CN104577307B - 一种天线、天线控制方法及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线、天线控制方法及移动终端，所述天线包括：基板、控制装置和驱动装置，所述基板中设置有M*N个微细胞单元，每个微细胞单元均与相邻的微细胞单元连通，在多个微细胞单元中设置有液态金属，所述驱动装置分别与所述控制器和基板连接，其中：所述控制装置根据预先存储的控制矩阵生成控制信号，向所述驱动装置发送控制信号，所述控制矩阵的元素与基板上的微细胞单元一一对应，控制对应的微细胞单元中是否保留液态金属；所述驱动装置根据所述控制装置发送的控制信号驱动微细胞单元中的液态金属在微细胞单元中流动，液态金属构成的金属体作为终端应用模块的天线。本发明提高了天线的辐射性能，从而提高了用户体验满意度。

Description

一种天线、天线控制方法及移动终端

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线、天线控制方法及移动终端。

背景技术

近年来随着无线通信技术的发展，一方面，移动电话设备被赋予了越来越多的功能，从最初始的支持电话、短信功能到后来的支持蓝牙、GPS（全球定位系统）导航、无线局域网、移动电视、近场通信（NFC）等终端应用模块，越来越多的功能被集成在移动电话设备上。另一方面，从用户使用体验的角度来说，人们希望移动电话设备能够尽量做到小巧、轻薄、便于携带。这两者都使得移动电话设备的设计难度越来越大，当然随着各种芯片制造工艺的提升，芯片的封装可以越来越小，使在同样大小的一块PCB板上实现越来越多的功能成为可能，但作为实现这些终端应用模块的空中出入口——天线，其要求的空间是不能被减少的。

当前的智能手机普遍支持多频段移动网络、蓝牙、GPS、WIFI等功能，就需要有多频主天线、蓝牙天线、GPS天线、WIFI天线等天线来共同完成这些功能，要将这些天线同时在手机上设计实现，对设计提出了极大的挑战。为了达到优秀的辐射性能，天线一般会被放置在移动电话设备的边缘或角落上，并且需要占用一定的PCB空间，通常来说，天线占用的空间越大，辐射性能越好。但由于移动电话设备上各种天线数量太多，分配给每个天线的空间都是有限的，导致天线性能无法达到最优，影响到用户体验。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种天线、天线控制方法及移动终端，能够根据用户使用的终端应用模块或用户的选择控制天线空间的分配，提高天线的辐射性能。

为解决上述技术问题，本发明的一种天线，包括：基板、控制装置和驱动装置，所述基板中设置有M*N个微细胞单元，每个微细胞单元均与相邻的微细胞单元连通，在多个微细胞单元中设置有液态金属，所述驱动装置分别与所述控制器和基板连接，其中：

所述控制装置根据预先存储的控制矩阵生成控制信号，向所述驱动装置发送控制信号，所述控制矩阵的元素与基板上的微细胞单元一一对应，控制对应的微细胞单元中是否保留液态金属；

所述驱动装置根据所述控制装置发送的控制信号驱动微细胞单元中的液态金属在微细胞单元中流动，液态金属构成的金属体作为终端应用模块的天线。

进一步地，所述控制装置预先存储的控制矩阵包括多个终端应用模块同时工作时同时占用基板的控制矩阵和每个终端应用模块单独工作时独自占用基板的控制矩阵。

进一步地，所述驱动装置包含微型机械泵和压电制动器，其中：

所述微型机械泵根据所述控制信号驱动液态金属的流动；

所述压电制动器根据所述控制信号将液态金属保留在相应的微细胞单元中。

进一步地，所述多个终端应用模块同时工作时同时占用基板的控制矩阵是针对移动终端的结构，在移动终端上分别为每个终端应用模块选取天线空间，并且在各自的天线空间中设计天线形状，优化天线形状达到最佳，按照每个终端应用模块的天线形状，计算将每个终端应用模块的天线均布置在基板上时得到的控制矩阵，其中，每个天线之间相隔至少一行不填充液态金属的微细胞单元；

所述每个终端应用模块单独工作时独自占用基板的控制矩阵是针对移动终端的结构，将移动终端所有的天线空间都分配给一个终端应用模块，设计并该终端应用模块的天线形状，按照该终端应用模块的天线形状，计算仅将该终端应用模块的天线布置在基板上时得到的控制矩阵。

进一步地，所述基板采用聚二甲基硅氧烷基板；所述液态金属采用镓铟合金。

进一步地，一种天线控制方法，包括：

移动终端接收用户进行的工作在普通天线模式还是增强天线模式的选择；

所述移动终端在用户选择工作在普通天线模式时，根据多个终端应用模块同时工作时同时占用基板的控制矩阵控制基板中的微细胞单元中的液态金属的流动，控制液态金属在基板中形成移动终端支持的各个终端应用模块天线；

所述移动终端在用户选择工作在增强模式下时，确定用户当前使用的终端应用模块，选择用户当前使用的终端应用模块对应的该终端应用模块单独工作时独自占用基板的控制矩阵，控制液态金属在基板中形成用户当前使用的终端应用模块的天线。

进一步地，一种移动终端，包括天线，所述天线包括：基板、控制装置和驱动装置，所述基板中设置有M*N个微细胞单元，每个微细胞单元均与相邻的微细胞单元连通，在多个微细胞单元中设置有液态金属，所述驱动装置分别与所述控制器和基板连接，其中：

所述控制装置根据预先存储的控制矩阵生成控制信号，向所述驱动装置发送控制信号，所述控制矩阵的元素与基板上的微细胞单元一一对应，控制对应的微细胞单元中是否保留液态金属；

所述驱动装置根据所述控制装置发送的控制信号驱动微细胞单元中的液态金属在微细胞单元中流动，液态金属构成的金属体作为终端应用模块的天线。

进一步地，所述控制装置预先存储的控制矩阵包括多个终端应用模块同时工作时同时占用基板的控制矩阵和每个终端应用模块单独工作时独自占用基板的控制矩阵。

进一步地，所述驱动装置包含微型机械泵和压电制动器，其中：

所述微型机械泵根据所述控制信号驱动液态金属的流动；

所述压电制动器根据所述控制信号将液态金属保留在相应的微细胞单元中。

进一步地，所述多个终端应用模块同时工作时同时占用基板的控制矩阵是针对移动终端的结构，在移动终端上分别为每个终端应用模块选取天线空间，并且在各自的天线空间中设计天线形状，优化天线形状达到最佳，按照每个终端应用模块的天线形状，计算将每个终端应用模块的天线均布置在基板上时得到的控制矩阵，其中，每个天线之间相隔至少一行不填充液态金属的微细胞单元；

所述每个终端应用模块单独工作时独自占用基板的控制矩阵是针对移动终端的结构，将移动终端所有的天线空间都分配给一个终端应用模块，设计并该终端应用模块的天线形状，按照该终端应用模块的天线形状，计算仅将该终端应用模块的天线布置在基板上时得到的控制矩阵。

综上所述，本发明的有益效果包括：

（1）液态金属天线以及其附着的柔性材料基板可以与移动电话设备的结构件壳体实现共形，充分利用移动电话设备中狭小的空间；

（2）本方案发明的液态金属天线可以根据用户的选择在使用某一无线功能时，将移动电话设备的所有天线空间分配给该功能天线，提高了天线的辐射性能，从而提高了用户体验满意度。

附图说明

图1为本申请的天线包含的基板与微细胞单元的示意图；

图2为本申请的天线的示意图；

图3为本申请的存储控制矩阵的流程图；

图4为本申请的天线控制方法的流程图。

具体实施方式

移动终端所支持的终端应用模块中，通话功能作为最基本的功能最经常被使用，只要开启移动终端就需要接入到移动网络中，而其他如蓝牙、GPS、WIFI、移动电视等终端应用模块，都需要开启相应软件应用以后硬件应用模块才会开始工作，相应天线才会被使用，因此这些天线不会同时被使用。基于此，本申请提出一种合理利用天线空间的方法，利用液态金属的可流动性按需分配天线空间，当用户只使用移动终端的某种终端应用模块时，将移动终端上所有的天线空间都分配给该终端应用模块的天线，液态金属可以流动到相应的空间，尽可能提高当前使用的终端应用模块的天线性能，提高用户体验满意度。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1和图2所示，本申请的天线包括：基板、控制装置和驱动装置，驱动装置分别与控制器和基板连接。

基板内部蚀刻出M*N个微细胞单元，每个微细胞单元与相邻的微细胞单元之间通过微流体通道相互连通，在基板上形成M行N列的微流体通道。多个微细胞单元中设置有液态金属，液态金属可以在微流体通道中流动，也可以按照控制装置的控制流动，控制装置控制液态金属的流动填充相应的微细胞单元形成相应形状，作为天线。

控制装置根据预先存储的控制矩阵生成控制信号，向驱动装置发送控制信号，控制矩阵的元素与基板上的微细胞单元一一对应，控制对应的微细胞单元中是否保留液态金属；

驱动装置根据控制装置发送的控制信号驱动微细胞单元中的液态金属在微细胞单元中流动，液态金属构成的金属体作为终端应用模块的天线。

如图2所示，控制装置通过驱动装置控制液态金属填充基板内的微细胞单元，形成特定形状的天线。

驱动装置包含微型机械泵和压电制动器，其中：微型机械泵根据控制信号驱动液态金属的流动；压电制动器根据控制信号将液态金属保留在相应的微细胞单元中。

天线外接弹片接口用于连接天线与终端应用模块。

本实施方式中的液态金属需要具有良好的传导性、低表面张力、常温下为液态等特性，可以选用镓铟合金（质量百分比75%Ga,25%In）。本实施方式中的基板采用柔性材料，具有耐弯折、抗氧化等特性，可以选用聚二甲基硅氧烷基板。

本实施方式中天线的液态金属与基板都具有可拉伸、可弯曲、可变形等特点，易于与移动终端的结构件做成共形体，本实施方式的天线可以设置于移动终端的正面非可视区域（玻璃基板）和背面后盖区域。

本实施方式中，基板上包含M*N个微细胞单元，每个微细胞单元的状态包括填充和不填充两种，在控制装置中分别采用1和0表示，M*N个微细胞单元的状态组成一个控制矩阵控制矩阵C_MN中的每一个元素c_mn与基板内部的第m行、第n列的微细胞单元的状态相对应，控制对应的微细胞单元中是否保留液态金属；1代表填充，0代表不填充。矩阵C_MN与天线的形状是一一对应的。矩阵C_MN储存在控制装置的寄存器中。

控制装置预先存储的控制矩阵包括多个终端应用模块同时工作时同时占用基板的控制矩阵和每个终端应用模块单独工作时独自占用基板的控制矩阵。

液态金属通过微型机械泵来驱动，移动终端开机后微型机械泵接通电源，压电制动器同时通电，微型机械泵驱动液态金属在微流体通道内流动，按照控制装置的控制形成特定的形状。

当用户选择使用增强模式时，微型机械泵驱动液态金属在微流体通道内流动，控制液态金属变形为控制矩阵所对应的天线形状。微型机械泵通过升压、降压和稳压电路与移动终端的电流与电压相匹配。

假设移动终端支持r种终端应用模块，记为功能1、功能2、…、功能r，按照下面两种方式设计液态金属天线：

如图3所示，存储控制矩阵的步骤，包括：

步骤301：针对移动终端的结构，在移动终端上分别为每个终端应用模块的天线选取天线空间，并且在各自的天线空间中设计天线形状，优化天线形状达到最佳；

步骤302：按照每个终端应用模块的天线形状，计算将每个终端应用模块的天线均布置在基板上时的第0控制矩阵C_MN，其中每个天线之间相隔至少一行不填充液态金属的微细胞单元；

步骤303：将第0控制矩阵储存在控制装置的寄存器中；

步骤304：针对移动终端的结构，将移动终端所有的天线空间都分配给功能1的天线，设计并优化功能1的天线形状，按照功能1的天线形状，计算仅将功能1的天线布置在基板上时的第一控制矩阵并存入寄存器中；

步骤305：依此类推，将移动终端所有的天线空间都分配给功能r的天线，设计并优化功能r的天线形状，按照功能r的天线形状，计算仅将功能r的天线布置在基板上时的第r控制矩阵，并存入寄存器中。

如图4所示，为本实施方式的天线控制方法的流程，本实施方式中将基板上布置各终端应用模块的天线的方式定义为普通天线模式，将某一种终端应用模块的天线独占基板的方式定义为增强天线模式，将普通天线模式作为为默认模式，即移动终端开机时即工作在普通天线模式下，所述方法包括：

步骤401：移动终端开机，工作在默认模式；

默认模式可以采用普通天线模式也可以采用增强天线模式，通常采用普通天线模式。

步骤402：移动终端接收用户进行的工作在普通天线模式还是增强天线模式的选择；

用户在使用过程中，可以选择使用普通天线模式或增强天线模式。

步骤403：移动终端在用户选择工作在普通天线模式时，控制装置根据第0控制矩阵控制基板中微细胞单元中的液态金属的流动，控制液态金属在基板中形成移动终端支持的各个终端应用模块的天线；

控制装置控制液态金属按照第0控制矩阵变形，并且固定形状不变。

步骤404：移动终端在用户选择工作在增强模式下时，确定用户当前使用的终端应用模块，选择用户当前使用的终端应用模块对应的控制矩阵（第一控制矩阵～第r控制矩阵中的一个或多个），控制液态金属在基板中形成用户当前使用的终端应用模块的天线。

本申请还提供了一种移动终端，包括天线，天线包括：基板、控制装置和驱动装置，基板中设置有M*N个微细胞单元，每个微细胞单元均与相邻的微细胞单元连通，在多个微细胞单元中设置有液态金属，驱动装置分别与控制器和基板连接，其中：

控制装置根据预先存储的控制矩阵生成控制信号，向驱动装置发送控制信号，控制矩阵的元素与基板上的微细胞单元一一对应，控制对应的微细胞单元中是否保留液态金属；

驱动装置根据控制装置发送的控制信号驱动微细胞单元中的液态金属在微细胞单元中流动，液态金属构成的金属体作为终端应用模块的天线。

控制装置预先存储的控制矩阵包括多个终端应用模块同时工作时同时占用基板的控制矩阵和每个终端应用模块单独工作时独自占用基板的控制矩阵。

驱动装置包含微型机械泵和压电制动器，其中：

微型机械泵根据控制信号驱动液态金属的流动；

压电制动器根据控制信号将液态金属保留在相应的微细胞单元中。

多个终端应用模块同时工作时同时占用基板的控制矩阵是针对移动终端的结构，在移动终端上分别为每个终端应用模块选取天线空间，并且在各自的天线空间中设计天线形状，优化天线形状达到最佳，按照每个终端应用模块的天线形状，计算将每个终端应用模块的天线均布置在基板上时得到的控制矩阵，其中，每个天线之间相隔至少一行不填充液态金属的微细胞单元；

每个终端应用模块单独工作时独自占用基板的控制矩阵是针对移动终端的结构，将移动终端所有的天线空间都分配给一个终端应用模块，设计并该终端应用模块的天线形状，按照该终端应用模块的天线形状，计算仅将该终端应用模块的天线布置在基板上时得到的控制矩阵。

基板采用聚二甲基硅氧烷基板；液态金属采用镓铟合金。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读寄存器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种天线，其特征在于，包括：基板、控制装置和驱动装置，所述基板中设置有M*N个微细胞单元，每个微细胞单元均与相邻的微细胞单元连通，在多个微细胞单元中设置有液态金属，所述驱动装置分别与所述控制装置和基板连接，其中：

所述控制装置根据预先存储的控制矩阵生成控制信号，向所述驱动装置发送控制信号，所述控制矩阵的元素与基板上的微细胞单元一一对应，控制对应的微细胞单元中是否保留液态金属；

