CN113540753A - 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置 - Google Patents

Abstract

一种天线结构，用于与外部设备建立无线通信连接，所述天线结构包括天线体及集成模块；所述天线体电连接于所述集成模块，所述天线体用于接收外部设备的信号，并将信号传输给所述集成模块；所述集成模块用于接收所述天线体传输的信号，并用于判断所述信号的信号类型；当所述信号为第一信号且所述信号的频率值为预设频率值时，所述天线结构与所述外部设备建立通信连接，当所述信号为第二信号且所述信号的频率值处于预设频率范围值内时，所述天线结构与所述外部设备建立通信连接。本申请的天线结构可以与符合第一信号或第二信号的外部设备进行通信连接，其兼容性强，且具有高传输速率。本申请还公开了一种具有该天线结构的无线通信装置。

Description

天线结构及具有该天线结构的无线通信装置

技术领域

本发明涉及一种天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。

背景技术

近年来，随着无线通信技术的快速发展，蓝牙(Bluetooth)通信技术的应用越来越广泛，进而使得无线产品的使用急速成长，但蓝牙通信技术的数据传输速率不高。而自2002年开始，美国FCC开发商逐渐使用超宽带(Ultra-wideband,UWB)技术，其具有高速传输、低功耗、低成本等优势，进而开始出现许多有关UWB的产品与应用，但目前UWB并不普及，甚至还有与许多装置不兼容的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种兼容性好且传输速率高的天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。

一种天线结构，用于与外部设备建立无线通信连接，所述天线结构包括天线体及集成模块；所述天线体电连接于所述集成模块，所述天线体用于接收外部设备的信号，并将信号传输给所述集成模块；所述集成模块用于接收所述天线体传输的信号，并用于判断所述信号的信号类型；当所述信号为第一信号且所述信号的频率值为预设频率值时，所述天线结构与所述外部设备建立通信连接，当所述信号为第二信号且所述信号的频率值处于预设频率范围值内时，所述天线结构与所述外部设备建立通信连接。

作为一种优选方案，所述天线结构还包括微带线，所述微带线的一端与所述天线体电连接，所述微带线的另一端与所述集成模块电连接，所述天线体通过所述微带线将所述信号传输给所述集成模块。

作为一种优选方案，所述天线结构还包括承载件，所述承载件用于承载所述天线体、所述微带线及所述集成模块。

作为一种优选方案，所述天线结构还包括接地层，所述接地层设置在远离所述集成模块的所述承载件的表面，所述接地层用于为所述集成模块提供接地。

作为一种优选方案，所述第一信号为射频信号。

作为一种优选方案，所述第二信号为脉冲信号。

作为一种优选方案，所述预设频率值为2.4GHz，所述预设频率范围值为3.1GHz～10.6GHz。

作为一种优选方案，所述天线体是圆形单极化天线。

一种无线通信装置，所述无线通信装置包括壳体及所述天线结构，所述天线结构收容于所述壳体内。

作为一种优选方案，所述无线通信装置还包括电源模块，所述电源模块用于为所述天线结构提供电能。

本申请的天线结构可以与符合第一信号或第二信号的外部设备进行通信连接，其兼容性强，且具有高传输速率。

附图说明

图1是根据本发明较佳实施例中天线结构的立体示意图。

图2是图1所示天线结构的俯视示意图。

图3是图1所示天线结构的侧面示意图。

图4是本发明较佳实施例中无线通信装置的连接关系图。

主要元件符号说明

天线结构 100

天线体 10

集成模块 20

微带线 30

承载件 40

接地层 50

无线通信装置 200

壳体 201

电源模块 210

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被称为“电连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电连接”另一个元件，它可以是接触连接，例如，可以是导线连接的方式，也可以是非接触式连接，例如，可以是非接触式耦合的方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1，本发明实施例提供一种天线结构100。所述天线结构100应用于一无线通信装置200(参图4)中。所述天线结构100可以与设置有蓝牙天线的电子设备进行通信。所述天线结构100还可以与设置有超宽带天线的电子设备进行通信。所述天线结构100可应用于移动电话、个人数字助理等无线通信装置200中，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。

可以理解，本技术领域中，蓝牙(Bluetooth)是一种无线通信技术，可用于固定或行动装置间，进行短距离的数据传输，进而形成个人局域网络。其使用超高频(UHF)无线电波，2.4GHz至2.485GHz的频段进行无线传输。蓝牙天线通常以射频的形式发送携带数据的信号。蓝牙天线可建立一对一装置通信、一对多和多对多等多种连接。可以理解，蓝牙技术具有极高的兼容性及广泛性。

