CN109088151A - 天线系统及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天线系统及移动终端，包括天线装置、SAR传感器、第一去耦单元和第二去耦单元，第一去耦单元一端连接SAR传感器，另一端连接金属边框天线；天线调谐装置连接射频信号源、金属地板及第二去耦单元，第二去耦单元连接金属边框天线；天线调谐装置用于接收射频信号源发射的射频信号并调节金属边框天线的谐振频率；SAR传感器用于检测金属边框天线和金属地板之间的电容值；第一去耦单元用于隔离射频信号对SAR传感器工作的干扰；第二去耦单元用于隔离SAR传感器的信号对天线调谐装置工作的干扰。通过第一去耦单元和第二去耦单元就可以将天线装置工作的射频信号和SAR传感器工作的低频信号进行隔离，使天线装置和SAR传感器各自独立工作，互不影响。

Description

天线系统及移动终端
技术领域
本发明涉及天线领域，特别是涉及一种天线系统及移动终端。
背景技术
现有技术中降低手机SAR(电磁波吸收比值)值主要有四种方式：1)根据手机的结构选用适当的天线类型，如PIFA天线的SAR值比单极子天线小很多；2)更改天线走线方式，通过更改天线辐射体走线方式，移动或者削弱电磁场的热点分布降低SAR值，如在手机外壳上贴铜箔改变天线的辐射方向图以降低SAR值；3)降低手机的OTA性能，如降低天线辐射效率或者降低射频发射功率以降低SAR值；4)利用SAR传感器(SAR Sensor)触发降低发射功率机制，分场景降低SAR值。
但是，现有智能手机天线使用可调谐的金属边框天线，同时支持LTE全频段(617～2690MHz)、3CA、MIMO和MIMO+3CA，导致天线数量增加、天线可利用的空间进一步压缩，设计自由度越来越小，因此更改天线类型或走线方式对于复杂的多天线架构来说不是有效的解决方案。对于降低手机OTA性能的方案虽然可以降低SAR值，但会降低通话质量和数据吞吐量，尤其是在弱场信号下出现掉话或无服务现象，如在高山、森林、快速行驶的列车上，明显降低用户体验度。对于SAR传感器(SAR Sensor)触发降低发射功率的方案，利用SAR传感器检测金属边框天线与金属地板构成电容的电容值，当人体、桌面、金属等物体靠近金属边框天线或者金属地板时引起电容值的变化，电容值变化量达到一定门限时触发振荡器逻辑输出状态改变实现发射功率降低，该方案在用户体验度方面优于传统方案。但是SAR传感器在工作时的信号与手机天线工作时信号会互相干扰，影响SAR传感器及手机天线各自独立工作的准确性。
发明内容
基于此，有必要提供一种可以使SAR传感器和天线工作时信号不互相干扰，从而使SAR传感器和天线能够各自独立工作的天线系统及移动终端。
一种天线系统，包括天线装置及SAR传感器，所述天线装置包括金属边框天线、金属地板及天线调谐装置，还包括第一去耦单元和第二去耦单元；
所述第一去耦单元一端连接所述SAR传感器，另一端连接所述金属边框天线；所述天线调谐装置连接射频信号源、所述金属地板及所述第二去耦单元，所述第二去耦单元连接所述金属边框天线；
所述天线调谐装置用于接收所述射频信号源发射的射频信号并调节所述金属边框天线的谐振频率；
所述SAR传感器用于检测所述金属边框天线和所述金属地板之间的电容值；
所述第一去耦单元用于隔离所述射频信号对所述SAR传感器工作的干扰；
所述第二去耦单元用于隔离所述SAR传感器的信号对所述天线调谐装置工作的干扰。
在其中一个实施例中，还包括电感单元，所述电感单元一端连接所述天线调谐装置，另一端连接所述金属地板，用于消除天线调谐装置的电容变化对所述SAR传感器的干扰。
在其中一个实施例中，所述第一去耦单元包括电感L2和电容C1，所述电感L2串联于所述SAR传感器和所述金属边框天线之间，所述电容C1串联于所述SAR传感器和所述金属地板之间。
在其中一个实施例中，所述第一去耦单元包括电感L3，所述电感L3串联于所述SAR传感器和所述金属边框天线之间。
在其中一个实施例中，所述第二去耦单元包括电感L4和电容C2，所述电容C2串联于所述天线调谐装置和所述金属边框天线之间，所述电感L4串联于所述天线调谐装置和所述金属地板之间。
在其中一个实施例中，所述第二去耦单元包括电容C3，所述电容C3串联于所述天线调谐装置和所述金属边框天线之间。
