一種電子設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電子設備，包括：天線模組，包括天線單元及傳感單元，其中，所述天線單元用于輸出一射頻信號，所述傳感單元用于輸出傳感信號；信號分離結構；第一信號傳輸電纜，連接在所述天線模組和所述信號分離結構之間；其中，所述信號分離結構用于對經由所述第一信號傳輸電纜傳輸來的由所述射頻信號和所述傳感信號構成的混合信號進行分離處理，分別輸出所述射頻信號和所述傳感信號。本申請提供的電子設備，用于解決天線和電容傳感器一體化過程中存在占用較大安裝空間的技術問題，實現了天線和電容傳感器一體化設計的輕薄化設計的技術效果。
【專利說明】一種電子設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信【技術領域】，特別涉及一種電子設備。
【背景技術】
[0002]無線通信技術的迅速發展給人們的工作和生活帶來了極大的方便，隨之對天線提出了越來越高的要求，而天線技術的不斷改進進一步使得智能手機，平板電腦等無線通信設備在功能上越來越齊全。此外隨著人們生活質量的不斷提高，人們更多地關注無線通信設備所帶來的與健康有關的問題，特別地，關于無線通信設備輻射量的控制問題備受關注。
[0003]在現有技術中，常使用電容傳感器來對人體接近天線時進行檢測，進一步地降低無線電發射機的發射功率，進而減少電子設備對人體的輻射。
[0004]在現有技術的設計中，為了使無線通信設備滿足盡可能小的體積，常常需要將天線和電容傳感器進行一體化設計。在對天線和電容傳感器進行一體化的過程中，現有技術中電子設備的射頻信號通過電纜傳輸，而電容傳感器的傳感信號通常通過增加一個柔性電路板來傳輸，也就是說射頻信號和傳感信號直接通過兩個不同的通路進行傳輸。
[0005]本申請發明人在實現本申請實施例中技術方案的過程中，發現現有技術至少存在如下技術問題:
[0006]由于在現有技術中，在天線和電容傳感器進行一體化時，射頻信號和傳感信號需要分別通過電纜和柔性電路板這兩個通路來進行傳輸，進一步地將占用較大的安裝空間，所以，現有技術的天線和電容傳感器一體化過程中存在占用較大安裝空間的技術問題。
[0007]由于在現有技術中，在天線和電容傳感器進行一體化時，射頻信號和傳感信號需要分別通過電纜和柔性電路板這兩個通路來進行傳輸，當需要增加柔性電路板時，不可避免地帶來了設計成本有所增加的問題，所以，現有技術的天線和電容傳感器一體化過程中存在設計成本高的技術問題。
【發明內容】
[0008]本發明實施例提供了一種電子設備，用于解決天線和電容傳感器一體化過程中存在占用較大安裝空間的技術問題，實現了天線和電容傳感器一體化設計的輕薄化設計的技術效果。
[0009]本申請提供了一種電子設備，包括:
[0010]天線模組，包括天線單元及傳感單元，其中，所述天線單元用于輸出一射頻信號，所述傳感單元用于輸出傳感信號；
[0011]信號分離結構；
[0012]第一信號傳輸電纜，連接在所述天線模組和所述信號分離結構之間；
[0013]其中，所述信號分離結構用于對經由所述第一信號傳輸電纜傳輸來的由所述射頻信號和所述傳感信號構成的混合信號進行分離處理，分別輸出所述射頻信號和所述傳感信號。
[0014]可選地，所述天線模組還包括第一電纜連接器，所述第一信號傳輸電纜的第一端與所述第一電纜連接器連接，以使得所述混合信號經由所述第一電纜連接器在所述第一信號傳輸電纜中進行傳輸。
[0015]可選地，所述信號分離結構包括:
[0016]電纜座，包括第二電纜連接器，所述第一信號傳輸電纜的第二端與所述第二電纜連接器連接；
[0017]第一濾波器，與所述電纜座連接，用于對從所述電纜座接收的所述混合信號中的傳感信號進行過濾，獲得并輸出所述射頻信號；
[0018]第二濾波器，與所述電纜座連接，用于對從所述電纜座接收的所述混合信號中的射頻信號進行過濾，獲得并輸出所述傳感信號。
[0019]可選地，所述電子設備還包括電容芯片，與所述第二濾波器連接，用于接收所述傳感信號，并基于所述傳感信號，獲得所述電子設備與另一物體間形成的第一電容值。
[0020]可選地，所述電容芯片還用于基于一補償調整值對所述第一電容值進行調整，獲得第二電容值。
