一种天线及电子设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及通信【技术领域】，公开了一种天线及电子设备，以解决现有技术中不能在保证带宽的同时增加天线的频段的技术问题。所述天线具体包括：金属导体，所述金属导体包括设置馈电点的馈电端；第一切换单元，所述第一切换单元第一端连接于所述金属导体的第一位置；第二切换单元，所述第二切换单元第二端连接于所述金属导体的第二位置；其中，在所述第一切换单元的第三端接地时，所述馈电端与所述第一切换单元之间形成第一环形天线；在所述第二切换单元的第四端接地时，所述馈电端与所述第二切换单元之间形成第二环形天线。
【专利说明】一种天线及电子设备
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及通信【技术领域】，特别涉及一种天线及电子设备。
【背景技术】
[0002]随着移动通信技术的飞速发展，人们对通讯系统的容量、传输速率等不断提出更高的要求，一系列网络容量提升技术和架构被提出，而天线则是移动通信系统的重要组成部分，基站可以通过天线(antenna)将基站到用户设备的下行信号发送至用户设备，并且可以接收用户设备发送至的上行信号。
[0003]天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介中传播的电磁波，或者进行相反的变换，也就是将电磁波变换为导行波。凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作，例如:无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等等。
[0004]在现有技术中存在着多种天线，例如:对称振子、引向天线、蝙幅天线、对数周期天线、螺旋天线、环形天线等。其中，环形天线是指将一根金属导线绕成一定形状，，以金属导体两端作为输出端的结构的天线。环形天线又分为单频环形天线和和多频环形天线，其中单频环形天线的带宽很宽，但是只能为高频或者低频；而多频环形天线可以同时包含高频或低频，但是其带宽较窄。
[0005]本申请发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题:
[0006]由于在现有技术中，单频环形天线仅仅的频带较宽，但是仅仅为高频或低频，而多频环形天线既包括高频又包括低频，但是其频带较窄，也就是说现有技术中的环形天线存在着不能在保证带宽的同时增加天线的频段的技术问题。
【发明内容】
[0007]本发明实施例提供一种天线及电子设备，用于解决现有技术中用不能在保证带宽的同时增加天线的频段的技术问题。
[0008]根据本发明的第一方面，本发明提供一种天线，包括:金属导体，所述金属导体包括设置馈电点的馈电端；第一切换单元，所述第一切换单元第一端连接于所述金属导体的第一位置，所述第一切换单元的第二端接地；第二切换单元，所述第二切换单元第三端连接于所述金属导体的第二位置，所述第二切换单元的第四端接地；其中，在所述第一切换单元处于导通状态且所述第二切换单元处于断开状态时，所述馈电端与所述第一切换单元之间形成第一环形天线；在所述第一切换单元处于所述断开状态且所述第二切换单元处于所述导通状态时，所述馈电端与所述第二切换单元之间形成第二环形天线。
[0009]结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述第一切换单兀，具体为:第一模拟开关芯片；和/或所述第二切换单元具体为:第二模拟开关芯片。
[0010]结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述馈电端与所述第一位置之间的距离为第一距离，所述馈电端与所述第二位置之间的距离为第二距离，所述第一距离小于所述第二距离；所述第一环形天线具体为:高频天线；所述第二环形天线具体为:低频天线。
[0011]结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述第一距离具体为:20mm?30mm ;或所述第二距离具体为:40mm。
[0012]结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述金属导体的材料具体为:铜或银。
[0013]结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，所述金属导体的形状具体为:圆形、方形、三角形或菱形。
[0014]根据本发明的第二方面，提供一种电子设备，包括:外壳；处理器，设置于所述外壳内部；本发明任一实施例所介绍的天线，通过所述馈电端与所述处理器相连，用于接收所述处理器处理获得的发送信号并发送；以及将接收信号提供给所述处理器进行处理。
[0015]本发明有益效果如下:
[0016]由于在本发明实施例中，在天线的金属导体上的第一位置连接有第一切换单元，在金属导体上的第二位置连接有第二切换单元，从而基于不同的切换单元接地，金属导体的馈电端与不同的切换单元之间形成不同的环形天线，而不同的环形天线可以对应不同的频段，从而保证了天线可以包括多个频段，并且在同一时刻只存在一个环形天线，而同一环形天线只包含一个频段，从而保证了环形天线的频带较宽，故而达到了在保证带宽的同时增加天线的频段的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例天线的结构图；
