CN117878590A - 电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的电子设备,第一主体与第二主体活动连接,电子设备呈现折叠状态或展开状态,第一辐射体设于第一主体;第二辐射体设于第二主体,第一辐射体包括第一馈电点,在电子设备呈折叠状态时,第一辐射体与第二辐射体在电子设备的厚度方向上至少部分相对;第一信号源电连接第一馈电点,第一信号源用于激励电子设备呈折叠状态下的第一辐射体及第二辐射体上形成谐振电流,第一辐射体的第一自由端形成沿第一方向的第一电场,第一辐射体与第二辐射体之间形成沿电子设备的厚度方向的第二电场,第一方向与电子设备的厚度方向正交,第一电场与第二电场之间的相位差为70°~110°,在折叠状态下的第一辐射体及第二辐射体形成圆极化天线。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,具体涉及一种电子设备。
背景技术
GPS天线、北斗卫星天线及天通卫星天线等通过圆极化信号传播。因此,如何设计电子设备上的圆极化天线,提升圆极化性能,成为需要解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种提升圆极化性能的电子设备。
本申请实施例提供的一种电子设备,包括:
第一主体;
第二主体,所述第一主体与第二主体活动连接,所述电子设备呈现折叠状态或展开状态;
天线组件,所述天线组件包括:
第一辐射体,设于所述第一主体,所述第一辐射体包括依次设置的第一自由端、第一馈电点及第三自由端;
第二辐射体,设于所述第二主体,在所述电子设备呈折叠状态时,所述第一辐射体与所述第二辐射体在所述电子设备的厚度方向上至少部分相对并耦合;
第一信号源,所述第一信号源电连接所述第一馈电点,所述第一信号源用于激励所述电子设备呈折叠状态下的所述第一辐射体及所述第二辐射体上形成支持第一频段的第一谐振模式,所述第一谐振模式包括谐振于所述第一辐射体上且支持所述第一频段的1/2波长模式,在所述第一谐振模式下,所述第一辐射体的第一自由端形成沿第一方向的第一电场,及所述第一辐射体与所述第二辐射体之间形成沿所述电子设备的厚度方向的第二电场,所述第一方向为所述第一辐射体延伸方向,所述第一方向与所述电子设备的厚度方向正交,所述第一电场与所述第二电场之间的相位差为70°~110°,在折叠状态下的所述第一辐射体及所述第二辐射体形成圆极化天线。
本申请实施例提供的电子设备,通过设计所述第一主体与第二主体活动连接至所述电子设备呈折叠状态或展开状态,第一辐射体设于所述第一主体,所述第一辐射体包括依次设置的第一自由端、第一馈电点及第三自由端;第二辐射体设于所述第二主体,在所述电子设备呈折叠状态时,所述第一辐射体与所述第二辐射体在所述电子设备的厚度方向上至少部分相对;所述第一信号源电连接所述第一馈电点,所述第一信号源用于激励所述电子设备呈折叠状态下的所述第一辐射体及所述第二辐射体上形成支持第一频段的第一谐振模式,所述第一谐振模式包括谐振于所述第一辐射体上且支持所述第一频段的1/2波长模式;在所述第一谐振模式下,所述第一辐射体的第一自由端形成沿第一方向的第一电场,所述第一辐射体与所述第二辐射体之间形成沿所述电子设备的厚度方向的第二电场,所述第一方向为所述第一辐射体延伸方向,所述第一方向与所述电子设备的厚度方向正交,所述第一电场与所述第二电场之间的相位差为70°~110°,在折叠状态下的所述第一辐射体及所述第二辐射体形成圆极化天线,以提升天线组件的圆极化性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的电子设备的局部分解示意图;
图3是本申请实施例提供的电子设备的背部视图;
图4是本申请实施例提供的第一主体与第二主体之间的转轴沿电子设备的长度方向;
图5是本申请实施例提供的电子设备呈折叠状态时,第一辐射体与第二辐射体相对的结构示意图;
图6是本申请实施例提供的第一信号源电连接第一馈电点的结构示意图;
图7是本申请实施例提供的天线组件形成第一电场、第二电场的示意图;
图8是本申请实施例提供的第二自由端在电子设备的厚度方向的正投影位于第一末端与第一自由端之间的结构示意图;
图9是本申请实施例提供的第一辐射体为IFA天线及第二辐射体为L寄生枝节时天线组件的结构示意图;
图10是本申请实施例提供的第一辐射体为IFA天线及第二辐射体为L寄生枝节时在第一谐振模式下的电流分布示意图;
图11是本申请实施例提供的第一辐射体为IFA天线及第二辐射体为L寄生枝节时的S参数及效率曲线示意图;
图12是本申请实施例提供的第一辐射体为IFA天线及第二辐射体为L寄生枝节时的总场辐射方向图;
图13是本申请实施例提供的第一辐射体为IFA天线及第二辐射体为L寄生枝节时圆极化场示意图;
图14是本申请实施例提供的第一辐射体为T天线时天线组件的结构示意图;
图15a是本申请实施例提供的第一辐射体为T天线时天线组件的电流分布示意图;
图15b是本申请实施例提供的第一辐射体为T天线时与参考地板形成BM模式的枝节电流分布示意图;
图15c是本申请实施例提供的第一辐射体为T天线时与参考地板形成BM模式的地板电流分布示意图;
图16是本申请实施例提供的第一辐射体为T天线时天线组件的S参数曲线、效率曲线;
图17是本申请实施例提供的第一辐射体为T天线时天线组件的总场辐射方向图;
图18是本申请实施例提供的第一辐射体为T天线及第二辐射体为L寄生枝节的S参数曲线及效率曲线;
图19是本申请实施例提供的第一辐射体为T天线及第二辐射体为L寄生枝节时轴比曲线;
图20是本申请实施例提供的第一辐射体为T天线及第二辐射体为L寄生枝节时轴比3D示意图;
图21是本申请实施例提供的第一辐射体为T天线及第二辐射体为L寄生枝节时总场方向图;
图22是本申请实施例提供的第一辐射体为T天线及第二辐射体为L寄生枝节时左旋辐射方向图;
图23是本申请实施例提供的第一辐射体为T天线及第二辐射体为L寄生枝节时右旋辐射方向图;
图24是本申请实施例提供的第一辐射体为T天线及第二辐射体为L寄生枝节时左右旋增益对比;
图25是本申请实施例提供的天线组件还包括频率调节电路的结构示意图;
图26是本申请实施例提供的天线组件还包括调谐电路的结构示意图;
图27是本申请实施例提供的天线组件还包括第三辐射体及第二信号源的结构示意图。
附图标号说明:
