CN108039919A - 天线系统的调试方法、装置及天线系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天线系统的调试方法,包括步骤:分别根据各个射频系统对应的各预定工作频段,确定各射频系统在天线辐射体上的各个馈点所处的目标位置;依次在对应于各馈点的各匹配器与相应各馈点连接后,若各匹配器的阻抗值变化,使各馈点相应射频系统的反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流的相位反相时,则获取各匹配器的目标阻抗值。还公开一种天线系统的调试装置及一种天线系统。通过确定各个馈点在天线辐射体上的目标位置,进而调整各个匹配器的阻抗值到目标阻抗值,使得各个预定工作频段的射频系统可以在各自频段自有的谐振状态下工作,得到无双工器、可同时支持多频段信号收发的天线系统。无需配置双工器,天线设计制作成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,特别是涉及一种天线系统的调试方法、装置及天线系统。
背景技术
随着各种智能终端设备的更新换代,智能终端设备支持的功能更加丰富多样。功能的丰富多样,在无线通信方面意味着需要同时工作的不同频段的射频模组数量增加。在智能终端设备有限的空间内,实现不同的工作频段同时工作,传统的通信天线通常需要在导频信号的传导电路上配备双工器,确保信号收发互不干扰。然而,在通信天线上加载的工作频段数量越多,支持不同频段的双工器的制备越发困难且成本更高,从而大大提高了通信天线的设计制作成本。
发明内容
基于上述分析,有必要针对传统的多频段通信天线设计制作成本较高的问题,提供一种天线系统的调试方法、一种天线系统的调试装置以及一种天线系统。
一种天线系统的调试方法,包括步骤:
分别根据各个射频系统对应的各相异预定工作频段,确定各所述射频系统在天线辐射体上的各个馈点所处的目标位置;其中,各所述馈点为各所述射频系统与所述天线辐射体的连接点;所述目标位置为工作在对应所述预定工作频段的所述射频系统在所述天线辐射体上的阻抗匹配位置;
依次在对应于各所述馈点的各匹配器与相应各所述馈点连接后,若所述匹配器的阻抗值变化,使各所述馈点相应所述射频系统的反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流反相时,则获取各所述匹配器的目标阻抗值;其中,所述寄生辐射电流为各所述射频系统在工作时,从各对应所述馈点流入相应所述射频系统的辐射电流。
一种天线系统的调试装置,包括:
位置确定模块,用于分别根据各个射频系统对应的各相异预定工作频段,确定各所述射频系统在天线辐射体上的各个馈点所处的目标位置;其中,各所述馈点为各所述射频系统与所述天线辐射体的连接点;所述目标位置为工作在对应所述预定工作频段的所述射频系统在所述天线辐射体上的阻抗匹配位置;
阻抗获取模块,用于依次在对应于各所述馈点的各匹配器与相应各所述馈点连接后,若各所述匹配器的阻抗值变化,使各所述馈点相应所述射频系统的反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流反相时,则获取各所述匹配器的目标阻抗值;其中,所述寄生辐射电流为各所述射频系统在工作时,从各对应所述馈点流入相应所述射频系统的辐射电流。
一种计算机设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的天线系统的调试方法的步骤。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现所述的天线系统的调试方法的步骤。
一种天线系统,包括天线辐射体和两个以上数量的射频系统,以及对应于各所述射频系统的各匹配器;其中,各所述射频系统对应不同的预定工作频段,各所述匹配器的阻抗值分别为各目标阻抗值;
各所述射频系统分别连接到所述天线辐射体上的各目标位置处并形成相应的馈点,各所述匹配器分别连接到与各所述射频系统相应的各所述馈点;
各所述目标位置分别为工作在对应所述预定工作频段的各所述射频系统在所述天线辐射体上的阻抗匹配位置;
