CN212725595U - 天线调节装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种天线调节装置及电子设备，涉及通信技术领域。天线调节装置包括天线、处理器、天线调谐开关以及多路天线匹配通路；天线调谐开关包括公共输出端、控制端以及多个调谐匹配端，控制端与处理器电连接，公共输出端与天线电连接，每个调谐匹配端与一路天线匹配通路对应电连接；处理器用于获取天线当前的工作频段，当电子设备处于人头手场景时，发出控制信号至天线调谐开关，以使天线调谐开关由匹配通路调节至非匹配通路以降低天线性能，本实用新型提供的天线调节装置，无须增设SAR传感器，在现有的元器件基础上降低天线性能实现减小电磁波吸收比值，节约了电子设备的内部空间，降低了电子设备的成本及设计难度。

Description

天线调节装置及电子设备

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种天线调节装置及电子设备。

背景技术

电磁波吸收比值(Specific Absorption Rate，SAR)是衡量手机等电子产品对人体脑部和身体的电磁波伤害的指标，手机等电子设备需要满足CE/FCC等标准或规范。部分智能手机、平板等设备天线的SAR值远远超出规范要求。

现有的降SAR方法利用SAR Sensor传感器检测人体体液方式触发中断，处理器响应降低天线辐射功率达到降低SAR指标的目的，但这样的方式需要额外设置SAR Sensor传感器，一方面会增加成本，另一方面，SAR Sensor传感器需要一定的空间，会增加手机等电子设备的体积，同时对电子设备内部设备布局要求更加严苛，导致设计难度加大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种天线调节装置及电子设备，以改善现有的电子设备降SAR方法需要采用额外的传感器导致的成本增加及设计难度加大等问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型提供了一种天线调节装置，所述天线调节装置应用于电子设备，所述天线调节装置包括天线、处理器、天线调谐开关以及多路天线匹配通路；所述天线调谐开关包括公共输出端、多个控制端以及多个调谐匹配端；所述天线调谐开关的控制端均与所述处理器电连接；所述天线调谐开关的公共输出端与所述天线电连接；每个所述调谐匹配端与一路所述天线匹配通路对应电连接；

所述处理器用于获取所述天线当前的工作频段；当所述电子设备处于人头手场景时，发出控制信号至所述天线调谐开关，以使所述天线调谐开关由第一匹配通路调节至第二匹配通路以降低天线性能，其中，所述第一匹配通路与所述天线当前工作频段为谐振匹配状态，所述第二匹配通路与所述天线当前工作频段为非谐振匹配状态。

进一步地，所述处理器用于在所述电子设备未处于人头手场景时，发出控制信号至所述天线调谐开关，以使所述天线调谐开关调节至所述第一匹配通路，其中，所述第一匹配通路与所述天线当前工作频段为谐振匹配状态。

进一步地，所述天线的工作频段包括第一频段及第二频段；所述天线匹配通路包括第一匹配通路及第二匹配通路，其中，所述第一匹配通路与所述第一频段谐振匹配；所述第二匹配通路与所述第二频段谐振匹配；

所述处理器用于当所述电子设备处于人头手场景时，若所述天线工作在第一频段，发送控制信号至所述天线调谐开关，将所述天线调谐开关连接的天线匹配通路调节至所述第二匹配通路；

若所述天线工作在第二频段，发送控制信号至所述天线调谐开关，将所述天线调谐开关连接的天线匹配通路调节至所述第一匹配通路。

进一步地，所述天线调节装置还包括射频收发器，所述射频收发器与所述处理器电连接，所述射频收发器用于调节所述天线的工作频段，并将所述天线的工作频段发送至所述处理器。

进一步地，还包括光距离传感器，所述光距离传感器与所述处理器连接；

所述光距离传感器用于检测目标距离所述光距离传感器的距离，并将检测的目标距离发送至所述处理器；

所述处理器用于当所述目标距离低于距离阈值时确定所述电子设备处于人头手场景。

进一步地，所述天线匹配通路为电阻匹配电路、电容匹配电路或电感匹配电路中的至少一种。

进一步地，所述天线调节装置包括电源管理芯片，所述电源管理芯片与所述处理器、所述天线调谐开关均电连接，所述电源管理芯片用于对所述处理器、所述天线调谐开关提供电源。

进一步地，所述天线包括天线本体、第一天线弹片及第二天线弹片，第一天线弹片、第二天线弹片均与所述天线本体电连接；所述天线本体通过所述第一天线弹片与电子设备的射频收发器电连接，所述天线本体通过所述第二天线弹片与所述公共输出端电连接。

