CN112072327A - 一种天线装置及电子设备 - Google Patents

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CN112072327A CN202010878029.5A CN202010878029A CN112072327A CN 112072327 A CN112072327 A CN 112072327A CN 202010878029 A CN202010878029 A CN 202010878029A CN 112072327 A CN112072327 A CN 112072327A
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Abstract

本申请实施例公开了一种天线装置及电子设备，天线装置包括：多个超宽带天线，多个超宽带天线用于在不同方向上实现信号的发送和接收；切换开关，切换开关与多个超宽带天线连接；超宽带芯片，超宽带芯片与切换开关连接，切换开关用于接收开关信号，并根据开关信号切换多个超宽带天线与超宽带芯片之间的信号传输路径。

Description

一种天线装置及电子设备
技术领域
本申请实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线装置及电子设备。
背景技术
超宽带(Ultra Wideband，UWB)技术是一种短距离的无线通信技术，其传输距离通常在10m以内，使用1GHz以上带宽。
UWB不采用载波，而是利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此，所占的频谱范围很宽，适用于高速、近距离的无线个人通信。美国联邦通信委员会(FederalCommunications Commission，FCC)规定，UWB的工作频段范围从3.1GHz到10.6Hz，最小工作频宽500MHz。主流的UWB频段中心频率为6.5GHz和8GHz，带宽要求500MHz以上。
目前，UWB天线只能实现一部分空间的信号收发，覆盖范围有限，存在方向图零点，信号收发效果较差。
发明内容
本申请实施例提供一种天线装置及电子设备，可以实现在不同方向上的信号收发，保证了空间完全覆盖，减少了探测零点，从而提高了信号收发效果。
本申请实施例的技术方案是这样实现的：
本申请实施例提供了一种天线装置，包括：
多个超宽带天线，所述多个超宽带天线用于在不同方向上实现信号的发送和接收；
切换开关，所述切换开关与所述多个超宽带天线连接；
超宽带芯片，所述超宽带芯片与所述切换开关连接，所述切换开关用于接收开关信号，并根据所述开关信号切换所述多个超宽带天线与所述超宽带芯片之间的信号传输路径。
在上述天线装置中，还包括：印制电路板；
所述多个超宽带天线、所述切换开关和所述超宽带芯片部署在所述印制电路板上；
所述印制电路板上部署有多个第一连接线路和第二连接线路；
所述切换开关和所述多个超宽带天线中的每个超宽带天线，通过所述多个第一连接线路中的一个连接线路连接，所述超宽带芯片和所述切换开关通过所述第二连接线路连接。
在上述天线装置中，所述多个超宽带天线的多个天线方向图互补；其中，所述多个超宽带天线与所述多个天线方向图一一对应。
在上述天线装置中，所述切换开关，用于根据所述开关信号，依次导通所述多个超宽带天线中每个超宽带天线与所述超宽带芯片之间的信号接收路径；
所述超宽带芯片，用于通过所述信号接收路径，接收所述多个超宽带天线中每个超宽带天线接收到的基站信号，得到多个信号；
所述切换开关，还用于唯一导通所述多个超宽带天线中目标超宽带天线与所述超宽带芯片之间的信号接收路径；所述目标超宽带天线为接收到所述多个信号中信号强度最大的信号的天线。
在上述天线装置中，所述切换开关包括：单刀双掷开关和双刀双掷开关；
所述多个超宽带天线包括：第一超宽带天线和第二超宽带天线；
所述单刀双掷开关和所述双刀双掷开关分别与所述超宽带芯片连接，所述单刀双掷开关与所述双刀双掷开关连接；
所述第一超宽带天线和所述第二超宽带天线分别与所述双刀双掷开关连接。
在上述天线装置中，所述单刀双掷开关包括：第一活动端、第一固定端和第二固定端；
所述双刀双掷开关包括：第二活动端、第三活动端、第三固定端和第四固定端；
所述第一固定端、所述第二固定端和所述第二活动端分别与所述超宽带芯片连接；
所述第一活动端与所述第三活动端连接，所述第三固定端与所述第一超宽带天线连接，所述第四固定端与所述第二超宽带天线连接。