各所述目标阻抗值分别为:在各所述匹配器与相应各所述馈点连接后,各所述匹配器的阻抗值变化,使各所述馈点相应所述射频系统的反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流反相时,各所述匹配器的目标阻抗值。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果:
通过确定各个馈点在天线辐射体上的目标位置,进而调整各个匹配器的阻抗值到目标阻抗值,使得各个预定工作频段的射频系统可以在各自频段自有的谐振状态下工作,而不会受到其他射频系统工作时对应馈点的负载牵引干扰,从而得到无双工器、可同时支持多频段信号收发的天线系统。各个频段在各馈点之间的负载牵引干扰隔离由各匹配器和各射频系统自带的滤波器实现,无需配置额外的隔离器件,解决了传统的通信天线设计制作成本较高的问题,达到了天线设计制作成本较低的效果。
附图说明
图1为本发明一个实施例的天线系统的调试流程示意图;
图2为本发明另一个实施例的天线系统的调试流程示意图;
图3为本发明一个实施例的天线系统各部件的连接示意图;
图4为本发明一个实施例的天线系统各部件的连接示意图;
图5为本发明另一个实施例的天线系统各部件的连接示意图;
图6为本发明一个实施例中利用史密斯圆图的匹配器调节过程示意图;
图7为本发明另一个实施例中利用史密斯圆图的匹配器调节过程示意图;
图8为本发明一个实施例的天线系统的调试装置模块示意图;
图9为本发明另一个实施例的天线系统的调试装置模块示意图;
图10为本发明一个实施例的天线系统结构连接示意图;
图11为本发明另一个实施例的天线系统结构连接示意图;
图12为本发明又一个实施例的天线系统结构连接示意图;
图13为本发明其中一个实施例的天线系统结构连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的天线系统的调试方法、装置及天线系统的具体实施方式作详细的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
在现代信息化社会中,各种各样的电子设备大多具备通信能力,以实现与同类或者不同类设备之间的联动通信,大大方便信息传递以及加工处理。例如,在一些无线设备中,所要传递的信息可以无线信号的方式向目的地传输,通常的过程可以是由终端设备通过自身配置好的射频系统来将需要传递的信号在一定的频段内输出到天线辐射体的馈点上,最后由天线辐射体以电磁波的无线信号形式发射出去,这样接收方设备就可以获取到对应的无线信号,完成信息传递的过程。
在实现本发明的过程中,发明人发现:随着智能化技术的快速发展,无线终端设备例如智能移动终端,尺寸越来越小,单台智能终端上所需要支持的工作频段越来越多,因此,在有限的空间内实现支持多个不同工作频段的射频系统同时工作变得越来越困难。在传统的天线设计方式中,要求支持不同工作频段同时工作,则常需要在传导电路上配备双工器。但随着要求支持的工作频段增多,能够支持不同工作频段的双工器变得难以设计和制备;此外,信号传导到天线辐射体上常采用单一馈点,也使得天线的带宽设计变得更为困难,最终导致天线设计制作成本高昂。
请参阅图1,针对上述传统的多频段通信天线设计制作存在的技术问题,提供一种天线系统的调试方法,包括步骤:
S12,分别根据各个射频系统对应的各预定工作频段,确定各射频系统在天线辐射体上的各个馈点所处的目标位置;其中,各馈点为各射频系统与天线辐射体的连接点;各目标位置为工作在对应预定工作频段的各射频系统在天线辐射体上的阻抗匹配位置。
可以理解,各个射频系统可以分别是工作在互不相同的工作频段上、用于输出待发射射频信号的信号源系统。各预定工作频段可以是各个射频系统在天线系统载入射频信号所使用的各频段。一般的,一个射频系统在一个预定工作频段上工作。天线辐射体可以是天线系统上用于无线信号收发的辐射体部分。各馈点可以是各个射频系统将射频信号传送到天线辐射体上的馈电点。各预定工作频段之间可以是互为非奇次谐波的关系,也即是说,各预定工作频段之间可以是偶次谐波的关系,也可以是不具备谐波的关系,以确保各射频系统22的带外抑制功能,如此一方面可以满足射频信号的发射要求,另一方面还可以较容易使射频系统内部的滤波电路部分获得较高的信号隔离度。