[0018]图2a为本发明实施例天线的圆形金属导体示意图；
[0019]图2b为本发明实施例天线的方形金属导体示意图；
[0020]图2c为本发明实施例天线的三角形金属导体示意图；
[0021]图2d为本发明实施例天线的菱形金属导体示意图；
[0022]图3为本发明实施例中第一切换单元为第一模拟开关芯片、第二切换单元为第二模拟开关芯片时天线的结构图；
[0023]图4为本发明实施例中电子设备的结构图。
【具体实施方式】
[0024]本发明实施例提供一种天线及电子设备，以解决现有技术中的环形天线存在着不能在保证带宽的同时增加天线的频段的技术问题。
[0025]本发明实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下:
[0026]提供一种天线，包括:金属导体，所述金属导体包括设置馈电点的馈电端；第一切换单元，所述第一切换单元第一端连接于所述金属导体的第一位置；第二切换单元，所述第二切换单元第二端连接于所述金属导体的第二位置；其中，在所述第一切换单元的第三端接地时，所述馈电端与所述第一切换单元之间形成第一环形天线；在所述第二切换单元的第四端接地时，所述馈电端与所述第二切换单元之间形成第二环形天线。
[0027]由于在上述方案中，在天线的金属导体上的第一位置连接有第一切换单元，在金属导体上的第二位置连接有第二切换单元，从而基于不同的切换单元接地，金属导体的馈电端与不同的切换单元之间形成不同的环形天线，而不同的环形天线可以对应不同的频段，从而保证了天线可以包括多个频段，并且在同一时刻只存在一个环形天线，而同一环形天线只包含一个频段，从而保证了环形天线的频带较宽，故而达到了在保证带宽的同时增加天线的频段的技术效果。
[0028]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]第一方面，本发明实施例提供一种天线，请参考图1，所述天线具体包括:
[0030]金属导体10，所述金属导体包括设置馈电点的馈电端1a ；
[0031]第一切换单元11，所述第一切换单元11第一端Ila连接于所述金属导体10的第一位置10b，所述第一切换单元11的第二端Ilb接地；
[0032]第二切换单元12，所述第二切换单元12第三端12a连接于所述金属导体10的第二位置10c，所述第二切换单元12的第四端12b接地；
[0033]其中，在所述第一切换单元11处于导通状态且所述第二切换单元12处于断开状态时，所述馈电端1a与所述第一切换单元11之间形成第一环形天线；在所述第一切换单元11处于所述断开状态且所述第二切换单元12处于所述导通状态时，所述馈电端1a与所述第二切换单元12之间形成第二环形天线。
[0034]在具体实施过程中，所述金属导体10的制造材料可以为多种制作材料，例如:铜、银、铁等等，本发明实施例不作限制。
[0035]在具体实施过程中，所述金属导体10可以为任意形状，例如:圆形、方形、三角形或菱形等等，本发明实施例不作限制。
[0036]请参考图2a,为一圆形金属导体不意图；请参考图2b,为一方形金属导体不意图；请参考图2c，为一三角形金属导体示意图；请参考图2d，为一菱形金属导体示意图。
[0037]在具体实施过程中，请参考图3，所述第一切换单元11例如为:第一模拟开关芯片30，所述第二切换单元例如为:第二模拟开关芯片31。
[0038]在具体实施过程中，在需要通过第一环形天线收发信号时，可以控制第一模拟开关芯片30的阻抗与所述金属导体10的阻抗匹配并且控制第二模拟开关芯片31的阻抗与所述金属导体10的阻抗不匹配，进而使所述第一模拟开关芯片30处于导通状态，而所述第二模拟开关芯片31处于非导通状态，从而在第一模拟开关芯片30和馈电端1a之间形成第一环形天线。
[0039]而在需要通过第二环形天线收发信号时，可以控制第二模拟开关芯片31的阻抗与所述金属导体10的阻抗匹配，并且控制第一模拟开关芯片30的阻抗与所述金属导体10的阻抗不匹配，从而使第一模拟开关芯片30处于非导通状态，而所述第二模拟开关芯片处于导通状态，进而在所述第二模拟开关芯片31和所述馈电端1a之间形成第二环形天线。
[0040]阻抗就是电阻加电抗，所以才叫阻抗；通俗一点地说，阻抗就是电阻、电容抗及电感抗在向量上的和。在直流电的世界中，物体对电流阻碍的作用叫做电阻，世界上所有的物质都有电阻，只是电阻值的大小差异而已。电阻小的物质称作良导体，电阻很大的物质称作非导体，而最近在高科技领域中称的超导体，则是一种电阻值几近于零的东西。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外，电容及电感也会阻碍电流的流动，这种作用就称之为电抗，意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗，简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是欧姆，而其值的大小则和交流电的题室有关系，频率愈高则容抗愈小感抗愈大，频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题，具有向量上的关系式，因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。
