CN107689824B - 一种终端设备天线的匹配方法及终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种终端设备天线的匹配方法及终端设备，包括：终端设备检测通信信号的中心频率；终端设备根据检测到的中心频率，计算通信信号的中心波长；终端设备根据中心波长，从多个天线阵列模块中匹配与该中心波长相匹配的目标天线阵列模块，即该目标天线阵列模块的天线阵元间距与中心波长相匹配，该天线阵元间距是指天线阵列模块中的每个天线阵元之间的距离，且上述多个天线阵列模块中任意两个天线阵列模块的阵元天线间距互不相同，最后终端设备启动该目标天线阵列模块。实施本发明实施例，能够自动匹配与通信信号的中心波长相匹配的天线阵列模块，提升了终端设备通信的质量，同时也增强了其通信性能的稳定性。

Description

一种终端设备天线的匹配方法及终端设备

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种终端设备天线的匹配方法及终端设备。

背景技术

目前，随着无线通信技术的不断发展，手机等终端设备已经成为人们生产生活中必不可少的组成部分。在终端设备的使用过程中，终端设备在进行无线通信时质量的好坏直接取决于其天线阵列模块工作性能的优劣，当天线阵列模块中的阵元天线之间的间距为通信信号的中心频率波长的一半时，终端设备的无线通信性能最好，但是，在实践中发现，通信信号的中心频率并不是稳定的，会因天气、磁场、障碍物和距离等的影响而不断变化，因此终端设备在进行无线通信时易受干扰，导致通信质量差，通信性能不稳定。

发明内容

本发明实施例公开一种终端设备天线的匹配方法及终端设备，能够提升终端设备通信的质量和通信性能的稳定性，同时也增强了其抗干扰能力。

本发明实施例第一方面公开一种终端设备天线的匹配方法，包括：

终端设备检测通信信号的中心频率；

所述终端设备根据检测到的所述中心频率，计算所述通信信号的中心波长；

所述终端设备根据所述中心波长，从多个天线阵列模块中匹配出目标天线阵列模块，所述目标天线阵列模块的天线阵元间距与所述中心波长相匹配，所述天线阵元间距是天线阵列模块中的每个天线阵元之间的距离，所述多个天线阵列模块中的任意两个天线阵列模块的天线阵元间距互不相同；

所述终端设备启动所述目标天线阵列模块。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述终端设备检测通信信号的中心频率之前，所述方法还包括：

所述终端设备检测所述通信信号的信号强度；

所述终端设备判断所述信号强度的绝对值是否低于某一阈值，如果是，所述终端设备增强所述通信信号的所述信号强度。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述终端设备增强所述通信信号的信号强度包括：

所述终端设备通过第一级双工器对所述通信信号进行滤波得到滤波信号；

所述终端设备将所述滤波信号通过低噪声放大器处理得到放大信号；

所述终端设备将所述放大信号通过中频频段选择器处理得到中频信号；

所述终端设备将所述中频信号通过大功率放大器进行放大后，再通过第二级双工器进行滤波处理，以增强所述通信信号的信号强度。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述终端设备根据所述中心波长，从多个天线阵列模块中匹配出目标天线阵列模块，包括：

所述终端设备获取所述多个天线阵列模块中的每个天线阵列模块的天线阵元间距，所述天线阵元间距是天线阵列模块中的每个天线阵元之间的距离；

所述终端设备根据所述中心波长计算得到目标波长，所述目标波长为所述中心波长的一半；

所述终端设备计算匹配度集合，所述匹配度集合是所述目标波长分别与每个所述天线阵元间距作减法的结果绝对值集合；

所述终端设备从所述匹配度集合中确定出最小的匹配度所对应的天线阵列模块，作为目标天线阵列模块。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述终端设备启动所述目标天线阵列模块之后，所述方法还包括：

所述终端设备检测所述目标天线阵列模块中的阵元天线的谐振频率，所述目标阵列模块中的每个阵元天线两两相同；

所述终端设备判断所述中心频率与所述谐振频率是否相等，如果不相等，所述终端设备调节所述目标天线阵列模块中的每个阵元天线的阻抗匹配网络的阻抗，以使所述目标天线阵列模块中的每个阵元天线的天线阻抗为纯阻性的阻抗，所述阻抗匹配网络是所述目标天线阵列模块中的每个阵元天线中的射频源与负载之间设置的匹配网络。

本发明实施例第二方面公开一种终端设备，所述终端设备包括：

第一检测单元，用于检测通信信号的中心频率；

波长计算单元，用于根据所述第一检测单元检测到的所述中心频率，计算所述通信信号的中心波长；

目标匹配单元，用于根据所述波长计算单元计算出的所述中心波长，从多个天线阵列模块中匹配出目标天线阵列模块，所述目标天线阵列模块的天线阵元间距与所述中心波长相匹配，所述天线阵元间距是天线阵列模块中的每个天线阵元之间的距离，所述多个天线阵列模块中的任意两个天线阵列模块的天线阵元间距互不相同；

启动单元，用于启动所述目标匹配单元匹配出的所述目标天线阵列模块。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述终端设备还包括：

