CN106921765B - 降低sar值的天线系统及其控制方法、控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种降低SAR值的天线系统及其控制方法、控制装置，天线系统包括至少两个天线单元、电路板、功率分配装置和控制装置，各天线单元与电路板之间形成None‑SAR模式和SAR模式；在None‑SAR模式下，各天线单元和电路板之间形成至少两个电连接路径，各天线单元分别通过各电连接路径相对独立地进行信号收发工作；在SAR模式下，各天线单元均通过功率分配装置与电路板电连接，功率分配装置用于将天线系统的总功率分配至各天线单元；控制装置用于切换None‑SAR模式和SAR模式。该方案既可以保证天线系统处于正常的连接模式，又可以将天线系统的连接状态切换至能够降低SAR值的SAR模式，因此该天线系统可以在降低SAR值的同时保证自身的性能。

Description

降低SAR值的天线系统及其控制方法、控制装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种降低SAR值的天线系统及其控制方法、控制装置。

背景技术

SAR(Specific Absorption Rate)用来表征电磁辐射对人体的影响，SAR值计算主要考虑三个参数的影响，这三个参数分别为液体电导率、液体密度以及电场强度，其中仅电场强度为天线设计变量。目前在设计天线时，为了改变SAR值，同时对天线性能几乎无损耗，通常采用增大天线对人体的距离这一手段。

但是，由于天线的设计空间比较有限，并且金属外壳式天线已经将天线完全置于壳体表面，也就无法预留足够的空间，以减小天线对人体的距离。因此，传统技术中无法在降低SAR值的同时保证天线的性能。

发明内容

本发明提供了一种降低SAR值的天线系统、降低SAR值的天线系统的控制方法及降低SAR值的天线系统的控制装置，该天线系统可以在降低SAR值的同时保证自身的性能。

本发明的第一方面提供了一种降低SAR值的天线系统，其包括至少两个天线单元、电路板、功率分配装置和控制装置，各所述天线单元与所述电路板之间形成None-SAR模式和SAR模式；

在所述None-SAR模式下，各所述天线单元和所述电路板之间形成至少两个电连接路径，各所述天线单元分别通过各所述电连接路径相对独立地进行信号收发工作；

在所述SAR模式下，各所述天线单元均通过所述功率分配装置与所述电路板电连接，所述功率分配装置用于将所述天线系统的总功率分配至各所述天线单元；

所述控制装置用于切换所述None-SAR模式和所述SAR模式。

优选地，所述天线单元设置为两个，分别为主天线和分集天线。

优选地，所述控制装置包括第一开关，所述第一开关的第一端子与所述主天线电连接，所述第一开关的第二端子与所述电路板电连接，所述第一开关的第三端子与所述功率分配装置电连接；

在所述None-SAR模式下，所述第一开关的第一端子与所述第一开关的第二端子电导通，在所述SAR模式下，所述第一开关的第一端子与所述第一开关的第三端子电导通。

优选地，所述控制装置还包括第二开关，所述第二开关的第一端子与所述第一开关的第二端子电连接，所述第二开关的第二端子与所述功率分配装置电连接，所述第二开关的第三端子与所述电路板电连接；

在所述None-SAR模式下，所述第二开关的第一端子与所述第二开关的第三端子电导通，在所述SAR模式下，所述第二开关的第二端子与所述第二开关的第三端子电导通。

优选地，所述控制装置还包括第三开关，所述第三开关的第一端子与所述分集天线电连接，所述第三开关的第二端子与所述功率分配装置电连接，所述第三开关的第三端子与所述电路板电连接；

在所述None-SAR模式下，所述第三开关的第一端子与所述第三开关的第三端子电导通，在所述SAR模式下，所述第三开关的第一端子与所述第三开关的第二端子电导通。

本发明的第二方面提供了一种降低SAR值的天线系统的控制方法，应用于上述任一项所述的天线系统，所述天线系统包括至少两个天线单元、电路板、功率分配装置和控制装置，各所述天线单元与所述电路板之间形成None-SAR模式和SAR模式，其特征在于，包括以下步骤：

