CN109004342A - 天线系统、电子设备和天线频段调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线系统、电子设备和天线频段调节方法。其中，天线系统，包括：辐射体，辐射体用于发射或接受辐射信号；第一缝隙，第一缝隙沿辐射体长度方向设置于辐射体的一端，第一缝隙上设有第一调频元件；第二缝隙，第二缝隙设置于辐射体的另一端，第二缝隙上设有第二调频元件；控制单元，控制单元分别与辐射体、第一调频元件和第二调频元件通信连接，用于控制辐射体工作、以及通过第一调频元件和第二调频元件调节第一缝隙和第二缝隙的长度。本发明实施例的天线系统、电子设备和天线频段调节方法，能够利用一个辐射体实现全频段调整，具有尺寸小、能够简单方便地调节天线方向性及频带宽度的优点。

Description

天线系统、电子设备和天线频段调节方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种天线系统、电子设备和天线频段调节方法。

背景技术

由于全金属的电子设备具有美观、有质感，以及有利于散热的优点，因此，越来越多的电子设备青睐于采用全金属外壳。

目前，针对全金属外壳的天线设计主要是通过预留固定缝隙的方式进行信号的辐射。为了实现LTE天线和WLAN天线的不同频段的切换，设置两个辐射体，每个辐射体对应不同长度的耦合缝隙，并且通过连通不同的辐射体对辐射频段进行切换。

这种方式具有一定的局限性且无法改变，导致天线方向性和频带宽度难以达到理想的状态。同时，现有的LTE天线和WLAN天线的尺寸较大，不利于小型化产品的发展趋势。

发明内容

为解决上述问题，本发明实施例提供一种天线系统、电子设备和天线频段调节方法，能够利用一个辐射体实现全频段调整，具有尺寸小、能够简单方便地调节天线方向性及频带宽度的优点。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种天线系统，包括：

辐射体，辐射体用于发射或接受辐射信号；

第一缝隙，第一缝隙沿辐射体长度方向设置于辐射体的一端，第一缝隙上设有第一调频元件；

第二缝隙，第二缝隙设置于辐射体的另一端，第二缝隙上设有第二调频元件；

控制单元，控制单元分别与辐射体、第一调频元件和第二调频元件通信连接，用于控制辐射体工作、以及通过第一调频元件和第二调频元件调节第一缝隙和第二缝隙的长度。

进一步地，第一调频元件包括多个第一开关，多个第一开关沿第一缝隙的长度方向依次设置于第一缝隙上，且多个第一开关分别与控制单元通信连接。

进一步地，多个第一开关分别按照预设的天线场型设置于第一缝隙上。

进一步地，第二调频元件包括多个第二开关，多个第二开关沿第二缝隙的长度方向依次设置于第二缝隙上，且多个第二开关分别与控制单元通信连接。

进一步地，多个第二开关分别按照预设的天线场型设置于第二缝隙上。

进一步地，还包括：

检测单元，检测单元与控制单元连接，检测单元检测辐射信号，并将检测结果反馈给控制单元，使控制单元根据检测结果控制第一调频元件和第二调频元件。

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括上述的天线系统。

进一步地，还包括金属外壳，金属外壳上开设有第一缝隙和第二缝隙，辐射体设置于金属外壳上。

本发明实施例又提供了一种天线频段调节方法，应用于上述的天线系统，方法包括：

控制单元向第一调频元件发送第一调频指令、向第二调频元件发送第二调频指令；

第一调频元件根据第一调频指令改变第一缝隙的长度，第二调频元件根据第二调频指令改变第二缝隙的长度。

进一步地，天线系统还包括检测单元，检测单元与控制单元连接；方法还包括：

检测单元检测辐射信号，并将检测结果反馈给控制单元；

控制单元根据检测结果生成第一调频指令和第二调频指令。

本发明实施例的天线系统、电子设备和天线频段调节方法，其仅采用一个辐射体，并在辐射体两端对称设有第一缝隙和第二缝隙，在需要调节天线系统的频段时，只需要通过控制单元控制第一调频元件和第二调频元件调节第一缝隙和第二缝隙的长度即可，不但能够在仅采用一个辐射体的情况下简单、方便地调节频带宽度和天线方向，还能够减小天线系统的尺寸、节约天线系统的成本。