强度检测单元，用于在所述第一检测单元检测通信信号的中心频率之前，检测所述通信信号的信号强度；

强度判断单元，用于判断所述强度检测单元检测到的所述信号强度的绝对值是否低于某一阈值；

增强单元，用于当所述强度判断单元的判断结果为是时，增强所述通信信号的所述信号强度。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述增强单元包括：

第一滤波子单元，用于当所述强度判断单元的判断结果为是时，通过第一级双工器对所述通信信号进行滤波得到滤波信号；

第一处理子单元，用于将所述第一滤波子单元得到的所述滤波信号通过低噪声放大器处理得到放大信号；

第二处理子单元，用于将所述第一处理子单元得到的所述放大信号通过中频频段选择器处理得到中频信号；

第二滤波子单元，用于将所述第二处理子单元得到的所述中频信号通过大功率放大器进行放大后，再通过第二级双工器进行滤波处理，以增强所述通信信号的信号强度。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述目标匹配单元包括：

第一子单元，用于获取所述多个天线阵列模块中的每个天线阵列模块的天线阵元间距，所述天线阵元间距是天线阵列模块中的每个天线阵元之间的距离；

第二子单元，用于根据所述中心波长计算得到目标波长，所述目标波长为所述中心波长的一半；

第三子单元，用于计算匹配度集合，所述匹配度集合是所述第二子单元计算出的所述目标波长分别与所述第一子单元获取到的每个所述天线阵元间距作减法的结果绝对值集合；

第四子单元，用于从所述第三子单元计算出的所述匹配度集合中确定出最小的匹配度所对应的天线阵列模块，作为目标天线阵列模块。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述终端设备还包括：

第二检测单元，用于在所述启动单元启动所述目标天线阵列模块之后，检测所述目标天线阵列模块中的阵元天线的谐振频率，所述目标阵列模块中的每个阵元天线两两相同；

频率判断单元，用于判断所述第一检测单元检测到的所述中心频率与所述第二检测单元检测到的所述谐振频率是否相等；

阻抗调节单元，用于当所述频率判断单元的判断结果为否时，调节所述目标天线阵列模块中的每个阵元天线的阻抗匹配网络的阻抗，以使所述目标天线阵列模块中的每个阵元天线的天线阻抗为纯阻性的阻抗，所述阻抗匹配网络是所述目标天线阵列模块中的每个阵元天线的射频源与负载之间设置的匹配网络。

本发明实施例第三方面公开一种终端设备，包括：

存储有可执行程序代码的存储器；

与所述存储器耦合的处理器；

所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明实施例第一方面公开的一种终端设备天线的匹配方法。

本发明实施例第四方面公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行本发明实施例第一方面公开的一种终端设备天线的匹配方法。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例中，首先终端设备检测通信信号的中心频率，然后根据检测到的该通信信号的中心频率，计算其通信信号的中心波长，进一步地，该终端设备会根据计算出的中心波长，从多个天线阵列模块中匹配与该中心波长相匹配的目标天线阵列模块，即该目标天线阵列模块的天线阵元间距与中心波长相匹配，该天线阵元间距是指天线阵列模块中的每个天线阵元之间的距离，且上述多个天线阵列模块中任意两个天线阵列模块的阵元天线间距互不相同，最后终端设备启动该目标天线阵列模块。可见，实施本发明实施例，能够自动匹配与通信信号的中心波长相匹配的天线阵列模块，提升了终端设备通信的质量和通信性能的稳定性，同时也增强了其抗干扰能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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他的附图。

图1是本发明实施例公开的一种终端设备天线的匹配方法的流程示意图；

图2是本发明实施例公开的另一种终端设备天线的匹配方法的流程示意图；

图3是本发明实施例公开的一种终端设备的结构示意图；

图4本发明实施例公开的另一种终端设备的结构示意图；

图5本发明实施例公开的另一种终端设备的结构示意图；

图6本发明实施例公开的另一种终端设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例公开一种终端设备天线的匹配方法及终端设备，能够提升终端设备通信的质量和通信性能的稳定性，同时也增强了其抗干扰能力。以下分别进行详细说明。

实施例一

请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种终端设备天线的匹配方法的流程示意图。其中，如图1所示，该终端设备天线的匹配方法可以包括以下步骤：

101、终端设备检测通信信号的中心频率。

本发明实施例中，终端设备可以检测通信信号的中心频率，当上述通信信号是单频信号时，该终端设备可以配备频率计模块，终端设备可以利用频率计直接测量出该单频信号的信号频率，该信号频率大小等于中心频率大小；当上述通信信号是具有复杂频谱的电磁波信号时，该终端设备可以配备频谱分析仪模块，终端设备可以利用频谱分析仪对该复杂频谱的电磁波信号进行频谱分析，然后获得该电磁波信号的中心频率。

