CN114824759B - 天线组件、电子设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种天线组件、电子设备及其控制方法；该天线组件包括第一辐射体、切换开关、接地电路以及第一馈源；所述第一辐射体上间隔设有第一连接点和第二连接点；所述第一馈源与所述第一连接点连接，所述切换开关的一端与所述第二连接点连接，另一端与所述接地电路连接，所述切换开关用于切换所述接地电路的不同支路与所述第一辐射体的第二连接点连接，进而实现对所述第一辐射体辐射模式的切换。本申请实施例提供的天线组件，通过设置切换开关，同一辐射体可以产生两种辐射模式，由于两种模式的辐射枝节不同，可以保证在横屏手握和单手手握时天线均不会被握到，做到了两种使用场景的兼顾，提升天线的辐射性能。

Description

天线组件、电子设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及电子设备天线的技术领域，具体是涉及一种天线组件、电子设备及其控制方法。

背景技术

随着手机性能的不断提升，越来越多的手机游戏走进人们的娱乐生活中，而诸如王者荣耀这类手游，则对横屏手握时的手机信号要求越来越高，而传统的天线设计中LTE天线一般位于手机的顶部和底部，这样在横屏手握的时候天线性能较差，为了提升横屏游戏的天线性能，现有一些手机厂商已经在侧面也做了LTE天线，避免横屏手握时天线被握到，以提升游戏天线的性能。

上述游戏天线的设计在设计时只考虑了游戏场景，而在另一个重要的手机使用场景——单手手握的场景下，该天线则容易被握到，从而性能大打折扣。

发明内容

本申请实施例第一方面提供了一种天线组件，所述天线组件包括：第一辐射体、切换开关、接地电路以及第一馈源；所述第一辐射体上间隔设有第一连接点和第二连接点；所述第一馈源与所述第一连接点连接，所述切换开关的一端与所述第二连接点连接，另一端与所述接地电路连接，所述切换开关用于切换所述接地电路的不同支路与所述第一辐射体的第二连接点连接，进而实现对所述第一辐射体辐射模式的切换。

第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器以及上述实施例中任一项所述的天线组件，所述处理器与所述切换开关连接，用于控制所述切换开关切换所述接地电路的不同支路与所述第一辐射体的第二连接点连接，进而实现对所述第一辐射体辐射模式的切换。

另外，本申请实施例又提供一种基于上述实施例中所述电子设备的控制方法，所述控制方法包括：

检测电子设备的使用状态；

根据所述电子设备的使用状态控制所述天线组件切换至相应的辐射模式。

本申请实施例提供的天线组件，通过设置切换开关，使得同一辐射体可以产生两种辐射模式，由于两种模式的辐射枝节不同，可以保证在横屏手握和单手手握时天线均不会被握到，做到了两种使用场景的兼顾，提升天线的辐射性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请用于电子设备的天线组件一实施例的结构示意图；

图2是本申请用于电子设备的天线组件另一实施例的结构示意图；

图3是本申请用于电子设备的天线组件再一实施例的结构示意图；

图4是本申请用于电子设备的天线组件又一实施例的结构示意图；

图5是本申请用于电子设备的天线组件还一实施例的结构示意图；

图6是本申请用于电子设备的天线组件另一实施例的结构示意图；

图7a是天线组件在模式1和模式2的工作状态下自由空间天线辐射效率对比图；

图7b是电子设备在横屏手握使用状态下模式1和模式2的天线辐射效率对比图；

图7c是电子设备在单手手握使用状态下模式1和模式2的天线辐射效率对比图；

图8是本申请电子设备一实施例的局部结构示意图；

图9是本申请电子设备一实施例的结构组成框图示意图；

图10是本申请电子设备控制方法一实施例的流程示意图；

图11是本申请电子设备控制方法一具体实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

作为在此使用的“电子设备”(或简称为“终端”)包括，但不限于被设置成经由有线线路连接(如经由公共交换电话网络(PSTN)、数字用户线路(DSL)、数字电缆、直接电缆连接，以及/或另一数据连接/网络)和/或经由(例如，针对蜂窝网络、无线局域网(WLAN)、诸如DVB-H网络的数字电视网络、卫星网络、AM-FM广播发送器，以及/或另一通信终端的)无线接口接收/发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的通信终端可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”或“移动终端”。移动终端的示例包括，但不限于卫星或蜂窝电话；可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(GPS)接收器的PDA；以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。手机即为配置有蜂窝通信模块的电子设备。