第二方面，本实用新型还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上述任意一项所述的天线调节装置。

进一步地，所述电子设备包括第一基板及第二基板，所述天线、所述天线调谐开关及所述天线匹配通路设置于所述第一基板；所述处理器设置于所述第二基板。

相对于现有技术，本实用新型提供的天线调节装置及电子设备通过设置天线调谐开关以及多路天线匹配通路，在电子设备处于人头手状态时，将天线匹配通路调节至与天线工作频率不匹配的通路上，此时天线工作频率上的驻波增大，损耗增加，从而可以降低天线辐射功率，进而可以减小电磁波吸收比值。本实用新型提供的天线调节装置，无须增设额外的SAR传感器，在现有的元器件基础上即可实现减小电磁波吸收比值，节约了电子设备的内部空间，降低了电子设备的成本及设计难度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的天线调节装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种天线调节装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的天线调谐开关的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电子设备的示意图。

图标：100-天线调节装置；110-天线；J1-第一天线弹片；J2-第二天线弹片；120-天线调谐开关；ANT-公共输出端；C1-第一匹配通路；C2-第二匹配通路；C3-第三匹配通路；C4-第四匹配通路；130-处理器；140-电源管理芯片；150-射频收发器；160-光距离传感器；170-天线匹配通路；200-电子设备；210-第一基板；220-第二基板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

SAR是用于衡量手机等电子设备对人体脑部和身体的电磁辐射伤害的指标，现有的降SAR方法是使用SAR Sensor传感器，检测人体体液方式触发中断，处理器响应降低天线辐射功率达到降低SAR指标的目的，但这样的方式需要增设芯片，对电子设备的内部空间要求严苛，增大了成本及设计难度。

为了改善上述问题，本实施例提供了一种天线调节装置100，以降低电子设备的SAR，请参阅图1，图1示出了本实施例提供的天线调节装置100示意图。

本实用新型提供的天线调节装置100，可以应用于具备通信功能的电子设备，例如手机、平板电脑、卫星电话等等。该天线调节装置100用于降低电子设备的SAR，例如，降低手机在通话状态下的SAR。

该天线调节装置100包括天线110、天线调谐开关120、处理器130、电源管理芯片140、射频收发器150以及多路天线匹配通路170。

射频收发器150与处理器130电连接，处理器130通过天线调谐开关120与天线110电连接，以通过天线110实现通信信号的接收与发送。电源管理芯片140与天线调谐开关120及处理器130均电连接，用于为天线调谐开关120、处理器130提供电源。

其中，天线调谐开关120包括公共输出端ANT、多个控制端(V1、V2、V3)以及多个调谐匹配端(RF1、RF2、RF3、RF4)，天线调谐开关120的控制端与处理器130电连接，天线调谐开关120的公共输出端ANT与天线110电连接，天线调谐开关120的每个调谐匹配端均与一路天线匹配通路170对应电连接。

处理器130用于获取天线110当前的工作频段，当电子设备处于人头手场景时，处理器130发出控制信号至天线调谐开关120，使天线调谐开关120由第一匹配通路调节至第二匹配通路，以降低天线110的性能。其中，第一匹配通路与天线110当前工作频段为谐振匹配状态，第二匹配通路与天线110当前工作频段非谐振匹配状态。

当电子设备处于人头手场景时，一般地，电子设备处于通话状态，靠近用户的头部，为了降低电子设备天线110的电磁辐射，处理器130向天线调谐开关120发送控制信号，天线调谐开关120调节天线匹配通路170由第一匹配通路切换至第二匹配通路，以降低天线110的性能。由于第一匹配通路与天线110当前工作频段为谐振匹配状态，第二匹配通路与天线110当前工作频段非谐振匹配状态，切换天线匹配通路170后，天线110的谐振偏移，当前工作频段上的天线驻波增大，损耗变大，天线110的辐射功率降低，从而可以降低电子设备的SAR。

