CN208386521U - 电子装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电子装置。电子装置包括控制器及第一天线,控制器产生第一控制信号及第二控制信号。第一天线包括第一射频信号源、调制解调器、选择器、第一频段匹配电路及第一天线辐射体。第一射频信号源产生第一激励信号,第一激励信号包括第一、第二子激励信号,调制解调器将第一、第二子激励信号解调出来,选择器在第一控制信号的控制下将第一或第二子激励信号加载到第一天线辐射体,第一天线辐射体根据第一子激励信号产生第一频段的第一电磁波信号,第一天线辐射体根据第二子激励信号产生第二频段的第一电磁波信号,第一频段匹配电路在第二控制信号的控制下调整第一天线辐射体的等效电长度以将第一电磁波信号辐射出去。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备领域,尤其涉及一种电子装置。
背景技术
天线是一种变换器,用于将传输线上传输的导行波变换为在无界媒介(通常是自由空间)中传输的电磁波,或者是将在无界媒介中传输的电磁波转换为可以在传输线上传输的导行波的一种装置。手机等电子装置中,通常包括天线,以实现手机等电子装置的通信功能。然而,在现有电子装置中,天线接收到激励源发出的射频信号(导行波)并根据所述射频信号转换为电磁波信号(电磁波)的时候,所能实现的频段较为单一,进而使得所述电子装置的通信效果不佳。
实用新型内容
本申请提供了一种电子装置,所述电子装置包括控制器及第一天线,所述控制器用于产生第一控制信号及第二控制信号,所述第一天线包括第一射频信号源、调制解调器、选择器、第一频段匹配电路及第一天线辐射体,所述第一射频信号源用于产生第一激励信号,所述第一激励信号包括第一子激励信号及第二子激励信号,所述调制解调器用于将所述第一子激励信号及所述第二子激励信号分别解调出来,所述选择器用于在所述第一控制信号的控制下将第一子激励信号或者第二子激励信号加载到所述第一天线辐射体,所述第一天线辐射体根据所述第一子激励信号产生第一频段的第一电磁波信号,所述第一天线辐射体根据所述第二子激励信号产生第二频段的第一电磁波信号,所述第一频段匹配电路用于在所述第二控制信号的控制下调整所述第一天线辐射体的等效电长度以将所述第一天线辐射体产生的第一电磁波信号辐射出去。
相较于现有技术,所述电子装置中的选择器可以将所述第一子激励信号或者第二子激励信号加载到所述第一天线辐射体,当所述第一子激励信号加载到所述第一天线辐射体上时,所述第一天线辐射体产生第一频段的第一电磁波信号,所述第一频段匹配电路在控制器的控制下调整第一天线辐射体的等效电长度以将第一频段的第一电磁波信号辐射出去。当所述第二子激励信号加载到所述第一天线辐射体上时,所述第一天线辐射体产生第二频段的第一电磁波信号,所述控制器调整所述第一天线辐射体的等效电长度以将第二频段的第一电磁波信号辐射出去。本申请的电子装置中的第一天线能够辐射两个频段的第一电磁波信号,从而提高了所述电子装置的通信效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请一些实施方式,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为本申请第一实施方式提供的电子装置的电路结构示意图。
图2为本申请第一实施方式提供的电子装置的结构示意图。
图3为图1及图2中第一实施方式提供的第一频段匹配电路的示意图。
图4为图1及图2中第二实施方式提供的第一频段匹配电路的示意图。
图5为本申请第二实施方式提供的电子装置的结构示意图。
图6为图5中所示电子装置中的第四天线的布局示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图,对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本申请保护的范围。
本申请实施方式的描述中,需要理解的是,术语“厚度”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,而不是暗示或指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。
请一并参阅图1及图2,图1为本申请第一实施方式提供的电子装置的电路结构示意图;图2为本申请第一实施方式提供的电子装置的结构示意图。所述电子装置包括但不仅限于智能手机、互联网设备(mobile internet device,MID)、电子书、便携式播放站(PlayStation Portable,PSP)或个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)等具有通信功能的设备。
所述电子装置1包括控制器20及第一天线10。所述控制器20用于产生第一控制信号及第二控制信号。所述第一天线10包括第一射频信号源110、调制解调器120、选择器130、第一频段匹配电路140及第一天线辐射体150。所述第一射频信号源110用于产生第一激励信号,所述第一激励信号包括第一子激励信号及第二子激励信号。所述调制解调器120用于将所述第一子激励信号及所述第二子激励信号分别解调出来。所述选择器130用于在所述第一控制信号的控制下将第一子激励信号或者第二子激励信号加载到所述第一天线辐射体150,所述第一天线辐射体150根据所述第一子激励信号产生第一频段的第一电磁波信号,所述第一天线辐射体150根据所述第二子激励信号产生第二频段的第一电磁波信号。所述第一频段匹配电路140用于在所述第二控制信号的控制下调整所述第一天线辐射体150的等效电长度以将所述第一天线辐射体150产生的第一电磁波信号辐射出去。
相较于现有技术,所述电子装置1中的选择器130可以将所述第一子激励信号或者第二子激励信号加载到所述第一天线辐射体150,当所述第一子激励信号加载到所述第一天线辐射体150上时,所述第一天线辐射体150产生第一频段的第一电磁波信号,所述第一频段匹配电路140在控制器20的控制下调整第一天线辐射体150的等效电长度为第一等效电长度,以将第一频段的第一电磁波信号辐射出去。当所述第二子激励信号加载到所述第一天线辐射体150上时,所述第一天线辐射体150产生第二频段的第一电磁波信号,所述控制器20调整所述第一天线辐射体150的等效电长度为第二等效电长度,以将第二频段的第一电磁波信号辐射出去。本申请的电子装置1中的第一天线10能够辐射两个频段的第一电磁波信号,从而提高了所述电子装置1的通信效果。
在一实施方式中,所述第一射频信号源110用于产生第一子激励信号及第二子激励信号之外还产生其他子激励信号,所述其他子激励信号命名为第三子激励信号。所述第三子激励信号的个数可以为一个也可以为多个,所述第三子激励信号的个数为多个时,每个所述第三子激励信号可以不同,即,每个第三子激励信号加载到相同的天线辐射体上使得所述天线辐射体产生的电磁波信号的频段不同。所述调制解调器120用于将所述第一子激励信号及所述第二子激励解调出来。
当所述选择器130在所述第一控制信号的控制下将所述第一子激励信号加载到所述第一天线辐射体150上时,所述第一天线辐射体150根据所述第一子激励信号产生第一频段的第一电磁波信号,所述第一频段匹配电路140用于在所述第二控制信号的控制下调整所述第一天线辐射体150的等效电长度以将所述第一频段的第一电磁波信号辐射出去;当所述选择器130在所述第一控制信号的控制下将所述第二子激励信号加载到所述第一天线辐射体150上时,所述第一天线辐射体150根据所述第二子激励信号产生第二频段的第一电磁波信号,所述第一频段匹配电路140在所述第二控制信号的控制下调整所述第一天线辐射体150的等效电长度以将所述第二频段的第一电磁波信号辐射出去。
在本实施方式中,所述第一频段为1430MHZ~1490MHZ,所述第二频段为704MHZ~960MHZ。所述第一频段为1430MHZ~1490MHZ可以支持在日本的通信频段(B11频段)以及欧洲的通信频段(B32频段)。所述第二频段为704MHZ~960MHZ为可以支持在中国通信的低频频段。因此,本申请的电子装置1能够支持多个国家的通信。在一实施方式中,所述第一天线辐射体150的长度为48mm,所述第一天线辐射体150的宽度为6.5mm,所述第一天线辐射体150的厚度为1.7mm。
在本实施方式中,所述第一天线辐射体150包括相对设置的第一端151及第二端152,所述第一端151用于接收所述第一子激励信号或者所述第二子激励信号,所述第一频段匹配电路140电连接所述第二端152。
进一步地,所述第一天线10还包括耦合电容160,所述耦合电容160的一端电连接所述第一天线辐射体150的一端,所述耦合电容160的另一端电连接所述选择器130的输出端。本实施方式中,所述耦合电容160的一端电连接所述第一天线辐射体150的一端,所述耦合电容160的另一端电连接所述选择器130的输出端以将所述第一子激励信号或者第二子激励信号通过耦合馈电的方式加载到所述第一天线辐射体150。此时,所述第一天线辐射体150形成开环天线(open loop antenna)。所述耦合电容160的电容值通常为0.5~3.0pF。当所述第一子激励信号或者所述第二子激励信号直接馈电到所述第一天线辐射体150时,使得所述第一天线辐射体150形成倒F天线(Inverted f Antenna,IFA)。通常而言,开环天线辐射预设频率的电磁波信号所需要的电长度为(1/8~1/4)λ,而所述倒F天线辐射预设频率的电磁波信号所需要的电长度为λ/4,其中,λ为电磁波信号的波长。对于辐射同一频率的电磁波信号而言,所述开环天线所需要的电长度要比倒F天线所需要的电长度短,由此可见,所述第一天线10包括耦合电容160,所述第一子激励信号或者所述第二子激励信号通过耦合电容160加载到所述第一天线辐射体150使得所述第一天线辐射体150形成开环天线有利于所述第一天线10的小型化。
进一步地,第一频段匹配电路140包括多个频段匹配子电路141(请参阅图3),所述二控制信号用于将频段匹配电路中的一个频段匹配子电路141电连接到所述第一天线辐射体150。所述频段匹配子电路141包括电感,当电连接到所述第一天线辐射体150上的频段匹配电路中的电感的电感值越大,所述第一天线辐射体150需要辐射的第一电磁波的频段越低;相反地,则电连接到所述第一天线辐射体150上的频段匹配电路中的电感的电感值约小,所述第一天线辐射体150辐射的第一电磁波的频段越高。
请一并参阅图1、图2及图3,图3为图1及图2中第一实施方式提供的第一频段匹配电路的示意图。在本实施方式中,每个频段匹配子电路141包括开关142以及与所述开关142串联的电感L。对于一个频段匹配子电路141而言,当所述频段匹配子电路141中的开关142闭合时,所述频段匹配子电路141中的电感电连接到所述第一天线辐射体150;当所述频段匹配子电路141中的开关142断开时,则所述频段匹配子电路141中的电感断开与所述第一天线辐射体150的电连接。所述控制器20根据所述第一天线辐射体150所要辐射的第一电磁波信号的频段以及每个频段匹配子电路141中的电感的电感值确定需要电连接到所述第一天线辐射体150的频段匹配子电路141,以发出第一控制信号。所述第一控制信号用于将需要接入到所述第一天线辐射体150的中的频段匹配子电路141中的开关142闭合,并且用于将其余的频段匹配子电路141中的开关142断开。在图中,示意出来的是第一频段匹配电路140包括频段匹配子电路141的个数为四个,可以理解地,所述第一频段匹配电路140所包括的频段匹配子电路141的个数也可以为四个之外的其他数目。
请一并参阅图1、图2及图4,图4为图1及图2中第二实施方式提供的第一频段匹配电路的示意图。在本实施方式中,所述第一频段匹配电路140包括单刀N掷开关144及多个电感L,其中,N为大于等于2的正整数。所述单刀N掷开关144包括第一固定端144a、N个第二固定端144b及活动端144c,所述第一固定端144a与所述第一天线辐射体150电连接,每个第二固定端144b均电连接一个电感L至地,所述活动端144c电连接到所述第一固定端144a,且所述活动端144c用于在所述第一控制信号的控制下电连接到相应的一个第二固定端144b,以将与所述第二固定端144b相连的电感电连接到所述第一天线辐射体150;此时,其余的第二固定端144b断开与所述第一天线辐射体150的电连接。图中示意出来的第一频段匹配电路140包括频段匹配子电路141的个数为四个,所述单刀N掷开关144为单刀四掷开关。可以理解地,所述第一频段匹配电路140所包括的频段匹配子电路141的个数也可以为四个之外的其他数目。
请继续参阅图2,所述电子装置1还包括第二天线30,所述第二天线30包括第二射频信号源310及第二天线辐射体320,所述第二射频信号源310用于产生第二激励信号,所述第二天线辐射体320用于根据所述第二激励信号产生第二电磁波信号,所述第二天线辐射体320与所述第一天线辐射体150的第二端152之间设置第一间隙171,所述第一天线辐射体150的接地点153位于所述第二端152远离所述第一频段匹配电路140的一侧。
在本实施方式中,所述第二天线30还包括阻抗匹配电路330。所述阻抗匹配电路330电连接在所述第二射频信号源310与所述第二天线辐射体320之间,所述阻抗匹配电路330用于调整所述第二射频信号源310的输出阻抗与所述第二天线辐射体320的输入阻抗之间的匹配度,以提高所述第二激励信号的输入到所述第二天线辐射体320的信号量,进而提高所述第二激励信号转换为第二电磁波信号的转换率。
在本实施方式中,所述第二天线30可以为WIFI天线也可以为GPS天线,所述第二电磁波信号可以为2.4G电磁波信号也可以为5G电磁波信号。在本实施方式中,所述第一天线辐射体150与所述第一天线辐射体150之间设置第一间隙171可以将所述第一天线辐射体150与所述第二天线辐射体320隔离开来,以隔离所述第一天线辐射体150与所述第二天线辐射体320上的电磁波信号之间的相互影响,且进一步地,所述第一天线辐射体150的接地点153位于所述第二端152远离所述第一频段匹配电路140的一侧,可以隔离所述第一天线辐射体150与所述第二天线辐射体320,提高所述第一天线辐射体150与所述第二天线辐射体320之间的隔离度。
请继续参阅图2,所述电子装置1还包括第三天线40,所述第三天线40包括第三射频信号源410、第三天线辐射体420及隔离件430。所述第三天线辐射体420与所述第一天线辐射体150的第一端151之间设置第二间隙172。所述第三射频信号经由所述隔离件430电连接到所述第三辐射体,所述第三射频信号源410用于产生第三激励信号,所述第三天线辐射体420用于根据所述第三激励信号产生第三电磁波信号,所述隔离件430用于调整所述第三天线辐射体420与所述第一天线辐射体150之间的隔离度。
在本实施方式中,将所述第三天线辐射体420与所述第一天线辐射体150之间设置第二间隙172可以将所述第三天线辐射体420与所述第一天线辐射体150隔离开来,以隔离所述第三天线辐射体420与所述第一天线辐射体150之间的相互影响,且进一步地,所述隔离件430进一步将所述第三天线辐射体420与所述第一天线辐射体150隔离开来。在本实施方式中,所述第三电磁波信号的范围为1720MHZ~2690MHZ,为可以支持在中国通信的中高频频段。所述隔离件430可以为但不仅限于为可调电容。通常情况下而言,所述可调电容的电容值越大则所述第三天线辐射体420与所述第一天线辐射体150之间的隔离效果越好。在本实施方式中,所述可调电容的电容值为2pF~4pF。
