CN117832885A - 一种电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电子设备,该电子设备包括:第一天线、第二天线和目标器件,其中第一天线为发射天线辐射目标频段的第一射频信号,第二天线为接收天线接收目标频段的第二射频信号,目标器件用于产生目标频段的第三射频信号,该第三射频信号用于减少第一射频信号对于第二天线接收第二射频信号的影响。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域,尤其涉及一种电子设备。
背景技术
天线是电子设备中的关键部件,用于实现电子设备的信号发送与接收。通常电子设备包括多个天线,多个天线距离过近会互相影响,为了避免相邻天线的影响,可以通过增加多个天线之间的间隔距离来调整。
然而,通过增加天线之间的距离来避免天线之间互相影响,会导致电子设备的空间利用率降低。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种电子设备,方案如下:
一种电子设备,包括:
第一天线,所述第一天线位于第一位置,所述第一天线作为发射天线辐射目标频段的第一射频信号;
第二天线,所述第二天线位于与所述第一位置不同的第二位置,所述第二天线作为接收天线接收所述目标频段的第二射频信号;
目标器件,所述目标器件位于第三位置,所述目标器件用于产生所述目标频段的第三射频信号;其中,所述第三射频信号用于减少所述第一射频信号对所述第二天线接收所述第二射频信号的影响,所述第三位置与所述第二位置不同且与所述第一位置不同。
可选的,所述第一天线通过所述第一天线的馈电点连接到收发机的第一天线通路不包括用于构成所述目标器件的目标结构,
以及所述第一天线通过所述第一天线的地点连接到表征所述电子设备的参考地的连接点的第二天线通路不包括用于构成所述目标器件的目标结构;和/或
所述第二天线通过所述第二天线的馈电点连接到收发机的第三天线通路不包括用于构成所述目标器件的目标结构,
所述第二天线通过所述第二天线的地点连接到表征所述电子设备的参考地的连接点的第四天线通路不包括用于构成所述目标器件的目标结构。
可选的,所述第三射频信号的电磁波与所述第一射频信号的电磁波相互作用,以减少所述第一射频信号对所述第二天线接收所述第二射频信号的影响。
可选的,所述目标器件用于改变感应到的感应电流经过的时间,形成所述目标频段的所述第三射频信号,所述感应电流表征所述第一射频信号的电磁波。
可选的,所述目标器件的材质与所述第一天线的地点连接到表征所述电子设备的参考地的材质不同。
可选的,所述目标器件包括:
多个目标结构,用于形成所述目标频段的第三射频信号,每个所述目标结构实现所述目标频段的电感效应;
多个目标结构的数量与改变感应到的感应电流经过的时间相关。
可选的,所述目标器件的第三位置对应于如下一种:
所述目标频段的基准频率的波长的四分之一处;
大于所述目标频段的基准频率的波长的四分之一处且小于所述目标频段的基准频率的波长的三倍处。
可选的,所述目标器件平行于所述第一天线的所述第一位置和所述第二天线的所述第二位置之间连线。
可选的,所述目标器件的第三位置、所述第一天线的所述第一位置和所述第二天线的所述第二位置属于同一直线。
可选的,所述第一天线作为接收天线接收目标频段的第四射频信号;
所述第二天线作为发射天线辐射所述目标频段的第五射频信号;
所述目标器件用于产生所述目标频段的第六射频信号;其中,所述第六射频信号用于减少所述第五射频信号对所述第一天线接收所述第四射频信号的影响;
其中,所述目标器件的第三位置、所述第一天线的所述第一位置和所述第二天线的所述第二位置属于同一直线且位于所述第一位置和第二位置的中间。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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申请的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本申请可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为相关技术中解耦网络的连接示意图;
图2为本申请提供的一种电子设备的结构示意图;
图3为本申请提供的一种电子设备中天线模组的结构示意图;
图4为本申请提供的一种电子设备中天线模组的工作原理示意图;
图5为本申请提供的另一种电子设备中天线模组的工作原理示意图;
图6为本申请提供的又一种电子设备中天线模组的工作原理示意图;
图7为本申请提供的又一种电子设备中天线模组的结构示意图;
图8a为本申请提供的一种电子设备的中的目标器件的结构示意图;
图8b为本申请提供的另一种电子设备的中的目标器件的结构示意图;
图9为为本申请提供的一种电子设备中天线模组的一种工作曲线图;
图10为不存在目标器件时第一射频信号的相位差变化曲线;
图11为存在目标器件时第一射频信号的相位差变化曲线;
图12为本申请提供的电子设备的隔离度变化曲线;
图13为本申请提供的又一种电子设备的结构示意图;
图14为本申请提供的又一种电子设备的结构示意图;
图15为本申请提供的又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,对本申请中的实施例进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一区域实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
正如背景技术部分所述,虽然增加天线之间的距离可以起到抑制天线之间相互影响的作用,但是也较多的占据了电子设备的空间,导致电子设备其他组件的布置空间减少,不利于电子设备的多功能化发展。
对于上述问题,现有的解决方案是通过设置隔离单元,降低天线之间的耦合度,例如:采用解耦网络隔离,如图1可知,第一天线1和第二天线2需要分别与解耦网络3连接,并通过各自连接的解耦网络3中的结构相互作用,实现隔离,但是会占用较大的空间。或者通过减少一个天线辐射的射频信号到达另一天线的强度,例如:采用隔离墙进行物理隔离,达到阻碍电磁波传输的目的,以不让电磁波穿过,实现隔离,但是上述隔离墙由于天线辐射方向的影响,需要高度较高,导致手机、平板、笔记本等电子设备无法适用,实用性较低。
基于此,本申请提供了一种电子设备,如图2和图3所示,该电子设备包括:设备本体01,和位于设备本体01上的:
第一天线100,该第一天线100位于第一位置,且该第一天线100可以作为发射天线,用于辐射目标频段的第一射频信号101。
第二天线200,该第二天线200位于与上述第一位置不同的第二位置,即第二天线200与第一天线100的位置相互不重叠,且该第二天线200可以作为接收天线,用于接收上述目标频段的第二射频信号201。需要说明的是,第二天线200与第一天线100的位置相互不重叠,第二天线200可以位于第一天线100的远场极化方向内,换言之,第二天线200可以位于第一天线100的主辐射方向内,这将会导致第一天线100和第二天线200之间存在较强的互耦效应,进而导致第一天线100和第二天线200之间的隔离度较低,需要对第一天线100和第二天线200进行隔离。
目标器件300,该目标器件300位于第三位置,且该目标器件300用于产生上述目标频段的第三射频信号301,该第三射频信号301用于减少第一射频信号101对第二天线200接收第二射频信号201的影响,即第三射频信号301用于减少发射天线辐射的第一射频信号101对于接收天线接收第二射频信号201的影响,也即第三射频信号301可以用于抑制第一射频信号101对第二天线200的信号接收的干扰。其中,第三位置与第二位置不同,且与第一位置不同,结合上述第二位置与第一位置不同,也就是说第一位置、第二位置和第三位置三者之间互不重叠,因此第一天线100、第二天线200和目标器件300三者所在位置互不重叠。需要说明的是,图2是以该电子设备为笔记本电脑为背景的图示,但是应当理解,该电子设备还可以为除笔记本电脑以外的电子设备,例如手机、平板等电子产品,本申请对此并不做限定。当电子设备为笔记本电脑时,01代表笔记本电脑的本体,001可以代表笔记本电脑的屏幕侧,002可以代表笔记本电脑的键盘侧。
由上述可知,该电子设备可以通过目标器件300产生的第三射频信号301减少第一射频信号101对于第二天线200接收第二射频信号201的影响,也就是说可以通过目标器件300产生的第三射频信号301抑制发射天线辐射的第一射频信号101对接收天线的信号接收的影响。由此可见,该目标器件300在第一天线100和第二天线200之间起到了干扰抑制和信号隔离的作用,从而有效解决了天线通信过程中的信号干扰问题,提高了电子设备的通信效率和可靠性。
需要说明的是,第三射频信号301是一种具有特定形式的信号,与第一射频信号101和第二射频信号201有关,如果要抑制第一射频信号101对第二天线200接收信号的影响,第三射频信号301可以为与第一射频信号101具有180°相位差的信号,以与第一射频信号101相互抵消;如果要抑制第二射频信号201对第一天线100接收信号的影响,第三射频信号301可以为与第二射频信号201具有180°相位差的信号,以与第二射频信号201相互抵消。
目标器件300为可以产生和/或发出第三射频信号301的器件,例如超材料结构,或者除第一天线100和第二天线200以外的天线结构,可称为第三天线,再或者某集成电路等。如果目标器件300为超材料结构,该超材料结构可以由开口谐振器构成,或由金属短线构成,再或由开口谐振器和金属短线共同构成。
如果目标器件300为上述第三天线,由第三天线辐射第三射频信号301,并使得第三射频信号301可以与第一射频信号101具有180°相位差,以抵消第一射频信号101,或使得第三射频信号301可以与第二射频信号201具有180°相位差,以抵消第二射频信号。另外,由于第三天线本身也具有通信功能,因此既可以利用第三天线作为第一天线100和第二天线200的隔离器件,还可以发挥第三天线本身的通信功能,利用第三天线进行通信,使得该电子设备既可以利用第一天线、第二天线、第三天线工作的同时,还可以利用第三天线对第一天线100和第二天线200进行较好的隔离,提高电子设备的通信性能。
应理解,本申请并不具体限定目标器件300的具体类型,即本领域技术人员可以根据实际情况设置调整其类型。上述情况仅为示例性的说明目标器件300可以以哪些类型存在,但并不仅限于上述实施例中记载的情况。只要是该目标器件300可以发出第三射频信号301均可。也就是说,只要是在这个条件下,本领域技术人员可以根据实际情况设置调整目标器件300的具体类型。
在上述基础上,在本申请的一个实施例中,第一天线100通过第一天线100的馈电点连接到收发机的第一天线通路可以不包括用于构成目标器件300的目标结构,并且第一天线100通过第一天线100的地点连接到表征电子设备的参考地的连接点的第二天线通路可以不包括用于构成目标器件300的目标结构。也就是说,第一天线100通过其馈电点与收发机连接形成第一天线通路连接,但是该第一天线通路中可以不包括构成目标器件300的目标结构,以及第一天线100通过其接地点与电子设备的接地点连接形成第二天线通路,该第二天线通路同样可以不包括构成目标器件300的目标结构,即第一天线100的馈电点与接地点均可以不与目标器件300连接,进而第一天线100可以不与目标器件300连接。
另外,第二天线200通过第二天线200的馈电点连接到收发机的第三天线通路也可以不包括用于构成目标器件300的目标结构,并且第二天线200通过第二天线200的地点连接到表征电子设备的参考地的连接点的第四天线通路也可做不包括用于构成目标器件300的目标结构。由此可见,第二天线200可以同第一天线100相同,其馈电点与接地点均可以不与目标器件300连接,进而第二天线200也可以不与目标器件300连接。其中,收发机可以是一种通信设备,收发机可以基于上述第一天线100作为发射天线,第二天线200作为接收天线,将信息编码成电信号通过第一天线100以无线电波的形式发射出去,并且发射机还接收第二天线200传来的无线电波,将其转换为电信号,再解码还原成信息。
由上述可知,目标器件300与第一天线100之间可以不存在连接关系,且目标器件300与第二天线之间也可以不存在连接关系,并且由前述已知第一天线100、第二天线200和目标器件300三者所在位置互不重叠,因此,目标器件300与第一天线100是相互独立的,且目标器件300与第二天线也是相互独立的。
参考图1,如果采用解耦网络进行隔离,那么则存在相对应的两个解耦网络,例如第一天线100的馈电点到收发机的第一天线通路中存在解耦网络,第二天线200的馈电点到收发机的第二天线通路中也存在解耦网络,或者,第一天线100的接地点连接到电子设备的接地点形成的第三天线通路中存在解耦网络,第二天线200的接地点连接到电子设备的接地点形成的第四天线通路中存在解耦网络。由此可见,如果采用解耦网络进行隔离,则需要数量较多的解耦网络,占据一定的空间结构。
而根据图3可知,本申请提供的电子设备中第一天线100和第二天线200的隔离可以通过目标器件300来实现,从而本申请提供的电子设备降低了隔离结构所占用的空间,提高了电子设备的空间利用效率。另外,解耦网络通常由一系列的传输线、滤波器或其他无源或有源元件组成,也就造成了解耦网络的信号传输损耗,而该目标器件300与第一天线100以及第二天线300均是独立的,不存在相互之间的连接关系,信号通过空间进行传输,也就避免了解耦网络造成的传输损耗。
在上述基础上,在本申请的一个实施例中,第三射频信号301的电磁波可以与第一射频信号101的电磁波相互作用,以减少第一射频信号101对第二天线接收第二射频信号201的影响。上述第三射频信号既可以是由第三天线或集成电路等能够主动发射第三射频信号的器件发出的,也可以是由超材料结构等基于第一射频信号被动发出的,具体可以视情况而定。