S10、将天线系统的工作模式切换至所述None-SAR模式或者所述SAR模式；

其中：

在所述None-SAR模式下，各所述天线单元和所述电路板之间形成至少两个电连接路径，各所述天线单元分别通过各所述电连接路径相对独立地进行信号收发工作；

在所述SAR模式下，各所述天线单元均通过所述功率分配装置与所述电路板电连接，所述功率分配装置用于将所述天线系统的总功率分配至各所述天线单元。

优选地，所述S10具体为：切换第一开关、第二开关和第三开关的状态，以使所述天线系统处于所述None-SAR模式或者所述SAR模式；

其中：

所述第一开关的第一端子与所述主天线电连接，所述第一开关的第二端子与所述第二开关的第一端子电连接，所述第一开关的第三端子与所述功率分配装置电连接，在所述None-SAR模式下，所述第一开关的第一端子与所述第一开关的第二端子电导通，在所述SAR模式下，所述第一开关的第一端子与所述第一开关的第三端子电导通；

所述第二开关的第二端子与所述功率分配装置电连接，所述第二开关的第三端子与所述电路板电连接，在所述None-SAR模式下，所述第二开关的第一端子与所述第二开关的第三端子电导通，在所述SAR模式下，所述第二开关的第二端子与所述第二开关的第三端子电导通；

所述第三开关的第一端子与所述分集天线电连接，所述第三开关的第二端子与所述功率分配装置电连接，所述第三开关的第三端子与所述电路板电连接，在所述None-SAR模式下，所述第三开关的第一端子与所述第三开关的第三端子电导通，在所述SAR模式下，所述第三开关的第一端子与所述第三开关的第二端子电导通。

优选地，

所述S10具体包括：

S101、将天线系统的工作模式切换至所述None-SAR模式；

S102、将天线系统的工作模式切换至所述SAR模式；

所述S10之前还包括以下步骤：

S00、检测天线系统的当前SAR值；

S01、判断所述当前SAR值是否超出预设范围，如果是，则进入步骤S102，否则进入步骤S101。

本发明的第三方面提供了一种降低SAR值的天线系统的控制装置，所述控制装置为上述任一项所述的天线系统的控制装置，其包括切换模块，所述切换模块用于将天线系统的工作模式切换至None-SAR模式或者SAR模式；

其中：

在所述None-SAR模式下，各所述天线单元和所述电路板之间形成至少两个电连接路径，各所述天线单元分别通过各所述电连接路径相对独立地进行信号收发工作；

在所述SAR模式下，各所述天线单元均通过所述功率分配装置与所述电路板电连接，所述功率分配装置用于将所述天线系统的总功率分配至各所述天线单元。

优选地，还包括：

检测模块，用于检测天线系统的当前SAR值；

判断模块，用于判断所述当前SAR值是否超出预设范围；

所述切换模块用于在所述当前SAR值超出预设范围时，将天线系统的工作模式切换至所述SAR模式，在所述当前SAR值处于预设范围内时，将天线系统的工作模式切换至所述None-SAR模式。

本发明提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本发明所提供的降低SAR值的天线系统设置了控制装置和功率分配装置，并且各天线单元和电路板之间能够形成None-SAR模式和SAR模式，控制装置可以将整个天线系统切换至SAR模式，使得各天线单元通过功率分配装置与电路板连接，该功率分配装置即可对各天线单元的功率进行分配，由于天线系统的总功率不变，因此该结构可以降低单个天线单元的发射功率，达到降低SAR值的目的。而此种方式既可以保证天线系统处于正常的连接模式，又可以将天线系统的连接状态切换至能够降低SAR值的SAR模式，因此该天线系统可以在降低SAR值的同时保证自身的性能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的降低SAR值的天线系统的结构框图；

