CN105514576B - 一种变换器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种变换器，所述变换器包括连续排布于移动通信设备外边沿的、纵长延伸的、包覆移动通信设备外边沿的主体部，位于移动通信设备中与所述主体部部分间隔设置的印刷电路板，自所述印刷电路板延伸出与所述主体部相连接的第一连接部和第二连接部，位于所述第一连接部和第二连接部之间、连接所述主体部和所述印刷电路板的第一馈电部和第二馈电部，以及分别控制所述第一馈电部和第二馈电部的第一控制部和第二控制部，所述第一馈电部和第二馈电部之间相间隔。

Description

一种变换器
【技术领域】
本发明涉及一种变换器，尤其指一种用于移动通信设备的电磁波变换器。
【背景技术】
金属边框的手机手感好，满足了用户对审美的要求，是很多品牌厂商的旗舰产品所选择的技术，同时金属边框能够作为变换器(天线)的一部分，因此越来越多的手机边框被用作天线的一部分。但由于受到天线技术的限制，金属边框手机通常设置有断点，而断点则影响了手机的美观，因此目前市场上很少见到全金属边框的手机。
中国专利公告第CN201420551405号公开了一种闭环(无缝隙)金属边框3G天线，可以实现的工作频段为824MHz～960MHz以及1710MHz～2170MHz。
请参考图1所示，该闭环金属边框3G天线，适用于具有金属边框结构的移动终端，包括金属边框、PCB板和天线走线。金属边框由第一边框102、第二边框103、第三边框104、第四边框105组成。PCB板包括金属区域100和净空区域101，净空区域101左、右两端延伸至金属区域的两边分别设置了使得PCB板与金属边框电气连接的第一接地点111和第二接地点112。
天线走线设置在PCB板的净空区域101中，天线走线包括馈电部分、天线槽部分和寄生部分。其中，天线槽部分包括第一槽301、第二槽302和第三槽303，第一槽301和第二槽302形成一槽型辐射回路，组成天线走线的低频段的第一次模，实现824-960MHz频段，此外，该天线槽的第二次模用于产生第一高频，实现1710-1990MHz的频段。但该现有技术的闭环金属边框天线为3G天线，不能实现4G技术的高频，即2300以上的高频，使用范围十分有限。
因此，为了克服上述缺陷，有必要提供一种改进的变换器。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种变换器。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种变换器，所述变换器包括连续排布于移动通信设备外边沿的、纵长延伸的、包覆移动通信设备外边沿的主体部，位于移动通信设备中与所述主体部部分间隔设置的印刷电路板，自所述印刷电路板延伸出的第一连接部和第二连接部，位于所述第一连接部和第二连接部之间、连接所述主体部和所述印刷电路板的第一馈电部和第二馈电部，以及分别控制所述第一馈电部和第二馈电部的第一控制部和第二控制部，所述第一馈电部和第二馈电部之间相间隔，所述第一连接部、第二连接部远离所述移动通信设备中心的一端为末端，所述第一连接部、第二连接部与所述主体部之间的距离小于所述印刷电路板其他部位与所述主体部之间的距离。
优选地，所述主体部、第一馈电部、印刷电路板、和第一连接部围成第一变换器，所述主体部、第一馈电部、印刷电路板和第二连接部围成第二变换器，所述变换器还包括第三变换器以及连接第三变换器与所述第二控制部的第一开关电路，所述第三变换器位于所述主体部与所述印刷电路板之间，所述第三变换器与所述第二馈电部连接，所述第二控制部控制第一开关电路从而控制第三变换器的工作状态。
优选地，所述第一变换器还包括连接所述主体部和印刷电路板的第一短接部，所述第二变换器还包括连接所述主体部和印刷电路板的第二短接部，通过调节所述第一短接部和第二短接部的位置调节所述第一变换器和第二变换器的带宽和频率。
