CN105051974A - 天线、用户终端装置和控制天线的方法 - Google Patents

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Abstract

一种天线，包括：第一辐射器；第二辐射器；电流馈送器，被配置为将电力供应给第一辐射器和第二辐射器中的至少一个；以及调整器，被配置为将发送到第一辐射器和第二辐射器以及从第一辐射器和第二辐射器接收的电磁波的收发方向调整为彼此垂直。

Description

天线、用户终端装置和控制天线的方法
技术领域
与本发明一致的装置和方法涉及天线、用户终端装置和控制天线的方法，而且更具体地，涉及执行电磁波的竖直辐射和水平辐射二者的天线、用户终端装置和控制天线的方法。
背景技术
天线是将电信号转换成预定电磁波并且辐射电磁波或执行相反操作的组件。在一般情况下，由天线辐射或检测的有效区域的形式被称为辐射图案。
图1是用于说明传统的竖直辐射天线11的图。
图1示出了包括竖直辐射天线11的膝上型计算机10。在这种情况下，包括竖直辐射天线11的装置可以是电视机(TV)、蜂窝电话、无线集线器等。以及膝上型计算机10。竖直辐射天线11可以将膝上型计算机10的信号发送到外界或允许膝上型计算机10接收外部信号。
竖直辐射天线11可以被形成为一个或多个芯片。在这方面，如图1所示，竖直辐射天线11的辐射图案可以在与芯片的上表面和下表面垂直的方向上形成。在这个意义上，竖直辐射天线11可以被称为广播天线。此外，辐射图案可以根据竖直辐射天线11的设计而形成倾斜。然而，竖直辐射天线11的辐射图案在垂直方向上形成，而且即使辐射图案形成倾斜，倾斜可能一般不超过最大60度。因此，当使用竖直辐射天线11时，出现在水平方向上不能形成辐射图案的问题。
图2是用于说明传统的水平辐射天线21的图。
图2示出了包括水平辐射天线21的智能电话20。在这种情况下，包括水平辐射天线21的装置可以是平板个人计算机(PC)以及智能电话20，并且可以被芯片对芯片接口等等之中。水平辐射天线21可以将智能电话20的信号发送到外界或者允许智能电话20接收外部信号。
如图2所示，当水平辐射天线21在y轴方向上形成时，水平辐射天线21的辐射图案可以在y轴方向上形成。在这个意义上，水平辐射天线21也可以被称为端射(end-fire)天线。即，水平辐射天线21的辐射图案相对于水平辐射天线21在水平方向上形成。因此，当使用水平辐射天线21时，出现在竖直方向上不能形成辐射图案的问题。
为了克服上述问题，竖直辐射天线11和水平辐射天线21在单一天线中具体实施为三维(3D)形状，从而允许竖直辐射和水平辐射。然而，在这种情况下，天线的大小显著增加，并且因此，出现难以安装天线以及实施辐射图案非常复杂的问题。
发明内容
技术问题
本发明的示例性实施例可以克服上述缺点和上面未描述的其他缺点。此外，本发明不需要克服上述缺点，而且本发明的示例性实施例可以不克服上述任何问题。
本发明提供了执行电磁波的竖直辐射和水平辐射二者的天线、用户终端装置和控制天线的方法。
技术方案
根据本发明的一方面，天线包括：第一辐射器；第二辐射器；电流馈送器，被配置为将电力供应给第一辐射器和第二辐射器中的至少一个；以及调整器，被配置为将发送到第一辐射器和第二辐射器以及从第一辐射器和第二辐射器接收的电磁波的收发方向调整为彼此垂直。
电流馈送器可以将电力供应给第一辐射器，而且调整器可以包括开关，被配置为使第一辐射器和第二辐射器彼此电连接或者使第一辐射器和第二辐射器彼此切断。
第一辐射器和第二辐射器可以由相同的导电材料形成；以及当开关被接通时，第一辐射器和第二辐射器可以彼此连接以形成一个辐射器。
第一辐射器和第二辐射器中的至少一个可以包括多个独立辐射器。
调整器可以包括开关，被配置为使第一辐射器和第二辐射器中的至少一个与电流馈送器电连接或者切断。
第一辐射器和第二辐射器可以由相同的导电材料形成；以及当开关被接通时，第一辐射器和第二辐射器可以电连接到电流馈送器以形成一个辐射器。
调整器可以将发送到第一辐射器和第二辐射器以及从第一辐射器和第二辐射器接收的电磁波的收发方向调整为彼此水平。
调整器可以包括相位调制器，被配置为调整发送到第一辐射器和第二辐射器中的至少一个以及从第一辐射器和第二辐射器中的至少一个接收的电磁波的相位。
天线还可以包括灵敏度确定器，被配置为确定发送到和接收自第一辐射器和第二辐射器中的至少一个的电磁波的灵敏度，其中，相位调制器可以根据所确定的灵敏度来调整发送的和接收的电磁波的相位。
第一辐射器和第二辐射器中的至少一个可以设置在凹入形成在基板的上表面上的凹槽中。
第一辐射器可以形成在基板的上表面，而且第二辐射器可以形成在基板的通孔中。
天线还可以包括至少一个反射板，被配置为在特定方向上反射发送到第一辐射器和第二辐射器以及从第一辐射器和第二辐射器接收的电磁波。
根据本发明的另一方面，无线通信装置包括：天线，包括第一辐射器、第二辐射器、被配置为将电力供应给第一辐射器和第二辐射器中的至少一个的电流馈送器、以及被配置为将发送到第一辐射器和第二辐射器以及从第一辐射器和第二辐射器接收的电磁波的收发方向调整为彼此垂直的调整器；以及控制器，被配置为控制天线的操作以执行无线通信。
电流馈送器可以将电力供应给第一辐射器，而且调整器可以包括开关，被配置为使第一辐射器和第二辐射器彼此电连接或者使第一辐射器和第二辐射器彼此切断。
调整器可以包括开关，被配置为使第一辐射器和第二辐射器中的至少一个与电流馈送器电连接或者切断。
调整器可以包括相位调制器，被配置为调整发送到第一辐射器和第二辐射器中的至少一个以及从第一辐射器和第二辐射器中的至少一个接收的电磁波的相位。
可以使用多个天线，并且多个天线中的至少一个可以位于无线通信装置的角部。
可以使用多个天线，并且多个天线中的至少一个可以位于无线通信装置的边缘部分。