具体的,计算设备可以通过接收输入或者从参数数据库调用的方式,获得每一个射频系统对应的各自预定工作频段数据,进而可以根据每一个射频系统对应的各自工作频段,调用仿真应用工具或者专用仪器设备,例如调用专用的阻抗匹配分析应用或者支持史密斯圆图功能的网络分析仪,计算或者模拟出各个射频系统在天线辐射体上的阻抗匹配位置,从而实现天线系统的阻抗匹配设计,获得天线系统较高的辐射效率。
以网络分析仪为例,在确定各阻抗匹配位置的过程中,设计人员可以将网络分析仪的监测端口对应连接到射频系统与天线辐射体连接形成的预选馈点,计算设备可以通过数据线连接到网络分析仪进行数据同步。设计人员可以不断调整移动预选馈点位置,使网络分析仪可以即时采集到天线的阻抗匹配状态信息,从而计算设备可以根据阻抗匹配状态信息同步计算对应的辐射效率。当计算设备上获得最高辐射效率时,将该最高辐射效率对应的预选馈点位置确定为该射频系统在天线辐射体上的目标位置。
以仿真应用工具为例,在确定各阻抗匹配位置的过程中,设计人员可以通过计算设备完成天线系统的建模,从而,计算设备可以根据预设定的各个预定工作频段值,计算出对应于各预定工作频段的射频系统在天线辐射体上的阻抗匹配位置,也即得到实际天线系统中,各射频系统应当接入到天线辐射体上的各目标位置。
一般的,每一个馈点一般可以对应有一个用于天线系统的阻抗调整的匹配器,在确定各个射频系统在天线辐射体上的阻抗匹配位置时,可以默认接入各自匹配器中的直通匹配电路部分,以实现射频信号在天线辐射体上对应的辐射电流的馈入和馈出。
S14,依次在对应于各馈点的各匹配器与相应各馈点连接后,若各匹配器的阻抗值变化,使各馈点相应射频系统的反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流反相时,则获取各匹配器的目标阻抗值;其中,寄生辐射电流为各射频系统在工作时,从各对应馈点流入相应射频系统的辐射电流。
可以理解,此步骤中的各匹配器可以是包含用于对辐射电流的相位调节、由电感电容器件构成的相位匹配电路部分和前述步骤中的直通匹配电路部分的各匹配器。相应的,本步骤中的匹配器可将相位匹配电路部分和直通匹配电路两部分全部接入到对应的馈点上。阻抗值变化可以是调节匹配器中的相位匹配电路部分的阻抗,例如通过更换电感和/或电容器件来改变该部分匹配电路的阻抗值。目标阻抗值可以是:匹配器在各馈点相应射频系统的反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流的相位反相时的阻抗值。寄生辐射电流具体可以是:在其中任一个匹配器的阻抗值变化的过程中,来自该阻抗值变化的匹配器对应的射频系统以外的其他周边射频系统的辐射电流。
一般的,在各个射频系统工作时,都会在天线辐射体上产生对应频段的辐射电流,辐射电流大部分从天线辐射体上以电磁波的形式对外发射,部分则会流入周边的馈点,以带外信号的形式进入周边馈点对应的射频系统。寄生辐射电流若没有被各周边馈点对应的射频系统反射并被对应频段的射频系统抵消,则常会对自身对应的射频系统造成辐射干扰。这种辐射干扰一般可以称为其他射频系统工作时对自身射频系统的负载牵引干扰。
具体的,设计人员可以在确定好各个射频系统在天线辐射体上的目标位置后,将实体的前述天线部件连接,其中,对于匹配器可以预先接入直通匹配电路部分(此部分决定天线系统的阻抗匹配,一般的市售匹配电路即可充当),断开相位匹配电路部分。依次将各个馈点对应的匹配器中的相位匹配电路部分连接到馈点后,利用计算设备联动测试,对应依次在各匹配器的阻抗值变化过程中,若判断到各馈点相应射频系统反射的寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流的相位反相时,则计算设备获取各匹配器的目标阻抗值。
