以设计成在一个或多个特定频率处谐振，和/或，对于某些应用，可以设计成在特定频率或频率集合处辐射非常有限或基本上为零的功率。

将载波信号馈送至细长金属臂515，诸如通过耦合到位于金属电子设备外壳500内的印刷电路板（PCB）上的无线电设备（未示出）的馈送结构（例如传导线或条带）的方式。在一个实现中，细长金属臂515的长度限定成靠近天线操作的最低频率谐振。

应当理解的是，还可以采用穿过相同侧面边缘或穿过不同侧面边缘的多个凹槽。其它切口、凹槽和馈送结构配置可以导致不同的天线效率带，其可以与使用在任何无线电标准或协议中的频率对应，包括但不限于UMTS、GSM、LTE、4G、3G、2G、WiFi、WiMAX、蓝牙、Miracast以及可能在将来开发的其它标准或规范。

多个接近性传感器（未示出）从通过金属计算设备外壳500的外表面上的数个对应暴露点（例如暴露点524和526）中的每一个可见或从其可见的视场来收集接近性数据。在图5中，将暴露点示出在填充切口514的绝缘材料上，并且示出在接近细长臂515和接口514的角落区中的背面504上。接近性传感器的定位和数目可以取决于设置准则而变化。

接近性检测电路（未示出）通信耦合到背面天线组装件502的一个或多个传送组件，诸如电子设备外壳500内部的无线电设备或馈送结构。接近性检测电路从接近性传感器接收接近性数据并且基于接近性数据动态地调节背面天线组装件502的传送功率。

图6图示了包括辐射结构和用于接近性感测的组件的另一示例金属计算设备外壳600。计算设备外壳600包括背面602、正面（未示出）以及包含可见侧面604和606的四个侧面。金属计算设备外壳600包括执行辐射功能和电容感测功能二者的组件。

特别地，金属计算设备外壳600包括天线组装件608，其传送诸如RF波之类的载波，并且包括金属计算设备外壳600的部分。如所图示的，天线组装件608包括通过三个切口缝612,614和616与金属侧面604、金属背面602和正面（未示出）分离的金属板610（例如金属计算设备外壳600的金属侧面604的部分或另一金属板）。应当理解的是，金属板610可以可替换地形成为金属计算设备外壳600的背面602的部分。金属板610的外表面暴露（例如金属板610的表面暴露于用户的环境，由用户可触摸等），并且金属板610的内表面耦合到金属计算设备的内部内的馈送结构（未示出）。

绝缘体622（例如塑料或其它电介质材料）填充切口缝612,614和616中的每一个。绝缘体622提供金属板610与金属背面602和金属侧面604的邻近边缘之间的绝缘。尽管未示出，但是金属板610可以通过电介质材料、绝缘垫片、与设备的正部段中的玻璃层的绝缘接触等与正面绝缘。

除了执行天线组装件608的辐射功能之外，金属板610充当用于电容感测接近性传感器的电容垫。当诸如人体部分之类的传导对象630逼近金属板610时，观察金属板610的AC电压中的可测量改变。传导对象630和金属板610实际上充当平行板电容器中的平行板；因而，AC电压中的改变的幅度取决于传导对象630和金属板610之间的“间隙”大小。

如果传导对象与金属板610之间的距离小于预确定的距离（例如SAR规定针对其指定RF传送功率中的降低的距离），则AC电压中的改变超过所存储的阈值，并且满足人类接近性条件。响应于人类接近性条件的满足，功率控制电路（未示出）选择性地更改（例如降低）天线组装件608的传送功率。当不再满足人类接近性条件时，功率控制电路选择性地更改（例如增加）天线组装件608的传送功率。

图7图示了包括辐射结构和用于接近性感测的组件的系统700的示例组件。系统700形成为包括金属侧面702、金属背面704和金属板710的金属电子设备外壳的部分。金属板710形成金属计算设备的外部金属表面。缝712,714和716填充有绝缘体722（例如塑料），从而提供金属板710与金属侧面702之间以及金属板710与金属背面704之间的绝缘，并且闭合金属计算设备外壳中的间隙。在一些实现中，绝缘体722可以具有电压相关介电常数。

