CN106207375B - 一种电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子设备，包括：第一天线结构，所述第一天线结构包括第一天线本体和天线调谐电路；第二天线结构，所述第二天线结构包括第二天线本体；射频电路，所述射频电路与所述第一天线结构相连，用于向所述第一天线结构输出射频信号；SAR传感器，所述SAR传感器与所述第二天线结构相连，以通过所述第二天线结构检测目标范围内电容的变化，所述天线调谐电路中的第一电容位于所述目标范围以外；控制电路，所述控制电路与所述SAR传感器相连，用于根据所述SAR传感器的检测结果调节所述射频电路的输出功率。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术，尤其涉及一种具有多功能天线的电子设备。
背景技术
比吸收率传感器(SAR Sensor，Specific Absorption Ratio Sensor)是很多电子设备都使用的一种器件，例如手机、平板电脑等都装有SAR Sensor。SAR Sensor通过天线感应周边电容是否变化，进而确定人体是否接近电子设备。当人体接近电子设备时，能够控制电子设备降低发射功率，使得SAR值降低以减小对人体的辐射。
另外，由于电子设备支持的频段越来越多，一根天线无法满足所有频段的性能需求，因此会采用天线调谐电路来增加天线的带宽。天线调谐电路也称为天线调谐器(Antenna Tuner)，天线调谐电路包括电容、电感等器件，天线调谐电路中的电容可调能够实现天线在多种频率上的匹配，从而增加天线的带宽。
通常，将天线调谐电路对应的天线称为主天线，考虑到天线空间有限，故将SARSensor的天线与主天线合并在一起使用。但是，当天线调谐电路和SAR Sensor使用同一公共天线时，会出现相互的干扰，其中之一体现在：
切换频段时天线调谐电路中的可调电容会动态调节，全球移动通信系统(GSM，Global System for Mobile Communication)工作时隙切换时天线调谐电路中的可调电容会动态调节。这样，天线调谐电路中的可调电容变化导致了SAR Sensor被误触发。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电子设备。
本发明实施例提供的电子设备，包括：
第一天线结构，所述第一天线结构包括第一天线本体和天线调谐电路；
第二天线结构，所述第二天线结构包括第二天线本体；
射频电路，所述射频电路与所述第一天线结构相连，用于向所述第一天线结构输出射频信号；
SAR传感器，所述SAR传感器与所述第二天线结构相连，以通过所述第二天线结构检测目标范围内电容的变化，所述天线调谐电路中的第一电容位于所述目标范围以外；
控制电路，所述控制电路与所述SAR传感器相连，用于根据所述SAR传感器的检测结果调节所述射频电路的输出功率。
本发明实施例中，所述控制电路，还用于向所述天线调谐电路输出控制信号，以调节所述天线调谐电路中的第一电容对不同频率的射频信号进行匹配。
本发明实施例中，所述射频电路与所述第一天线结构相连，为：
所述射频电路依次与天线调谐电路、第一天线本体相连接；其中，
所述射频电路与所述第一天线本体之间通过所述天线调谐电路进行不同频率的匹配。
本发明实施例中，所述电子设备还包括：
无线局域网处理模块，所述无线局域网处理模块经第二电容与所述第二天线结构相连，以通过所述第二天线结构传输无线局域网信号；
所述SAR传感器经第一电感与所述第二天线结构相连；
其中，所述第一电容的电容值大于等于第一阈值，所述第一电感的电感值大于等于第二阈值。
本发明实施例中，当所述第一电容的电容值大于等于第一阈值时，所述第一电容能够传输第一频段的无线信号，过滤第二频段的射频信号；当所述第一电感的电感值大于等于第二阈值时，所述第一电感能够传输第二频段的无线信号，过滤第一频段的无线信号；
其中，所述第一频段大于所述第二频段。
本发明实施例中，所述无线局域网信号位于所述第一频段，所述SAR传感器工作在所述第二频段。