[0021]可選地，所述電子設備還包括:
[0022]功率發射單元，與所述天線模組連接；
[0023]功率控制器，連接在所述功率發射單元與所述電容芯片之間；
[0024]其中，當所述電容芯片確定所述第一電容值或所述第二電容值大于等于一預設電容值時，所述電容芯片生成并輸出第一控制信號至所述功率控制器，所述功率控制器基于所述第一控制信號控制所述功率發射單元的發射功率降低。
[0025]可選地，在所述天線單元輸出所述射頻信號，所述傳感單元輸出所述傳感信號時，所述第一濾波器為高頻濾波器，用于將所述混合信號中的傳感信號過濾，輸出所述射頻信號；所述第二濾波器為低頻濾波器，用于將所述混合信號中的射頻信號過濾，輸出所述傳感信號。
[0026]本申請實施例中的上述一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點:
[0027]本申請實施例的技術方案中，由于電子設備的電容傳感器的傳感信號不需要額外增加一個柔性電路板來傳輸，僅僅通過同一個電纜便可以實現對天線的射頻信號和電容傳感器的傳感信號的通路傳輸，所以，解決了現有技術的天線和電容傳感器一體化過程中存在占用較大安裝空間的技術問題，實現了天線和電容傳感器一體化設計的輕薄化設計的技術效果。
[0028]在本申請實施例的技術方案中，由于電子設備的電容傳感器的傳感信號不需要額外增加一個柔性電路板來傳輸，僅僅通過同一個電纜便可以實現對天線的射頻信號和電容傳感器的傳感信號的通路傳輸，所以，解決了現有技術的天線和電容傳感器一體化過程中存在設計成本高的技術問題，實現了天線和電容傳感器一體化設計成本低的技術效果。
[0029]在本申請實施例的技術方案中，由于電容傳感器的初始電容量很小一般在皮法級，而連接傳感器和電子線路的電纜電容、電子線路的雜散電容以及傳感器內極板與周圍導體構成的電容等所形成的寄生電容卻較大，不僅降低了傳感器的靈敏度，而且這些電容是隨機變化的，使得儀器工作很不穩定，從而影響測量精度，甚至使傳感器無法正常工作。通過采用在控制電容傳感器的芯片中添加一補償值用來抵消附加的寄生電容，所以，解決了現有技術中的天線和電容傳感器一體化設計中寄生電容帶來的電容傳感器測量精度不準確的技術問題，進而實現了對天線發射功率的準確控制的技術效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例。
[0031]圖1為本申請一實施例中電子設備的部分結構示意圖；
[0032]圖2為本申請一實施例中電子設備的部分結構示意圖。
【具體實施方式】
[0033]本發明實施例提供了一種電子設備，用于解決天線和電容傳感器一體化過程中存在占用較大安裝空間的技術問題，實現了天線和電容傳感器一體化設計的輕薄化設計的技術效果。
[0034]本申請實施例中的技術方案為解決上述的技術問題，總體思路如下:
[0035]一種電子設備，包括:天線模組，包括天線單元及傳感單元，其中，所述天線單元用于輸出一射頻信號，所述傳感單元用于輸出傳感信號；信號分離結構；第一信號傳輸電纜，連接在所述天線模組和所述信號分離結構之間；其中，所述信號分離結構用于對經由所述第一信號傳輸電纜傳輸來的由所述射頻信號和所述傳感信號構成的混合信號進行分離處理，分別輸出所述射頻信號和所述傳感信號。
[0036]在上述技術方案中，由于電子設備的電容傳感器的傳感信號不需要額外增加一個柔性電路板來傳輸，僅僅通過同一個電纜便可以實現對天線的射頻信號和電容傳感器的傳感信號的通路傳輸，所以，解決了現有技術的天線和電容傳感器一體化過程中存在占用較大安裝空間的技術問題，實現了天線和電容傳感器一體化設計的輕薄化設計的技術效果。
[0037]為了更好的理解上述技術方案，下面通過附圖以及具體實施例對本發明技術方案做詳細的說明，應當理解本申請實施例以及實施例中的具體特征是對本發明技術方案的詳細的說明，而不是對本發明技術方案的限定，在不沖突的情況下，本申請實施例以及實施例中的技術特征可以相互結合。
