CN104956540B - 集成的天线和接近传感器元件 - Google Patents
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Abstract
一种示例性电子设备可以包括天线模块，天线模块包含有源元件和接地面。该电子设备可以包括集成在该天线模块内的接近传感器元件，其中该接近传感器元件用于检测用户的接近度。
Description
背景技术
计算设备通常包括天线模块，以无线连接至基站。天线模块可以包括在诸如笔记本电脑、平板电脑、智能电话、蜂窝电话等之类的计算设备中。比吸收率(SAR)是一种测量人体吸收射频(RF)能量的量的方法。计算设备必须符合对SAR的监管限制。
附图说明
结合附图并在以下的具体描述中描述某些示例，其中：
图1是示出根据实施方式的包括天线模块的计算设备的框图，该天线模块具有集成的接近传感器元件；
图2是根据实施方式的具有寄生接近传感器元件的天线模块的俯视图；
图3是根据实施方式的具有在接地面内隔离的接近传感器元件的天线模块的俯视图；
图4是根据实施方式的其中接近传感器元件位于接地面中的天线模块的俯视图；
图5是根据实施方式的其中接近传感器元件位于天线模块的有源元件中的天线模块的俯视图；
图6是示出根据实施方式的用于形成具有集成的接近传感器元件的天线模块的方法的框图。
具体实施方式
为了符合监管要求，一些天线模块可以与天线模块附近的接近传感器元件关联。接近传感器元件利用电容式低频充放电来检测可与用户的接近度关联的电容改变。在天线模块附近提供接近传感器元件需要为接近传感器元件垫预留的附加体积。本技术涉及具有集成的接近传感器元件的天线模块。该天线模块包括位于结构内的接近传感器元件。该接近传感器元件检测可与用户的接近度关联的电容改变。接近传感器元件可以与天线模块的电路集成，以使天线模块能够减少信号(诸如无线电信号)到塔、基站、无线路由器等的传输。
图1是示出包括天线模块104的计算设备100的框图，天线模块104具有集成的接近传感器元件105。计算设备100还包括处理器106和存储设备108。天线模块104可以是诸如贴片天线的低剖面天线的结构。天线模块104可以被构建在电介质衬底上，并通信联接至计算设备100。
计算设备100可以是例如笔记本电脑计算机、台式计算机、平板计算机、移动设备、服务器或蜂窝式电话、可佩戴的计算设备等。处理器106可以是单核处理器、多核处理器、计算集群或任意数目的其它配置。处理器106可以被实施为复杂指令集计算机(CISC)或精简指令集计算机(RISC)处理器、x86指令集兼容处理器、多核、或任何其它微处理器或中央处理单元(CPU)。在一些实施例中，主处理器106包括双核处理器、双核移动处理器等。
计算设备100可以包括存储设备110。存储设备110可以包括随机存取存储器(例如，SRAM、DRAM、零电容器的RAM、SONOS、eDRAM、EDO RAM、DDR RAM、RRAM、PRAM等)、只读存储器(例如，掩模ROM、PROM、EPROM、EEPROM等)中、闪存或任何其它合适的存储系统。
处理器106可以通过系统总线120(例如，PCI、ISA、PCI-Express、NuBus等)连接至传感器接口104。处理器106还可以通过系统总线120链接至网络接口102，网络接口102适用于将计算设备100连接至无线电通信系统110。无线电通信系统110可以是远离计算设备100布置的结构，并可以经由无线信号与计算设备100通信。在一些实施例中，无线电通信系统110可以是无线路由器、适用于提供无线信号的外围计算设备、蜂窝电话站等。
存储设备108可以是非临时性计算机可读介质。存储设备108上可以存储有指令，指令在被处理器106执行时促使计算设备100执行操作。在一些实施例中，操作可以由控制器执行(未示出)。在这些实施例中，控制器可以是微处理器，其被配置为执行与接收关于上下文数据的电压有关的操作。在其它实施例中，操作可以由至少部分包括硬件逻辑的逻辑执行。硬件逻辑至少部分包括硬件，并且还可以包括软件或固件。硬件逻辑可以包括包含互连的电子部件的电子硬件，以在计算设备100上执行模拟或逻辑操作。电子硬件可以包括单个芯片/电路和分布式信息处理系统。操作可以包括在检测到用户在附近时减少天线模块104的通信。例如，天线模块104可以电联接至发射器，发射器被配置为与无线电通信系统110互相传递射频。如果用户在附近，则接近传感器元件105可以反映电容改变。作为响应，计算设备100可以减少发射器的信号强度。