超宽带(Ultra-wideband,UWB)是一种无载波通信技术。UWB不使用载波，而是使用能量脉冲序列，并通过正交频分调制或直接排序将脉冲扩展到一个频率范围内。在2.4GHz至2.485GHz的频段内进行无线传输。超宽带系统结构比较简单、高速数据传输、定位精确等。可以理解，UWB技术具有高速传输性。

在本实施例中，所述天线结构100包括天线体10、集成模块20及微带线30。所述天线体10通过所述微带线30电连接所述集成模块20。

所述天线体10用于接收外部设备的信号，并将该信号传输给所述集成模块20。

所述集成模块20用于接收所述天线体10传输的信号，并判断所述信号的类型。具体地，在本实施例中，所述集成模块20可通过所述天线体10来接收所述外部设备发出的信号。所述集成模块20还用于判断所述信号是否为设置有蓝牙天线或超宽频天线的设备发出的信号。当所述信号为蓝牙天线或超宽频天线的设备发出的信号时，所述集成模块20将所述信号通过所述微带线30传输给所述无线通信装置200，进而所述无线通信装置200与外部设备建立无线通信连接。

可以理解，此时具有所述天线结构100的所述无线通信装置200可以通过所述天线体10与所述外部设备实现无线数据通信。

请一并参阅图2至图3，在本实施例中，所述集成模块20用于通过所述微带线30接收所述外部设备发出的信号并判断所述信号的类型。其中，所述信号的类型包括第一信号及第二信号。具体地，所述集成模块20用于判断所述信号是否为第一信号或第二信号。可以理解，本申请实施例中的所述第一信号可以为射频信号。可以理解，本申请实施例中的所述第二信号可以为脉冲信号。

所述集成模块20存储有一预设频率值。当所述集成模块20判断所述信号为第一信号后，所述集成模块20还用于判断所述第一信号的频率值是否为预设频率值。当判断所述信号的频率值为预设频率值时，所述集成模块20将所述信号传送给所述无线通信装置200。所述无线通信装置200接收所述集成模块20传输的信号，进而通过所述天线结构100与所述外部设备建立通信连接。

具体地，在本实施例中，当所述信号是第一信号且所述信号的频率值为预设频率值时，所述信号为设置有蓝牙天线的设备发出的信号，即所述信号可为蓝牙信号。可以理解，在本实施例中，所述无线通信装置200可以通过所述天线结构100与设置有蓝牙天线的外部设备建立无线通信连接，所述天线结构100同样具有蓝牙天线的优点。所述天线结构100可以实现一对一、一对多或多对多无线通信，所述天线结构100的兼容性好。

在本实施例中，当所述集成模块20判断所述信号为第一信号，但所述信号的频率值大于所述预设频率值或小于所述预设频率值时，所述集成模块20不将该信号传输给所述无线通信装置200。所述无线通信装置200不与外部设备建立无线通信连接。

在本实施例中，所述预设频率值可以为2.4GHz。可以理解，当所述集成模块20判断所述信号为射频信号，且所述信号的频率为2.4GHz，所述第一信号为蓝牙天线传输的信号。所述天线结构100与所述外部设备建立无线通信。当所述集成模块判断所述信号为射频信号，且所述信号的频率大于或小于2.4GHz时，所述第一信号不为蓝牙天线传输的信号。所述天线结构100不与所述外部设备建立无线通信。

所述集成模块20还存储有一预设频率范围值。当所述集成模块20判断所述信号为第二信号后，所述集成模块20还用于判断所述信号的频率值是否处于预设频率范围值内。当判断所述信号的频率值处于预设频率范围值内时，所述集成模块20将所述信号传送给所述无线通信装置200。所述无线通信装置200接收所述集成模块20传输的信号，进而通过所述天线结构100与所述外部设备建立通信连接。

可以理解，当所述信号的频率值处于预设频率范围值内时，所述信号的频率大于预设频率范围值的最小值且小于预设频率范围值的最大值，或等于预设频率范围值的最小值，或等于预设频率范围值的最大值。

具体地，在本实施例中，当所述信号是第二信号且所述信号的频率值为预设频率范围值内时，所述信号为设置有超宽带天线的设备发出的信号。即所述信号为超宽带信号。可以理解，在本实施例中，所述无线通信装置200可以通过所述天线结构100与设置有超宽带天线的外部设备建立无线通信连接，进而所述天线结构100同样具有超宽带天线的优点。所述天线结构100的传输速率高。

