天线装置、电子设备和用于天线装置的控制方法
【专利摘要】提供了一种天线装置、包括该天线装置的电子设备和用于天线装置的控制方法。所述天线装置包括：辐射部，利用电子设备的外壳中的导电区域所形成，用于辐射和接收天线信号，该天线信号包括第一频段的第一天线信号和第二频段的第二天线信号；谐振单元，连接到辐射部，用于与该辐射部协作来传送第一天线信号和第二天线信号中的至少一个；第一馈电端，位于辐射部的第一位置上，用于在辐射部和第一信号收发器之间馈送天线信号；第二馈电端，位于辐射部的第二位置上，用于在辐射部和之间馈送天线信号。利用根据本公开实施例的技术方案，能够在有限的设计空间中实现执行多频段通信的天线。
【专利说明】
天线装置、电子设备和用于天线装置的控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种天线装置、电子设备和用于天线装置的控制方法。
【背景技术】
[0002]随着通信技术的发展，电子设备的工作频段也逐渐增加。当前使用的2G和3G的双模移动通信终端要求天线的工作带宽在低频824-960MHZ和高频1710_2170MHz或1710-2025MHZ。此外，TD-SCDMA, TD-LTE(4G)技术的移动通信终端的工作频带还将涉及2300MHz-2700MHz中的频段。全球定位系统(GPS)、WiFi的通信等也需要不同频段的天线信号。因此，通信技术的发展需要增加天线的工作频段。
[0003]为了实现多频段的通信，现在采用如下的天线技术。一种是设置多个天线，并利用每个天线来实现不同的通信频带，这同样增加了天线的空间占用，并且多个天线单元的设计增加了天线的成本。另一种是采用一个面天线来传送和接收多频段的天线信号，但是其频段调整难度很大，难以满足不同频段中的天线带宽。
[0004]因此，期望提供一种能够在有限的设计空间的情况下满足多频段通信需求的天线。
【发明内容】
[0005]本公开的实施例提供了一种天线装置、电子设备和用于天线装置的控制方法，其能够在有限的设计空间下满足多频段通信需求。
[0006]第一方面，提供了一种天线装置，应用于一电子设备。该电子设备具有包括导电区域的外壳、第一信号收发器和第二信号收发器。该天线装置可包括:辐射部，利用所述导电区域所形成，用于辐射和接收天线信号，该天线信号包括第一频段的第一天线信号和第二频段的第二天线信号，该第一频段的频率不同于该第二频段的频率；谐振单元，连接到所述辐射部，用于与该辐射部协作来传送所述第一天线信号和第二天线信号中的至少一个；第一馈电端，位于所述辐射部的第一位置上，用于在所述辐射部和与所述第一天线信号对应的第一信号收发器之间馈送天线信号；第二馈电端，位于所述辐射部的不同于所述第一位置的第二位置上，用于在所述辐射部和与所述第二天线信号对应的第二信号收发器之间馈送天线信号。
[0007]结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，所述天线装置还可包括:第一接地端，位于所述辐射部的第三位置，该第三位置位于所述第一位置的第二位置之间，用于降低所述第一天线信号和第二天线信号之间的影响。
[0008]结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述谐振单元可包括:电容器，第一端连接到所述辐射部的第四位置；电感器，其第一端连接到所述电容器的第二端，并且该电感器的第二端连接到地。
[0009]结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述第四位置与所述第一位置可以分别位于所述第二位置的不同的两侧，所述谐振单元可用于与该辐射部协作来降低所述第二天线信号中的干扰信号。
[0010]结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述第二频段可包括频率低于预定频率的低频段、和频率高于所述预定频率的高频段，所述电容器可以是可变电容器，该可变电容器的电容值能够改变以改变所述低频段的频率。
[0011]结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述电感器可以是可变电感器，该可变电感器的电感值能够改变以改变所述高频段的频率。
[0012]结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述电感器是可变电感器，所述可变电感器可包括:多个电感元件，每个电感元件具有不同的电感值；开关，用于将所述多个电感元件之一连接到所述电容器，以改变该可变电感器的电感值。
[0013]结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述天线装置还可包括:匹配单元，连接在所述第二馈电端和第二信号收发器之间，用于使所述辐射部与所述第二信号收发器相匹配，将来自第二馈电端的天线信号中的第二天线信号提供给所述第二信号收发器，并将来自第二信号收发器的第二天线信号提供给第二馈电端以经由辐射部辐射出去。
