天線單元、電子設(shè)備及輻射場(chǎng)型控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線技術(shù)，尤其涉及一種天線單元、電子設(shè)備及輻射場(chǎng)型控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]智能手機(jī)、平板電腦等電子設(shè)備需要使用天線(如蜂窩天線、藍(lán)牙天線或WiFi天線)來進(jìn)行通信；目前，電子設(shè)備中的天線單元的輻射場(chǎng)型(也稱為天線場(chǎng)型)在電子設(shè)備生產(chǎn)完畢之后即是不可變更的，天線單元只能基于特定的輻射場(chǎng)型來進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)，導(dǎo)致天線單元的應(yīng)用場(chǎng)景受限；例如，需要天線單元覆蓋更多的傳輸空間時(shí)，由于無法實(shí)現(xiàn)支持多種輻射場(chǎng)型，只能采用多個(gè)不同輻射場(chǎng)型的天線單元配合的方式，不利于節(jié)省電子設(shè)備的內(nèi)部空間，同時(shí)也提升了電子設(shè)備的制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實(shí)施例提供一種天線單元、電子設(shè)備及輻射場(chǎng)型控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)支持多種輻射場(chǎng)型。
[0004]本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種天線單元，所述天線單元包括:
[0006]至少兩個(gè)輻射單元，用于基于所述至少兩個(gè)輻射單元所形成的有效輻射單元對(duì)應(yīng)的輻射場(chǎng)型向空間輻射電磁波；
[0007]控制單元，與所述至少兩個(gè)輻射單元連接，用于屏蔽所述至少兩個(gè)輻射單元中至少一個(gè)輻射單元的至少部分輻射體，使所述至少兩個(gè)輻射單元的處于未屏蔽狀態(tài)的輻射體形成有效輻射單元；其中，
[0008]所述開關(guān)單元控制所述至少兩個(gè)輻射單元形成的有效輻射單元不同時(shí)，所述至少兩個(gè)輻射單元所形成的所述輻射場(chǎng)型對(duì)應(yīng)不同。
[0009]優(yōu)選地，所述開關(guān)單元，還用于控制所述至少兩個(gè)輻射單元形成的有效輻射單元不同時(shí)，使所述至少兩個(gè)輻射單元對(duì)應(yīng)形成不同定向的所述輻射場(chǎng)型。
[0010]優(yōu)選地，所述天線單元還包括:
[0011]饋點(diǎn)，與所述輻射單元一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，并與所對(duì)應(yīng)的輻射單元的第一部位連接，用于向所對(duì)應(yīng)的福射單元饋入能量。
[0012]優(yōu)選地，所述控制單元包括:
[0013]直流電源，與至少兩個(gè)開關(guān)件連接；
[0014]所述至少兩個(gè)開關(guān)件，與所述至少兩個(gè)輻射單元一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，連接所述直流電源與所述開關(guān)件對(duì)應(yīng)的輻射單元，用于在處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，通過短路所對(duì)應(yīng)的輻射單元中至少部分輻射體的方式，使所述輻射單元中所述至少部分輻射體被屏蔽，并使所述輻射單元中處于被屏蔽的至少部分福射體以外的福射單元構(gòu)成所述有效福射單元。
[0015]優(yōu)選地，所述開關(guān)件包括以下至少之一:二極管、三極管、電感電容LC器件。
[0016]優(yōu)選地，所述輻射單元上未被屏蔽的部分輻射體的長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng)。
[0017]優(yōu)選地，所述至少兩個(gè)輻射單元呈對(duì)稱性分布。
[0018]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種電子設(shè)備，包括上述的天線單元。
[0019]優(yōu)選地，所述天線單元支持接收以下類型信號(hào):蜂窩信號(hào)；無線相容性認(rèn)證WiFi信號(hào)。
[0020]第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種輻射場(chǎng)型控制方法，應(yīng)用于天線單元，所述天線單元包括至少兩個(gè)輻射單元；所述方法包括:
[0021]屏蔽所述至少兩個(gè)福射單元中至少一個(gè)福射單元的至少部分福射體，使所述至少兩個(gè)輻射單元的處于未屏蔽狀態(tài)的輻射體形成有效輻射單元；
[0022]利用所述有效輻射單元形成的輻射場(chǎng)型；其中，
[0023]控制所述至少兩個(gè)輻射單元形成的所述有效輻射單元不同時(shí)，所述至少兩個(gè)輻射單元所形成的所述輻射場(chǎng)型對(duì)應(yīng)不同。
[0024]優(yōu)選地，所述天線單元還包括:
[0025]直流電源，與至少兩個(gè)開關(guān)件；
[0026]所述至少兩個(gè)開關(guān)件，與所述至少兩個(gè)輻射單元一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，連接所述直流電源與所對(duì)應(yīng)的輻射單元；
[0027]所述屏蔽所述至少兩個(gè)福射單元中至少一個(gè)福射單元的至少部分福射體，使所述至少兩個(gè)輻射單元的處于未屏蔽狀態(tài)的輻射體形成有效輻射單元，包括:
[0028]在所述至少一個(gè)開關(guān)件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，通過短路所對(duì)應(yīng)的輻射單元中至少部分福射體的方式，使所述福射單元中所述至少部分福射體被屏蔽，并使所述福射單元中處于被屏蔽的至少部分輻射體以外的輻射單元構(gòu)成所述有效輻射單元。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例中，天線單元實(shí)際應(yīng)用中可以為藍(lán)牙天線、蜂窩天線、無線相容性認(rèn)證(WiFi)天線等，通過對(duì)至少兩個(gè)天線單元的至少部分福射體進(jìn)行屏蔽，使天線單元具有不同形式的有效輻射單元，進(jìn)而使天線單元具有了不同的輻射場(chǎng)型，無需采用多個(gè)不同輻射場(chǎng)型的天線單元配合的方式即可靈活實(shí)現(xiàn)多種不同的輻射場(chǎng)型。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中天線單元的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0031]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中天線單元的結(jié)構(gòu)示意圖二 ；
[0032]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中天線單元的結(jié)構(gòu)示意圖三；
[0033]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中電子設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中輻射場(chǎng)型處理方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本發(fā)明實(shí)施例中，利用至少兩個(gè)輻射單元以與至少兩個(gè)輻射單元連接的控制單元形成天線單元；其中至少兩個(gè)輻射單元基于所述兩個(gè)輻射單元所形成的的有效輻射單元對(duì)應(yīng)的輻射場(chǎng)型向空間輻射電磁波；控制單元，與所述至少兩個(gè)輻射單元連接，用于屏蔽所述至少兩個(gè)輻射單元中至少一個(gè)輻射單元的至少部分輻射體(例如屏蔽輻射單元的部分輻射體或屏蔽整個(gè)輻射單元)，使所述至少兩個(gè)輻射單元的處于未屏蔽狀態(tài)的輻射體形成有效輻射單元；對(duì)于天線單元來說，所使用的有效輻射單元是至少兩個(gè)輻射單元中部分輻射體的任意組合，那么由于每種有效輻射單元的組合形式(有至少兩個(gè)輻射單元中的部分輻射體進(jìn)行組合)不同，所形成的輻射場(chǎng)型必然不同；通過控制單元對(duì)構(gòu)成天線單元的部分輻射體進(jìn)行選擇，從而能夠使天線單元的有效輻射單元形成期望的輻射場(chǎng)型；