图2为本发明实施例所提供的降低SAR值的天线系统的另一结构框图；

图3为本发明实施例所提供的降低SAR值的天线系统的控制方法的流程图。

附图标记：

10-主天线；

11-分集天线；

12-电路板；

13-功率分配装置；

14-控制装置；

140-第一开关；

141-第二开关；

142-第三开关。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种降低SAR值的天线系统，该天线系统可以应用于移动终端，其包括天线单元、电路板12、功率分配装置13和控制装置，各天线单元与电路板12之间形成None-SAR模式和SAR模式。天线单元设置为至少两个，各天线单元在移动终端中的分布位置可以灵活选择，例如均设置于移动终端的顶部、底部或者中部，或者分布在移动终端的顶部、底部和中部中的至少两者处。而各天线单元的结构也可以根据实际需求灵活选择。

上文提到的None-SAR模式也就是普通模式，或者可以称为第一模式，该模式对应传统技术中各天线单元的常规工作模式，例如各天线单元直接与电路板12电连接，以实现各自的信号收发工作。而SAR模式则是对各天线单元的工作状态进行调整的模式，或者可以称为第二模式，在此模式下，可以对各天线单元的功率进行重新分配，使得天线系统的总功率被分配到各天线单元上，进而降低单个天线单元的功率。其中，SAR(SpecificAbsorption Rate)用来表征电磁辐射对人体的影响。

具体地：在None-SAR模式下，各天线单元和电路板12之间形成至少两个电连接路径，各天线单元分别通过各电连接路径相对独立地进行信号收发工作；在SAR模式下，各天线单元均通过功率分配装置13与电路板12电连接，使得该功率分配装置13可以将天线系统的总功率分配至各天线单元。例如，在None-SAR模式下，仅一部分天线单元工作，在SAR模式下，控制更多的天线单元处于工作状态，由于天线系统的总功率可以保持不变，所以将该总功率分配到各天线单元上之后，每个天线单元的近场发射功率就会对应降低。

前述的控制装置14用于切换None-SAR模式和SAR模式。具体地，控制装置14可以通过切换天线单元与电路板12之间的连接路径，实现None-SAR模式和SAR模式之间的切换。

通过上述描述可知，采用本发明实施例提供的天线系统之后，各天线单元的功率可以有所降低，使得天线系统的SAR值随之减小。因此该天线系统既可以处于正常的连接模式，使得天线系统的远场辐射性能不变，又可以切换至能够降低SAR值的SAR模式，因此该天线系统可以在降低SAR值的同时保证自身的性能，几乎可以视为无损降低SAR值。

可选地，上述天线单元可以设置为两个，此两个天线单元分别为主天线10和分集天线11，主天线10可以设置于移动终端的顶部，分集天线11可以设置于移动终端的底部，或者两者的设置位置对调，或者两者均设置于移动终端的顶部或者底部。将天线单元设置为两个，可以在满足移动终端的使用需求的前提下，相对简化天线系统的工作模式。

为了更方便地实现天线系统的工作模式切换，本发明实施例提供的控制装置14可以包括第一开关140，该第一开关140的第一端子与主天线10电连接，第一开关140的第二端子与电路板12电连接，第一开关140的第三端子与功率分配装置13电连接。在None-SAR模式下，第一开关140的第一端子与第一开关140的第二端子电导通，使得主天线10直接连接于电路板12上，以此进行信号收发工作。在SAR模式下，第一开关140的第一端子与第一开关140的第三端子电导通，使得主天线10通过功率分配装置13与电路板12电连接，进而重新分配主天线10的功率。