附图说明

图1为本发明实施例的天线系统的结构示意图；

图2为图1所示的天线系统的局部放大图；

图3为本发明实施例的天线系统第一状态时的辐射信号分布图；

图4为本发明实施例的天线系统第二状态时的辐射信号分布图。

具体实施方式

下面，结合附图，对本发明实施例的结构以及工作原理等作进一步的说明。

如图1-2所示，本发明实施例的天线系统，包括一个辐射体1，以及第一缝隙2、第二缝隙3和控制单元。辐射体1用于发射或接受辐射信号。第一缝隙2沿辐射体1长度方向设置于辐射体1的一端，第一缝隙2上设有第一调频元件。第二缝隙设置于辐射体1的另一端，第二缝隙3上设有第二调频元件。其中，控制单元分别与辐射体1、第一调频元件和第二调频元件通信连接，能够用于控制辐射体1工作、以及通过第一调频元件和第二调频元件调节第一缝隙2和第二缝隙3的长度。

由于在本发明实施例中，辐射体1与第一缝隙2和第二缝隙3共线设置，因此，辐射体1与缝隙之间无需有馈入连接，通过辐射体1与第一缝隙2、第二缝隙3的耦合即可实现对辐射体1的频段的调整。另外，在本发明实施例中，用于与辐射体1耦合的第一缝隙2和第二缝隙3可调，因此，仅采用一个辐射体1即可简单、方便地调节频带宽度和天线方向，通过改变第一缝隙2和第二缝隙3的尺寸实现天线系统的全频段调整。另外，本发明实施例还能够减小天线系统的尺寸、节约天线系统的成本。

在本发明实施例中，第一调频元件可以包括多个第一开关，多个第一开关沿第一缝隙2的长度方向依次设置于第一缝隙2上，且多个第一开关分别与控制单元通信连接。其中，多个第一开关分别按照预设的天线场型设置于第一缝隙2上。第二调频元件可以包括多个第二开关，多个第二开关沿第二缝隙3的长度方向依次设置于第二缝隙3上，且多个第二开关分别与控制单元通信连接。其中，多个第二开关分别按照预设的天线场型设置于第二缝隙3上。

在本发明实施例中，第一开关和第二开关可以包括继电器磁性开关和金属弹片，继电器磁性开关可以控制金属弹片的开闭，以改变第一缝隙2和第二缝隙3的长度。具体地，第一缝隙2的长度可以设置为15mm，第二缝隙3的长度可以设置为60mm，辐射体1的长度可以为35mm，第一缝隙2和第二缝隙3的宽度为1.6mm，辐射体1的宽度为7mm。第一开关可以包括3个第一磁性开关，第二开关可以包括5个第二磁性开关。根据天线场型，可以在第一缝隙2上距离辐射体1的10.42mm、9mm、7mm处依次设置第一磁性开关a，b，c对应的金属弹片，在第二缝隙3上距离辐射体1的57mm、53mm、50mm、28mm、21mm处依次设置第二磁性开关d，e，f，g，h对应的金属弹片，以通过磁性开关控制对应的金属弹片打开或者闭合，以改变第一缝隙2和第二缝隙3的长度。

此时，通过上述的各个磁性开关的配合，可以实现的WLAN频段调整范围如表1所示。

表1天线系统WLAN频段调整表

方案	第一缝隙	辐射体	第二缝隙	磁性开关(闭合)	频段状态
						101	10.42x1.6mm	35x7mm	21x1.6mm	a,h	WLAN驻波，效率、增益均满足需求
102	10.42x1.6mm	35x7mm	28x1.6mm	a,g	优化WLAN5150MHz的效率和方向性

通过上述的各个磁性开关的配合，可以实现的LTE频段调整范围如表2所示。

表2天线系统LTE频段调整表

方案	第一缝隙	辐射体	第二缝隙	磁性开关(闭合)	频段状态
						201	15x1.6mm	35x7mm	60x1.6mm		LTE初始状态
202	15x1.6mm	35x7mm	53x1.6mm	e	LTE高频较差
						203	15x1.6mm	35x7mm	57x1.6mm	d	优化LTE2030～2170MHz
204	15x1.6mm	35x7mm	50x1.6mm	f	优化LTE2300～2550MHz
						205	9x1.6mm	35x7mm	60x1.6mm	b	优化LTE839～899MHz
206	7x1.6mm	35x7mm	60x1.6mm	c	优化LTE899～960MHz

由表1和表2可见，本发明实施例能够仅仅通过一个尺寸为35x7mm的辐射体1调出所有WLAN和LTE频段，并且本发明的第一缝隙2、辐射体1和第二缝隙3的整体长度仅有110，第一缝隙2和第二缝隙3的宽度仅有1.6mm,相比现有技术而已，很大的节省了空间，有益于电子设备的小型化和全金属化的发展。同时，对于环境比较相似的天线，本发明实施例的天线系统不需要再重新调试天线，只需要调整第一缝隙2和第二缝隙3的长度即可，使得天线系统可以在不同的电子设备上共用，节省成本。

