CN104900990B - 天线和包括该天线的电子设备 - Google Patents
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Abstract
提供一种天线和包括该天线的电子设备，能够支持宽频段，并且结构简单容易集成。天线包括：至少一个馈点，各个馈点配置来接收来自电子设备内部的第一无线信号，并且将来自电子设备外部的第二无线信号发送到电子设备内部；至少两个辐射体，各个辐射体与所述至少一个馈点的其中一个馈点连接，各个辐射体配置来辐射从所连接的馈点接收的第一无线信号，并且接收来自电子设备外部的第二无线信号并发送给所连接的馈点。其中，各个辐射体分别与预定的频段对应，至少两个辐射体被配置成，在从馈点接收了第一特定频段的第一无线信号时，从与该第一特定频段对应的辐射体辐射该第一特定频段的第一无线信号。
Description
技术领域
本发明涉及天线和包括该天线的电子设备。
背景技术
在手机等的电子设备中，通过天线来发送无线信号。例如手机支持4G网络的情况下，天线需要覆盖宽的频段，例如低频覆盖698-960MHz，高频需要覆盖1710-2690MHz。
在现有技术中，为了增加天线的频段，例如设置多个不同的阻抗匹配电路，并且通过开关元件在该多个阻抗匹配电路之间切换，使得天线在不同的频段中进行调谐。由此，能够在宽频段中发送无线信号。但是，在通过开关元件来切换不同的阻抗匹配电路从而增加频段的天线结构中，由于其结构往往复杂，工艺要求变高，从而制作成本和难度增加。
再如，为了增加天线的频段，在电子设备中，将高频天线和低频天线分开设计，使得在电子设备中能够支持宽的频段。但是，在分开设计高频天线和低频天线的情况下，配置天线所需的空间变大，在追求小型化而内部空间受限的电子设备中并不适宜。
发明内容
本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种天线和包括该天线的电子设备，能够支持宽频段，并且结构简单容易集成。
根据本发明的一个方面，提供一种天线。所述天线配置于电子设备，并且包括：至少一个馈点，各个馈点配置来接收来自电子设备内部的第一无线信号，并且将来自电子设备外部的第二无线信号发送到电子设备内部；至少两个辐射体，各个辐射体与所述至少一个馈点的其中一个馈点连接，各个辐射体配置来辐射从所连接的馈点接收的第一无线信号，并且接收来自电子设备外部的第二无线信号并发送给所连接的馈点。其中，各个辐射体分别与预定的频段对应，所述至少两个辐射体被配置成，在从所述馈点接收了第一特定频段的第一无线信号时，从与该第一特定频段对应的辐射体辐射该第一特定频段的第一无线信号，并且在接收第二特定频段的第二无线信号时，由与该第二特定频段对应的辐射体接收该第二特定频段的第二无线信号。
根据本发明的另一方面，提供一种电子设备。所述电子设备包括：无线信号处理部件，配置来生成第一无线信号，并且对来自电子设备外部的第二无线信号进行处理；天线，配置来辐射由所述无线信号处理部件生成的第一无线信号，并且接收来自电子设备外部的第二无线信号并发送给所述无线信号处理部件。所述天线包括：至少一个馈点，各个馈点配置来接收来自所述无线信号处理部件的第一无线信号，并且将来自电子设备外部的第二无线信号发送到所述无线信号处理部件；至少两个辐射体，各个辐射体与所述至少一个馈点的其中一个馈点连接，各个辐射体配置来辐射从所连接的馈点接收的第一无线信号，并且接收来自电子设备外部的第二无线信号并发送给所连接的馈点。其中，各个辐射体分别与预定的频段对应，所述至少两个辐射体被配置成，在从所述馈点接收了第一特定频段的第一无线信号时，从与该第一特定频段对应的辐射体辐射该第一特定频段的第一无线信号，并且在接收第二特定频段的第二无线信号时，由与该第二特定频段对应的辐射体接收该第二特定频段的第二无线信号。