[0014]结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述天线装置还可包括:第二接地端，位于所述辐射部的第五位置，该第五位置位于所述第一位置的第二位置之间，该第二接地端连接到地的路径不同于所述第一接地端连接到地的路径。
[0015]第二方面，提供了一种电子设备，包括如上所述的天线装置。
[0016]第三方面，提供了一种用于天线装置的控制方法。该天线装置包括利用电子设备的导电外壳形成的辐射部、位于辐射部的第一位置上的第一馈电端、位于辐射部的第二位置上的第二馈电端和与所述辐射部连接的谐振单元。所述控制方法可包括:控制所述谐振单元来使所述辐射部辐射和接收第一频段的第一天线信号，该第一天线信号经由所述第一馈电端传送到电子设备中的对应于第一天线信号的第一信号收发器；控制所述谐振单元来使所述辐射部辐射和接收第二频段的第二天线信号，该第二天线信号经由所述第二馈电端传送到电子设备中的对应于第二天线信号的第二信号收发器，该第二频段的频率不同于该第一频段的频率。
[0017]结合第三方面，在第三方面的一种实现方式中，所述谐振单元包括可变电容器，所述第二频段包括频率低于预定频率的低频段、和频率高于所述预定频率的高频段，所述控制所述谐振单元来使所述辐射部辐射和接收第二频段的第二天线信号可包括:确定所述第二频段中的低频段的频率值；改变所述可变电容器的电容值来使所述辐射部辐射和接收具有所确定的低频段的频率值的第二天线信号。
[0018]结合第三方面及其上述实现方式，在第三方面的另一实现方式中，所述谐振单元还包括与所述可变电容器串联连接的可变电感器，所述控制所述谐振单元来使所述辐射部辐射和接收第二频段的第二天线信号可包括:确定所述第二频段中的高频段的频率值；改变所述可变电感器的电感值来使所述辐射部辐射和接收具有所确定的高频段的频率值的第二天线信号。
[0019]在根据本公开的实施例的上述天线装置、包括该天线装置的电子设备和用于天线装置的控制方法的技术方案中，通过在天线装置中设置两个馈电端，并利用谐振单元和辐射部经由不同的馈电端传送不同频率的天线信号，能够在有限的设计空间中实现用于执行多频段通信的天线。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，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公开的一些实施例，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它的附图。
[0021]图1是示意性图示了根据本公开实施例的第一天线装置的框图。
[0022]图2A是图示了图1的第一天线装置在电子设备上的设置示例的示意图。
[0023]图2B是示意性图示了在图2A的设置示例中的电子设备的内部图示。
[0024]图3是示意性图示了包括谐振单元的等效电路图的第一天线装置。
[0025]图4A是示意性图示了在图3中的谐振单元的不同电容值下的第二天线信号的回波损耗的分布。
[0026]图4B是示意性图示了在图3中的谐振单元的不同电容值下的第二天线信号的效率包络的分布。
[0027]图5A是图示了在图3中的谐振单元的不同电感值下的第二天线信号的回波损耗的分布。
[0028]图5B是图示了在图3中的谐振单元的不同电感值下的第二天线信号的效率的分布。
[0029]图6是示意性图示了根据本公开实施例的第二天线装置的框图。
[0030]图7是示意性图示了根据本公开实施例的电子设备的结构图。
[0031]图8是示意性图示了根据本公开实施例的用于天线装置的控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0033]在本公开中，当描述到特定部件/单元位于第一部件/单元和第二部件/单元之间时，在该特定部件/单元与第一部件/单元或第二部件/单元之间可以存在居间部件/单元，也可以不存在居间部件/单元；当描述到特定部件/单元连接其它部件/单元时，该特定部件/单元可以与所述其它部件/单元直接连接而不具有居间部件、也可以不与所述其它部件/单元直接连接而具有居间部件。
[0034]根据本公开实施例的各个天线装置可应用于电子设备，所述电子设备可以是诸如智能通信终端、平板计算机、笔记本计算机之类的任何无线通信设备。该电子设备利用该天线装置从外部接收天线信号，并利用所述天线装置将本地的数据、信息等作为天线信号辐射出去，从而利用所述天线装置进行通信、数据传输等。
[0035]图1是示意性图示了根据本公开实施例的第一天线装置100的框图。该第一天线装置100可应用于如上所述的电子设备，该电子设备包括第一信号收发器TRl和第二信号收发器TR2，各个信号收发器接收并处理经由所述第一天线装置100接收的各个频段天线信号，并且能够提供各个频段天线信号以经由所述天线装置辐射出去。该电子设备可具有包括导电区域的外壳。典型地，该电子设备的外壳是全金属外壳。替换地，该电子设备的外壳的一部分是金属。外壳中的金属部分能够执行导电。
[0036]如图1所不，所述第一天线装置100可包括:福射部110，利用电子设备的导电区域所形成，用于辐射和接收天线信号，该天线信号包括第一频段BI的第一天线信号和第二频段B2的第二天线信号，该第一频段BI的频率不同于该第二频段B2的频率；谐振单元120，连接到所述辐射部，用于与该辐射部110协作来传送所述第一天线信号和第二天线信号中的至少一个；第一馈电端131，位于所述辐射部110的第一位置Pl上，用于在所述辐射部110和与所述第一天线信号对应的第一信号收发器TRl之间馈送天线信号；第二馈电端132，位于所述辐射部110的不同于所述第一位置的第二位置P2上，用于在所述辐射部110和与所述第二天线信号对应的第二信号收发器TR2之间馈送天线信号。
[0037]如果使用单极天线或平面倒F天线(PIFA)实现多频段通信，要占用比较大的高度，相应地占用较大的净空。如果利用彼此独立的天线装置来辐射和接收不同频段的天线信号，则不同天线装置的辐射部所占用的空间将随着天线频段的增加而增加，并且不同天线装置要尽量远离来增加不同天线信号之间的隔离度。
[0038]在本公开的实施例中，所述辐射部110利用电子设备的外壳中的导电区域所形成，这可以节约天线装置所占用的电子设备的空间。针对不同频段的天线信号设置不同的馈电端。谐振单元120与辐射部110配合而经由不同的馈电端传送第一频段和第二频段的天线信号，使得降低了对所述辐射部的要求，从而不同频段的天线信号可以共享同一个辐射元件，从而极大地降低了第一天线装置100所占用的净空。该第一频段的频率不同于该第二频段的频率。第一天线信号的第一频段可以是例如WiFi信号的频段，第二天线信号的第二频段可以是例如GSM1800频段的频段。第二频段的频率低于第一频段的频率仅仅是示例。要注意，本公开的低频段和高频段只是用于表示所涉及的两个频段的频率相对关系。在不同的天线装置中，第一频段和第二频段的频率值是可以具体变化的。
[0039]利用外壳中的导电区域所形成的辐射部110使能够在宽的频带范围内产生天线信号，但是在所期望的通信频段中可能具有较差的信号性能。天线装置可等效为LC振荡电路。当该天线装置在特定频率进行谐振时，该LC振荡电路便形成LC谐振回路。LC谐振回路的阻抗具有最大值或最小值的特性即称为谐振特性。与辐射部110配合使用的谐振单元120使能够在所期望的通信频段中谐振，以产生高性能的天线信号。为了产生谐振，该谐振单元120典型地由电容性元件和电感元件中的至少一个组成。谐振单元120中的电容性元件或电感元件的取值主要取决于辐射部110的形状、天线信号的频段等。如果辐射部110自己能够激励高效的第一频段的第一天线信号，则谐振单元120的阻抗元件可被设置为使第一天线装置100在第二频段中谐振。如果辐射部110自己能够激励高效的第二频段的第二天线信号，则谐振单元120的阻抗元件可被设置为使第一天线装置100在第一频段中谐振。或者，谐振单元120中的阻抗元件可以使第一天线装置100在第一频段和第二频段中谐振。
[0040]第一馈电端131和第二馈电端132分别位于所述辐射部的不同位置上，从而分别在所述辐射部110与第一信号收发器TRl和第二信号收发器TR2之间馈送第一天线信号和第二天线信号。作为示例，各个馈电端在所述辐射部上的所述第一位置和第二位置可以分别与第一天线信号的第一频段和第二天线信号的第二频段的频率对应。当与馈电端对应的天线信号的频率低时，辐射部110的相对长的布线将更为有利。当与馈电端对应的天线信号的频率高时，辐射部I1的相对短的布线将更为有利。据此，可以结合辐射部110的几何形状来灵活地选择合适的位置设置第一馈电端131和第二馈电端132。
[0041]第一馈电端131和第二馈电端132的位置将直接影响辐射部110上的天线电流的分布。为了降低第一天线信号和第二天线信号的相互干扰，可以尽量增加各个馈电端之间的距离。不同天线信号的频率之间的差距越小，相互干扰越大；不同天线信号的频率之间的差距越大，相互干扰越小。此外，可以在第一馈电端131和第二馈电端132之间设置接地端，以降低第一馈电端所馈送的第一天线信号和第二馈电端132所馈送的第二天线信号之间的影响。例如，可以在所述辐射部110的第三位置上设置第一接地端，该第三位置位于所述第一馈电端131所在的第一位置和所述第二馈电端132所在的第二位置之间，用于降低所述第一天线信号和第二天线信号之间的影响。
[0042]在根据本公开的实施例的上述天线装置100的技术方案中，通过在天线装置中设置两个馈电端，并利用谐振单元和辐射部经由不同的馈电端传送不同频率的天线信号，能够在有限的设计空间中实现用于执行多频段通信的天线。
[0043]图2A是图示了图1的第一天线装置在电子设备上的设置示例的示意图。如图2A所示，电子设备为具有金属后壳的手机。如图2A的左边部分所示，利用横线部分将外壳的上端部与外壳的其它部分分开，并将该后壳的上端部形成为第一天线装置100的辐射部110。如图2A所示，可以在辐射部110与所述其余部分之间设置缝隙(例如，横线部分)，从而实现电隔离，该缝隙的宽度例如为毫米量级，也可以更宽。替代所述缝隙，还可以在所述辐射部110与所述其余部分之间设置绝缘介质以实现电隔离。此外，在所述外壳的其余部分不是导体时，其与所述福射部110不形成电连接。在图2A中，以电子设备的外壳中的一部分作为辐射部110，这使得无需为第一天线装置专门设置净空来放置辐射部110，从而极大地减少了天线装置的空间占用。
[0044]如图2A的右边部分所示，在辐射部上分别谐振单元120、第一馈电端131、第二馈电端132。第一馈电端131例如用于馈送2.4GHz附近的WiFi信号(S卩，第一天线信号)，所述第二馈电端132例如用于馈送频率范围为1710MHz至1820MHz的GSM1800信号(即，第二天线信号)。第一天线信号的频率高，与第一天线信号对应的第一馈电端131的位置接近辐射部110的侧边的下端部；第二天线信号的频率低，与第二天线信号对应的第二馈电端132的位置接近辐射部110的上部的中间区域。在第一馈电端131和第二馈电端132之间设置有第一接地端140。该接地端140能够降低所述第一天线信号和第二天线信号之间的影响。当第一天线信号和第二天线信号之间的相互影响很小时，例如在该第一天线信号的频率和第二天线信号的频率相差较大的情况中，可以不设置该第一接地端140。
[0045]图2B是示意性图示了在图2A的设置示例中的电子设备的内部图示。在图2B中，深灰色部分为电子设备的金属外壳，浅灰色部分为电子设备中的印刷电路板(PCB)，该印刷电路板上可以设置有第一信号收发器TR1、第二信号收发器TR2、天线信号处理器等。
[0046]如图2B的左侧图所示，在电子设备的PCB电路板上设置了谐振单元120、第一馈电端131、第二馈电端132和第一接地端140，其分别与福射部110上的谐振单元120、第一馈电端131、第二馈电端132和第一接地端140对接。图2B的右侧图图示了电子设备的外壳的内侧，其中没有PCB电路板覆盖。图2B的右侧图中的150是第一天线装置100的第二接地端。该第二接地端例如位于第一接地端140的正下方。第二接地端150在辐射部110上的位置是在第一馈电端131的第一位置与第二馈电端132第二位置之间，其能够进一步隔离第一天线信号和第二天线信号，以避免不同频段的天线信号之间的相互影响。
[0047]此外，该第二接地端150连接到地的路径可以不同于所述第一接地端140连接到地的路径。例如，第一接地端140可以连接到所述PCB板的地，第二接地端150可以经由电子设备的金属外壳中除了辐射部110之外的部分连接到地。第一接地端140和第二接地端150的不同接地路径进一步避免经由第一馈电端131和第二馈电端132馈送的天线信号之间的相互影响。
[0048]下面结合图3至图5B描述第一天线装置100中的谐振单元120。
[0049]图3是示意性图示了包括谐振单元120的等效电路图的第一天线装置100。在图3中，与图1相同的部分采用了相同的附图标记。图3中的辐射部110、第一馈电端131、第二馈电端132与图1的对应部分相同，并可以参见前面的描述。图3中的第一接地端140对应于结合图2A和图2B所示的第一接地端，并可以参见前面的描述。
[0050]图3中具体示出了谐振单元120的等效电路图。如前所述，谐振单元120的阻抗特性可以影响辐射部110的谐振特性，以使得在辐射部110中流动所期望的频率的天线信号。如图3所示，所述谐振单元120可包括:电容器121，第一端连接到所述辐射部110的第四位置P4 ;电感器122，其第一端连接到所述电容器的第二端，并且该电感器的第二端连接到地。所述谐振单元120连接到所述辐射部110的第四位置。该第四位置接近要调整的天线信号的馈电端。
[0051]当谐振单元120要协助控制第一天线信号的谐振频率时，所述谐振单元120连接到辐射部110的第四位置P4可以接近第一馈电端131在辐射部上的第一位置P1。当谐振单元120要协助控制第二天线信号的谐振频率时，所述谐振单元120连接到辐射部110的第四位置P4可以接近第二馈电端132在辐射部上的第二位置P2。当谐振单元120要协助控制第一天线信号和第二天线信号二者的谐振频率时，所述谐振单元120连接到辐射部110的第四位置P4可以位于第一位置Pl和第二位置P2之间。
[0052]在图3中，谐振单元120要协助控制第二天线信号的谐振频率，并相应地接近第二馈电端132在辐射部上的第二位置P2。此外，为了避免谐振单元120对第一馈送端131所馈送的第一天线信号的影响，该第四位置P4还要尽量远离第一馈送端131所在的第一位置Plo因此，在图4中，所述第四位置P4与所述第一位置Pl分别位于所述第二位置P2的不同的两侧，所述谐振单元120与该辐射部协作来产生第一频段的第二天线信号，并降低第一天线信号对所述第二天线信号的影响。该第一天线信号对于第二天线信号而言是干扰信号。
[0053]第二天线信号的第二频段可以是特定的单个频段，例如GSM1800频段，还可以是包括两个甚或更多频段，例如包括GSM800频段和GSM1800频段两个频段，或者包括GSM800频段和位于1.57GHz附近的GPS频段二者。下文中，将第二频段中频率低于IGHz的频段称为低频段LB、频率高于IGHz的频段称为高频段HB。
[0054]可通过改变图3中的电容器121的电容值或电感器122的电感值中的至少一个来调整第二频段的各个频段的频率值。例如，所述电容器121可以是可变电容器。该可变电容器的不同电容值可以对应于所述低频段的不同频率。所述可变电容器可以是连续可调、也可以是离散可调。在离散可调的情况中，可变电容器例如提供多个固定的离散电容值。所述电感器122可以是可变电感器，该可变电感器的不同电感值可以对应于所述高频段的不同频率。所述可变电感器可以是连续可调、也可以是离散可调。作为示例，该所述可变电感器可包括:多个电感元件，每个电感元件具有不同的电感值；开关，用于将所述多个电感元件之一连接到所述电容器，以改变该可变电感器的电感值。此时，可变电感器提供多个固定的离散电感值。可变电容器可以采用各种技术来改变其电容值，可变电感器可以采用各种技术来改变其电感值，电容值或电感值的具体改变方式不构成对本公开实施例的限制。
[0055]下面结合图4A、图4B、图5A和图5B描述谐振单元120对第二天线信号中的频段的调整。
[0056]图4A是示意性图示了在图3中的谐振单元的不同电容值下的第二天线信号的回波损耗的分布。图4B是示意性图示了在图3中的谐振单元的不同电容值下的第二天线信号的效率包络的分布。
[0057]图4A的横轴是频率，其以MHz为单元；图4A的纵轴是回波损耗，其以dB为单位。图4B的横轴是频率，其以MHz为单元；图4B的纵轴是天线的效率，其以百分比为单位。在图4A和图4B示出了当谐振单元120的电感值固定、电容值变化时的性能。图4A示出了曲线Cl和曲线C2，图4B示出了曲线C3和曲线C4。
[0058]当谐振单元120中的电感值固定、电容值是IpF (皮法)时，第一天线装置100的回波损耗对频率的分布如图4A中的曲线Cl所示，第一天线装置100的效率对频率的分布如图4B中的曲线C3所示。当谐振单元120中的电感值固定、电容值是2.4pF(皮法)时，第一天线装置100的回波损耗对频率的分布如图4A中的曲线C2所示；第一天线装置100的效率对频率的分布如图4B中的曲线C4所示。
[0059]根据图4A可以看出，当谐振单元120中的电容值从IpF变为2.4pF时，第二天线信号的高频段部分的回波损耗相对稳定，特别是在谐振频率处，第二天线信号的低频段部分的回波损耗的最低点从大约955MHz变化为大约710MHz，即第一天线装置的谐振频率从大约955MHz变化为大约710MHz。类似地，根据图4B可以看出，当谐振单元120中的电容值从IpF变为2.4pF时，第二天线信号的相当宽的高频段范围中具有高的效率，第二天线信号的低频段部分的效率的最高点从大约910MHz变化为大约710MHz，即第一天线装置的谐振频率从大约910MHz变化为大约710MHz，如图4B的虚线所示的频率包络。根据图4A和图4B可以看出，当谐振单元120中的电容值变化时，第一天线装置100的第二天线信号中的高频段中的信号性能变化较少，而第一天线装置100的第二天线信号中的低频段中的信号性能变化较大。因此，可通过改变可变电容器的电容值来改变第二天线信号的低频段的工作频率。
[0060]图5A是图示了在图3中的谐振单元的不同电感值下的第二天线信号的回波损耗的分布。图5B是图示了在图3中的谐振单元的不同电感值下的第二天线信号的效率的分布。
[0061 ] 图5A的横轴是频率，其以MHz为单元；图5A的纵轴是回波损耗，其以dB为单位。图5B的横轴是频率，其以MHz为单元；图5B的纵轴是天线的效率，其以百分比为单位。在图5A和图5B示出了当谐振单元120的电容值固定、电感值变化时的性能。图5A示出了曲线 Dl、D2、D3、D4，图 5B 示出了曲线 D5、D6、D7、D8。
[0062]当谐振单元120中的电容值为固定的lpF、电感值是OnH(纳亨)时，第一天线装置100的回波损耗对频率的分布如图5A中的曲线Dl所示，第一天线装置100的效率对频率的分布如图5B中的曲线D5所示。当谐振单元120中的电容值为固定的lpF、电感值是
1.1nH(纳亨)时，第一天线装置100的回波损耗对频率的分布如图5A中的曲线D2所示，第一天线装置100的效率对频率的分布如图5B中的曲线D6所示。当谐振单元120中的电容值为固定的lpF、电感值是2.4nH(纳亨)时，第一天线装置100的回波损耗对频率的分布如图5A中的曲线D3所示，第一天线装置100的效率对频率的分布如图5B中的曲线D7所示。当谐振单元120中的电容值为固定的lpF、电感值是4.5nH(纳亨)时，第一天线装置100的回波损耗对频率的分布如图5A中的曲线D4所示，第一天线装置100的效率对频率的分布如图5B中的曲线D8所示。
[0063]根据图5A可以看出，当谐振单元120中的电感值从OnH逐渐升高为4.5nH时，第二天线信号的低频段部分的回波损耗相对稳定，特别是在谐振频率处，第二天线信号的高频段部分的回波损耗的最低点从大约2.17GHz变化为大约1.575GHz，即第一天线装置的谐振频率从大约2.17GHz变化为大约1.575GHz ο类似地，根据图5B可以看出，当谐振单元120中的电感值从onH逐渐升高为4.5nH时，第二天线信号的低频段部分的效率相对稳定，第二天线信号的高频段部分的效率在从大约2.6GHz到大约1.575GHz的范围被保持为高，如图5B的虚线所示的频率包络。
[0064]根据图5A和图5B可以看出，当谐振单元120中的电容值变化时，第一天线装置100的第二天线信号中的低频段中的信号性能变化较少，而第一天线装置100的第二天线信号中的高频段中的信号性能随频率发生偏移。因此，可通过改变可变电感器的电感值来改变第二天线信号的高频段的工作频率。例如，可以在第二天线信号传送GPS数据和主天线数据。
[0065]根据上面结合图3至图5B进行的描述，本领域的技术人员可以适当地设计谐振单元120在辐射部上的位置以及其内部的组成结构，来使得第一天线装置发射和接收具有期望频段的第一天线信号、具有期望频段的第二天线信号、或二者。
[0066]图6是示意性图示了根据本公开实施例的第二天线装置200的框图。在图6中，与图1相同的部分采用了相同的附图标记。图6中的辐射部110、谐振单元120、第一馈电端131、第二馈电端132与第一天线装置100的对应部分相同，并可以参见前面的描述。
[0067]图6的第二天线装置200与图1的第一天线装置100的不同之处增加了第一匹配单元151和第二匹配单元152。第一匹配单元151连接在所述第一馈电端131和第一信号收发器TRl之间，用于使所述辐射部110与第一信号收发器TRl相匹配，将来自第一馈电端的天线信号中的第一天线信号提供给第一信号收发器TR1，并将来自第一信号收发器TRl的第一天线信号提供给第一馈电端以经由辐射部110辐射出去。第二匹配单元152连接在所述第二馈电端132和第二信号收发器TR2之间，用于使所述辐射部110与所述第二信号收发器TR2相匹配，将来自第二馈电端131的天线信号中的第二天线信号提供给所述第二信号收发器TR2，并将来自第二信号收发器TR2的第二天线信号提供给第二馈电端132以经由辐射部辐射出去。
[0068]当辐射部110与第一信号收发器TRl匹配良好、或第一天线信号的性能满足要求时，可以不采用图6中的第一匹配单元151。当辐射部110与第二信号收发器TR2匹配良好、或第二天线信号的性能满足要求时，可以不采用图6中的第二匹配单元152。
[0069]根据第一天线信号和第二天线信号的例如频率、调制模式等特征，可以采取不同的组件来实现第一匹配单元151和第二匹配单元152中的至少一个。例如，第一匹配单元151可以是T型匹配网络、M型匹配网络、和L型匹配网络中的任一个。第二匹配单元152也可以是T型匹配网络、M型匹配网络、和L型匹配网络中的任一个。第一匹配单元151和第二匹配单元152的具体结构不构成对本公开实施例的限制。相对于第一天线装置100，第二天线装置200中的匹配单元能够进一步提高天线信号的性能。
[0070]此外，现有的移动通信技术的制式主要包括全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、3G等。GSM通信包括GSM900、GSM1800、GSM1900等频段，其中，GSM900的频率范围是890MHz至954MHz ；GSM1800的频率范围是1710MHz至1820MHz，GSM1900的频率范围是1850MHz至1990MHz。CDMA通信包括CDMA800、CDMA1900等频段，其中CDMA800的频率范围是825MHz至885MHz，CDMA1900的频率范围是1850MHz至1995MHz。3G通信制式典型地包括如下通信频段，频率范围为2110MHz至2170MHz的W-CDMA频段，频率范围为2010MHz至2025MHz的TDSCDMA频段，以及频率范围是2110MHz至2125MHZ的CDMA2000频段。根据通信需要，可以利用本公开的天线装置实现上面的两个甚或更多通信频率。
[0071]如上所述的各个天线装置可应用于各个电子设备，相应地包括所述天线装置的电子设备也都处于本公开实施例的公开范围。图7是示意性图示了根据本公开实施例的电子设备700的结构图。如图7所示，该电子设备700包括天线装置、第一信号收发器TRl和第二信号收发器TR2，该天线装置可以是结合如I 一 6描述的任一种天线装置。此外，如果需要，该电子设备700还可以包括更多的信号收发器。
[0072]图8是示意性图示了根据本公开实施例的用于天线装置的控制方法800的流程图。控制方法所应用于的天线装置可包括利用电子设备的导电外壳形成的辐射部、位于辐射部的第一位置上的第一馈电端、位于辐射部的第二位置上的第二馈电端和与所述辐射部连接的谐振单元。
[0073]所述辐射部利用电子设备的外壳中的导电区域所形成，这可以节约天线装置所占用的电子设备的空间。利用外壳中的导电区域所形成的辐射部使能够在宽的频带范围内产生天线信号，但是在所期望的通信频段中可能具有较差的信号性能。与辐射部配合使用的谐振单元使能够在所期望的通信频段中谐振，以产生高性能的天线信号。在谐振单元的协作下，辐射部可辐射和接收第一频段的第一天线信号和第二频段的第二天线信号。
[0074]谐振单元典型地由电容性元件和电感元件中的至少一个组成。谐振单元中的电容性元件或电感元件的取值主要取决于辐射部的形状、天线信号的频段等。
[0075]针对不同频段的天线信号设置不同的馈电端。谐振单元与辐射部配合而经由不同的馈电端传送第一频段和第二频段的天线信号，使得降低了对所述辐射部的要求，从而不同频段的天线信号可以共享同一个辐射元件，从而极大地降低了天线装置所占用的净空。该第一频段的频率不同于该第二频段的频率。第一天线信号的第一频段可以是例如WiFi信号的频段，第二天线信号的第二频段可以是例如GSM1800频段的频段。在不同的天线装置中，第一频段和第二频段的频率值是可以具体变化的。
[0076]第一馈电端和第二馈电端分别位于所述辐射部的不同位置上，从而分别在所述辐射部与电子设备的第一信号收发器和第二信号收发器之间馈送第一天线信号和第二天线信号。作为示例，各个馈电端在所述辐射部上的所述第一位置和第二位置可以分别与第一天线信号的第一频段和第二天线信号的第二频段的频率对应。当与馈电端对应的天线信号的频率低时，辐射部的相对长的布线将更为有利。当与馈电端对应的天线信号的频率高时，辐射部的相对短的布线将更为有利。据此，可以结合辐射部的几何形状来灵活地选择合适的位置设置第一馈电端和第二馈电端。
[0077]关于天线装置的各个组成部件，可以参见前面结合产品实施例进行的描述。
[0078]如图8所示，控制方法800可包括:控制所述谐振单元来使所述辐射部辐射和接收第一频段的第一天线信号，该第一天线信号经由所述第一馈电端传送到电子设备中的对应于第一天线信号的第一信号收发器(S810);控制所述谐振单元来使所述辐射部辐射和接收第二频段的第二天线信号，该第二天线信号经由所述第二馈电端传送到电子设备中的对应于第二天线信号的第二信号收发器，该第二频段的频率不同于该第一频段的频率(S820)ο
[0079]在S810中，控制所述谐振单元来使所述辐射部经由所述第一馈电端辐射和接收第一频段的第一天线信号。在第一频段的频率为低于预定频率(例如IGHz)的低频段时，可以通过改变谐振单元中的电容器的电容值来改变使所述辐射部经由第一馈电端辐射和接收第一频段的第一天线信号。在第一频段的频率为高于所述预定频率的高频段时，可以通过改变谐振单元中的电感器的电感值来改变使所述辐射部经由第一馈电端辐射和接收第一频段的第一天线信号。具体地，在S810中，可确定所述第一频段的频率值；基于该第一频段的频率值改变谐振单元中的电抗特性，以使所述辐射部辐射和接收具有第一频段的频率值的第一天线信号。
[0080]在S820中，控制所述谐振单元来使所述辐射部经由所述第二馈电端辐射和接收第二频段的第二天线信号。该第二天线信号的第二频段可以是特定的单个频段，例如GSM1800频段，还可以是包括两个甚或更多频段，例如包括GSM800频段和位于1.57GHz附近的GPS频段二者。可通过改变谐振单元中的电容元件的电容值或电感元件的电感值中的至少一个来调整第二频段的各个频段的频率值。
[0081]在谐振单元包括可变电容器的情况下，对于第二频段中的低频段，在S820中可如下地所述控制所述谐振单元来使所述辐射部辐射和接收第二频段的第二天线信号:确定所述第二频段中的低频段的频率值；改变所述可变电容器的电容值来使所述辐射部辐射和接收具有所确定的低频段的频率值的第二天线信号。
[0082]在谐振单元包括可变电感器的情况下，对于第二频段中的高频段，在S820中可如下地所述控制所述谐振单元来使所述辐射部辐射和接收第二频段的第二天线信号:确定所述第二频段中的高频段的频率值；改变所述可变电感器的电感值来使所述辐射部辐射和接收具有所确定的高频段的频率值的第二天线信号。
[0083]在根据本公开的实施例的控制方法的技术方案中，通过设置两个馈电端，并控制谐振单元和辐射部经由不同的馈电端传送不同频率的天线信号，能够在有限的设计空间中实现用于执行多频段通信的天线。此外，谐振单元使能够改变天线信号的不同的通信频段，提高天线装置的控制的灵活性。
[0084]此外，关于通过所述控制方法所控制的天线装置的具体结构、以及天线装置中的谐振单元的具体结构，可以参见结合图3、4A、4B、5A、5B进行的详细描述。
[0085]在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，上述方法实施例中的部分步骤可以进行重新组合，或可以改变部分步骤之前的执行顺序。
[0086]以上所述，仅为本公开的【具体实施方式】，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种天线装置，应用于一电子设备，该电子设备具有包括导电区域的外壳、第一信号收发器和第二信号收发器，该天线装置包括: 辐射部，利用所述导电区域所形成，用于辐射和接收天线信号，该天线信号包括第一频段的第一天线信号和第二频段的第二天线信号，该第一频段的频率不同于该第二频段的频率; 谐振单元，连接到所述辐射部，用于与该辐射部协作来传送所述第一天线信号和第二天线信号中的至少一个； 第一馈电端，位于所述辐射部的第一位置上，用于在所述辐射部和与所述第一天线信号对应的第一信号收发器之间馈送天线信号； 第二馈电端，位于所述辐射部的不同于所述第一位置的第二位置上，用于在所述辐射部和与所述第二天线信号对应的第二信号收发器之间馈送天线信号。2.根据权利要求1的天线装置，还包括:第一接地端，位于所述辐射部的第三位置，该第三位置位于所述第一位置的第二位置之间，用于降低所述第一天线信号和第二天线信号之间的影响。3.根据权利要求1的天线装置，其中，所述谐振单元包括: 电容器，第一端连接到所述辐射部的第四位置； 电感器，其第一端连接到所述电容器的第二端，并且该电感器的第二端连接到地。4.根据权利要求3的天线装置，其中，所述第四位置与所述第一位置分别位于所述第二位置的不同的两侧，所述谐振单元用于与该辐射部协作来降低所述第二天线信号中的干扰信号。5.根据权利要求3的天线装置，其中， 所述第二频段包括频率低于预定频率的低频段、和频率高于所述预定频率的高频段，所述电容器是可变电容器，该可变电容器的电容值能够改变以改变所述低频段的频率。6.根据权利要求5的天线装置，其中，所述电感器是可变电感器，该可变电感器的电感值能够改变以改变所述高频段的频率。7.根据权利要求6的天线装置，其中，所述电感器是可变电感器，所述可变电感器包括: 多个电感元件，每个电感元件具有不同的电感值； 开关，用于将所述多个电感元件之一连接到所述电容器，以改变该可变电感器的电感值。8.根据权利要求1的天线装置，还包括:匹配单元，连接在所述第二馈电端和第二信号收发器之间，用于使所述辐射部与所述第二信号收发器相匹配，将来自第二馈电端的天线信号中的第二天线信号提供给所述第二信号收发器，并将来自第二信号收发器的第二天线信号提供给第二馈电端以经由辐射部辐射出去。9.根据权利要求1的天线装置，还包括:第二接地端，位于所述辐射部的第五位置，该第五位置位于所述第一位置的第二位置之间，该第二接地端连接到地的路径不同于所述第一接地端连接到地的路径。10.一种电子设备，包括权利要求1 一 9中任一项所述的天线装置。11.一种用于天线装置的控制方法，该天线装置包括利用电子设备的导电外壳形成的辐射部、位于辐射部的第一位置上的第一馈电端、位于辐射部的第二位置上的第二馈电端和与所述福射部连接的谐振单元，所述控制方法包括: 控制所述谐振单元来使所述辐射部辐射和接收第一频段的第一天线信号，该第一天线信号经由所述第一馈电端传送到电子设备中的对应于第一天线信号的第一信号收发器； 控制所述谐振单元来使所述辐射部辐射和接收第二频段的第二天线信号，该第二天线信号经由所述第二馈电端传送到电子设备中的对应于第二天线信号的第二信号收发器，该第二频段的频率不同于该第一频段的频率。12.根据权利要求11的控制方法，其中，所述谐振单元包括可变电容器，所述第二频段包括频率低于预定频率的低频段、和频率高于所述预定频率的高频段，所述控制所述谐振单元来使所述辐射部辐射和接收第二频段的第二天线信号包括: 确定所述第二频段中的低频段的频率值； 改变所述可变电容器的电容值来使所述辐射部辐射和接收具有所确定的低频段的频率值的第二天线信号。13.根据权利要求12的控制方法，其中，所述谐振单元还包括与所述可变电容器串联连接的可变电感器，所述控制所述谐振单元来使所述辐射部辐射和接收第二频段的第二天线信号包括: 确定所述第二频段中的高频段的频率值； 改变所述可变电感器的电感值来使所述辐射部辐射和接收具有所确定的高频段的频率值的第二天线信号。
【文档编号】H01Q1/24GK106033841SQ201510122841
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月19日
【发明人】况景云, 林辉
【申请人】联想(北京)有限公司