本实施例提供的方案，利用电子设备的天线调谐开关120切换天线匹配通路170实现降低天线110性能、减小SAR的效果，无须增设额外的SAR传感器，也无须增设其他的电子元器件，均可以利用电子设备已有的元器件完成降低SAR的处理，因此可以降低电子设备的成本，降低了对电子设备内部空间的需求，便于实现电子设备的小型化，降低电子设备的设计难度。

在一种可能的实现方式中，处理器130用于根据传感器检测到的信号确认电子设备是否处于人头手场景，例如，该传感器可以为光距离传感器160，光距离传感器160与处理器130连接，光距离传感器160用于发出探测光线以检测目标距离光距离传感器160的距离，并将检测的目标距离发送至处理器130，处理器130用于当目标距离低于距离阈值时确定电子设备处于人头手场景。

一般地，光距离传感器160设置在电子设备的显示面板上，当用户使用电子设备接听电话时，显示面板靠近用户的脸部或头部，导致光距离传感器160检测到的目标距离较小，从而处理器130可以根据该目标距离确定电子设备处于人头手场景。

在本实用新型其他可能的实现方式中，该传感器还可以为其他类型的传感器，本实施例对此不作限定。

射频收发器150通过天线110实现信号的收发，调节天线110的工作频段，并将天线110的工作频段发送至处理器130，进而处理器130可以根据天线110的工作频段控制天线调谐开关120切换至对应的天线匹配通路170。

当电子设备未处于人头手场景时，处理器130发出控制信号至天线调谐开关120，以使天线调谐开关120调节至第一匹配通路，其中，第一匹配通路与天线110当前工作频段为谐振匹配状态。

手机、平板等电子设备天线环境有限，仅仅依靠调试天线本身形式和走线，通常天线低频带宽只能做到100MHz以下。而常用的频带例如Band5/8/20/28/13/14/71等低频频段的带宽总共可达到300MHz，一个天线无法覆盖全部低频频段，通过设置天线调谐开关，可以通过切换不同的天线匹配通路，使得当前与天线连接的天线匹配通路与当前频段谐振匹配，将天线谐振动态地调节到当前工作的频段上，使天线工作时的性能达到最优的状态。

请参阅图2，在一种可能的实现方式中，天线110的工作频段包括第一频段及第二频段，相应地，天线匹配通路170包括第一匹配通路C1及第二匹配通路C2，其中，第一匹配通路C1与第一频段谐振匹配；第二匹配通路C2与第二频段谐振匹配。

当电子设备处于人头手场景时，若天线110工作在第一频段，处理器130发送控制信号至天线调谐开关120，将天线110连接的天线匹配通路170调节至第二匹配通路C2；若天线110工作在第二频段，处理器130发送控制信号至天线调谐开关120，将天线110连接的天线匹配通路170调节至第一匹配通路C1，即将天线匹配通路170由与当前运行频段匹配的状态调节至不匹配的状态，从而降低天线110性能，降低电子设备SAR。

在一种可能的实现方式中，该天线匹配通路170可以为电阻匹配电路、电容匹配电路或电感匹配电路中的至少一种，本实施例对此不做限定。

在图2的基础上，下面给出一种可能的实现方式，对本实施例提供的天线调节装置100进行详细说明。参阅图3，图3示出了本实施例提供的一种天线调谐开关120的示意图，该天线调谐开关120包括4个调谐匹配端(RF1、RF2、RF3、RF4)、3个控制端(V1、V2、V3)、一个电源端(VDD)及一个公共输出端ANT。

天线110包括天线本体、第一天线弹片J1及第二天线弹片J2，第一天线弹片J1及第二天线弹片J2均与天线本体连接，天线本体通过第一天线弹片J1与射频收发器150连接，用于实现信号的收发，以及工作频段的调节等；天线本体通过第二天线弹片J2与天线调谐开关120的公共输出端ANT电连接，用于将不同的天线匹配通路170连接至天线本体，实现天线110的调谐匹配状态的调整。

天线调谐开关120的4个调谐匹配端RF1、RF2、RF3、RF4分别对应连接一路天线匹配通路170，3个控制端V1、V2、V3均与处理器130电连接，电源端VDD与电源管理芯片140电连接，以接入电源管理芯片140提供的2.8V电源。