在其中一个实施例中，还包括天线弹片，所述第一去耦单元和所述第二去耦单元都通过所述天线弹片连接所述金属边框天线。
在其中一个实施例中，所述天线调谐装置包括天线多路调谐开关和天线调谐器，所述第二去耦单元包括第三去耦单元和第四去耦单元，所述天线多路调谐开关一端连接所述金属地板，另一端连接所述第三去耦单元，所述天线调谐器一端连接所述射频信号源，另一端连接所述第四去耦单元，所述天线调谐器用于调节所述射频信号和所述金属边框天线之间的阻抗匹配，进而调节所述金属边框天线的谐振频率，所述天线多路调谐开关用于切换所述谐振频率，所述第三去耦单元用于隔离所述SAR传感器的信号对所述天线多路调谐开关工作的干扰，所述第四去耦单元用于隔离所述SAR传感器的信号对所述天线调谐器工作的干扰。
在其中一个实施例中，还包括电感L5和电感L6，所述电感L5串联于所述天线多路调谐开关和所述金属地板之间，用于消除所述天线多路调谐开关的电容变化对所述SAR传感器的干扰，所述电感L6串联于所述天线调谐器和所述金属地板之间，用于消除所述天线调谐器的电容变化对所述SAR传感器的干扰。
另一方面，本发明还提出一种移动终端，包括任一上述实施例中所述的天线系统。
上述天线系统，包括天线装置、SAR传感器和第一去耦单元和第二去耦单元，天线装置包括金属边框天线、金属地板及天线调谐装置，第一去耦单元一端连接SAR传感器，另一端连接金属边框天线，用于隔离天线装置工作的射频信号对SAR传感器工作的低频信号的干扰，第二去耦单元连接于金属边框天线和天线调谐装置之间，用于隔离SAR传感器工作的低频信号对天线装置工作的射频信号的干扰，通过第一去耦单元和第二去耦单元就可以将天线装置工作的射频信号和SAR传感器工作的低频信号进行有效隔离，使天线装置和SAR传感器各自独立工作，互不影响。
附图说明
图1是一实施例中天线系统的结构框图；
图2是一实施例中天线系统的结构示意图；
图3是另一实施例中天线系统的结构示意图；
图4是再一实施例中天线系统的结构示意图；
图5是一实施例中第一去耦单元的电路图；
图6是一实施例中第二去耦单元的电路图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1是一实施例中天线系统的结构框图。
在本实施例中，该天线系统包括天线装置、SAR传感器60、第一去耦单元70和第二去耦单元20，天线装置包括金属边框天线10、金属地板40及天线调谐装置30。SAR传感器60的工作频率为120KHz～140KHz(低频)，天线装置的工作频率为617MHz～2690MHz(射频)。在一个实施例中，该天线系统应用于移动终端，移动终端包括手机、平板电脑等移动设备。
第一去耦单元70一端连接SAR传感器60，另一端连接金属边框天线10，天线调谐装置30一端分别连接射频信号源和金属地板40，另一端连接第二去耦单元20，第二去耦单元20连接金属边框天线10。
天线调谐装置30用于接收射频信号源发射的射频信号并调节金属边框天线10的谐振频率。
SAR传感器60用于检测金属边框天线10和金属地板40构成的背景电容的电容值，当检测到人头、身体或者其他物体靠近天线装置引起电容变化后，触发振荡器输出逻辑状态改变实现主动降低天线装置发射功率。
第一去耦单元70用于隔离射频信号对SAR传感器60工作的低频信号的干扰(即隔离射频信号传输到SAR传感器60)。
第二去耦单元20用于隔离SAR传感器60工作的低频信号对天线调谐装置30工作的射频信号的干扰(即隔离SAR传感器60工作的低频信号传输到天线调谐装置30)。
上述天线系统，包括天线装置、SAR传感器60、第一去耦单元70和第二去耦单元20，天线装置包括金属边框天线10、金属地板40及天线调谐装置30。第一去耦单元70一端连接SAR传感器60，另一端连接金属边框天线10，用于隔离天线装置工作的射频信号对SAR传感器60工作的低频信号的干扰。第二去耦单元20连接于金属边框天线10和天线调谐装置30之间，用于隔离SAR传感器60工作的低频信号对天线装置工作的射频信号的干扰，通过第一去耦单元70和第二去耦单元20就可以将天线装置工作的射频信号和SAR传感器60工作的低频信号进行有效隔离，使天线装置和SAR传感器60各自独立工作，互不影响。
