CN105449339B - 一种立体天线及其应用的电子设备和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体天线及其应用的电子设备和使用方法，一种立体天线，包括第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、第五天线，所述第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、第五天线相互独立，并分别与芯片连接，可实现多个天线的组合使用。所述立体天线信号好、工艺简单、成本低。本发明还公开了一种其应用的电子设备和使用方法，所述电子设备包括壳体、电源、芯片、三轴加速度传感器、电路板、以及立体天线，所述电子设备支持多方向刷卡，便利性高。

Description

一种立体天线及其应用的电子设备和使用方法

技术领域

本发明涉及天线技术，具体涉及一种立体天线及其应用的电子设备和使用方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，天线在无线射频领域中应用越来越广泛，如在移动电话、笔记本电脑、个人数字助理、智能手环等小型化、薄型化设备中的应用，都充分体现了天线在设备中应用的重要性。

无线通信的快速发展，导致了产品对天线的要求越来越高，天线的尺寸大小、信号强度、造价问题等因素是影响其应用的关键因素。在无线射频领域中，天线的设置直接影响到信号的强度，现有智能设备中，若为平面线圈，天线设置在一个平面上，只能单个方向刷卡，刷卡距离太近，支付效果差。若为复杂的立体天线，天线所占空间大，工艺复杂，造价成本高。针对现有天线存在的问题，提出了一种立体天线及使用方法。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种立体天线，所述立体天线设置在电路板上，包括第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、第五天线，其特征在于所述第一天线设置在第一平面上，所述第二天线设置在第二平面上、所述第三天线设置在第三平面上、所述第四天线设置在第四平面上、所述第五天线设置在第五平面上，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线、所述第四天线、所述第五天线相互独立，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线、所述第四天线、所述第五天线分别与芯片连接，所述芯片为MCU芯片。

进一步，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线、所述第四天线、所述第五天线与所述芯片通过接口连接。

进一步，所述接口为ACLB接口、DCLB接口或NFC-WI接口。

进一步，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线、所述第四天线、所述第五天线连接的芯片上设置有数字开关，控制与所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线、所述第四天线、所述第五天线的连接。

进一步，所述芯片向所述立体天线发送指令，使所述数字开关闭合，所述数字开关可控制不同天线组合闭合，构成不同方向的立体天线。

进一步，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线、所述第四天线、所述第五天线的形状可以为长方形、圆形或三角形。

进一步，所述立体天线可以为有源天线，也可以为无源天线。

进一步，一种电子设备，其特征在于所述电子设备包括壳体、电源、芯片、三轴加速度传感器、电路板、立体天线，所述三轴加速度传感器与所述立体天线设置在电路板上与所述芯片连接，所述芯片为MCU芯片。

进一步，所述三轴加速度传感器与所述芯片通过接口连接，所述接口为SPI接口或I²C接口。

进一步，一种立体天线的使用方法，其中立体天线为上述的立体天线，该方法包括如下步骤：

步骤S1、立体天线通过三轴加速度传感器获知芯片的刷卡方向；

步骤S2、芯片通过判断刷卡方向选择闭合相应的天线上的数字开关；

步骤S3、芯片与相应的闭合立体天线连接；

步骤S4、芯片与读卡装置完成数据交互。

本发明所述的立体天线，增加了天线在各个面上的天线面积，使得穿过天线的磁通量增加，增强了天线的磁感信号，实现了电子设备的多向刷卡，且本发明所述的立体天线结构简单，造价低，节省了立体天线的成本。

