CN106713626B - 用于移动终端的状态检测装置和移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于移动终端的状态检测装置和移动终端，实现对移动终端的使用状态进行检测的技术效果，使得移动终端在设计防水保护、天线切换等功能时能能够基于使用状态检测结果提高防水保护效果和天线切换效果。初级天线辐射体受初级天线信号源的激励在设定频段实现自谐振及辐射，使得金属次级天线辐射体受初级天线辐射体的激励在设定频段产生次级辐射；次级天线辐射信号耦合器获取金属次级天线辐射体辐射的天线信号后，信号接收器接收该天线信号并判断其辐射频率是否为设定频段的辐射频率；天线状态检测模块则根据信号接收器的判断结果生成移动终端的状态检测结。在获知移动终端的状态后，可根据状态变化执行防水保护、切换天线等操作。

Description

用于移动终端的状态检测装置和移动终端

技术领域

本发明属于移动终端技术领域，具体地说，是涉及一种用于移动终端的状态检测装置和移动终端。

背景技术

诸如智能手机、PAD等的移动终端，随着通信技术和物联网技术的发展，对防水、天线切换等功能的需求也愈发明显。

在防水设计方面，现有的方式都是通过采取各种防水措施来提高移动终端的防水性能，以保证产品在遇水的情况下尽可能的受到防水保护，但仍旧避免不了移动终端入水后由于进水造成对电池、电路的损坏。

在天线切换功能方面，多天线的切换设计也成为设计趋势，根据自由空间或人手持的使用状态的不同，通过机芯等控制芯片对各个天线的功率进行比较、操作相关开关的切换等操作，实现切换最佳信号质量的天线使用，这其中，天线的状态检测对于天线切换起到主要作用。

发明内容

本申请提供了一种用于移动终端的状态检测装置和移动终端，实现对移动终端的使用状态进行检测的技术效果，使得移动终端在设计防水保护、天线切换等功能时能能够基于移动终端的使用状态检测结果提高防水保护效果和天线切换效果。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：

提出一种用于移动终端的状态检测装置，包括金属次级天线辐射体、初级天线辐射体、初级天线信号源、次级天线辐射信号耦合器、信号接收器和天线状态检测模块；所述初级天线辐射体，连接所述初级天线信号源，并置于所述金属次级天线辐射体的一侧，用于受所述初级天线信号源的激励在设定频段实现自谐振及辐射，使得所述金属次级天线辐射体受所述初级天线辐射体的激励在所述设定频段产生次级辐射；所述次级天线辐射信号耦合器，置于所述金属次级天线辐射体的一侧，用于获取所述金属次级天线辐射体辐射的天线信号；所述信号接收器，连接所述次级天线辐射信号耦合器，用于接收所述次级天线辐射信号耦合器获取的天线信号，判断所述天线信号的辐射频率是否为所述设定频段的辐射频率；所述天线状态检测模块，与所述信号接收器连接，用于根据所述信号接收器的判断结果生成移动终端的状态检测结果。

提出一种移动终端，包括用于移动终端的状态检测装置，所述用于移动终端的状态检测装置包括金属次级天线辐射体、初级天线辐射体、初级天线信号源、次级天线辐射信号耦合器、信号接收器和天线状态检测模块；所述初级天线辐射体，连接所述初级天线信号源，并置于所述金属次级天线辐射体的一侧，用于受所述初级天线信号源的激励在设定频段实现自谐振及辐射，使得所述金属次级天线辐射体受所述初级天线辐射体的激励在所述设定频段产生次级辐射；所述次级天线辐射信号耦合器，置于所述金属次级天线辐射体的一侧，用于获取所述金属次级天线辐射体辐射的天线信号；所述信号接收器，连接所述次级天线辐射信号耦合器，用于接收所述次级天线辐射信号耦合器获取的天线信号，判断所述天线信号的辐射频率是否为所述设定频段的辐射频率；所述天线状态检测模块，与所述信号接收器连接，用于根据所述信号接收器的判断结果生成移动终端的状态检测结果。