本发明实施例中，当所述SAR传感器的检测结果表明所述目标范围内的电容变化大于等于第三阈值时，所述控制电路调节所述射频电路降低输出功率。
本发明实施例中，所述控制电路与所述射频电路集成设置在射频芯片上。
本发明实施例的技术方案中，电子设备包括：第一天线结构，所述第一天线结构包括第一天线本体和天线调谐电路；第二天线结构，所述第二天线结构包括第二天线本体；射频电路，所述射频电路与所述第一天线结构相连，用于向所述第一天线结构输出射频信号；SAR传感器，所述SAR传感器与所述第二天线结构相连，以通过所述第二天线结构检测目标范围内电容的变化，所述天线调谐电路中的第一电容位于所述目标范围以外；控制电路，所述控制电路与所述SAR传感器相连，用于根据所述SAR传感器的检测结果调节所述射频电路的输出功率。可见，将与SAR传感器连接的第一天线结构替换成了第二天线结构，这样，天线调谐电路中的可调电容发生变化时，不会影响SAR传感器的正常检测，避免了SAR传感器误认为电容发生变化是因为人体靠近带来的变化。
附图说明
图1为本发明实施例的电子设备的结构组成示意图一；
图2为本发明实施例的两种天线架构图；
图3为本发明实施例的天线切换的示意图；
图4为本发明实施例的电子设备的结构组成示意图二。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本发明实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明实施例。
图1为本发明实施例的电子设备的结构组成示意图一，如图1所示，所述电子设备包括：
第一天线结构11，所述第一天线结构11包括第一天线本体111和天线调谐电路112；
第二天线结构12，所述第二天线结构12包括第二天线本体121；
射频电路13，所述射频电路13与所述第一天线结构11相连，用于向所述第一天线结构11输出射频信号；
SAR传感器14，所述SAR传感器14与所述第二天线结构12相连，以通过所述第二天线结12构检测目标范围内电容的变化，所述天线调谐电路112中的第一电容位于所述目标范围以外；
控制电路15，所述控制电路15与所述SAR传感器14相连，用于根据所述SAR传感器14的检测结果调节所述射频电路13的输出功率。
本发明实施例中，第一天线结构11包括第一天线本体111和天线调谐电路112，这里，第一天线本体111的功能有两个：第一功能是向外辐射射频信号；第二功能是接收空间传播的射频信号。以手机中的天线为例，第一天线本体111通过金属片实现，第一天线本体111的结构(例如面积、长、宽、厚度等)决定了第一天线本体111能够传输的射频信号的频率。天线调谐电路112由电容、电感等器件组成，本发明实施例将天线调谐电路112中的电容称为第一电容。天线调谐电路112也称为Antenna Tuner，天线调谐电路112是射频电路13与第一天线本体111之间的阻抗匹配网络。
本发明实施例中，第二天线结构12包括第二天线本体121，这里，第二天线本体121的功能有两个：第一功能是向外辐射射频信号；第二功能是接收空间传播的射频信号。以手机中的天线为例，第二天线本体121通过金属片实现，第二天线本体121的结构(例如面积、长、宽、厚度等)决定了第二天线本体121能够传输的射频信号的频率，第二天线结构121与第一天线结构111不同，第一天线结构111负责电子设备主要的通讯频段，例如长期演进(LTE)通讯频段。第二天线结构121负责电子设备的无线局域网信号(WIFI)。
本发明实施例中，射频电路13为射频通信的接收及发射电路，射频电路13能够传输各种制式的射频信号，例如2G、3G、4G。这里，射频信号的制式等信息由调制解调器(Modem)决定，Modem也称为射频芯片。射频电路13通过第一天线结构11向空间辐射射频信号或接收射频信号。
本发明实施例中，射频电路12向第一天线结构11传输的射频信号的频率在698MHz-2690MHz之间，属于高频信号。