附图说明

图1是本发明的立体天线与芯片的平铺连接图。

图2是本发明的电子设备主体的示意图。

图3是本发明长方形天线示意图。

图4是本发明圆形天线示意图。

图5是本发明三角形天线示意图。

图6是本发明的电子设备的内部模块图。

图7是本发明的三轴加速度传感器的立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

实施例一

如图1所示，为本发明的立体天线与芯片的平铺连接图，一种立体天线，所述立体天线设置在电路板1上，所述电路板位于如图2所示的电子设备主体的底面16上，所述电子设备主体设有第一平面11、第二平面12、第三平面13、第四平面14、第五平面15、底面16，所述第一平面11与第二平面12相对，所述第四平面14与第三平面13相对，所述第五平面15与底面16相对，该立体天线包括第一天线111、第二天线121、第三天线131、第四天线141、第五天线151，所述第一天线111设置在第一平面11上，所述第二天线121设置在第二平面12上、所述第三天线131设置在第三平面13上、所述第四天线141设置在第四平面14上、所述第五天线151设置在第五平面15上，所述第一天线111、所述第二天线121、所述第三天线131、所述第四天线141、所述第五天线151相互独立，所述第一天线111、所述第二天线121、所述第三天线131、所述第四天线141、所述第五天线151分别与芯片17连接，所述芯片17为MCU控制单元。底面16上未设置天线，是因为在实际使用中底面与身体接触或被固定住，在实际使用中不会被使用到。

所述第一天线111与所述第二天线121、所述第三天线131、所述第四天线141、所述第五天线151与所述芯片17通过接口连接，所述接口可以为ACLB接口、DCLB接口或NFC-WI接口。

所述第一天线111、所述第二天线121、所述第三天线131、所述第四天线141、所述第五天线151连接的芯片17上设置有数字开关，控制与所述第一天线111、所述第二天线121、所述第三天线131、所述第四天线141、所述第五天线151的连接。

所述芯片17向立体天线发送指令，使所述数字开关闭合，所述数字开关可控制不同天线组合闭合，构成不同方向的立体天线，其中第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、第五天线的形状可以为如图3、图4和图5所示的长方形、圆形或三角形，所述立体天线可以为有源天线，也可以为无源天线。

实施例二

在下文中，将对与之前的示例性实施方式不同的具体部分进行描述。

另外，在该示例性实施方式中，为了更好的理解和便于描述，相同的组成元件由与之前的示例性实施方式相同的附图标记表示。

一种电子设备，包括壳体、芯片、三轴加速度传感器、电路板和如上所述的立体天线。所述电子设备的内部构造如图6所示，所述芯片为MCU芯片，所述三轴加速度传感器如图7所示。所述三轴加速度传感器与所述芯片通过接口连接，所述接口可以为SPI接口或I²C接口。

其中MCU芯片上设置有射频放大器，当刷卡时，如图2所示的A点时，通过三轴加速度传感器得到刷卡方向为A方向，三轴加速度传感器将刷卡方向告知MCU芯片，MCU芯片经数字开关将第一天线111、第三天线131、第五天线151连通，构成立体天线，MCU芯片经射频放大器将信号放大，驱动第一天线111、第三天线131、第五天线151工作，组合的立体天线将信号馈给芯片，所述立体天线为有源天线，完成与读卡器的数据交互，解决了刷卡距离太近，芯片刷卡方向单一，支付效果差的问题，改善了支付体验。同时因天线的结构简单，制造成本低，在提高了用户体验的同时，降低了立体天线成本。

实施例三

在下文中，将对与之前的示例性实施方式不同的特定部分进行描述。另外，在该示例性实施方式中，为了更好的理解和便于描述，相同的组成元件由与之前的示例性实施方式相同的附图标记表示。

一种电子设备，当刷卡时，如图2所示的B点时，通过三轴加速度传感器得到刷卡方向为B方向，三轴加速度传感器将刷卡方向告知MCU芯片，MCU芯片经数字开关将第二天线121、第三天线131连通，构成立体天线，磁感信号在第二天线121和第三天线131组合的立体天线经过时，产生电流，新组合的立体天线将信号馈给芯片，所述立体天线为无源天线，完成与读卡器的数据交互，解决了芯片刷卡方向单一，支付效果差的问题，改善了支付体验。同时因天线的结构简单，制造成本低，在提高了用户体验的同时，降低了立体天线成本。

实施例四

在下文中，将对与之前的示例性实施方式不同的特定部分进行描述。另外，在该示例性实施方式中，为了更好的理解和便于描述，相同的组成元件由与之前的示例性实施方式相同的附图标记表示。