在上述天线装置中，所述超宽带芯片包括：发送端、第一接收端和第二接收端；
所述发送端与所述第一固定端连接，所述第一接收端与所述第二固定端连接，所述第二接收端与所述第二活动端连接。
在上述天线装置中，所述开关信号包括：第一控制信号；
所述超宽带芯片，用于向所述单刀双掷开关传输所述第一控制信号；
所述单刀双掷开关，用于在所述第一控制信号指示实现第一类型闭合的情况下，控制所述第一活动端与所述第一固定端连通，在所述第一控制信号指示实现第二类型闭合的情况下，控制所述第一活动端与所述第二固定端连通。
在上述天线装置中，所述开关信号包括：第二控制信号；
所述超宽带芯片，用于向所述双刀双掷开关传输所述第二控制信号；
所述双刀双掷开关，用于在所述第二控制信号指示实现第三类型闭合的情况下，控制所述第二活动端与所述第三固定端连通，以及所述第三活动端与所述第四固定端连通，在所述第二控制信号指示实现第四类型闭合的情况下，控制所述第二活动端与所述第四固定端连通，以及所述第三活动端与所述第三固定端连通。
本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述天线装置。
本申请实施例提供了一种天线装置及电子设备，天线装置包括：多个超宽带天线，多个超宽带天线用于在不同方向上实现信号的发送和接收；切换开关，切换开关与多个超宽带天线连接；超宽带芯片，超宽带芯片与切换开关连接，切换开关用于接收开关信号，并根据开关信号切换多个超宽带天线与超宽带芯片之间的信号传输路径。本申请实施例提供的天线装置，多个超宽带天线的组合可以实现在不同方向上的信号收发，保证了空间完全覆盖，减少了探测零点，从而提高了信号收发效果。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种天线装置的结构示意图一；
图2为本申请实施例提供的一种天线装置的结构示意图二；
图3为本申请实施例提供的一种天线方向图互补示意图；
图4为本申请实施例提供的一种天线装置的连接示意图；
图5(a)为本申请实施例提供的一种示例性的超宽带天线示意图一；
图5(b)为本申请实施例提供的一种示例性的超宽带天线示意图二；
图5(c)为本申请实施例提供的一种示例性的超宽带天线示意图三；
图5(d)为本申请实施例提供的一种示例性的超宽带天线示意图四；
图5(e)为本申请实施例提供的一种示例性的超宽带天线示意图五；
图5(f)为本申请实施例提供的一种示例性的超宽带天线示意图六；
图5(g)为本申请实施例提供的一种示例性的超宽带天线示意图七；
图5(h)为本申请实施例提供的一种示例性的超宽带天线示意图八；
图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关申请相关的部分。
本申请实施例提供了一种天线装置。图1为本申请实施例提供的一种天线装置的结构示意图一。如图1所示，在本申请的实施例中，天线装置1包括：
多个超宽带天线10，多个超宽带天线10中用于在不同方向上实现信号的发送和接收；
切换开关11，切换开关11与多个超宽带天线10连接。
超宽带芯片12，超宽带芯片12与切换开关11连接，切换开关11用于接收开关信号，并根据开关信号切换多个超宽带天线10与超宽带芯片12之间的信号传输路径。
可以理解的是，相比于目前使用单一超宽带天线实现信号收发，在本申请的实施例中，天线装置1包括多个超宽带天线10，多个超宽带天线10组合可以实现在不同方向上的信号收发，保证了空间完全覆盖，减少了探测零点，从而提高了信号收发效果。
需要说明的是，在本申请的实施例中，天线装置1包括的超宽带天线的数量可以根据实际需求设置，本申请实施例不作限定。
需要说明的是，在本申请的实施例中，切换开关11与多个超宽带天线10和超宽带芯片12连接，超宽带芯片12可以向切换开关11传输开关信号，切换开关11接收该开关信号即可实现开关切换，从而改变多个超宽带天线10与超宽带芯片12之间的信号传输路径。此外，天线装置1还可以包括处理器或者控制器，切换开关11与处理器或者控制器连接，由处理器或者控制器生成开关信号并传输给切换开关11。具体的开关信号的来源可以根据实际应用场景确定，本申请实施例不作限定。
具体的，在本申请的实施例中，天线装置1还包括：印制电路板；
多个超宽带天线10、切换开关11和超宽带芯片12部署在印制电路板上；
印制电路板上部署有多个第一连接线路和第二连接线路；