由上述可知,该电子设备可以通过目标器件300产生并发出的携带有第三射频信号301的电磁波,该第三射频信号301的电磁波可以与携带有第一射频信号101的电磁波发生作用,达到减少第一射频信号101对第二天线200接收第二射频信号201带来的影响。其中,该第三射频信号301的电磁波与携带有第一射频信号101的电磁波发生作用可以为携带有第三射频信号301的电磁波与携带有第一射频信号101的电磁波之间具有相位差异,该相位差异基本是180°,从而携带有第三射频信号301的电磁波与携带有第一射频信号101的电磁波发生反相干涉,抑制第一射频信号101传输至第二天线200,可以抑制第一射频信号101被第二天线200的馈点接收,经第二天线200的馈点传输至收发机,进而减少第一射频信号101对第二天线200接收第二射频信号201的影响。
其中,上述第三射频信号的电磁波绝大部分或大部分可以与第一射频信号的电磁波之间的相位差异基本是180°,本申请并不限定搭载第三射频信号的全部的电磁波与搭载第一射频信号的全部的电磁波之间的相位差异基本是180°。
应理解,在一种情况下,搭载第三射频信号的电磁波与搭载第一射频信号的电磁波的相位差异基本是180°,可以是两个电磁波在每一个时刻的波峰和波谷完全对称。在这种情况下,如果这两个电磁波在同一空间点重合,它们可以相消,因为一个波的波峰可以与另一个波的波谷对应。
在另一种情况下,搭载第三射频信号的电磁波与搭载第一射频信号的电磁波的相位差异基本是180°,也可以是两个波的相位差可能会有偏离180°,由于各种因素(如传播媒介的不均匀性、波源的不稳定性等)。这意味着它们在重合时不会完全相消,而是产生一个较小的合成波。该较小的合成波一样也可以减少第一射频信号对第二天线接收第二射频信号的影响。
上述携带有第三射频信号301的电磁波与携带有第一射频信号101的电磁波发生反相干涉可以如图3~图5所示,图4为第三射频信号301与第一射频信号101在第二天线200的周围发生反相干涉,图5为第三射频信号301与第一射频信号101在第二天线200的馈电点上发生反相干涉,图6为第三射频信号301与第一射频信号101在距离第二天线200的较远处发生反相干涉。
基于上述图4至图6可以得知第三射频信号和第一射频信号可以在多个位置发生作用,只要抑制第一射频信号被第二天线200的馈点接收即可,从而上述目标器件300可以存在多种设置方式,可以满足多种应用场景的要求,适用性较强。
需要说明的是,图4~图6中所示的反应位置仅是对上述三种反应情况对应位置的一种示意图,并非是对上述三种情况对应位置的限定。另外,携带有第三射频信号301的电磁波可以与携带有第一射频信号101的电磁波发生作用,并不限于上述的反相干涉,也可以发生其他作用,达到减少第一射频信号101对第二天线接收第二射频信号201影响的目的即可。
基于上述,在本申请的一个实施例中,目标器件300可以用于改变感应到的感应电流经过的时间,形成上述目标频段的第三射频信号301,即目标器件300可以为上述基于第一射频信号101被动产生第三射频信号301的器件,例如超材料结构,但不限于超材料结构。
其中,上述感应电流可以表征第一射频信号101的电磁波。由于携带有第一射频信号101的电磁波传输至目标器件300时,可知使得目标器件300基于第一射频信号101产生感应电流,因此上述感应电流可以表征第一射频信号101的电磁波。
由于上述感应电流可以表征第一射频信号101的电磁波,因此上述目标器件300改变感应到的感应电流经过的时间可以为第一天线100辐射的第一射频信号101被目标器件300接收后,或者说第一天线100辐射的第一射频信号101经过目标器件300时,目标器件300对第一射频信号101产生了感应,在其内部形成了感应电流。又由于目标器件300产生的第三射频信号301是根据对第一射频信号101的感应产生的,因此改变了感应电流的流通时间,也就改变了第三射频信号301相对于第一射频信号101的相位,从而使得第三射频信号301与第一射频信号101的存在相位差异,进而可以通过该相位差异使得第三射频信号301与第一射频信号101相互抵消,抑制第一射频信号101被第二天线200接收,进而减小第一射频信号101对于第二天线20接收第二射频信号201的影响,提高该电子设备的通信效率和可靠性。
由上述可知,目标器件300改变感应到的感应电流经过的时间,就可以使得第三射频信号301的电磁波与第一射频信号101的电磁波存在相位差异,因此目标器件300改变感应到的感应电流经过的时间至少可以为:1、减少感应到的感应电流经过的时间,即使得感应电流的流通速度变快;2、增加感应到的感应电流经过的时间,即使得感应电流的流通速度变慢。其中,目标器件300使得感应电流的流通速度变慢可以为使得流通速度逐渐变慢,也可以使得感应电流以较慢的流通速度匀速流过,同样目标器件300使得感应电流的流通速度变快可以为使得流通速度逐渐变快,也可以使得感应电流以较快的流通速度匀速流过。但本申请并不具体限定目标器件300的类型,即本领域技术人员可以根据实际情况设置调整其类型。只要是该目标器件可以实现改变感应到的感应电流经过的时间均可。