此外,所述第三天线40还包括第二频段匹配电路440,所是第二频段匹配电路440用于调整所述第三天线辐射体420的等效电长度,进而调整所述第三天线辐射体420辐射的第三电磁波信号的频段。在本实施方式中,所述第二频段匹配电路440包括电感。
在本实施方式中,所述电子装置1还包括金属中框80,所述金属中框80通常用于支撑所述电子装置1中的屏幕。金属中框80开设缝隙以形成所述第一天线辐射体150、所述第二天线辐射体320及所述第三天线辐射体420。所述金属中框80包括依次相连的第一边810、第二边820及第三边830。所述第一边810及所述第三边830可以为所述金属中框80的两个长边,所述第二边820为所述金属中框80的短边。所述第一天线辐射体150由所述第二边820所在的一端开设缝隙(为了方便描述,命名为第一缝隙)形成,且所述第一天线辐射体150的长度小于所述金属中框80的宽度。所述第二天线辐射体320由所述第二边820所在的一端以及所述第一边810所在的一端开设缝隙(为了方便描述,命名为第二缝隙)形成。所述第三天线辐射体420由所述第二边820所在的一端以及所述第三边830所在的一端开设缝隙(为了方便描述,命名为第三非缝隙)形成。所述第一缝隙、所述第二缝隙及所述第三缝隙连通为一个整体的缝隙。
所述金属中框80还包括第四边840,所述第四边840与所述第二边820相对设置,且所述第四边840分别连接所述第一边810及所述第三边830。所述第四边840通常邻近电子装置1中的USB口,SIM卡座设置。可以理解地,在其他实施方式中,所述第一天线辐射体150、所述第二天线辐射体320及所述第三天线辐射体420也可以为在非金属材质的基板上形成的天线。所述第一天线辐射体150可以为FPC天线或者LDS天线或者PDS天线,相应地,所述第二天线辐射体320也可以为FPC天线或者LDS天线或者PDS天线,所述第三天线辐射体420也可以为FPC天线或者LDS天线或者PDS天线。
请参阅图5,图5为本申请第二实施方式提供的电子装置的结构示意图。本申请第二实施方式中的电子装置1与本申请第一实施方式中的电子装置1(图2所示)的结构基本相同,不同之处在于,本申请第二实施方式提供的电子装置1在本申请第一实施方式提供的电子装置1的基础上还包括第四天线50。具体地,在本实施方式中,所述电子装置1还包括第四天线50,所述第四天线50包括第四射频信号源510及第四天线辐射体520,所述第四射频信号源510用于产生第四激励信号,所述第四天线辐射体520用于根据所述第四激励信号产生第四电磁波信号,其中,所述第四电磁波信号的频段为与所述第一频段相同。
本申请通过设置第四天线50,且所述第四天线辐射体520辐射的第四电磁波信号的频段与所述第一频段相同,从而使得所述电子装置1包括两个工作在第一频段的天线,从而提升了所述电子装置1工作在第一频段时的通信速度。当所述第一频段为1430MHZ~1490MHZ时,所述第四天线辐射体520辐射的第四电磁波信号的频段也为1430MHZ~1490MHZ,即,本申请的电子装置1可以两个支持在日本的通信频段(B11频段)以及欧洲的通信频段(B32频段)的天线。
进一步地,请参阅图6,图6为图5中所示电子装置中的第四天线的布局示意图。在本实施方式中,所述电子装置1包括主板60及压板70。所述主板60包括用于布置器件620的器件布置面610,所述压板70用于设置在所述器件布置面610的一侧,且压合所述器件布置面610上布置的器件620。所述压板70为非金属材质,所述第四天线辐射体520形成在所述压板70上且形成在所述压板70远离所述主板60的表面,且所述第四天线50为柔性线路(Flexible Printed Circuit,FPC)天线或者激光直接成型(Laser Direct Structuring,LDS)天线或者直接打印成型(Print Direct Structuring,PDS)天线。