本发明实施例中，终端设备可以设置频率测量模块，该频率测量模块可以测量上述通信信号的中心频率。在频率测量模块测量通信信号的中心频率时，首先将该通信信号输入到该频率测量模块中，被测周期信号首先在该频率测量模块的输入电路中经过放大、整形、微分操作之后形成特定周期的窄脉冲，进一步地，频率测量模块将该窄脉冲送到其主门的一个输入端，同时，该主门的另外一个输入端的输入信号为时间基准电路产生的闸门脉冲，当该闸门脉冲输入到主门时，特定周期的窄脉冲才能通过该主门，所以该通过主门的窄脉冲为特定周期的窄脉冲，随后该特定周期的窄脉冲可以被输入到频率测量模块的计数器中，该计数器可以对上述特定周期的窄脉冲的脉冲个数进行计数，同时频率测量模块的显示电路可以用来显示被测信号的频率值，其中，频率测量模块可以设置内部控制电路，该内部控制电路可以用来实现各种频率测量的多种功能切换并实现频率测量的参数设置等功能。

102、终端设备根据检测到的中心频率，计算通信信号的中心波长。

本发明实施例中，信号的波长是指信号的波在一个振动周期内传播的距离，即沿着波的传播方向，相邻两个振动相位相差2π的点之间的距离。终端设备可以根据中心频率计算得到通信信号的中心波长，其计算原理为，波速(用v表示)等于中心波长(用λ表示)与中心频率(用f表示)的乘积，即公式为λf＝v，终端设备可以根据该公式计算出中心波长λ，其中真空中波速通常为光速度，即光速度为299792458米/秒。

103、终端设备根据中心波长，从多个天线阵列模块中匹配出目标天线阵列模块。

本发明实施例中，该目标天线阵列模块的天线阵元间距与上述中心波长相匹配，其中，天线阵元间距是天线阵列模块中的每个天线阵元之间的距离，且多个天线阵列模块中的任意两个天线阵列模块的天线阵元间距互不相同。

本发明实施例中，上述天线阵列模块是指由许多相同的天线辐射单元(如对称天线辐射单元等)按一定规律排列组成的天线系统，也称天线阵列。其中，构成天线阵的天线辐射单元称为阵元，也可以成为天线阵元。天线阵列是辐射信号和接受信号必不可少的部分，在通信、广播、电视、雷达和导航等移动终端中被广泛应用，起到了重要的作用。

本发明实施例中，终端设备可以根据中心波长匹配出目标天线阵列模块。当天线阵列模块的天线阵元间距与上述中心波长相匹配时，既可以保证天线阵列模块接收的通信信号具有良好的相关度，也可以使其发送的通信信号的辐射能量变得集中，不仅提高了终端设备的抗干扰能力，也提升了其通信的性能。

104、终端设备启动目标天线阵列模块。

在图1所示的方法中，终端设备可以先检测通信信号的中心频率，然后根据检测到的中心频率计算出中心波长，进一步地，该终端设备可以根据计算出的中心波长，从多个天线阵列模块中匹配出与之相匹配的目标天线阵列模块，即该目标天线阵列模块的天线阵元间距与该中心波长相匹配，其中，天线阵元间距是指天线阵列模块中的每个天线阵元之间的距离，且上述多个天线阵列模块中任意两个天线阵列模块的阵元天线间距互不相同，最后终端设备可以启动该目标天线阵列模块。可见，实施图1所示的方法，终端设备能够自动匹配与通信信号的中心频率相匹配的天线阵列模块，提升了其通信的质量和通信性能的稳定性，同时也增强了其抗干扰能力。

实施例二

请参阅图2，图2是本发明实施例公开的另一种终端设备天线的匹配方法的流程示意图。其中，如图2所示，该终端设备天线的匹配方法可以包括以下步骤：

201、终端设备检测通信信号的信号强度。

202、终端设备判断该信号强度的绝对值是否低于某一阈值，如果是，执行步骤203～步骤215；如果否，执行步骤207～步骤215。

本发明实施例中，终端设备在根据通信信号的中心频率匹配天线阵列模块之前，可以先检测该通信信号的信号强度。通信信号的信号强度的绝对值可以为该通信信号的电磁波功率的大小，上述阈值可以设置为40dBm，当终端设备检测到的目标信号的信号强度为-30dBm时，即该信号强度的绝对值为30dBm，则小于该阈值40dBm，表明该终端设备到的目标信号强度较弱，在后续的信号处理中容易产生误差失真等问题，此时终端设备会对该通信信号进行信号增强处理；当终端设备检测到的通信信号的信号强度为-50dBm时，即该信号强度的绝对值为50dBm，则大于该阈值40dBm，此时终端设备将继续对该目标信号的中心频率进行检测，有效地避免误差的产生，使得通信信号的中心频率检测准确有效。

203、终端设备通过第一级双工器对该通信信号进行滤波得到滤波信号。

204、终端设备将该滤波信号通过低噪声放大器处理得到放大信号。

205、终端设备将该放大信号通过中频频段选择器处理得到中频信号。

206、终端设备将该中频信号通过大功率放大器进行放大后，再通过第二级双工器进行滤波处理，以增强该通信信号的信号强度。

本发明实施例中，当终端设备检测到该通信信号的信号强度较弱时，可以对该通信信号进行增强处理。终端设备可以先通过双工器对该通信信号进行滤波处理后，利用低噪声放大器对其进行放大，可以得到放大信号，再通过中频选择器对该放大信号进行处理得到中频信号，即滤除不必要的高频成分和低频成分，进一步地，终端设备再利用大功率放大器以增大该中频信号的功率，随后再通过双工器进行滤波处理便可以使该通信信号的信号强度增强。

