天线及电子设备制造技术

本申请提供一种天线及包括该天线的电子设备，该天线及包括该天线的电子设备利用液体基于重力的流动性，使得天线在不同姿态下转换时，能够谐振产生天线信号的电介质流体能够在自身重力的作用下流动，从而保障天线在不同摆放姿态下，天线的方向图的指向方向基本不变，从而保证天线在不同的工作姿态下均具有较好的通信性能。的通信性能。的通信性能。

【技术实现步骤摘要】
天线及电子设备
[0001]本申请要求于2020年12月31日提交中国专利局，申请号为202011645205.7、申请名称为“天线及通信设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。


[0002]本申请涉及天线
，尤其涉及一种天线及电子设备。

技术介绍

[0003]天线往往需要有特定覆盖范围需求，例如天线的辐射方向需要指向通信目标，以使天线表现出良好的性能。但是由于天线随电子设备的摆放姿态会产生变化，难以保障天线的方向图能够时刻指向所需要的角度，从而导致天线的性能受到损失。例如，对于插头式路由器中的天线，其方向图一般要实现水平面的覆盖，从而使得路由器能够更好的保持与其他设备之间的通信。但是，插头式路由器可以以竖直姿态插在墙面插座，也可以以水平姿态插在插线板上，因此，在路由器的不同姿态下，路由器中的天线的信号覆盖方向也会相应的变化。现有技术中，一般通过在不同的摆放姿态下人为的改变天线的延伸方向，从而保证天线在不同的摆放姿态下的方向图不变。例如，现有的一些插头式路由器一般包括有设置于设备外壳外的鞭状天线，当插头式路由器以不同的姿态插在插座上时，通过人为的调整设备外壳外的鞭状天线，从而始终保持鞭状天线的延伸方向处于竖直姿态，以保证天线的方向图能够满足水平面的覆盖，避免天线的水平方向图存在明显的零点。但是，人为的调整天线的延伸方向较为不便，且容易因为误碰而影响天线的性能。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种天线及包括该天线的电子设备，该天线能够在不同的摆放姿态下自动进行调整，保证天线的方向图基本不变。
[0005]第一方面，本申请提供一种天线，该天线包括第一容器、第二容器、第一馈电件及第二馈电件，所述第一容器包括有第一腔室，所述第二容器包括有第二腔室；所述第一腔室和/或所述第二腔室内填充有电介质流体。所述第一馈电件及所述第二馈电件用于激励所述一腔室和/或所述第二腔室内填充的所述电介质流体谐振产生射频信号。所述天线具有第一姿态下及第二姿态下，所述天线从所述第一姿态切换到所述第二姿态，或从所述第二姿态切换到所述第一姿态时，所述电介质流体在自身重力作用下流动。其中，所述天线处于所述第一姿态时，所述第一馈电件用于为所述第一腔室内的电介质流体馈电，以激励所述第一腔室内的电介质流体谐振产生射频信号；所述天线处于所述第二姿态时，所述第二馈电件用于为所述第二腔室内的电介质流体馈电，以激励所述第二腔室内的电介质流体谐振产生射频信号。
[0006]本申请中，电介质流体是作为天线的谐振单元(即振子，是天线的辐射单元或接收单元)的一部分，天线在进行姿态变换时，电介质流体能够在自身的重力作用下流动，从而
实现随天线的姿态变换改变电介质流体的形状、电介质流体与第一馈电件及第二馈电件之间的相对位置、第一馈电件及第二馈电件的结构等特性。由于电介质流体的形状、电介质流体与第一馈电件及第二馈电件之间的相对位置、第一馈电件及第二馈电件的结构等特性会改变天线的波束方向，因而，本申请中，根据天线的不同姿态的变化，电介质流体能够在自身的重力作用下流动时，从而能够保证天线在不同姿态下的方向图的指向角度基本不变，保证天线在不同的姿态下均具有较好的性能。
[0007]本申请一些实施方式中，所述天线处于所述第一姿态时，所述电介质流体谐振产生的射频信号的方向图为第一方向图；所述天线处于第二姿态时，所述电介质流体谐振产生的射频信号的方向图为第二方向图；所述第一方向图与所述第二方向图的指向角度相同。
[0008]本申请中的电介质流体在自身重力作用下流动即能够实现天线在不同姿态下的方向图指向方向基本不变，相较于一般的采用复杂的天线阵列和电子相移电路以实现天线波束的自动转向或者采用水泵调节液体结构以实现天线波束的自动转向，从而保证天线在任何摆放姿态下均能够保证方向图指向特定方向的方案来说，本申请的天线的结构更加简单、重量更轻、体积更小、耗能更低等特点。