根据本发明的另一方面，无线通信方法包括：将电力供应给第一辐射器和第二辐射器中的至少一个，将发送到第一辐射器和第二辐射器以及从第一辐射器和第二辐射器接收的电磁波的收发方向调整为彼此垂直，并且发送和接收电磁波。
所述供应可以包括将电力供应给第一辐射器，而且发送和接收可以包括当第一辐射器和第二辐射器彼此电连接或者彼此切断时发送和接收电磁波。
发送和接收可以包括将第一辐射器和第二辐射器彼此电连接，并且由彼此电连接的第一辐射器和第二辐射器形成一个辐射器，并且发送和接收电磁波。
第一辐射器和第二辐射器中的至少一个可以包括多个独立辐射器。
发送和接收可以包括使第一辐射器和第二辐射器中的至少一个与电流馈送器电连接，而且通过连接到电流馈送器的辐射器发送和接收电磁波。
发送和接收可以包括调整发送到第一辐射器和第二辐射器中的至少一个以及从第一辐射器和第二辐射器中的至少一个接收的电磁波的相位，而且通过第一辐射器和第二辐射器发送和接收电磁波。
无线通信方法还可以包括确定发送到第一辐射器和第二辐射器中的至少一个以及从第一辐射器和第二辐射器中的至少一个接收的电磁波的灵敏度，其中，可以根据所确定的灵敏度来调整发送的和接收的电磁波的相位。
第一辐射器和第二辐射器中的至少一个可以设置在凹入形成在基板的上表面上的凹槽中。
第一辐射器形成在基板的上表面，而且第二辐射器可以形成在基板的通孔中。
无线通信方法还可以包括在特定方向上反射发送到第一辐射器和第二辐射器以及从第一辐射器和第二辐射器接收的电磁波。
技术效果
根据本发明的各个实施例，执行水平辐射和竖直辐射二者的天线可以被小型化而且天线增益可以被提高。
本发明的附加和/或其他方面和优点将在以下说明书中部分地阐述，并将从说明书中部分地变得明显，或者可以通过对本发明的实践来习得。
附图说明
通过参照附图描述本发明的某些示例性实施例，本发明的以上和/或其他方面将变得更加明显，在附图中：
图1是用于说明传统的竖直辐射天线的图；
图2是用于说明传统的水平辐射天线的图；
图3是根据本发明的实施例的天线的框图；
图4是根据本发明的实施例的天线的透视图；
图5和图6是根据本发明的实施例的天线的截面图；
图7和图8是根据本发明的另一实施例的天线的截面图；
图9至图11是根据本发明的另一实施例的天线的透视图；
图12至图14是根据本发明的另一实施例的天线的透视图；
图15是根据本发明的实施例的无线通信装置的框图；
图16是根据本发明的另一实施例的无线通信方法的流程图；
图17是根据本发明的另一实施例的天线的透视图；
图18是根据本发明的另一实施例的天线的框图；
图19和图20是示出根据本发明的各种实施例的天线的辐射图案的图；
图21和图22是示出根据本发明的各种实施例的无线通信装置内部的天线布置的图；
图23是根据本发明的另一实施例的天线的框图；以及
图24是根据本发明的另一实施例的天线的透视图。
最佳实施例
-
具体实施方式
现在将参照附图更详细地描述本发明的某些示例性实施例。
图2A是根据本发明的实施例的天线100的框图。
参照图2A，根据本发明的实施例的天线100包括第一辐射器110、第二辐射器120、电流馈送器140和调整器160。
第一辐射器110是从电流馈送器140接收电磁能量并且由于接收的电磁能量而将电磁波辐射到外界的组件。在这种情况下，通过第一辐射器110辐射到外界的电磁波可以在第一方向上辐射，但是电磁波的辐射方向可以通过将在下面描述的调整器160来调整。
第二辐射器120是接收从电流馈送器140电磁能量并且由于接收的电磁能量而将电磁波辐射到外界的组件。在这种情况下，通过第二辐射器120辐射到外界的电磁波可以在第二方向上辐射，但是电磁波的辐射方向可以通过将在下面描述的调整器160来调整。
电流馈送器140将电力供应给第一辐射器110和第二辐射器120中的至少一个。从电流馈送器140接收电磁能量的辐射器可以由于接收的电磁能量而将电磁波辐射到外界，以便向外界发送期望信号。
调整器160可以将由第一辐射器110和第二辐射器120发送和接收的电磁波的收发方向调整到竖直方向。此外，调整器160可以将由第一辐射器110和第二辐射器120发送和接收的电磁波的收发方向调整到水平方向。调整器160可以单独调整由第一辐射器110和第二辐射器120发送和接收的电磁波。如下所述，调整器160可以包括开关130、230、330、430、530和453或者相位调整器660。
图3是根据本发明的实施例的天线100的框图。
参照图3，根据本发明的实施例的天线100包括第一辐射器110、第二辐射器120、电流馈送器140和开关130。
电流馈送器140可以连接到辐射器，以便将电磁能量馈送到辐射器。所馈送的电磁能量可以被发送到辐射器。从电流馈送器140接收电磁能量的辐射器可以由于电磁能量而将电磁波辐射到外界，以便向外界发送期望信号。在这种情况下，电流馈送器140可以连接到第一辐射器110。
第一辐射器110可以从电流馈送器140接收电磁能量，并且由于接收的电磁能量而辐射电磁波。在这种情况下，通过第一辐射器110辐射到外界的电磁波可以在第一方向上辐射，而且第一方向可以垂直于形成第一辐射器110的方向。
第二辐射器120可以从第一辐射器110(其从电流馈送器140接收电磁能量)接收电磁能量，并且从第一辐射器110接收电磁能量的第二辐射器120可以由于电磁能量而将电磁波辐射到外界，以便发送期望信号。在这种情况下，通过第二辐射器120辐射到外界的电磁波可以在第二方向上辐射，而且第二方向可以垂直于形成第二辐射器120的方向。
开关130在第一辐射器110和第二辐射器120之间切换。即，开关130可以设置在第一辐射器110和第二辐射器120之间，并且可以根据切换来确定从电流馈送器140输出的电磁能量到第一辐射器110还是第二辐射器120。
当开关130被断开时，第一辐射器110和第二辐射器120彼此间隔开。在这种情况下，电流馈送器140连接到第一辐射器110，并且开关130被断开以使得由电流馈送器140供应的电磁能量不被发送到第二辐射器120。因此，电磁能量可以最终发送到第一辐射器110，而且电磁波可以在垂直于形成第一辐射器110的方向的第一方向上被辐射。