切换开关11和多个超宽带天线10中的每个超宽带天线，通过多个第一连接线路中的一个连接线路连接，超宽带芯片12和切换开关11通过第二连接线路连接。
需要说明的是，在本申请的实施例中，天线装置1还可以包括用于部署多个超宽带天线10、切换开关11和超宽带芯片12的印制电路板。在印制电路板上，部署有与多个超宽带天线10对应的多个第一连接线路，其中，每个第一连接线路一端与一个超宽带天线连接，另一端与切换开关11连接。此外，印制电路板上还部署有第二连接线路，第二连接线路一端与超宽带芯片12连接，另一端与切换开关11连接。
图2为本申请实施例提供的一种天线装置的结构示意图二。如图2所示，在本申请的实施例中，天线装置1的多个超宽带天线10包括第一超宽带天线101和第二超宽带天线102，此外，天线装置1还包括切换开关11、超宽带芯片12和印制电路板13，第一超宽带天线101和第二超宽带天线102分别部署在切换开关11的两侧，第一超宽带天线101和第二超宽带天线102分别与切换开关11连接，其中，印制电路板13上用于连接的线路为第一连接线路。此外，超宽带芯片12与切换开关11连接，印制电路板13上用于连接两者的线路即为第二连接线路。
具体的，在本申请的实施例中，多个超宽带天线10的多个天线方向图互补；其中多个超宽带天线10与多个天线方向图一一对应。
需要说明的是，在本申请的实施例中，天线方向图是用于表示天线的方向性的图，多个超宽带天线10中每个超宽带天线存在对应的天线方向图，多个天线方向图互补，即表征多个超宽带天线10可以覆盖整个空间，能够在不同方向上实现信号接收和发送。
图3为本申请实施例提供的一种天线方向图互补示意图。如图3所示，针对图2所示的结构的天线装置1，第一超宽带天线101对应的天线方向图为第一天线方向图，第二超宽带天线102对应的天线方向图为第二天线方向图，第一天线方向图与第二天线方向图互补，因此，采用第一超宽带天线101和第二超宽带天线102即可实现整个空间不同方向上的信号接收和发送。
具体的，在本申请的实施例中，切换开关11，用于根据开关信号，依次导通多个超宽带天线10中每个超宽带天线与超宽带芯片12之间的信号接收路径；
超宽带芯片12，用于通过信号接收路径，接收多个超宽带天线10中每个超宽带天线接收到的基站信号，得到多个信号；
切换开关11，还用于唯一导通多个超宽带天线10中目标超宽带天线与超宽带芯片之间的信号接收路径；目标超宽带天线为接收到多个信号中信号强度最大的信号的天线。
可以理解的是，在本申请的实施例中，多个超宽带天线10与超宽带芯片12之间的信号传输路径，可以包括每个超宽带天线各自与超宽带芯片12之间的信号接收路径，切换开关11在接收到开关信号的情况下，可以根据开关信号，依次导通不同的信号接收路径，从而实现利用不同超宽带天线分别进行基站信号的接收，得到多个信号，之后，切换开关可以仅导通接收信号强度最大的超宽带天线与超宽带芯片之间的信号接收路径，以利用该超宽带天线进行信号接收。
图4为本申请实施例提供的一种天线装置的连接示意图。如图4所示，在本申请的实施例中，切换开关11包括：单刀双掷开关111和双刀双掷开关112；多个超宽带天线10包括：第一超宽带天线101和第二超宽带天线102。单刀双掷开关111和双刀双掷开关112分别与超宽带芯片12连接，单刀双掷开关111与双刀双掷开关112连接；第一超宽带天线101和第二超宽带天线102分别与双刀双掷开关112连接。
需要说明的是，在本申请的实施例中，在天线装置1包括如图2所示的第一超宽带天线101和第二超宽带天线102的情况下，切换开关11可以包括单刀双掷开关111和双刀双掷开关112，其中，两个开关连接，两个超宽带天线均与双刀双掷开关112连接。
具体的，在本申请的实施例中，如图4所示，单刀双掷开关111包括：第一活动端1111、第一固定端1112和第二固定端1113；
双刀双掷开关112包括：第二活动端1121、第三活动端1122、第三固定端1123和第四固定端1124；
第一固定端1112、第二固定端1113和第二活动端1121分别与超宽带芯片12连接；
第一活动端1111与第三活动端1122连接，第三固定端1123与第一超宽带天线101连接，第四固定端1124与第二超宽带天线102连接。
具体的，在本申请的实施例中，如图4所示，超宽带芯片12包括：发送端121、第一接收端122和第二接收端123；
发送端121与第一固定端1112连接，第一接收端122与第二固定端1113连接，第二接收端123与第二活动端1121连接。