[0009]所述第一腔室与所述第二腔室的形状、容积大小均相同，所述第一馈电件与所述第二馈电件的结构相同，且所述第一馈电件与所述第一腔室的相对位置和所述第二馈电件与所述第二腔室的相对位置相同。需要说明的是，本申请，第一腔室与第二腔室的形状相同是指第一腔室在变换方位和/或角度后能够与第二腔室的形状相同。具体的，本申请一些实施方式中，天线处于第一姿态时的第一腔室的形状与天线处于第二姿态时的第二腔室的形状相同。所述第一馈电件与所述第一腔室的相对位置和所述第二馈电件与所述第二腔室的相对位置相同是指，第一腔室在变换方位和/或角度后的第一馈电件与所述第一腔室的相对位置能够与第二馈电件与所述第二腔室的相对位置相同。具体的，本申请一些实施方式中，天线处于第一姿态时的第一馈电件与所述第一腔室的相对位置与天线处于第二姿态时的第二馈电件与所述第二腔室的相对位置相同。一些实施方式中，所述第一腔室与所述第二腔室之间连通，所述天线在所述第一姿态与所述第二姿态之间变换时，所述电介质流体在自身重力作用下在所述第一腔室与所述第二腔室间流动。所述天线处于所述第一姿态时，所述电介质流体在自身重力作用下流动至所述第一腔室，所述第一馈电件为所述第一腔室内的所述电介质流体馈电，所述第二馈电件为所述电介质流体的馈电断开。所述天线处于所述第二姿态时，所述电介质流体在自身重力作用下流动至所述第二腔室，所述第二馈电件为所述第二腔室内的所述电介质流体馈电，所述第一馈电件为所述电介质流体的馈电断开。
[0010]需要说明的是，本申请中所说的第一馈电件/第二馈电件为电介质流体馈电是指第一馈电件/第二馈电件与电介质流体之间产生强耦合，第一馈电件/第二馈电件能够激励电介质流体振而产生射频信号。本申请中所说的第一馈电件/第二馈电件为所述电介质流体的馈电断开是指第一馈电件/第二馈电件与电介质流体之间没有耦合或者有弱耦合，第一馈电件/第二馈电件不能够激励电介质流体谐振而产生射频信号。
[0011]本实施方式中，电介质流体随天线的姿态变换在第一腔室与第二腔室之间流动，使得天线在第一姿态时第一馈电件与电介质流体之间的距离在阈值范围内，通过第一馈电
件为电介质流体馈电；当天线变换至第二姿态时，电介质流体流动至与第二馈电件之间的距离在阈值范围内，此时通过第二馈电件为电介质流体馈电。本实施方式中，随着天线姿态的变化，电介质流体流动，从而改变电介质流体与第一馈电件及第二馈电件之间的关系，从而保证在不同的天线姿态下天线的方向图的指向方向基本不变。
[0012]一些实施方式中，所述第一腔室与所述第二腔室的形状、容积大小均相同，所述电介质流体的体积与所述第一腔室或所述第二腔室的容积大小相同，从而保证天线在第一姿态下时，电介质流体刚好充满第一腔室，天线在第二姿态时，电介质流体能够刚好充满第二腔室。由于第一腔室及第二腔室的形状、容积相同，从而能够保证天线在第一姿态下及第二姿态下，电介质流体的形状、体积基本相同，从而保证天线在第一姿态下及第二姿态下，天线的方向图能够基本相同。并且，由于第一腔室及第二腔室的形状、容积大小等相同，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线，其特征在于，所述天线包括第一容器、第二容器、第一馈电件及第二馈电件，所述第一容器包括有第一腔室，所述第二容器包括有第二腔室，所述第一腔室和/或所述第二腔室内填充有电介质流体；所述第一馈电件及所述第二馈电件用于激励所述第一腔室和/或所述第二腔室内填充的所述电介质流体谐振产生射频信号；所述天线具有第一姿态及第二姿态，在所述天线从所述第一姿态切换到所述第二姿态，或从所述第二姿态切换到所述第一姿态时，所述电介质流体在自身重力作用下流动；其中，所述天线处于所述第一姿态时，所述第一馈电件用于为所述第一腔室内的电介质流体馈电，以激励所述第一腔室内的电介质流体谐振产生射频信号；所述天线处于所述第二姿态时，所述第二馈电件用于为所述第二腔室内的电介质流体馈电，以激励所述第二腔室内的电介质流体谐振产生射频信号。2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线处于所述第一姿态时，所述电介质流体谐振产生的射频信号的方向图为第一方向图；所述天线处于第二姿态时，所述电介质流体谐振产生的射频信号的方向图为第二方向图；所述第一方向图与所述第二方向图的指向角度相同。3.