[0041]具体来说，在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示，是一个复数，实部称为电阻，虚部称为电抗，其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗，电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗，电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。阻抗的单位是欧姆。
[0042]其中，信号传输过程中负载阻抗和信源内阻抗之间的特定配合关系可以称为阻抗匹配。
[0043]例如，一件器材的输出阻抗和所连接的负载阻抗之间所应满足的某种关系，以免接上负载后对器材本身的工作状态产生明显的影响。对电子设备互连来说，例如信号源连放大器，前级连后级，只要后一级的输入阻抗大于前一级的输出阻抗5-10倍以上，就可认为阻抗匹配良好。对于放大器连接音箱来说，电子管机应选用与其输出端标称阻抗相等或接近的音箱，而晶体管放大器则无此限制，可以接任何阻抗的音箱。
[0044]阻抗匹配的条件如下:
[0045]1、负载阻抗等于信源内阻抗，即它们的模与辐角分别相等，这时在负载阻抗上可以得到无失真的电压传输。
[0046]2、负载阻抗等于信源内阻抗的共轭值，即它们的模相等而辐角之和为零。这时在负载阻抗上可以得到最大功率。这种匹配条件称为共轭匹配。如果信源内阻抗和负载阻抗均为纯阻性，则两种匹配条件是等同的。
[0047]阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。对于不同特性的电路，匹配条件是不一样的。在纯电阻电路中，当负载电阻等于激励源内阻时，则输出功率为最大，这种工作状态称为匹配，否则称为失配。
[0048]当激励源内阻抗和负载阻抗含有电抗成份时，为使负载得到最大功率，负载阻抗与内阻必须满足共轭关系，即电阻成份相等，电抗成份绝对值相等而符号相反。这种匹配条件称为共轭匹配。
[0049]阻抗匹配是微波电子学里的一部分，主要用于传输线上，来达到所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的，不会有信号反射回来源点，从而提升能源效益。史密斯图表上。电容或电感与负载串联起来，即可增加或减少负载的阻抗值，在图表上的点会沿着代表实数电阻的圆圈走动。如果把电容或电感接地，首先图表上的点会以图中心旋转180度，然后才沿电阻圈走动，再沿中心旋转180度。重覆以上方法直至电阻值变成1，即可直接把阻抗力变为零完成匹配。
[0050]大体上，阻抗匹配有两种，一种是透过改变阻抗力(lumped-circuit matching),另一种则是调整传输线的波长(transmiss1n line matching)。
[0051]1、改变阻抗力。
[0052]把电容或电感与负载串联起来，即可增加或减少负载的阻抗值，在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。如果把电容或电感接地，首先图表上的点会以图中心旋转180度，然后才沿电阻圈走动，再沿中心旋转180度。重复以上方法直至电阻值变成1，即可直接把阻抗力变为零完成匹配。
[0053]2、调整传输线。
[0054]由负载点至来源点加长传输线，在图表上的圆点会沿著图表中心以逆时针方向走动，直至走到电阻值为I的圆圈上，即可加电容或电感把阻抗力调整为零，完成匹配。
[0055]阻抗匹配则传输功率大，对于一个电源来讲，当它的内阻等于负载时，输出功率最大，此时阻抗匹配。最大功率传输定理，如果是高频的话，就是无反射波。对于普通的宽频放大器，输出阻抗50 Ω，功率传输电路中需要考虑阻抗匹配,可是如果信号波长远远大于电缆长度，即缆长可以忽略的话，就无须考虑阻抗匹配了。阻抗匹配是指在能量传输时，要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等，此时的传输不会产生反射，这表明所有能量都被负载吸收了。反之则在传输中有能量损失。高速PCB布线时，为了防止信号的反射，要求是线路的阻抗为50欧姆。这是个大约的数字，一般规定同轴电缆基带50欧姆，频带75欧姆，对绞线则为100欧姆，只是取个整而已，为了匹配方便。
[0056]在具体实施过程中，所述馈电端1a与所述第一位置1b之间的距离为第一距离，所述馈电端1a与所述第二位置1c之间的距离为第二距离，所述第一距离小于所述第二距离；所述第一环形天线具体为:高频天线；所述第二环形天线具体为:低频天线。
