一种天线、电子设备和控制方法与流程

本申请涉及电子设备领域，更具体的说，是涉及一种天线、电子设备和控制方法。

背景技术：

电子设备上常常有不同类型的天线，他们的覆盖频率也不相同，同时，目前的设备常常包含多支天线，这样，天线的设计就变成需要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供了一种天线、电子设备和控制方法，解决现有技术中只能通过多支天线分频段支持不同的频率范围，这导致便携设备中的空间设计受到影响的问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种天线，包括：

辐射体；

可变电容，一端和所述辐射体第一点相连，另一端接地，所述可变电容和辐射体的有效长度相适应以谐振；

馈入点，能够通过和辐射体的不同位置相连以馈入信号。

优选的，上述的天线，所述辐射体包括：

第一辐射体；

与所述第一辐射体相连的开关集合，基于所述开关集合中任一开关的关闭使得馈入点的信号馈入所述第一辐射体。

优选的，上述的天线，所述开关集合包括：

至少两个并联的开关；

任一开关的一端与馈入点相连，另一端与第一辐射体相连，第一开关与所述第一辐射体的第一位置相连，第二开关与所述第一辐射体的第二位置相连，所述第一位置与所述第二位置不同。

优选的，上述的天线，还包括：

与所述辐射体相连的接地。

优选的，上述的天线，还包括：调谐结构；

所述调谐结构的一端与辐射体相连，另一端接地；

所述调谐结构用于与所述可变电容配合，以调整所述天线的谐振频率。

优选的，上述的天线，所述调谐结构包括至少一个开关。

优选的，上述的天线，所述调谐结构包括：至少一个开关和匹配电路的组合；

所述匹配电路用于调整所述天线的阻抗、以及与所述可变电容调整所述天线的谐振频率。

一种电子设备，包括：

本体、控制器和天线；

其中，所述控制器和所述天线设置于所述本体中；所述天线与所述控制器相连；

其中，所述天线，包括：辐射体；可变电容，一端和所述辐射体第一点相连，另一端接地，所述可变电容和辐射体的有效长度相适应以谐振；馈入点，能够通过和辐射体的不同位置相连以馈入信号。

优选的，上述的电子设备，还包括：调谐结构；

所述调谐结构的一端与辐射体相连，另一端接地；

所述调谐结构用于与所述可变电容配合，以调整所述天线的谐振频率。

一种控制方法，所述方法应用于如权利要求8-9任一项所述的电子设备，所述方法包括：

获取天线需求信息；

根据所述需求信息生成控制指令；

基于所述控制指令控制调整天线的辐射体长度和谐振频率，以实现调整天线的频段以及谐振频率。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本申请提供了一种天线，包括：辐射体；可变电容，一端和所述辐射体第一点相连，另一端接地，所述可变电容和辐射体的有效长度相适应以谐振；馈入点，能够通过和辐射体的不同位置相连以馈入信号。本方案中，该天线辐射体长度可调，通过馈入点与辐射体不同位置相连，实现调整辐射体的长度，而辐射体的不同长度可以对应不同的支持频段，则通过调整长度实现调整天线的支持频段，而且通过调整可变电容接入天线中的电容值实现调整天线的谐振频率，相对于现有技术中需要多支天线分频段支持不同的频率范围，天线结构更加简单，且占用空间更小，利于便携设备中的空间设计，提高了设备的空间利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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。

图1为本申请提供的一种天线实施例1的结构示意图；

图2为本申请提供的一种天线实施例1的另一结构示意图；

图3为本申请提供的一种天线实施例2的结构示意图；

图4为本申请提供的一种天线实施例2的另一结构示意图；

图5为本申请提供的一种天线实施例2的又一结构示意图；

图6为本申请提供的一种天线实施例3的结构示意图；

图7为本申请提供的一种天线实施例3的另一结构示意图；

图8为本申请提供的一种天线实施例1的又一结构示意图；

图9为本申请提供的一种电子设备实施例1的结构示意图；

图10为本申请提供的一种控制方法实施例1的流程图；

图11为本申请提供的应用场景中电子设备的结构布局示意图；

图12为应用场景中天线的结构示意图；

图13为本申请提供的应用场景中天线结构的匹配电路采用的电路；

图14为本申请提供的应用场景中天线的效率曲线图。

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。

为便于说明，我们以设备中包含5g天线为例。随着5g(5-generation，第五代移动通信技术)的技术的发展，5g功能集成到便携设备上也成为趋势和强烈的要求。

但5g的通信频宽会变得更宽，其频率能够覆盖从600mhz到5.925ghz，给天线设计带来很大麻烦。

现有技术中，为了覆盖这些频段，把天线分为多支，分频段支持不同频率范围，以增加天线的带宽和效率。

但是，该多支天线占用的空间很大，这会导致便携设备中空间设计受到影响，设备中的空间利用率较低。

如图1所示的，为本申请提供的一种天线实施例1的结构示意图，天线包括以下结构：辐射体101、可变电容102和馈入点103；

其中，可变电容102的一端和所述辐射体101第一点相连，另一端接地，所述可变电容和辐射体的有效长度相适应以谐振；

其中，馈入点103，能够通过和辐射体的不同位置相连以馈入信号。

如图1中所示的，该辐射体中两个位置可以连接馈入点，图中采用“○”表示可以连接馈入点的位置，用虚线表示该辐射体101与馈入点102的连接。

具体实施中，该辐射体中可以连接辐射体的位置至少为两个，可以根据实际情况进行选择设置的连接位置的个数以及具体位置，以实现可以控制辐射体的有效长度。

需要说明的是，馈入点和辐射体的不同位置相连，使得该天线中辐射体的有效长度发生变化，进而使得天线的工作频率发生变化。

相应的，通过调整可变电容的参数以达到某些频段谐振的效果，具体实施中，可以是与该天线的工作频段相对应的调整其相应频段的谐振效果。

优选的，该天线还包括：与所述辐射体相连的接地。

如图2所示的，为本申请提供的一种天线实施例1的另一结构示意图，天线包括以下结构：辐射体201、可变电容202、馈入点203和接地204；

其中，该辐射体201、可变电容202、馈入点203与图1中的结构功能一致，不再赘述。

其中，该接地204与辐射体201相连。

综上，本实施例提供了一种天线，该天线辐射体长度可调，通过馈入点与辐射体不同位置相连，实现调整辐射体的长度，而辐射体的不同长度可以对应不同的支持频段，则通过调整长度实现调整天线的支持频段，而且通过调整可变电容接入天线中的电容值实现调整天线的谐振频率，相对于现有技术中需要多支天线分频段支持不同的频率范围，天线结构更加简单，且占用空间更小，利于便携设备中的空间设计，提高了设备的空间利用率。

如图3所示的，为本申请提供的一种天线实施例2的结构示意图，天线包括以下结构：辐射体301、可变电容302和馈入点303；

其中可变电容的结构与实施例1中的相同，本实施例中不做赘述。

其中，该辐射体301包括：第一辐射体304和开关集合305；

其中，该开关集合305与所述第一辐射体304相连，基于所述开关集合中任一开关的关闭使得馈入点的信号馈入所述第一辐射体。

其中，该图3中第一辐射体中有多个能够与该开关集合相连的位置，采用“○”表示该位置，该位置即为连接馈入点的位置。

具体的，该开关集合中包含多个开关，通过其中的开关的关闭实现将该馈入点的信号馈入该第一辐射体，而且能够实现调整该辐射体的有效长度。

具体的，该开关集合的具体设置可以是多个并联的开关。

其中，所述开关集合包括：至少两个并联的开关；任一开关的一端与馈入点相连，另一端与第一辐射体相连，第一开关与所述第一辐射体的第一位置相连，第二开关与所述第一辐射体的第二位置相连，所述第一位置与所述第二位置不同。

如图4所示的，为本申请提供的一种天线实施例2的另一结构示意图，天线包括以下结构：辐射体401、可变电容402和馈入点403；

其中，可变电容402的一端和辐射体401的第一点a相连，另一端接地。其中，该辐射体401包括第一辐射体404和开关集合405，该开关集合405中包含4个开关s1-s4，图中采用“○”表示各个开关与第一辐射体相连的位置bcde，即连接馈入点的位置。在本图4中，开关s1/s3/s4打开，s2闭合，该辐射体的有效长度是a点到开关s2的连接点c的第一辐射体的长度，图中采用粗实线表示该第一辐射体。

如图5所示的，为本申请提供的一种天线实施例2的又一结构示意图，天线包括以下结构：辐射体501、可变电容502和馈入点503；

其中，该辐射体501包括第一辐射体504和开关集合505，该开关集合505中包含4个开关s1-s4，图中采用“○”表示各个开关与第一辐射体相连的位置bcde，即连接馈入点的位置。其中，可变电容502的一端和辐射体501的第一点a相连，另一端接地。在本图5中，开关s1/s2/s3打开，s4闭合，该辐射体的有效长度是a点到开关s4的连接点e的第一辐射体的长度，图中采用粗实线表示该第一辐射体，此时该辐射体的有效长度达到最长。

需要说明的是，天线中辐射体的长度在工作频率波长的1/2,1/4时其天线效率最好，而在1/3或是1/8波长时，效率就会降低甚至没有，所以，控制天线长度，可以控制其在某个频段的性能提升或是降低。

因此，该辐射体的有效长度是根据其目标控制频段以及目标控制性能来确定的，具体实施中，可以根据情况进行计算并确定该a点与各个开关与第一辐射体相连的位置bcde的具体设置位置。

如图6所示的，为本申请提供的一种天线实施例3的结构示意图，天线包括以下结构：辐射体601、可变电容602、馈入点603和调谐结构604；

其中，辐射体601、可变电容602、馈入点603的结构与实施例1、2中的相同，本实施例中不做赘述。

需要说明的是，本图6中的辐射体采用与图4中相同的结构，而各个开关均处于打开状态，但是不限制于此。

其中，该调谐结构604的一端与辐射体601相连，另一端接地。

其中，该所述调谐结构用于与所述可变电容配合，以调整所述天线的谐振频率。

具体实施中，该调谐结构主要用于与可变电容配合，实现调整谐振频率，而该调谐结构主要用于改变该天线的电感量，即l(ant)参数，天线辐射体和馈入点连接位置与接地之间的长度越长，该l值越大，谐振频率越高；反之，该l值越小，谐振频率越低。

具体的，该调谐结构可以采用如下结构中的至少一种：开关；开关和匹配电路组合。

具体实施中，该调谐结构可以是多个开关，和/或，多个开关和匹配电路的组合。

所述匹配电路用于调整所述天线的阻抗、以及与所述可变电容调整所述天线的谐振频率。

具体实施中，该匹配电路是包含有电阻、电感、电容甚至一些功能芯片的电路，其中的电感和电容用于与可变电容配合，调整该天线的谐振频率。

例如该谐振频率的计算公式如下：

其中，f0表示天线的谐振频率，该l表示天线的电感，c表示天线的电容。

具体的，该匹配电路的作用有两个：一个是调整天线的阻抗，让他等于或是接近无线模块的输出阻抗(一般为50ω(欧姆))，以减小能量的损耗；二是调整天线的l/c参数，以达到调整谐振频率的目的。

具体实施中，该调谐结构中可以包含两个并联的组成部分，以使得基于该调谐结构能够实现改变天线辐射体和馈入点连接位置与接地之间的长度，该两个组成部分的结构可以相同(都是开关，或者都是开关和匹配电路)，也可以不同。

如图7所示的，为本申请提供的一种天线实施例3的另一结构示意图，天线包括以下结构：辐射体701、可变电容702、馈入点703和调谐结构704。

其中，该辐射体701包括第一辐射体705和开关集合706，该开关集合706中包含4个开关s1-s4，图中采用“○”表示各个开关与第一辐射体相连的位置bcde，即连接馈入点的位置。可变电容702的一端和辐射体701的第一点a相连，另一端接地。开关s1/s3/s4打开，s2闭合，该辐射体的有效长度是a点到开关s2的连接点c的第一辐射体的长度，图中采用粗实线表示该第一辐射体，该调谐结构704包括两个并联的开关s5-s6，其中，该开关s5打开，s6闭合，该辐射体和馈入点连接位置c通过s6与接地之间的长度与天线的电感量l相关，图中采用粗虚线表示。

如图8所示的，为本申请提供的一种天线实施例3的又一结构示意图，天线包括以下结构：辐射体801、可变电容802、馈入点803和调谐结构804；

其中，该辐射体801包括第一辐射体805和开关集合806，该开关集合806中包含4个开关s1-s4，图中采用“○”表示各个开关与第一辐射体相连的位置bcde，即连接馈入点的位置。可变电容802的一端和辐射体801的第一点a相连，另一端接地。开关s1/s3/s4打开，s2闭合，该辐射体的有效长度是a点到开关s2的连接点c的第一辐射体的长度，图中采用粗实线表示该第一辐射体，该调谐结构804包括开关s5和匹配电路1、开关s6和匹配电路2，二者并联，其中，该开关s6打开，s5闭合，该辐射体和馈入点连接位置c通过s5和匹配电路1与接地之间的长度与天线的电感量l相关，图中采用粗虚线表示。

与上述本申请提供的一种天线相对应的，本申请还提供了应用该天线的电子设备实施例。

如图9所示的，为本申请提供的一种电子设备实施例1的结构示意图，电子设备包括以下结构：本体901、控制器902和天线903；

其中，所述控制器和所述天线设置于所述本体中；所述天线与所述控制器相连；

其中，所述天线，包括：辐射体；可变电容，一端和所述辐射体第一点相连，另一端接地，所述可变电容和辐射体的有效长度相适应以谐振；馈入点，能够通过和辐射体的不同位置相连以馈入信号。

具体的，该控制器可以是电子设备中具有信息处理能力、控制能力的结构，如cpu(centralprocessingunit，中央处理器)。

其中，该天线的结构可以参考本申请提供的天线实施例中的结构，本实施例中不做详述。

优选的，所述的电子设备，所述辐射体包括：

第一辐射体；

与所述第一辐射体相连的开关集合，基于所述开关集合中任一开关的关闭使得馈入点的信号馈入所述第一辐射体。

优选的，所述的电子设备，所述开关集合包括：

至少两个并联的开关；

任一开关的一端与馈入点相连，另一端与第一辐射体相连，第一开关与所述第一辐射体的第一位置相连，第二开关与所述第一辐射体的第二位置相连，所述第一位置与所述第二位置不同。

优选的，所述的电子设备，所述天线还包括：

与所述辐射体相连的接地。

优选的，所述的电子设备，所述天线还包括：调谐结构；

所述调谐结构的一端与辐射体相连，另一端接地；

所述调谐结构用于与所述可变电容配合，以调整所述天线的谐振频率。

优选的，所述的电子设备，所述调谐结构包括至少一个开关。

优选的，所述的电子设备，所述调谐结构包括：至少一个开关和匹配电路的组合；

所述匹配电路用于调整所述天线的阻抗、以及与所述可变电容调整所述天线的谐振频率。

综上，本实施例提供的一种电子设备中，天线辐射体长度可调，通过馈入点与辐射体不同位置相连，实现调整辐射体的长度，而辐射体的不同长度可以对应不同的支持频段，则通过调整长度实现调整天线的支持频段，而且通过调整可变电容接入天线中的电容值实现调整天线的谐振频率，相对于现有技术中需要多支天线分频段支持不同的频率范围，天线结构更加简单，且占用空间更小，利于电子设备中的空间设计，提高了设备的空间利用率。

与上述本申请提供的一种天线、电子设备实施例相对应的，本申请还提供了该电子设备中的控制方法实施例。

如图10所示的，为本申请提供的一种控制方法实施例1的流程图，该方法应用于上述电子设备中，该方法包括以下步骤：

步骤s1001：获取天线需求信息；

其中，该天线需求信息表征了该电子设备中目标的工作频段。

具体的，从电子设备的系统中获取该天线需求信息。

具体实施中，可以监测系统，当出现天线需求信息时，获取该天线需求信息，以调整该天线。

步骤s1002：根据所述需求信息生成控制指令；

其中，根据该天线需求信息能够分析得到相应的目标工作频段，则根据该目标工作频段生成控制指令，该控制指令用于控制该天线调整为与该需求信息相应的参数。

具体的，该步骤s1002包括以下步骤：根据所述需求信息生成天线控制信息；依据所述天线控制信息以及所述天线的参数信息，生成控制指令。

其中，该天线控制信息可以是根据该需求信息直接转换得到的控制信息，如该需求信息是目标控制工作频段为900mhz，则天线控制信息可以的表征控制调整天线的工作频段是900mhz。而天线的参数信息表征了天线的结构，则进而根据不同的天线的结构生成不同的控制指令。

具体的，该天线的参数信息是根据其内部的可变电容、辐射体中开关设置方式及位置、调谐结构的设置位置方式以及其内部组成结构等进行计算处理得到的。

其中，所述控制指令用于控制所述天线中的可变电容、辐射体中开关集合中开关的状态、或者还用于控制所述天线中调谐结构，以使得该调谐结构与该可变电容配合调整该天线的谐振频率。