图2是具有寄生接近传感器元件206的天线模块104的俯视图。天线模块104包括有源元件202、接地面204和接近传感器元件206。在这个和其它的实施例中，有源元件202可以是安装在接地面204上的金属薄片。有源元件202电联接至接收器(未示出)和发射器(未示出)。有源元件202可以被配置为通过收集待提供至接收器的输入射频信号来接收射频信号。有源元件202可以被配置为发送和接收无线通信。有源元件202可以被配置为通过被发射器驱动来发送射频信号。接地面204是可以电联接至电接地的导电表面。接地面204可以是相对大于有源元件202的导电金属薄片。有源元件202、接近传感器元件206和接地面204可以是包括冲压金属部件、印刷电路板的蚀刻部件、在塑料片上的金属沉积等的任意类型的导电元件。
有源元件202被配置为与无线电塔、无线调制解调器等互相传递无线信号。有源元件202被布置在接地面204上方，并且接近元件206与有源元件202分离。在一些实施例中，有源元件202和接近元件206中的每一个都可以电容性联接至接地面204。有源元件202联接至诸如同轴电缆的导电互连210。导电互连210可以被配置为在天线模块104与计算设备100之间传递射频信号。接近传感器元件206可以联接至传感器垫互连212。传感器垫互连212可以被配置为在计算设备100的集成电路(未示出)之间通信，以在用户被检测为在附近时减少有源元件202的通信。经由有源元件202的无线通信的传输可以被减少。接地面204可以联接至导电互连210的屏蔽(未示出)。这里称为“接近传感器元件”的术语包括例如电容式光电传感器、感应式接近传感器、电容式位移传感器或其它接近传感器的接近传感器。
在这些和其它实施例中，天线模块104可以包括天线窗208。天线窗208可以是计算设备100的外壳中的物理开口。在一些实施例中，天线窗208可以不是物理开口，而是由被配置为使包括无线电信号的无线信号穿过至图1的无线电通信系统110的材料组成。天线窗208还可以被配置为使与用户的接近度有关的信号能够在接近传感器元件206处被接收。
接近传感器元件206可以被配置为检测附近目标的存在，诸如计算设备100的用户。接近传感器元件206可以是诸如电容式光电传感器、感应式接近传感器或其它接近传感器之类的接近传感器。在一个实施例中，接近传感器元件206是被配置为检测与用户的接近度改变关联的频率充放电的电容式接近传感器。如图2所示，接近传感器元件206被集成在天线模块104中，并且被布置在天线模块104中有源元件202与接地面204之间的自由空间区域中。
图3是包括在接地面204内隔离的接近传感器元件206的天线模块104的俯视图。在这个实施例中，接近传感器元件206可以被布置在接地面204的凹槽内。接近传感器元件206可以经由电介质材料电容性联接至接地面204，并且接近传感器206与有源元件202分离。如图3所示，与图2中示出的实施例相比，接近传感器元件206与有源元件202隔离更多，因此，有源元件202可以具有更大的体积来优化射频传输。如图3所示，天线104可以包括天线窗302。天线窗302可以相对大于图2中示出的天线窗208。
图4是具有位于接地面中的接近传感器元件206的天线模块104的俯视图。在这个实施例中，接近传感器元件206可以与接地面204集成。在一些实施例中，接近传感器元件206被布置在有源元件202的覆盖区(footprint)内，并且接近元件206与有源元件202分离。在这个实施例中，天线模块104还可以包括低通滤波器404和高通滤波器406。低通滤波器404可以从接地面204和接近传感器元件206接收信号。如图4所示，低通滤波器404是传感器垫互连212的内联元件。低通滤波器404可以被配置为通过充分过滤掉与接地面404关联的高频信号，来使接近度信号能够被传递至计算设备100。类似地，高通滤波器406是导电互连210的内联元件。高通滤波器406可以被配置为从有源元件202和接近传感器元件206接收信号。高通滤波器504可以被配置为通过充分过滤掉与接近传感器元件206关联的低频信号，来使无线电信号被传递至计算设备100。通过将接近传感器元件206与接地面204集成，与图3中示出的实施例相比，对于增加的射频性能，有源元件202可以参照整个接地面204。在这个实施例中，在与图2或图3中示出的实施例中的天线窗208或天线窗302相比时，天线窗402可以相对较大。