以上是本申请实施方式的实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请实施方式原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
Claims (11)
1.一种电子装置,其特征在于,所述电子装置包括控制器及第一天线,所述控制器用于产生第一控制信号及第二控制信号,所述第一天线包括第一射频信号源、调制解调器、选择器、第一频段匹配电路及第一天线辐射体,所述第一射频信号源用于产生第一激励信号,所述第一激励信号包括第一子激励信号及第二子激励信号,所述调制解调器用于将所述第一子激励信号及所述第二子激励信号分别解调出来,所述选择器用于在所述第一控制信号的控制下将第一子激励信号或者第二子激励信号加载到所述第一天线辐射体,所述第一天线辐射体根据所述第一子激励信号产生第一频段的第一电磁波信号,所述第一天线辐射体根据所述第二子激励信号产生第二频段的第一电磁波信号,所述第一频段匹配电路用于在所述第二控制信号的控制下调整所述第一天线辐射体的等效电长度以将所述第一天线辐射体产生的第一电磁波信号辐射出去。
2.如权利要求1所述的电子装置,其特征在于,所述第一天线辐射体包括相对设置的第一端及第二端,所述第一端用于接收所述第一子激励信号或者所述第二子激励信号,所述第一频段匹配电路电连接所述第二端。
3.如权利要求2所述的电子装置,其特征在于,所述第一天线还包括耦合电容,所述耦合电容的一端电连接所述第一天线辐射体的一端,所述耦合电容的另一端电连接所述选择器的输出端。
4.如权利要求2所述的电子装置,其特征在于,第一频段匹配电路包括多个频段匹配子电路,所述二控制信号用于将频段匹配电路中的一个频段匹配子电路电连接到所述第一天线辐射体。
5.如权利要求2所述的电子装置,其特征在于,所述电子装置还包括第二天线,所述第二天线包括第二射频信号源及第二天线辐射体,所述第二射频信号源用于产生第二激励信号,所述第二天线辐射体用于根据所述第二激励信号产生第二电磁波信号,所述第二天线辐射体与所述第一天线辐射体的第二端之间设置第一间隙,所述第一天线辐射体的接地点位于所述第二端远离所述第一频段匹配电路的一侧。
6.如权利要求2所述的电子装置,其特征在于,所述电子装置还包括第三天线,所述第三天线包括第三射频信号源、第三天线辐射体及隔离件,所述第三天线辐射体与所述第一天线辐射体的第一端之间设置第二间隙,所述第三射频信号经由所述隔离件电连接到所述第三天线辐射体,所述第三射频信号源用于产生第三激励信号,所述第三天线辐射体用于根据所述第三激励信号产生第三电磁波信号,所述隔离件用于调整所述第三天线辐射体与所述第一天线辐射体之间的隔离度。
7.如权利要求6所述的电子装置,其特征在于,所述第三电磁波信号的频段为1720~2690MHZ,所述隔离件为可调电容,所述可调电容的电容值的范围为2pF~4pF。
8.如权利要求6所述的电子装置,其特征在于,所述电子装置包括金属中框,所述金属中框开设缝隙以形成所述第一天线辐射体。
9.如权利要求1所述的电子装置,其特征在于,所述第一频段为1430MHZ~1490MHZ,所述第二频段为704MHZ~960MHZ。
10.如权利要求1所述的电子装置,其特征在于,所述电子装置还包括第四天线,所述第四天线包括第四射频信号源及第四天线辐射体,所述第四射频信号源用于产生第四激励信号,所述第四天线辐射体用于根据所述第四激励信号产生第四电磁波信号,其中,所述第四电磁波信号的频段为与所述第一频段相同。
11.如权利要求10所述的电子装置,其特征在于,所述电子装置包括主板及压板,所述主板包括用于布置器件的器件布置面,所述压板用于设置在所述器件布置面的一侧,且压合所述器件布置面上布置的器件,所述压板为非金属材质,所述第四天线辐射体形成在所述压板上且形成在所述压板远离所述主板的表面,且所述第四天线为FPC天线或者LDS天线或者PDS天线。
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