步骤s1003：基于所述控制指令控制调整天线的辐射体长度和谐振频率，以实现调整天线的频段以及谐振频率。

具体实施中，根据该控制指令可以控制天线中辐射体中开关集合中目标开关的闭合，以及其他开关断开，还可以控制可变电容的电容值，还可以控制调谐结构中目标开关的闭合以及其他开关断开。

具体的，通过控制天线中辐射体的目标开关闭合，实现调整天线的辐射体长度；通过控制天线中电感电容的参数(如调整可变电容的电容值、和/或控制调谐结构中目标开关的闭合)，实现调整天线的谐振频率。

例如，如需要支持中国移动的通信频段，则需要天线的谐振频率调整至900/1800/1900/2300mhz，以使得该通信频段的性能更优。

综上，本实施例提供的一种控制方法，包括：获取天线需求信息；根据所述需求信息生成控制指令；基于所述控制指令控制调整天线的辐射体长度和谐振频率，以实现调整天线的频段以及谐振频率。本方案中，根据获取的天线需求信息生成控制指令，基于该控制指令控调整天线的辐射体长度和谐振频率，而辐射体的不同长度可以对应不同的支持频段，则通过调整长度实现调整天线的支持频段，相对于现有技术中需要多支天线分频段支持不同的频率范围，天线结构更加简单，且占用空间更小，利于便携设备中的空间设计，提高了设备的空间利用率。

与上述的天线、电子设备以及控制方法实施例相应的，本申请还提供了一种天线的具体应用场景。

如图11所示的，为具体应用场景中，电子设备的结构布局示意图，该电子设备中包含四个设置区域1101-1104，任一设置区域中可以设置任一实施例中的天线。

需要说明的是，图11中采用笔记本电脑为例进行说明，具体实施中，可以为任意便携式的电子设备，如手机、pad等，本申请中不做限制。

相应的，该电子设备中设置天线的设置区域，可以根据实际情况进行选择区域个数以及具体位置，本申请中不做限制。

需要说明的是，从精度角度来看，实施例2中天线小于实施例3中天线，而实施例3中调谐结构中只有开关的天线(如图7所示的结构)小于实施例3中调谐结构中包含开关和匹配电路的天线(如图8所示的结构)。

具体实施中，为了根据实际情况选择不同精度的天线，可以在该设置区域中分别设置不同的天线，当需要较低精度的天线时，可以开启实施例2中所示结构的天线，当需要较高精度的天线时，可以开启如图8所示结构的天线。

当然，具体使用过程中使用哪种天线，可以根据实际情况进行选择，本申请中不做限制。

如图12所示的，为应用场景中天线的结构示意图，包括基础结构1201和可调的天线结构1202，其中该可调的天线结构为本申请中提供的天线。本应用场景中，该可调的天线结构采用的是与天线实施例的图8中相同的结构，而各个开关均处于打开状态，但是不限制于此。

其中，该s点为天线信号接入点，q点为接地。

具体的，如图13所示的是该可调的天线结构中的匹配电路2采用的一个电路。其中，该匹配电路中包含有一个芯片(conn_j)、两个电容和两个电感，该芯片的输入端in(引脚1)与天线的io端相连，输出端out(引脚2)通过电容c1和c2与匹配电路的输出端相连，该输出端已用虚线圈出，该输出端与图12中的s6连接，该芯片还有两个接地(gnd)端(引脚3和4)，该电容c1通过电感l1接地，该电容c2通过电感l2接地。其中，该电容c1和c2采用22pf(皮法)，该电感l1和l2采用18nh(纳亨)，且该电感分别接地。

需要说明的是，该图13中所示的仅是一种匹配电路的具体方式，具体实施中，还可以采用其他的匹配电路的形式，本申请中不做限制。

如图14所示的为天线的效率曲线图，其中曲线的顶峰是谐振频率的效率值。其中，共有9组数据(band频段)得到的曲线，该9个频段具体包括：band、band1.4、band2.3、band2.8h、band2.8l、band2.0、band5l、band5h、band8。其中，l代表该频段中的低频段，h代表该频段中的高频段。该曲线中，其顶峰就是谐振频率的效率值，每一条曲线，就代表一个状态，一个频段。其中，该频段5中包含高频段band5h和低频段band5l，该频段相对于频段1.4band1.4而言，其顶峰的效率更高。天线的波段分得越细(曲线越多)，顶峰的效率越高。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，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部分互相参见即可。对于实施例提供的装置而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所提供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提供的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。