电子设备1000;天线组件100;显示屏200;中框300;后盖400;中板310;边框320;顶边321;底边322;第一侧边323;第二侧边324;参考地板500;第一主体710;第二主体720;转轴730;第一辐射体10;第二辐射体20;第一信号源30;第一馈电点B;第一匹配电路M1;第一末端A;第一自由端C;第二自由端D;第一接地端F;频率调节电路P;调谐电路T;第三辐射体40;第二信号源50;第三接地端G;第二馈电点H;第四自由端J。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,本申请所描述的实施例仅仅是一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请提供的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请的保护范围。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例所描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书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。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,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:包含了一个或多个零部件的组件或设备没有限定于已列出的一个或多个零部件,而是可选地还包括没有列出的但所示例的产品固有的一个或多个零部件,或者基于所说明的功能其应具有的一个或多个零部件。
请参阅图1,图1为本申请实施例提供的一种电子设备1000的结构示意图。电子设备1000包括但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、计算机、可穿戴设备、无人机、机器人、数码相机等具有通讯功能的设备。本申请实施例以手机为例进行说明,其他的电子设备可参考本实施例。
请参阅图2,图2是电子设备1000的局部分解示意图。所述电子设备1000包括天线组件100,以电子设备1000为手机为例对天线组件100的工作环境进行举例说明。电子设备1000包括沿厚度方向依次设置的显示屏200、中框300及后盖400。其中,中框300包括中板310以及围接于中板310周侧的边框320。边框320可为导电边框。当然,在其他实施方式中,电子设备1000可不具有中板310。显示屏200、中板310及后盖400依次层叠设置,显示屏200与中板310之间、中板310与后盖400之间皆形成收容空间以收容主板600、摄像头模组、受话器模组、电池、各种传感器等器件。边框320的一侧围接于显示屏200的边缘,边框320的另一侧围接于后盖400的边缘,以形成电子设备1000的完整的外观结构。本实施例中,边框320与中板310为一体结构,边框320与后盖400可为分体结构,以上为以手机为例的天线组件100的工作环境,但是本申请的天线组件100不限于上述的工作环境中。
请参阅图3,图3中为电子设备1000的背部视图。边框320包括相对设置的顶边321、底边322,以及连接于所述顶边321与所述底边322的第一侧边323及第二侧边324。其中,顶边321为使用者手持并竖屏使用电子设备1000时远离地面的一边,底边322为使用者手持并竖屏使用电子设备1000时朝向地面的一边。第一侧边323为使用者手持并竖屏使用电子设备1000时左侧边。第二侧边324为使用者手持并竖屏使用电子设备1000时右侧边。当然,第一侧边323还可以为使用者手持使用电子设备1000时右侧边。第二侧边324为使用者手持使用电子设备1000时左侧边。
可选的,电子设备1000包括参考地板500。边框320围设于参考地板500的周侧。参考地板500设于边框320内。参考地板500的形状大致呈矩形。因为在手机中根据需要设置器件或者避让其他结构,在参考地板500的参考地边上开设各种槽、孔等。参考地板500包括但不限于为中板310的金属合金部分以及电路板(包括主板600及副板)的参考地金属部分。大致来看,电子设备1000中的参考地系统可等效为大致的矩形,故称为参考地板500。其中,参考地板500并不指示参考地的形状呈板状且为一块矩形板。
请参阅图1,所述电子设备1000为可折叠电子设备。例如折叠式手机等。
请参阅图3,所述电子设备1000包括第一主体710及第二主体720。所述第一主体710与所述第二主体720活动连接(转动连接或滑动连接),所述电子设备1000呈现折叠状态或展开状态。
可选的,第一主体710与第二主体720可沿电子设备1000的长度方向或宽度方向滑动至展开状态或折叠状态。电子设备1000处于折叠状态时,第一主体710与第二主体720沿电子设备1000的厚度方向堆叠设置。
再可选的,第一主体710与第二主体720沿电子设备1000的长度方向或宽度方向转动至展开状态或折叠状态。
在第一种可选的实施方式中,请参阅图3,第一主体710与第二主体720之间的转轴730沿电子设备1000的宽度方向。第一主体710与第二主体720所述顶边321与所述底边322在所述电子设备1000处于折叠状态下沿所述电子设备1000的厚度方向相对且间隔设置。所述顶边321与所述底边322在所述电子设备1000处于展开状态下为位于所述参考地板500相对两侧的两边。换言之,顶边321、底边322皆沿电子设备1000的宽度方向设置。第一侧边323和第二侧边324随着电子设备1000的折叠而处于折叠状态。
具体的,所述顶边321、所述第一侧边323的第一部分、所述第二侧边324的第一部分位于所述第一主体710。所述底边322、所述第一侧边323的第二部分、所述第二侧边324的第二部分位于所述第二主体720。
在第二种可选的实施方式中,请参阅图4,第一主体710与第二主体720之间的转轴730沿电子设备1000的长度方向。所述边框320的顶边321包括第一子顶边321a和第二子顶边321b。所述第一子顶边321a与所述第二子顶边321b在所述电子设备1000处于折叠状态下沿所述电子设备1000的厚度方向相对且间隔设置,所述第一子顶边321a与所述第二子顶边321b在所述电子设备1000处于展开状态下呈共线设置。换言之,顶边321延伸方向、底边322延伸方向与电子设备1000的长度方向垂直。第一侧边323、第二侧边324的延伸方向皆与电子设备1000的长度方向平行。顶边321、底边322随着电子设备1000的折叠而处于折叠状态。第一子顶边321a、第二子顶边321b分别在电子设备1000的转轴730的相对两侧。
具体的,请参阅图4,底边322包括第一子底边322a及第二子底边322b。第一子底边322a、第二子底边322b分别在电子设备1000的转轴730的相对两侧。第一子顶边321、第二子顶边321、所述第一侧边323、所述第二侧边324位于所述第一主体710。第一子底边322a、第二子底边322b、所述第一侧边323、所述第二侧边324位于所述第二主体720。
为了便于描述,定义电子设备1000在展开状态下的宽度方向为X轴方向,长度方向为Y轴方向,厚度方向为Z轴方向。
以下结合附图对于天线组件100的具体结构进行举例说明。
请参阅图3及图4,所述天线组件100包括第一辐射体10、第二辐射体20及第一信号源30。
请参阅图3及图4,第一辐射体10设于所述第一主体710。第二辐射体20设于所述第二主体720。所述第一辐射体10及所述第二辐射体20皆沿所述参考地板500的边缘间隔设置。
请参阅图5,在所述电子设备1000呈折叠状态时,所述第一辐射体10与所述第二辐射体20在所述电子设备1000的厚度方向(图2中Z轴方向)上至少部分相对并耦合。