根据本发明的天线和电子设备，天线包括分别与预定的频段对应的多个辐射体，并且多个辐射体接收共同的来自电子设备内部的第一无线信号并进行辐射，并且将接收到的来自电子设备外部的第二无线信号传送到电子设备内部，因此不需要诸如开关等的元件就能够覆盖宽的频段，结构简单。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的电子设备的功能框图。
图2是表示本发明的实施方式的天线1的功能框图。
图3是表示本发明的实施方式的天线1的结构的例示图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。提供以下参照附图的描述，以帮助对由权利要求及其等价物所限定的本发明的示例实施方式的理解。其包括帮助理解的各种具体细节，但它们只能被看作是示例性的。因此，本领域技术人员将认识到，可对这里描述的实施方式进行各种改变和修改，而不脱离本发明的范围和精神。而且，为了使说明书更加清楚简洁，将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。
参照图1来说明本发明的实施方式的电子设备。如图1所示，电子设备包括天线1和无线信号处理部件2。其中，电子设备例如为手机、平板电脑、无线对讲机等的电子设备，但是不限定于此，只要能够通过天线来发送和接收无线频段的信号即可。
无线信号处理部件2配置来生成第一无线信号，并且对来自电子设备外部的第二无线信号进行处理。具体地，无线信号处理部件2对要发送的基带信号进行调制等处理，从而生成第一无线信号。此外，无线信号处理部件2对由天线1接收的第二无线信号进行解调等处理。
天线1配置来辐射由无线信号处理部件2生成的第一无线信号，并且接收来自电子设备外部的第二无线信号并发送给无线信号处理部件2。
其中，天线1与无线信号处理部件2之间，通过天线1所具备的馈点连接，并且经由该馈点来传送第一无线信号和第二无线信号。
此外，在本发明的实施方式中，天线1能够支持宽频段。即，天线1能够在多个频段中有效地发送第一无线信号和接收第二无线信号。例如，天线1能够发送和接收例如低频的698-960MHz、高频的1710-2690MHz的无线信号。此外，天线1在能够有效地发送和接收某个特定频段的无线信号的情况下，天线1需要在该特定频段内谐振，并且在该特定频段的输入阻抗接近50欧姆。
下面，参照图2和图3来具体说明天线1的功能和结构。图2是表示本发明的实施方式的天线1的功能框图。图3是表示本发明的实施方式的天线1的结构的例示图。
如图2所示，天线1包括至少一个馈点11、和至少两个辐射体12A、12B。即，在本发明的实施方式中，天线1中包含的馈点的数目大于等于1，天线1中包含的辐射体的数目大于等于2。此外，在以下的说明中，为了方便叙述，在不区分各个辐射体的前提下，辐射体统一表述为辐射体12。
各个馈点11配置来接收来自电子设备内部的第一无线信号，并且将来自电子设备外部的第二无线信号发送到电子设备内部。
具体地，各个馈点11接收由电子设备的无线信号处理部件2生成的第一无线信号，并且将来自电子设备外部的第二无线信号发送到电子设备的无线信号处理部件2，以便无线信号处理部件2进行例如解调等的处理。
在图3的例子中，表示存在一个馈点11的情况，但是如上所述，在本发明中也可以设置多个馈点11。
其中，天线1具有多个馈点11的情况下，在本发明的实施方式中，在电子设备的无线信号处理部件2生成了第一无线信号的情况下，分别发送到多个馈点的各个馈点。即，在各个馈点11中，在任意时刻，都接收相同的第一无线信号。由此，即使后述的多个辐射体即使连接到不同的馈点，也能够在多个辐射体之间进行阻抗匹配和/或耦合。
