[发明专利]具有集成接近度传感器的天线设备及方法

说明书

优先权

本申请案主张2014年12月10日提出申请的有相同标题的序列号为14/566,584的同在申请中且共同拥有的美国专利申请案的优先权，所述美国专利申请案主张2014年8月26日提出申请的有相同标题的序列号为62/042,020的美国临时专利申请案，前述申请案中的每一者以其全文引用方式并入本文中。

技术领域

本发明一般来说涉及用于便携式无线装置的天线解决方案且特定来说在一个示范性方面中涉及并入集成接近度传感器的天线解决方案。

背景技术

具有无线通信能力的移动装置(例如移动计算机、移动电话、智能电话、平板计算机、个人数字助理(PDA)、“智能”手表及其它个人通信装置(PCD))已变得较为普遍且实际上已变成现代生活的必需品。随着更多种类的装置已进入移动计算空间，装置已变得在重量上更轻且在大小上更小，同时这些装置的功能性已极大地增加。

比吸收率(SAR)是当人体暴露于(举例来说)射频(RF)电磁场时，人体吸收电磁能量的速率的量度。存在限制移动装置的用户经历的SAR暴露且因此限制此类移动装置的输出功率电平的规程(例如，由联邦通信委员会(FCC)做出)。举例来说，FCC将来自蜂窝式电话的RF暴露限制于从含有质量为1克的吸收大多数信号的组织的体积获得的1.6瓦/千克(1.6W/kg)的SAR电平。欧盟经由欧洲电子技术标准化委员会将来自移动电话的对吸收大多数信号的10g组织求平均所得的RF暴露限制于2W/kg。在移动装置中，在存在人体的情况下，为限制暴露于RF且实行调节，利用接近度传感器来降低移动装置的功率输出。

因此，存在对提供还允许遵从SAR调节的较小大小的天线解决方案的设备、系统及方法的需要。理想地，此解决方案将通过(举例来说)共享无线广域网(WWAN)天线解决方案与接近度传感器之间的组件而减小对位于移动通信装置上的天线/接近度传感器组件的大小要求，同时还通过将接近度传感器与RF信号路径并联连接而针对所述装置提供优于现有技术解决方案的减小的噪声电平。

发明内容

本文中通过提供具有集成传感器的天线解决方案(例如(例如)，WWAN天线)及使用并校准所述天线解决方案的方法来满足前述需要。

在本发明的第一方面中，揭示一种天线设备。在一个实施例中，所述天线设备包含：天线馈送元件；寄生元件，其以电容方式耦合到所述天线馈送元件，所述寄生元件经配置以增宽所述天线馈送元件的阻抗带宽；电容器，其电耦合到接地，所述电容器电耦合到所述寄生元件；及接近度传感器，其电耦合到ESD/解耦电路，使得所述接近度传感器并联耦合到所述寄生元件，所述接近度传感器经配置以：在存在人体的情况下检测所述寄生元件的电容改变且响应于其而降低所述天线馈送元件的输出功率；在不存在所述人体的情况下升高所述天线馈送元件的所述输出功率。

在一个变体中，所述天线设备进一步包含处理引擎，其中接近度传感器经由发送到所述处理引擎的信号而降低或升高所述天线馈送元件的所述输出功率。

在另一变体中，所述天线设备进一步包含经配置以提供对所述天线馈送元件的频率调谐的匹配电路。

在又一变体中，所述ESD/解耦电路并联电耦合到所述寄生元件，所述ESD/解耦电路经配置以阻挡射频(RF)信号进入到所述接近度传感器中以便实现对电容改变的检测。

在又一变体中，所述ESD/解耦电路包含与电耦合到所述接地的所述电容器并联耦合的两个电阻器。

在又一变体中，电耦合到所述接地的所述电容器经配置以针对所述天线馈送元件提供射频(RF)接地且经由高阻抗阻挡直流(DC)路径。

在又一变体中，所述寄生元件包含射频(RF)金属化物。

在又一变体中，所述寄生元件包含以λ/4元素进行的接地金属化物、以λ/2元素进行的浮动金属化物或双频带寄生元件。

在又一变体中，所述天线馈送元件包含双频带天线馈送组件。

在本发明的第二方面中，揭示一种天线设备。在一个实施例中，所述天线设备包含：天线馈送件，其由至少一个谐振频率表征；接地天线组件，其经表征以增宽阻抗带宽；接近度感测元件，其耦合到所述接地天线组件，所述接近度感测元件经配置以检测所述接地天线组件的电容改变；及电容器，其针对所述接地天线组件但不在比吸收率(SAR)频率下提供射频(RF)接地。

在一个变体中，所述天线设备进一步包含RF控制器，其中所述接近度感测元件经由发送到所述RF控制器的信号而减小或增加所述天线馈送件的输出功率。