CN106129591B - 一种有效降sar的智能天线 - Google Patents

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Abstract

一种有效降SAR的智能天线，其特征在于，包括：天线单元，匹配电路单元，电容式传感器芯片和MCU处理器；所述电容式传感器芯片置于匹配电路单元中，所述天线单元与匹配电路单元相连，所述MCU处理器与电容式传感器芯片相连。本申请使得IFA寄生耦合天线具有降低SAR功能，且不需要另外增加降SAR感应线圈，节省成本和设计空间，方面组装。

Description

一种有效降SAR的智能天线
技术领域
本发明属于智能天线技术领域，尤其涉及一种有效降SAR的智能天线。
背景技术
随着手持式终端设备越来越普及，设备中的天线部件越来越多，为达到较好的通讯质量，天线的有源参数指标也被日益重视，而较好的天线性能往往会产生较强的电磁波辐射，当这些手持设备在正常工作时距离人体组织非常近，人体内将产生感应电磁场。业界引入生物剂量比吸收率SAR来表征电磁辐射对人体的影响程度。为了保证电磁辐射对人体的影响在一个安全的范围，世界各国及相关组织制定了一系列对于电磁辐射的标准。SAR(Specific Absorption Rate)，定义为在单位时间内，单位质量的人体组织所吸收或消耗的电磁功率。在实际应用中，SAR是一个测量值，单位为W/kg。SAR值表示移动通信终端的热能会对人体会造成多少影响，数值越大，表示对人体的影响越大；反之则影响较小。
为了使天线的SAR符合标准，常见得处理SAR方式主要有：
(1)改变天线走线，但是这种方式灵活性差，效果不明显。
(2)在天线与人体之间增加屏蔽器件，如导电泡绵、吸波材料等，但是这种方式会降低天线的辐射性能TRP/TIS，甚至导致天线OTA性能不达标。
(3)动态控制天线的输入功率，如专利“智能降SAR装置、保护套及终端”但是这种方式了增加用于判断是否感应到人体接近或接触，并控制天线组件的输入功率感应控制芯片外，还需要额外的用于感应人体是否接近感应组件，并且感应组件与天线装置处在不同的电路板上，这不仅增加了成本支出，同时也占用了更多的机台内部面积，给原本狭小的无线终端内部空间带来了更大的挑战。于是，针对以上技术所存在的不灵活、降低辐射性能、增加成本、占用面积等不足，提出一种新型的降低SAR的方式显得十分有必要。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种有效降SAR的智能天线，防止人体吸收电磁辐射，对人体健康产生危害影响。
一方面，本发明提供了一种有效降SAR的智能天线，包括：天线单元，匹配电路单元，电容式传感器芯片和MCU处理器；所述电容式传感器芯片置于匹配电路单元中，所述天线单元与匹配电路单元相连，所述MCU处理器与电容式传感器芯片相连。
优选的，天线单元，包括耦合走线、馈电走线、电路板接地点、天线馈地点、信号馈电点；所述馈电走线与天线馈地点、信号馈电点相连，所述耦合走线与电路板接地点相连，所述电路板接地点、天线馈地点置于信号馈电点两侧。
优选的，匹配电路单元，包括电路板地Ⅰ、馈地点Ⅰ、接触点、隔离元件电容Ⅰ、馈地点Ⅱ、电路板地Ⅱ、隔离元件电容Ⅱ、馈电点、电容和电容式传感器芯片；所述电路板地Ⅰ通过隔离元件电容Ⅰ与馈地点Ⅰ相连，电路板地Ⅱ通过隔离元件电容Ⅱ与馈地点Ⅱ相连，馈电点通过电容与接触点相连，所述电容式传感器芯片与电容并联。
优选的，天线单元中的电路板接地点与匹配电路单元中的馈地点Ⅰ相连，天线单元中的信号馈电点与匹配电路单元中的接触点相连，天线单元中的天线馈地点与匹配电路单元中的馈地点Ⅱ相连。