相对于此，在现有技术的将高频天线和低频天线分开设计的方案中，将高频信号仅仅发送到与高频天线(具体为，高频天线的辐射体)连接的馈点，而不会发送到与低频天线(具体为，低频天线的辐射体)连接的馈点。同样，在现有技术中，将低频信号仅仅发送到与低频天线连接的馈点，而不会发送到与高频天线连接的馈点。因此，在该方案中，高频天线的辐射体与低频天线的辐射体之间不会进行如本发明的阻抗匹配和/或耦合。
各个辐射体12与至少一个馈点的其中一个馈点连接，各个辐射体12配置来辐射从所连接的馈点接收的第一无线信号，并且接收来自电子设备外部的第二无线信号并发送给所连接的馈点。
例如，图3表示存在三个辐射体12A、12B、12C的情况。由于辐射体12A、12B、12C共同连接到一个馈点11，因此由各个辐射体12A、12B、12C是相同的。
此外，如上所述，在各个馈点11中，在任意时刻，都接收相同的第一无线信号。因此，在各个辐射体12即使连接到不同的馈点，在各个辐射体12中，从所连接的馈点接收的第一无线信号也是相同的。
其中，各个辐射体12分别与预定的频段对应。例如，在图3的例子中，辐射体12A与A频段(例如700～960MHz)对应，辐射体12B与B频段(例如1700～2170MHz)对应，辐射体12C与C频段(2300～2700MHz)对应。出于简化天线1的结构、小型化的考虑，优选为各个辐射体所对应的频段不重叠。
各个辐射体12为了能够有效地辐射和接收某个特定频段的无线信号，辐射体12需要在该特定频段内谐振，并且在该特定频段的输入阻抗接近50欧姆。具体地，在图3的例子中，辐射体12A为了能够有效地辐射和接收A频段的无线信号，辐射体12A需要在A频段内谐振，并且在A频段的输入阻抗接近50欧姆。同样，辐射体12B为了能够有效地辐射和接收A频段的无线信号，辐射体12B需要在B频段内谐振，并且在B频段的输入阻抗接近50欧姆。进而，辐射体12C为了能够有效地辐射和接收C频段的无线信号，辐射体12C需要在C频段内谐振，并且在C频段的输入阻抗接近50欧姆。
至少两个辐射体12被配置成，在从馈点11接收了第一特定频段的第一无线信号时，从与该第一特定频段对应的辐射体辐射该第一特定频段的第一无线信号，并且在接收第二特定频段的第二无线信号时，由与该第二特定频段对应的辐射体接收该第二特定频段的第二无线信号。
具体地，在各个辐射体12中虽然接收各个频段的第一无线信号，但是仅能够发送与该辐射体12对应的频段的第一无线信号。换句话说，即使接收了与该辐射体12不对应的频段的第一无线信号，由于在第一无线信号的频带内该辐射体12不谐振或者在第一无线信号的频带内输入阻抗不接近50欧姆，因此通过该辐射体12无法有效地辐射与该辐射体12不对应的频段的第一无线信号。
此外，第二无线信号是来自电子设备外部的无线信号，因此各个辐射体12接收的第二无线信号是相同的。但是，若在第二无线信号的频带内该辐射体12不谐振或者在第二无线信号的频带内输入阻抗不接近50欧姆，则无法通过该辐射体12无法有效地接收与该辐射体12不对应的频段的第二无线信号。
具体地，在图3的例子中，若第一无线信号的频段为A频段，则通过辐射体12A辐射该A频段的第一无线信号。由于辐射体12B和12C在A频段内不谐振或者在A频段内的输入阻抗不接近50欧姆，因此无法有效地通过辐射体12B或12C辐射该A频段的第一无线信号。关于B频段和C频段的第一无线信号，也是对应地，通过辐射体12B和辐射体12C来分别辐射B频段和C频段的第一无线信号。
此外，若第二无线信号的频段为B频段，则通过辐射体12B接收该B频段的第二无线信号。由于辐射体12A和12C在B频段内不谐振或者在B频段内的输入阻抗不接近50欧姆，因此无法有效地通过辐射体12A或12C接收该B频段的第一无线信号。关于A频段和C频段的第二无线信号，也是对应地，通过辐射体12A和辐射体12C来分别接收A频段和C频段的第二无线信号。