为了防止天线被使用者手握遮挡，常规技术方案中一般是通过设置多个天线，然后检测不同天线的信号辐射强度(也即被遮挡的情况)，进而切换不同的天线接入到辐射电路中；另外，还有一些常规技术方案是将天线辐射体的不同馈电点接入到辐射电路中。

相比较而言，本申请实施例中的技术方案如下。

请参阅图1，图1是本申请用于电子设备的天线组件一实施例的结构示意图；需要说明的是，本申请中的电子设备可以包括手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备等具有射频信号收发功能的电子设备。该用于电子设备的天线组件100包括但不限于第一辐射体110、切换开关120、接地电路130以及第一馈源140。需要说明的是，本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或组件。

具体而言，所述第一辐射体110可以为电子设备的金属边框的一部分也可以是FPC天线，第一辐射体110上间隔设有第一连接点A和第二连接点B；所述第一馈源140与所述第一连接点A连接，所述切换开关120的一端与所述第二连接点B连接，另一端与所述接地电路130连接，所述切换开关120用于切换所述接地电路130的不同支路与所述第一辐射体110的第二连接点B连接，进而实现对所述第一辐射体110辐射模式的切换。

本申请实施例提供的天线组件，通过设置切换开关，同一辐射体可以产生两种辐射模式，由于两种模式的辐射枝节不同，可以保证在横屏手握和单手手握时天线均不会被握到，做到了两种使用场景的兼顾，提升天线的辐射性能。

可选地，请参阅图2，图2是本申请用于电子设备的天线组件另一实施例的结构示意图；本实施例中的天线组件100同样包括但不限于第一辐射体110、切换开关120、接地电路130以及第一馈源140。所述第一辐射体110可以为电子设备的金属边框的一部分也可以是FPC天线，第一辐射体110上间隔设有第一连接点A和第二连接点B；所述第一馈源140与所述第一连接点A连接，所述切换开关120的一端与所述第二连接点B连接，另一端与所述接地电路130连接，所述切换开关120用于切换所述接地电路130的不同支路与所述第一辐射体110的第二连接点B连接，进而实现对所述第一辐射体110辐射模式的切换。

可选地，本实施例中的接地电路130包括第一支路131和第二支路132，所述第一支路131的一端与所述切换开关120连接，另一端与接地点150连接，所述第二支路132的一端与所述切换开关120连接，另一端与接地点150连接。其中，本实施例中的第一支路131和第二支路132共用同一接地点150，请一并参阅图3，图3是本申请用于电子设备的天线组件再一实施例的结构示意图；与图2实施例不同的是，本实施例中的第一支路131和第二支路132分别接一个接地点150。

可选地，本实施例中的切换开关120为两个单刀单掷开关，请一并参阅图4，图4是本申请用于电子设备的天线组件又一实施例的结构示意图；与图2实施例不同的是，本实施例中的切换开关120为单刀双掷开关。另外，在一些其他实施例中，接地电路130还可以是包括多条支路，切换开关120可以是多头切换的开关结构，此次不再一一列举并详述。

请继续参阅图2至图4，所述第一支路131上设有电感器件1311，所述第二支路132上设有电容器件1321，可选地，所述第一支路131上的电感器件为1-10nH，具体可以为1nH、2nH、3nH、5nH、6nH、8nH、10nH等数值。所述第二支路132上的电容器件为5-20pF，具体可以为5pF、8pF、10pF、12pF、15pF、20pF等。

通过控制B点的回地电路的形式来控制天线的辐射模式：以图2中电路结构为例，模式1时开关K1闭合使第一支路131通路接通，天线辐射枝节在BC段(C为第一辐射体110的端点)；模式2时开关K2闭合使第二支路132通路接通，天线辐射枝节在BD段(D为第一辐射体110的另一端点)。

请参阅图5，图5是本申请用于电子设备的天线组件还一实施例的结构示意图；本实施例中的天线组件100包括但不限于第一辐射体110、切换开关120、接地电路130、第一馈源140以及第二馈源160。所述第一辐射体110上间隔设有第一连接点A、第二连接点B以及第三连接点E；所述第一馈源140与所述第一连接点A连接，所述第二馈源160与所述第三连接点E连接；其中，所述第二馈源160和所述第一馈源140的工作频率不同，其中，第二馈源160可以是低频馈源，第一馈源140可以为中高频馈源，频率范围1710MHz-2690MHz。

