天线单元、电子设备及辐射场型控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及天线技术，尤其涉及一种天线单元、电子设备及辐射场型控制方法。
【背景技术】
[0002]智能手机、平板电脑等电子设备需要使用天线(如蜂窝天线、蓝牙天线或WiFi天线)来进行通信；目前，电子设备中的天线单元的辐射场型(也称为天线场型)在电子设备生产完毕之后即是不可变更的，天线单元只能基于特定的辐射场型来进行信号的收发，导致天线单元的应用场景受限；例如，需要天线单元覆盖更多的传输空间时，由于无法实现支持多种辐射场型，只能采用多个不同辐射场型的天线单元配合的方式，不利于节省电子设备的内部空间，同时也提升了电子设备的制造成本。
【发明内容】
[0003]本发明实施例提供一种天线单元、电子设备及辐射场型控制方法，能够实现支持多种辐射场型。
[0004]本发明实施例的技术方案是这样实现的:
[0005]第一方面，本发明实施例提供一种天线单元，所述天线单元包括:
[0006]至少两个辐射单元，用于基于所述至少两个辐射单元所形成的有效辐射单元对应的辐射场型向空间辐射电磁波；
[0007]控制单元，与所述至少两个辐射单元连接，用于屏蔽所述至少两个辐射单元中至少一个辐射单元的至少部分辐射体，使所述至少两个辐射单元的处于未屏蔽状态的辐射体形成有效辐射单元；其中，
[0008]所述开关单元控制所述至少两个辐射单元形成的有效辐射单元不同时，所述至少两个辐射单元所形成的所述辐射场型对应不同。
[0009]优选地，所述开关单元，还用于控制所述至少两个辐射单元形成的有效辐射单元不同时，使所述至少两个辐射单元对应形成不同定向的所述辐射场型。
[0010]优选地，所述天线单元还包括:
[0011]馈点，与所述辐射单元一一对应设置，并与所对应的辐射单元的第一部位连接，用于向所对应的福射单元馈入能量。
[0012]优选地，所述控制单元包括:
[0013]直流电源，与至少两个开关件连接；
[0014]所述至少两个开关件，与所述至少两个辐射单元一一对应设置，连接所述直流电源与所述开关件对应的辐射单元，用于在处于导通状态时，通过短路所对应的辐射单元中至少部分辐射体的方式，使所述辐射单元中所述至少部分辐射体被屏蔽，并使所述辐射单元中处于被屏蔽的至少部分福射体以外的福射单元构成所述有效福射单元。
[0015]优选地，所述开关件包括以下至少之一:二极管、三极管、电感电容LC器件。
[0016]优选地，所述辐射单元上未被屏蔽的部分辐射体的长度为四分之一波长。
[0017]优选地，所述至少两个辐射单元呈对称性分布。
[0018]第二方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括上述的天线单元。
[0019]优选地，所述天线单元支持接收以下类型信号:蜂窝信号；无线相容性认证WiFi信号。
[0020]第三方面，本发明实施例提供一种辐射场型控制方法，应用于天线单元，所述天线单元包括至少两个辐射单元；所述方法包括:
[0021]屏蔽所述至少两个福射单元中至少一个福射单元的至少部分福射体，使所述至少两个辐射单元的处于未屏蔽状态的辐射体形成有效辐射单元；
[0022]利用所述有效辐射单元形成的辐射场型；其中，
[0023]控制所述至少两个辐射单元形成的所述有效辐射单元不同时，所述至少两个辐射单元所形成的所述辐射场型对应不同。
[0024]优选地，所述天线单元还包括:
[0025]直流电源，与至少两个开关件；
[0026]所述至少两个开关件，与所述至少两个辐射单元一一对应设置，连接所述直流电源与所对应的辐射单元；
[0027]所述屏蔽所述至少两个福射单元中至少一个福射单元的至少部分福射体，使所述至少两个辐射单元的处于未屏蔽状态的辐射体形成有效辐射单元，包括:
[0028]在所述至少一个开关件处于导通状态时，通过短路所对应的辐射单元中至少部分福射体的方式，使所述福射单元中所述至少部分福射体被屏蔽，并使所述福射单元中处于被屏蔽的至少部分辐射体以外的辐射单元构成所述有效辐射单元。
[0029]本发明实施例中，天线单元实际应用中可以为蓝牙天线、蜂窝天线、无线相容性认证(WiFi)天线等，通过对至少两个天线单元的至少部分福射体进行屏蔽，使天线单元具有不同形式的有效辐射单元，进而使天线单元具有了不同的辐射场型，无需采用多个不同辐射场型的天线单元配合的方式即可灵活实现多种不同的辐射场型。
【附图说明】
[0030]图1为本发明实施例中天线单元的结构示意图一；
[0031]图2为本发明实施例中天线单元的结构示意图二 ；
[0032]图3为本发明实施例中天线单元的结构示意图三；
[0033]图4为本发明实施例中电子设备结构示意图；
[0034]图5为本发明实施例中辐射场型处理方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0035]本发明实施例中，利用至少两个辐射单元以与至少两个辐射单元连接的控制单元形成天线单元；其中至少两个辐射单元基于所述两个辐射单元所形成的的有效辐射单元对应的辐射场型向空间辐射电磁波；控制单元，与所述至少两个辐射单元连接，用于屏蔽所述至少两个辐射单元中至少一个辐射单元的至少部分辐射体(例如屏蔽辐射单元的部分辐射体或屏蔽整个辐射单元)，使所述至少两个辐射单元的处于未屏蔽状态的辐射体形成有效辐射单元；对于天线单元来说，所使用的有效辐射单元是至少两个辐射单元中部分辐射体的任意组合，那么由于每种有效辐射单元的组合形式(有至少两个辐射单元中的部分辐射体进行组合)不同，所形成的辐射场型必然不同；通过控制单元对构成天线单元的部分辐射体进行选择，从而能够使天线单元的有效辐射单元形成期望的辐射场型；
[0036]实施例一
[0037]参见图1，本实施例记载一种天线单元1，包括:辐射单元10、辐射单元20和控制单元30 (未在图1中标识)。
[0038]控制单元30包括直流电源301、二极管302以及二极管303 ( 二极管也可以用其他类型的开关器件如三极管、场效应管、LC器件代替)和微控制器(MCU，图中未示出，与直流电源301连接，用于控制直流电源301的工作状态)；二极管302与辐射单元10、以及辐射单元20连接，二极管303与福射单元10、以及福射单元20连接。
[0039]参见图1，馈点40设置在辐射单元10和辐射单元20之间，馈点40设置在辐射单元10的第一部位11，馈点50设置在辐射单元10和辐射单元20之间，馈点50设置在辐射单元20的第一部位21(图1中未示出);当未使能直流电源301时，天线单元1的控制单元10处于未工作的状态，天线单元1基于辐射单元10的全部辐射体、以及辐射单元20的全部辐射体所形成的辐射场型向空间辐射电磁波，并且此时的辐射场型是向空间中的各个方向辐射，并基于辐射单元10和辐射单元20感应在自由空间传输的电磁波；其中，馈点40与福射单元10对应，对于经由馈点40馈入的高频电流，福射单元10将高频电流转换为正交的电磁波在自由空间传输，同时感应在自由空间传输的电磁波，在辐射单元10内形成高频电流并将高频电流馈入馈点40 ;馈点50与福射单元20对应，对于经由馈点50馈入的高频电流，辐射单元20将高频电流转换为正交的电磁波在自由空间传输，同时感应在自由空间传输的电磁波，在福射单元20内形成高频电流并将高频电流馈入馈点50。
[0040]当使能直流电源301时，直流电源301控制二极管302和二极管303的状态(例如使二极管302导通，二极管303截止，或者使二极管302截止，二极管303导通)，屏蔽辐射单元10和辐射单元20的部分辐射体，辐射单元10和辐射单元20中未被屏蔽的辐射体形成天线单元1的有效辐射单元，通过变换天线单元1中的有效辐射单元的方式，进而形成天线单元1朝向空间中特定方向的不同的辐射场型(也就是不同定向的辐射场型)，例如形成图1中的定向的辐射场型1(定向与辐射场型的主瓣方向对应，代表辐射场型在该方向具有最优的信号接收性能)，或者形成图2中的定向的辐射场型2，下面对不同场型的形成进行说明；当然，实际实施时，通过不同的辐射体的组合，天线单元的有效辐射单元的辐射场型也可以是包括多个辐射方向且每个辐射方向的接收性能均衡。
[0041]辐射单元10和辐射单元20可以采用印刷电路板(PCB)天线的形式，通过PCBtrace做成的微带线天线，当直流电源301被使能时，则福射单元10和福射单元20之间引入电压造成电势差，同时由于在辐射单元10和辐射单元20之间还设置有二极管302以及二极管303，这就在辐射单元10和辐射单元20之间形成电路路径(电路通路)，当然，前述的二极管302和二极管303可以用三极管等开关件代替，目的就是通过直流电源301在辐射单元10和辐射单元20之间形成的电势差来控制二极管302和二极管303的状态(使处于导通状态或截止状态)，二极管302和二极管303的导通方向不完全相同，并且二极管302和二极管303分别对应辐射单元10以及辐射单元20的部分辐射体。
[0042]当直流电源301处于VCC+状态