举例而言,请参阅图3,第一辐射体10设于第一主体710的顶边321,第二辐射体20设于第二主体720的底边322。第一主体710与第二主体720之间的转轴730与顶边321、底边322平行。
再举例而言,请参阅图4,第一辐射体10设于第一主体710的第一子顶边321,第二辐射体20设于所述第二主体720的第二子顶边321。
由于圆极化波一般为电子设备1000与上空的卫星设备之间的传输信号,故通过将第一辐射体10设于电子设备1000的顶边321,能够使电子设备1000的顶边321与上空的卫星设备对应时具有较好的信号传输。
本申请对第一辐射体10的材质不做具体的限定。可选的,第一辐射体10的材质为导电材质,包括但不限于为金属、合金等导电材质。本申请对于第一辐射体10的形状不做具体的限定。例如,所述第一辐射体10的形状包括但不限于条状、片状、杆状、涂层状、薄膜状等。图3所示的所述第一辐射体10仅仅为一种示例,并不能对本申请提供的所述第一辐射体10的形状造成限定。本实施例中,所述第一辐射体10皆呈条状。本申请对于所述第一辐射体10的延伸轨迹不做限定。可选的,第一辐射体10可以沿直线延伸、或者沿曲线延伸或者沿弯折线延伸。上述的所述第一辐射体10在延伸轨迹上可为宽度均匀的线条,也可以为宽度渐变、设有加宽区域等宽度不等的条形。
本申请对于第一辐射体10的形式不做具体的限定。可选的,所述第一辐射体10的形态包括但不限于为金属边框320、镶嵌于塑胶边框320内的金属框架、位于边框320内或表面的金属辐射体、成型于柔性电路板(Flexible Printed Circuit board,FPC)上的柔性电路板天线、通过激光直接成型(Laser Direct Structuring,LDS)的激光直接成型天线、通过印刷直接成型(Print Direct Structuring,PDS)的印刷直接成型天线、导电片天线(例如金属支架天线)等。本实施例中,以第一辐射体10为电子设备1000的金属边框320的一部分为例。第二辐射体20的材质、形状、形式等皆可参考第一辐射体10的材质、形状、形式等。
请参阅图3及图4,所述第一辐射体10包括依次设置的第一自由端C、第一馈电点B及第一末端A。可选的,第一末端A可为接地端或自由端,后续进行具体的说明。
本申请中所述的自由端是指与边框320上的其他导电部分通过绝缘断缝断开且未电连接参考地板500的一端。为了确保电子设备1000的边框320的结构强度。上述的绝缘断缝中填充有绝缘材质。
请参阅图6,所述第一信号源30电连接所述第一馈电点B。所述第一信号源30用于激励所述电子设备1000呈折叠状态下的所述第一辐射体10及所述第二辐射体20上形成谐振电流。
所述第一信号源30包括但不限于射频收发芯片等。所述第一信号源30通过提供射频激励电流,以激励起所述第一辐射体10及所述第二辐射体20上产生谐振电流,形成谐振模式,以支持该谐振电流对应的频段。
本申请实施例中,第一信号源30设于主板600上。第一信号源30与第一馈电点B的电连接方式包括但不限于为通过同轴线、导电弹片等方式间接方式。具体的,第一信号源30通过设于主板600上的馈电弹片(导电弹片)电连接于所述第一馈电点B。
第一辐射体10为主辐射枝节,第二辐射体20与第一辐射体10耦合,进而第二辐射体20形成第一辐射体10的寄生枝节。
本实施例中,所述第一信号源30用于提供第一频段的第一激励信号。所述第一激励信号用于激励所述电子设备1000呈折叠状态下的所述第一辐射体10及所述第二辐射体20上形成支持第一频段的第一谐振模式,第一谐振模式在第一辐射体10及第二辐射体20上皆形成谐振电流。例如,第一辐射体10上形成的沿第一辐射体10延伸方向的谐振电流。可选的,所述第一谐振模式包括谐振于所述第一辐射体上且支持所述第一频段的1/2波长模式。
以第一辐射体10的延伸方向为图2中X轴方向为例,请参阅图7,第一辐射体10上的谐振电流沿图2中X轴方向延伸。在所述第一谐振模式下,所述第一辐射体10的端部形成沿第一方向(图2中X轴方向)的第一电场E1(端部电场)。所述第一方向为所述第一辐射体10的延伸方向,所述第一方向与所述电子设备1000的厚度方向(图2中Z轴方向)正交。
请参阅图7,在所述第一谐振模式下,第一辐射体10与第二辐射体20之间形成耦合电场,该耦合电场为所述第一辐射体10与所述第二辐射体20之间且沿所述电子设备1000的厚度方向的第二电场E2。即第一辐射体10与第二辐射体20之间形成沿电子设备1000的厚度方向的第二电场E2。
进一步地,所述第一电场E1与所述第二电场E2之间的相位差为70°~110°。换言之,第一电场E1与第二电场E2之间形成接近90°的相位差。进一步地,第一电场E1的幅值与第二电场E2幅值相近。第一电场E1与第二电场E2形成两个圆极化分量,第一电场E1与第二电场E2合成圆极化场,如此,在折叠状态下的所述第一辐射体10及所述第二辐射体20形成圆极化天线。
本实施例中,利用了电子设备1000为可折叠电子设备,进而在电子设备1000处于折叠状态时形成两个平行且间隔设置的辐射体,这两个辐射体中一个是为主辐射体,另一个为寄生辐射体,主辐射体、寄生辐射体之间相对的方向与主辐射体的延伸方向正交,一方面主辐射体上形成第一电场E1,寄生辐射体与主辐射体之间形成幅值相近且相位差接近90°的第二电场E2,为形成圆极化天线创造了条件。第一辐射体10及第二辐射体20皆设于边框320上,充分利用了边框320上的空间,减少占据电子设备1000内部空间;第一辐射体10设于顶边321,利于与上空的卫星设备等进行通信。
本申请实施例提供的电子设备1000,通过设计所述第一主体710与第二主体720活动连接至所述电子设备1000呈折叠状态或展开状态,第一辐射体10设于所述第一主体710;第二辐射体20设于所述第二主体720,所述第一辐射体10包括依次设置的第一自由端C、第一馈电点B及第一末端A,在所述电子设备1000呈折叠状态时,所述第一辐射体10与所述第二辐射体20在所述电子设备1000的厚度方向上至少部分相对;所述第一信号源30电连接所述第一馈电点B,所述第一信号源30用于激励所述电子设备1000呈折叠状态下的所述第一辐射体10及所述第二辐射体20上形成谐振电流,所述第一辐射体10的第一自由端形成沿第一方向的第一电场E1,所述第一辐射体10与所述第二辐射体20之间形成沿所述电子设备1000的厚度方向的第二电场E2,所述第一方向与所述电子设备1000的厚度方向正交,所述第一电场E1与所述第二电场E2之间的相位差为70°~110°,在折叠状态下的所述第一辐射体10及所述第二辐射体20形成圆极化天线,以提升天线组件100的圆极化性能。
请参阅图3及图4,天线组件100还包括第一匹配电路M1。所述第一匹配电路M1电连接于所述第一信号源30与所述第一馈电点B之间。所述第一匹配电路M1包括电容、电感中的至少一者。第一匹配电路M1通过调节第一信号源30与第一辐射体10之间的阻抗匹配,利于激励出第一谐振模式。
以下对于第二辐射体20的结构进行举例说明。