在本实施例中，当所述集成模块20判断所述信号为第二信号，但所述信号的频率值小于预设频率范围值的最小值，或大于预设频率范围值的最大值时，所述集成模块20不将该信号传输给所述无线通信装置200。所述无线通信装置200不与外部设备建立无线通信连接。

在本实施例中，所述预设频率范围值可以为3.1GHz～10.6GHz。可以理解，当所述集成模块20判断所述信号的频率为3.1GHz～10.6GHz内，即所述信号频段处于大于3.13.1GHz且小于10.6GHz范围，或等于3.1GHz，或等于10.6GHz时，所述第二信号为超宽频天线传输的信号。所述天线结构100可以与外部设备建立无线通信连接。

当信号的频率不在所述预设频率范围值之内时，即大于预设频率范围值的最大值或小于预设频率范围值的最小值时，所述天线结构100不与所述外部设备建立无线通信。在本实施例中，所述预设频率范围值为3.1GHz～10.6GHz。可以理解，频率在等于3.1GHz，或大于3.1GHz且小于10.6GHz，或等于10.6GHz的脉冲信号，所述天线结构100可以与外部设备建立无线通信连接。所述信号的频率在小于3.1GHz，或大于10.6GHz时，所述天线结构100不与外部设备建立无线通信连接。

可以理解，当所述集成模块20判断所述信号为射频信号，且所述信号的频率为2.4GHz时，所述信号为蓝牙天线传输的信号。所述天线结构100与外部设备建立无线通信连接。

可以理解，当所述集成模块20判断所述信号为脉冲信号，且所述信号的频率在大于或等于3.1GHz，且小于或等于10.6GHz时，所述信号为超宽带天线传输的信号。所述天线结构100与外部设备建立无线通信连接。

可以理解，当所述信号满足以上两种情况中的至少一种，所述天线结构100与外部设备建立无线通信。

可以理解，当所述集成模块20判断所述信号的发送形式既不是射频信号，也不是脉冲信号时，所述集成模块20不将该信号传输给无线通信装置200，所述天线结构100与外部设备建立无线通信连接。所述无线通信装置200将不通过所述天线结构100与外部设备进行通信。

在本实施例中，所述天线结构100可与具备蓝牙天线的外部设备或具备超宽带天线的外部设备进行通信连接。

在本实施例中，所述天线体10还用于发射信号给外部设备。由此，通过所述天线体10，所述天线结构100可与外部设备建立无线通信。可以理解，在其他实施例中，所述天线体10可以是蓝牙天线(2.4GHz)与超宽带天线(3.1～10.6GHz)的结合，也可以是单一超宽带天线，但其频率包含2.4GHz和3.1～10.6GHz。其中UWB天线有很多种，例如：维瓦第天线(Vivaldi antenna)、数为周期天线(log periodic)、螺旋天线(spiral)、碎形天线(fractal)、圆形单极天线(circular monopole)、线性渐进式开槽天线(LTSA,linearlytapered slot antenna)等，都可以和蓝牙天线进行结合。

在本实施例中，所述天线体10为圆形单极化天线。所述天线体10大致呈圆形片状结构。

在本实施例中，可以理解，所述微带线30的一端与所述天线体10电连接，所述微带线30的另一端与所述天线体10电连接。所述天线体10通过所述微带线30将接收的信号传输给所述集成模块20。

在本实施例中，所述天线结构100还包括承载件40。具体地，在本实施例中的承载件可以为电路基板，用于承载所述集成模块20、所述天线体10及所述微带线30。所述承载件40大致呈矩形状。所述承载件40的第一表面分为两个部分，即第一部分和第二部分。所述天线体10设置在所述承载件40的第一表面的第一部分。所述集成模块20设置在所述承载件40的第一表面的第二部分。可以理解，所述集成模块20及所述天线体10可以是焊接或插接在所述承载件40的表面。所述微带线30贴设在所述承载件40的第一表面的第二部分且与所述集成模块20及所述天线体10电连接。

可以理解，在本实施例中，所述承载件40的第一表面分为两个部分，只是为了后面位置关系利于描述。但并不是对其加以限制。并且，在本实施例中，所述第一部分与所述第二部分均为矩形状，两者共同形成所述承载件40。

在本实施例中，所述承载件40可以为印刷电路板(PCB，Printed circuit board)。可以理解，在本实施例中，所述承载件40可以为电路板或其他电子元件。所述承载件40的形状大小并不是固定的，可以根据所述天线体10的形状及大小对应变化。