[0038]在本申請實施例中，電子設備可以是手機，也可以是平板電腦，等等。而無線電子設備必須能夠產生一定的最小射頻功率，所以，天線不可避免地會產生輻射，當輻射量超過一定范圍時進而危害人類健康。以手機輻射為例，目前國際科學界用特定吸收率^SAR(specific absorpt1n rate)值(手機或者無線產品的電磁波能量吸收比)”來對手機輻射進行量化和測量，主要測量手機輻射對人體的影響是否符合標準。國際通用標準為:以六分鐘計時，每公斤腦組織吸收的電磁輻射能量不得超過兩瓦。手機對人體輻射SAR，美國標準1.6ff/kg(l克)，歐洲標準為2.0ff/kg(10克)。
[0039]在具體設計中，手機等電子設備設計時需要考慮到輻射問題，可以通過使用不表現出發射輻射超出希望功率水平的局部“熱區”的天線，一方面，保證符合要求的天線性能，另一方面，能夠將輻射量保持在國際上要求的范圍內。此外，還可以使用電容傳感器來檢測諸如用戶身體之類的外部物體何時處于天線附近，當檢測到外部物體的存在時，可以減小天線的發射功率，進而確保電子設備對人體的輻射值不超過安全范圍內。也就是說在天線的給定距離內的任何特定點處可以發射的輻射量要加以限制，特別是對距離設備大約Imm?20_處的輻射限制，在這些區域內，用戶的身體部分很容易靠近天線，進而受到天線輻射。電容傳感器由于結構簡單，可以不用有機材料和磁性材料，能經受相當大的溫度變化及各種輻射作用，因而可以在溫度變化大、有各種輻射等惡劣環境下工作。此外電容傳感器可以支撐非接觸式測量器，響應時間短，適合于在線和動態測量。而且，靈敏度高，在采用現代精密測量方法時，已能測量電容值的10_7的變化量。在電容傳感器具體檢測過程中，當人體靠近手機時，電容傳感器會檢測到一電容值，而且人體靠近手機時會使電容值增大，很容易使得電容值超過預設的安全輻射范圍的電容值，所以，常常需要通過設定安全輻射范圍內的電容值范圍，當電容傳感器檢測到的電容值超過預設的安全輻射范圍后，將電容信號通過電容芯片發送給功率發射單元進行處理，生成一控制指令，將控制指令發送給功率控制器，從而降低了天線的發射功率，減小了手機對人體的輻射，最終使手機輻射范圍在安全輻射范圍內。此外，為了減小電子設備的體積，常常將天線和電容傳感器進行一體化設計。
[0040]請參考圖1所示，為本申請一實施例中電子設備的部分結構示意圖。在天線和電容傳感器一體化設計中，天線單元10用于輸出一射頻信號，傳感單元20用于輸出傳感信號，天線單元10和傳感單元20組成了天線模組30。在具體設計中，為了將射頻信號和傳感信號組成的混合信號進行分離，需要添加信號分離結構40，其中，信號分離結構40用于對經由第一信號傳輸電纜50傳輸來的射頻信號和傳感信號構成的混合信號進行分離處理，分別輸出射頻信號和傳感信號。以電子設備為手機為例，在具體實現中，天線單元10也就是手機天線，傳感單元20也就是電容傳感器。
[0041]請參考圖2所示，為本申請一實施例中電子設備的部分結構示意圖。為了實現天線模組30與信號分離結構40之間進行信號傳輸，需要為電子設備添加第一信號傳輸電纜50，連接在天線模組30和信號分離結構40之間，此外，為了建立天線模組30與第一信號傳輸電纜50之間的連接，還需要為天線模組30添加第一電纜連接器60，第一信號傳輸電纜50和第一電纜連接器60兩者之間的連接關系，就比如:紐扣和扣眼的關系，從而將第一信號傳輸電纜50和第一電纜連接器60銜接在一起。第一信號傳輸電纜50的第一端與第一電纜連接器60連接，以使得射頻信號和傳感信號構成的混合信號經由第一電纜連接器60在第一信號傳輸電纜50中進行傳輸，也就是說，混合信號通過同一通路傳輸到信號分離結構40。
[0042]在本申請實施例中，為了實現第一信號傳輸電纜50與信號分離結構40之間的連接，信號分離結構40還包括電纜座70，電纜座70包括第二電纜連接器80，第二電纜連接器80與第一信號傳輸電纜50的關系主要是連接關系，比如:第一信號傳輸電纜50是紐扣，那么第二電纜連接器80就是扣眼，其中，第一信號傳輸電纜50的第二端與第二電纜連接器80連接。在具體設計中，為了將射頻信號和傳感信號組成的混合信號分離出來，信號分離結構40還包括，第一濾波器90，與電纜座70連接，用于對從電纜座70接收的混合信號中的傳感信號進行過濾，獲得并輸出射頻信號。此外，信號分離結構40還包括，第二濾波器100，與電纜座70連接，用于對從電纜座70接收的混合信號中的射頻信號傳輸過來，獲得并輸出傳感信號。