于本实施例中，RF1、RF2、RF3、RF4分别与第一匹配通路C1、第二匹配通路C2、第三匹配通路C3、第四匹配通路C4对应连接。处理器130通过向控制端V1、V2、V3输出不同状态的电平信号以控制天线调谐开关120切换到RF1、RF2、RF3、RF4所连接的四路天线匹配通路170上，开关逻辑见表1。

State	V1	V2	V3	RF Path
					1	0	0	0	ANT TO RF1
2	0	1	0	ANT TO RF2
					3	1	0	0	ANT TO RF3
4	1	1	0	ANT TO RF4

表1

以第一频段为Band 8频段，第二频段为Band 5频段为例，在天线110调试阶段设定RF1连接的第一匹配通路C1与Band8频段对应，设定RF2连接的第二匹配通路C2与Band5频段对应。

天线110在自由空间环境工作时，如当前网络使用的是Band 8频段时，处理器130会获取该频段信息并控制V1、V2、V3接口逻辑电平使天线调谐开关120工作在RF1所连接的第一匹配通路C1，若当前网络使用的是频段是Band 5频段时，处理器130会获取该频段信息并控制V1、V2、V3接口逻辑电平使天线调谐开关120工作在RF2所连接的第二匹配通路C2。

手机、平板等电子设备在处于设计阶段时，会测试人头人场景下的SAR值，并根据SAR值计算需要降低的功率，以满足相应的规定或标准，减小电磁波对手和头的辐射伤害。

当电子设备处于通话状态时，处理器130根据光距离传感器160检测到的目标距离判断电子设备当前状态为人头手通话状态。处理器130确定系统工作在Band8频段，控制V1、V2、V3接口逻辑电平使天线调谐开关120工作在第二匹配通路C2，此时天线110谐振因偏到Band5频段上，Band8频段的天线110驻波变大，损耗变大，辐射功率会降低，降低后的辐射功率对应的SAR值满足法规要求。

若处理器130确定系统工作在Band5频段，控制V1、V2、V3接口逻辑电平使天线调谐开关120调节至第一匹配通路C1，此时天线110谐振因偏到Band8频段上，Band5频段的天线110驻波变大，损耗变大，辐射功率会降低，降低后的辐射功率对应的SAR值满足法规要求。

需要说明的是，上述实施例提供的方案，当电子设备处于人头手场景时，若天线110工作在第一频段，则将天线调谐开关120切换至RF2连接的第二匹配通路C2；若天线110工作在第二频段，则将天线调谐开关120切换至RF1连接的第一匹配通路C1，这样的设置方式足以满足相应的降SAR需求。也即在人头手场景下，当天线110工作在第一频段时，天线调谐开关120切换至第二匹配通路C2，由于第二匹配通路C2与第一频段不匹配，此时天线110辐射功率降低，SAR减小，满足相关的安全标准；或者当天线110工作在第二频段时，天线调谐开关120切换至第一匹配通路C1，第一匹配通路C1与第二频段不匹配，此时天线110辐射功率降低，SAR减小，满足相关的安全标准。

在另一种可能的实现方式中，将在天线110工作在第一频段时的天线匹配通路切换至第二匹配通路C2可能仍然不符合相关的安全标准，SAR降低不符合要求，此时则需要设置一符合设计标准的第三匹配通路C3，使天线110工作在第一频段的工况下，将天线匹配通路切换至第三匹配通路C3时满足相应的SAR设计标准；同理，若第一匹配通路C1在天线110第二频段下不符合SAR设计标准，则还需要设置以符合设计标准的第四匹配通路C4，以使天线110工作在第二频段的工况下，将天线匹配通路切换至第四匹配通路时符合相应的SAR设计标准。

在另一种可能的实现方式中，电子设备的工作频段可能包括更多的频段范围，并不局限于上述实施例所列举的第一频段及第二频段，当电子设备的工作频段增多时，天线匹配通路的数量还可以为更多的数量，上述实施例所列举的四路天线匹配通路仅仅是对本实施例进行的说明，并不能理解为对本实施例的限制。

参阅图4，本实用新型还提供了一种电子设备200，电子设备200包括如上述实施例提供的天线调节装置100，电子设备200包括第一基板210及第二基板220，天线110、天线调谐开关120及天线匹配通路170设置于第一基板210；处理器130、电源管理芯片140、射频收发器150及光距离传感器160设置于第二基板220。