如上所述，各个辐射体12与至少一个馈点的其中一个馈点连接，并且通过馈点11例如与无线信号处理部件2传递第一无线信号和第二无线信号。各个辐射体12接收的第一无线信号相同，因此在进行辐射时各个辐射体12之间进行阻抗匹配和/或耦合。此外，各个辐射体12接收的第二无线信号是相同，因此在进行接收时各个辐射体12之间也进行阻抗匹配和/或耦合。
具体地，如图3所示的结构例中，辐射体12A与辐射体12B、12C分别在馈点11连接，因此辐射体12A分别与辐射体12B、12C主要进行阻抗匹配。此外，根据辐射体的具体的结构，即使在馈点11连接，辐射体之间也进行耦合。此外，辐射体12B与辐射体12C，可以认为是辐射体12C从辐射体12B中分支，也可以认为是辐射体12B从辐射体12C中分支，因此辐射体12B与辐射体12C之间主要进行耦合。同样，根据辐射体之间的连接结构，即使辐射体之间构成为分支结构，在辐射体之间也进行阻抗匹配。
参考图3，若第一无线信号的频段为A频段，则通过辐射体12A辐射该A频段的第一无线信号。此时，为了能够由辐射体12A有效地辐射该A频段的第一无线信号，辐射体12B和辐射体12C进行阻抗匹配，使得辐射体12A在A频段调谐(即，辐射体12A在A频段内谐振，并且在A频段的输入阻抗接近50欧姆)。此外，若第一无线信号的频段为B频段，则通过辐射体12B辐射该B频段的第一无线信号。此时，为了能够由辐射体12B有效地辐射该B频段的第一无线信号，辐射体12A进行阻抗匹配，辐射体12B与辐射体12C之间进行耦合，使得辐射体12B在B频段调谐(即，辐射体12B在B频段内谐振，并且在B频段的输入阻抗接近50欧姆)。进而，关于C频段的第一无线信号，也进行同样的处理。
此外，根据各个辐射体之间的连接结构，也可以构成为，在通过第一辐射体辐射与所述第一辐射体对应的第一特定频段的第一无线信号时，第二辐射体与第一辐射体进行耦合，并且第三辐射体也与第一辐射体进行耦合，从而所述第一辐射体在所述第一特定频段调谐。通过第二辐射体与第一辐射体进行耦合，并且第三辐射体也与第一辐射体进行耦合，使得该第一辐射体在第一特定频段内谐振，并且在第一特定频段的输入阻抗接近50欧姆。此外，根据各个辐射体之间的连接结构，也可以是，在通过某一辐射体辐射第一无线信号时，其他的辐射体进行阻抗匹配，同时与该进行辐射的辐射体之间进行耦合。
进而，在通过辐射体接收第二无线信号时，也进行相应的处理。
具体地，参考图3，若第二无线信号的频段为A频段，则通过接收体12A接收该A频段的第二无线信号。此时，为了能够由接收体12A有效地接收该A频段的第二无线信号，辐射体12B和辐射体12C进行阻抗匹配，使得辐射体12A在A频段调谐(即，辐射体12A在A频段内谐振，并且在A频段的输入阻抗接近50欧姆)。此外，若第二无线信号的频段为B频段，则通过辐射体12B接收该B频段的第二无线信号。此时，为了能够由辐射体12B有效地接收该B频段的第二无线信号，辐射体12A进行阻抗匹配，辐射体12B与辐射体12C之间进行耦合，使得辐射体12B在B频段调谐(即，辐射体12B在B频段内谐振，并且在B频段的输入阻抗接近50欧姆)。进而，关于C频段的第二无线信号，也进行同样的处理。
此外，根据各个辐射体之间的连接结构，也可以构成为，在通过第一辐射体接收与所述第一辐射体对应的第一特定频段的第二无线信号时，第二辐射体与第一辐射体进行耦合，并且第三辐射体也与第一辐射体进行耦合，从而所述第一辐射体在所述第一特定频段调谐。通过第二辐射体与第一辐射体进行耦合，并且第三辐射体也与第一辐射体进行耦合，使得在第一特定频段内谐振，并且在第一特定频段的输入阻抗接近50欧姆。此外，根据各个辐射体之间的连接结构，也可以是，在通过某一辐射体接收第二无线信号时，其他的辐射体进行阻抗匹配，同时与该进行辐射的辐射体之间进行耦合。