优选地，所述第一变换器呈L形，所述第二变换器呈L形，所述第二变换器的总长度大于所述第一变换器。
优选地，所述变换器还包括连接所述第三变换器和主体部的第二馈电部，所述第二馈电部一端连接所述主体部，另一边连接所述第三变换器。
优选地，所述第三变换器位于所述第二变换器区域内，或者位于第二变换器区域内的部分比位于第一变换器区域内的部分长度更长。
优选地，所述第三变换器与所述第二馈电部形成T字型，所述第一开关电路连接所述第三变换器的一端。
优选地，所述第三变换器沿水平方向延伸，所述第二馈电部沿垂直于所述第三变换器的竖直方向延伸，所述第二馈电部将所述第三变换器分为较短的第一支臂和较长的第二支臂，所述第一开关电路连接于所述第一支臂相背于所述第二支臂的一端。
优选地，所述第一变换器包括沿水平方向延伸的第一段和沿竖直方向延伸的第二段，所述第二段与所述第一连接部连接，所述第三变换器与所述第一变换器的第一段平行，位于所述第一段与所述印刷电路板之间。
优选地，所述第二变换器包括沿水平方向延伸的第一侧臂和沿竖直方向延伸的第二侧臂，所述第二侧臂与所述第二连接部连接。
优选地，所述变换器还包括第三馈电部，所述第一连接部、第三馈电部、印刷电路板以及主体部在移动通信设备中、所述印刷电路板的相背于所述第一变换器的另一侧围成第四变换器。
优选地，所述第四变换器呈L形。
优选地，所述变换器还包括第四馈电部和控制所述第四馈电部的第三控制部，所述第四馈电部、所述第二连接部、印刷电路板及主体部在在移动通信设备中、所述印刷电路板的相背于所述第二变换器的另一侧围成第五变换器，第三控制部控制第四馈电部的工作状态。
优选地，所述第五变换器为L形。
优选地，所述变换器还包括第二开关电路，所述第二开关电路位于所述第五变换器中。
优选地，所述变换器还包括至少一个第三开关电路，所述第三开关电路位于所述第三馈电部和第四馈电部之间，所述第三馈电部、印刷电路板、主体部以及第三开关电路围成第六变换器，所述第四馈电部、印刷电路板、主体部以及第三开关电路围成第七变换器。
优选地，所述第三开关电路的数量为两个。
相较于现有技术，本发明变换器有以下优点：通过封闭的主体部作为移动通信设备的变换器，该变换器具有结构简单、效率好，频带覆盖广的优点。
【附图说明】
图1为现有技术变换器的示意图。
图2为本发明变换器的第一较佳实施例的示意图。
图3为本发明变换器的第一较佳实施例的另一工作状态的示意图。
图4为本发明变换器的第二较佳实施例的示意图。
【具体实施方式】
本发明的较佳实施例的一种变换器，用于将在电子设备内的传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换，所述变换器包括连续排布于移动通信设备外边沿的、纵长延伸的、包覆移动通信设备外边沿的主体部，位于移动通信设备中与所述主体部部分间隔设置的印刷电路板，自所述印刷电路板延伸出的第一连接部和第二连接部，位于所述第一连接部和第二连接部之间、连接所述主体部和所述印刷电路板的第一馈电部和第二馈电部，以及分别控制所述第一馈电部和第二馈电部的第一控制部和第二控制部，所述第一馈电部和第二馈电部之间相间隔，所述第一连接部、第二连接部远离所述移动通信设备中心的一端为末端，所述第一连接部、第二连接部与所述主体部之间的距离小于所述印刷电路板其他部位与所述主体部之间的距离。通过两个馈电部，本发明变换器能够根据需要选择不同的馈电部给主体部馈电，从而使变换器能够工作在更多的频带上。
主体部、第一馈电部、印刷电路板、和第一连接部围成第一变换器，主体部、第一馈电部、印刷电路板和第二连接部围成第二变换器。