请继续参阅图1，在一个实施例中，该天线系统还包括电感单元50，电感单元50一端连接天线调谐装置30，另一端连接金属地板40，用于消除天线调谐装置30工作时的电容变化对SAR传感器60的干扰，也可以消除外围电路中的电容效应，保持SAR传感器60稳定工作。在一个实施例中，电感单元50包括电感L1。
在一个实施例中，还包括天线弹片(图中未示)，第一去耦单元70和第二去耦单元20都通过天线弹片连接金属边框天线10。
请参阅图1至图4，在一个实施例中，天线调谐装置30包括天线多路调谐开关(天线switch)31和天线调谐器(天线tuner)33，第二去耦单元20包括第三去耦单元21和第四去耦单元23，天线多路调谐开关31一端连接金属地板40，另一端连接第三去耦单元21，天线调谐器33一端连接射频信号源，另一端连接第四去耦单元23。天线调谐器33用于调节射频信号和金属边框天线10之间的阻抗匹配，进而调节金属边框天线10的谐振频率，天线多路调谐开关31用于切换金属边框天线10的谐振频率，第三去耦单元21用于隔离SAR传感器60工作的低频信号对天线多路调谐开关31工作的高频信号的干扰，第四去耦单元23用于隔离SAR传感器60工作的低频信号对天线调谐器工作的高频信号的干扰，从而保证SAR传感器60、天线多路调谐开关31和天线调谐器33各自都能稳定工作，互不影响。
在一个实施例中，该天线系统的天线装置的缝隙不限于图2至图4中所示的C型缝隙，也可以是直缝。
在一个实施例中，该天线系统还包括电感L5和电感L6，电感L5串联于所述天线多路调谐开关31和金属地板40(图2-图6中的接地符号均表示连接金属地板40)之间，用于消除天线多路调谐开关31切换状态时的电容变化对SAR传感器60的干扰，电感L6串联于天线调谐器33和金属地板40之间，用于消除天线调谐器33的电容变化对SAR传感器的干扰。
在一个实施例中，请参阅图2至图4，电感单元50包括电感L5和电感L6，第二去耦单元20包括第三去耦单元21和第四去耦单元23。图2中天线多路调谐开关31和天线调谐器33并联后，SAR传感器60通过第一去耦单元70连接至天线多路调谐开关31和天线调谐器33的并联端，即SAR传感器60连接至天线多路调谐开关31和天线调谐器33并联后的汇入点，在其中一个实施例中，汇入点通过天线弹片连接至金属边框天线10。图3与图2的区别在于SAR传感器60通过第一去耦单元70连接至天线多路调谐开关31端(即SAR传感器60放置在天线多路调谐开关31端)，图4与图2的区别在于SAR传感器60通过第一去耦单元70连接至天线调谐器33端(即SAR传感器60放置在天线调谐器33)，其他均一样。金属边框天线10和金属地板40构成SAR传感器60的背景电容，SAR传感器60靠近天线装置端放置，避免天线装置的寄生电容对SAR传感器60的干扰，提高SAR传感器60检测的灵敏度。
请参阅图1至图5，在一个实施例中，第一去耦单元70包括电感L2和电容C1，电感L2串联于SAR传感器60和金属边框天线10之间，电容C1串联于SAR传感器60和金属地板40之间。电感L2允许SAR传感器60工作的低频信号通过，阻止天线调谐装置30工作的射频信号通过，电容C1滤除射频信号，保证SAR传感器60不受射频信号的干扰而稳定正常工作。
在一个实施例中，第一去耦单元包括电感L3(图中未示)，电感L3串联于SAR传感器60和金属边框天线10之间。
请参阅图1至图6，在一个实施例中，第二去耦单元20包括电感L4和电容C2，电容C2串联于天线调谐装置30和金属边框天线10之间，电感L4串联于天线调谐装置30和金属地板40之间。电容C2允许天线调谐装置30工作的射频信号通过，阻止SAR传感器60工作的低频信号通过，电感L4滤除SAR传感器60工作的低频信号，保证天线调谐装置30不受SAR传感器60信号的干扰而稳定正常工作。在一个实施例中，第三去耦单元21也包括电感和电容，电容串联于天线多路调谐开关31和金属边框天线10之间，电感串联于天线多路调谐开关31和金属地板40之间。电容允许天线多路调谐开关31工作的射频信号通过，阻止SAR传感器60工作的低频信号通过，电感滤除SAR传感器60工作的低频信号，保证天线多路调谐开关31不受SAR传感器60信号的干扰而稳定正常工作。在一个实施例中，第四去耦单元23也包括电感和电容，电容串联于天线调谐器33和金属边框天线10之间，电感串联于天线调谐器33和金属地板40之间，电容和电感的工作原理与第三去耦单元21中的一样，此处不再赘述。