为了提高切换天线系统的模式时的可靠性，本发明实施例提供的控制装置14还可以包括第二开关141，该第二开关141的第一端子与第一开关140的第二端子电连接，第二开关141的第二端子与功率分配装置13电连接，第二开关141的第三端子与电路板12电连接。在None-SAR模式下，第二开关141的第一端子与第二开关141的第三端子电导通，使得主天线10通过第一开关140和第二开关141直接连接于电路板12上，以此进行信号收发工作。在SAR模式下，第二开关141的第二端子与第二开关141的第三端子电导通，以使得主天线10通过第一开关140、功率分配装置13和第二开关141与电路板12电连接，进而达到重新分配主天线10的功率这一目的。

同理地，为了更方便地切换天线系统的工作模式，上述控制装置14还可包括第三开关142，该第三开关142的第一端子与分集天线11电连接，第三开关142的第二端子与功率分配装置13电连接，第三开关142的第三端子与电路板12电连接。在None-SAR模式下，第三开关142的第一端子与第三开关142的第三端子电导通，使得分集天线11直接连接于电路板12上，以此进行信号收发工作。在SAR模式下，第三开关142的第一端子与第三开关142的第二端子电导通，使得分集天线11通过功率分配装置13与电路板12电连接，进而重新分配分集天线11的功率。

一种实施例中，上述第一开关140、第二开关141和第三开关142中的至少一者为单刀双掷开关或者非接触耦合式开关，以此简化各开关的结构，并且提高各开关的性能。

另外，上述功率分配装置13优选功分器。

如图3所示，基于上述天线系统，本发明实施例还提供一种降低SAR值的天线系统的控制方法，该控制方法应用于上述任一实施例所描述的天线系统，该天线系统具体包括天线单元、电路板12、功率分配装置13和控制装置，天线单元设置为至少两个，各天线单元与电路板12之间形成None-SAR模式和SAR模式。该控制方法具体包括以下步骤：

S10、将天线系统的工作模式切换至None-SAR模式或者SAR模式。

其中：在None-SAR模式下，各天线单元和电路板12之间形成至少两个电连接路径，各天线单元分别通过各电连接路径相对独立地进行信号收发工作；在SAR模式下，各天线单元均通过功率分配装置13与电路板12电连接，使得该功率分配装置13可以将天线系统的总功率分配至各天线单元。

参考前文描述可知，采用本发明实施例提供的控制方法之后，各天线单元的功率可以有所降低，使得天线系统的SAR值随之减小。因此该控制方法既可以控制天线系统处于正常的连接模式，使得天线系统的远场辐射性能不变，又可以将天线系统的工作状态切换至能够降低SAR值的SAR模式，因此该控制方法可以在降低SAR值的同时保证天线系统的性能，几乎可以视为无损降低SAR值。

当控制装置14中包含第一开关140、第二开关141和第三开关142时，上述S10具体为：切换第一开关140、第二开关141和第三开关142的状态，以使天线系统处于None-SAR模式或者SAR模式。其中：

第一开关140的第一端子与主天线10电连接，第一开关140的第二端子与第二开关141的第一端子电连接，第一开关140的第三端子与功率分配装置13电连接，在None-SAR模式下，第一开关140的第一端子与第一开关140的第二端子电导通，在SAR模式下，第一开关140的第一端子与第一开关140的第三端子电导通；

第二开关141的第二端子与功率分配装置13电连接，第二开关141的第三端子与电路板12电连接，在None-SAR模式下，第二开关141的第一端子与第二开关141的第三端子电导通，在SAR模式下，第二开关141的第二端子与第二开关141的第三端子电导通；

第三开关142的第一端子与分集天线11电连接，第三开关142的第二端子与功率分配装置13电连接，第三开关142的第三端子与电路板12电连接，在None-SAR模式下，第三开关142的第一端子与第三开关142的第三端子电导通，在SAR模式下，第三开关142的第一端子与第三开关142的第二端子电导通。

对于天线系统工作模式的切换触发条件，本发明实施例优选为天线系统的SAR值是否超标。具体地，如图3所示，S10具体包括：

S101、将天线系统的工作模式切换至None-SAR模式；

S102、将天线系统的工作模式切换至SAR模式；

S10之前还包括以下步骤：

S00、检测天线系统的当前SAR值；

S01、判断上述当前SAR值是否超出预设范围，如果是，则进入步骤S102，否则进入步骤S101。

天线系统的当前SAR值可以通过多种方式进行检测，例如通过能够检测SAR值的传感器等结构直接测量，或者采用其他方式间接测量。SAR值的预设范围可以根据需求设置。可见，上述控制方法通过相对比较合理的触发条件实现天线系统的模式切换，使得天线系统的工作模式更符合实际情况，以此优化天线系统在各种状态下的工作性能。并且，此种控制逻辑相对比较简单，易于实现。

需要说明的是，天线系统的当前SAR值的检测过程是循环进行的，如果测得的当前SAR值所对应的工作模式不需要切换，那么就保持当前的模式，继续进入下一循环即可。

基于前文所描述的控制方法，本发明实施例还提供一种降低SAR值的天线系统的控制装置，该控制装置为前述实施例所描述的天线系统中的控制装置14。该控制装置可包括切换模块，该切换模块用于将天线系统的工作模式切换至None-SAR模式或者SAR模式。其中：在None-SAR模式下，各天线单元和电路板12之间形成至少两个电连接路径，各天线单元分别通过各电连接路径相对独立地进行信号收发工作；在SAR模式下，各天线单元均通过功率分配装置13与电路板12电连接，使得该功率分配装置13可以将天线系统的总功率分配至各天线单元。

参考前文描述可知，采用本发明实施例提供的控制装置之后，各天线单元的功率可以有所降低，使得天线系统的SAR值随之减小。因此该控制装置既可以控制天线系统处于正常的连接模式，使得天线系统的远场辐射性能不变，又可以将天线系统的工作状态切换至能够降低SAR值的SAR模式，因此该控制装置可以在降低SAR值的同时保证天线系统的性能，几乎可以视为无损降低SAR值。

进一步地，为了通过判断天线系统的当前SAR值是否超出预设范围这一条件触发天线系统的工作模式切换操作，上述控制装置还可以包括检测模块和判断模块。检测模块用于检测天线系统的当前SAR值，该检测模块可以是能够检测SAR值的传感器或者其他结构。判断模块用于判断前述的当前SAR值是否超出预设范围。切换模块用于在当前SAR值超出预设范围时，将天线系统的工作模式切换至SAR模式，并且在当前SAR值处于预设范围内时，将天线系统的工作模式切换至None-SAR模式。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种降低SAR值的天线系统，其特征在于，包括至少两个天线单元、电路板、功率分配装置和控制装置，各所述天线单元与所述电路板之间形成None-SAR模式和SAR模式；

在所述None-SAR模式下，各所述天线单元和所述电路板之间形成至少两个电连接路径，各所述天线单元分别通过各所述电连接路径相对独立地进行信号收发工作；

在所述SAR模式下，各所述天线单元均通过所述功率分配装置与所述电路板电连接，所述功率分配装置用于将所述天线系统的总功率分配至各所述天线单元；

所述控制装置用于切换所述None-SAR模式和所述SAR模式；

所述天线单元设置为两个，分别为主天线和分集天线；

所述控制装置包括第一开关，所述第一开关的第一端子与所述主天线电连接，所述第一开关的第二端子与所述电路板电连接，所述第一开关的第三端子与所述功率分配装置电连接；

在所述None-SAR模式下，所述第一开关的第一端子与所述第一开关的第二端子电导通，在所述SAR模式下，所述第一开关的第一端子与所述第一开关的第三端子电导通。

2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述控制装置还包括第二开关，所述第二开关的第一端子与所述第一开关的第二端子电连接，所述第二开关的第二端子与所述功率分配装置电连接，所述第二开关的第三端子与所述电路板电连接；