图5是接近传感器元件206位于天线模块104的有源元件202中的天线模块104的俯视图。在这个实施例中，接近传感器元件206可以与有源元件202集成，但是接近元件206与有源元件202分离。在这个实施例中，天线模块104还可以包括低通滤波器502和高通滤波器504。低通滤波器504可以从有源元件202和接近传感器元件206接收信号。如图5所示，低通滤波器502是传感器垫互连212的内联元件。低通滤波器502可以被配置为通过充分过滤掉与有源元件202关联的高频信号，来使接近度信号被传递至计算设备100。类似地，高通滤波器504是导电互连210的内联元件。高通滤波器504可以被配置为从有源元件202和接近传感器元件206接收信号。高通滤波器504可以被配置为通过充分过滤掉与接近传感器元件206关联的低频信号，来使无线电信号被传递至计算设备100。在一些实施例中，接近传感器元件206的覆盖区被布置在接地面204的覆盖区内。通过将接近传感器元件206与有源元件202集成，天线窗208可以不需要小于图2中示出的实施例，并且可以分别相对小于图3或图4中示出的实施例中的天线窗302和402。
图6是示出形成具有集成的接近传感器元件的天线模块的方法的框图。方法600可以包括形成具有包括有源元件和接地面的结构的天线模块。方法600可以包括形成集成在天线模块内的接近传感器元件。
在一些实施例中，接近传感器元件形成在有源元件与接地面之间。在其它实施例中，方法600可以包括形成接地面内的凹槽，其中接近传感器元件形成在接地面的凹槽内。在其它实施例中，接近传感器元件被形成为与接地面集成。在其它实施例中，接近传感器元件被形成为与有源元件集成。在又一个实施例中，接近传感器元件被形成为电容性联接至接地面。
形成有源元件、接地面和接近传感器元件可以通过使元件和传感器导电的任意工艺来实施，包括印刷电路板蚀刻、导电板的形成、在塑料材料上沉积导电金属等。通过将接近传感器元件形成为天线模块的集成部件，预期得到相对较小、节省空间的设计。相对较小的设计可以使天线模块的有源元件能够在经由接近传感器元件检测到用户在附近时被禁用。
本文中使用的术语、表述和数字仅以示例方式给出并且没有限制的意思。本领域内技术人员将认识到，在由所附权利要求书及其等效物定义的本发明范围内可以有许多变例，其中所有术语具有其最宽的合理含义，除非另有规定。
Claims (9)
1.一种电子设备，包括：
天线模块，包括有源元件和接地面；以及
接近传感器元件，集成在所述天线模块内并与所述有源元件分离，
其中所述接近传感器元件用于检测用户的接近度，
其中当所述用户位于所述电子设备附近时，经由所述有源元件的无线通信的传输被减少，
其中所述接近传感器元件电容性联接至所述接地面，并且
其中所述天线模块还包括天线窗, 所述天线窗被配置为使与所述用户的接近度有关的信号能够在所述接近传感器元件处被接收。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述接近传感器元件通过被布置在所述有源元件与所述接地面之间而集成在所述天线模块内。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述接近传感器元件通过至少部分地凹陷在所述接地面内而集成在所述天线模块内。
4.一种天线模块，包括：
有源元件，用于接收并提供无线信号；
接地面，用于提供所述无线信号的参考；以及
接近传感器元件，用于检测所述天线模块的用户的接近度，
其中所述接近传感器元件被集成在所述天线模块内并且与所述有源元件分离度，
其中当所述用户位于所述天线模块附近时，经由所述有源元件的无线通信的传输被减少，并且
其中所述接近传感器元件电容性联接至所述接地面，并且
其中所述天线模块还包括天线窗, 所述天线窗被配置为使与所述用户的接近度有关的信号能够在所述接近传感器元件处被接收。
5.根据权利要求4所述的天线模块，其中所述接近传感器元件通过被布置在所述有源元件与所述接地面之间而集成在所述天线模块内。
6.根据权利要求4所述的天线模块，其中所述接近传感器元件通过至少部分地凹陷在所述接地面内而集成在所述天线模块内。
7.一种用于形成具有集成的接近传感器元件的天线模块的方法，包括：
形成包括有源元件和接地面的天线模块；以及
形成用于检测用户的接近度的接近传感器元件，所述接近传感器元件集成在所述天线模块内并且与所述有源元件分离度，
其中当所述用户位于所述天线模块附近时，经由所述有源元件的无线通信的传输被减少，并且
其中所述接近传感器元件电容性联接至所述接地面，并且
其中所述天线模块还包括天线窗, 所述天线窗被配置为使与所述用户的接近度有关的信号能够在所述接近传感器元件处被接收。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述接近传感器元件形成在所述有源元件与所述接地面之间。
9.根据权利要求7所述的方法，包括在所述接地面内形成凹槽，其中所述接近传感器元件形成在所述接地面的凹槽内。
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