该电子设备200可以是手机、平板电脑、卫星电话等具有通信功能的终端，本实施例对此不做限定。

综上所述，本实用新型提供了一种天线调节装置及电子设备，天线调节装置包括天线、处理器、天线调谐开关以及多路天线匹配通路；天线调谐开关包括公共输出端、控制端以及多个调谐匹配端；天线调谐开关的控制端与处理器电连接；天线调谐开关的公共输出端与天线电连接；每个调谐匹配端与一路天线匹配通路对应电连接；处理器用于获取天线当前的工作频段；当电子设备处于人头手场景时，发出控制信号至天线调谐开关，以使天线调谐开关由匹配通路调节至非匹配通路以降低天线性能，本实用新型提供的天线调节装置，无须增设SAR传感器，在现有的元器件基础上即可实现减小电磁波吸收比值，节约了电子设备的内部空间，降低了电子设备的成本及设计难度。

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

Claims (10)

1.一种天线调节装置，其特征在于，所述天线调节装置应用于电子设备，所述天线调节装置包括天线、处理器、天线调谐开关以及多路天线匹配通路；

所述天线调谐开关包括公共输出端、多个控制端以及多个调谐匹配端；

所述天线调谐开关的控制端均与所述处理器电连接；

所述天线调谐开关的公共输出端与所述天线电连接；

每个所述调谐匹配端与一路所述天线匹配通路对应电连接；

所述处理器用于获取所述天线当前的工作频段；当所述电子设备处于人头手场景时，发出控制信号至所述天线调谐开关，以使所述天线调谐开关由第一匹配通路调节至第二匹配通路以降低天线性能，其中，所述第一匹配通路与所述天线当前工作频段为谐振匹配状态，所述第二匹配通路与所述天线当前工作频段为非谐振匹配状态。

2.根据权利要求1所述的天线调节装置，其特征在于，所述处理器用于在所述电子设备未处于人头手场景时，发出控制信号至所述天线调谐开关，以使所述天线调谐开关调节至所述第一匹配通路，其中，所述第一匹配通路与所述天线当前工作频段为谐振匹配状态。

3.根据权利要求1所述的天线调节装置，其特征在于，所述天线的工作频段包括第一频段及第二频段；

所述天线匹配通路包括第一匹配通路及第二匹配通路，其中，所述第一匹配通路与所述第一频段谐振匹配；所述第二匹配通路与所述第二频段谐振匹配；

所述处理器，用于当所述电子设备处于人头手场景时，若所述天线工作在所述第一频段，发送控制信号至所述天线调谐开关，将所述天线调谐开关连接的天线匹配通路调节至所述第二匹配通路；

若所述天线工作在第二频段，发送控制信号至所述天线调谐开关，将所述天线调谐开关连接的天线匹配通路调节至所述第一匹配通路。

4.根据权利要求1所述的天线调节装置，其特征在于，所述天线调节装置还包括射频收发器，所述射频收发器与所述处理器电连接，所述射频收发器用于调节所述天线的工作频段，并将所述天线的工作频段发送至所述处理器。

5.根据权利要求1所述的天线调节装置，其特征在于，还包括光距离传感器，所述光距离传感器与所述处理器连接；

所述光距离传感器用于检测目标距离所述光距离传感器的距离，并将检测的目标距离发送至所述处理器；

所述处理器用于当所述目标距离低于距离阈值时确定所述电子设备处于人头手场景。

6.根据权利要求1所述的天线调节装置，其特征在于，所述天线匹配通路为电阻匹配电路、电容匹配电路或电感匹配电路中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的天线调节装置，其特征在于，所述天线调节装置包括电源管理芯片，所述电源管理芯片与所述处理器、所述天线调谐开关均电连接，所述电源管理芯片用于对所述处理器、所述天线调谐开关提供电源。

8.根据权利要求1所述的天线调节装置，其特征在于，所述天线包括天线本体、第一天线弹片及第二天线弹片，第一天线弹片、第二天线弹片均与所述天线本体电连接；

所述天线本体通过所述第一天线弹片与电子设备的射频收发器电连接，所述天线本体通过所述第二天线弹片与所述公共输出端电连接。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1～8任意一项所述的天线调节装置。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括第一基板及第二基板，所述天线、所述天线调谐开关及所述天线匹配通路设置于所述第一基板；所述处理器设置于所述第二基板。

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