在本实施例中，所述天线结构100还包括接地层50。所述接地层50设置在所述承载件40的第二表面。

所述接地层50与所述集成模块20电连接。具体地，在本实施例中，所述接地层50设置在所述承载件40远离所述集成模块20的一侧，且所述接地层50的大小及形状与所述承载件40第一表面的所述第二部分的大小相对应。可以理解，在本实施例中，所述承载件40的第一表面的第一部分对应的所述承载件40的第二表面没有设置接地层。所述接地层50也大致呈矩形状。在所述第一表面的第二部分投影后正好可以和所述接地层50重合。

可以理解，在其他实施例中，所述接地层50的大小及形状根据所述天线体10的形状及大小对应变化。所述接地层50用于对所述集成模块20提供接地。在本实施例中，所述第一表面与所述第二表面相对应。所述第一表面可以是所述承载件40的上表面，所述第二表面对应为所述承载件40的下表面。

请再次参阅图4，所述天线结构100设置在所述无线通信装置200内。所述无线通信装置200用于通过所述天线结构100与外部设备建立通信连接，进而实现设备与设备之间的无线通信。

可以理解，在本实施例中，所述无线通信装置200还可以为手机、掌上电脑(personal digital assistant，PDA)或者平板电脑等。当然，所述无线通信装置200还可以是其他可以和外部设备建立无线通信连接的终端，可以根据具体需求进行相应调整，本申请在这里不再赘述。

具体地，在本实施例中，所述无线通信装置200还包括壳体201，所述壳体201用于收容所述天线结构100。可以理解，在本实施例中，所述壳体201的形状与大小可以与所述天线结构100相匹配，使得所述天线结构100可以收容其中。在本申请中，所述壳体201的形状与大小并不加以限制，可以按照具体需求进行适应性调整，本案不再这里加以赘述。

在本实施例中，所述无线通信装置200还包括电源模块210。所述电源模块210与所述天线结构100电连接。所述电源模块210为所述天线结构100提供电能。在一较佳实施例中，所述电源模块210可以为电池。

在本实施例中，在所述天线结构100中，可利用所述天线体10与各种通信装置、电子设备结合，并运用天线体10与电子装置进行高速数据传输。例如：运用所述天线体10连接位数相机，并利用天线体10与位数相机进行高速数据传输，藉此提高传输效率。

在本实施例中，所述天线结构100信号传输速度快，可以实现一对一装置通信、一对多和多对多等多种通讯连信。因此，所述天线结构100兼具蓝牙天线的优点及所述超宽带天线的优点。所述天线结构100可以看做是将蓝牙天线与超宽频天线整合于一体的天线。可同时拥有蓝牙兼容与超宽带高速传输的功能，可用于任何交通信装置上。

本申请中的所述天线结构100的结构简单，既可以和设置有蓝牙天线的设备进行通讯，也可以和设置有超宽频天线的设备进行通讯。因此，所述天线结构100兼容性强，且具有高传输速率。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种天线结构，用于与外部设备建立无线通信连接，其特征在于：所述天线结构包括天线体及集成模块；

所述天线体电连接于所述集成模块，所述天线体用于接收外部设备的信号，并将信号传输给所述集成模块；

所述集成模块用于接收所述天线体传输的信号，并用于判断所述信号的信号类型；

当所述信号为第一信号且所述信号的频率值为预设频率值时，所述天线结构与所述外部设备建立通信连接，当所述信号为第二信号且所述信号的频率值处于预设频率范围值内时，所述天线结构与所述外部设备建立通信连接。

2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括微带线，所述微带线的一端与所述天线体电连接，所述微带线的另一端与所述集成模块电连接，所述天线体通过所述微带线将所述信号传输给所述集成模块。

3.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括承载件，所述承载件用于承载所述天线体、所述微带线及所述集成模块。

4.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括接地层，所述接地层设置在远离所述集成模块的所述承载件的表面，所述接地层用于为所述集成模块提供接地。

5.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述第一信号为射频信号。

6.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述第二信号为脉冲信号。

7.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述预设频率值为2.4GHz，所述预设频率范围值为3.1GHz～10.6GHz。

8.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述天线体是圆形单极化天线。

9.一种无线通信装置，其特征在于：所述无线通信装置包括壳体及如权利要求1-8任意一项所述的天线结构，所述天线结构收容于所述壳体内。

10.如权利要求9所述的无线通信装置，其特征在于：所述无线通信装置还包括电源模块，所述电源模块用于为所述天线结构提供电能。

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