与现有技术相比，本申请的优点和积极效果是：本申请提出的用于移动终端的状态检测装置和移动终端中，金属次级天线辐射体能够在接收到初级天线辐射体在设定频段的辐射激励后，在设定频段产生次级辐射，当金属次级天线辐射体的外界环境发生改变时，例如移动终端入水、或者移动终端的天线部位被手持遮挡之后，金属次级天线辐射体辐射的天线信号的辐射频率会发生改变而偏离设定频段，这种改变能够反应移动终端所处的状态的改变，基于上述，使用次级天线辐射信号耦合器和信号接收器实现对金属次级天线辐射体辐射的天线信号的耦合接收和判断，在金属次级天线辐射体辐射的天线信号的辐射频率为设定频段的辐射频率时生成一种状态检测结果，而在金属次级天线辐射体的天线信号的辐射频率发生改变不同于设定频段的辐射频率时，生成另外一种状态检测结果，实现对移动终端的使用状态进行检测的技术效果。则基于这种状态检测结果的不同，可以对移动终端的使用状态做出判断，从而能够根据判断结果实施相应的操作，例如在移动终端入水时及时切断供电或者发出报警，例如在手持导致天线被遮挡以后及时切换天线等等，使得移动终端在设计防水保护、天线切换等功能时能能够基于移动终端的使用状态检测结果提高防水保护效果和天线切换效果。

结合附图阅读本申请实施方式的详细描述后，本申请的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1 为本申请提出的用于移动终端的状态检测装置的结构示意图；

图2为本申请实施例一提出的用于移动终端的状态检测装置的结构示意图；

图3为本申请实施例一提出的进水情况下用于移动终端的状态检测装置工作原理示意图；

图4为本申请实施例二提出的用于移动终端的状态检测装置的结构示意图；

图5为本申请实施例三提出的用于移动终端的状态检测装置的结构示意图；

图6为本申请实施例三提出的进水情况下用于移动终端的状态检测装置工作原理示意图；

图7为实施例四提出的用于移动终端的状态检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细地说明。

如图1所示，本申请提出的用于移动终端的状态检测装置，包括金属次级天线辐射体12、初级天线辐射体14、初级天线信号源13、次级天线辐射信号耦合器15、信号接收器16和天线状态检测模块17。

初级天线辐射体14连接初级天线信号源13，并置于金属次级天线辐射体12的一侧，用于受初级天线信号源13的激励在设定频段实现自谐振及空间辐射，也即实现设定频段的持续信号发射，使得金属次级天线辐射体12受初级天线辐射体14的激励在设定频段产生次级辐射。

次级天线辐射信号耦合器15置于金属次级天线辐射体12的一侧，用于获取金属次级天线辐射体12辐射的天线信号；信号接收器16连接次级天线辐射信号耦合器15，用于接收次级天线辐射信号耦合器15获取的天线信号，判断天线信号的辐射频率是否为设定频段的辐射频率；例如在天线信号的辐射频率为设定频段的辐射频率时生成逻辑信号1，而在天线信号的辐射频率非设定频段的辐射频率时生成逻辑信号0；天线状态检测模块17与信号接收器16连接，用于根据信号接收器16的判断结果生成移动终端的状态检测结果。

通常情况下，金属次级天线辐射体辐射的天线信号为受初级天线辐射体14的激发产生的次级辐射，该次级辐射为同为设定频段的辐射频率，在移动终端的状态发生改变时，也即金属次级天线辐射体的外界环境发生改变时，例如移动终端入水、或者移动终端的天线部位被手持遮挡之后，金属次级天线辐射体在设定频段的谐振及信号辐射被破坏，导致辐射频率发生改变，则次级天线辐射信号耦合器无法接收到设定频段的信号，信号接收器对是否接收到设定频段的信号生成逻辑判断，使得天线状态检测模块根据逻辑判断结果生成相应的检测结果，从而实现对移动终端的使用状态进行检测的技术效果。

则基于这种状态检测结果的不同，可以对移动终端的使用状态做出判断，从而能够根据判断结果实施相应的操作，例如在移动终端入水时及时切断供电或者发出报警，例如在手持导致天线被遮挡以后及时切换天线等等，使得移动终端在设计防水保护、天线切换等功能时能能够基于移动终端的使用状态检测结果提高防水保护效果和天线切换效果。

金属次级天线辐射体构成的天线形式，可以是单极天线形式、PIFA天线形式、LOOP天线形式等，本申请实施不做限制，这其中，非单极天线的天线臂需接地处理，接地点根据天线实际调试情况设定。

基于上述提出的用于移动终端的状态检测装置，本申请还提出一种移动终端，该移动终端使用本申请提出的用于移动终端的状态检测装置来检测自身状态，从而能够根据自身状态的改变实施对应操作，提高自身产品品质和用户使用体验。

下面以具体实施例对本申请提出的用于移动终端的状态检测装置和移动终端做出详细的说明。

实施例一

本实施例应用于移动终端进水状态检测。如图2所示的移动终端，包括金属次级天线辐射体12、初级天线辐射体14、初级天线信号源13、金属参考地10、次级天线辐射信号耦合器15、信号接收器16、天线状态检测模块17和设置于金属次级天线辐射体12和金属参考地10之间的非金属隔离件11；次级天线辐射信号耦合器15、初级天线辐射体14都置于非金属隔离件15设置有金属参考地10的一侧。

初级天线信号源13通过功放装置和匹配电路连接初级天线辐射体14，激发初级天线辐射体14在设定频段产生自谐振和空间辐射。金属参考地10例如内置于移动终端的金属合金板、PCB板等，金属次级天线辐射体12和金属参考地10被非金属隔离件11隔断，二者之间没有电连接，金属次级天线辐射体12呈单极天线形式；非金属隔离件11起到防水密封的作用。

次级天线辐射信号耦合器15检测金属次级天线辐射体12辐射的天线信号，通过信号接收器16接收和判断产生逻辑信号反馈至天线状态检测模块17。当移动终端进水时，如图3所示，金属次级天线辐射体12由于进水与金属参考地10在进水点22处短路，使金属次级天线辐射体12被改变为PIFA天线形式，原自谐振辐射频点由频率一改变为频率二，此时，次级天线辐射信号耦合器15无法接收到辐射频率为频率一的辐射信号，信号接收器16产生无法接收到辐射频率为频率一的逻辑判断结果，例如0，反馈给天线状态检测模块17，天线状态检测模块17则根据逻辑判断结果生成检测结果：移动终端进水。当然，这里设定频率一处于设定频段，而频率二不属于设定频段的频点，设定频段的设定根据实际设计情况选定。

在天线状态检测模块17生成检测结果后，一些执行模块则可以根据检测结果产生相应的预警操作，例如，本实施例中，增加有报警模块18，该报警模块18与天线状态检测模块17连接，用于在天线状态检测模块17检测到金属次级天线辐射体12辐射的天线信号辐射频率非设定频段的辐射频率时，发出报警信息，该报警模块可以为警示灯，也可以是蜂鸣器，或者为一种能够发出提醒信息的APP等。

又例如，本实施中，还增加电源保护模块19；电源保护模块19与天线状态检测模块17连接，用于在天线状态检测模块17检测到金属次级天线辐射体12辐射的天线信号辐射频率非设定频段的辐射频率时，控制切断移动终端的供电，实现在检测到移动终端进水后，第一时间切断供电，防止进水后由于供电的存在而损坏移动终端的内部电路和电池。

初级天线辐射体14可以是微带线、金属丝或其他天线辐射装置。金属次级天线辐射体12可以为独立金属体，也可以做为移动终端金属外壳的一部分。次级天线辐射信号耦合器15也可以是微带线、金属丝或其他天线辐射装置，具有设定频段的自谐振和空间辐射接收。

初级天线辐射体14和金属次级天线辐射体12尽量远距离放置以减少隔离度带来的误判；信号接收器16应预设信号强度门限，门限强度以上视为正常检测状态，也即视为接收的信号频率在设定频段内，其门限强度应高于初级天线辐射体与金属次级天线辐射体的隔离度信号强度。

实施例二

本实施例应用于移动终端进水状态检测，且本实施例中，初级天线辐射体14与次级天线辐射信号耦合器15采用同体设计，也即二者在同一个辐射体上实现，这种应用情况下，初级天线辐射体14在结构上可以代替实施例一种的金属参考地10的作用，即初级天线辐射体14与金属次级天线辐射体12位于非金属隔离件11的两侧，当移动终端进水引起初级天线辐射体和金属次级天线辐射体短路时，金属次级天线辐射体的自谐振频率同样会被改变。

具体的，如图4所示的移动终端，初级天线辐射体14次级天线辐射信号耦合器15由同一个辐射体20实现；初级天线信号源13通过功放装置和匹配电路连接辐射体20，激发辐射体20以频率三产生自谐振和空间辐射，辐射体20同时激发金属次级天线辐射体12也以频率三产生次级辐射，辐射体20同时检测金属次级天线辐射体12辐射的天线信号，通过信号接收器16接收和判断产生逻辑信号反馈至天线状态检测模块17。当移动终端进水时，金属次级天线辐射体12由于进水与金属参考地10在进水点处短路，使金属次级天线辐射体12改变原自谐振辐射频点，由频率三改变为频率四，此时，辐射体20无法接收到辐射频率为频率三的辐射信号，信号接收器16产生无法接收到辐射频率为频率三的逻辑判断结果，例如0，反馈给天线状态检测模块17，天线状态检测模块17则根据逻辑判断结果生成检测结果：移动终端进水。

