CN217881910U - 一种天线系统及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种天线系统及电子设备，该系统包括卫星通路射频端和可插接卫星天线，可插接卫星天线为通用串行总线，其中，通用串行总线的屏蔽层被配置为可插接卫星天线的辐射体；卫星通路射频端被配置为可插接卫星天线插入时与可插接卫星天线的屏蔽层连通，卫星通路射频端通过所述屏蔽层对卫星信号进行收发，解决了电子设备无法进行卫星信号收发或者电子设备的内置卫星天线性能较差导致的无法有效接收卫星信号的问题，通过将外接的通用串行总线的屏蔽层作为卫星天线，并通过与卫星通路射频端进行通信，实现对卫星信号的收发，有效提升卫星天线性能，并且无需增加天线尺寸，不影响常规天线布局，简化了卫星天线方案设计电路复杂性。

Description

一种天线系统及电子设备

技术领域

本申请涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线系统及电子设备。

背景技术

随着科技的发展，手机、平板电脑等电子设备功能越来越丰富，不仅支持蜂窝通信，UWB等，紧急情况下卫星通讯也越来越重要。低轨卫星群与蜂窝通信技术相结合的方式，实现个人全球通信，满足人们对特殊使用场景(登山、航海等)需求，卫星通讯成为后续通讯发展的重要方式。低轨道卫星工作频率为230～280MHz，较常规的蜂窝通讯频段(700～6000MHz)相比要低很多，天线相对蜂窝天线长度也要长很多。现有的部分电子设备内置了卫星天线，但是由于尺寸限制，天线性能较差，存在无法有效接收卫星信号的情况。如何在不增加天线尺寸的情况下把低频率的卫星通讯天线集中到电子设备上，得到较好的天线性能，满足卫星通信需求，是目前各种电子设备面临的重要问题。

实用新型内容

本申请提供了一种天线系统及电子设备，以解决无法在不增加天线尺寸的情况下有效接收卫星信号的问题。

根据本申请的一方面，提供了一种天线系统，包括：卫星通路射频端和可插接卫星天线，所述可插接卫星天线为通用串行总线，其中，所述通用串行总线的屏蔽层被配置为所述可插接卫星天线的辐射体；

所述卫星通路射频端被配置为所述可插接卫星天线插入时与所述可插接卫星天线的屏蔽层连通，所述卫星通路射频端通过所述屏蔽层对卫星信号进行收发。

在一实施例中，该天线系统还包括：开关，

所述开关的第一端与所述卫星通路射频端连接，所述开关的第二端与所述屏蔽层连接，所述开关用于控制所述卫星通路射频端与所述屏蔽层导通或断开。

在一实施例中，接收到导通信号时，所述开关将所述卫星通路射频端与所述屏蔽层导通。

在一实施例中，所述屏蔽层还包括屏蔽地，所述屏蔽层通过所述屏蔽地下地；

在一实施例中，所述屏蔽地通过射频信号隔离器件与主板地连接，所述射频信号隔离器件用于控制所述屏蔽地与所述主板地导通或断开。

在一实施例中，当所述射频信号隔离器件工作时，所述屏蔽地与所述主板地被断开，所述屏蔽层作为所述可插接卫星天线的辐射体收发卫星信号；当所述射频信号隔离器件不工作时，所述屏蔽地与所述主板地被导通，所述屏蔽层不作为所述可插接卫星天线的辐射体收发卫星信号。

在一实施例中，所述射频信号隔离器件为电感。

根据本申请的另一方面，提供了一种电子设备，包括上述的天线系统和插接口，所述插接口被配置为用于所述可插接卫星天线的插接。

在一实施例中，该电子设备还包括：

第一检测模块，所述第一检测模块设置于所述电子设备，所述第一检测模块被配置为检测到所述可插接卫星天线插入，且所述可插接卫星天线未被用于数据传输和/或充电时发出第一信号；

处理器，所述处理器和所述第一检测模块电性连接，所述处理器被配置为接收第一信号后发出导通信号，其中，所述导通信号用于所述卫星通路射频端与所述屏蔽层导通。

在一实施例中，该电子设备还包括：

第二检测模块，所述第二检测模块设置于所述电子设备，所述第二检测模块被配置为检测所述电子设备的卫星接收信号强度。

在一实施例中，该电子设备还包括：显示模块，

所述显示模块与所述第二检测模块电性连接，所述显示模块被配置为当所述电子设备的卫星接收信号强度小于阈值时，显示天线插入信号。

本申请实施例提供了一种天线系统，包括卫星通路射频端和可插接卫星天线，所述可插接卫星天线为通用串行总线，其中，所述通用串行总线的屏蔽层被配置为所述可插接卫星天线的辐射体；所述卫星通路射频端被配置为所述可插接卫星天线插入时与所述可插接卫星天线的屏蔽层连通，所述卫星通路射频端通过所述屏蔽层对卫星信号进行收发，解决了电子设备无法进行卫星信号收发或者电子设备的内置卫星天线性能较差导致的无法有效接收卫星信号的问题，通过将外接的通用串行总线的屏蔽层作为卫星收发天线的辐射体，实现对卫星信号的收发，有效提升卫星天线性能，并且无需增加天线尺寸，不影响常规天线布局，简化了卫星天线方案设计电路复杂性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是根据本申请一实施例提供的一种天线系统的结构示意图；

图2是根据本申请一实施例提供的一种通用串行总线的横截面的展示图；

图3是根据本申请一实施例提供的另一种天线系统的结构示意图；

图4是根据本申请一实施例提供的又一种天线系统的结构示意图；

图5是根据本申请一实施例的一种天线系统的示例图；

图6是根据本申请一实施例的一种电子设备的结构示意图；

图7是根据本申请一实施例的另一种电子设备的结构示意图；

图8是根据本申请一实施例的一种电子设备的展示示例图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，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”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在一实施例中，图1为本申请一实施例提供的一种天线系统的结构示意图，该天线系统适用于电子设备无法对卫星信号进行收发或者电子设备的卫星天线收发卫星信号的能力较差时提升卫星信号收发性能的情况，该天线系统可以集成在电子设备上。

如图1所示，该天线系统10包括：卫星通路射频端11和可插接卫星天线12，可插接卫星天线12为通用串行总线，其中，通用串行总线的屏蔽层被配置为可插接卫星天线12的辐射体。图1中未对屏蔽层121进行展示。

示例性的，图2提供了一种通用串行总线的横截面的展示图，通用串行总线包括屏蔽层121、塑胶122、通用串行总线(USB)信号线123。本申请在将通用串行总线作为可插接卫星天线时，可以通过手动插接的方式将通用串行总线插入或拔出。通用串行总线由铜与铝金属组成，因此可以作为卫星天线辐射信号载体。由于通用串行总线的信号线，同通用串行总线的屏蔽线不导通，对卫星信号的传递没有影响。

卫星通路射频端11被配置为可插接卫星天线插入时与可插接卫星天线的屏蔽层连通，卫星通路射频端通过屏蔽层对卫星信号进行收发；

在一些实施例中，卫星通路射频端11具体可以理解为用于产生卫星信号以及接收并处理卫星信号的电子器件。

图3提供了另一种天线系统的结构示意图，图3对卫星通路射频端11与屏蔽层121的连接关系进行展示。

通用串行总线作为可插接卫星天线插入时，通用串行总线的屏蔽层121与卫星通路射频端11连通，卫星通路射频端11与屏蔽层12导通后可进行通信，实现卫星信号的收发。卫星通路射频端11生成卫星信号并发送给屏蔽层121，屏蔽层121作为卫星天线，将卫星信号辐射出去，实现与卫星的通信；屏蔽层121同时还作为卫星天线接收卫星所发送的卫星信号，并将卫星信号转发给卫星通路射频端11。将通用串行总线的屏蔽层121作为卫星天线进行卫星信号的收发，通用串行总线可作为外接接口进行接入，不影响原有的天线布局，可随用随接，使用起来灵活多变。