优选的，人体电容感应公式：C＝ε×A/d，当相对介电常数ε已定，电容两个金属面之间的截面积A和电容两个金属面之间的空隙距离d变化导致电容的C变化。
优选的，所述天线单元采用IFA天线形式。
作为进一步优选的，所述隔离元件电容Ⅰ、隔离元件电容Ⅱ、电容的电容值均大于等于25pF。
作为进一步优选的，触发感应距离在10-20cm。
本发明由于采用以上技术方法，能够取得如下的技术效果：
1、本申请使得IFA寄生耦合天线具有降低SAR功能，且不需要另外增加降SAR感应线圈，节省成本和设计空间，方面组装。
2、本申请只需调整匹配电路中的隔离元件电容值来调节平面电容式感应器的灵敏度。
3、本申请串联隔离元件电容值在25pF以上，对天线波形的影响几乎没有影响，不影响天线的初始性能。
4、只有当人体距离设备天线位置距离靠近时，才会触发降SAR功能，触发感应距离在10-20cm，当超过此距离，设备通讯模块按照正常功率发射，不会降低上下行速率。
附图说明
为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，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他的附图。
图1为天线单元结构示意图；
图2为匹配电路单元结构示意图。
图中序号说明：12、电路板接地点，13、信号馈电点，14、天线馈地点，101、耦合走线，102、馈电走线，3、电容式传感器芯片，22、馈地点Ⅰ，23、接触点，24、馈地点Ⅱ，25、电路板地Ⅱ，26、电路板地Ⅰ，27、馈电点，201、隔离元件电容Ⅱ，202、隔离元件电容Ⅰ、203、电容。
具体实施方式
为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面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的描述：
实施例1
本实施例提供了一种车辆防盗车载天线，包括：天线单元，匹配电路单元，电容式传感器芯片和MCU处理器；所述电容式传感器芯片置于匹配电路单元中，所述天线单元与匹配电路单元相连，所述MCU处理器与电容式传感器芯片相连。
天线单元，包括耦合走线、馈电走线102、电路板接地点、天线馈地点14、信号馈电点13；所述馈电走线102与天线馈地点14、信号馈电点13相连，所述耦合走线101与电路板接地点相连，所述电路板接地点12、天线馈地点14置于信号馈电点13两侧。
匹配电路单元，包括电路板地Ⅰ26、馈地点Ⅰ22、接触点23、隔离元件电容Ⅰ202、馈地点Ⅱ24、电路板地Ⅱ25、隔离元件电容Ⅱ201、馈电点27、电容203和电容式传感器芯片3；所述电路板地Ⅰ26通过隔离元件电容Ⅰ202与馈地点Ⅰ22相连，电路板地Ⅱ25通过隔离元件电容Ⅱ201与馈地点Ⅱ24相连，馈电点27通过电容203与接触点23相连，所述电容式传感器芯片3与电容203并联。
天线单元中的电路板接地点12与匹配电路单元中的馈地点Ⅰ相连，天线单元中的信号馈电点13与匹配电路单元中的接触点相连，天线单元中的天线馈地点14与匹配电路单元中的馈地点Ⅱ相连。
实施例2
本实施例提供另一种车辆防盗车载天线，包括：天线单元，匹配电路单元，电容式传感器芯片和MCU处理器；所述电容式传感器芯片置于匹配电路单元中，所述天线单元与匹配电路单元相连，所述MCU处理器与电容式传感器芯片相连。
天线单元，包括耦合走线101、馈电走线102、电路板接地点12、天线馈地点14、信号馈电点13；所述馈电走线102与天线馈地点14、信号馈电点13相连，所述耦合走线101与电路板接地点12相连，所述电路板接地点12、天线馈地点14置于信号馈电点13两侧。
匹配电路单元，包括电路板地Ⅰ26、馈地点Ⅰ22、接触点23、隔离元件电容Ⅰ202、馈地点Ⅱ24、电路板地Ⅱ25、隔离元件电容Ⅱ201、馈电点27、电容203和电容式传感器芯片3；所述电路板地Ⅰ26通过隔离元件电容Ⅰ202与馈地点Ⅰ22相连，电路板地Ⅱ25通过隔离元件电容Ⅱ201与馈地点Ⅱ24相连，馈电点27通过电容203与接触点23相连，所述电容式传感器芯片3与电容203并联。
天线单元中的电路板接地点12与匹配电路单元中的馈地点Ⅰ相连，天线单元中的信号馈电点13与匹配电路单元中的接触点相连，天线单元中的天线馈地点14与匹配电路单元中的馈地点Ⅱ相连。
所述隔离元件电容Ⅰ、隔离元件电容Ⅱ、电容的电容值均大于等于25pF，触发感应距离在10-20cm。
实施例3
作为实施例1或2的补充：人体电容感应公式：C＝ε×A/d，当相对介电常数ε已定，电容两个金属面之间的截面积A和电容两个金属面之间的空隙距离d变化导致电容的C变化，人体本身是带有电流，当人体靠近天线单元时形成一等效电容，会导致天线上的电容值变化，这种变化被电容式传感器芯片3捕捉到，反馈给MCU处理器，发出应对措施。
上述名词电路板地的意思为电路板接地，本申请调试并联在平面电容式传感器芯片的电容元件值来调整感应器的灵敏度，此天线设计使得人体靠近设备天线时，产生天线上的平面电容变化，被电容式传感器芯片接收到，反馈给天线通信模块，降低发射功率，降低SAR，感应距离在10-20cm，天线形式除以上IFA形式，也适合其它天线如PIFA，单级天线形式。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种有效降SAR的智能天线，其特征在于，包括：天线单元，匹配电路单元，电容式传感器芯片和MCU处理器；所述电容式传感器芯片置于匹配电路单元中，所述天线单元与匹配电路单元相连，所述MCU处理器与电容式传感器芯片相连；所述匹配电路单元，包括电路板地Ⅰ、馈地点Ⅰ、接触点、隔离元件电容Ⅰ、馈地点Ⅱ、电路板地Ⅱ、隔离元件电容Ⅱ、馈电点、电容和电容式传感器芯片；所述电路板地Ⅰ通过隔离元件电容Ⅰ与馈地点Ⅰ相连，电路板地Ⅱ通过隔离元件电容Ⅱ与馈地点Ⅱ相连，馈电点通过电容与接触点相连，所述电容式传感器芯片与电容并联。
2.根据权利要求1所述一种有效降SAR的智能天线，其特征在于，天线单元，包括耦合走线、馈电走线、电路板接地点、天线馈地点、信号馈电点；所述馈电走线与天线馈地点、信号馈电点相连，所述耦合走线与电路板接地点相连，所述电路板接地点、天线馈地点置于信号馈电点两侧。
3.根据权利要求1或2所述一种有效降SAR的智能天线，其特征在于，天线单元中的电路板接地点与匹配电路单元中的馈地点Ⅰ相连，天线单元中的信号馈电点与匹配电路单元中的接触点相连，天线单元中的天线馈地点与匹配电路单元中的馈地点Ⅱ相连。
4.根据权利要求1所述一种有效降SAR的智能天线，其特征在于，人体电容感应公式：C＝ε×A/d，当相对介电常数ε已定，电容两个金属面之间的截面积A和电容两个金属面之间的空隙距离d变化导致电容的C变化。
5.根据权利要求1所述一种有效降SAR的智能天线，其特征在于，所述天线单元采用IFA天线形式。
6.根据权利要求1所述一种有效降SAR的智能天线，其特征在于，所述隔离元件电容Ⅰ、隔离元件电容Ⅱ、电容的电容值均大于等于25pF。
7.根据权利要求6所述一种有效降SAR的智能天线，其特征在于，触发感应距离在10-20cm。
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