207、终端设备检测通信信号的中心频率。

208、终端设备根据检测到的中心频率，计算通信信号的中心波长。

209、终端设备获取该多个天线阵列模块中的每个天线阵列模块的天线阵元间距。

本发明实施例中，该目标天线阵列模块的天线阵元间距与上述中心波长相匹配，该天线阵元间距是天线阵列模块中的每个天线阵元之间的距离，且多个天线阵列模块中的任意两个天线阵列模块的天线阵元间距互不相同。

210、终端设备根据上述中心波长计算得到目标波长，该目标波长为中心波长的一半。

本发明实施例中，天线阵列可以采用4-16天线阵元结构，相邻天线阵元间距取接收信号中心波长的二分之一。当天线阵元间距大于接收信号中心波长的二分之一时，会使接收信号的相关度大大降低，当天线阵元间距小于接收信号中心波长的二分之一时，将在方向图中引起不必要的波瓣，使得天线的抗干扰能力下降，因此，当天线阵元间距为接收信号中心波长的二分之一时，该天线阵列的抗干扰性能最好，通信性能最稳定。

211、终端设备计算匹配度集合，该匹配度集合是目标波长分别与每个天线阵元间距作减法的结果绝对值集合。

本发明实施例中，由于接收的通信信号不同导致其中心频率可能会不同，因此其中心波长也不相同，同时，终端设备在根据通信信号的中心波长匹配天线阵列模块的时候，能够匹配出天线阵元间距与该目标波长差距最小的天线阵列模块，此时，当通信信号的中心频率因天气、磁场、障碍物和距离等的影响而不断变化时，终端设备都能够自动匹配出工作性能最佳的天线阵列模块，使得通信性能保持稳定的状态，同时也提升了抗干扰能力。

212、终端设备从上述匹配度集合中确定出最小的匹配度所对应的天线阵列模块，作为目标天线阵列模块。

本发明实施例中，天线方向图又称辐射方向图(radiation pattern)、远场方向图(far-field pattern)，是衡量天线性能的重要图形，可以从天线方向图中观察到天线的各项参数。在天线的方向图中通常有多个波瓣，其中，最大的波瓣称为主瓣，主瓣宽度是衡量天线的最大辐射区域的尖锐程度的物理量，通常取天线方向图主瓣两个半功率点之间的宽度，其余的波瓣称为副瓣。主瓣的波瓣宽度越窄，副瓣越小，则该天线的方向性越好，抗干扰能力越强。

213、终端设备启动该目标天线阵列模块。

214、终端设备检测上述目标天线阵列模块中的阵元天线的谐振频率，该目标阵列模块中的每个阵元天线两两相同。

本发明实施例中，上述天线阵列模块是指由许多相同的天线辐射单元(如对称天线辐射单元等)按一定规律排列组成的天线系统，也称天线阵列。其中构成天线阵的天线辐射单元称为阵元，也可以成为天线阵元。

本发明实施例中，天线阵列模块中的每个阵元天线两两相同，即该天线阵列模块中的每个阵元天线的极化特性、方向性以及增益等物理化学性质完全相同。另外，天线阵列模块中的阵元天线可以按照任意方式进行排列，通常是按直线等距、圆周等距或平面等距排列等，本发明实施例不作限定。

215、终端设备判断上述中心频率与该谐振频率是否相等，如果相等，结束本流程；如果不相等，执行步骤216。

216、终端设备调节该目标天线阵列模块中的每个阵元天线的阻抗匹配网络的阻抗，以使该目标天线阵列模块中的每个阵元天线的天线阻抗为纯阻性的阻抗，该阻抗匹配网络是上述目标天线阵列模块中的每个阵元天线中的射频源与负载之间设置的匹配网络。

本发明实施例中，天线的天线阻抗(用z表示)可能同时包含电抗成分(感性电抗用+jx表示，容性电抗用-jx表示)与纯电阻(用r表示)成分。当天线的天线阻抗为纯阻性的阻抗(即z＝r)时，天线的通信性能最好，抗干扰能力最好，但是这种理想情况很难达到，例如，当送到天线上的通信信号的信号频率与天线的谐振频率不相等时，天线阻抗就同时可能包含电抗成分与纯电阻成分，其中，当信号频率高于谐振频率时，天线电抗可能同时包含感性电抗(用+jx表示)成分和纯电阻(用r表示)成分，即天线阻抗为z＝r+jx；类似地，当信号频率低于谐振频率时，天线电抗可能同时包含容性电抗(用-jx表示)成分和纯电阻(用r表示)成分，即天线阻抗为z＝r-jx。因此，在实际应用中，为了提升天线的通信性能和抗干扰能力，通常可以在射频源与负载之间设置一个阻抗匹配网络，该阻抗匹配网络的阻抗必须等于负载的复阻抗的共轭。例如，如果负载阻抗为r+jx，则阻抗匹配网络的阻抗就必须为r-jx；类似地，如果负载阻抗为r-jx，则阻抗匹配网络的阻抗就必须为r+jx，此时天线的天线阻抗即为纯阻性的阻抗(即z＝r)，此时天线的通信性能最好，抗干扰能力最好。