本申请实施例提供了一种天线系统，包括：卫星通路射频端和可插接卫星天线，所述可插接卫星天线为通用串行总线，其中，所述通用串行总线的屏蔽层被配置为所述可插接卫星天线的辐射体；所述卫星通路射频端被配置为可插接卫星天线插入时与可插接卫星天线的屏蔽层连通，所述卫星通路射频端通过所述屏蔽层对卫星信号进行收发，解决了电子设备无法进行卫星信号收发或者电子设备的内置卫星天线性能较差导致的无法有效接收卫星信号的问题，通过将外接的通用串行总线的屏蔽层作为卫星天线，并通过与卫星通路射频端进行通信，实现对卫星信号的收发，有效提升卫星天线性能，提升了卫星通信的可靠性；并且无需增加天线尺寸，不影响常规天线布局，简化了卫星天线方案设计电路复杂性。

图4为本申请一实施例中所提供的又一种天线系统的结构示意图，其中，天线系统10还包含：开关13；

开关13的第一端与卫星通路射频端11连接，开关13的第二端与屏蔽层121连接，开关13用于控制卫星通路射频端11与所述屏蔽层121导通或断开。

本申请通过增加开关13，通过开关13连接卫星通路射频端11和屏蔽层121，通过控制开关13的断开和闭合控制卫星通路射频端11和屏蔽层121断开或导通。

在一实施例中，接收到导通信号时，开关13将卫星通路射频端11与屏蔽层121导通。

导通信号可以是高低电平信号，例如，高电平导通、低电平断开。本申请中的导通信号可以由处理器发送，处理器可以作为天线系统的一部分，也可以与天线系统进行通信。

在一实施例中，屏蔽层121还包括屏蔽地1211，屏蔽层121通过屏蔽地1211下地。

在一实施例中，屏蔽地1211通过射频信号隔离器件14与主板地21连接，射频信号隔离器件14用于控制屏蔽地1211与主板地21导通或断开。

在一些实施例中，主板地21可以与天线系统部署在同一硬件设备上，主板地也可以称为信号地或参考地。射频信号隔离器件14用于进行射频信号隔离。屏蔽地1211通过射频信号隔离器件14与主板地21连接，通过射频信号隔离器件14可实现屏蔽地1211与主板地21导通或断开的控制。

在一实施例中，当射频信号隔离器件14工作时，屏蔽地1211与主板地21被断开，屏蔽层121作为可插接卫星天线的辐射体收发卫星信号；当射频信号隔离器件14不工作时，屏蔽地1211与主板地21被导通，屏蔽层121不作为可插接卫星天线的辐射体收发卫星信号。

当屏蔽地1211与主板地21导通后，屏蔽层121与主板地21可以进行数据传输，或者充电，即通用串行总线此时不作为可插接卫星天线的辐射体收发卫星信号，可以进行数据传输或充电场景下的USB线的正常使用。当屏蔽地1211与主板地21断开后，屏蔽层121作为可插接卫星天线的辐射体收发卫星信号。

本实施例增加射频信号隔离器件14，通过射频信号隔离器件14连接主板地21与屏蔽地1211，进而通过射频信号屏蔽器14控制主板地21与屏蔽地1211的通断。射频信号隔离器件14可以对射频信号进行屏蔽，当卫星通路射频端发出卫星信号时，射频信号屏蔽器件14对射频的卫星信号进行屏蔽，使得通用串行总线的屏蔽地1211与主板地21不导通，通用串行总线的屏蔽层121就可以作为卫星天线有效的辐射卫星信号。当通用串行总线用于充电或传输数据时，射频信号隔离器件14为直通性能，USB线屏蔽地1211与主板地21导通，进行数据传输或充电，此时，开关13断开，卫星通路射频端11与屏蔽层121断开连接。

在一实施例中，射频信号隔离器件14为电感，电感可以采用电感值较大的电感，例如大于100nH的电感。

示例性的，图5为本申请实施例提供的一种天线系统的示例图，其中，可插接卫星天线12以一段通用串行总线为例，且图中展示了通用串行总线12的两端的横截面，通用串行总线12包括屏蔽地1211和信号线123，其中信号线123仅在一端示例性标出2个，其他类似的圆圈均为信号线123。卫星通路射频端11与开关13的第一端连接，开关13的第二端与屏蔽层121连接，屏蔽层121的屏蔽地1211通过射频信号隔离器件14与主板地21连接。卫星通路射频端11生成卫星信号，并在开关13导通的情况下通过屏蔽层121进行卫星信号的收发。在发送卫星信号时，射频信号隔离器件14对卫星信号进行屏蔽，屏蔽地1211与主板地21被断开。当通用串行总线12用于充电或传输数据时，射频信号隔离器件14为直通性能，屏蔽地1211与主板地21导通进行数据传输或充电，屏蔽层121不对卫星信号进行收发。

本申请实施例通过对天线系统进行细化，增加开关，通过开关控制卫星通路射频端与屏蔽层的通断，并且增加了射频信号隔离器件，通过射频信号隔离器件控制屏蔽层与主板地连接的通断，不影响通用串行总线进行正常的数据传输和充电。解决了电子设备无法进行卫星信号收发或者电子设备的内置卫星天线性能较差导致的无法有效接收卫星信号的问题，通过将外接的通用串行总线的屏蔽层作为卫星天线，并通过与卫星通路射频端进行通信，实现对卫星信号的收发，有效提升卫星天线性能，并且无需增加天线尺寸，不影响常规天线布局，简化了卫星天线方案设计电路复杂性。通用串行总线可以作为卫星天线对卫星信号进行收发，还可以进行正常的数据传输和充电，不影响通用串行总线的正常使用。

在一实施例中，本申请还提供了一种电子设备，图6为一种电子设备的结构示意图，其包括上面任意的天线系统10和插接口20，插接口20被配置为用于可插接卫星天线的插接，通过上述天线系统的使用，实现对卫星信号的收发，有效提升卫星天线性能，并且无需增加天线尺寸，不影响电子设备的常规天线布局，不影响外观造型设计，简化了卫星天线方案设计电路复杂性。

在一实施例中，图7提供了另一种电子设备的结构示意图，电子设备还包括：第一检测模块30和处理器40；

第一检测模块30，第一检测模块30设置于电子设备，第一检测模块30被配置为检测到可插接卫星天线插入，且可插接卫星天线未被用于数据传输和/或充电时发出第一信号；

处理器40，处理器40和第一检测模块30电性连接，处理器40被配置为接收第一信号后发出导通信号，其中，导通信号用于卫星通路射频端11与屏蔽层121导通。

在一些实施例中，第一检测模块30可以是芯片等硬件器件，第一信号可以是高低电平信号，第一检测模块30检测可插接卫星天线是否插入，在检测到可插接卫星天线插入后，确定可插接卫星天线未被用于数据传输和/或充电时发出第一信号。

在一实施例中，电子设备还包括第二检测模块50；

第二检测模块50设置于电子设备，第二检测模块50被配置为检测电子设备的卫星接收信号强度。

在一些实施例中，第二检测模块50可以是芯片等硬件，电子设备可接收卫星信号，第二检测模块50检测电子设备在接收卫星信号时的卫星接收信号强度。

在一实施例中，电子设备还包括：显示模块60，

显示模块60与第二检测模块50电性连接，显示模块60被配置为当电子设备的卫星接收信号强度小于阈值时，显示天线插入信号。

显示模块60可以是显示屏，天线插入信号具体可以理解为用于提示用户插入卫星收发天线的信号。天线插入信号可以由第二检测模块50在检测到卫星信号强度较弱时产生并发送，显示模块60在接收到天线插入信号后对天线插入信号进行显示，提示用户插入卫星收发天线。

在一实施例中，主板地21可以集成在电子设备中。

示例性的，图8为一种电子设备的展示示例图，电子设备包括主板201、电池202和边框蜂窝天线203，主板201用于进行数据处理，边框蜂窝天线203用于进行蜂窝通信。通用串行总线作为可插接卫星天线12，通过插接口20接入到电子设备上，以便进行卫星信号的收发。

通用串行总线的屏蔽层作为卫星收发天线使用，能够得到较好的辐射性能，且对于低轨卫星进行卫星信号收发有着良好的天线辐射效率，本申请所提供的天线系统有效提升卫星信号的收发性能，无需因为天线带宽不够而在电路端增加切换开关切换天线收发频点。