本发明实施例中，SAR指单位时间内单位质量的物质吸收的电磁辐射能量，通常使用SAR值来衡量电子设备辐射的热效应。电子设备，如手机、平板电脑等都具有一个指标，即限制辐射功率的指标，这样可以保护人体的健康。为此，电子设备上设置有SAR传感器14，SAR传感器14与第二天线结构12相连，通过第二天线结构12检测SAR传感器14周围的电容是否发生变化，当发生变化时，则认为有人体靠近电子设备，此时，就触发Modem降低发射功率，从而降低SAR值。
本发明实施例中，SAR传感器14工作的频率为几十MHZ左右，属于低频信号。
本发明实施例中，控制电路15是指调节天线调谐电路112中第一电容的控制电路，天线调谐电路112中的第一电容可调能够实现天线在多种频率上的匹配，从而增加天线的带宽。此外，控制电路15还可以根据所述SAR传感器14的检测结果调节所述射频电路的输出功率。
本发明实施例中，参照图2，第一种情况下：当射频电路13和SAR传感器14使用同一公共天线，即第一天线本体112时，会出现相互的干扰。以天线工作在GSM模式为例，由于其TDD的通信模式，造成其发射不能在整个时间段上持续保持，使得天线调谐电路112中的第一容变化导致了SAR传感器14被误触发。
具体地，当天线工作在GSM模式时，每个帧(frame)的8个时隙(slot)中仅有2个slot是处于发射或者接收状态，而另外6个slot是空状态。对应slot为空状态时，Modem会睡眠，此时，Modem提供给控制电路14的MIPI电平信号(VIO)会以2:6的时间频率做高电平和低电平输出，并有us级别延时，控制电路14也会同步输出2:6时间频率的电压信号来控制天线调谐电路112中第一电容的电容值。
SAR传感器14的灵敏度在1pF级别，灵敏度非常高。此时，第一电容的变化会触发SAR传感器14的变化，使得SAR传感器14以同样频率处于ON和OFF的输出，则会同样频率通知Modem降低射频功率，实测就是GSM的射频功率迅速的在高功率和低功率之间变化，无法正常测试。
基于此，参照图2，第二种情况下：当射频电路13和SAR传感器14使用不同的天线，射频电路13使用第一天线本体112，SAR传感器14使用第二天线本体121，由于天线调谐电路中的第一电容位于所述目标范围以外，因此，当天线调谐电路中的第一电容发生变化时，不会导致SAR传感器14被误触发。
图3为本发明实施例的天线切换的示意图，如图4所示，在第一阶段，第一天线结构基于射频电路正常工作时不会导致天线调谐电路中第一电容发生变化，这时，射频电路与SAR传感器均与第一天线结构相连，这种情况下，SAR传感器不受第一电容的影响，也即SAR传感器不会被误触发。在第二阶段，，第一天线结构基于射频电路正常工作时会导致天线调谐电路中第一电容发生变化，这时，将SAR传感器的工作天线由第一天线结构切换至第二天线结构，这种情况下，天线调谐电路中的第一电容位于检测目标范围以外，因此，SAR传感器不受第一电容变化的影响，也即SAR传感器不会被误触发。
当然，可以不区分上述工作阶段，而直接将SAR传感器连接至第二天线结构上，这时，SAR传感器始终不受第一电容变化的影响，也即SAR传感器不会被误触发。
图4为本发明实施例的电子设备的结构组成示意图二，如图4所示，所述电子设备包括：
第一天线结构11，所述第一天线结构11包括第一天线本体111和天线调谐电路112；
第二天线结构12，所述第二天线结构12包括第二天线本体121；
射频电路13，所述射频电路13与所述第一天线结构11相连，用于向所述第一天线结构11输出射频信号；
比吸收率SAR传感器14，所述SAR传感器14与所述第二天线结构12相连，以通过所述第二天线结构12检测目标范围内电容的变化，所述天线调谐电路112中的第一电容位于所述目标范围以外；
控制电路15，所述控制电路15与所述SAR传感器14相连，用于根据所述SAR传感器14的检测结果调节所述射频电路13的输出功率。
本发明实施例中，所述控制电路15，还用于向所述天线调谐电路112输出控制信号，以调节所述天线调谐电路112中的第一电容对不同频率的射频信号进行匹配。