请参阅图3,所述第二辐射体20还包括第二自由端D及第一接地端F。换言之,第二辐射体20为L寄生枝节。
本申请中所述的接地端为第一辐射体10或第二辐射体20上电连接所述参考地板500的位置。其中,电连接方式包括但不限于为直接电连接或间接电连接。例如,第一接地点A通过接地弹片回地。再例如,第一主辐射体11的第一接地点A与参考地板500的一部分互连为一体。即通过物理回地方式。
请参阅图8,在所述电子设备1000呈折叠状态时,第一辐射体10的至少部分与第二辐射体20相对且间隔设置。具体为,所述第一自由端C在所述电子设备1000的厚度方向的正投影位于所述第二自由端D与所述第一接地端F之间。
请参阅图8,所述第二自由端D在所述电子设备1000的厚度方向的正投影位于所述第一末端A与所述第一自由端C之间。
换言之,第一辐射体10与第二辐射体20在所述电子设备1000呈折叠状态(后续简称为折叠状态)时交错设置。而且,第一辐射体10的第一自由端C所在部分与第二辐射体20的第二自由端D所在部分耦合,以在第一辐射体10与第二辐射体20之间形成电场耦合,以利于形成第二电场E2,进而与第一电场E1形成圆极化场。
本实施例中,请参阅图6,所述第一信号源30激励所述第一辐射体10及所述第二辐射体20形成支持第一频段的第一谐振模式。所述第二辐射体20在所述第一谐振模式下的谐振电流的方向与所述第一辐射体10在所述第一谐振模式下的谐振电流的方向相同。其中,所述第一辐射体10在所述第一谐振模式下的谐振电流的强度大于所述第二辐射体20在所述第一谐振模式下的谐振电流的强度。
本实施例,通过对第二辐射体20、第一辐射体10的相对长度进行设计,使第一辐射体10及第二辐射体20在第一谐振模式下形成同向的谐振电流。其中,第一辐射体10上的谐振电流为辐射做主要贡献,而第二辐射体20上的同向谐振电流能够辅助增强天线组件100朝向顶边321辐射。
另一角度上说,若第二辐射体20上的谐振电流的方向与第一辐射体10上的谐振电流的方向相反,第一辐射体10在空中的辐射能量与第二辐射体20上在空中的辐射能量相互抵消,进而导致天线组件100的总场能量减弱。
在第一种可选的实施方式中,所述第一末端A为第二接地端。换言之,第一辐射体10为IFA天线。所述第一谐振模式包括谐振于所述第一辐射体10上支持所述第一频段的1/4波长模式。具体的,第一辐射体10的电长度接近于或为第一频段的中心频点的1/4波长,以激励所述第二接地端与所述第一自由端C之间形成支持第一频段的1/4波长模式。本文所述的接近于为上下浮动1/10波长。
本申请中所述的电长度可以满足以下公式:
其中,L为物理长度。a为电或电磁信号在媒介中的传输时间。b为在自由场景中的传输时间。
如前述第一辐射体10的天线形式为IFA天线形式,所述第一谐振模式接近于或为第一频段的1/4波长模式,1/4波长模式为IFA天线的基态模,具有相对较高的效率,以确保第一谐振模式所支持的第一频段具有相对较高的效率。
可选的,第一频段为以圆极化波形式传输的信号频段。所述第一频段包括GPS频段、或北斗卫星频段、或天通卫星频段。
请参阅图9,图9是本申请提供的第一辐射体10为IFA天线及第二辐射体20为L寄生枝节时天线组件100的结构示意图。其中,第一辐射体10设于所述第一主体710的顶边321,第二辐射体20设于第二主体720的底边322。第一辐射体10的第二接地端指向第一自由端C的方向与第二辐射体20的第一接地端F指向第二自由端D的方向平行且相反。
请参阅图10,图10是本申请提供的第一辐射体10为IFA天线及第二辐射体20为L寄生枝节时在第一谐振模式下的电流分布示意图。其中,第一谐振模式的主要谐振电流的电流分布包括:从第二接地端流向第一自由端C,及从第二自由端D流向第一接地端F。由于电流的周期性,在其他时刻,电流流向还可以反向。图10中的GND3和GND4是皆表示电连接参考地板500。
请参阅图11,图11是本申请提供的第一辐射体10为IFA天线及第二辐射体20为L寄生枝节时的S参数及效率曲线示意图。曲线a1是S参数曲线,曲线a2是辐射效率曲线,曲线a3是总效率曲线。从图中可知,天线组件100在第一谐振模式下可支持天通卫星频段(1980MHz-2200MHz)。且天线组件100在天通卫星频段具有相对较高的效率。
请参阅图12,图12是本申请提供的第一辐射体10为IFA天线及第二辐射体20为L寄生枝节时的总场辐射方向图。可以看到,此时的总场辐射方向图朝向第一主体710背离第二主体720的一侧。在本实施例中,天线组件100工作在天通卫星时,可将第一主体710背离所述第二主体720的表面朝上,且通过改变角度,以获取较好的信号传输效率。进一步地,第一主体710背离第二主体720的表面可设于显示屏,通过显示屏上提示用户进行与卫星设备进行良好连接的操作。
可选的,请参阅图8,所述第二自由端D在所述电子设备1000的厚度方向的正投影位于所述第一辐射体10的中点位置与所述第一自由端C之间。若第一辐射体10与第二辐射体20之间的耦合长度过大,例如大于第一辐射体10的1/2总长,可能导致第二辐射体20在第一谐振模式下的谐振电流方向与第一辐射体10在第一谐振模式下的谐振电流方向相反,进而不利于提升天线组件100的总场辐射能量及圆极化辐射能量。
进一步地,第一辐射体10与第二辐射体20之间的耦合长度小于或等于第一辐射体10的1/4总长,以便于第一辐射体10、第二辐射体20在第一谐振模式下形成同向的谐振电流,且该耦合电场即第二电场E2的幅值与第一电场E1的幅值相近,第一电场E1与第二电场E2的相位差接近90°,以提升圆极化性能。
可选的,所述第一信号源30还激励所述第二辐射体20形成支持第二频段的第二谐振模式。所述第二频段的中心频点大于所述第一频段的中心频段。在第二谐振模式下,第二辐射体20上的电流为主要辐射电流,其中,第二辐射体20上的谐振电流强度大于第一辐射体10上的谐振电流的强度。第二辐射体20在第二谐振模式下的电流方向与第二辐射体20在第一谐振模式下的电流方向相反。
所述第二谐振模式为所述第二频段的1/4波长模式。具体的,第二辐射体20的电长度接近于或为第二频段的中心频点的1/4波长,以激励所述第一接地端F与所述第二自由端D之间形成支持第二频段的1/4波长模式。通过设计第二辐射体20的电长度小于第一辐射体10的电长度,进一步地,设计第二辐射体20的长度小于第一辐射体10的长度,使所述第二频段的中心频点大于所述第一频段的中心频段。通过将所述第二频段的中心频点大于所述第一频段的中心频段,可使第二谐振模式的谐振点之后的效率凹坑远离第一频段,在第二谐振模式的谐振点之前形成效率凸起位于第一频段附近,以提升第一频段的效率。
请参阅图13,图13是本申请提供的第一辐射体10为IFA天线及第二辐射体20为L寄生枝节时圆极化场示意图。本实施例中,所述第一辐射体10设于所述边框320中的顶边321。第二辐射体20设于边框320的底边322。第一电场E1的方向为沿X轴方向朝右,第二电场E2的方向为电子设备1000的厚度方向上第一辐射体10指向第二辐射体20的方向。所述第一电场E1与所述第二电场E2合成圆极化场。圆极化方向为顶边321背离参考地板500的方向。所述圆极化场的能流方向为所述顶边321背离所述参考地板500的方向。