需要知道的是，常见的卫星通信系统包括用户设备(user equipment，UE)和网络设备。本申请的电子设备可以作为卫星通信系统的用户设备，与卫星通信系统中的网络设备通信，进行卫星信号的收发。用户设备也可以被称为终端设备、用户终端、移动台等。网络设备可包括一个或多个卫星或地面站设备，地面站设备也可以被称为核心网设备。卫星可以为低地球轨道(low earth orbit，LEO)卫星(或称为低轨卫星)、非静止轨道(non-geostationary earth orbit，NGEO)卫星等。本申请中的电子设备优选与低轨卫星通信，进行卫星信号收发。

本申请中的电子设备包括各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备，具体可以指用户设备(userequipment，UE)、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置。电子设备还可以是卫星电话、蜂窝电话、智能手机、无线数据卡、无线调制解调器、机器类型通信设备、可以是无绳电话、会话启动协议(session initiation protocol，SIP)电话、无线本地环路(wireless localloop，WLL)站、个人数字处理(personal digital assistant，PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备或可穿戴设备，虚拟现实(virtual reality，VR)终端设备、增强现实(augmented reality，AR)终端设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self-driving)中的无线终端、远程医疗(remote medical)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端、5G网络或者未来通信网络中的终端设备等。移动终端可以由电池供电，还可以附接到车辆或者船舶的电源系统，并由车辆或者船舶的电源系统供电。车辆或者船舶的电源系统还可以为移动终端的电池充电，以延长移动终端通信时间。

地面站设备例如为现有的移动通信架构(如5G网络的3GPP接入架构)的核心网(core network，CN)中的设备或未来移动通信架构中的核心网中的设备。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (11)

1.一种天线系统，其特征在于，包括：卫星通路射频端和可插接卫星天线，所述可插接卫星天线为通用串行总线，其中，所述通用串行总线的屏蔽层被配置为所述可插接卫星天线的辐射体；

所述卫星通路射频端被配置为所述可插接卫星天线插入时与所述可插接卫星天线的屏蔽层连通，所述卫星通路射频端通过所述屏蔽层对卫星信号进行收发。

2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，还包括：开关，

所述开关的第一端与所述卫星通路射频端连接，所述开关的第二端与所述屏蔽层连接，所述开关用于控制所述卫星通路射频端与所述屏蔽层导通或断开。

3.根据权利要求2所述的天线系统，其特征在于，接收到导通信号时，所述开关将所述卫星通路射频端与所述屏蔽层导通。

4.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，

所述屏蔽层还包括屏蔽地，所述屏蔽层通过所述屏蔽地下地。

5.根据权利要求4所述的天线系统，其特征在于，所述屏蔽地通过射频信号隔离器件与主板地连接，所述射频信号隔离器件用于控制所述屏蔽地与所述主板地导通或断开。

6.根据权利要求5所述的天线系统，其特征在于，当所述射频信号隔离器件工作时，所述屏蔽地与所述主板地被断开，所述屏蔽层作为所述可插接卫星天线的辐射体收发卫星信号；当所述射频信号隔离器件不工作时，所述屏蔽地与所述主板地被导通，所述屏蔽层不作为所述可插接卫星天线的辐射体收发卫星信号。

7.根据权利要求5或6任一项所述的天线系统，其特征在于，所述射频信号隔离器件为电感。

8.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的天线系统和插接口，所述插接口被配置为用于所述可插接卫星天线的插接。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，还包括：

第一检测模块，所述第一检测模块设置于所述电子设备，所述第一检测模块被配置为检测到所述可插接卫星天线插入，且所述可插接卫星天线未被用于数据传输和/或充电时发出第一信号；

处理器，所述处理器和所述第一检测模块电性连接，所述处理器被配置为接收第一信号后发出导通信号，其中，所述导通信号用于所述卫星通路射频端与所述屏蔽层导通。

10.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，还包括：

第二检测模块，所述第二检测模块设置于所述电子设备，所述第二检测模块被配置为检测所述电子设备的卫星接收信号强度。

11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，还包括：显示模块，

所述显示模块与所述第二检测模块电性连接，所述显示模块被配置为当所述电子设备的卫星接收信号强度小于阈值时，显示天线插入信号。

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