在上述基础上,在本申请的一个实施例中,目标器件300的材质与第一天线100的地点连接到表征电子设备的参考地的材质不同,即目标器件300与第二天线通路中各组件的材质不同。上述目标器件300的材质与第一天线100的接地点连接到表征电子设备的参考地的材质不同,也就使得第一天线100中感应电流传输通路的材质与目标器件300中感应电流的传输通路的材质不同,这也就导致了目标器件300基于第一射频信号101产生的感应电流的流通速度相对于第一天线100中的电流的传输速度发生了改变,进而根据改变了流通速度的感应电流产生的第三射频信号301则与第一射频信号101之间产生了相位差异,使得第三射频信号和第一射频信号由于相位差异而相互抵消,也就可以实现第一天线100和第二天线200之间的有效隔离。如果目标器件300与第一天线100的地点连接到表征电子设备的参考地的材质相同,那么目标器件300中的感应电流的传输介质与第一天线100中的电流的传输介质相同,从而目标器件300中的感应电流的传输速度与第一天线100中的电流的传输速度也就相同,无法使得第三射频信号301与第一射频信号101之间存在相位差异,也就无法实现第一天线100和第二天线200之间的隔离。
由上述可知,上述目标器件300的材质与第一天线100的接地点连接到表征电子设备的参考地的材质不同,目的是为了使得目标器件300感应到的感应电流的流通速度与第一射频信号对应的电流流通速度不同。
基于此,在本申请的一个实施例中,目标器件300的可以为电阻相对于第一天线100以及电子设备的接地点的材质电阻更小的材质,使得感应电流的流通速度相对更快,例如,第一天线100的接地点连接到表征电子设备的参考地的材质为铜,目标器件300的为银等电阻相对较小的材质。
或者,在本申请的另一个实施例中,目标器件300的可以为电阻相对于第一天线100以及电子设备的接地点的材质电阻更大的材质,使得感应电流的流通速度相对更慢,例如,第一天线100的接地点连接到表征电子设备的参考地的材质为铜,目标器件300的为铁、铝等电阻相对更大的材质。
需要说明的是,本公开并不具体限定目标器件300与表征电子设备的参考地的具体材质,即本领域技术人员可以根据实际情况设置调整其类型。上述情况仅为示例性的说明目标器件300与表征电子设备的参考地的材质可以以哪些类型存在,但并不仅限于上述实施例中记载的情况。
在上述基础上,在本申请的一个实施例中,如图7所示,目标器件300可以包括多个目标结构301,用于形成目标频段的第三射频信号302,每个目标结构302可以均用于实现目标频段的电感效应,并对传输至目标器件300的携带有目标频段的电磁波产生阻抗,改变感应电流的传输速度,进而产生与原电磁波即携带有目标频段的电磁波存在相位差异的电磁波。
并且多个目标结构302的数量与改变感应到的感应电流经过的时间相关,即多个目标结构的数量可以控制感应电流的流通速度,使得感应电流的流通速度变快或变慢,进而控制第三射频信号301与第一射频信号101之间的相位差,使得第三射频信号301和第一射频信号101能够相互抵消,进而实现第一天线100和第二天线200之间的有效隔离。
由于目标器件300可以包括多个目标结构302,从而可以使得每个目标结构302对应目标频段中的不同频率的电磁波产生电感效应,进而可以改变不同频率的电磁波对应的感应电流的流通速度,也就可以产生与目标频段中的不同频率的电磁波具有相位差异的电磁波,从而可以更全面的实现第一天线100和第二天线300之间的隔离。需要说明的是,上述多个目标结构302在设置时可以根据目标频段的频率范围以及第三射频信号的频率确定各目标结构302所对应的频段,并且当目标结构302对应的频段不同时,目标结构302还可以根据对应的频段不同其结构也可以不同。
例如,在本申请的一个实施例中,目标器件300可以由多个开口谐振器组成,开口谐振器可以是目标结构302,如图8a所示,目标器件300中的对应不同频段的开口谐振器的开口位置可以不同。但是图8a仅是对目标器件300中的开口谐振器结构的示意图,并非对开口谐振器结构的限定,开口谐振器的具体开口位置需要根据实际情况而定。
本实施例允许目标器件300针对不同频段的电磁波具有不同的响应特性。通过调整开口谐振器的开口位置,可以控制目标器件300对特定频段信号的吸收和/或反射特性,从而实现针对多频段信号的有效处理。