在天线状态检测模块17生成检测结果后，一些执行模块则可以根据检测结果产生相应的预警操作，例如实施例一种所述的报警、切断供电等，本实施例中不予赘述。

上述实施例一和实施例二中，非金属隔离件11两侧的金属次级天线辐射体12和金属参考第10的长度、面积即为进水监测的范围，实际应用中，根据实际需监测的进水区域设置本申请提出的用于移动终端的状态检测装置。

实施例三

本实施例应用于移动终端进水状态检测。实际应用中，出于静电防护的需求，金属次级天线辐射体12需要在某些设定点实施接地处理，如图5所示，金属次级天线辐射体12在设定位置a与金属参考地10连接，使得金属次级天线辐射体为分割为两个谐振体，形成其他PIFA或LOOP天线形式，这种情况下，需要在接地点a的两端分别添加受激励能够以频率五和频率六产生自谐振的第一初级天线辐射体141和第二初级天线辐射体142，以实现两个谐振体分别受激发分别频率五的自谐振辐射和频率六的自谐振辐射。相应的，还需要添加能够获取第一初级天线辐射体141和第二初级天线辐射体142的第一次级天线辐射信号耦合器151和第二次级天线辐射信号耦合器152、以及第一信号接收器161和第二信号接收器162。

如图6所示，当移动终端进水使得金属次级天线辐射体12增加了和金属参考地10的接地点b和c ，金属次级天线辐射体12的两个谐振体的自谐振频率遭到破坏，形成辐射频率为频率七和频率八的PIFA或者LOOP天线形式，则通过两组次级天线辐射信号耦合器和信号接收器的检测，同样由天线状态检测模块17提供检测结果，从而能够根据检测结果进行报警、切断供电等操作，对移动终端内部电路和电池提供保护，也警示用户移动终端的进水状态。

在上述实施例一、实施例二和实施例三中，金属次级天线辐射体12可以为金属外壳体的一部分，也可以采用绝缘装置保护；为了避免手持情况下造成金属次级天线辐射体的自谐振频率改变而造成误判，在设计中考虑具体产品应用环境，初级天线辐射体、金属次级天线辐射体、次级天线辐射信号耦合器、信号接收器和信号接收器频段门限强度的设置中，需预设人体情况下的自谐振频率的改变情况，例如，在次级天线辐射信号耦合器设置的耦合频段中包括人体接触金属次级天线辐射体后产生的谐振频点。

金属次级天线辐射体12的自谐振频率不能与移动终端的工作频段相同，以避免干扰造成误判，同时，该金属次级天线辐射体要远离同频干扰源。

实施例四

本实施例应用于移动终端手持状态检测。如图7所示的移动终端应用中，具有可以切换使用的第一天线71和第二天线72，分别设置于移动终端的上部和下部，在移动终端的实际应用中，位于下部的第二天线具有较好的天线净空但手持情况下性能较差，位于上部的第一天线净空稍差但受人体影响较小，因此两个天线要根据实际使用情况进行切换，在手持状态下切换第一天线使用，非手持状态下切换第二天线使用。

为监测第二天线的使用状态，初级天线信号源13通过功放装置和匹配电路连接初级天线辐射体14，实现在频段九的自谐振辐射，在第二天线72的设定范围内设置受初级天线辐射体14激励后以频率九产生自谐振辐射的金属次级天线辐射体12。次级天线辐射信号耦合器15对金属次级天线辐射体12的辐射信号进行检测，并通过信号接收器16判断逻辑反馈给天线状态检测模块17，非手持状态下，次级天线辐射信号耦合器15可以检测到金属次级天线辐射体12受激励产生的频率九的辐射信号，信号接收器17的判断逻辑为1,当用户手持移动终端的下部时，曲线78以下为手持范围，金属次级天线辐射体12和第二天线均在手持范围内，由于人体的容性效应，金属次级天线辐射体12作为次级辐射体产生频偏，次级天线辐射信号耦合器15无法接收到辐射频率为频率九的信号，信号接收器16的判断逻辑为0，此时，天线状态检测模块17生成检测结果为：用户手持移动终端下部；则可以通过天线切换模块将天线从第二天线切换为第一天线使用。本实施例中，初级天线辐射体14和次级天线辐射信号耦合器15采用同体设计。