在第二种可选的实施方式中,请参阅图5,所述第一末端A为第三自由端。换言之,第一辐射体10为偶极子天线、T天线等。具体的,匹配电路中包括下地电路,进而第一辐射体10为T天线。第一馈电点B也是第一辐射体10的回地点。再可选的,第一辐射体10还包括接地点,该接地点可设于第一馈电点B与第一自由端C之间,或位于第一馈电点B与第三自由端之间。如此,第一辐射体10为T天线。再可选的,第一辐射体10不包括接地点,第一辐射体10为偶极子天线。
所述第一谐振模式包括谐振于所述第一辐射体10上支持所述第一频段的1/2波长模式。
具体的,第一辐射体10的电长度接近于或为第一频段的中心频点的1/2波长,以激励所述第二接地端与所述第一自由端C之间形成支持第一频段的1/2波长模式。
如前述第一辐射体10的天线形式为T天线形式,所述第一谐振模式接近于或为第一频段的1/2波长模式,1/2波长模式为T天线的基态模,具有相对较高的效率,以确保第一谐振模式所支持的第一频段具有相对较高的效率。其中,T天线上的电流模式也称为T天线平衡模。
请参阅图5,图5是本申请提供的第一辐射体10为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节时天线组件100的结构示意图。其中,第一辐射体10设于所述第一主体710的顶边321,第二辐射体20设于第二主体720的底边322。第一辐射体10的第二接地端指向第一自由端C的方向与第二辐射体20的第一接地端F指向第二自由端D的方向平行且相反。
请参阅图6,图6是本申请提供的第一辐射体10为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节时在第一谐振模式下的电流分布示意图。其中,第一谐振模式的主要谐振电流的电流分布包括:从第三自由端流向第一自由端C,及从第二自由端D流向第一接地端F。由于电流的周期性,在其他时刻,电流流向还可以反向。其中,第三自由端流向第二自由端D的电流模式为第一频段的1/2波长电流。
本实施例中,设计第一辐射体10为T天线能够使天线组件100的总场辐射方向朝向顶边321所在侧辐射。以下对于T天线结构、辐射场进行举例说明。
请参阅图14,图14是本申请提供的第一辐射体10为T天线时天线组件100的结构示意图。此时,电子设备1000处于折叠状态。
请参阅图15a,图15a是本申请提供的第一辐射体10为T天线时天线组件100的电流分布示意图一。此时,电子设备1000处于折叠状态。本实施例中,第一辐射体10在第一信号源30的激励下形成T天线平衡模。T天线平衡模的谐振电流从T天线的一端流向另一端。T天线平衡模的谐振电流为1/2波长电流。
请参阅图15b,图15b是第一辐射体10为T天线时与参考地板500形成BM模式的枝节电流分布示意图。在所述第一谐振模式下,所述第一辐射体10上形成所述第一频段的1/2波长电流。如此,第一辐射体10在所述第一谐振模式下形成平衡模电流(BM电流)。BM模式的特征为电流从一个自由端流向另一个自由端,基本没有电流或很少电流下地。BM模式也可以理解为1/2波长的Dipole模式(偶极子模式)。
其中,所述第一谐振模式还在所述参考地板500的边缘形成与所述第一辐射体10的谐振电流(1/2波长电流)同向的地板电流。
所述参考地板500的边缘形成与所述第一辐射体10的谐振电流平行的地板电流,使所述第一辐射体10在所述第一谐振模式下形成从所述第一辐射体10背离所述参考地板500的方向的辐射分量。当第一辐射体10设于顶边321时,所述第一辐射体10背离所述参考地板500的方向为参考地板500朝向顶边321的方向。
请参阅图15c,图15c是第一辐射体10为T天线时与参考地板500形成BM模式的地板电流分布示意图。BM模式中,参考地板500上主要形成横向电流,并且横向电流主要集中在靠近第一辐射体10的位置,BM模式对应的参考地板500起到反射面的作用,所以BM模式下参考地板500能够将第一辐射体10的辐射能够朝向背离参考地板500的方向反射,进而形成第一辐射体10背离参考地板500方向(向上)辐射的辐射瓣(辐射分量),提升上半球占比。
第一辐射体10在BM模式下产生横向同向1/2波长的电流,类似1/2波长dipole(偶极子),再加上参考地板500起到反射面的作用,所以BM模式的主瓣朝向上方,朝向上方是第一辐射体10背离参考地板500的一侧,本实施例中是顶边321所在侧。说明了第一辐射体10的BM模式形成的平衡模电流(BM电流),能够形成朝向上的辐射瓣,进而提升上半球占比。
请参阅图16,图16是本申请提供的第一辐射体10为T天线时天线组件100的S参数曲线、效率曲线。曲线a1是S参数曲线,曲线a2是辐射效率曲线,曲线a3是总效率曲线。从图中可知,天线组件100可支持天通卫星频段(1980MHz-2200MHz),且天线组件100在天通卫星频段具有相对较高的效率。
请参阅图17,图17是本申请提供的第一辐射体10为T天线时天线组件100的总场辐射方向图。可以看到,由于T天线平衡模式主要电流集中在天线枝节上,即天线枝节自身构成了谐振单元,参考地板500上的电流较少,T天线的平衡模式不十分依赖参考地板500辐射,且参考地板500起到反射作用。因此T天线的辐射方向具有方向图向上的分量。可选的,所述圆极化天线的方向图朝向为所述第一主体710背离所述第二主体720的一侧。
请参阅图3,图3是本申请提供的第一辐射体10为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节且电子设备1000处于展开状态的结构示意图。其中,第一辐射体10设于所述第一主体710的顶边321,第二辐射体20设于第二主体720的底边322。第一辐射体10的第三自由端指向第一自由端C的方向与第二辐射体20的第一接地端F指向第二自由端D的方向平行且相反。
请参阅图5,图5是本申请提供的第一辐射体10为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节且电子设备1000处于折叠状态的结构示意图。其中,第一辐射体10的第一自由端C与第二辐射体20的第一自由端C错开设置,且第一辐射体10与第二辐射体20相对且间隔设置。
请参阅图6,图6是本申请提供的第一辐射体10为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节在第一谐振模式下的电流分布示意图。其中,第一辐射体10上的谐振电流从第一辐射体10的第三自由端流向第一自由端C,这部分电流是第一频段的1/2波长电流。即第一辐射体10上的电流为T平衡模电流。第二辐射体20上的谐振电流方向与第一辐射体10上的谐振电流方向相同。第一辐射体10上的电流强度大于第二辐射体20上的电流强度。