在本发明第一较佳实施例中，变换器还包括第三变换器以及连接第三变换器与第二控制部的第一开关电路，第三变换器位于主体部与所述印刷电路板之间，所述第三变换器与所述第二馈电部连接，所述第二控制部控制第一开关电路从而控制第三变换器的工作状态。本发明第二较佳实施例中，变换器不具有连接第二馈电部连接的第三变换器，而是只有第二馈电部连接主体部和印刷电路板。两种实施方式都能够根据需要选择不同的馈电部给主体部馈电，从而使变换器能够工作在更多的频带上。
印刷电路板中分布有面积较大的金属层作为变换器的接地部，其他实施例中，变换器也可以不具有印刷电路板，而具有位于移动电子设备中、独立于印刷电路板外的接地部。接地部可以是金属板构成或者由其他可以作为接地部的材料制成。
具体地，请参照图2和图3所示，本发明第一较佳实施例的一种变换器1，用于将在电子设备内的传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换，变换器包括连续排布于移动通信设备外边沿的、纵长延伸的、包覆移动通信设备外边沿的主体部10，位于移动通信设备中与主体部10部分间隔设置的印刷电路板12，自印刷电路板12延伸出的第一连接部121和第二连接部122，位于第一连接部121和第二连接部122之间、连接主体部10和印刷电路板12的第一馈电部17和第二馈电部16，以及分别控制第一馈电部17和第二馈电部16的第一控制部T1和第二控制部T3，第一馈电部17和第二馈电部16之间相间隔。第一连接部121、第二连接部122远离移动通信设备中心的一端为末端，第一连接部121、第二连接部122与主体部10之间的距离小于印刷电路板12其他部位与主体部10之间的距离。本实施例中，第一连接部121连接主体部10，第二连接部122连接主体部10，即第一连接部121、第二连接部122的末端与主体部10之间的距离为零，其他实施例中，也可以根据需要使第一连接部121和第二连接部122与主体部10之间有一定的距离。通过两个馈电部，本发明变换器1能够根据需要选择不同的馈电部给主体部10馈电，从而使变换器1能够工作在更多的频带上。
变换器1还包括第三变换器15以及连接第三变换器15与第二控制部T3的第一开关电路S1，第三变换器15位于主体部10与所述印刷电路板12之间，第三变换器15与第二馈电部16连接。第二控制部T3控制第一开关电路S1从而控制第三变换器15的工作状态。
印刷电路板12与主体部10之间形成变换器空间11。印刷电路板12具有连接主体部10不同位置的第一连接部121和第二连接部122。第一连接部121和第二连接部122在水平方向分别位于移动通信设备中的左右两侧，与主体部10相连后，将变换器空间11分为上下两部分分别位于印刷电路板12相背的两侧。主体部10、第一馈电部17、印刷电路板12、和第一连接部121围成第一变换器501。主体部10、第一馈电部17、印刷电路板12和第二连接部122围成第一变换器502。变换器1还包括第三变换器15、连接第三变换器15和印刷电路板12的第一开关电路S1以及控制第一开关电路S1的第二控制部T3。第三变换器15位于主体部10与印刷电路板12之间的变换器空间11中，第二控制部T3控制第一开关电路S1从而控制第三变换器15的工作状态。本实施例中，第一变换器501呈L形，第一变换器502呈L形，第一变换器502的总长度大于第一变换器501。
主体部10位于第一变换器501的部分为第一变换器501主体部13，主体部10位于第一变换器502的部分为第一变换器502主体部14。第一变换器501主体部13呈L形，它与印刷电路板12之间形成的开槽131也为L形。第一变换器502主体部14呈L形，它与印刷电路板12之间形成的开槽141也为L形。第一变换器501主体部13的总长度小于第一变换器502主体部14的总长度。第一变换器501主体部13包括沿水平方向延伸的第一段132和沿竖直方向延伸的第二段133，第二段133与第一连接部121连接。第一变换器502主体部14包括沿水平方向延伸的第一侧臂142和沿竖直方向延伸的第二侧臂143，第二侧臂143与第二连接部122连接。第三变换器15与第一变换器502的第一侧臂142平行，位于第一段132与印刷电路板12之间。
