本實(shí)用新型涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多頻帶天線、多頻帶天線裝置及鐘表。

背景技術(shù)：

隨著無線通信行業(yè)的發(fā)展，民用射頻無線電的頻段在逐漸增加，且人們生活環(huán)境中常用頻段的能量密度也在不斷增加。很大一部分的無線電能量被浪費(fèi)。為克服帶寬及吸收能量的問題，傳統(tǒng)的方法為通過設(shè)計(jì)接觸面積大的天線以及利用多根天線實(shí)現(xiàn)超寬帶能量回收。通過利用面積較大的天線來接收能量給低功耗的器件充電，會(huì)使得器件占用空間過大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡單且占用面積較小的能量轉(zhuǎn)換率較高的多頻帶天線、多頻帶天線裝置及鐘表。

一種多頻帶天線，包括：介質(zhì)板，所述介質(zhì)板包括第一面和第二面；所述第一面與所述第二面相對(duì)設(shè)置；固定輻射臂，固定在所述介質(zhì)板的第一面上；第一饋電部，固定在所述介質(zhì)板的第一面上；所述第一饋電部的一端與所述固定輻射臂連接，所述第一饋電部的另一端用于與饋電接頭連接；第二饋電部，固定在所述介質(zhì)板的第二面上；所述第二饋電部一端用于與所述饋電接頭連接；以及旋轉(zhuǎn)輻射臂，位于所述介質(zhì)板的第二面上；所述旋轉(zhuǎn)輻射臂的一端與所述第二饋電部的另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述旋轉(zhuǎn)輻射臂的另一端懸空。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述固定輻射臂和所述旋轉(zhuǎn)輻射臂的長度相同，所述固定輻射臂和所述旋轉(zhuǎn)輻射臂組成偶極子天線或者V型振子天線。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一饋電部和所述第二饋電部均為微帶線；所述第一饋電部和所述第二饋電部組成差分微帶線對(duì)作為饋電結(jié)構(gòu)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二饋電部和所述旋轉(zhuǎn)輻射臂之間采用電磁場耦合進(jìn)行饋電。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括轉(zhuǎn)軸；所述第二饋電部上與所述旋轉(zhuǎn)輻射臂連接的一端開設(shè)有圓形通孔；所述旋轉(zhuǎn)輻射臂的對(duì)應(yīng)位置處同樣開設(shè)有圓形通孔；所述轉(zhuǎn)軸分別穿過所述第二饋電部和所述旋轉(zhuǎn)輻射臂上的圓形通孔以實(shí)現(xiàn)所述旋轉(zhuǎn)輻射臂和所述第二饋電部的可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)輻射臂和所述轉(zhuǎn)軸均由金屬制成。

一種多頻帶天線裝置，包括：如前述任一實(shí)施例所述的多頻帶天線；檢測器，用于檢測所述多頻帶天線中的旋轉(zhuǎn)輻射臂在不同位置接收到的能量；以及驅(qū)動(dòng)裝置，用于將所述旋轉(zhuǎn)輻射臂驅(qū)動(dòng)至接收能量最大位置處。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括步進(jìn)電機(jī)。

一種鐘表，包括本體和饋電接頭，還包括如前述任一實(shí)施例所述的多頻帶天線；所述多頻帶天線的旋轉(zhuǎn)輻射臂用于替代所述本體上的其中一根指針；所述旋轉(zhuǎn)輻射臂通過所述本體上的機(jī)芯轉(zhuǎn)軸與所述第二饋電部連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述本體上還設(shè)置有整流電路，所述整流電路用于對(duì)所述多頻帶天線回收的射頻無線能量進(jìn)行整流后向所述本體上的機(jī)芯結(jié)構(gòu)供電。

上述多頻帶天線，旋轉(zhuǎn)輻射臂相對(duì)于第二饋電部為可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，從而使得旋轉(zhuǎn)輻射臂和固定輻射臂之間的夾角隨著旋轉(zhuǎn)輻射臂的轉(zhuǎn)動(dòng)而改變，進(jìn)而激發(fā)多頻帶天線進(jìn)入不同的工作模式，產(chǎn)生新的工作頻段，從而使得天線能夠工作在多個(gè)工作頻段，以對(duì)不同頻段的射頻無線能量進(jìn)行回收，提高了能量轉(zhuǎn)換率。上述多頻帶天線通過介質(zhì)板、固定輻射臂、第一饋電部、第二饋電部以及旋轉(zhuǎn)輻射臂的相互作用就可以實(shí)現(xiàn)上述功能，結(jié)構(gòu)簡單且占用面積較小。