[0057]其中，所述第一距离指的是所述馈电端1a与第一位置1b之间的金属导体10的长度；而所述第二距离则指的是所述馈电1a与所述第二位置1c之间的金属导体10的长度，在具体实施过程中，基于所述第一距离和所述第二距离的不同，所述第一环形天线和所述第二环形天线对应的频段也不同，以所述第一距离小于所述第二距离为例，那么通常情况下，所述第一环形天线的收发频段为高频频段，例如:大于1200MHz的频段，也即是所述所述第一环形天线为高频天线；所述第二环形天线的收发频段为低频频段，例如:小于1000MHz的频段。
[0058]进一步的，在具体实施过程中，所述第一距离例如为:20?30mm ;所述第二距离例如为:40_，当然，也可以为其它值，对此本发明实施例不作限制。
[0059]第二方面，本发明实施例提供一种电子设备，所述电子设备例如为:笔记本电脑、手机、平板电脑等等，请参考图4，所述电子设备具体包括:
[0060]外壳40 ；
[0061]处理器41,设置于所述外壳40内部；
[0062]本发明任一实施例介绍的天线42，通过所述馈电端1a与所述处理器41相连，用于接收所述处理器41处理获得的发送信号并发送；以及将接收信号提供给所述处理器41进行处理。
[0063]由于本发明实施例所介绍的电子设备，为设置有本发明实施例的所介绍的天线的电子设备，故而基于本发明实施例所介绍的天线，本领域所属技术人员能够了解本发明实施例所介绍的电子设备的具体结构及变形，故而在此不再赘述，凡是设置有本发明实施例所介绍的天线的电子设备都属于本发明所欲保护的范围。
[0064]本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点:
[0065]由于在本发明实施例中，在天线的金属导体上的第一位置连接有第一切换单元，在金属导体上的第二位置连接有第二切换单元，从而基于不同的切换单元接地，金属导体的馈电端与不同的切换单元之间形成不同的环形天线，而不同的环形天线可以对应不同的频段，从而保证了天线可以包括多个频段，并且在同一时刻只存在一个环形天线，而同一环形天线只包含一个频段，从而保证了环形天线的频带较宽，故而达到了在保证带宽的同时增加天线的频段的技术效果。
[0066]本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0067]本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0068]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0069]这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0070]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0071]显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种天线，其特征在于，包括: 金属导体，所述金属导体包括设置馈电点的馈电端； 第一切换单元，所述第一切换单元第一端连接于所述金属导体的第一位置，所述第一切换单元的第二端接地； 第二切换单元，所述第二切换单元第三端连接于所述金属导体的第二位置，所述第二切换单元的第四端接地； 其中，在所述第一切换单元处于导通状态且所述第二切换单元处于断开状态时，所述馈电端与所述第一切换单元之间形成第一环形天线；在所述第一切换单元处于所述断开状态且所述第二切换单元处于所述导通状态时，所述馈电端与所述第二切换单元之间形成第二环形天线。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一切换单元，具体为:第一模拟开关芯片；和/或所述第二切换单元具体为:第二模拟开关芯片。
3.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述馈电端与所述第一位置之间的距离为第一距离，所述馈电端与所述第二位置之间的距离为第二距离，所述第一距离小于所述第二距离；所述第一环形天线具体为:高频天线；所述第二环形天线具体为:低频天线。
4.如权利要求3所述的天线,其特征在于,所述第一距离具体为:20mm?30mm;或所述第二距离具体为:40mm。
5.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述金属导体的材料具体为:铜或银。
6.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述金属导体的形状具体为:圆形、方形、三角形或菱形。
7.—种电子设备,其特征在于,包括: 夕卜壳; 处理器，设置于所述外壳内部； 如权利要求1-6任一权项所述的天线，通过所述馈电端与所述处理器相连，用于接收所述处理器处理获得的发送信号并发送；以及将接收信号提供给所述处理器进行处理。
【文档编号】H01Q5/00GK104425872SQ201310376376
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月26日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】张旭东, 李琦 申请人:联想(北京)有限公司