对于目标阻抗值的获取例如可以是:计算设备通过监测仪器从已连接到对应馈点的匹配器上或者从对应馈点上采集对应射频系统的反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流的相位信息。监测仪器可以是网络分析仪。当设计人员手动调整或者监测仪器自动调整各匹配器相位匹配电路部分的阻抗值时,计算设备同步监测反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流的相位变化。计算设备可以通过判断到反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流的相位差为零时,判定反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流的相位反相,此时,计算设备即可以从监测仪器上读取对应的目标阻抗值。
如此,通过确定各个馈点在天线辐射体上的目标位置,进而调整各个匹配器的阻抗值到目标阻抗值,使得各个预定工作频段的射频系统可以反射各其他射频系统的寄生辐射电流并使其在各自馈点上反相相消,各射频系统可在各自预定工作频段自有的谐振状态下工作,而不会受到其他射频系统工作时对应馈点的负载牵引干扰,从而得到无双工器、可同时支持多频段信号收发的天线系统。天线的设计简化、且无需配置额外的负载牵引干扰隔离器件,解决了传统的通信天线设计制作成本较高的问题,达到了天线设计制作成本较低的效果。
可选的,前述调试过程例如可以是:设计人员可以将天线系统对接到计算设备上,以便可以通过计算设备实时观测到天线系统的调试结果。在调测其中任一个馈点对应的匹配器时,设计人员可以将该馈点相应的匹配器中的相位匹配电路部分接入,可以通过但不限于更换不同电容和/或电感器件,以及微调器件阻抗值的方式,使相位匹配电路部分的阻抗发生变化,从而改变对应的射频系统对其他射频系统的寄生辐射电流反射的相位延时,此时其他馈点对应的各匹配器的相位匹配电路部分可以维持不接入的状态,提高调试结果的精度。计算设备记录天线系统随匹配器调节过程的实时调试结果,当从调试结果中判断到该射频系统反射的寄生辐射电流的相位与入射到该射频系统中的对应寄生辐射电流的相位反相时,则即时获取对应匹配器的目标阻抗值。如此,利用计算设备的自动计算和监测,可以确保调试结果的精度。
在其中一个实施例中,天线系统可以通过网分析仪与计算设备对接。如此,一方面可以方便设计人员即时调整匹配器的阻抗,另一方面可以利用计算设备的数据处理功能提高调试效率,进一步降低天线系统的设计制作成本。
在其中一个实施例中,若判断到各匹配器的阻抗值变化,使各馈点相应射频系统反射的寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流的相位反相时,则获取各匹配器的目标阻抗值的过程还可以是但不限于:计算设备在调用的仿真工具展示的史密斯圆图中或者网络分析仪上展示的史密斯圆图中,被调试匹配器的阻抗位置在相位匹配电路部分接入前和接入后达到一致时,计算设备从圆图中读取对应的目标阻抗值。如此,可以更直观且更方便地获得设计人员所需要的匹配器设计结果。
前段所述的被调试匹配器的阻抗位置在相位匹配电路部分接入前和接入后达到一致,可以是指史密斯圆图中,相位匹配电路部分接入前的阻抗位置和接入后的阻抗位置相同。也可以是指史密斯圆图中,相位匹配电路部分接入前的阻抗位置和接入后的阻抗位置均在相同的圆周上。
请参阅图2,在其中一个实施例中,对于步骤S12,可以包括以下步骤:
S122,获取各射频系统对应的各预定工作频段的值。S124,分别根据各预定工作频段的值,调用史密斯圆图工具进行阻抗匹配仿真分析,得到各目标位置。
其中,各预定工作频段的值可以是每一个射频系统对应的各预定工作频段的频率值范围,也可以是对应各预定工作频段的中心频率值。阻抗匹配仿真分析可以是计算设备根据获得的各预定工作频段的值,结合预先设定的天线系统的相关结构参数进行仿真模拟,以仿真的方式模拟天线系统中的射频系统和天线辐射体在各预定工作频段中的工作情况,确定天线系统辐射效率符合设计的效率指标时的各射频系统接到天线辐射体上的位置,这些位置与实体天线系统中各对应射频系统连接到天线辐射体上的位置对应。
可以理解,计算设备可以通过由设计人员直接输入的方式获取各射频系统对应的各预定工作频段的值,也可以通过调用相关设计数据库的方式从相关服务器中获取各射频系统对应的各预定工作频段的值。进而,根据获取的各预定工作频段的值调用史密斯圆图工具或者间接控制网络分析仪中的史密斯圆图工具进行阻抗匹配仿真分析,以得到所需的各目标位置。如此,可以快速且方便地完成天线系统设计中所必需的阻抗匹配设计过程。需要指出的是,本实施例中给出的仿真分析方式仅是一个可选方式,而不是唯一方式。例如,还可以通过调用专用的天线设计设备进行阻抗匹配位置的确定。
在其中一个实施例中,计算设备可以在设计人员每次调整各馈点在天线辐射体上的位置后,例如在计算设备的相应设计界面上改变各馈点的位置参数值,均重新进行目标位置的确定。计算设备还可以通过预定的各馈点位置调控参数来自动执行各馈点位置的调节,完成目标位置的确定过程。如此,可以通过多次调整各馈点位置再重复确定目标位置的过程,获得辐射效率更高的各馈点的目标位置。
请参阅图3至5,在其中一个实施例中,上述各实施例中的天线辐射体可以包括IFA天线辐射体或槽天线辐射体。
其中,天线辐射体为IFA天线辐射体时,各匹配器可以通过馈线连接在各射频系统与各相应馈点之间,如此,可以确保天线辐射体的辐射效率。天线辐射体为槽天线辐射体时,各匹配器可以通过馈线连接在各射频系统与各相应馈点之间;各匹配器还可以和各射频系统分别通过馈线连接到对应的各馈点,如此,可以确保天线辐射体的辐射效率。
请参阅图6至7,在其中一个实施例中,天线系统的调试具体过程例如可以是:以天线辐射体为一侧接地的IFA天线辐射体或一侧闭合的槽天线辐射体结构为例,对于双馈点天线系统:接上匹配器A的直通匹配电路部分,模拟馈点A在天线辐射体上调整位置,由计算设备观测天线的辐射效率,以实现工作频段为Fa的自有的谐振,完成馈点A处的阻抗匹配。接上匹配器B的直通匹配电路部分,模拟馈点B在天线辐射体上调整位置,由计算设备观测天线的辐射效率,以实现工作频段为Fb的自有的谐振,完成馈点B处的阻抗匹配。工作频段Fa和工作频段Fb满足非奇次谐波关系。
匹配器B的目标阻抗值调整可如图6所示:在计算设备上或者联动的网络分析仪上,观察未接入匹配器B的相位匹配电路部分时,馈点A处在工作频段Fa的史密斯圆图位置AB1。接上匹配器B的相位匹配电路部分,并调整匹配器B的相位匹配电路部分的阻抗,使馈点A处在工作频段Fa的史密斯圆图位置AB2与AB1位置一致。此时,馈点A处在Fa频段看到的史密斯圆图位置是基本维持不变的(相对于圆心位置不变),也即天线辐射效率因匹配调节的影响极小。
类似的,匹配器A的目标阻抗值调整:在计算设备上或者联动的网络分析仪上,观察未接入匹配器A的相位匹配电路部分时,馈点B处在工作频段Fb的史密斯圆图位置BA1。接上匹配器A的相位匹配电路部分,并调整匹配器A的相位匹配电路部分的阻抗,使馈点B处在工作频段Fb的史密斯圆图位置BA2与BA1位置一致,得到双馈点天线系统。
对于三馈点天线系统可如图7所示:各馈点的阻抗匹配位置调试方法同双馈点中各馈点的阻抗匹配位置的调试方法类似。以馈点A对应的匹配器A的调试为例,调试方法可与双馈点的各匹配器调试同理类似。调整后的匹配器A,在维持工作频段Fa所在史密斯圆图位置的同时,微调阻抗将接有滤波器B后的馈点B,以及接有滤波器C后的馈点C处在工作频段Fa所在的史密斯圆图位置,牵引回匹配器B和匹配器C的相位匹配电路部分断开时的初始位置。配器B和匹配器C的调试方法可与匹配器A的调试方法一致。对应更多馈点的天线系统,各匹配器的调试方式与三馈点天线系统的调试同理。
在其中一个实施例中,上述各实施例中的计算设备可以是计算机。
请参阅图8,在其中一个实施例中,提供一种天线系统的调试装置100,包括:位置确定模块12和阻抗获取模块14。位置确定模块12用于分别根据各个射频系统对应的各预定工作频段,确定各射频系统在天线辐射体上的各个馈点所处的目标位置。其中,各预定工作频段之间互为非奇次谐波关系。各目标位置为工作在相应预定工作频段的各射频系统在辐射体上的阻抗匹配位置。各馈点为各射频系统与天线辐射体的连接点。
阻抗获取模块14用于依次在对应于各馈点的各匹配器与相应各馈点连接后,若各匹配器的阻抗值变化,使各馈点相应所射频系统的反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流反相时,则获取各匹配器的目标阻抗值。其中,寄生辐射电流为各射频系统在工作时,从各对应馈点流入相应射频系统的辐射电流。
关于天线系统的调试装置100的具体限定可以参见上文中对于天线系统的调试方法的限定,在此不再赘述。上述天线系统的调试装置100中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