本实施例中第一段132与第二段133垂直，第一侧臂142与第二侧臂143垂直。其他实施例中，第一段132和第二段133之间也可以不是垂直关系，而是呈一定的角度，第一侧臂142和第二侧臂143之间也可以不是垂直关系，而是呈一定的角度。
第一变换器501还包括连接主体部10和印刷电路板12的第一短接部134，第一变换器502还包括连接主体部10和印刷电路板12的第二短接部144。第一短接部134可以根据需要调整与第一变换器501金属框13、印刷电路板12连接的位置，第二短接部144可以根据需要调整与第一变换器502金属框14、印刷电路板12连接的位置。通过调节第一短接部134和第二短接部144的位置调节第一变换器501和第一变换器502的带宽和频率。变换器1中并不一定具有第一短接部134和/或第二短接部144，其他实施例中，也可以有选择的设置一个短接部或者不设置短接部。
本实施例中，变换器1还包括连接第三变换器15和主体部10的第二馈电部16，第二馈电部16一端连接主体部10，另一边连接第三变换器15。第三变换器15位于第一变换器502区域内。
第三变换器15与第二馈电部16形成T字型，第一开关电路S1连接第三变换器15的一端。第三变换器15沿水平方向延伸，第二馈电部16沿垂直于第三变换器15的竖直方向延伸，第二馈电部16将第三变换器15分为较短的第一支臂151和较长的第二支臂152，第一开关电路S1连接于第一支臂151相背于第二支臂152的一端。当第二控制部T3控制第一开关电路S1导通时，第二馈电部16、第一开关电路S1、主体部10、第一连接部121以及印刷电路板12形成新的第一变换器601。第二馈电部16、第一开关电路S1、主体部10、第二连接部122以及印刷电路板12形成新的第二变换器602。新的第一变换器601、新的第二变换器602和原第一变换器501、第一变换器502的频带互相补充，变换器1根据需要匹配适当的第一馈电部17或第二馈电部16，从而使得变换器1的频带覆盖范围更广，效果更好。请参照图3所示，当第二控制部T3控制第一开关电路S1导通时，第三变换器15工作于850MHz、900MHz、B38、B40、B41频段。第一开关电路S1可以是接地电路、可以是开路(断开)电路、可以是射频馈电电路，也可以是上述的组合。
当第二馈电部16作为馈电部时，第三变换器并不完全位于第一变换器502区域内，而是被第二馈电部16分割，第一支臂151位于第一变换器501区域内，第二支臂152位于第一变换器502区域内。即第三变换器位于第一变换器502区域内的部分比位于第一变换器501区域内的部分长度更长。
变换器1还包括第三馈电部18，第一连接部121、第三馈电部18、印刷电路板12以及主体部10在印刷电路板12的相背于第一变换器501的另一侧围成第四变换器504。本实施例中第四变换器504呈L形。
变换器1还包括第四馈电部19和控制第四馈电部19的第三控制部T2，第四馈电部19、第二连接部122、印刷电路板12及主体部10在在移动通信设备中、印刷电路板12的相背于第一变换器502的另一侧围成第五变换器505。本实施例中，第五变换器505为L形。
变换器1还包括第二开关电路S2，第二开关电路S2位于第五变换器505中。通过调节第二开关电路S2的位置可调节第五变换器505的频率和带宽。其他实施例中也可以不包括第二开关电路S2。
变换器1还包括至少一个第三开关电路S3，第三开关电路S3位于第三馈电部18和第四馈电部19之间。第三馈电部18、印刷电路板12、主体部10以及第三开关电路S3围成第六变换器506，第四馈电部19、印刷电路板12、主体部10以及第三开关电路S3围成第七变换器507。本实施例中，第三开关电路S3的数量为两个，相间隔的位于第三馈电部18和第四馈电部19之间。其他实施例中，第三开关电路S3的数量也可以为一个。