请参阅图7,图7是本申请提供的第一辐射体10为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节在第一谐振模式下的圆极化场的极化方向示意图。由于第一辐射体10和第二辐射体20之间的电场耦合,会形成沿第一主体710指向第二主体720(电子设备1000的厚度方向)的电场(第二电场E2)。而第一辐射体10的端部电场,形成了沿水平方向的电场(第一电场E1)。由此根据圆极化天线原理,此时构成了垂直正交的电场。第一电场E1及第二电场E2相位相差90°。此时的圆极化场的能流方向沿垂直向上方向,如图7中k所示。
可选的,所述第二自由端D在所述电子设备1000的厚度方向的正投影位于所述第一辐射体10的中点位置与所述第一自由端C之间。若第一辐射体10与第二辐射体20之间的耦合长度过大,例如大于第一辐射体10的1/2总长,可能导致第二辐射体20在第一谐振模式下的谐振电流方向与第一辐射体10在第一谐振模式下的谐振电流方向相反,进而不利于提升天线组件100的总场辐射能量及圆极化辐射能量。
进一步地,第一辐射体10与第二辐射体20之间的耦合长度小于或等于第一辐射体10的1/4总长,以便于第一辐射体10、第二辐射体20在第一谐振模式下形成同向的谐振电流,且该耦合电场即第二电场E2的幅值与第一电场E1的幅值相近,第一电场E1与第二电场E2的相位差接近90°,以提升圆极化性能。
可选的,所述第一信号源30还激励所述第二辐射体20形成支持第二频段的第二谐振模式。所述第二频段的中心频点大于所述第一频段的中心频段。在第二谐振模式下,第二辐射体20上的电流为主要辐射电流,其中,第二辐射体20上的谐振电流强度大于第一辐射体10上的谐振电流的强度。第二辐射体20在第二谐振模式下的电流方向与第二辐射体20在第一谐振模式下的电流方向相反。
所述第二谐振模式为所述第二频段的1/4波长模式。具体的,第二辐射体20的电长度接近于或为第二频段的中心频点的1/4波长,以激励所述第一接地端F与所述第二自由端D之间形成支持第二频段的1/4波长模式。通过设计第二辐射体20的电长度小于第一辐射体10的电长度,进一步地,设计第二辐射体20的长度小于第一辐射体10的长度,使所述第二频段的中心频点大于所述第一频段的中心频段。通过将所述第二频段的中心频点大于所述第一频段的中心频段,可使第二谐振模式的谐振点之后的效率凹坑远离第一频段,在第二谐振模式的谐振点之前形成效率凸起位于第一频段附近,以提升第一频段的效率。
请参阅图18,图18是本申请提供的第一辐射体10为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节的S参数曲线及效率曲线。曲线a1是S参数曲线,曲线a2是辐射效率曲线,曲线a3是总效率曲线。从图中可知,天线组件100在第一谐振模式下可支持天通卫星频段(1980MHz-2200MHz)。且天线组件100在天通卫星频段具有相对较高的效率。
请参阅图7,图7是本申请提供的第一辐射体10为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节时圆极化场示意图。本实施例中,所述第一辐射体10设于所述边框320中的顶边321。第二辐射体20设于边框320的底边322。第一电场E1的方向为沿X轴方向朝右,第二电场E2的方向为电子设备1000的厚度方向上第一辐射体10指向第二辐射体20的方向。所述第一电场E1与所述第二电场E2合成圆极化场。圆极化方向为顶边321背离参考地板500的方向。所述圆极化场的能流方向为所述顶边321背离所述参考地板500的方向。
所述第一电场E1与所述第二电场E2合成圆极化场。所述圆极化场的能流方向为所述第一辐射体10背离所述参考地板500的方向,如图7中k所示。
请参阅图19,图19是本申请提供的第一辐射体10为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节时轴比曲线。可以看到,在第一谐振模式的谐振点附近,第一辐射体10及第二辐射体20的第一谐振模式时的轴比在第一频段内达到极低,小于3dB,说明第一辐射体10及第二辐射体20在第一谐振模式时形成圆极化天线。
请参阅图20,图20是本申请提供的第一辐射体10为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节时轴比3D示意图。第一辐射体10设于顶边321。可以看出,第一辐射体10及第二辐射体20的第一谐振模式时的轴比较低的方向为朝向顶边321的方向,即向上方向的圆极化性能较好。图中Q表示轴比小于3dB的部分。
请参阅图21,图21是本申请提供的第一辐射体10为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节时总场方向图。第一辐射体10设于顶边321。从图中可以看出,第一辐射为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节在第一谐振模式下的主要辐射方向为朝向顶边321的方向,即朝上辐射,具有较好的上半球占比。可选的,所述圆极化天线的方向图朝向为所述顶边321背离所述参考地板500的方向。当圆极化天线应用于GPS频段、天通卫星频段、北斗卫星频段时,圆极化天线具有较高的上半球占比,进而具有较好的向上辐射性能。
由于所述圆极化场分量的能流方向与所述第一辐射体10在平衡模式下的辐射分量的方向一致。所述圆极化场形成的所述第一辐射体10背离所述参考地板500的方向的分量与所述第一辐射体10在所述第一谐振模式下形成从所述第一辐射体10背离所述参考地板500的方向的辐射分量融合,进而形成所述天线组件100的方向图(即总场方向图)朝向为所述第一辐射体10背离所述参考地板500的方向。当第一辐射体10设于顶边321时,所述天线组件100的总场方向图从参考地板500朝向顶边321,一方面实现所述天线组件100的总场方向图朝上辐射,增加上半球占比;另一方面,圆极化场也朝上,说明圆极化场占据所述天线组件100的辐射总场的占比较大,圆极化场性能较强。
请参阅图22,图22是本申请提供的第一辐射体10为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节时左旋辐射方向图。第一辐射体10设于顶边321。从图中可以看出,第一辐射为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节在第一谐振模式下的总场增益为3.5dBi,其中,左旋圆极化增益为2.25dBi。说明第一辐射体10及第二辐射体20在第一谐振模式下所形成的圆极化主要为左旋圆极化。其中,左旋圆极化在天通卫星通信中具有较好的应用。此外,还可以看出,左旋圆极化的主要辐射方向为朝向顶边321的方向,即朝上辐射,具有较好的上半球占比。
请参阅图23,图23是本申请提供的第一辐射体10为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节时右旋辐射方向图。第一辐射体10设于顶边321。从图中可以看出,第一辐射为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节在第一谐振模式下的总场增益为3.5dBi,其中,右旋圆极化增益为1.66dBi。其中,左旋圆极化或右旋圆极化在北斗卫星通信中具有较好的应用。此外,还可以看出,右旋圆极化的主要辐射方向为朝向顶边321的方向,即朝上辐射,具有较好的上半球占比。