当开关130被接通时，第一辐射器110和第二辐射器120彼此连接。在这种情况下，电流馈送器140连接到第一辐射器110，并且开关130被接通以使得由电流馈送器140供应的电磁能量被发送到第二辐射器120。因此，电磁能量可以最终发送到第二辐射器120，而且电磁波可以在垂直于形成第二辐射器120的方向的第二方向上被辐射。
图4是根据本发明的实施例的天线100的透视图。
参照图4，根据本发明的实施例的天线100包括第一辐射器110、第二辐射器120、开关130、电流馈送器140和基板150。在下文中，与上面的描述重复的描述将被省略。
基板150可以支撑第一辐射器110和第二辐射器120以形成天线100。在这种情况下，基板150可以是印刷电路板(PCB)，并且图案可以形成在基板150的上表面或下表面上。也就是说，用于形成第一辐射器110、电流馈送器140和开关130的图案可以形成在基板150的上表面上，而且用于形成第二辐射器120的通孔可以形成在基板150的一侧。
电流馈送器140和开关130可以形成在基板150的上表面上，并且特别地，可以是彼此间隔开预定距离并且都安装在基板150的上表面上的组件。在这里，开关130可以包括各种组件，诸如PIN二极管、移相器、MEMS开关、单刀双掷(SPDT)、单刀单掷(SPST)、双刀单掷(DPST)、双刀双掷(DPDT)等等。
第一辐射器110可以形成在基板150的上表面上，并且特别地，可以在基板150的上表面上由导电材料形成为图案。另外，第一辐射器110的一侧可以连接到电流馈送器140的输出端子以便接收由电流馈送器140供应的电磁能量，而且第一辐射器110的另一侧可以连接到开关130以便连接到第二辐射器120或者与第二辐射器120间隔开。在这种情况下，第一辐射器110的长度可以对应于电流馈送器140和开关130之间的预定距离。
通孔可以形成在基板150的一侧，并且可以不通过基板150来形成。与第一辐射器110相同的导电材料可以被填充在所形成的通孔中。在这方面，与第一辐射器110相同的导电材料可以被填充在通孔中以便形成第二辐射器120。因此，第二辐射器120可以在与第一辐射器110的排列方向垂直的方向上以及与基板150的相对侧面垂直的方向上形成。第二辐射器120的一侧连接到开关130，而且第一辐射器110和第二辐射器120根据开关130的切换而彼此连接或彼此间隔开。因此，当开关130被接通时，第一辐射器110和第二辐射器120被连接以形成一个辐射器，并且当开关130被断开时，与第二辐射器120间隔开的第一辐射器110形成一个辐射器。
共振是指辐射器利用特定波长最有效地接收和发送电磁波的效果，而且发生共振的频率被称为共振频率。当共振频率的波长为λ时，根据本发明的实施例的辐射器的长度可以被设置为1/(4λ)。因此，第一辐射器110的长度可以是n(4λ)，并且通过连接第一辐射器110和第二辐射器120所形成的辐射器的长度可以是m/(4λ)(其中n和m分别为自然数)。
当使用根据本发明的实施例的天线时，一个天线既执行竖直辐射功能又执行水平辐射功能。即使一个天线执行两个功能，天线也可以被小型化。此外，一个辐射器被设置在基板上，另一个辐射器被设置在与该辐射器垂直的方向上，并且因此，天线既执行竖直辐射功能又执行水平辐射功能，从而实现天线的生产率。
图5和图6是根据本发明的实施例的天线100的截面图。图5是开关130被断开的情况的截面图，而且图6是开关130被接通的情况的截面图。在下文中，与上面的描述重复的描述将被省略。
参照图5，开关130被断开以使得第一辐射器110和第二辐射器120彼此间隔开，并且因此，由电流馈送器140供应的电磁能量不被发送到第二辐射器120，而是被发送到第一辐射器110。一般情况下，接收电磁能量的辐射器可以在连接到电流馈送器140的部分的相对端部部分生成电磁波。因此，当开关130被断开，电磁波可以在第一辐射器110的连接到电流馈送器140的部分的相对端部部分生成。根据本发明的实施例，开关130可以被断开以使得第一辐射器110的辐射可以在第一方向上执行。在这种情况下，第一方向可以是与形成第一辐射器110的方向垂直的垂直(纵向)方向。
参照图6，开关130被接通以使得第一辐射器110和第二辐射器120彼此连接，并且因此，由电流馈送器140供应的电磁能量通过第一辐射器110被发送到第二辐射器120。因此，当开关130被接通时，通过连接第一辐射器110和第二辐射器120所获得的整个部分用作一个辐射器。接收电磁能量的辐射器可以在连接到电流馈送器140的部分的相对端部部分生成电磁波。因此，电磁波可以在第二辐射器120的连接到电流馈送器140的部分的相对端部部分生成。根据本发明的实施例，开关130可以被接通以使得第二辐射器120的辐射可以在第二方向上执行。在这种情况下，第二方向可以是与形成第二辐射器120的方向垂直的水平方向。
图7和图8是根据本发明的另一实施例的天线200的截面图。图7是开关230被断开的情况的截面图，而且图8是开关230被接通的情况的截面图。
参照图7和图8，电流馈送器240、开关230和第一辐射器210可以设置在通过蚀刻基板250的上表面部分所形成的区域上，并且详细地，基板250的上表面可以被蚀刻以便在相同的层级形成电流馈送器240、开关230和第一辐射器210。具体地，第一辐射器210可以设置在凹槽中，即，凹入形成在基板250的上表面上。即，根据本发明的另一实施例的天线200的厚度可以与基板250的厚度相同。
因此，参照图7，开关230可以被断开以使得第一辐射器210的辐射可以在第一方向上执行。在这种情况下，第一方向可以是与形成第一辐射器210的方向垂直的竖直方向。另外，参照图8，开关230可以被接通以使得第二辐射器220的辐射可以在第二方向上执行。在这种情况下，第二方向可以是与形成第二辐射器220的方向垂直的水平方向。