如此,通过位置确定模块12确定各个馈点在天线辐射体上的目标位置,进而通过阻抗获取模块14到目标阻抗值,使得各个预定工作频段的射频系统可以反射其他各射频系统的寄生辐射电流并使其在各自馈点上反相相消,在各自频段的自有的谐振状态下工作,而不会受到其他射频系统工作时对应馈点的负载牵引干扰,从而得到无双工器、可同时支持多频段信号收发的天线系统,天线的设计简化、且无需配置额外的干扰隔离器件,解决了传统的通信天线设计制作成本较高的问题,达到了天线设计制作成本较低的效果。
请参阅图9,在其中一个实施例中,位置确定模块12可以包括频段值获取子模块120和位置分析子模块121。频段值获取子模块120用于获取各射频系统对应的各预定工作频段的值。位置分析子模块121用于分别根据各预定工作频段的值,调用史密斯圆图工具进行阻抗匹配仿真分析,得到各目标位置。如此,通过频段值获取子模块120和位置分析子模块121可以快速且方便地完成天线系统设计中所必需的阻抗匹配设计过程。
在其中一个实施例中,提供一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行该计算机程序时实现如下步骤:分别根据各个射频系统对应的各预定工作频段,确定各射频系统在天线辐射体上的各个馈点所处的目标位置;其中,各预定工作频段之间互为非奇次谐波关系;各馈点为各射频系统与天线辐射体的连接点;各目标位置为工作在相应预定工作频段的各射频系统在天线辐射体上的阻抗匹配位置;依次在对应于各馈点的各匹配器与相应各馈点连接后,若各匹配器的阻抗值变化,使各馈点相应射频系统的反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流的相位反相时,则获取各匹配器的目标阻抗值;其中,寄生辐射电流为各射频系统在工作时,从各对应馈点流入相应射频系统的辐射电流。
在其中一个实施例中,处理器执行前段所述计算机程序时,还可以实现上述各实施例中天线系统的调试方法的各子步骤。
在其中一个实施例中,一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时可实现如下步骤:分别根据各个射频系统对应的各预定工作频段,确定各射频系统在天线辐射体上的各个馈点所处的目标位置;其中,各预定工作频段之间互为非奇次谐波关系;各馈点为各射频系统与天线辐射体的连接点;各目标位置为工作在相应预定工作频段的各射频系统在天线辐射体上的阻抗匹配位置;依次在对应于各馈点的各匹配器与相应各馈点连接后,若各匹配器的阻抗值变化,使各馈点相应射频系统的反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流的相位反相时,则获取各匹配器的目标阻抗值;其中,寄生辐射电流为各射频系统在工作时,从各对应馈点流入相应射频系统的辐射电流。
在其中一个实施例中,前段所述的计算机程序被处理器执行时,还可以实现上述各实施例中天线系统的调试方法的各子步骤。
本领域普通技术人员可以理解,实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中,作为独立的产品销售或使用。所述程序在执行时,可执行如上述各方法的实施例的全部或部分步骤。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。
请参阅图10,在其中一个实施例中,还提供一种多频段的天线系统200,包括天线辐射体20和两个以上数量的射频系统22,以及对应于各射频系统22的各匹配器24。其中,各射频系统22对应不同的预定工作频段,且各预定工作频段互为非奇次谐波关系。各匹配器24的阻抗值分别为各目标阻抗值。各射频系统22分别连接到天线辐射体20上的各目标位置处并形成相应的馈点201,各匹配器20分别连接到与各射频系统22相应的各馈点201。各目标位置分别为工作在相应预定工作频段的各射频系统22在天线辐射体20上的阻抗匹配位置。各目标阻抗值分别为:在各匹配器24与相应各馈点201连接后,各匹配器24的阻抗值变化,使各馈点201相应射频系统22的反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流的相位反相时,各匹配器24的目标阻抗值。寄生辐射电流具体可以是:来自任一匹配器24对应的射频系统22以外的其他周边各射频系统22的辐射电流,该辐射电流包含的各分量的频段分别对应于周边各辐射系统22的工作频段。寄生辐射电流对于该任一匹配器24对应的射频系统22而言,属于带外辐射电流。