在所述None-SAR模式下，所述第二开关的第一端子与所述第二开关的第三端子电导通，在所述SAR模式下，所述第二开关的第二端子与所述第二开关的第三端子电导通。

3.根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述控制装置还包括第三开关，所述第三开关的第一端子与所述分集天线电连接，所述第三开关的第二端子与所述功率分配装置电连接，所述第三开关的第三端子与所述电路板电连接；

在所述None-SAR模式下，所述第三开关的第一端子与所述第三开关的第三端子电导通，在所述SAR模式下，所述第三开关的第一端子与所述第三开关的第二端子电导通。

4.一种降低SAR值的天线系统的控制方法，应用于权利要求1-3中任一项所述的天线系统，所述天线系统包括至少两个天线单元、电路板、功率分配装置和控制装置，各所述天线单元与所述电路板之间形成None-SAR模式和SAR模式，其特征在于，包括以下步骤：

S10、将天线系统的工作模式切换至所述None-SAR模式或者所述SAR模式；

其中：

在所述None-SAR模式下，各所述天线单元和所述电路板之间形成至少两个电连接路径，各所述天线单元分别通过各所述电连接路径相对独立地进行信号收发工作；

在所述SAR模式下，各所述天线单元均通过所述功率分配装置与所述电路板电连接，所述功率分配装置用于将所述天线系统的总功率分配至各所述天线单元。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述S10具体为：切换第一开关、第二开关和第三开关的状态，以使所述天线系统处于所述None-SAR模式或者所述SAR模式；

其中：

所述第一开关的第一端子与所述主天线电连接，所述第一开关的第二端子与所述第二开关的第一端子电连接，所述第一开关的第三端子与所述功率分配装置电连接，在所述None-SAR模式下，所述第一开关的第一端子与所述第一开关的第二端子电导通，在所述SAR模式下，所述第一开关的第一端子与所述第一开关的第三端子电导通；

所述第二开关的第二端子与所述功率分配装置电连接，所述第二开关的第三端子与所述电路板电连接，在所述None-SAR模式下，所述第二开关的第一端子与所述第二开关的第三端子电导通，在所述SAR模式下，所述第二开关的第二端子与所述第二开关的第三端子电导通；

所述第三开关的第一端子与所述分集天线电连接，所述第三开关的第二端子与所述功率分配装置电连接，所述第三开关的第三端子与所述电路板电连接，在所述None-SAR模式下，所述第三开关的第一端子与所述第三开关的第三端子电导通，在所述SAR模式下，所述第三开关的第一端子与所述第三开关的第二端子电导通。

6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，

所述S10具体包括：

S101、将天线系统的工作模式切换至所述None-SAR模式；

S102、将天线系统的工作模式切换至所述SAR模式；

所述S10之前还包括以下步骤：

S00、检测天线系统的当前SAR值；

S01、判断所述当前SAR值是否超出预设范围，如果是，则进入步骤S102，否则进入步骤S101。

7.一种降低SAR值的天线系统的控制装置，所述控制装置为权利要求1-5中任一项所述的天线系统的控制装置，其特征在于，包括切换模块，所述切换模块用于将天线系统的工作模式切换至None-SAR模式或者SAR模式；

其中：

在所述None-SAR模式下，各所述天线单元和所述电路板之间形成至少两个电连接路径，各所述天线单元分别通过各所述电连接路径相对独立地进行信号收发工作；

在所述SAR模式下，各所述天线单元均通过所述功率分配装置与所述电路板电连接，所述功率分配装置用于将所述天线系统的总功率分配至各所述天线单元。

8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，还包括：

检测模块，用于检测天线系统的当前SAR值；

判断模块，用于判断所述当前SAR值是否超出预设范围；

所述切换模块用于在所述当前SAR值超出预设范围时，将天线系统的工作模式切换至所述SAR模式，在所述当前SAR值处于预设范围内时，将天线系统的工作模式切换至所述None-SAR模式。

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