所述驱动装置根据所述控制装置发送的控制信号驱动微细胞单元中的液态金属在微细胞单元中流动，液态金属构成的金属体作为终端应用模块的天线；

所述控制装置预先存储的控制矩阵包括多个终端应用模块同时工作时同时占用基板的控制矩阵和每个终端应用模块单独工作时独自占用基板的控制矩阵；

所述多个终端应用模块同时工作时同时占用基板的控制矩阵是针对移动终端的结构，在移动终端上分别为每个终端应用模块选取天线空间，并且在各自的天线空间中设计天线形状，优化天线形状达到最佳，按照每个终端应用模块的天线形状，计算将每个终端应用模块的天线均布置在基板上时得到的控制矩阵，其中，每个天线之间相隔至少一行不填充液态金属的微细胞单元；

所述每个终端应用模块单独工作时独自占用基板的控制矩阵是针对移动终端的结构，将移动终端所有的天线空间都分配给一个终端应用模块，设计该终端应用模块的天线形状，按照该终端应用模块的天线形状，计算仅将该终端应用模块的天线布置在基板上时得到的控制矩阵。

2.如权利要求1所述的天线，其特征在于：

所述驱动装置包含微型机械泵和压电制动器，其中：

所述微型机械泵根据所述控制信号驱动液态金属的流动；

所述压电制动器根据所述控制信号将液态金属保留在相应的微细胞单元中。

3.如权利要求1所述的天线，其特征在于：

所述基板采用聚二甲基硅氧烷基板；所述液态金属采用镓铟合金。

4.一种天线控制方法，其特征在于，包括：

移动终端接收用户进行的工作在普通天线模式还是增强天线模式的选择；

所述移动终端在用户选择工作在普通天线模式时，根据多个终端应用模块同时工作时同时占用基板的控制矩阵控制基板中的微细胞单元中的液态金属的流动，控制液态金属在基板中形成移动终端支持的各个终端应用模块天线；

所述移动终端在用户选择工作在增强模式下时，确定用户当前使用的终端应用模块，选择用户当前使用的终端应用模块对应的该终端应用模块单独工作时独自占用基板的控制矩阵，控制液态金属在基板中形成用户当前使用的终端应用模块的天线。

5.一种移动终端，包括天线，其特征在于，所述天线包括：基板、控制装置和驱动装置，所述基板中设置有M*N个微细胞单元，每个微细胞单元均与相邻的微细胞单元连通，在多个微细胞单元中设置有液态金属，所述驱动装置分别与所述控制装置和基板连接，其中：

所述控制装置根据预先存储的控制矩阵生成控制信号，向所述驱动装置发送控制信号，所述控制矩阵的元素与基板上的微细胞单元一一对应，控制对应的微细胞单元中是否保留液态金属；

所述驱动装置根据所述控制装置发送的控制信号驱动微细胞单元中的液态金属在微细胞单元中流动，液态金属构成的金属体作为终端应用模块的天线；

所述控制装置预先存储的控制矩阵包括多个终端应用模块同时工作时同时占用基板的控制矩阵和每个终端应用模块单独工作时独自占用基板的控制矩阵；

所述多个终端应用模块同时工作时同时占用基板的控制矩阵是针对移动终端的结构，在移动终端上分别为每个终端应用模块选取天线空间，并且在各自的天线空间中设计天线形状，优化天线形状达到最佳，按照每个终端应用模块的天线形状，计算将每个终端应用模块的天线均布置在基板上时得到的控制矩阵，其中，每个天线之间相隔至少一行不填充液态金属的微细胞单元；

所述每个终端应用模块单独工作时独自占用基板的控制矩阵是针对移动终端的结构，将移动终端所有的天线空间都分配给一个终端应用模块，设计该终端应用模块的天线形状，按照该终端应用模块的天线形状，计算仅将该终端应用模块的天线布置在基板上时得到的控制矩阵。

6.如权利要求5所述的移动终端，其特征在于：

所述驱动装置包含微型机械泵和压电制动器，其中：

所述微型机械泵根据所述控制信号驱动液态金属的流动；

所述压电制动器根据所述控制信号将液态金属保留在相应的微细胞单元中。