需要说明的是，在本申请的实施例中，如图4所示，双刀双掷开关112的两个固定端分别与两个超宽带天线一一对应连接，而单刀双掷开关111的第一活动端1111与双刀双掷开关112的一个活动端连接，两个超宽带芯片12中的部分端与超宽带芯片12连接，因此，通过切换开关11的不同连接方式，即可实现两个超宽带天线与超宽带芯片12之间的信号传输路径。
具体的，在本申请的实施例中，开关信号包括：第一控制信号；
超宽带芯片12，用于向单刀双掷开关111传输第一控制信号；
单刀双掷开关111，用于在第一控制信号指示实现第一类型闭合的情况下，控制第一活动端1111与第一固定端1112连通，在第一控制信号指示实现第二类型闭合的情况下，控制第一活动端1111与第二固定端1113连通。
需要说明的是，在本申请的实施例中，超宽带芯片12可以将用于指示单刀双掷开关111进行开关切换的第一控制信号传输至单刀双掷开关111，单刀双掷开关111即可根据第一控制信号，控制第一活动端1111与第一固定端1112或第二固定端1113连通，如图4所示。具体的第一控制信号本申请实施例不作限定。
具体的，在本申请的实施例中，开关信号包括：第二控制信号；
超宽带芯片12，用于向双刀双掷开关112传输第二控制信号；
双刀双掷开关112，用于在第二控制信号指示实现第三类型闭合的情况下，控制第二活动端1121与第三固定端1123连通，以及第三活动端1122与第四固定端1124连通，在第二控制信号指示实现第四类型闭合的情况下，控制第二活动端1121与第四固定端1124连通，以及第三活动端1122与第三固定端1123连通。
需要说明的是，在本申请的实施例中，超宽带芯片12可以将用于指示双刀双掷开关112进行开关切换的第二控制信号传输至单刀双掷开关111，单刀双掷开关111即可根据第二控制信号，控制第二活动端1121与第三固定端1123连通，以及第三活动端1122与第四固定端1124连通，或者，控制第二活动端1121与第四固定端1124连通，以及第三活动端1122与第三固定端1123连通，如图4所示。具体的第二控制信号本申请实施例不作限定。
需要说明的是，在本申请的实施例中，超宽带芯片12包括一个发送端121和两个接收端，因此，超宽带芯片12可以通过向单刀双掷开关111和双刀双掷开关112发送特定的控制信号，实现单刀双掷开关111和双刀双掷开关112不同形式的闭合，从而可以利用不同的端口实现不同超宽带天线的信号接收或发送。
需要说明的是，在本申请的实施例中，上述具体包括第一超宽带天线101、第二超宽带天线102、单刀双掷开关111和双刀双掷开关112的天线装置1结构，仅为一种示例性的结构，其中不同器件的连接方式仅为一种示例性的连接方式。
在本申请的实施例中，多个超宽带天线10为同一类型的天线或者不同类型的天线。
图5(a)至图5(h)为本申请实施例提供的示例性的八种形式的超宽带天线。如图5(a)至图5(h)所示，每种类型的天线的形状不同，天线装置1的多个超宽带天线10可以为其中多个形式的天线的组合，当然，多个超宽带天线10也可以均为其中同一形式的天线，只要能实现整个空间不同方向上信号的接收和发送即可，本申请实施例不作限定。
需要说明的是，在本申请的实施例中，超宽带天线还可以是偶极子天线形式，还可以是宽频带微带天线形式。
本申请实施例提供了一种天线装置，包括：多个超宽带天线，多个超宽带天线用于在不同方向上实现信号的发送和接收；切换开关，切换开关与多个超宽带天线连接；超宽带芯片，超宽带芯片与切换开关连接，切换开关用于接收开关信号，并根据开关信号切换多个超宽带天线与超宽带芯片之间的信号传输路径。本申请实施例提供的天线装置，多个超宽带天线的组合可以实现在不同方向上的信号收发，保证了空间完全覆盖，减少了探测零点，从而提高了信号收发效果。
本申请实施例还提供了一种电子设备。图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图6所示，在本申请的实施例中，电子设备2包括上述天线装置1。
需要说明的是，在本申请的实施例中，电子设备2可以为智能手机、平板电脑等终端，天线装置1设置在其中。具体的电子设备2本申请实施例不作限定。
需要说明的是，在本申请的实施例中，电子设备2不仅可以包括天线装置1，还可以包括显示屏、电池等器件，以提供相应功能，本申请实施例不作限定。