请参阅图24,图24是本申请提供的第一辐射体10为T天线及第二辐射体20为L寄生枝节时左右旋增益对比。点1是左旋圆极化曲线在132°时的增益。点2是右旋圆极化曲线在132°的增益。可以看出,主极化和交叉极化之间差值达到40dB以上,远远大于10dB。说明主极化分量占比较大,圆极化性能较好。
本实施例中,在所述电子设备1000呈折叠状态下所述第一辐射体10与第二辐射体20之间的耦合形成预设电容。所述预设电容使所述第一电场E1与所述第二电场E2之间的相位差为70°~110°。
第一电场E1与第二电场E2之间的相位差随着第一辐射体10与第二辐射体20之间的电容的变化而变化。第一辐射体10与第二辐射体20之间的电容随着第一辐射体10与第二辐射体20之间的耦合长度、耦合距离的变化而变化。
具体的,通过设计第一辐射体10与第二辐射体20之间的耦合长度,以及设计第一辐射体10与第二辐射体20之间的耦合距离,以确定第一辐射体10与第二辐射体20之间的耦合电容,使耦合电容大小为预设电容,当第一辐射体10与第二辐射体20之间的电容为预设电容时,第一电场E1与第二电场E2之间的相位差为90°附近。
可选的,电子设备1000为可折叠设备,电子设备1000在折叠状态下,第一主体710与第二主体720可转动至不同的角度,例如,第一主体710与第二主体720之间的角度为第一角度,例如0°,或者,第一主体710与第二主体720之间的角度为第二角度,例如3°,或者,第一主体710与第二主体720之间的角度为第三角度,例如5°。电子设备1000包括转动连接于第一主体710与第二主体720之间的转轴730。转轴730具有卡止件。卡止件用于将第一主体710与第二主体720卡止在上述的第一角度、或第二角度、或第三角度,以改变第一辐射体10与第二辐射体20之间的耦合距离,进而调节所述第一电场E1与所述第二电场E2之间的相位差,以使第一电场E1与第二电场E2之间的相位差为90°附近,利于第一电场E1与第二电场E2形成圆极化场。
可选的,请参阅图25,天线组件100还包括频率调节电路P,所述频率调节电路P的一端电连接第二辐射体20,所述频率调节电路P的另一端接地。频率调节电路P用于调谐第二辐射体20的谐振频点。频率调节电路P包括但不限于为电容、电感等。
当频率调节电路P调谐第二辐射体20的谐振频点靠近于第一频段的中心频点时,第二辐射体20与第一辐射体10之间的耦合电场(第二电场E2)的强度增强。当频率调节电路P调谐第二辐射体20的谐振频点相对远离于第一频段的中心频点时,第二辐射体20与第一辐射体10之间的耦合电场(第二电场E2)的强度减弱。故通过调谐频率调节电路P调节第二辐射体20的谐振频点,进而调谐第二电场E2的强度,使第二电场E2的幅值与第一电场E1的幅值接近,利于第一电场E1与第二电场E2形成圆极化场。
可选的,频率调节电路P包括调节开关P1及多个调节支路P2,每个调节支路P2的阻抗值不同。调节开关P1分别切换至不同的调节支路P2,以调谐第二电场E2的幅值。
可选的,请参阅图26,所述天线组件100还包括调谐电路T。所述调谐电路T的一端电连接所述第一接地端F,所述调谐电路T的另一端接地。所述调谐电路T用于调谐所述第一电场E1与所述第二电场E2之间的相位差,使第一电场E1与第二电场E2之间的相位差接近于90°,利于第一电场E1与第二电场E2形成圆极化场。
进一步地,所述调谐电路T包括调谐开关T1、多个调谐支路T2。所述调谐开关T1的固定端电连接所述第一接地端F。所述调谐开关T1的选择端电连接多个所述调谐支路T2。所述调谐支路T2包括大电容或小电感。例如,大电容使第二电场E2的相位增加。大电容例如大于10pF,小电感例如小于2nH。调谐支路T2包括大电容或小电感可利于第二电场E2的相位增加,使第一电场E1与第二电场E2之间的相位差接近于90°,利于第一电场E1与第二电场E2形成圆极化场。
可选的,当频率调节电路P电连接于第一接地端F时,频率调节电路P可作为调谐电路T,即频率调节电路P包括大电容或小电感,以同时实现改变第二电场E2的相位和幅值,利于第一电场E1与第二电场E2形成圆极化场。
当然,频率调节电路P与调谐电路T分别设于不同位置,可以通过频率调节电路P改变第二电场E2的幅值,通过调谐电路T改变第二电场E2的相位,利于第一电场E1与第二电场E2形成圆极化场。
当然,通过卡位件改变第二电场E2的幅值,通过调谐电路T改变第二电场E2的相位,利于第一电场E1与第二电场E2形成圆极化场。
可选的,请参阅图27,所述天线组件100还包括第三辐射体40及第二信号源50。所述第三辐射体40的至少部分与所述第二辐射体20设于所述边框320的同一边。例如,第二辐射体20与第三辐射体40皆设于底边322。所述天线组件100还包括第二匹配电路M3,第二匹配电路M3电连接于第三辐射体40及第二信号源50之间,用于实现阻抗匹配。
请参阅图27,所述第三辐射体40与所述第二辐射体20耦合。例如,第三辐射体40包括第三接地端G、第二馈电点H及第四自由端J。第四自由端J与第二自由端D之间为耦合缝隙。
所述第二信号源50电连接所述第三辐射体40的第二馈电点H,用于在所述电子设备1000处于展开状态下激励所述第三辐射体40及所述第二辐射体20形成支持第三频段的谐振模式。其中,第三辐射体40为主辐射枝节,第二辐射体20还作为第三辐射体40的寄生枝节。
可选的,第二信号源50提供的激励信号包括MHB激励信号。第三频段包括但不限于为MHB频段。当第一辐射体10所支持的频段为天通卫星频段(1980-2200MHz)时,第二辐射体20的谐振点大于2.2GHz。由于MHB频段为(1.71-2.7GHz),故第二辐射体20能够在第三辐射体40工作在MHB频段时,第二辐射体20的谐振频点可同时满足大于第一频段的中心频点及大于第三频段的中心频点,例如,第二辐射体20的谐振频点为2.7GHz,进而实现第二辐射体20在作为第一辐射体10的寄生辐射枝节时提高第一频段的效率,第二辐射体20在作为第三辐射体40的寄生辐射枝节时提高第三频段的效率。
当第二辐射体20作为第三辐射体40的寄生辐射枝节时,第三辐射体40与第二辐射体20在第二信号源50的作用下形成E-E(电场-电场)辐射模和E-E平衡模,以形成MHB频段内的双波谐振,以实现在MHB频段内的多频段覆盖或实现MHB频段的全频段覆盖。此外,由于第三辐射体40的电长度小于第二辐射体20的电长度,进而E-E平衡模的谐振频点高于E-E辐射模的谐振频点,E-E平衡模的谐振频点在E-E辐射模的谐振频点之后,利于E-E平衡模提升E-E辐射模的效率。
可选的,所述第二信号源50被配置为在所述第一信号源30为所述第一辐射体10提供激励信号时与所述第一辐射体10之间的电性断开,及在所述第一信号源30与所述第一辐射体10之间电性断开时为所述第三辐射体40提供所述第三频段的激励信号。