在本发明实施例中，还可以通过控制第一开关和第二开关调节天线系统的方向性。以优化5150HZ的频段方向性为例，第一状态时，第一磁性开关a和第二磁性开关h闭合，接收到的辐射信号分布如图3所示；第二状态时，第一磁性开关a和第二磁性开关g闭合，接收到的辐射信号分布如图4所示。由此可见，在本发明实施例中，可以通过控制第一开关和第二开关，调节第一缝隙2和第二缝隙3的长度，以改变WLAN天线的方向性，避免出现死角。

在本发明实施例中，还包括检测单元，检测单元与控制单元连接，检测单元检测辐射信号，并将检测结果反馈给控制单元，使控制单元根据检测结果控制第一调频元件和第二调频元件。

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括本发明实施例的天线系统。其中，电子设备可以包括金属外壳，具体地，可以为全金属外壳。金属外壳上开设有第一缝隙2和第二缝隙3，辐射体1设置于金属外壳上。

在本发明实施例的电子设备上设置天线系统的方法包括：

第一步，在全金属外壳中预留一定长度的缝隙。

第二步，雕刻制作辐射体1。

第三步，将辐射体1放置到缝隙上，使其两端分别形成第一缝隙2和第二缝隙3。

第四步，在第一缝隙2和第二缝隙3的指定位置放置金属弹片，并将金属弹片分别与对应的磁性开关连接，金属弹片的位置按照预先调整好的天线场型摆放。

本发明实施例又提供了一种天线系统的频段调节方法，包括：

控制单元向第一调频元件发送第一调频指令、向第二调频元件发送第二调频指令；

第一调频元件的第一磁性开关根据第一调频指令闭合以改变第一缝隙2的长度，第二调频元件的第二磁性开关根据第二调频指令闭合以改变第二缝隙3的长度。

在本发明实施例中，天线系统的频段调节方法还可以包括：

检测单元检测辐射信号，并将检测结果反馈给控制单元；

控制单元根据检测结果生成控制第一磁性开关闭合的第一调频指令和控制第二磁性开关闭合的第二调频指令。

以上，仅为本发明的示意性描述，本领域技术人员应该知道，在不偏离本发明的工作原理的基础上，可以对本发明作出多种改进，这均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种天线系统，其特征在于，包括：

辐射体，所述辐射体用于发射或接受辐射信号；

第一缝隙，所述第一缝隙沿所述辐射体长度方向设置于所述辐射体的一端，所述第一缝隙上设有第一调频元件；

第二缝隙，所述第二缝隙设置于所述辐射体的另一端，所述第二缝隙上设有第二调频元件；

控制单元，所述控制单元分别与所述辐射体、所述第一调频元件和所述第二调频元件通信连接，用于控制所述辐射体工作、以及通过所述第一调频元件和所述第二调频元件调节所述第一缝隙和所述第二缝隙的长度。

2.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一调频元件包括多个第一开关，多个所述第一开关沿所述第一缝隙的长度方向依次设置于所述第一缝隙上，且多个所述第一开关分别与所述控制单元通信连接。

3.如权利要求2所述的天线系统，其特征在于，多个所述第一开关分别按照预设的天线场型设置于所述第一缝隙上。

4.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第二调频元件包括多个第二开关，多个所述第二开关沿所述第二缝隙的长度方向依次设置于所述第二缝隙上，且多个所述第二开关分别与所述控制单元通信连接。

5.如权利要求4所述的天线系统，其特征在于，多个所述第二开关分别按照预设的天线场型设置于所述第二缝隙上。

6.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，还包括：

检测单元，所述检测单元与所述控制单元连接，所述检测单元检测所述辐射信号，并将检测结果反馈给所述控制单元，使所述控制单元根据所述检测结果控制所述第一调频元件和所述第二调频元件。

7.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的天线系统。

8.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，还包括金属外壳，所述金属外壳上开设有所述第一缝隙和所述第二缝隙，所述辐射体设置于所述金属外壳上。

9.一种天线频段调节方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的天线系统，所述方法包括：

所述控制单元向所述第一调频元件发送第一调频指令、向所述第二调频元件发送第二调频指令；

所述第一调频元件根据所述第一调频指令改变所述第一缝隙的长度，所述第二调频元件根据所述第二调频指令改变所述第二缝隙的长度。

10.如权利要求9所述的天线频段调节方法，其特征在于，所述天线系统还包括检测单元，所述检测单元与所述控制单元连接；所述方法还包括：

所述检测单元检测所述辐射信号，并将检测结果反馈给所述控制单元；

所述控制单元根据所述检测结果生成所述第一调频指令和所述第二调频指令。