系统700包括执行辐射功能（例如载波的传送）和电容感测功能二者的组件。辐射功能通过跨电介质间隔物730电容耦合到金属板710的高介电常数陶瓷块732部分地执行。电介质间隔物730由馈送结构717馈送，馈送结构717电气连接在无线电设备718与陶瓷块732上的金属化表面719之间。无线电设备718耦合到金属背面704上的PCB（未示出）。陶瓷块732可以操作为仅辐射结构或者可以与充当寄生天线的周围金属计算设备外壳的其余部分和金属板710组合地操作为有源天线。

金属板710经由串联和/或并联谐振电路720连接到金属背面704的地平面，所述电路720可以允许多带操作。系统700的电容感测功能由金属板710和电气耦合到金属板710的接近性感测电路724（例如电容感测芯片）执行。当诸如人类之类的传导对象逼近金属板710时，可以通过接近性感测电路724测量金属板710上的电荷中的改变。从该测量结果可以确定金属板710与传导对象之间的距离。在该实现中，金属板710本身是从其收集接近性感测数据的暴露点。

沿金属板710与接近性感测电路724之间的传送路径包括多个电感器和/或电阻器。特别地，图7图示了与第二电感器742串联的第一电感器740。第一电感器740比第二电感器742更靠近金属板710定位。在一个实现中，第一电感器740直接耦合到金属板并且第二电感器742直接耦合到接近性感测电路724。

第一电感器740是起作用以阻挡由无线电设备718生成的传送信号的低值电感器，其确保系统700的辐射功能不被接近性感测系统724改变或者基本上不被其改变。在一个实现中，第一电感器740具有基本上在2和22纳亨（nH）之间的电感值。第二电感器742是起作用以防止来自接近性感测电路724的噪声影响金属板710的辐射功能的高值电感器。在一个实现中，第二电感器742具有大于约100nH的电感。电感器740选择成在天线的意图RF操作频率处或附近为高阻抗。所使用的实际组件值基于组件寄生效应和被天线覆盖的频带来确定（通常想要避免使电感器740在天线的操作带处或附近自谐振，以便避免天线性能本身中的损失）。

在一个实现中，取代于第二电感器742而使用电阻器。该实现中的原理是开路（非常高的电阻值）将基本上使电阻器远端上的电路对RF电路/天线功能不可见。对于1kΩ或更高并且一般地10kΩ或更低的芯片电阻器值而言，可以满足示例RF规范，尽管还可以采用该范围之外的电阻器值。

接近性感测电路724还通信耦合到功率控制电路736，其控制去往系统700的一个或多个传送组件的功率，诸如无线电设备718或馈送结构717。该耦合允许功率控制电路736基于来自接近性感测电路724的输入而动态地调节系统700的传送功率。例如，接近性感测电路724可以向功率控制电路736输出指示满足人类接近性条件的信号。响应于该信号，功率控制电路736动态地调节无线电设备718的传送功率。

图8图示了用于使用形成为金属计算设备外壳中的辐射结构的部分的接近性感测系统的示例操作800。形成操作802提供包括金属背面以及为金属背面的至少部分定界的一个或多个金属侧面的金属计算设备外壳。在一个实现中，金属计算设备外壳还包括具有充当到定位在金属计算设备外壳的外部上的金属板的电容馈送的陶瓷块的辐射结构，诸如在金属侧面或金属背面中。电路（例如串联或并联谐振电路、串联电感器电路、开关电感器电路等）将金属板耦合到金属计算设备的地平面。可替换地，辐射结构可以以背面或侧面天线组装件的形式，如关于图4或5所描述的，或其一些变型。

激励操作804激励金属计算设备外壳中的辐射结构，使辐射结构随时间而在一个或多个频率处辐射。收集操作806从金属计算设备的外表面上的至少一个暴露点收集接近性数据。

更改操作808基于所收集的接近性数据更改辐射结构的激励行为（例如传送功率）。例如，如果所收集的接近性数据满足人类接近性条件，则可以降低辐射结构的传送功率。当接近性数据指示不再满足人类接近性条件（例如人类已经移动离开接近性传感器）时，可以增加辐射结构的传送功率。