如权利要求1或2所述的天线，其特征在于，所述第一腔室与所述第二腔室的形状、容积大小均相同，所述第一馈电件与所述第二馈电件的结构相同，且所述第一馈电件与所述第一腔室的相对位置和所述第二馈电件与所述第二腔室的相对位置相同。4.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一腔室与所述第二腔室之间连通，所述天线在所述第一姿态与所述第二姿态之间变换时，所述电介质流体在自身重力作用下在所述第一腔室与所述第二腔室间流动；所述天线处于所述第一姿态时，所述电介质流体在自身重力作用下流动至所述第一腔室，所述第一馈电件为所述第一腔室内的所述电介质流体馈电，所述第二馈电件为所述电介质流体的馈电断开；所述天线处于所述第二姿态时，所述电介质流体在自身重力作用下流动至所述第二腔室，所述第二馈电件为所述第二腔室内的所述电介质流体馈电，所述第一馈电件为所述电介质流体的馈电断开。5.如权利要求4所述的天线，其特征在于，所述第一腔室与所述第二腔室的形状、容积大小均相同，所述电介质流体的体积与所述第一腔室或所述第二腔室的容积大小相同。6.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一腔室与所述第二腔室相互独立，所述第一腔室内及所述第二腔室内均部分填充有所述电介质流体，所述天线在所述第一姿态与所述第二姿态之间变换时，所述第一腔室内的所述电介质流体在自身重力作用下在所述第一腔室内流动，所述第二腔室内的所述电介质流体在自身重力作用下在所述第二腔室内流动；所述天线处于所述第一姿态时，所述第一馈电件与所述第一腔室内的电介质流体的距离在阈值范围内，所述第一馈电件为所述第一腔室内的电介质流体馈电，所述第二馈电件与所述第二腔室内的电介质流体的距离超过阈值范围，所述第二馈电件与所述第二腔室内的电介质流体的馈电断开；所述天线处于所述第二姿态时，所述第二馈电件与所述第二腔室内的电介质流体的距
离在阈值范围内，所述第二馈电件为所述第二腔室内的电介质流体馈电，所述第一馈电件与所述第一腔室内的电介质流体的距离超过阈值范围，所述第一馈电件与所述第一腔室内的电介质流体的馈电断开。7.如权利要求6所述的天线，其特征在于，所述第一腔室与所述第二腔室的形状、容积大小均相同；所述电介质流体的体积小于或等于所述第一腔室或所述第二腔室的容积的一半。8.如权利要求1
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7任一项所述的天线，其特征在于，所述第一腔室及所述第二腔室均为圆柱状，所述第一馈电件及所述第二馈电件均为柱状；所述第一腔室的中心轴与所述第二腔室的中心轴成夹角；所述第一馈电件沿所述第一腔室的中心轴伸入所述第一腔室内；所述第二馈电件沿所述第二腔室的中心轴伸入所述第二腔室内。9.如权利要求1
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8任一项所述的天线，其特征在于，所述天线产生的模式为TM01模，所述天线满足如下公式：其中，ε
r
为所述电介质流体的相对介电常数，f
TM01
为所述天线的工作频率，D为所述第一腔室或所述第二腔室的直径，H为所述第一腔室或所述第二腔室的高度，c为光速，π为圆周率。10.如权利要求1
‑
8任一项所述的天线，其特征在于，所述天线产生的模式为TE01模，所述天线满足如下公式：其中，ε
r
为所述电介质流体的相对介电常数，f
TE01
为所述天线的工作频率，D为所述第一腔室或所述第二腔室的直径，H为所述第一腔室或所述第二腔室的高度，c为光速，π为圆周率。11.如权利要求1
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7任一项所述的天线，其特征在于，所述第一馈电件及所述第二馈电件均包括第一馈电部及第二馈电部，所述第一馈电部与所述第二馈电部间隔设置；所述第一馈电件的所述第一馈电部及所述第二馈电部对应于所述第一腔室的不同位置，所述第二馈电件的所述第一馈电部及所述第二馈电部对应于所述第二腔室的不同位置。12.如权利要求11所述的天线，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖奔，黄漪，马宁，申云鹏，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：