在上说说明中，以图3的天线1的结构为例，说明了通过辐射体进行辐射或接收时，各个辐射体之间进行阻抗匹配和/或耦合。但是，上述的各个辐射体之间进行阻抗匹配和/或耦合也可以适用于其他的天线1的结构。例如，天线1中包括的辐射体12的数目不限定于3个，只要是两个以上即可。此外，各个辐射体之间的连接方式也不限定于图3所示的连接结构，只要在各个辐射体之间进行阻抗匹配和/或耦合，则可以是任意的结构。
此外，在本发明的实施方式中，为了提高辐射体12在所对应的预定的频段中的调谐特性，还可以包括寄生元件。寄生元件例如由电容器、调谐电路等构成。在本发明的实施方式中，为了减少天线1所占用的空间，优选为，将寄生元件设置于天线1与电子设备中的印刷电路板之间的净空。
根据本发明的实施方式的天线1和电子设备，天线包括分别与预定的频段对应的多个辐射体，并且多个辐射体接收共同的来自电子设备内部的第一无线信号并进行辐射，并且将接收到的来自电子设备外部的第二无线信号传送到电子设备内部，因此不需要诸如开关等的元件就能够覆盖宽的频段，结构简单。
在上面详细描述了本发明的各个实施方式。然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施方式进行各种修改，组合或子组合，并且这样的修改应落入本发明的范围内。
Claims (12)
1.一种天线，配置于电子设备，所述天线包括：
两个以上馈点，各个馈点配置来接收来自电子设备内部的第一无线信号，并且将来自电子设备外部的第二无线信号发送到电子设备内部；
至少两个辐射体，每个辐射体分别与不同的馈点连接，各个辐射体配置来辐射从所连接的馈点接收的第一无线信号，并且接收来自电子设备外部的第二无线信号并发送给所连接的馈点，
其中，各个辐射体分别与预定的频段对应，
所述至少两个辐射体被配置成，在从所述馈点接收了第一特定频段的第一无线信号时，从与该第一特定频段对应的辐射体辐射该第一特定频段的第一无线信号，并且在接收第二特定频段的第二无线信号时，由与该第二特定频段对应的辐射体接收该第二特定频段的第二无线信号；分别连接到不同馈点的至少两个所述辐射体之间进行阻抗匹配或者耦合。
2.如权利要求1所述的天线，其中，
所述至少两个辐射体被配置成，在从第一辐射体辐射与所述第一辐射体对应的第一特定频段的第一无线信号时，所述至少两个辐射体中的第一辐射体以外的辐射体能够进行阻抗匹配，从而所述第一辐射体在所述第一特定频段调谐，
所述至少两个辐射体被配置成，在由第二辐射体接收与所述第二辐射体对应的第二特定频段的第二无线信号时，所述至少两个辐射体中的第二辐射体以外的辐射体能够进行阻抗匹配，从而所述第二辐射体在所述第二特定频段调谐。
3.如权利要求1所述的天线，其中，
所述至少两个辐射体被配置成，在从第一辐射体辐射与所述第一辐射体对应的第一特定频段的第一无线信号时，所述至少两个辐射体中的第一辐射体以外的辐射体与所述第一辐射体之间能够耦合，从而所述第一辐射体在所述第一特定频段调谐，
所述至少两个辐射体被配置成，在由第二辐射体接收与所述第二辐射体对应的第二特定频段的第二无线信号时，所述至少两个辐射体中的第二辐射体以外的辐射体与所述第二辐射体之间能够耦合，从而所述第二辐射体在所述第二特定频段调谐。
4.如权利要求2或3所述的天线，其中，
所述至少两个辐射体由第一辐射体、第二辐射体、第三辐射体构成，
在从所述第一辐射体辐射与所述第一辐射体对应的第一特定频段的无线信号时，所述第二辐射体与所述第一辐射体之间耦合，所述第三辐射体进行阻抗匹配，从而所述第一辐射体在所述第一特定频段调谐，