其中，所述切换开关120的一端与所述第二连接点B连接，另一端与所述接地电路130连接，所述切换开关120用于切换所述接地电路130的不同支路与所述第一辐射体110的第二连接点B连接，进而实现对所述第一辐射体110辐射模式的切换。其中低频的辐射枝节为CD段。

可选地，本实施例中的接地电路130同样是包括第一支路131和第二支路132，所述第一支路131的一端与所述切换开关120连接，另一端与接地点150连接，所述第二支路132的一端与所述切换开关120连接，另一端与接地点150连接。需要说明的是，本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

请参阅图6，图6是本申请用于电子设备的天线组件另一实施例的结构示意图；与前述实施例不同的是，本实施例中的天线组件100还包括第二辐射体170，所述第二辐射体170与所述第一辐射体110间隔设置，且所述第二辐射体170与所述第一辐射体110共同围设形成矩形环状结构的辐射单元，所述第一辐射体110位于矩形环状结构的辐射单元的长边上。第二辐射体170上设有第四连接点G，第四连接点G与接地点150连接。其中，高频的辐射枝节为FG段(F为第二辐射体170的端点)。为了使电子设备横屏手握时中频的辐射枝节不被握住，会使其辐射枝节在CB段，但CB段在单手握状态就会被握住，为改善这种情况，本方案使中频可以工作在两种不同的辐射模式，模式1辐射枝节在CB段，模式2辐射枝节在BD段，横屏手握时工作在模式1，单手手握时工作在模式2，这样便可以保证两种使用场景下其都不会被握到。

请一并参阅图7a至图7c，图7a是天线组件在模式1和模式2的工作状态下自由空间天线辐射效率对比图，图7b是电子设备在横屏手握使用状态下模式1和模式2的天线辐射效率对比图，图7c是电子设备在单手手握使用状态下模式1和模式2的天线辐射效率对比图。LTE(Long Term Evolution，长期演进技术)B3(频率范围1710MHz-1880MHz)作为中频频段使用最多的频段，在这里我们重点对比B3。请结合参阅下表。

可以看到，在自由空间时两种模式的效率差不多，横屏手握模式1比模式2高4dB，单手手握模式2比模式1高6dB。即本方案的设计在保证了横屏手握游戏时天线的性能的同时，也极大提升了该天线在单手手握时的性能。

本实施例中的技术方案通过将天线设计在手机侧面，保证了横屏手握时的天线性能，与现有游戏天线设计不同的是，本方案通过增加切换开关，使LTE MB(中频)可以产生两种辐射模式，由于两种模式的辐射枝节不同，可以保证在横屏手握和单手手握时天线均不会被握到，做到了两种使用场景的兼顾。

本申请实施例中的方案本质是一种可重构的多模式天线，不仅局限于侧面的游戏天线，在其它位置的天线也可通过类似设计来使其产生不同模式，应用于不同场景。此外，通过增加开关等成本也可使其不仅局限于LTE MB频段。

进一步地，本申请实施例还提供一种电子设备，请参阅图8，图8是本申请电子设备一实施例的局部结构示意图，本实施例中的电子设备10包括处理器200、射频收发模块300以及天线组件100，其中，天线组件100的详细结构请参阅前述实施例的相关描述，此处不再详述。

其中，所述处理器200与所述天线组件100的切换开关120连接，用于控制所述切换开关120切换所述接地电路130的不同支路与所述第一辐射体110的第二连接点连接，进而实现对所述第一辐射体110辐射模式的切换。射频收发模块300分别与第一辐射体110以及处理器200电性连接，该射频收发模块300由处理器200进行控制，并用于通过第一辐射体110来收发射频信号。需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

请参阅图9，图9是本申请电子设备一实施例的结构组成框图示意图，该电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑以及可穿戴设备等，本实施例图示以手机为例。该电子设备10的结构可以包括RF电路910(可以是前述实施例中的天线组件100)、存储器920、输入单元930、显示单元940、传感器950、音频电路960、wifi模块970、处理器980(可以为前述实施例中的处理器200)以及电源990等。其中，RF电路910、存储器920、输入单元930、显示单元940、传感器950、音频电路960以及wifi模块970分别与处理器980连接；电源990用于为整个电子设备10提供电能。