第四变换器504和第六变换器506作为辅助变换器，对第一变换器501、第一变换器502、第三变换器进行补充，使变换器1的性能更稳定。
工作时，如下表1中所示，根据需要调整控制电路并选择连接不同的变换器。通过第一开关电路S1、第一控制部T1的不同工作状态，可实现第一变换器501、第一变换器502和第三变换器15对全频段699-2690MHz的覆盖。通过第二开关电路S2和第三开关电路S3的不同工作状态，可实现对B12、1800MHz、1900MHz、2100MHz、B38、B40、B41频段的支持。通过控制第三控制部T2和第三开关电路S3的工作状态，可实现对GPS、WiFi、Bluetooth协议下所需频段的覆盖，从而使得变换器1能够覆盖移动通信设备所需的全频段。表2所示显示了不同馈电部工作时不同变换器的工作效率，从表2可以看出，本发明变换器1在B12、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、B38、B40、B41频带都有很好的工作效率，满足现代移动通信设备的需要。
Figure BDA0000894541970000111
表1
Figure BDA0000894541970000112
表2
请参照图4所示，本发明第二较佳实施例的一种变换器2，用于将在电子设备内的传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换。变换器2包括连续排布于移动通信设备外边沿的、纵长延伸的、包覆移动通信设备外边沿的主体部20，位于移动通信设备中与主体部20部分间隔设置的印刷电路板22，自印刷电路板22延伸出于主体部20相连接的第一连接部221和第二连接部222，位于第一连接部221和第二连接部222之间、连接主体部20和印刷电路板22的第一馈电部26和第二馈电部27，以及分别控制第一馈电部26和第二馈电部27的第一控制部C1和第二控制部C2，第一馈电部26和第二馈电部27之间相间隔。第一连接部221、第二连接部222远离移动通信设备中心的一端为末端，第一连接部221、第二连接部222与主体部20之间的距离小于印刷电路板22其他部位与主体部20之间的距离。本实施例中，第一连接部221连接主体部20，第二连接部222连接主体部20，即第一连接部221、第二连接部222的末端与主体部20之间的距离为零，其他实施例中，也可以根据需要使第一连接部221和第二连接部222与主体部20之间有一定的距离。通过两个馈电部，本实施例中的变换器2能够根据需要选择不同的馈电部给主体部20馈电，从而使变换器2能够工作在更多的频带上。
第二较佳实施例的变换器2与第一较佳实施例的变换器1相似，第四变换器(未标号)、第五变换器(未标号)、第六变换器(未标号)以及第七变换器(未标号)与第一较佳实施例的变换器1都相同，与第一较佳实施例的变换器1不同的是，第二较佳实施例的变换器2不包括第三变换器15，而是提供了两个馈电部，根据不同的需要选择不同的馈电部，从而实现不同频带的电磁波变换。
在一个或多个实施例中，移动通信设备为移动蜂窝通信设备，如智能手机、智能手表、平板电脑等具备无线通信功能的设备。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (15)

1.一种变换器，其特征在于，所述变换器包括：
连续排布于移动通信设备外边沿的、纵长延伸的、包覆移动通信设备外边沿的主体部，
位于移动通信设备中与所述主体部部分间隔设置的印刷电路板，自所述印刷电路板延伸出的第一连接部和第二连接部，位于所述主体部与所述印刷电路板之间的第三变换器，连接所述连续排布的主体部和所述印刷电路板的第一馈电部，连接第三变换器和所述主体部的第二馈电部，分别控制所述第一馈电部和第二馈电部的第一控制部和第二控制部，以及连接第三变换器和第二控制部的第一开关电路，所述第一馈电部和第二馈电部位于所述印刷电路板的中轴线的一侧，且所述第二馈电部位于所述第一馈电部的靠近所述印刷电路板的中轴线的同一侧，