可以理解的是，在本申请的实施例中，电子设备2包括上述天线装置1，该天线装置1采用多个超宽带天线10的组合可以实现在不同方向上的信号收发，保证了空间完全覆盖，因此，该电子设备2可以在不同方向上与其它设备之间进行信号交互。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：
多个超宽带天线，所述多个超宽带天线用于在不同方向上实现信号的发送和接收；
切换开关，所述切换开关与所述多个超宽带天线连接；
超宽带芯片，所述超宽带芯片与所述切换开关连接，所述切换开关用于接收开关信号，并根据所述开关信号切换所述多个超宽带天线与所述超宽带芯片之间的信号传输路径。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括：印制电路板；
所述多个超宽带天线、所述切换开关和所述超宽带芯片部署在所述印制电路板上；
所述印制电路板上部署有多个第一连接线路和第二连接线路；
所述切换开关和所述多个超宽带天线中的每个超宽带天线，通过所述多个第一连接线路中的一个连接线路连接，所述超宽带芯片和所述切换开关通过所述第二连接线路连接。
3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，
所述多个超宽带天线的多个天线方向图互补；其中，所述多个超宽带天线与所述多个天线方向图一一对应。
4.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，
所述切换开关，用于根据所述开关信号，依次导通所述多个超宽带天线中每个超宽带天线与所述超宽带芯片之间的信号接收路径；
所述超宽带芯片，用于通过所述信号接收路径，接收所述多个超宽带天线中每个超宽带天线接收到的基站信号，得到多个信号；
所述切换开关，还用于唯一导通所述多个超宽带天线中目标超宽带天线与所述超宽带芯片之间的信号接收路径；所述目标超宽带天线为接收到所述多个信号中信号强度最大的信号的天线。
5.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，
所述切换开关包括：单刀双掷开关和双刀双掷开关；
所述多个超宽带天线包括：第一超宽带天线和第二超宽带天线；
所述单刀双掷开关和所述双刀双掷开关分别与所述超宽带芯片连接，所述单刀双掷开关与所述双刀双掷开关连接；
所述第一超宽带天线和所述第二超宽带天线分别与所述双刀双掷开关连接。
6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，
所述单刀双掷开关包括：第一活动端、第一固定端和第二固定端；
所述双刀双掷开关包括：第二活动端、第三活动端、第三固定端和第四固定端；
所述第一固定端、所述第二固定端和所述第二活动端分别与所述超宽带芯片连接；
所述第一活动端与所述第三活动端连接，所述第三固定端与所述第一超宽带天线连接，所述第四固定端与所述第二超宽带天线连接。
7.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，
所述超宽带芯片包括：发送端、第一接收端和第二接收端；
所述发送端与所述第一固定端连接，所述第一接收端与所述第二固定端连接，所述第二接收端与所述第二活动端连接。
8.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述开关信号包括：第一控制信号；
所述超宽带芯片，用于向所述单刀双掷开关传输所述第一控制信号；
所述单刀双掷开关，用于在所述第一控制信号指示实现第一类型闭合的情况下，控制所述第一活动端与所述第一固定端连通，在所述第一控制信号指示实现第二类型闭合的情况下，控制所述第一活动端与所述第二固定端连通。
9.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述开关信号包括：第二控制信号；
所述超宽带芯片，用于向所述双刀双掷开关传输所述第二控制信号；
所述双刀双掷开关，用于在所述第二控制信号指示实现第三类型闭合的情况下，控制所述第二活动端与所述第三固定端连通，以及所述第三活动端与所述第四固定端连通，在所述第二控制信号指示实现第四类型闭合的情况下，控制所述第二活动端与所述第四固定端连通，以及所述第三活动端与所述第三固定端连通。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-9任一项所述的天线装置。
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