换言之,第一信号源30与第二信号源50被配置为分时工作。具体的,第一信号源30为卫星通信信号源,第二信号源50为移动蜂窝信号源。由于卫星通信信号源工作时,需要较大的功率。故在第一信号源30工作时,第二信号源50等其他信号源可暂定工作,以确保卫星通信信号源具有足够大的功率。
本申请实施例提供的天线组件100是一种小折叠圆极化卫星天线设计,通过将主枝节(第一辐射体10)设计为T天线平衡模,以形成主辐射方向向上的总场方向图;进一步地,增加电子设备1000在折叠场景下的寄生枝节(第二辐射体20),第一辐射体10与第二辐射体20产生水平面上正交的一组电场(第一电场E1和第二电场E2),进一步地通过构造第一电场E1与第二电场E2之间的相位差为90°,因而激励产生了主辐射方向向上的左旋圆极化辐射,整体通过T天线模式特点,和电场构造,产生向上方向的总场辐射,和向上方向的左右旋向圆极化场分量,实现对总场和各个单独旋向场的辐射方向图调控。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型,这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
Claims (17)
1.一种电子设备,其特征在于,包括:
第一主体;
第二主体,所述第一主体与第二主体活动连接,所述电子设备呈现折叠状态或展开状态;
天线组件,所述天线组件包括:
第一辐射体,设于所述第一主体,所述第一辐射体包括依次设置的第一自由端、第一馈电点及第三自由端;
第二辐射体,设于所述第二主体,在所述电子设备呈折叠状态时,所述第一辐射体与所述第二辐射体在所述电子设备的厚度方向上至少部分相对并耦合;及
第一信号源,所述第一信号源电连接所述第一馈电点,所述第一信号源用于激励所述电子设备呈折叠状态下的所述第一辐射体及所述第二辐射体上形成支持第一频段的第一谐振模式,所述第一谐振模式包括谐振于所述第一辐射体上且支持所述第一频段的1/2波长模式;在所述第一谐振模式下,所述第一辐射体的第一自由端形成沿第一方向的第一电场,及所述第一辐射体与所述第二辐射体之间形成沿所述电子设备的厚度方向的第二电场;所述第一方向为所述第一辐射体的延伸方向,所述第一方向与所述电子设备的厚度方向正交,所述第一电场与所述第二电场之间的相位差为70°~110°,在折叠状态下的所述第一辐射体及所述第二辐射体形成圆极化天线。
2.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括参考地板,所述第一辐射体及所述第二辐射体皆沿所述参考地板的边缘间隔设置,所述第一谐振模式还在所述参考地板的边缘形成与所述第一辐射体上的谐振电流平行的地板电流。
3.如权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述参考地板的边缘形成与所述第一辐射体上的谐振电流平行的地板电流,使所述第一辐射体在所述第一谐振模式下形成从所述第一辐射体背离所述参考地板的方向的辐射分量。
4.如权利要求3所述的电子设备,其特征在于,所述第一电场与所述第二电场合成圆极化场,所述圆极化场的能流方向为所述第一辐射体背离所述参考地板的方向。
5.如权利要求4所述的电子设备,其特征在于,所述圆极化场形成的所述第一辐射体背离所述参考地板的方向的分量与所述第一辐射体在所述第一谐振模式下形成从所述第一辐射体背离所述参考地板的方向的辐射分量融合,所述天线组件的方向图朝向为所述第一辐射体背离所述参考地板的方向。
6.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第二辐射体还包括第二自由端及第一接地端;
在所述电子设备呈折叠状态时,所述第一自由端在所述电子设备的厚度方向的正投影位于所述第二自由端与所述第一接地端之间;
所述第二自由端在所述电子设备的厚度方向的正投影位于所述第三自由端与所述第一自由端之间。
7.如权利要求6所述的电子设备,其特征在于,所述第二自由端在所述电子设备的厚度方向的正投影位于所述第一辐射体的中点位置与所述第一自由端之间。
8.如权利要求6所述的电子设备,其特征在于,所述天线组件还包括调谐电路,所述调谐电路的一端电连接所述第一接地端,所述调谐电路的另一端接地,所述调谐电路用于调谐所述第一电场与所述第二电场之间的相位差。
9.如权利要求8所述的电子设备,其特征在于,所述调谐电路包括调谐开关、多个调谐支路,所述调谐开关的固定端电连接所述第一接地端,所述调谐开关的选择端电连接多个所述调谐支路,所述调谐支路包括大电容或小电感。
10.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第二辐射体在所述第一谐振模式下的谐振电流的方向与所述第一辐射体在所述第一谐振模式下的谐振电流的方向相同。
11.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一信号源还激励所述第二辐射体形成支持第二频段的第二谐振模式,所述第二频段的中心频点大于所述第一频段的中心频段,所述第二谐振模式为所述第二频段的1/4波长模式。
12.如权利要求1~11任意一项所述的电子设备,其特征在于,在所述电子设备呈折叠状态下所述第一辐射体与第二辐射体之间形成预设电容,所述预设电容使所述第一电场与所述第二电场之间的相位差为70°~110°。
13.如权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括边框,所述边框围设于所述参考地板的周侧,所述边框还包括顶边和底边,所述顶边与所述底边在所述电子设备处于折叠状态下沿所述电子设备的厚度方向相对且间隔设置,所述顶边与所述底边在所述电子设备处于展开状态下为位于所述参考地板相对两侧的两边。
14.如权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括边框,所述边框围设于所述参考地板的周侧,所述边框的顶边包括第一子顶边和第二子顶边,所述第一子顶边与所述第二子顶边在所述电子设备处于折叠状态下沿所述电子设备的厚度方向相对且间隔设置,所述第一子顶边与所述第二子顶边在所述电子设备处于展开状态下呈共线设置。
15.如权利要求13或14所述的电子设备,其特征在于,所述天线组件还包括第三辐射体及第二信号源,所述第三辐射体的至少部分与所述第二辐射体设于所述边框的同一边,所述第三辐射体与所述第二辐射体耦合,所述第二信号源电连接所述第三辐射体,用于在所述电子设备处于展开状态下激励所述第三辐射体及所述第二辐射体形成支持第三频段的谐振模式。
16.如权利要求15所述的电子设备,其特征在于,所述第二信号源被配置为在所述第一信号源为所述第一辐射体提供激励信号时与所述第一辐射体之间的电性断开,及在所述第一信号源与所述第一辐射体之间电性断开时为所述第三辐射体提供所述第三频段的激励信号。
17.如权利要求1~9任意一项所述的电子设备,其特征在于,所述第一频段包括GPS频段、或北斗卫星频段、或天通卫星频段。
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