一种电子设备，所述数字开关与所述芯片集成于一张芯片上，当刷卡时，如图2所示的B点时，通过三轴加速度传感器得到刷卡方向为B方向，三轴加速度传感器将刷卡方向告知MCU芯片，MCU芯片经数字开关将第二天线121、第三天线131连通，构成立体天线，所述立体天线为无源天线，磁感信号在第二天线121和第三天线131组合的立体天线经过时，产生电流，新组合的立体天线将信号馈给芯片，完成与读卡器的数据交互，解决了芯片刷卡方向单一，支付效果差的问题，改善了支付体验。同时因天线的结构简单，制造成本低，在提高了用户体验的同时，降低了立体天线成本。

与上述实施例一到四所述的立体天线相配合的使用方法如下，包括如下步骤：

步骤S1、立体天线通过三轴加速度传感器获知芯片的刷卡方向，三轴加速度传感器将刷卡方向信息传送给芯片；其中立体天线具有以上实施例一到四所述的结构；

步骤S2、通过判断刷卡方向，立体天线的MCU芯片控制数字开关，选择闭合相应的天线上的数字开关，选择闭合两个天线或三个天线；

例如，判断刷卡方向是B方向，三轴加速度传感器将刷卡方向告知MCU芯片，MCU芯片经数字开关将第二天线121、第三天线131连通，构成立体天线。

步骤S3、芯片与相应的闭合立体天线连接，闭合天线组成刷卡方向上的立体天线，立体天线内产生电流，将相应的信息传递给芯片；

步骤S4、芯片通过天线将信号发送给读卡装置，与读卡装置完成数据交互。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种立体天线，所述立体天线设置在电路板上，包括第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、第五天线，其特征在于所述第一天线设置在第一平面上，所述第二天线设置在第二平面上、所述第三天线设置在第三平面上、所述第四天线设置在第四平面上、所述第五天线设置在第五平面上，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线、所述第四天线、所述第五天线相互独立，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线、所述第四天线、所述第五天线分别与芯片连接，所述芯片为MCU芯片；

所述MCU芯片上设置有射频放大器和数字开关，所述芯片向立体天线发送指令，使所述数字开关闭合，所述数字开关控制不同天线组合闭合，构成不同方向的立体天线；

当刷卡时，确定刷卡方向，所述MCU芯片经所述射频放大器将信号放大，通过数字开关闭合驱动相应方向的立体天线工作，组合的立体天线将信号反馈给芯片。

2.如权利要求1所述的立体天线，其特征在于所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线、所述第四天线、所述第五天线与所述芯片通过接口连接。

3.如权利要求2所述的立体天线，其特征在于所述接口为ACLB接口、DCLB接口或NFC-WI接口。

4.如权利要求3所述的立体天线，其特征在于所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线、所述第四天线、所述第五天线的形状为长方形、圆形或三角形。

5.如权利要求4所述的立体天线，其特征在于所述立体天线可以为有源天线，也可以为无源天线。

6.一种电子设备，其特征在于所述电子设备包括壳体、电源、芯片、三轴加速度传感器、电路板、如权利要求1-5任一所述的立体天线，所述三轴加速度传感器与所述立体天线设置在电路板上与所述芯片连接，所述芯片为MCU芯片。

7.如权利要求6所述的电子设备，其特征在于所述三轴加速度传感器与所述芯片通过接口连接，所述接口为SPI接口或I²C接口。

8.一种立体天线的使用方法，其中立体天线为权利要求1-5任一所述的立体天线，该方法包括如下步骤：

步骤S1、立体天线通过三轴加速度传感器获知芯片的刷卡方向；

步骤S2、芯片通过判断刷卡方向选择闭合相应的天线上的数字开关；所述芯片向立体天线发送指令，使所述数字开关闭合，所述数字开关控制不同天线组合闭合，构成不同方向的立体天线；

步骤S3、芯片与相应的闭合立体天线连接，经射频放大器将信号放大，驱动相应的天线工作，接收立体天线放大后的信号；

步骤S4、芯片与读卡装置完成数据交互。