如上所述，根据本发明的另一实施例的基板250的制造工艺是公知的，因此，它们的描述将在下面省略。
当使用根据本发明的另一实施例的天线时，一个天线既执行竖直辐射功能又执行水平辐射功能。即使一个天线执行两个功能，天线也可以被小型化。此外，可以在单个基板上使用嵌入的天线，由此形成变薄的天线。此外，一个辐射器被设置在基板上，另一个辐射器被设置在与辐射器垂直的方向上，并且因此，天线既执行竖直辐射功能又执行水平辐射功能，从而实现天线的生产率。
图9至图11是根据本发明的另一实施例的天线300的透视图。在下文中，与上面的描述重复的描述将被省略。
参照图9至图11，根据本发明的另一实施例的天线300包括电流馈送器340、开关330、第一辐射器310、左第二辐射器320-1和右第二辐射器320-2。
左第二辐射器320-1在与形成第一辐射器310的方向垂直的方向上形成在第一辐射器310的左侧，而且右第二辐射器320-2在与形成第一辐射器310的方向垂直的方向上形成在第一辐射器310的右侧。左第二辐射器320-1和右第二辐射器320-2的端部部分可以按预定间隔彼此间隔开。
开关330的一侧连接到第一辐射器310。连接到第一辐射器310的开关330的左侧和右侧可以分别连接到左第二辐射器320-1和右第二辐射器320-2。
参照图9，开关330可以被断开，并且因此，第一辐射器310可以与左第二辐射器320-1和右第二辐射器320-2间隔开。因此，通过电流馈送器340供应的电磁能量可以最终发送到第一辐射器310，而且接收电磁能量的第一辐射器310可以在连接到电流馈送器340的部分的相对端部部分生成电磁波。在这种情况下，第一辐射器310的辐射可以在第一方向上执行，并且第一方向可以是与形成第一辐射器310的方向垂直的方向。因此，当开关330被断开时，可以执行竖直辐射。
参照图10，开关330被接通，并且因此，第一辐射器310可以连接到左第二辐射器320-1和右第二辐射器320-2。因此，通过电流馈送器340供应的电磁能量可以最终发送到左第二辐射器320-1和右第二辐射器320-2，而且接收电磁能量的左第二辐射器320-1和右第二辐射器320-2可以在连接到电流馈送器340的部分的相对端部部分生成电磁波。在这种情况下，左第二辐射器320-1和右第二辐射器320-2的辐射可以在第二方向上执行，并且第二方向可以是与形成左第二辐射器320-1和右第二辐射器320-2的竖直方向垂直的水平方向。因此，当开关330被接通时，可以通过左第二辐射器320-1和右第二辐射器320-2执行水平辐射。
参照图11，开关330相对于左第二辐射器320-1被断开并且相对于右第二辐射器320-2被接通，并且因此，第一辐射器310与左第二辐射器320-1间隔开并且连接到右第二辐射器320-2。因此，通过电流馈送器340供应的电磁能量可以最终发送到右第二辐射器320-2，而且接收电磁能量的右第二辐射器320-2可以在连接到电流馈送器340的部分的相对端部部分生成电磁波。在这种情况下，右第二辐射器320-2的辐射可以在第二方向上执行，而且第二方向可以是与形成右第二辐射器320-2的竖直方向垂直的水平方向。因此，当开关330相对于左第二辐射器320-1被断开并且相对于右第二辐射器320-2被接通时，可以通过右第二辐射器320-2执行水平辐射。
图12至图14是根据本发明的另一实施例的天线400的透视图。在下文中，与上面的描述重复的描述将被省略。
参照图12至图14，根据本发明的另一实施例的天线400包括电流馈送器440、基板450、左开关430-1、右开关430-2、左第一辐射器410-1、右第一辐射器410-2、左第二辐射器420-1和右第二辐射器420-2。
电流馈送器440连接到左第一辐射器410-1和右第一辐射器410-2，并且将电磁能量馈送到左第一辐射器410-1和右第一辐射器410-2。在这种情况下，电流馈送器440可以包括连接到左第一辐射器410-1的左电流馈送器440和连接到右第一辐射器410-2的右电流馈送器440。
左第一辐射器410-1可以连接到左开关430-1，并且可以通过左开关430-1连接到左第二辐射器420-1或与左第二辐射器420-1间隔开。此外，右第一辐射器410-2可以连接到右开关430-2，并且可以通过右开关430-2连接到右第二辐射器420-2或与右第二辐射器420-2间隔开。
左第二辐射器420-1在形成左第一辐射器410-1的方向垂直的方向上形成，并且右第二辐射器420-2在形成右第一辐射器410-2的方向垂直的方向上形成。左第二辐射器420-1和右第二辐射器420-2的端部部分可以通过预定间隔来间隔开。
参照图12，左开关430-1和右开关430-2相对于左第一辐射器410-1和右第一辐射器410-2被分别断开，并且因此，左第一辐射器410-1与左第二辐射器420-1间隔开，而且右第一辐射器410-2与右第二辐射器420-2间隔开。因此，通过电流馈送器440供应的电磁能量可以最终发送到左第一辐射器410-1和右第一辐射器410-2，而且接收电磁能量的左第一辐射器410-1和右第一辐射器410-2可以在连接到电流馈送器440的部分的相对端部部分生成电磁波。在这种情况下，左第一辐射器410-1和右第一辐射器410-2可以彼此平行地设置，辐射可以通过左第一辐射器410-1和右第一辐射器410-2在第一方向上执行，而且第一方向可以是与形成左第一辐射器410-1和右第一辐射器410-2的方向垂直的竖直方向。因此，当左开关430-1和右开关430-2相对于左第一辐射器410-1和右第一辐射器410-2被分别断开时，可以通过左第一辐射器410-1和右第一辐射器410-2执行竖直辐射。
参照图13，左开关430-1和右开关430-2相对于左第一辐射器410-1和右第一辐射器410-2被分别接通，并且因此，左第一辐射器410-1连接到左第二辐射器420-1而且右第一辐射器410-2连接到右第二辐射器420-2。因此，通过电流馈送器440供应的电磁能量可以最终发送到左第二辐射器420-1和右第二辐射器420-2，而且接收电磁能量的左第二辐射器420-1和右第二辐射器420-2可以在连接到电流馈送器440的部分的相对端部部分生成电磁波。在这种情况下，左第二辐射器420-1和右第二辐射器420-2可以彼此平行地设置，辐射可以通过左第二辐射器420-1和右第二辐射器420-2在第二方向上执行，而且第二方向可以是与形成左第二辐射器420-1和右第二辐射器420-2的竖直方向垂直的水平方向。因此，当左开关430-1和右开关430-2相对于左第一辐射器410-1和右第一辐射器410-2被分别接通时，可以通过左第二辐射器420-1和右第二辐射器420-2执行水平辐射。
参照图14，由于左开关430-1相对于左第一辐射器410-1被断开，因此左第一辐射器410-1和左第二辐射器420-1彼此间隔开，并且由于右开关430-2相对于右第一辐射器410-2被接通，因此右第一辐射器410-2和右第二辐射器420-2彼此连接。因此，通过电流馈送器440供应的电磁能量可以最终发送到左第一辐射器410-1和右第二辐射器420-2，而且接收电磁能量的左第一辐射器410-1和右第二辐射器420-2可以在连接到电流馈送器440的部分的相对端部部分生成电磁波。在这种情况下，辐射可以通过左第一辐射器410-1在第一方向上执行，并且可以通过右第二辐射器420-2在第二方向上执行。第一方向可以与形成第一辐射器的水平方向垂直的方向，并且第二方向可以是形成右第二辐射器420-2的竖直方向垂直的水平方向。因此，当左开关430-1相对于左第一辐射器410-1被断开而且右开关430-2相对于右第一辐射器410-2被接通时，可以同时执行左第一辐射器410-1的竖直辐射和右第二辐射器420-2的水平辐射。
目前为止，已经例举了使用两个第一辐射器和两个第二辐射器的情况。然而，显而易见的是，可以使用两个或更多个第一辐射器和第二辐射器。
因此，当使用根据本发明的另一实施例的天线400时，一个天线既执行竖直辐射功能又执行水平辐射功能。即使一个天线执行两个功能，天线也可以被小型化。此外，可以在单个基板上使用嵌入的天线，由此形成变薄的天线。
具有高增益的竖直辐射可以由多个第一辐射器410-1和410-2来实现，具有高增益的水平辐射可以由多个第二辐射器420-1和420-2来实现，而且竖直辐射和水平辐射可以通过一个或多个第一辐射器和一个或多个第二辐射器来同时实现。
图14A是示出根据本发明的实施例的天线450的框图。
参照图14A，根据本发明的实施例的天线450包括第一辐射器451、第二辐射器452、开关453和电流馈送器454。
第一辐射器451、第二辐射器452和电流馈送器454与上述实施例中的那些相同，并且重复的描述将被省略。
然而，开关453将第一辐射器451和第二辐射器452中的至少一个电连接到电流馈送器454，或者将第一辐射器451和第二辐射器452中的至少一个与电流馈送器454切断。为此，开关453可以包括分别连接到第一辐射器451和第二辐射器452的第一开关(未示出)和第二开关。
当第一开关被接通时，第一辐射器451可以电连接到电流馈送器454。另一方面，当第二开关被接通时，第二辐射器452可以电连接到电流馈送器454。当第一开关和第二开关被接通时，第一辐射器451和第二辐射器452可以电连接到电流馈送器454以形成一个辐射器。
开关453可以将电流馈送器454连接到第一辐射器451，以便控制第一辐射器451在第一方向上辐射电磁波。此外，开关453可以将电流馈送器454连接到第二辐射器452，以便控制第二辐射器452在第二方向上辐射电磁波。在这种情况下，第一方向和第二方向可以是彼此垂直的。
图15是根据本发明的实施例的无线通信装置500的框图。
参照图15，根据本发明的实施例的用户终端装置500包括天线550和控制器560。
天线550可以包括第一辐射器510、第二辐射器520、电流馈送器540和调整器530，并且在第一方向、第二方向、或者第一方向和第二方向上辐射电磁波。这已经参照图3至图14进行描述，并且因此，重复的描述将被省略。
控制器560可以连接到电流馈送器540，以便控制将电磁能量馈送到第一辐射器510或第二辐射器520。也就是说，当天线550从外界接收电磁波时，控制器560可以控制电流馈送器540将电磁能量馈送到第一辐射器510或第二辐射器520，而且当天线550向外界发送电磁波时，天线550可以控制电流馈送器540将电磁能量馈送到第一辐射器510或第二辐射器520。
控制器560可以连接到调整器530，以控制电磁波的辐射方向。电磁波的辐射方向可以是第一方向和第二方向中的任何一个，并且可以包括第一方向和第二方向二者。这里，第一方向是执行竖直辐射的方向，而且第一方向中的辐射被称为边射(broadside)辐射。另外，第二辐射是执行水平辐射的方向，而且第二方向中的辐射被称为端射辐射。
这里，有时候，通过天线550向外界发送的电磁波可能需要在各个方向上，而不是特定方向上发送，而且通过天线550从外界接收的电磁波可能需要在各个方向上，而不是特定方向上接收。即，有时候，可能发生电磁波需要在第一方向上辐射的第一事件，而且可能发生电磁波需要在第二方向上辐射的第二事件。在这种情况下，第一事件可以指需要竖直辐射，即，边射辐射的情况，而且第二事件可以指需要水平辐射，即，端射辐射的情况。
当调整器包括开关(530)时，控制器560可以以预定的时间单位控制开关被接通/断开。即，当预定的时间为1微秒时，控制器可以利用1微秒的周期控制开关(530)以接通/断开第一辐射器。因此，在这种情况下，天线550可以相对于第一事件利用1微秒的周期执行边射辐射，相对于第二事件利用1微秒的周期执行端射辐射。
另外，当发送的或接收的电磁波的输出小于预定值时，控制器560可以控制开关以执行切换。即，当等于或大于预定值的电磁波被发送或接收时，控制器560可以控制开关不执行切换，并且当小于预定阈值的电磁波被发送或接收时，控制器560可以控制开关以执行切换。
当需要端射辐射时，使用边射天线是不恰当的，而且当需要边射辐射时，使用端射天线是不恰当的。因此，需要在一个无线通信装置500中同时实施边射天线和端射天线二者。因此，在根据本发明的实施例的无线通信装置500中，控制器560可以在发生电磁波需要在第一方向上辐射的第一事件时断开开关，并且在发生电磁波需要在第二方向上辐射的第二事件时接通开关。
如上所述，根据本发明的实施例，由于在第一方向上的辐射和在第二方向上的辐射可以同时实现，因此边射辐射和端射辐射二者可以同时实现。
图15A是根据本发明实施例的无线通信方法的流程图。在下文中，与上面的描述重复的描述将被省略。
参照图15A，电力被供应给第一辐射器和第二辐射器中的至少一个(S1510)。发送到自第一辐射器和第二辐射器和从第一辐射器和第二辐射器接收的电磁波的收发方向被调整为彼此垂直，而且电磁波被发送和接收(S1520)。
图16是根据本发明的另一实施例的无线通信方法的流程图。在下文中，与上面的描述重复的描述将被省略。
参照图16，电流被馈送到天线(S1610)。天线包括开关、第一辐射器、第二辐射器和调整器。
可以确定是否发生电磁波需要在第一方向上辐射的第一事件(S1620)。当发生第一事件时(S1620-是)，则1)第一辐射器和第二辐射器彼此电切断，2)第一辐射器电连接到电流馈送器，或3)调整发送到第一辐射器和第二辐射器中的至少一个和从第一辐射器和第二辐射器中的至少一个接收的电磁波的相位(S1630)。
1)当第一辐射器和第二辐射器彼此电切断时，仅第一辐射器连接到电流馈送器。在这种情况下，第一辐射器在第一方向上生成电磁波，并且在其他方向上不生成电磁波。
2)第一辐射器电连接到电流馈送器的情况与上面的1)相同。在这种情况下，第一辐射器在第一方向上生成电磁波，并且在其他方向上不生成电磁波。
3)当调整发送到第一辐射器和第二辐射器中的至少一个和从第一辐射器和第二辐射器中的至少一个接收的电磁波的相位时，发送到第一辐射器和第二辐射器中的至少一个和从第一辐射器和第二辐射器中的至少一个接收的电磁波的方向可以通过相位调整而变成第一方向。
可以与第一事件的发生独立地确定是否发生电磁波需要在第二方向上辐射的第二事件(S1640)。当发生第二事件时(S1640-是)，则1)第一辐射器和第二辐射器彼此电连接，2)第二辐射器电连接到电流馈送器，或3)调整发送到第一辐射器和第二辐射器中的至少一个和从第一辐射器和第二辐射器中的至少一个接收的电磁波的相位(S1650)。
1)当第一辐射器和第二辐射器彼此电连接时，第一辐射器连接到第二辐射器而且第一辐射器连接到电流馈送器，并且因此，电力也被供应到第二辐射器。在这种情况下，第一辐射器在第一方向上生成电磁波并且在第二方向上生成电磁波。
2)当第二辐射器电连接到电流馈送器时，第二辐射器在第二方向上生成电磁波。当第一辐射器也连接到电流馈送器时，第一辐射器还在第一方向上生成电磁波，并且同时在垂直于第一方向的方向上生成电磁波。
3)当调整发送到第一辐射器和第二辐射器中的至少一个和从第一辐射器和第二辐射器中的至少一个接收的电磁波的相位时，发送到第一辐射器和第二辐射器中的至少一个和从第一辐射器和第二辐射器中的至少一个接收的电磁波的方向可以通过相位调整而变成第二方向。
第一辐射器和第二辐射器的电磁波的相位可以不同地调整。在这种情况下，向第一辐射器发送和从第一辐射器接收的电磁波的方向可以通过相位调整而变成第一方向，向第二辐射器发送和从第二辐射器接收的电磁波的方向可以通过相位调整而变成第二方向。
图17是根据本发明的另一实施例的天线100的透视图。在下文中，图4的描述中的重复描述将被省略。
参照图17，根据本发明的另一实施例的天线100还可以包括反射板190-1、190-2和190-3。反射板190-1、190-2和190-3可以反射从第二辐射器120发送的电磁波以集中在期望方向上，或者反射和集中在各个方向上辐射的电磁波以使得第二辐射器120接收电磁波。
反射板190-1、190-2和190-3可以以与第二辐射器120相同的方式形成。也就是说，如上面参照形成第二辐射器120的方法所描述的，导电材料被填充到形成在基板150上的通孔中以形成第二辐射器120。至少一个其他通孔可以在第二辐射器120周围形成。特别是，如图17所示，至少一个其他通孔可以基于第二辐射器120形成在基板150的边缘的相对侧。即，第二辐射器120可以形成在基板150的边缘的一侧与反射板190-1、190-2和190-3之间。用于反射电磁波的材料可以被填充在所形成的其他通孔中以形成反射板190-1、190-2和190-3。
每个反射板190-1、190-2和190-3的高度可以与第二辐射器120的高度相同。此外，反射板190-1、190-2和190-3每个可以具有预定的曲率。因此，反射板190-1、190-2和190-3每个以预定的曲率形成，并且因此反射板190-1、190-2和190-3可以反射发送到和接收自第二辐射器120的电磁波，并且调整电磁波的辐射方向。在这种情况下，面对第二辐射器120的反射板190-1、190-2和190-3中的每一个的一个表面可以具有0和1之间的曲率。即，如图17所示，反射板190-1、190-2和190-3可以具有围绕第二辐射器120的形状。
可以使用至少一个反射板。也就是说，一个反射板可以被形成为反射发送到和接收自第二辐射器120的电磁波，或者多个反射板可以在预定的位置被形成为反射发送到和接收自第二辐射器120的电磁波。
因此，如果反射板190-1、190-2和190-3不存在，则发送到和接收自第二辐射器120的电磁波被辐射到各个空间，并且因此，电磁波的灵敏度不可避免地是低的。然而，如果反射板190-1、190-2和190-3存在，从第二辐射器120发送的电磁波在与形成反射板190-1、190-2和190-3的第一方向相反的第二方向上辐射，并且因此，可以在期望方向上发送具有高灵敏度的电磁波。同样的原理也适用于第二辐射器120接收电磁波的情况。
图18是根据本发明的另一实施例的天线600的框图。在下文中，图3的描述中的重复的描述将被省略。
参照图18，根据本发明的另一实施例的天线600还可以包括检测器650和相位调整器660。
灵敏度确定器650可以确定由辐射器检测的电磁波的灵敏度。当第一辐射器610或第二辐射器620发送和接收电磁波时，灵敏度确定器650可以扫描各个方向上的信号，然后确定对应于最高信号灵敏度的方向。即，灵敏度确定器650可以确定发送到和接收自第一辐射器610或第二辐射器620的电磁波的收发灵敏度，并且检测对应于最高信号灵敏度的方向。灵敏度确定器650的检测结果被发送到相位调整器660。
相位调整器660可以接收由灵敏度确定器650获得的检测结果，并且根据检测结果控制辐射器相位。当辐射器相位被调整，发送到和接收自辐射器的电磁波的辐射图案可以被改变。即，相位调整器660可以调整多个相邻辐射器中的每一个的相位以相对于辐射图案形成倾斜。将参照图19和图20详细描述相位调整器660。
图19和图20是示出根据本发明的各种实施例的天线700的辐射图案的图。在图19至图20中，三个辐射器710-1、720-2和720-3彼此相邻地形成在一个天线700中，但是本发明的实施例不限于此。也就是说，多个辐射器可以彼此相邻地形成在一个天线700中。由于多个辐射器彼此相邻，因此发送到和接收自每个辐射器的电磁波的大小、相位等可以影响发送到和接收自一个天线700的电磁波的大小、相位等。
参照图19，三个相邻的辐射器710-1、720-2和720-3的相位是相同的。当发送到和接收自一个辐射器电磁波的相位为n[度]时，可以假设相应电磁波的波前被形成为如图19所示。在这种情况下，当发送到和接收自三个相邻的辐射器710-1、720-2和720-3的电磁波的相位是相同的时，三个辐射器710-1、720-2和720-3的波前也可以是相同的。因此，通过组合发送到和接收自三个相邻的辐射器710-1、720-2和720-3的电磁波所获得的总电磁波是通过组合大小而不改变相位来获得的，并且因此，主瓣的大小增加并且倾斜不改变。也就是说，当发送到和接收自多个相邻的辐射器的电磁波的相位是相同的时，倾斜不改变并且主瓣的大小增加。
参照图20，三个相邻的辐射器710-1、720-2和720-3的相位是不同的。当发送到和接收自一个辐射器的电磁波的相位为n[度]时，可以假设相应电磁波的波前被形成为如图19所示。在这种情况下，当发送到和接收自三个相邻的辐射器710-1、720-2和720-3的电磁波的相位是不同的时，三个辐射器710-1、720-2和720-3的波前也可以变为彼此不同。因此，通过组合发送到和接收自三个相邻的辐射器710-1、720-2和720-3的电磁波所获得的总电磁波的相位改变，并且因此，主瓣的大小增加并且倾斜改变。也就是说，当发送到和接收自多个相邻的辐射器的电磁波的相位是不同的时，倾斜改变并且主瓣的大小也增加。
如上所述，灵敏度确定器可以检测与发送到和接收自辐射器的具有最高灵敏度的电磁波相对应的方向，而且相位调整器可以调整由辐射器发送和接收的电磁波，以便在由灵敏度确定器检测的方向上倾斜。因此，由辐射器发送和接收的电磁波的灵敏度可以通过相位调整器而增加。
目前为止，已经描述了当一个天线包括多个辐射器时经由调整多个辐射器的相位来改变一个天线的电磁波的辐射图案。然而，本发明的实施例不限于此。即，上述原理也可以应用于多个相邻天线中的每一个包括一个辐射器的情况或者多个相邻天线中的每一个包括多个辐射器的情况。
此外，参照图19和图20，已经描述了第二辐射器的水平辐射。然而，本发明的实施例不限于此。也就是说，尽管没有示出，但是上述相位调整也可以应用于第一辐射器的竖直辐射。
图21和图22是示出根据本发明的各种实施例的无线通信装置800内部的天线布置的图。
如图21所示，无线通信装置800可以包括多个天线810-1、810-2、810-3和810-4。无线通信装置800可以是发送和接收信号的典型的电子设备。例如，无线通信装置800可以是智能电话、平板个人计算机(PC)、膝上型计算机、智能电视、智能手表等。一般来说，无线通信装置800可以具有矩形形状，并且多个天线810-1、810-2、810-3和810-4可以分别布置在无线通信装置800的角部。特别是，为了平滑地发送和接收信号，多个天线810-1、810-2、810-3和810-4可以布置在无线通信装置800的外部。此外，当无线通信装置800的角部是圆的时，布置在无线通信装置800的角部的天线可以具有扇形，如图21所示。
一个天线可以包括至少一个辐射器，而且多个辐射器可以以预定的间隔布置。参照图21，布置在无线通信装置800的角部的天线810-1可以包括电流馈送器820-1、多个第一辐射器830-1和多个第二辐射器840-1。即，一个天线可以以形成多个辐射器这样的方式进行配置，并且多个辐射器朝向无线通信装置800的边缘形成。
图21的例子完全是示例性的。也就是说，天线可以仅布置在无线通信装置800的四个角中的一些处。另外，至少一个天线可以布置在无线通信装置800的边缘。如图22所示，一个天线810-5可以设置在无线通信装置800的上边缘。在这种情况下，天线810-5可以设置在在无线通信装置800的相对角部之间纵向延伸的部分。此外，另一天线810-6可以设置在无线通信装置800的左边缘和/或右边缘。