其中，所述第一馈电部和第二馈电部之间相间隔，所述第一连接部、第二连接部远离所述移动通信设备中心的一端为末端，所述第一连接部、第二连接部与所述连续排布的主体部之间的距离为零或者小于所述印刷电路板其他部位与所述主体部之间的距离，
其中，所述主体部、第一馈电部、印刷电路板以及第一连接部围成第一变换器，所述主体部、第一馈电部、印刷电路板以及第二连接部围成第二变换器，并且所述第三变换器位于所述第二变换器的区域内并通过第二馈电部连接至所述主体部，以及
其中，在所述第二控制部控制第一开关电路导通时，所述主体部、第二馈电部、第一开关电路、印刷电路板以及第一连接部围成新的第一变换器，所述主体部、第二馈电部、第一开关电路、印刷电路板以及第二连接部围成新的第二变换器，第三变换器被第二馈电部分割，从而第三变换器的第一支臂位于新的第一变换器的区域中且第三变换器的第二支臂位于新的第二变换器的区域中。
2.如权利要求1所述的变换器，其特征在于：所述第一变换器还包括连接所述主体部和印刷电路板的第一短接部，所述第二变换器还包括连接所述主体部和印刷电路板的第二短接部，通过调节所述第一短接部和第二短接部的位置调节所述第一变换器和第二变换器的带宽和频率。
3.如权利要求1所述的变换器，其特征在于：所述第一变换器呈L形，所述第二变换器呈L形，所述第二变换器的总长度大于所述第一变换器。
4.如权利要求1所述的变换器，其特征在于：所述第三变换器的第二支臂比第一支臂长度更长。
5.如权利要求4所述的变换器，其特征在于：所述第三变换器与所述第二馈电部形成T字型，所述第一开关电路连接所述第三变换器的一端。
6.如权利要求5所述的变换器，其特征在于：所述第三变换器沿水平方向延伸，所述第二馈电部沿垂直于所述第三变换器的竖直方向延伸，所述第一开关电路连接于所述第一支臂相背于所述第二支臂的一端。
7.如权利要求4所述的变换器，其特征在于：所述第一变换器包括沿水平方向延伸的第一段和沿竖直方向延伸的第二段，所述第二段与所述第一连接部连接，所述第三变换器与所述第一变换器的第一段平行，位于所述第一段与所述印刷电路板之间。
8.如权利要求7所述的变换器，其特征在于：所述第二变换器包括沿水平方向延伸的第一侧臂和沿竖直方向延伸的第二侧臂，所述第二侧臂与所述第二连接部连接。
9.如权利要求1所述的变换器，其特征在于：所述变换器还包括第三馈电部，所述第一连接部、第三馈电部、印刷电路板以及主体部在移动通信设备中、所述印刷电路板的相背于所述第一变换器的另一侧围成第四变换器。
10.如权利要求9所述的变换器，其特征在于：所述第四变换器呈L形。
11.如权利要求10所述的变换器，其特征在于：所述变换器还包括第四馈电部和控制所述第四馈电部的第三控制部，所述第四馈电部、所述第二连接部、印刷电路板及主体部在在移动通信设备中、所述印刷电路板的相背于所述第二变换器的另一侧围成第五变换器，第三控制部控制第四馈电部的工作状态。
12.如权利要求11所述的变换器，其特征在于：所述第五变换器为L形。
13.如权利要求12所述的变换器，其特征在于：所述变换器还包括第二开关电路，所述第二开关电路位于所述第五变换器中。
14.如权利要求11所述的变换器，其特征在于：所述变换器还包括至少一个第三开关电路，所述第三开关电路位于所述第三馈电部和第四馈电部之间，所述第三馈电部、印刷电路板、主体部以及第三开关电路围成第六变换器，所述第四馈电部、印刷电路板、主体部以及第三开关电路围成第七变换器。
15.如权利要求14所述的变换器，其特征在于：所述第三开关电路的数量为两个。
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