在图2所示的方法中，终端设备在根据通信信号的中心频率匹配天线阵列模块之前，可以先检测该通信信号的信号强度，当检测到该信号强度较弱时，可以先对其进行信号增强处理，再检测其中心频率，然后根据检测到的中心频率计算出中心波长，进一步地，该终端设备可以根据计算出的中心波长，然后根据该中心波长的一半可以从多个天线阵列模块中确定出匹配度最小的天线阵列模块，作为目标天线阵列模块，该天线阵列模块的天线阵元间距与该中心波长的一半的匹配度最小，最后终端设备可以启动该目标天线阵列模块。再进一步地，终端设备在启动该目标天线阵列模块之后，可以对该目标天线阵列中的阵列天线的工作性能进行优化调整，首先终端设备可以检测该目标天线阵列中的天线阵元的谐振频率，当该谐振频率与中心频率不相同时，可以通过调节该目标天线阵列模块中的每个天线阵元的阻抗匹配网络的阻抗，以使该目标天线阵列模块中的每个阵元天线的天线阻抗为纯阻性的阻抗，此时，每个阵元天线的工作性能为最佳状态，可见，实施图2所示的方法，终端设备不仅在自动匹配与通信信号的中心频率相匹配的天线阵列模块之前，能够对信号强度较弱的通信信号进行增强处理，还能够自动调整目标天线阵列模块的天线阻抗，大大提升了其通信的质量和通信性能的稳定性，减小了误差失真的问题，同时也增强了抗干扰能力。

实施例三

请参阅图3，图3是本发明实施例公开的一种终端设备的结构示意图。其中，如图3所示，该终端设备可以包括：

第一检测单元301，用于检测通信信号的中心频率。

波长计算单元302，用于根据第一检测单元301检测到的中心频率，计算该通信信号的中心波长。

目标匹配单元303，用于根据波长计算单元302计算出的中心波长，从多个天线阵列模块中匹配出目标天线阵列模块。

本发明实施例中，该目标天线阵列模块的天线阵元间距与上述中心波长相匹配，其中，天线阵元间距是天线阵列模块中的每个天线阵元之间的距离，且多个天线阵列模块中的任意两个天线阵列模块的天线阵元间距互不相同。

本发明实施例中，上述天线阵列模块是指由许多相同的天线辐射单元(如对称天线辐射单元等)按一定规律排列组成的天线系统，也称天线阵列。其中，构成天线阵的天线辐射单元称为阵元，也可以成为天线阵元。

启动单元304，用于启动目标匹配单元303匹配出的上述目标天线阵列模块。

在图3所示的终端设备中，第一检测单元301可以先检测通信信号的中心频率，然后波长计算单元302可以根据检测到的中心频率计算出中心波长，进一步地，目标匹配单元303可以根据计算出的中心波长，从多个天线阵列模块中匹配出与之相匹配的目标天线阵列模块，即该目标天线阵列模块的天线阵元间距与该中心波长相匹配，其中，天线阵元间距是指天线阵列模块中的每个天线阵元之间的距离，且上述多个天线阵列模块中任意两个天线阵列模块的阵元天线间距互不相同，最后启动单元304可以启动该目标天线阵列模块。可见，实施本发明实施例，终端设备能够自动匹配与通信信号的中心频率相匹配的天线阵列模块，提升了通信的质量和通信性能的稳定性，同时也增强了抗干扰能力。

实施例四

请参阅图4，图4是本发明实施例公开的另一种终端设备的结构示意图。其中，图4所示的终端设备是由图3所示的终端设备进行优化的到的。与图3所示的终端设备相比，图4所示的终端设备还可以包括：

强度检测单元305，用于在第一检测单元301检测通信信号的中心频率之前，检测该通信信号的信号强度。

强度判断单元306，用于判断强度检测单元305检测到的信号强度的绝对值是否低于某一阈值，如果是，触发增强单元307执行增强通信信号的信号强度的操作；如果否，触发第一检测单元301检测通信信号的中心频率。

增强单元307，用于当强度判断单元306的判断结果为是时，增强通信信号的信号强度。

本发明实施例中，当强度检测单元305检测到该通信信号的信号强度较弱时，可以对该通信信号进行增强处理，再通过第一检测单元301检测该通信信号的中心频率，使得检测结果更准确，不容易受干扰频率的影响。

可选的，如图4所示，该终端设备还可以包括：

第二检测单元308，用于在启动单元304启动上述目标天线阵列模块之后，检测目标天线阵列模块中的阵元天线的谐振频率，该目标阵列模块中的每个阵元天线两两相同。

频率判断单元309，用于判断第一检测单元301检测到的中心频率与第二检测单元检测308到的谐振频率是否相等，如果不相等，触发阻抗调节单元310。

阻抗调节单元310，用于当频率判断单元309的判断结果为否时，调节目标天线阵列模块中的每个阵元天线的阻抗匹配网络的阻抗，以使该目标天线阵列模块中的每个阵元天线的天线阻抗为纯阻性的阻抗，其中，阻抗匹配网络是该目标天线阵列模块中的每个阵元天线的射频源与负载之间设置的匹配网络。

本发明实施例中，天线的天线阻抗(用z表示)可能同时包含电抗成分(感性电抗用+jx表示，容性电抗用-jx表示)与纯电阻(用r表示)成分。当天线的天线阻抗为纯阻性的阻抗(即z＝r)时，天线的通信性能最好，抗干扰能力最好，但是这种理想情况很难达到，例如，当送到天线上的通信信号的信号频率与天线的谐振频率不相等时，天线阻抗就同时可能包含电抗成分与纯电阻成分，其中，当信号频率高于谐振频率时，天线电抗可能同时包含感性电抗(用+jx表示)成分和纯电阻(用r表示)成分，即天线阻抗为z＝r+jx；类似地，当信号频率低于谐振频率时，天线电抗可能同时包含容性电抗(用-jx表示)成分和纯电阻(用r表示)成分，即天线阻抗为z＝r-jx。因此，在实际应用中，为了提升天线的通信性能和抗干扰能力，通常可以在射频源与负载之间设置一个阻抗匹配网络，该阻抗匹配网络的阻抗必须等于负载的复阻抗的共轭。例如，如果负载阻抗为r+jx，则阻抗匹配网络的阻抗就必须为r-jx；类似地，如果负载阻抗为r-jx，则阻抗匹配网络的阻抗就必须为r+jx，此时天线的天线阻抗即为纯阻性的阻抗(即z＝r)，此时天线的通信性能最好，抗干扰能力最好。

在图4所示的终端设备中，第一检测单元301在检测通信信号的中心频率之前，可以先通过强度检测单元305对该通信信号的信号强度进行检测。当检测到该信号强度较弱时，增强单元307可以对该通信信号进行增强，然后第一检测单元301再检测通信信号的中心频率，随后，波长计算单元302可以根据检测到的中心频率计算出中心波长，目标匹配单元303可以根据计算出的中心波长，从多个天线阵列模块中匹配出与之相匹配的目标天线阵列模块，即该目标天线阵列模块的天线阵元间距与该中心波长相匹配，最后，启动单元304可以启动该目标天线阵列模块，进一步地，第二检测单元308可以检测该目标天线阵列模块的阵元天线的谐振频率，当频率判断单元309判断出第一检测单元301检测到的中心频率与第二检测单元检测308到的谐振频率不相等时，表明此时阵元天线的天线阻抗不是纯阻性的阻抗，即该目标天线阵列模块的工作状态不是最佳的，此时将对其阻抗匹配网络的阻抗进行调节，以使其工作状态达到最佳。可见，实施本发明实施例，终端设备不仅能够在自动匹配与通信信号的中心频率相匹配的天线阵列模块之前，对信号强度较弱的通信信号进行加强再处理，而且能够自动进行阻抗匹配调节以达到最佳工作状态，提升了其通信的质量和通信性能的稳定性，同时也增强了抗干扰能力。

实施例五

请参阅图5，图5是本发明实施例公开的另一种终端设备的结构示意图。其中，图5所示的终端设备是由图4所示的终端设备进行优化的到的。与图4所示的终端设备相比，图5所示的终端设备中，其中，目标匹配单元303包括：

第一子单元3031，用于获取多个天线阵列模块中的每个天线阵列模块的天线阵元间距，该天线阵元间距是天线阵列模块中的每个天线阵元之间的距离。

第二子单元3032，用于根据波长计算单元302计算出的中心波长计算得到目标波长，该目标波长为中心波长的一半。

本发明实施例中，天线阵列可以采用4-16天线阵元结构，相邻天线阵元间距取接收信号中心波长的二分之一。当天线阵元间距大于接收信号中心波长的二分之一时，会使接收信号的相关度大大降低，当天线阵元间距小于接收信号中心波长的二分之一时，将在方向图中引起不必要的波瓣，使得天线的抗干扰能力下降，因此，当天线阵元间距为接收信号中心波长的二分之一时，该天线阵列的抗干扰性能最好，通信性能最稳定。

第三子单元3033，用于计算匹配度集合，该匹配度集合是第二子单元3032计算出的目标波长分别与第一子单元3031获取到的每个天线阵元间距作减法的结果绝对值集合。

第四子单元3034，用于从第三子单元3033计算出的匹配度集合中确定出最小的匹配度对应的天线阵列模块，作为目标天线阵列模块。

本发明实施例中，由于接收的通信信号不同导致其中心频率可能会不同，因此其中心波长也不相同，同时，第四子单元3034在根据第三子单元303计算出的匹配度集合匹配天线阵列模块的时候，能够匹配出天线阵元间距与该目标波长差距最小的天线阵列模块，即最小的匹配度对应的天线阵列模块。因此，当通信信号的中心频率因天气、磁场、障碍物和距离等的影响而不断变化时，终端设备都能够自动匹配出工作性能最佳的天线阵列模块，使得通信性能保持稳定的状态，同时也提升了抗干扰能力。

其中，增强单元307包括：

第一滤波子单元3071，用于当强度判断单元306的判断结果为是时，通过第一级双工器对该通信信号进行滤波得到滤波信号。

第一处理子单元3072，用于将第一滤波子单元3071得到的滤波信号通过低噪声放大器处理得到放大信号。

第二处理子单元3073，用于将第一处理子单元3072得到的放大信号通过中频频段选择器处理得到中频信号。

第二滤波子单元3074，用于将第二处理子单元3073得到的中频信号通过大功率放大器进行放大后，再通过第二级双工器进行滤波处理，以增强该通信信号的信号强度。

本发明实施例中，当强度检测单元305检测到该通信信号的信号强度较弱时，增强单元307可以对该通信信号进行增强处理。第一滤波子单元3071可以利用双工器对该通信信号进行滤波处理，然后第一处理子单元3072可以利用低噪声放大器对其进行放大，得到放大信号，第二处理子单元3073再通过中频选择器对该放大信号进行处理得到中频信号，滤除了不必要的高频成分和低频成分，进一步地，第二滤波子单元3074在利用大功率放大器增大该中频信号的功率之后，随后再通过双工器进行滤波处理便可以使该通信信号的信号强度增强。

在图5所示的终端设备中，第一检测单元301在根据通信信号的中心频率匹配天线阵列模块之前，强度检测单元305可以先检测该通信信号的信号强度，当检测到该信号强度较弱时，强度检测单元307将对其进行信号增强处理。当强度判断单元306判断出该通信信号的信号强度较弱时，首先，第一滤波子单元3071可以利用双工器对该通信信号进行滤波处理，然后第一处理子单元3072可以利用低噪声放大器对其进行放大，得到放大信号，第二处理子单元3073再通过中频选择器对该放大信号进行处理得到中频信号，滤除了不必要的高频成分和低频成分，最后第二滤波子单元3074在利用大功率放大器增大该中频信号的功率之后，随后再通过双工器进行滤波处理便可以使该通信信号的信号强度增强，进一步地，第一检测单元301可以对已经增强的通信信号的中心频率进行检测，然后波长计算单元302将根据检测到的中心频率计算出中心波长，再进一步地，目标匹配单元303可以根据计算出的中心波长从多个天线阵列模块中匹配出目标天线阵列模块。在目标匹配单元303匹配过程中，首先第一子单元3031可以获取多个天线阵列模块中的每个天线阵列模块的天线阵元间距，同时，第二子单元3032可以根据波长计算单元302计算出的中心波长计算得到目标波长，该目标波长为中心波长的一半，然后，第三子单元3033可以计算出第二子单元3032计算出的目标波长分别与第一子单元3031获取到的每个天线阵元间距的差值的绝对值集合，该绝对集合即为匹配度集合，进一步地，第四子单元3034会根据第三子单元3033计算出的匹配度集合确定出最小的匹配度所对应的天线阵列模块，作为目标天线阵列模块，最后启动单元304可以启动该目标天线阵列模块。可见，实施本发明实施例，终端设备能够在自动匹配与通信信号的中心频率相匹配的天线阵列模块之前，对信号强度较弱的通信信号进行增强处理，大大提升了其通信的质量和通信性能的稳定性，同时也增强了抗干扰能力。

实施例六

请参阅图6，图6是本发明实施例公开的另一种终端设备的结构示意图。如图6所示，该终端设备还可以包括：

存储有可执行程序代码的存储器401；

与存储器401耦合的处理器402；

其中，处理器402调用存储器401中存储的可执行程序代码，执行图1～图2任意一种终端设备天线的匹配方法。

实施例七

本发明实施例公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行图1～图2任意一种终端设备天线的匹配方法。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

以上对本发明实施例公开的一种终端设备天线的匹配方法及终端设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种终端设备天线的匹配方法，其特征在于，所述方法包括：

终端设备通过频率测量模块检测通信信号的中心频率；

所述终端设备根据检测到的所述中心频率，计算所述通信信号的中心波长；

所述终端设备根据所述中心波长，从多个天线阵列模块中匹配出目标天线阵列模块，所述目标天线阵列模块的天线阵元间距与所述中心波长相匹配，所述天线阵元间距是天线阵列模块中的每个天线阵元之间的距离，所述多个天线阵列模块中的任意两个天线阵列模块的天线阵元间距互不相同；

所述终端设备启动所述目标天线阵列模块。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终端设备检测通信信号的中心频率之前，所述方法还包括：

所述终端设备检测所述通信信号的信号强度；

所述终端设备判断所述信号强度的绝对值是否低于某一阈值，如果是，所述终端设备增强所述通信信号的所述信号强度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述终端设备增强所述通信信号的信号强度包括：