具体而言，RF电路910用于接发信号；存储器920用于存储数据指令信息；输入单元930用于输入信息，具体可以包括触控面板931以及操作按键等其他输入设备932；显示单元940则可以包括显示面板941等；传感器950包括红外传感器、激光传感器等，用于检测用户接近信号、距离信号等；扬声器961以及传声器(或者麦克风)962通过音频电路960与处理器980连接，用于接发声音信号；wifi模块970则用于接收和发射wifi信号，处理器980用于处理电子设备的数据信息。关于电子设备具体的结构特征，请参阅上述实施例的相关描述，此处不再进行详细介绍。

本实施例中的电子设备，其天线组件通过设置切换开关，同一辐射体可以产生两种辐射模式，由于两种模式的辐射枝节不同，可以保证在横屏手握和单手手握时天线均不会被握到，做到了两种使用场景的兼顾，提升天线的辐射性能。

另外，本申请实施例还提供一种电子设备的控制方法，请参阅图10，图10是本申请电子设备控制方法一实施例的流程示意图，该控制方法包括但不限于以下步骤。

步骤S100，检测电子设备的使用状态。

在该步骤，具体可以是利用电子设备中的重力传感器来检测电子设备是横屏状态还是竖屏状态。

步骤S200，根据电子设备的使用状态控制天线组件切换至相应的辐射模式。

在该步骤中具体是通过控制天线组件中的切换开关来实现。

请一并参阅图11，图11是本申请电子设备控制方法一具体实施例的流程示意图，该控制方法包括但不限于以下步骤。

步骤S201，检测电子设备的屏幕状态。

在步骤S201中，具体可以是通过电子设备中的重力传感器来实现。

步骤S202，判断电子设备处于横屏状态或是竖屏状态。

在该步骤中，若电子设备处于横屏状态，则进入步骤S203，控制天线组件切换至第一模式；若电子设备处于竖屏状态，则进入步骤S204，控制天线组件切换至第二模式。关于第一模式和第二模式的具体工作状态请参阅前述关于天线组件实施例的描述。

本申请实施例中的电子设备控制方法，通过检测电子设备的使用状态控制天线组件切换至相应的辐射模式，可以改善电子设备在不同工作模式下的天线性能，进而提高电子设备的用户体验。

以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种天线组件，其特征在于，所述天线组件包括：第一辐射体、切换开关、接地电路以及第一馈源；所述第一辐射体上间隔设有第一连接点和第二连接点；所述第一馈源与所述第一连接点连接，所述切换开关的一端与所述第二连接点连接，另一端与所述接地电路连接，以使所述第一辐射体产生两种辐射模式，所述两种辐射模式的天线辐射枝节不同，所述接地电路包括第一支路和第二支路；

所述切换开关切换所述第一支路与所述第一辐射体的第二连接点连接时，所述天线辐射枝节在BC段；所述切换开关切换所述第二支路与所述第一辐射体的第二连接点连接时，所述天线辐射枝节在BD段，从而实现对所述第一辐射体辐射模式的切换，其中，所述第二连接点为B，C为所述第一辐射体的端点，D为所述第一辐射体的另一端点。

2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述第一支路的一端与所述切换开关连接，另一端与接地点连接，所述第二支路的一端与所述切换开关连接，另一端与接地点连接。

3.根据权利要求2所述的天线组件，其特征在于，所述第一支路上设有电感器件，所述第二支路上设有电容器件。

4.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，所述第一支路上的电感器件为1-10nH。

5.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，所述第二支路上的电容器件为5-20pF。

6.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述天线组件还包括第二馈源，所述第一辐射体上设有第三连接点，所述第三连接点分别与所述第一连接点以及所述第二连接点间隔设置，所述第二馈源与所述第三连接点连接；其中，所述第二馈源和所述第一馈源的工作频率不同。

7.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述天线组件还包括第二辐射体，所述第二辐射体与所述第一辐射体间隔设置，且所述第二辐射体与所述第一辐射体共同围设形成矩形环状结构的辐射单元，所述第一辐射体位于矩形环状结构的辐射单元的长边上。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器以及权利要求1-7任一项所述的天线组件，所述处理器与所述切换开关连接，用于控制所述切换开关切换所述接地电路的不同支路与所述第一辐射体的第二连接点连接，进而实现对所述第一辐射体辐射模式的切换。

9.一种基于权利要求8所述电子设备的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

检测电子设备的使用状态；

根据所述电子设备的使用状态控制所述天线组件切换至相应的辐射模式。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述电子设备的使用状态包括横屏状态和竖屏状态。