[0036]實(shí)施例一
[0037]參見圖1，本實(shí)施例記載一種天線單元1，包括:輻射單元10、輻射單元20和控制單元30 (未在圖1中標(biāo)識(shí))。
[0038]控制單元30包括直流電源301、二極管302以及二極管303 ( 二極管也可以用其他類型的開關(guān)器件如三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、LC器件代替)和微控制器(MCU，圖中未示出，與直流電源301連接，用于控制直流電源301的工作狀態(tài))；二極管302與輻射單元10、以及輻射單元20連接，二極管303與福射單元10、以及福射單元20連接。
[0039]參見圖1，饋點(diǎn)40設(shè)置在輻射單元10和輻射單元20之間，饋點(diǎn)40設(shè)置在輻射單元10的第一部位11，饋點(diǎn)50設(shè)置在輻射單元10和輻射單元20之間，饋點(diǎn)50設(shè)置在輻射單元20的第一部位21(圖1中未示出);當(dāng)未使能直流電源301時(shí)，天線單元1的控制單元10處于未工作的狀態(tài)，天線單元1基于輻射單元10的全部輻射體、以及輻射單元20的全部輻射體所形成的輻射場(chǎng)型向空間輻射電磁波，并且此時(shí)的輻射場(chǎng)型是向空間中的各個(gè)方向輻射，并基于輻射單元10和輻射單元20感應(yīng)在自由空間傳輸?shù)碾姶挪?；其中，饋點(diǎn)40與福射單元10對(duì)應(yīng)，對(duì)于經(jīng)由饋點(diǎn)40饋入的高頻電流，福射單元10將高頻電流轉(zhuǎn)換為正交的電磁波在自由空間傳輸，同時(shí)感應(yīng)在自由空間傳輸?shù)碾姶挪?，在輻射單?0內(nèi)形成高頻電流并將高頻電流饋入饋點(diǎn)40 ;饋點(diǎn)50與福射單元20對(duì)應(yīng)，對(duì)于經(jīng)由饋點(diǎn)50饋入的高頻電流，輻射單元20將高頻電流轉(zhuǎn)換為正交的電磁波在自由空間傳輸，同時(shí)感應(yīng)在自由空間傳輸?shù)碾姶挪?，在福射單?0內(nèi)形成高頻電流并將高頻電流饋入饋點(diǎn)50。
[0040]當(dāng)使能直流電源301時(shí)，直流電源301控制二極管302和二極管303的狀態(tài)(例如使二極管302導(dǎo)通，二極管303截止，或者使二極管302截止，二極管303導(dǎo)通)，屏蔽輻射單元10和輻射單元20的部分輻射體，輻射單元10和輻射單元20中未被屏蔽的輻射體形成天線單元1的有效輻射單元，通過變換天線單元1中的有效輻射單元的方式，進(jìn)而形成天線單元1朝向空間中特定方向的不同的輻射場(chǎng)型(也就是不同定向的輻射場(chǎng)型)，例如形成圖1中的定向的輻射場(chǎng)型1(定向與輻射場(chǎng)型的主瓣方向?qū)?yīng)，代表輻射場(chǎng)型在該方向具有最優(yōu)的信號(hào)接收性能)，或者形成圖2中的定向的輻射場(chǎng)型2，下面對(duì)不同場(chǎng)型的形成進(jìn)行說明；當(dāng)然，實(shí)際實(shí)施時(shí)，通過不同的輻射體的組合，天線單元的有效輻射單元的輻射場(chǎng)型也可以是包括多個(gè)輻射方向且每個(gè)輻射方向的接收性能均衡。
[0041]輻射單元10和輻射單元20可以采用印刷電路板(PCB)天線的形式，通過PCBtrace做成的微帶線天線，當(dāng)直流電源301被使能時(shí)，則福射單元10和福射單元20之間引入電壓造成電勢(shì)差，同時(shí)由于在輻射單元10和輻射單元20之間還設(shè)置有二極管302以及二極管303，這就在輻射單元10和輻射單元20之間形成電路路徑(電路通路)，當(dāng)然，前述的二極管302和二極管303可以用三極管等開關(guān)件代替，目的就是通過直流電源301在輻射單元10和輻射單元20之間形成的電勢(shì)差來控制二極管302和二極管303的狀態(tài)(使處于導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài))，二極管302和二極管303的導(dǎo)通方向不完全相同，并且二極管302和二極管303分別對(duì)應(yīng)輻射單元10以及輻射單元20的部分輻射體。
[0042]當(dāng)直流電源301處于VCC+狀態(tài)