所述终端设备通过第一级双工器对所述通信信号进行滤波得到滤波信号；

所述终端设备将所述滤波信号通过低噪声放大器处理得到放大信号；

所述终端设备将所述放大信号通过中频频段选择器处理得到中频信号；

所述终端设备将所述中频信号通过大功率放大器进行放大后，再通过第二级双工器进行滤波处理，以增强所述通信信号的信号强度。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述终端设备根据所述中心波长，从多个天线阵列模块中匹配出目标天线阵列模块，包括：

所述终端设备获取所述多个天线阵列模块中的每个天线阵列模块的天线阵元间距，所述天线阵元间距是天线阵列模块中的每个天线阵元之间的距离；

所述终端设备根据所述中心波长计算得到目标波长，所述目标波长为所述中心波长的一半；

所述终端设备计算匹配度集合，所述匹配度集合是所述目标波长分别与每个所述天线阵元间距作减法的结果绝对值集合；

所述终端设备从所述匹配度集合中确定出最小的匹配度所对应的天线阵列模块，作为目标天线阵列模块。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述终端设备启动所述目标天线阵列模块之后，所述方法还包括：

所述终端设备检测所述目标天线阵列模块中的阵元天线的谐振频率，所述目标天线阵列模块中的每个阵元天线两两相同；

所述终端设备判断所述中心频率与所述谐振频率是否相等，如果不相等，所述终端设备调节所述目标天线阵列模块中的每个阵元天线的阻抗匹配网络的阻抗，以使所述目标天线阵列模块中的每个阵元天线的天线阻抗为纯阻性的阻抗，所述阻抗匹配网络是所述目标天线阵列模块中的每个阵元天线中的射频源与负载之间设置的匹配网络。

6.一种终端设备，其特征在于，包括：

第一检测单元，用于通过频率测量模块检测通信信号的中心频率；

波长计算单元，用于根据所述第一检测单元检测到的所述中心频率，计算所述通信信号的中心波长；

目标匹配单元，用于根据所述波长计算单元计算出的所述中心波长，从多个天线阵列模块中匹配出目标天线阵列模块，所述目标天线阵列模块的天线阵元间距与所述中心波长相匹配，所述天线阵元间距是天线阵列模块中的每个天线阵元之间的距离，所述多个天线阵列模块中的任意两个天线阵列模块的天线阵元间距互不相同；

启动单元，用于启动所述目标匹配单元匹配出的所述目标天线阵列模块。

7.根据权利要求6所述的终端设备，其特征在于，还包括：

强度检测单元，用于在所述第一检测单元检测通信信号的中心频率之前，检测所述通信信号的信号强度；

强度判断单元，用于判断所述强度检测单元检测到的所述信号强度的绝对值是否低于某一阈值；

增强单元，用于当所述强度判断单元的判断结果为是时，增强所述通信信号的所述信号强度。

8.根据权利要求7所述的终端设备，其特征在于，所述增强单元包括：

第一滤波子单元，用于当所述强度判断单元的判断结果为是时，通过第一级双工器对所述通信信号进行滤波得到滤波信号；

第一处理子单元，用于将所述第一滤波子单元得到的所述滤波信号通过低噪声放大器处理得到放大信号；

第二处理子单元，用于将所述第一处理子单元得到的所述放大信号通过中频频段选择器处理得到中频信号；

第二滤波子单元，用于将所述第二处理子单元得到的所述中频信号通过大功率放大器进行放大后，再通过第二级双工器进行滤波处理，以增强所述通信信号的信号强度。

9.根据权利要求6、7或8所述的终端设备，其特征在于，所述目标匹配单元，包括：

第一子单元，用于获取所述多个天线阵列模块中的每个天线阵列模块的天线阵元间距，所述天线阵元间距是天线阵列模块中的每个天线阵元之间的距离；

第二子单元，用于根据所述中心波长计算得到目标波长，所述目标波长为所述中心波长的一半；

第三子单元，用于计算匹配度集合，所述匹配度集合是所述第二子单元计算出的所述目标波长分别与所述第一子单元获取到的每个所述天线阵元间距作减法的结果绝对值集合；

第四子单元，用于从所述第三子单元计算出的所述匹配度集合中确定出最小的匹配度所对应的天线阵列模块，作为目标天线阵列模块。

10.根据权利要求8所述的终端设备，其特征在于，还包括：

第二检测单元，用于在所述启动单元启动所述目标天线阵列模块之后，检测所述目标天线阵列模块中的阵元天线的谐振频率，所述目标天线阵列模块中的每个阵元天线两两相同；

频率判断单元，用于判断所述第一检测单元检测到的所述中心频率与所述第二检测单元检测到的所述谐振频率是否相等；

阻抗调节单元，用于当所述频率判断单元的判断结果为否时，调节所述目标天线阵列模块中的每个阵元天线的阻抗匹配网络的阻抗，以使所述目标天线阵列模块中的每个阵元天线的天线阻抗为纯阻性的阻抗，所述阻抗匹配网络是所述目标天线阵列模块中的每个阵元天线的射频源与负载之间设置的匹配网络。

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