本实施例中，将用于移动终端的状态检测装置置于常用的手持位置，当人手握住后，改变了金属次级天线辐射体的自谐振频率，次级天线辐射信号耦合器无法接收到金属次级天线辐射体本该以设定频段的频率辐射的信号，天线状态检测模块可以判断该用于移动终端的状态检测装置设置的位置处于手持状态，由相关天线切换模块切换更优的天线使用。

本实施例中，金属次级天线辐射体与所需检测的第二天线同处于手持状态下，其自谐振频率不与该第二天线的工作频率相同。

上述本申请提出的用于移动终端的状态检测装置和移动终端，使用次级天线辐射信号耦合器和信号接收器对金属次级天线辐射体的辐射信号进行采集和判断，基于金属次级天线辐射体的辐射频率的改变对移动终端的状态做出判断，实现对移动终端的使用状态进行检测的技术效果，从而能够根据移动终端状态的改变及时做出后续操作，使得移动终端在防水保护、天线切换等功能方面能够基于自身使用状态变化来提高防水保护效果和天线切换效果，提高了产品品质，也提高了用户使用体验效果。尤其是在防水保护方面，不同于现有技术中通过各种结构设计和防护措施提高防水效果的做法，在通过状态检测判断移动终端进水后，通过切断供电从根本上防止了进水对电池和电路造成的损坏，使得移动终端即使进水，也只需要在后续维修中清除进水烘干处理即可，降低了维护难度，也降低了用户的维修成本，提高用户使用体验。

应该指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.用于移动终端的状态检测装置，其特征在于，包括金属次级天线辐射体、初级天线辐射体、初级天线信号源、次级天线辐射信号耦合器、信号接收器和天线状态检测模块；

所述初级天线辐射体，连接所述初级天线信号源，并置于所述金属次级天线辐射体的一侧，用于受所述初级天线信号源的激励在设定频段实现自谐振及辐射，使得所述金属次级天线辐射体受所述初级天线辐射体的激励在所述设定频段产生次级辐射；

所述次级天线辐射信号耦合器，置于所述金属次级天线辐射体的一侧，用于获取所述金属次级天线辐射体辐射的天线信号；所述信号接收器，连接所述次级天线辐射信号耦合器，用于接收所述次级天线辐射信号耦合器获取的天线信号，判断所述天线信号的辐射频率是否为所述设定频段的辐射频率；所述天线状态检测模块，与所述信号接收器连接， 用于根据所述信号接收器的判断结果生成移动终端的状态检测结果；

所述用于移动终端的状态检测装置还包括金属参考地和设置于所述金属次级天线辐射体和所述金属参考地之间的非金属隔离件；

所述用于移动终端的状态检测装置还包括电源保护模块；

所述电源保护模块，与所述天线状态检测模块连接，用于在所述天线状态检测模块检测到所述金属次级天线辐射体辐射的天线信号频率非所述设定频段的辐射频率时，控制切断所述移动终端的供电。

2.根据权利要求1所述的用于移动终端的状态检测装置，其特征在于，所述初级天线辐射体与所述次级天线辐射信号耦合器同体设计。

3.根据权利要求1所述的用于移动终端的状态检测装置，其特征在于，所述金属次级天线辐射体与所述金属参考地在设定位置连接，在所述设定位置两端分别添加第一初级天线辐射体、第一次级天线辐射信号耦合器、第一信号接收器和第二初级天线辐射体、第二次级天线辐射信号耦合器、第二信号接收器。

4.根据权利要求1所述的用于移动终端的状态检测装置，其特征在于，所述次级天线辐射信号耦合器设置的耦合频段包括人体接触所述金属次级天线辐射体后产生的谐振频点。

5.根据权利要求1所述的用于移动终端的状态检测装置，其特征在于，所述用于移动终端的状态检测装置还包括报警模块；

所述报警模块，与所述天线状态检测模块连接，用于在所述天线状态检测模块检测到所述金属次级天线辐射体辐射的天线信号频率非所述设定频段的辐射频率时，发出报警信息。

6.根据权利要求1所述的用于移动终端的状态检测装置，其特征在于，所述金属次级天线辐射体使用绝缘装置保护。

7.移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项权利要求所述的用于移动终端的状态检测装置。

8.根据权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端包括设置于所述移动终端不同端侧的第一天线和第二天线；

所述第一天线或所述第二天线的设定范围内设置受所述初级天线辐射体激励后以设定频率产生自谐辐射的金属次级天线辐射体。