图21和图22仅示出了具有矩形形状的无线通信装置800。然而，本发明的实施例不限于此。即，当无线通信装置800具有多边形形状时，多个天线可以布置在至少一个角部。另外，当无线通信装置800具有圆形或椭圆形形状时，多个天线可以以恒定的间隔设置在无线通信装置800的外部。
图23是根据本发明的另一实施例的天线900的框图。图24是根据本发明的另一实施例的天线900的透视图。
参照图23和图24，根据本发明的另一实施例的天线900包括电流馈送器940、灵敏度确定器950、相位调整器960和辐射器910。在下文中，与上面的描述重复的描述将被省略。
电流馈送器940可以连接到辐射器910，以发送电磁波到辐射器910和发送电磁波到外部或者接收从辐射器910接收的电磁波。
灵敏度确定器950可以扫描所有方向的电磁波并且测量电磁波的灵敏度。灵敏度确定器950可以测量发送到和接收自辐射器910的电磁波的收发灵敏度，并且检测对应于最高收发灵敏度的方向。由灵敏度确定器950获得的检测结果被发送到相位调整器960。
相位调整器960可以接收由灵敏度确定器950获得的检测结果，并且根据检测结果控制辐射器相位。多个辐射器910可以彼此相邻地形成在一个天线900中，而且相位调整器960可以调整多个相邻辐射器910的相位，以相对于辐射图案形成倾斜。对相位调整器960已经参照图19和图20进行了说明。
辐射器910可以从电流馈送器940接收电磁波并且发送电磁波到电流馈送器940，这将参照图24进行说明。
参照图24，形成在基板的一侧的通孔可以被填充有导电材料以形成辐射器910。这里，用于电流馈送器940和辐射器910之间的连接的信号传输线920可以在一个信号传输线920上形成。在这种情况下，信号传输线920可以由与辐射器910相同的导电材料形成。然而，信号传输线920可以不形成在基板上。在这种情况下，电流馈送器940和辐射器910可以直接连接彼此。
因此，辐射器910可以在形成基板的方向上发送和接收电磁波。也就是说，辐射器910在相对于基板垂直的方向上形成，并且因此，在形成基板的方向上执行水平辐射。这里，当谐振频率的波长为λ时，辐射器910的长度可以被设置为1/(4λ)。因此，辐射器的长度910为n/(4λ)(其中n为自然数)。
根据另一实施例的天线900还可以包括在预定方向上反射电磁波的反射板。
此外，根据本发明的另一实施例的无线通信装置可以包括发送和接收电磁波的天线900，以及用于控制电磁波的辐射方向的控制器，而且天线900可以包括基板、辐射器910和电流馈送器940，其与上面的描述相同，并且因此，它们的描述将被省略。
前述示例性实施例仅和优点仅是示例性的，并且不应被解释为限制本发明。本教导可以容易地应用于其它类型的装置。此外，本发明的示例性实施例的描述旨在是说明性的，而不是限制权利要求的范围，并且许多替换、修改和变化对本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (15)

1.一种天线，包括：
第一辐射器；
第二辐射器；
电流馈送器，被配置为将电力供应给第一辐射器和第二辐射器中的至少一个；以及
调整器，被配置为将发送到第一辐射器和第二辐射器以及从第一辐射器和第二辐射器接收的电磁波的收发方向调整为彼此垂直。
2.如权利要求1所述的天线，其中：
所述电流馈送器将电力供应给第一辐射器；以及
所述调整器包括开关，被配置为使第一辐射器和第二辐射器彼此电连接或者使第一辐射器和第二辐射器彼此切断。
3.如权利要求2所述的天线，其中：
第一辐射器和第二辐射器由相同的导电材料形成；以及
当开关被接通时，第一辐射器和第二辐射器彼此连接以形成一个辐射器。
4.如权利要求1所述的天线，其中，第一辐射器和第二辐射器中的至少一个包括多个独立辐射器。
5.如权利要求1所述的天线，其中，所述调整器包括开关，被配置为使第一辐射器和第二辐射器中的至少一个与电流馈送器电连接或者切断。
6.如权利要求5所述的天线，其中：
第一辐射器和第二辐射器由相同的导电材料形成；以及
当开关被接通时，第一辐射器和第二辐射器电连接到电流馈送器以形成一个辐射器。
7.如权利要求1所述的天线，其中，所述调整器将发送到第一辐射器和第二辐射器以及从第一辐射器和第二辐射器接收的电磁波的收发方向调整为彼此水平。
8.如权利要求1所述的天线，其中，所述调整器包括相位调制器，被配置为调整发送到第一辐射器和第二辐射器中的至少一个以及从第一辐射器和第二辐射器中的至少一个接收的电磁波的相位。
9.如权利要求8所述的天线，还包括灵敏度确定器，被配置为确定发送到第一辐射器和第二辐射器中的至少一个以及从第一辐射器和第二辐射器中的至少一个接收的电磁波的灵敏度，
其中，所述相位调制器根据所确定的灵敏度来调整发送的和接收的电磁波的相位。
10.如权利要求1所述的天线，其中，第一辐射器和第二辐射器中的至少一个设置在凹入形成在基板的上表面上的凹槽中。
11.如权利要求1所述的天线，其中：
第一辐射器形成在基板的上表面；以及
第二辐射器形成在基板的通孔中。
12.如权利要求1所述的天线，其中：
第一辐射器形成在基板的上表面；以及
第二辐射器形成在基板的通孔中。
13.如权利要求1所述的天线，还包括至少一个反射板，被配置为在特定方向上反射发送到第一辐射器和第二辐射器以及从第一辐射器和第二辐射器接收的电磁波。
14.一种无线通信装置，包括：
天线，包括第一辐射器、第二辐射器、被配置为将电力供应给第一辐射器和第二辐射器中的至少一个的电流馈送器、以及被配置为将发送到第一辐射器和第二辐射器以及从第一辐射器和第二辐射器接收的电磁波的收发方向调整为彼此垂直的调整器；以及
控制器，被配置为控制天线的操作以执行无线通信。
15.如权利要求14所述的无线通信装置，其中，所述电流馈送器将电力供应给第一辐射器；以及
所述调整器包括开关，被配置为使第一辐射器和第二辐射器彼此电连接或者使第一辐射器和第二辐射器彼此切断。
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