在本申请的另一个实施例中,目标器件300也可以由多个开口谐振器以及金属短线组合组成,开口谐振器以及金属短线的组合可以是目标结构302,如图8b所示,目标器件300中的对应不同频段的开口谐振器的开口位置可以不同,并且目标器件300中的对于不同频段的金属短线的连接方式可以不同。但是图8b仅是对目标器件300中的开口谐振器结构以及金属短线的组合而成的示意图,并非对开口谐振器结构以及金属短线的组合的限定,开口谐振器结构以及金属短线的组合可以根据实际情况而定。
本实施例这种组合结构可以提供更复杂的信号处理能力。开口谐振器和金属短线的结合不仅可以实现对特定频段的有效响应,还可以通过金属短线调整电磁波的传播路径或产生额外的谐振特性。可以用于更精确地控制信号的传输和处理,这种配置可以提高系统对信号的操控能力,增强对信号处理的灵活性和效率。
另外,已知该多个目标结构301的数量与改变感应到的感应电流经过的时间相关,也就是说不同数量的目标结构301使得第三射频信号301对应的感应电流的流通速度不同,因此该多个目标结构301还能够实现对感应电流的流通速度的精细化调节,进而实现第三射频信号301与第一射频信号101之间的相位差异的精细化调节,提高第一天线100和第二天线200之间隔离效果。
需要说明的是,目标器件300可以位于第一天线100和第二天线200之间,用于隔离第一天线100和第二天线200,但是目标器件300与第一天线100之间的距离具有一定的要求,距离过小话,会影响第一天线100的信号辐射效率,距离过大的话,则无法根据第一射频信号101产生感应电流,也就不存在隔离作用。因此在本申请的一个实施例中,目标器件300的第三位置对应于如下一种:
目标器件300的第三位置可以位于目标频段的基准频率的波长的四分之一处,即目标器件300与第一天线100之间的距离可以为四分之一基准频率的波长。
或者,目标器件300的第三位置可以位于大于目标频段的基准频率的四分之一处且小于目标频段的基准频率的波长的三倍处,即目标器件300与第一天线100之间的距离可以在四分之一波长至三倍波长的范围内。
其中,上述目标频段的基准频率为目标频率的中心波长,由于上述目标频段对应某一频率范围内的电磁波,例如5GHz~7GHz范围内,如果选取对应5GHz的波长,则对于7GHz的电磁波的可能无法满足隔离效果,选取对应7GHz的波长也会同样存在上述情况,因此选取中心频率对应的波长,例如6GHz对应的波长,以最大程度兼顾整个目标频段的电磁波,达到较好的隔离效果。另外目标器件300与第一天线100之间的距离为在第一天线100和第二天线200的排布方向上目标器件300与第一天线100之间的距离。
如果上述目标器件300为超材料结构,如图9所示,图9为超材料结构一种工作曲线示意图,横坐标为工作频率,纵坐标为电磁波相位,由图9可知利用超材料结构可以使传输至其上的电磁波相位发生突变的特性,实现任意相位差。另外由图9还可知超材料结构工作在6GHz附近时,会使得电磁波发生相位突变,但是图9仅是一种示例,本申请对此并不做限定,具体视情况而定。
其中,传输至上述超材料结构上的携带有第一射频信号的电磁波的相位突变与携带有第一射频信号的电磁波的真空中波矢量,超材料结构距离第一天线100和第二天线200之间连线的中点的垂直距离,以及携带有第一射频信号101的电磁波传输至超材料结构即传输至目标器件300时的入射角度有关。其中携带有第一射频信号的电磁波的真空中波矢量为确定值,超材料结构距离第一天线100和第二天线200之间连线的中点的垂直距离以及携带有第一射频信号101的电磁波传输至超材料结构即传输至目标器件300时的入射角度为可以变化的值,并且垂直距离和入射角度也就代表了目标器件300的第三位置,因此可以通过调节目标器件300的第三位置实现第一射频信号101的相位突变,得到第三射频信号301。
具体实施可以为:首先获取不加超材料结构时第一天线100和第二天线200之间的相位差Φ1,即第一射频信号与第二射频信号之间的相位差,如图10所示。然后利用超材料结构使电磁波相位突变的特性,设计合适的超材料结构以及调整超材料结构的第三位置,使其工作在谐振频率时,例如上述的6GHz,第三射频信号与第一射频信号之间的相位差Φ2刚好与第一射频信号与第二射频信号之间的相位差Φ1相差180度,如图11所示。此时两条路径上的电磁波相互抵消,从而使两支天线的端口上的隔离度得到极大提升,提升了30dB以上,如图12所示。需要说明的是,上述第一天线100和第二天线200之间的相位差Φ1的获取既可以采用仿真的方法,也可以采用实际测试的方法。并且上述相位差Φ2和相位差Φ1之间的差值还可以为满足其他要求的取值,本申请对此并不做限定,具体视情况而定。