本文所描述的发明的实现被实现为一个或多个计算机系统中的逻辑步骤。本发明的逻辑操作被实现为（1）在一个或多个计算机系统中执行的处理器实现的步骤序列以及（2）一个或多个计算机系统内的互连的机器或电路模块。实现是取决于实现本发明的计算机系统的性能要求的选择问题。因此，构成本文所描述的发明实施例的逻辑操作被不同地称为操作、步骤、对象或模块。另外，应当理解的是，逻辑操作可以以任何次序执行，如所期望的添加和省略，除非以其它方式明确要求保护，或者权利要求语言固有地使具体次序成为必要。

以上说明书、示例和数据提供本发明的示例性实施例的结构和使用的完整描述。由于可以做出本发明的许多实现而不脱离于本发明的精神和范围，因此本发明驻留在以下随附的权利要求中。另外，不同实施例的结构特征可以在又一实现中组合而不脱离于所叙述的权利要求。

Claims (7)

1.一种用于辐射的系统，包括：

辐射结构，其包括围封计算设备的电子器件的计算设备外壳的辐射外部表面，所述辐射结构还包括绝缘体和由所述绝缘体定界的金属板，所述金属板执行所述辐射结构的辐射功能，所述辐射结构还包括跨电介质间隔物电容耦合到所述金属板的陶瓷块，所述电介质间隔物由馈送结构馈送，所述馈送结构电气连接在无线电设备与所述陶瓷块上的金属化表面之间；

定位成经由位于所述辐射结构上的暴露点检测对象的接近性的接近性传感器；以及

电容感测电路，所述电容感测电路配置成检测所述金属板与对象之间的电容的改变，

其中所述辐射结构的所述辐射外部表面是所述金属板，并且所述金属板是所述暴露点。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括：

串联在所述金属板与所述电容感测电路之间的第一电感器和第二电感器，所述第一电感器具有比所述第二电感器的电感值低的电感值。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括：

串联在所述金属板与所述电容感测电路之间的电感器和电阻器，所述电阻器比所述电感器更靠近所述电容感测电路。

4.根据权利要求1所述的系统，还包括：

配置成响应于所述接近性传感器的测量结果满足人类接近性条件而更改所述辐射结构的传送功率的控制电路。

5.一种用于辐射的方法，包括：

形成辐射结构，所述辐射结构包括围封计算设备的电子器件的计算设备外壳的辐射外部表面，所述辐射结构还包括绝缘体和由所述绝缘体定界的金属板，所述金属板执行所述辐射结构的辐射功能，所述辐射结构还包括跨电介质间隔物电容耦合到所述金属板的陶瓷块，所述电介质间隔物由馈送结构馈送，所述馈送结构电气连接在无线电设备与所述陶瓷块上的金属化表面之间；以及

通过从位于所述辐射结构内的暴露点收集接近性数据来检测对象的接近性，

其中收集所述数据还包括：

测量所述金属板与所述对象之间的电容中的改变，

其中所述辐射结构的所述辐射外部表面是所述金属板，并且所述金属板是所述暴露点。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：

如果满足人类接近性条件，则响应于检测操作，更改所述辐射结构的传送功率。

7.一种用于辐射的设备，包括：

绝缘体；

集成到围封计算设备的电子器件的计算设备外壳中的辐射结构，所述辐射结构包括由所述绝缘体限定边界的金属板，所述金属板执行所述辐射结构的辐射功能，所述辐射结构还包括跨电介质间隔物电容耦合到所述金属板的陶瓷块，所述电介质间隔物由馈送结构馈送，所述馈送结构电气连接在无线电设备与所述陶瓷块上的金属化表面之间；

电容感测电路，被配置为检测所述金属板与对象之间的电容改变；以及

串联在所述金属板和所述电容感测电路之间的第一电感器和第二电感器，所述第一电感器具有比所述第二电感器的电感值低的电感值，

其中所述辐射结构包括所述计算设备外壳的辐射外部表面，所述辐射结构的所述辐射外部表面是所述金属板。

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