[0043]在具體設計中，當電子設備是手機時，手機射頻模塊是接收、發送和處理高頻無線電波的功能模塊，我國對3G頻率的規定為，中國移動TD-SCDMA是1880MHz?1900MHz和 2010MHz ?2025MHz，中國電信 CDMA2000 是 1920MHz ?1935MHz，中國聯通 WCDMA 是1940MHz?1955MHz和2130MHz?2145MHz。由于天線單元10輸出的射頻信號與傳感單元20輸出的傳感信號相比屬于高頻信號，所以，為了將通過第一信號傳輸電纜50輸出的射頻信號和傳感信號組成的混合信號分別進行過濾，進而分別得到射頻信號和傳感信號。在天線單元10輸出射頻信號，傳感單元20輸出傳感信號時，第一濾波器90為高頻濾波器，用于將混合信號中的傳感信號進行過濾，輸出射頻信號；第二濾波器100為低頻濾波器，用于將混合信號中的射頻信號過濾，輸出傳感信號。第一濾波器90具體為高頻濾波器，使高頻率的射頻信號比較容易通過而阻止低頻率通過，它去掉了信號中的低頻成分，也就是傳感信號，從而使高頻信號射頻信號輸出。此外，第二濾波器100具體為低頻濾波器，主要是容許低于截至頻率的信號通過，但高于截至頻率的信號不能通過的電子濾波裝置，比如:巴特沃斯濾波器，切比雪夫濾波器，等等，在此就不一一舉例了。通過設定一截至頻率，使得低頻信號也就是傳感信號通過，而高于截至頻率的射頻信號被阻止，進一步地，將射頻信號和傳感信號構成的混合信號分成兩個不同的通路。
[0044]在本申請實施例中，以手機為例，為了將檢測到人體靠近手機時電容傳感器產生的傳感信號進行相應的處理，所述電子設備還包括電容芯片1100，與所述第二濾波器100連接，用于接收傳感信號，并基于傳感信號，獲得手機與另一物體間形成的第一電容值。比如:手機與人體間形成的第一電容值，數值大小為0.05皮法。由于人體距離手機越近電容值越大，可以通過電容值的范圍，進而降低天線的發射功率，從而使天線發射出合適的發射功率，進而減小手機對人體的輻射。
[0045]在本申請實施例中，由于在射頻信號和傳感信號組成的混合信號通過電纜傳輸時，會產生寄生電容，進而影響到電容芯片1100處理結果的正確性，比如:在具體設計中，傳感單元20具體為電容傳感器，由于電容傳感器的初始電容量很小一般在皮法級，而連接傳感器和電子線路的引電纜電容、電子線路的雜散電容以及傳感器內極板與周圍導體構成的電容等所形成的寄生電容卻較大，不僅降低了傳感器的靈敏度，而且這些電容是隨機變化的，使得儀器工作很不穩定，從而影響測量精度，甚至使傳感器無法正常工作。比如:由于混合信號在通過第一信號傳輸電纜50傳輸時產生的寄生電容為2皮法,相比第一電容值0.05皮法要大的多，所以，電容芯片1100還用于基于一補償調整值對第一電容值進行調整，獲得第二電容值。比如:設置的補償調整值為-2皮法，這樣就將由于傳感信號在第一信號傳輸電纜50中傳輸時產生的2皮法抵消掉，從而獲得電容值為0.05皮法。在具體實現中，對于電容傳感器的測量，電容芯片提供了非常靈活的連接方式，可以是，在電容芯片中用戶自己選擇是用內部集成的放電電阻進行電容的測量，還是外接放電電阻來進行測量。
[0046]在本申請實施例中，所述電子設備還包括，功率發射單元1200，與天線單元10連接。功率控制器1300，連接在功率發射單元1200與電容芯片1100之間；以電子設備為手機為例，當檢測到人體靠近手機時，其中，電容芯片1100確定第一電容值或第二電容值大于等于一預設電容值時，比如預設電容值為0.02皮法時，而第一電容值為0.05皮法，第二電容值為2皮法或者0.05皮法，電容芯片1100生成并輸出第一控制信號至功率控制器1300，功率控制器1300基于第一控制信號控制功率發射單元的發射功率降低，也就是說，進而降低手機對人體的輻射。
[0047]通過本申請實施例中的一個或多個技術方案，至少能實現如下技術效果:
[0048]本申請實施例的技術方案中，由于電子設備的電容傳感器的傳感信號不需要額外增加一個柔性電路板來傳輸，僅僅通過同一個電纜便可以實現對天線的射頻信號和電容傳感器的傳感信號的通路傳輸，所以，解決了現有技術的天線和電容傳感器一體化過程中存在占用較大安裝空間的技術問題，實現了天線和電容傳感器一體化設計的輕薄化設計的技術效果。