结合上述和图3,在本申请的一个实施例中,目标器件300可以平行于第一天线的第一位置和第二天线200的第二位置之间的连线,即目标器件300与第一天线100和第二天线200之间的连线相对,从而目标器件300位于第一天线100和第二天线200之间,但是不位于第一天线100和第二天线200的连线上,携带有第一射频信号101的电磁波传输至超材料结构即传输至目标器件300时的入射角度不为0°。
在本实施例中,目标器件300位于第一天线100和第二天线200之间,但不位于两者连线上。电磁波携带的第一射频信号101传输至目标器件300时的入射角度不为0°。本实施例可以用于实现更加复杂的信号处理和传输路径控制。非零度的入射角度可以有助于改善信号的处理效率,特别是在复杂或非标准的信号传输环境中。这样的配置有利于优化电磁波的传播路径,可以增强信号的穿透力或避免特定类型的干扰。
结合上述和图13,在本申请的另一个实施例中,目标器件300的第三位置、第一天线100的第一位置和第二天线200的第二位置可以属于同一直线,即目标器件300位于第一天线100和第二天线200之间,且位于第一天线100和第二天线200之间的连线上,携带有第一射频信号101的电磁波传输至超材料结构即传输至目标器件300时的入射角度为0°。
本实施例中,目标器件300的第三位置、第一天线100的第一位置和第二天线200的第二位置可以处于同一直线上,目标器件300位于两天线之间的连线上。电磁波携带的第一射频信号101传输至目标器件300时的入射角度可以基本为0°。这有助于最大程度地减少信号传播过程中的能量损失和干扰。0°入射角意味着信号可以直接传输到目标器件,这可以提高信号的接收效率和质量。可以适用于需要高效率和高精度信号传输的场景,直线传播路径可以提供更清晰、更稳定的信号传输。
对于上述两个实施例,目标器件300基于传输至其上的第一射频信号101产生与第一射频信号101具有相位差异的第三射频信号301之后,第三射频信号301传输至第二天线200时,第三射频信号301可以按照传输至目标器件300的第一射频信号101的传输方向继续传输至电子设备中的其他组件处被反射或折射至第二天线200的第二位置,例如传输至电子设备的壳体,进而被壳体反射或折射至第二天线200处。
除上述之外,目标器件300基于传输至其上的第一射频信号101产生与第一射频信号101具有相位差异的第三射频信号301之后,第三射频信号301传输至第二天线200时,第三射频信号301可以经目标器件300之后,直接传输至第二天线200的第二位置,即传输至第二天线200。其中,第三射频信号301可以经目标器件300直接传输至第二天线200的第二位置包括以下示例性的情况:
1、目标器件300可以对携带有第三射频信号301的电磁波进行反射,使其传输至第二天线200的第二位置;
2、目标器件300可以对携带有第三射频信号301的电磁波进行折射,使其传输至第二天线200的第二位置;
3、目标器件300不对携带有第三射频信号301的电磁波进行折射或反射,使其直接传输至第二天线200的第二位置。
需要说明的是,当目标器件300与第一天线100和第二天线200的连线相对时,可以对应上述情况1和2对应,当目标器件300位于第一天线100和第二天线200的连线上时,可以对应上述情况3。
应理解,本实施例并不具体限定目标器件300与第一天线100以及第二天线200的具体相对位置,即本领域技术人员可以根据实际情况设置调整。上述情况仅为示例性的说明目标器件300与第一天线100以及第二天线200的具体相对位置可以以哪些情况存在,但并不仅限于上述实施例中记载的情况。本领域技术人员可以根据电子设备的实际空间条件进行调整。
前述实施例中讲述了第一天线100作为发射天线,第二天线200作为接收天线,然而第一天线100作为发射天线的同时也可以作为接收天线,同样第二天线200作为接收天线的同时也可以作为发射天线。基于此,在本申请的一个实施例中,第一天线100还可以作为接收天线接收目标频段的第四射频信号,第二天线200还可以作为发射天线辐射目标频段的第五射频信号,目标器件300用于产生目标频段的第六射频信号,该第六射频信号用于减少第五射频信号对第一天线100接受第四射频信号的影响。需要说明的是,第六射频信号用于减少第五射频信号对第一天线100接受第四射频信号的影响的原理与第三射频信号301用于减少第一射频信号101对第二天线200接受第二射频信号201的影响的原理相同,在此不再进行赘述。