本发明实施例中，所述射频电路13与所述第一天线结构11相连，为：
所述射频电路13依次与天线调谐电路112、第一天线本体111相连接；其中，
所述射频电路13与所述第一天线本体111之间通过所述天线调谐电路112进行不同频率的匹配。
本发明实施例中，所述电子设备还包括：
无线局域网处理模块15，所述无线局域网处理模块15经第二电容151与所述第二天线结构12相连，以通过所述第二天线结构12传输无线局域网信号；
所述SAR传感器14经第一电感141与所述第二天线结构12相连；
其中，所述第一电容的电容值大于等于第一阈值，所述第一电感的电感值大于等于第二阈值。
本发明实施例中，当所述第一电容的电容值大于等于第一阈值时，所述第一电容能够传输第一频段的无线信号，过滤第二频段的射频信号；当所述第一电感的电感值大于等于第二阈值时，所述第一电感能够传输第二频段的无线信号，过滤第一频段的无线信号；
其中，所述第一频段大于所述第二频段。
本发明实施例中，所述无线局域网信号位于所述第一频段，所述SAR传感器工作在所述第二频段。
本发明实施例中，当所述SAR传感器的检测结果表明所述目标范围内的电容变化大于等于第三阈值时，所述控制电路调节所述射频电路降低输出功率。
本发明实施例中，所述控制电路与所述射频电路集成设置在射频芯片上。
本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
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。
Claims (8)
1.一种电子设备，包括：
第一天线结构，所述第一天线结构包括第一天线本体和天线调谐电路；
第二天线结构，所述第二天线结构包括第二天线本体；
射频电路，所述射频电路与所述第一天线结构相连，用于向所述第一天线结构输出射频信号；
比吸收率SAR传感器，所述SAR传感器与所述第二天线结构相连，以通过所述第二天线结构检测目标范围内电容的变化，所述天线调谐电路中的第一电容位于所述目标范围以外；其中，所述目标范围内为与所述SAR传感器的距离小于预设距离的范围；所述目标范围以外为与所述SAR传感器的距离大于或等于所述预设距离的范围；
控制电路，所述控制电路与所述SAR传感器相连，用于根据所述SAR传感器的检测结果调节所述射频电路的输出功率。
2.根据权利要求1所述的电子设备，所述控制电路，还用于向所述天线调谐电路输出控制信号，以调节所述天线调谐电路中的第一电容对不同频率的射频信号进行匹配。
3.根据权利要求2所述的电子设备，所述射频电路与所述第一天线结构相连，为：
所述射频电路依次与天线调谐电路、第一天线本体相连接；其中，
所述射频电路与所述第一天线本体之间通过所述天线调谐电路进行不同频率的匹配。
4.根据权利要求1所述的电子设备，所述电子设备还包括：
无线局域网处理模块，所述无线局域网处理模块经第二电容与所述第二天线结构相连，以通过所述第二天线结构传输无线局域网信号；
所述SAR传感器经第一电感与所述第二天线结构相连；
其中，所述第一电容的电容值大于等于第一阈值，所述第一电感的电感值大于等于第二阈值。
5.根据权利要求4所述的电子设备，当所述第一电容的电容值大于等于第一阈值时，所述第一电容能够传输第一频段的无线信号，过滤第二频段的射频信号；当所述第一电感的电感值大于等于第二阈值时，所述第一电感能够传输第二频段的无线信号，过滤第一频段的无线信号；
其中，所述第一频段大于所述第二频段。
6.根据权利要求5所述的电子设备，所述无线局域网信号位于所述第一频段，所述SAR传感器工作在所述第二频段。
7.根据权利要求1所述的电子设备，当所述SAR传感器的检测结果表明所述目标范围内的电容变化大于等于第三阈值时，所述控制电路调节所述射频电路降低输出功率。
8.根据权利要求1所述的电子设备，所述控制电路与所述射频电路集成设置在射频芯片上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |