本發(fā)明涉及環(huán)形天線和包括該環(huán)形天線的電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

在諸如手機(jī)等的電子設(shè)備中，為了發(fā)送和接收而設(shè)置有天線。由于環(huán)形天線的輻射效率高、易于配置而受到了廣泛的應(yīng)用。隨著無(wú)線頻段的寬帶化，環(huán)形天線需要覆蓋例如1710～2690MHz。

在現(xiàn)有技術(shù)中，通過對(duì)匹配電路進(jìn)行改進(jìn)，更加適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行阻抗匹配，從而達(dá)到擴(kuò)展環(huán)形天線的工作帶寬的效果。但是，通過匹配電路來增加工作帶寬的效果非常有限，并且在空間受限的電子設(shè)備中難以通過匹配電路來增加工作頻帶。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明鑒于上述問題而完成，其目的在于提供一種環(huán)形天線和包括該環(huán)形天線的電子設(shè)備，在空間受限的電子設(shè)備中也能夠有效地增加環(huán)形天線的工作帶寬。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種環(huán)形天線。所述環(huán)形天線包括：環(huán)形輻射體，其一端為饋點(diǎn)，其另一端接地；匹配電路，配置來進(jìn)行阻抗匹配；以及并聯(lián)諧振電容，其一端連接到所述環(huán)形輻射體，其另一端接地，配置來降低所述環(huán)形輻射體的并聯(lián)諧振頻率。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種電子設(shè)備。所述電子設(shè)備包括：環(huán)形天線；無(wú)線信號(hào)處理部件，與所述環(huán)形天線的饋點(diǎn)連接，配置來經(jīng)由所述環(huán)形天線發(fā)送和接收無(wú)線信號(hào)，其中，所述環(huán)形天線包括：環(huán)形輻射體，其一端為饋點(diǎn)，其另一端接地；匹配電路，配置來進(jìn)行阻抗匹配；以及并聯(lián)諧振電容，其一端連接到所述環(huán)形輻射體，其另一端接地，配置來降低所述環(huán)形輻射體的并聯(lián)諧振頻率。

根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形天線和電子設(shè)備，通過在環(huán)形輻射體中連接并聯(lián)諧振 電容，從而降低并聯(lián)諧振頻率，由此能夠在空間受限的電子設(shè)備內(nèi)實(shí)現(xiàn)有效地增加環(huán)形天線的工作帶寬的效果。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的電子設(shè)備的功能框圖。

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的電子設(shè)備中的環(huán)形天線1的功能框圖。

圖3是表示現(xiàn)有技術(shù)中的環(huán)形天線的等效電路圖。

圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)形天線1的等效電路圖。

圖5是例示本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)形天線1的結(jié)構(gòu)圖。

圖6是表示現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形天線的工作帶寬和本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)形天線的工作帶寬的頻譜圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。提供以下參照附圖的描述，以幫助對(duì)由權(quán)利要求及其等價(jià)物所限定的本發(fā)明的示例實(shí)施方式的理解。其包括幫助理解的各種具體細(xì)節(jié)，但它們只能被看作是示例性的。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可對(duì)這里描述的實(shí)施方式進(jìn)行各種改變和修改，而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。而且，為了使說明書更加清楚簡(jiǎn)潔，將省略對(duì)本領(lǐng)域熟知功能和構(gòu)造的詳細(xì)描述。

參照?qǐng)D1來說明本發(fā)明的實(shí)施方式的電子設(shè)備。如圖1所示，電子設(shè)備包括環(huán)形天線1和無(wú)線信號(hào)處理部件2。其中，電子設(shè)備例如為手機(jī)等的電子設(shè)備，對(duì)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行發(fā)送和接收，從而實(shí)現(xiàn)指定的功能。

無(wú)線信號(hào)處理部件2與環(huán)形天線1的饋點(diǎn)連接，配置來經(jīng)由環(huán)形天線1發(fā)送和接收無(wú)線信號(hào)。具體地，無(wú)線信號(hào)處理部件2與環(huán)形天線1之間的連接點(diǎn)為饋點(diǎn)，無(wú)線信號(hào)處理部件2對(duì)要發(fā)送的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行調(diào)制等處理后，通過饋點(diǎn)傳送給環(huán)形天線。此外，無(wú)線信號(hào)處理部件2通過饋點(diǎn)被傳送由環(huán)形天線1接收的無(wú)線信號(hào)，并對(duì)傳送到的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行解調(diào)等處理。

環(huán)形天線1配置來在工作頻帶內(nèi)發(fā)射無(wú)線信號(hào)并且接收無(wú)線信號(hào)。參照?qǐng)D2來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)形天線1。

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的電子設(shè)備中的環(huán)形天線1的功能框圖。如圖2所示，環(huán)形天線1包括環(huán)形輻射體11、匹配電路12和并聯(lián)諧振電路 13。

環(huán)形輻射體11的一端為饋點(diǎn)，并且環(huán)形輻射體11的另一端為接地。例如，在環(huán)形天線1配置于電子設(shè)備內(nèi)時(shí)，環(huán)形輻射體11的一端通過饋點(diǎn)與上述的無(wú)線信號(hào)處理部件2連接。

匹配電路12配置來進(jìn)行阻抗匹配。例如，匹配電路12連接到上述的饋點(diǎn)，但不限定于此，也可以連接到環(huán)形輻射體的中間點(diǎn)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)阻抗匹配的功能即可。通過匹配電路12來進(jìn)行阻抗匹配，從而能夠提高環(huán)形天線1發(fā)送無(wú)線信號(hào)時(shí)的效率和接收無(wú)線信號(hào)時(shí)的效率。

上述的環(huán)形輻射體11與匹配電路12與現(xiàn)有技術(shù)中相同。圖3是在現(xiàn)有技術(shù)的包括環(huán)形輻射體和匹配電路的環(huán)形天線的等效電路圖。

在圖3中，環(huán)形輻射體11能夠被等效為等效串聯(lián)阻抗114、等效并聯(lián)電阻111、等效并聯(lián)電感112、等效并聯(lián)電容113。其中，在等效串聯(lián)阻抗114中，等效串聯(lián)電阻、等效串聯(lián)電感和等效串聯(lián)電容串聯(lián)連接。

如圖3所示，匹配電路12連接到等效串聯(lián)阻抗114的一端和接地。等效并聯(lián)電阻111、等效并聯(lián)電感112、等效并聯(lián)電容113分別連接到等效串聯(lián)阻抗114的另一端和接地。

圖6是表示現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形天線的工作帶寬和本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)形天線的工作帶寬的頻譜圖。其中，圖6中的實(shí)線表示現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形天線在各個(gè)頻率下的回波損耗S11。例如，在回波損耗小于-6dB的頻率中，環(huán)形天線能夠工作。如此，在圖6中，回波損耗小于-6dB的頻率構(gòu)成環(huán)形天線的工作頻帶。

根據(jù)圖6可知，環(huán)形天線的工作頻帶以諧振頻率為中心配置，具體地在圖6中以串聯(lián)諧振頻率f0、f2、f3和并聯(lián)諧振頻率f1為中心配置有環(huán)形天線的工作頻帶。

其中，在現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形天線中，串聯(lián)諧振頻率(例如圖6中的f0、f2、f3)由等效串聯(lián)阻抗114(具體由等效串聯(lián)電感、等效串聯(lián)電容)決定，并聯(lián)諧振頻率(例如圖6中的f1)由等效并聯(lián)電感112、等效并聯(lián)電容113共同決定。在現(xiàn)有技術(shù)中，通過阻抗匹配來增加環(huán)形天線的工作帶寬時(shí)，以串聯(lián)諧振頻率f0為例，在串聯(lián)諧振頻率f0的周圍的頻率中，通過阻抗匹配使得該頻率下的回波損耗小于-6dB。由此，能夠增加以串聯(lián)諧振頻率f0為中心的工作頻帶的寬度，從而增加環(huán)形天線的工作帶寬。但是，環(huán)形輻射體的等效阻 抗隨著與諧振頻率的差值的增加急劇增大，從而在與諧振頻率的差值大于一定值的頻率中無(wú)法進(jìn)行阻抗匹配，導(dǎo)致回波損耗無(wú)法滿足預(yù)定條件。換句話說，匹配電路12無(wú)法改變諧振頻率，導(dǎo)致了增加環(huán)形天線的工作頻帶的效果有限。

此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，也考慮通過改變環(huán)形輻射體的結(jié)構(gòu)來改變諧振頻率，從而增加環(huán)形天線的工作帶寬。例如，將并聯(lián)諧振頻率f1降低，從而能夠增加環(huán)形天線的工作帶寬(例如，回波損耗低于-6dB的頻率的寬度)。為了降低并聯(lián)諧振頻率f1，例如需要將環(huán)形輻射體的寬度加大、或者使環(huán)形輻射體靠近接地而設(shè)置。但是，在空間受限的電子設(shè)備中難以對(duì)環(huán)形輻射體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行上述改變。

返回到圖2，在本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)形天線1中還包括并聯(lián)諧振電容13。并聯(lián)諧振電容13的一端連接到環(huán)形輻射體11，其另一端接地，該并聯(lián)諧振電容13配置來降低環(huán)形天線1的并聯(lián)諧振頻率。

在本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)形天線1中還包括并聯(lián)諧振電容13時(shí)，其等效電路如圖4所示。在圖4中，等效串聯(lián)阻抗114、等效并聯(lián)電阻111、等效并聯(lián)電感112、等效并聯(lián)電容113、以及匹配電路12與在圖3中相同，因此不進(jìn)行重復(fù)的說明。

在圖4中，并聯(lián)諧振電容13的等效電容115的一端連接到等效串聯(lián)阻抗114的另一端，該等效電容115的另一端連接到接地。即，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，并聯(lián)諧振電容13的等效電容115與環(huán)形輻射體11的等效并聯(lián)電阻111、等效并聯(lián)電感112和等效并聯(lián)電容113并聯(lián)連接。由此，在本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)形天線1中，并聯(lián)諧振頻率由等效并聯(lián)電感、等效并聯(lián)電容和并聯(lián)諧振電容13的等效電容115共同決定，由此在環(huán)形天線1中包括并聯(lián)諧振電容13之后，環(huán)形天線1的并聯(lián)諧振頻率降低。

參考圖6，若并聯(lián)諧振頻率f1降低，則以并聯(lián)諧振頻率f1、串聯(lián)諧振頻率f2的頻帶為中心的、回波損耗小于-6dB的頻帶增多，從而環(huán)形天線1的工作帶寬增加。

圖5是例示本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)形天線1的結(jié)構(gòu)圖。如圖5所示，環(huán)形輻射體11位于PCB板的下方的凈空和USB接口的上方位置。此外，并聯(lián)諧振電容13連接到環(huán)形輻射體11的連接點(diǎn)與環(huán)形輻射體11的另一端(接地點(diǎn))之間的距離表示為D。

其中，隨著并聯(lián)諧振電容13的等效電容115增大，并聯(lián)諧振頻率的降低幅度更大(增加工作帶寬的效果更加明顯)，但是會(huì)導(dǎo)致從饋點(diǎn)看的輸入阻抗增大，由此在并聯(lián)諧振頻率與串聯(lián)諧振頻率之間的頻率中匹配電路12無(wú)法進(jìn)行阻抗匹配。相反，在并聯(lián)諧振電容13的等效電容115過小時(shí)，輸入阻抗的增大不明顯，但是增加工作帶寬的效果也相應(yīng)地減小。因此，需要合理地設(shè)置等效電容115的電容值。

例如，在本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)形天線需要覆蓋1710～2690MHz，因此將并聯(lián)諧振頻率降低至1710MHz附近。因此，設(shè)置并聯(lián)諧振電容13的等效電容115的電容值，使得環(huán)形天線1能夠在工作頻帶(例如1710～2690MHz)進(jìn)行工作(即，在工作頻帶內(nèi)，環(huán)形天線1的回波損耗小于-6dB)。

具體地，并聯(lián)諧振電容13的等效電容115的電容值根據(jù)環(huán)形天線1的工作頻帶來設(shè)定。其中，等效電容115的電容值與并聯(lián)諧振電容13的電容值、以及例如圖5所示的距離D(并聯(lián)諧振電容13連接到環(huán)形輻射體11的連接點(diǎn)與環(huán)形輻射體11的接地點(diǎn)之間的距離)相關(guān)。

因此，并聯(lián)諧振電容13的一端與環(huán)形輻射體的連接位置，與環(huán)形天線的工作頻帶相關(guān)。例如，在將并聯(lián)諧振頻率降低至1710MHz附近的情況下，優(yōu)選為，并聯(lián)諧振電容13連接到環(huán)形輻射體11的連接點(diǎn)與環(huán)形輻射體11的接地點(diǎn)之間的距離被設(shè)定為10mm～20mm。在距離D超過20mm的情況下，并聯(lián)諧振電容13的等效電容115的電容值急劇升高，不利于精確地設(shè)定并聯(lián)諧振頻率。相反，在距離D小于10mm的情況下，為了降低并聯(lián)諧振頻率，并聯(lián)諧振電容13的電容值要足夠大，難以在空間受限的電子設(shè)備內(nèi)設(shè)置并聯(lián)諧振電容。

此外，如上所述，在并聯(lián)諧振頻率的降低幅度過大的情況下，由于等效電容115增大導(dǎo)致從饋點(diǎn)看的輸入阻抗增大，因此導(dǎo)致在并聯(lián)諧振頻率與串聯(lián)諧振頻率之間的頻率中無(wú)法進(jìn)行阻抗匹配。

因此，在本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)形天線1中，避免并聯(lián)諧振頻率的降低幅度過大，從而導(dǎo)致環(huán)形天線1的工作頻帶不連續(xù)(在并聯(lián)諧振頻率與串聯(lián)諧振頻率之間的頻率中，回波損耗不小于-6dB)。

從而，在通過上述的方法確定的距離D之后，設(shè)定并聯(lián)諧振電容13的電容值，使得在環(huán)形天線的并聯(lián)諧振頻率與第一串聯(lián)諧振頻率之間的頻帶中，環(huán)形天線1的回波損耗滿足規(guī)定條件。具體地，設(shè)置并聯(lián)諧振電容13的電容 值(例如1.2pF)，使得在環(huán)形天線1的并聯(lián)諧振頻率(如圖6的f1’)與第一串聯(lián)諧振頻率(如圖6的f2)之間的頻帶中，環(huán)形天線1的回波損耗小于-6dB。其中，參照?qǐng)D6，本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)形天線1的并聯(lián)諧振頻率f1’與串聯(lián)諧振頻率f2(相對(duì)于其他的串聯(lián)諧振頻率)靠近，并且串聯(lián)諧振頻率f2大于并聯(lián)諧振頻率f1’。

例如，參考圖6來說明本發(fā)明的實(shí)施方式中增加環(huán)形天線1的工作帶寬的效果。圖6是表示現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形天線的工作帶寬和本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)形天線的工作帶寬的頻譜圖。如上所述，圖6中的實(shí)線表示現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形天線在各個(gè)頻率下的回波損耗S11。如圖6所示，環(huán)形天線的工作頻帶以諧振頻率為中心配置，具體地在圖6中以串聯(lián)諧振頻率f0、f2、f3和并聯(lián)諧振頻率f1(2.05GHz)為中心配置有環(huán)形天線的工作頻帶。

相應(yīng)地，圖6中的虛線表示本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)形天線1在各個(gè)頻率下的回波損耗S11。如圖6所示，通過降低并聯(lián)諧振頻率，并聯(lián)諧振頻率從f1降低到f1’(1.75GHz)，環(huán)形天線1的工作頻帶以串聯(lián)諧振頻率f0、f2、f3和并聯(lián)諧振頻率f1’為中心配置。此外，如圖6所示，在并聯(lián)諧振頻率f1’與f2之間的頻帶中，回波損耗也小于-6dB，因此能夠在連續(xù)的1710～2690MHz中進(jìn)行工作。

此外，優(yōu)選為，本發(fā)明的實(shí)施方式的并聯(lián)諧振電容13由可變電容器構(gòu)成。由此，能夠更加靈活地調(diào)節(jié)環(huán)形天線1的并聯(lián)諧振頻率，進(jìn)而可以通過適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行阻抗匹配，使得在工作頻帶中的回波損耗更加低。

此外，如上所述，在并聯(lián)諧振頻率的降低幅度過大的情況下，由于等效電容115增大導(dǎo)致從饋點(diǎn)看的輸入阻抗增大，因此導(dǎo)致在并聯(lián)諧振頻率與串聯(lián)諧振頻率之間的頻率中無(wú)法進(jìn)行阻抗匹配。因此，在本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)形天線1中，避免并聯(lián)諧振頻率的降低幅度過大，從而導(dǎo)致環(huán)形天線1的工作頻帶不連續(xù)。

從而，構(gòu)成并聯(lián)諧振電容13的可變電容器的最大電容值被取值成，在可變電容器被設(shè)為最大電容值時(shí)，在環(huán)形天線的并聯(lián)諧振頻率與第一串聯(lián)諧振頻率之間的頻帶中，環(huán)形天線1的回波損耗滿足規(guī)定條件。具體地，可變電容器被設(shè)為最大電容值(例如1.2pF)時(shí)，使得在環(huán)形天線1的并聯(lián)諧振頻率(例如f1”)與第一串聯(lián)諧振頻率(如圖6的f2)之間的頻帶中，環(huán)形天線1的回波損耗小于-6dB。此外，為了保證降低并聯(lián)諧振頻率從而增加工作帶 寬的效果，例如可以設(shè)定可變電容器的最小電容值(0.3pF)。同樣，本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)形天線1的并聯(lián)諧振頻率f1”與串聯(lián)諧振頻率f2(相對(duì)于其他的串聯(lián)諧振頻率)靠近，并且串聯(lián)諧振頻率f2大于并聯(lián)諧振頻率f1”。

此外，在由可變電容器構(gòu)成并聯(lián)諧振電容時(shí)，優(yōu)選為，電子設(shè)備還包括控制部件。該控制部件根據(jù)所述無(wú)線信號(hào)的頻率，控制所述可變電容器的電容值。由此，能夠根據(jù)無(wú)線信號(hào)的頻率，自動(dòng)地調(diào)整可變電容器的電容值，從而提高環(huán)形天線1的效率(例如，進(jìn)一步降低回波損耗)。

此外，在上述說明中，環(huán)形天線1的工作頻帶、并聯(lián)諧振電容的電容值、距離D和諧振頻率的各種數(shù)值僅僅是例示，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，可以根據(jù)需要適當(dāng)?shù)卦O(shè)定和變更上述數(shù)值，上述數(shù)值的取值范圍不受限定。

在上面詳細(xì)描述了本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行各種修改，組合或子組合，并且這樣的修改應(yīng)落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。