在由所述第一辐射体接收与所述第一辐射体对应的第一特定频段的无线信号时，所述第二辐射体与所述第一辐射体之间耦合，所述第三辐射体进行阻抗匹配，从而所述第一辐射体在所述第一特定频段调谐。
5.如权利要求1所述的天线，其中，
所述至少两个辐射体中的部分辐射体或全部辐射体中，还包括寄生元件，
所述寄生元件被设置于，所述天线与电子设备中的印刷电路板之间的净空。
6.如权利要求1所述的天线，其中，
所述至少一个馈点的数目为一个，
所述至少两个辐射体的各个辐射体共同连接到一个馈点。
7.一种电子设备，包括：
无线信号处理部件，配置来生成第一无线信号，并且对来自电子设备外部的第二无线信号进行处理；
天线，配置来辐射由所述无线信号处理部件生成的第一无线信号，并且接收来自电子设备外部的第二无线信号并发送给所述无线信号处理部件，
所述天线包括：
两个馈点，各个馈点配置来接收来自所述无线信号处理部件的第一无线信号，并且将来自电子设备外部的第二无线信号发送到所述无线信号处理部件；
至少两个辐射体，每个辐射体分别与不同的馈点连接，各个辐射体配置来辐射从所连接的馈点接收的第一无线信号，并且接收来自电子设备外部的第二无线信号并发送给所连接的馈点，
其中，各个辐射体分别与预定的频段对应，
所述至少两个辐射体被配置成，在从所述馈点接收了第一特定频段的第一无线信号时，从与该第一特定频段对应的辐射体辐射该第一特定频段的第一无线信号，并且在接收第二特定频段的第二无线信号时，由与该第二特定频段对应的辐射体接收该第二特定频段的第二无线信号；分别连接到不同馈点的至少两个所述辐射体之间进行阻抗匹配或者耦合。
8.如权利要求7所述的电子设备，其中，
所述至少两个辐射体被配置成，在从第一辐射体辐射与所述第一辐射体对应的第一特定频段的第一无线信号时，所述至少两个辐射体中的第一辐射体以外的辐射体能够进行阻抗匹配，从而所述第一辐射体在所述第一特定频段调谐，
所述至少两个辐射体被配置成，在由第二辐射体接收与所述第二辐射体对应的第二特定频段的第二无线信号时，所述至少两个辐射体中的第二辐射体以外的辐射体能够进行阻抗匹配，从而所述第二辐射体在所述第二特定频段调谐。
9.如权利要求7所述的电子设备，其中，
所述至少两个辐射体被配置成，在从第一辐射体辐射与所述第一辐射体对应的第一特定频段的第一无线信号时，所述至少两个辐射体中的第一辐射体以外的辐射体与所述第一辐射体之间能够耦合，从而所述第一辐射体在所述第一特定频段调谐，
所述至少两个辐射体被配置成，在由第二辐射体接收与所述第二辐射体对应的第二特定频段的第二无线信号时，所述至少两个辐射体中的第二辐射体以外的辐射体与所述第二辐射体之间能够耦合，从而所述第二辐射体在所述第二特定频段调谐。
10.如权利要求8或9所述的电子设备，其中，
所述至少两个辐射体由第一辐射体、第二辐射体、第三辐射体构成，
在从所述第一辐射体辐射与所述第一辐射体对应的第一特定频段的无线信号时，所述第二辐射体与所述第一辐射体之间耦合，所述第三辐射体进行阻抗匹配，从而所述第一辐射体在所述第一特定频段调谐，
在由所述第一辐射体接收与所述第一辐射体对应的第一特定频段的无线信号时，所述第二辐射体与所述第一辐射体之间耦合，所述第三辐射体进行阻抗匹配，从而所述第一辐射体在所述第一特定频段调谐。
11.如权利要求7所述的电子设备，其中，
所述至少两个辐射体中的部分辐射体或全部辐射体中，还包括寄生元件，
所述寄生元件被设置于，所述天线与所述电子设备中的印刷电路板之间的净空。
12.如权利要求7所述的电子设备，其中，
所述至少一个馈点的数目为一个，
所述至少两个辐射体的各个辐射体共同连接到一个馈点。
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