附圖說明

圖1為一實(shí)施例中的多頻帶天線的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中的多頻帶天線的正面結(jié)構(gòu)示意圖(移除了旋轉(zhuǎn)輻射臂)；

圖3為圖1中的多頻帶天線的背面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1中的多頻帶天線的俯視圖；

圖5為圖1中的多頻帶天線的側(cè)視圖；

圖6為一實(shí)施例中的多頻帶天線裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

圖1為一實(shí)施例中的多頻帶天線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中的多頻帶天線的正面結(jié)構(gòu)示意圖(移除了旋轉(zhuǎn)輻射臂)；圖3為圖1中的多頻帶天線的背面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1中的多頻帶天線的俯視圖；圖5為圖1中的多頻帶天線的側(cè)視圖。下面結(jié)合圖1～圖5對(duì)本實(shí)施例中的多頻帶天線做詳細(xì)說明。該多頻帶天線包括介質(zhì)板110、固定輻射臂120、第一饋電部130、第二饋電部140以及旋轉(zhuǎn)輻射臂150。

介質(zhì)板110為方形介質(zhì)板。介質(zhì)板110包括第一面112和第二面114。第一面112和第二面114相對(duì)設(shè)置。

固定輻射臂120固定在介質(zhì)板110的第一面112上。具體地，固定輻射臂120為長條狀，且沿介質(zhì)板110的長度方向平行設(shè)置。

第一饋電部130同樣固定在介質(zhì)板110的第一面112上。第一饋電部130的一端與固定輻射臂120連接，另一端則用于與饋電接頭連接。第一饋電部130和固定輻射臂120形成第一天線部分。第二饋電部140一端用于與饋電接頭連接，另一端則用于與旋轉(zhuǎn)輻射臂150的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。在本實(shí)施例中，第二饋電部140與旋轉(zhuǎn)輻射臂150之間為轉(zhuǎn)動(dòng)連接。即，第二饋電部140上與旋轉(zhuǎn)輻射臂150連接的一端開設(shè)有圓形通孔。旋轉(zhuǎn)輻射臂150對(duì)應(yīng)位置處同樣設(shè)置有圓形通孔。圓形通孔的尺寸與轉(zhuǎn)軸160的尺寸匹配。轉(zhuǎn)軸160分別穿過旋轉(zhuǎn)輻射臂150和第二饋電部140上的圓形通孔，從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)輻射臂150和第二饋電部140之間的轉(zhuǎn)動(dòng)連接。轉(zhuǎn)軸160通過導(dǎo)電金屬材料制備而成，從而可以使得第二饋電部140和旋轉(zhuǎn)輻射臂150通過電磁場耦合來進(jìn)行饋電，進(jìn)而不會(huì)影響旋轉(zhuǎn)輻射臂150作為天線來接收空間中的無線能量。也即，旋轉(zhuǎn)輻射臂150能夠通過轉(zhuǎn)軸160自由轉(zhuǎn)動(dòng)，其吸收的高頻能量可以通過電磁耦合在轉(zhuǎn)軸160和第二饋電部140之間自由流通。轉(zhuǎn)軸160固定在介質(zhì)板110上。因此，第一饋電部130和第二饋電部140上遠(yuǎn)離饋電接頭的一端錯(cuò)位設(shè)置，二者形成一定夾角。在本實(shí)施例中，第一饋電部130和第二饋電部140均為微帶線。第一饋電部130和第二饋電部140組成差分微帶線對(duì)作為饋電結(jié)構(gòu)。通過該饋電結(jié)構(gòu)能很好地轉(zhuǎn)換到標(biāo)準(zhǔn)輸出阻抗，從而與天線輸出端口和標(biāo)準(zhǔn)的50歐姆阻抗相匹配。同時(shí)，采用差分微帶線對(duì)作為饋電結(jié)構(gòu)，避免了傳統(tǒng)的較大的接地面積影響天線的兩個(gè)輻射臂之間的耦合的問題發(fā)生。

旋轉(zhuǎn)輻射臂150的另一端懸空。旋轉(zhuǎn)輻射臂150與第二饋電部140形成第二天線部分。在本實(shí)施例中，固定輻射臂120、旋轉(zhuǎn)輻射臂150均由導(dǎo)電金屬，如銅等材料等制備而成。旋轉(zhuǎn)輻射臂150可以繞轉(zhuǎn)軸160自由轉(zhuǎn)動(dòng)，從而與固定輻射臂120之間形成不同的夾角，進(jìn)而激發(fā)多頻帶天線進(jìn)入不同的工作模式，產(chǎn)生新的工作頻段，從而使得天線能夠工作在多個(gè)工作頻段，以對(duì)不同頻段的射頻無線能量進(jìn)行回收，有利于提高能量轉(zhuǎn)換率。在本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)輻射臂150和固定輻射臂120的臂長相同，組成偶極子天線結(jié)構(gòu)或者V型振子天線。旋轉(zhuǎn)輻射臂150和固定輻射臂120的臂長可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定。

上述多頻帶天線，旋轉(zhuǎn)輻射臂150相對(duì)于第二饋電部140為可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，從而使得旋轉(zhuǎn)輻射臂150和固定輻射臂120之間的夾角隨著旋轉(zhuǎn)輻射臂150的轉(zhuǎn)動(dòng)而改變，進(jìn)而激發(fā)多頻帶天線進(jìn)入不同的工作模式，產(chǎn)生新的工作頻段，從而使得天線能夠工作在多個(gè)工作頻段，具有頻率可重構(gòu)天線的特性，以對(duì)不同頻段的射頻無線能量進(jìn)行回收，提高了能量轉(zhuǎn)換率。上述多頻帶天線通過介質(zhì)板110、固定輻射臂120、第一饋電部130、第二饋電部140以及旋轉(zhuǎn)輻射臂150的相互作用就可以實(shí)現(xiàn)上述功能，結(jié)構(gòu)簡單且占用面積較小。

圖6為一實(shí)施例中的多頻帶天線裝置的結(jié)構(gòu)框圖。該多頻帶天線裝置包括前述實(shí)施例中的多頻帶天線100，還包括檢測器200以及驅(qū)動(dòng)裝置300。檢測器200用于檢測多頻帶天線100中的旋轉(zhuǎn)輻射臂轉(zhuǎn)動(dòng)到不同位置時(shí)接收到的能量。驅(qū)動(dòng)裝置300則用于將旋轉(zhuǎn)輻射臂驅(qū)動(dòng)至接收能量最大位置處，以實(shí)現(xiàn)天線接收能量最大化，提高能量轉(zhuǎn)換效率。驅(qū)動(dòng)裝置300可以為步進(jìn)電機(jī)。

本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種鐘表。該鐘表包括本體和饋電接頭，還包括如前述實(shí)施例所述的多頻帶天線。在本實(shí)施例中，多頻帶天線中的旋轉(zhuǎn)輻射臂用于替代鐘表本體上的一根指針，可以為分針、秒針或者時(shí)針。并且，旋轉(zhuǎn)輻射臂通過本體上的機(jī)芯轉(zhuǎn)軸與第二饋電部可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)輻射臂的臂長跟鐘表尺寸相適應(yīng)。通過將旋轉(zhuǎn)輻射臂替換鐘表的其中一根指針，不會(huì)增加鐘表體積，且能夠利用鐘表機(jī)芯轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)輻射臂的轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)天線的可重構(gòu)性，拓寬了天線的可吸收頻帶的寬度，實(shí)現(xiàn)頻帶無線能量的回收。在本實(shí)施例中，鐘表本體上還設(shè)置有整流電路。整流電路用于對(duì)多頻帶天線回收的射頻無線能量進(jìn)行整流后向本體上的機(jī)芯結(jié)構(gòu)供電，從而減少電池的使用量，延長電池使用壽命。通過將天線與鐘表上的指針融為一體，既不會(huì)影響轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)還可以作為天線，接收空間的能量和信號(hào)，有利于實(shí)現(xiàn)鐘表的小型化以及節(jié)能化。上述鐘表可以為懸掛式鐘表，也可以為佩戴式手表等。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。