可以理解,天线系统200中,射频系统22的数量至少有两个,也可以多于两个,也即是说,射频系统22的数量可以由天线系统200将要加载的预定工作频段的数量决定。例如各预定工作频段有三种时,则对应着3个射频系统22。各个射频系统22可以分别是工作在互不相同的、非奇次谐波关系的预定工作频段上、用于输出待发射射频信号的信号源系统。各个射频系统22可以直接或通过对应匹配器24间接连接到天线辐射体20上的各目标位置处的馈点201,各馈点201之间的位置关系满足各射频系统22与天线辐射体20的阻抗匹配。各匹配器24对应于各个馈点201,也即对应于各个射频系统22,且各匹配器24的阻抗值为:使得各馈点201相应射频系统22的反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流的相位反相时的目标阻抗值,如此,通过天线系统200中阻抗匹配的设置,可以保证天线系统200的辐射效率前提,通过各具有目标阻抗值的匹配器24的设计,可以确保各个射频系统22能够各自工作在自有的谐振状态,不受自身以外的其他射频系统22的负载牵引干扰,从而实现各个射频系统22可以在无双工器的射频系统200上独立工作,损耗较低,大大降低了天线系统200的设计制作成本;天线系统200占用的天线空间和PCB(印刷电路板)布板空间更小。
在其中一个实施例中,上述实施例中的匹配器24可以包含直通匹配电路部分和相位匹配电路部分,如此,在天线系统200设计过程中,匹配器24的阻抗值变化到目标阻抗值时,可以是调节相位匹配电路部分的阻抗,例如,通过更换电感和/或电容器件来改变该部分匹配电路的阻抗值,如此,一方面改变的阻抗值主要影响匹配器24对通过的寄生辐射电流信号的相位,另一方面对于射频系统22与天线辐射体20之间的辐射效率不会产生明显影响。如此,可以有效确保各个射频系统22能够各自工作在自有的谐振状态,不受自身以外的其他射频系统22的负载牵引干扰,从而实现各个射频系统22可以在无双工器的射频系统200上独立工作,无需设计制作双工器。
在其中一个实施例中,天线辐射体20可以包括IFA天线辐射体或槽天线辐射体。例如如图10所示,天线辐射体20为IFA天线辐射体时,各匹配器24可以通过馈线26连接在各射频系统22与各相应馈点201之间,如此,可以确保天线辐射体20的辐射效率。又例如如图11所示,天线辐射体20为槽天线辐射体时,各匹配器24可以通过馈线26连接在各射频系统22与各相应馈点201之间。如图12所示,各匹配器24还可以和各射频系统22分别通过馈线26连接到对应的各馈点201,如此,可以确保天线辐射体20的辐射效率。
在其中一个实施例中,天线辐射体20包括形成有各馈点201的辐射部和用于接地的接地部。可以理解,天线辐射体20无论是IFA天线辐射体或槽天线辐射体,均会设置相应的接地部接地,以及设置相应的辐射部加载各馈点201,在天线系统200工作时,待发射信号则可以从辐射部以电磁波的形式辐射出去,完成信号的发射。
请参阅图13,在其中一个实施例中,各射频系统22均可以包括用于输出待发射信号的射频信号源220和用于反射寄生辐射电流的滤波器222。滤波器222的输入端与射频信号源220的输出端连接,滤波器222的输出端连接到相应的馈点201。
具体的,上述各实施例中的寄生辐射电流的反射,具体可以由各射频系统22自带的滤波器222实现。滤波器222一般可以是反射式滤波器222,其广泛应用于各类天线的射频系统22中。在实际应用时,通常是直接购买反射式滤波器222并投入使用。对于需要加载不同频段的信号的天线辐射体20,滤波器222一般会存在对于来自其他射频信号源220的带外辐射电流的反射具有相位延时的问题,导致在工作时,反射出去的带外辐射电流并不能完全被其射频信号源220出射的辐射电流抵消,而影响带外信号的正常发射,甚至使其他各射频信号源220无法有效工作。因此,通过滤波器222搭配上述实施例中的匹配器24可以有效实现带外辐射电流反射的相位调节,确保各个射频信号源220能够独立有效工作。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形、组合和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种天线系统的调试方法,其特征在于,包括步骤:
分别根据各个射频系统对应的各预定工作频段,确定各所述射频系统在天线辐射体上的各个馈点所处的目标位置;其中,各所述馈点为各所述射频系统与所述天线辐射体的连接点;各所述目标位置为工作在对应所述预定工作频段的各所述射频系统在所述天线辐射体上的阻抗匹配位置;
依次在对应于各所述馈点的各匹配器与相应各所述馈点连接后,若各所述匹配器的阻抗值变化,使各所述馈点相应所述射频系统的反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流反相时,则获取各所述匹配器的目标阻抗值;其中,所述寄生辐射电流为各所述射频系统在工作时,从各对应所述馈点流入相应所述射频系统的辐射电流。
2.根据权利要求1所述的天线系统的调试方法,其特征在于,分别根据各个射频系统对应的各预定工作频段,确定各所述射频系统在天线辐射体上的各个馈点所处的目标位置的步骤,包括:
获取各所述射频系统对应的各所述预定工作频段的值;
分别根据各所述预定工作频段的值,调用史密斯圆图工具进行阻抗匹配仿真分析,得到各所述目标位置。
3.根据权利要求1所述的天线系统的调试方法,其特征在于,所述天线辐射体包括IFA天线辐射体或槽天线辐射体。
4.一种天线系统的调试装置,其特征在于,包括:
位置确定模块,用于分别根据各个射频系统对应的各预定工作频段,确定各所述射频系统在天线辐射体上的各个馈点所处的目标位置;其中,各所述目标位置为工作在对应所述预定工作频段的各所述射频系统在所述辐射体上的阻抗匹配位置;各所述馈点为各所述射频系统与所述天线辐射体的连接点;
阻抗获取模块,用于依次在对应于各所述馈点的各匹配器与相应各所述馈点连接后,若各所述匹配器的阻抗值变化,使各所述馈点相应所述射频系统的反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流反相时,则获取各所述匹配器的目标阻抗值;其中,所述寄生辐射电流为各所述射频系统在工作时,从各对应所述馈点流入相应所述射频系统的辐射电流。
5.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-3任一项所述的天线系统的调试方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-3任一项所述的天线系统的调试方法的步骤。
7.一种天线系统,其特征在于,包括天线辐射体和两个以上数量的射频系统,以及对应于各所述射频系统的各匹配器;其中,各所述射频系统对应不同的预定工作频段,各所述匹配器的阻抗值分别为各目标阻抗值;
各所述射频系统分别连接到所述天线辐射体上的各目标位置处并形成相应的馈点,各所述匹配器分别连接到与各所述射频系统相应的各所述馈点;
各所述目标位置分别为工作在相应所述预定工作频段的各所述射频系统在所述天线辐射体上的阻抗匹配位置;
各所述目标阻抗值分别为:在各所述匹配器与相应各所述馈点连接后,各所述匹配器的阻抗值变化,使各所述馈点相应所述射频系统的反射寄生辐射电流的相位与入射寄生辐射电流反相时,各所述匹配器的目标阻抗值。
8.根据权利要求7所述的天线系统,其特征在于,所述天线辐射体包括IFA天线辐射体或槽天线辐射体。
9.根据权利要求7或8所述的天线系统,其特征在于,所述天线辐射体包括形成有各所述馈点的辐射部和用于接地的接地部。
10.根据权利要求7所述的天线系统,其特征在于,各所述射频系统均包括用于输出待发射信号的射频信号源和用于反射所述寄生辐射电流的滤波器,所述滤波器的输入端与所述射频信号源的输出端连接,所述滤波器的输出端连接到相应的所述馈点。
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