在一个实施例中，第二去耦单元20包括电容C3，电容C3串联于天线调谐装置30金属边框天线10之间。在一个实施例中，第三去耦单元21和第四去耦单元23也都分别包括一个电容。
另一方面，本发明还提出一种移动终端，包括任一上述实施例中所述的天线系统。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种天线系统，包括天线装置及SAR传感器，所述天线装置包括金属边框天线、金属地板及天线调谐装置，其特征在于，还包括第一去耦单元和第二去耦单元；
所述第一去耦单元一端连接所述SAR传感器，另一端连接所述金属边框天线；所述天线调谐装置连接射频信号源、所述金属地板及所述第二去耦单元，所述第二去耦单元连接所述金属边框天线；
所述天线调谐装置用于接收所述射频信号源发射的射频信号并调节所述金属边框天线的谐振频率；
所述SAR传感器用于检测所述金属边框天线和所述金属地板之间的电容值；
所述第一去耦单元用于隔离所述射频信号对所述SAR传感器工作的干扰；
所述第二去耦单元用于隔离所述SAR传感器的信号对所述天线调谐装置工作的干扰。
2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，还包括电感单元，所述电感单元一端连接所述天线调谐装置，另一端连接所述金属地板，用于消除天线调谐装置的电容变化对所述SAR传感器的干扰。
3.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一去耦单元包括电感L2和电容C1，所述电感L2串联于所述SAR传感器和所述金属边框天线之间，所述电容C1串联于所述SAR传感器和所述金属地板之间。
4.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一去耦单元包括电感L3，所述电感L3串联于所述SAR传感器和所述金属边框天线之间。
5.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第二去耦单元包括电感L4和电容C2，所述电容C2串联于所述天线调谐装置和所述金属边框天线之间，所述电感L4串联于所述天线调谐装置和所述金属地板之间。
6.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第二去耦单元包括电容C3，所述电容C3串联于所述天线调谐装置和所述金属边框天线之间。
7.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，还包括天线弹片，所述第一去耦单元和所述第二去耦单元都通过所述天线弹片连接所述金属边框天线。
8.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述天线调谐装置包括天线多路调谐开关和天线调谐器，所述第二去耦单元包括第三去耦单元和第四去耦单元，所述天线多路调谐开关一端连接所述金属地板，另一端连接所述第三去耦单元，所述天线调谐器一端连接所述射频信号源，另一端连接所述第四去耦单元，所述天线调谐器用于调节所述射频信号和所述金属边框天线之间的阻抗匹配，进而调节所述金属边框天线的谐振频率，所述天线多路调谐开关用于切换所述谐振频率，所述第三去耦单元用于隔离所述SAR传感器的信号对所述天线多路调谐开关工作的干扰，所述第四去耦单元用于隔离所述SAR传感器的信号对所述天线调谐器工作的干扰。
9.根据权利要求8所述的天线系统，其特征在于，还包括电感L5和电感L6，所述电感L5串联于所述天线多路调谐开关和所述金属地板之间，用于消除所述天线多路调谐开关的电容变化对所述SAR传感器的干扰，所述电感L6串联于所述天线调谐器和所述金属地板之间，用于消除所述天线调谐器的电容变化对所述SAR传感器的干扰。
10.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的天线系统。
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