[0049]在本申請實施例的技術方案中，由于電子設備的電容傳感器的傳感信號不需要額外增加一個柔性電路板來傳輸，僅僅通過同一個電纜便可以實現對天線的射頻信號和電容傳感器的傳感信號的通路傳輸，所以，解決了現有技術的天線和電容傳感器一體化過程中存在設計成本高的技術問題，實現了天線和電容傳感器一體化設計成本低的技術效果。
[0050]在本申請實施例的技術方案中，由于電容傳感器的初始電容量很小一般在皮法級，而連接傳感器和電子線路的電纜電容、電子線路的雜散電容以及傳感器內極板與周圍導體構成的電容等所形成的寄生電容卻較大，不僅降低了傳感器的靈敏度，而且這些電容是隨機變化的，使得儀器工作很不穩定，從而影響測量精度，甚至使傳感器無法正常工作。通過采用在控制電容傳感器的芯片中添加一補償值用來抵消附加的寄生電容，所以，解決了現有技術中的天線和電容傳感器一體化設計中寄生電容帶來的電容傳感器測量精度不準確的技術問題，進而實現了對天線發射功率的準確控制的技術效果。
[0051]在具體實現過程中，盡管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明范圍的所有變更和修改。
[0052]顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種電子設備,包括: 天線模組，包括天線單元及傳感單元，其中，所述天線單元用于輸出一射頻信號，所述傳感單元用于輸出傳感信號； 信號分離結構； 第一信號傳輸電纜，連接在所述天線模組和所述信號分離結構之間； 其中，所述信號分離結構用于對經由所述第一信號傳輸電纜傳輸來的由所述射頻信號和所述傳感信號構成的混合信號進行分離處理，分別輸出所述射頻信號和所述傳感信號。
2.如權利要求1所述的電子設備，其特征在于，所述天線模組還包括第一電纜連接器，所述第一信號傳輸電纜的第一端與所述第一電纜連接器連接，以使得所述混合信號經由所述第一電纜連接器在所述第一信號傳輸電纜中進行傳輸。
3.如權利要求2所述的電子設備，其特征在于，所述信號分離結構包括: 電纜座，包括第二電纜連接器，所述第一信號傳輸電纜的第二端與所述第二電纜連接器連接； 第一濾波器，與所述電纜座連接，用于對從所述電纜座接收的所述混合信號中的傳感信號進行過濾，獲得并輸出所述射頻信號； 第二濾波器，與所述電纜座連接，用于對從所述電纜座接收的所述混合信號中的射頻信號進行過濾，獲得并輸出所述傳感信號。
4.如權利要求3所述的電子設備，其特征在于，所述電子設備還包括電容芯片，與所述第二濾波器連接，用于接收所述傳感信號，并基于所述傳感信號，獲得所述電子設備與另一物體間形成的第一電容值。
5.如權利要求4所述的電子設備，其特征在于，所述電容芯片還用于基于一補償調整值對所述第一電容值進行調整，獲得第二電容值。
6.如權利要求3或4所述的電子設備，其特征在于，所述電子設備還包括: 功率發射單元，與所述天線模組連接； 功率控制器，連接在所述功率發射單元與所述電容芯片之間； 其中，當所述電容芯片確定所述第一電容值或所述第二電容值大于等于一預設電容值時，所述電容芯片生成并輸出第一控制信號至所述功率控制器，所述功率控制器基于所述第一控制信號控制所述功率發射單元的發射功率降低。
7.如權利要求6所述的電子設備，其特征在于，在所述天線單元輸出所述射頻信號，所述傳感單元輸出所述傳感信號時，所述第一濾波器為高頻濾波器，用于將所述混合信號中的傳感信號過濾，輸出所述射頻信號；所述第二濾波器為低頻濾波器，用于將所述混合信號中的射頻信號過濾，輸出所述傳感信號。
【文檔編號】G01V3/00GK104269605SQ201410487265
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月22日 優先權日:2014年9月22日
【發明者】林輝 申請人:聯想(北京)有限公司
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