其中,如图14和图15所示,目标器件300的第三位置、第一天线100的第一位置和第二天线200的第二位置可以属于同一直线,且位于第一位置和第二位置的中间,即目标器件300位于第一天线100和第二天线200连线的中点上,从而可以使得目标器件300对携带有第一射频信号101的电磁波起作用的同时,也能够对携带有第五射频信号的电磁波起作用,即使得目标器件300能够被复用,继而使得设置一个目标器件300就可以实现第一天线100为发射天线,第二天线200为接收天线时的天线隔离,同时实现第二天线200作为发射天线,第一天线100为接收天线时的天线隔离,而不用额外设置目标器件,可以减少实现天线隔离所需的空间,提高电子设备的空间利用效率。
综上所述,本申请提供了一种电子设备,该电子设备包括:第一天线、第二天线和目标器件,其中第一天线为发射天线辐射目标频段的第一射频信号,第二天线为接收天线接收目标频段的第二射频信号,目标器件用于产生目标频段的第三射频信号,该第三射频信号用于减少第一射频信号对于第二天线接收第二射频信号的影响。由此可见,上述目标器件在第一天线和第二天线间起到了干扰抑制和信号隔离的作用,从而有效解决了天线通信过程中的信号干扰问题,提高了电子设备的通信效率和可靠性。
本说明书中各个实施例采用递进、或并列、或递进和并列结合的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似区域互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法区域说明即可。
需要说明的是,在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个......”限定的要素,并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种电子设备,包括:
第一天线,所述第一天线位于第一位置,所述第一天线作为发射天线辐射目标频段的第一射频信号;
第二天线,所述第二天线位于与所述第一位置不同的第二位置,所述第二天线作为接收天线接收所述目标频段的第二射频信号;
目标器件,所述目标器件位于第三位置,所述目标器件用于产生所述目标频段的第三射频信号;其中,所述第三射频信号用于减少所述第一射频信号对所述第二天线接收所述第二射频信号的影响,所述第三位置与所述第二位置不同且与所述第一位置不同。
2.根据权利要求1所述的电子设备,
所述第一天线通过所述第一天线的馈电点连接到收发机的第一天线通路不包括用于构成所述目标器件的目标结构,
以及所述第一天线通过所述第一天线的地点连接到表征所述电子设备的参考地的连接点的第二天线通路不包括用于构成所述目标器件的目标结构;和/或
所述第二天线通过所述第二天线的馈电点连接到收发机的第三天线通路不包括用于构成所述目标器件的目标结构,
以及所述第二天线通过所述第二天线的地点连接到表征所述电子设备的参考地的连接点的第四天线通路不包括用于构成所述目标器件的目标结构。
3.根据权利要求1所述的电子设备,所述第三射频信号的电磁波与所述第一射频信号的电磁波相互作用,以减少所述第一射频信号对所述第二天线接收所述第二射频信号的影响。
4.根据权利要求2或3所述的电子设备,所述目标器件用于改变感应到的感应电流经过的时间,形成所述目标频段的所述第三射频信号,所述感应电流表征所述第一射频信号的电磁波。
5.根据权利要求4所述的电子设备,所述目标器件的材质与所述第一天线的地点连接到表征所述电子设备的参考地的材质不同。
6.根据权利要求5所述的电子设备,所述目标器件包括:
多个目标结构,用于形成所述目标频段的第三射频信号,每个所述目标结构实现所述目标频段的电感效应;
所述多个目标结构的数量与改变感应到的感应电流经过的时间相关。
7.根据权利要求5所述的电子设备,所述目标器件的第三位置对应于如下一种:
所述目标频段的基准频率的波长的四分之一处;
大于所述目标频段的基准频率的波长的四分之一处且小于所述目标频段的基准频率的波长的三倍处。
8.根据权利要求5所述的电子设备,所述目标器件平行于所述第一天线的所述第一位置和所述第二天线的所述第二位置之间连线。
9.根据权利要求5所述的电子设备,所述目标器件的第三位置、所述第一天线的所述第一位置和所述第二天线的所述第二位置属于同一直线。
10.根据权利要求1所述的电子设备,所述第一天线作为接收天线接收目标频段的第四射频信号;
所述第二天线作为发射天线辐射所述目标频段的第五射频信号;
所述目标器件用于产生所述目标频段的第六射频信号;其中,所述第六射频信号用于减少所述第五射频信号对所述第一天线接收所述第四射频信号的影响;
其中,所述目标器件的第三位置、所述第一天线的所述第一位置和所述第二天线的所述第二位置属于同一直线且位于所述第一位置和第二位置的中间。
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