CN109216895A - 一种天线结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天线结构，包括：激励单元以及至少一个耦合单元；其中，至少一个所述耦合单元上设置有电调模组，当所述电调模组处于第一状态时，所述耦合单元为所述天线结构的引向器；当所述电调模组处于第二状态时，所述耦合单元为所述天线结构的发射器。本发明通过调节电调模组的状态，即可以调整相应耦合单元的电长度，从而改变天线的方向图，进而实现方向图可重构的目的。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种天线结构。
背景技术
随着无线通信技术日新月异的发展，特别是随着第五代移动通信技术(5thGeneration Mobile Communications，简称5G)的即将商用，无线通信系统的应用场景越来越丰富，从而对无线通信系统关键部件之一的天线的要求越来越高，而有的应用场景中，需要方向图可变的高增益天线。
传统的天线结构一般是方向图的主瓣只能朝一个方向，若要达到方向图改变的目的，则需要机械式的转动天线，其操不便；此外，为了达到方向图改变的目的，还有使用阵列天线波束扫描或成形的方式，但实现波束扫描或成形则往往对天线整体占据的面积有要求，且设计较为复杂、成本高。
发明内容
本发明实施例提供了一种天线结构，以解决现有技术中天线结构的方向图不易重构的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
本发明实施例提供了一种天线结构，包括：激励单元以及至少一个耦合单元；
其中，至少一个所述耦合单元上设置有电调模组，当所述电调模组处于第一状态时，所述耦合单元为所述天线结构的引向器；当所述电调模组处于第二状态时，所述耦合单元为所述天线结构的发射器。
这样，本发明的上述方案中，通过将电调模组插入在耦合单元的中间部分，而经由改变电调模组的参数值，即可以调整相应耦合单元的电长度，从而改变天线的方向图，进而实现方向图可重构(Pattern reconfigurable)的目的。
此外，还可以通过改变电调模组的参数值，调整相应耦合单元的电长度，进而改变天线的波束宽，这样可以应用于开始时粗泛扫描，要求扫描范围广，波束宽大，当找到目标物体，建立通信连接后，通过改变电长度，使波束宽变窄，以提高增益，进而提升通信系统的通信质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示本发明实施例的天线结构的示意图之一；
图2表示本发明实施例的天线结构的示意图之二；
图3表示本发明实施例的天线结构的示意图之三；
图4表示图3中耦合单元作为引向器时主波束朝向+y方向的方向图；
图5表示图3中+y与-y方向趋于对称的方向图；
图6表示图3中耦合单元作为放射器时主波束朝向-y方向的方向图；
图7表示本发明实施例的天线结构的示意图之四；
图8表示本发明实施例的天线结构的示意图之五；
图9表示本发明实施例的天线结构的示意图之六；
图10表示本发明实施例的天线结构的示意图之七；
图11表示本发明实施例的天线结构的示意图之八；
图12表示图11中第一耦合单元和第一耦合单元中电容值相等时的方向图；
图13表示图11中第一耦合单元作为引向器且第二耦合单元作为反射器的方向图；
图14表示图11中第一耦合单元作为反射器且第二耦合单元作为引向器的方向图；
图15表示图11中第一耦合单元和第二耦合单元都作为反射器的方向图；
图16表示本发明实施例的天线结构的示意图之九。
附图标记说明：
101、天线结构；
1、激励单元；
11、激励信号源；
2、耦合单元；
21、第一被耦辐射体；
22、第二被耦辐射体；
3、电调模组；
31、第一可调电容；
32、第二可调电容；
33、第一电感；
34、第一开关；
35、第三可调电容；
36、第二电感；
37、单刀双掷开关；
38、第三电感；
39、第二开关；
401、方向图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1，本发明实施例提供了一种天线结构101，包括：激励单元1以及至少一个耦合单元2。
所述激励单元1和所述耦合单元2之间具有间隙；每一所述耦合单元2之间也具有间隙。
其中，至少一个所述耦合单元2上设置有电调模组3，当所述电调模组3处于第一状态时，所述耦合单元2为所述天线结构的引向器；当所述电调模组3处于第二状态时，所述耦合单元2为所述天线结构的发射器。
具体的，所述电调模组3用于调整所述耦合单元2的电长度，当所述耦合单元2的电长度在第一范围内时，所述耦合单元2作为天线结构的引向器；当所述耦合单元2的电长度在第二范围内时，所述耦合单元2作为天线结构的反射器。其中，电长度是微带传输线的物理长度与所传输电磁波波长之比。
具体的，耦合单元2的数量可以为一个、两个或者多个。当耦合单元2的数量为至少两个时，至多一个耦合单元2作为天线结构的反射器，除此之外的其他耦合单元2作为天线结构的引向器。
优选地，所述激励单元1和所述耦合单元2处于同一平面内。其中，至少两个耦合单元2中的一部分耦合单元2位于激励单元1的第一侧，另一部分耦合单元2位于激励单元1的第二侧。具体的，所述激励单元1位于作为反射器的耦合单元2与作为引向器的耦合单元2之间，也即作为反射器的耦合单元2位于所述激励单元1的第一侧，作为引向器的耦合单元2位于所述激励单元1的第二侧；其中，第一侧和第二侧相对设置。
具体的，作为反射器的耦合单元2位于所述激励单元1的第一侧，起着反射从激励单元1传过来的电磁波的作用，优选的一个天线结构中具有一个反射器即可。
作为引向器的耦合单元2位于所述激励单元1的第二侧，起到增强与引导从这一侧方向传来的或向这个方向发射出去的电波的作用。引向器的数量可以有许多个，引向器的数量越多，增益越高。但是，引向器的数量过多(如：8个)时，天线增益的增加渐不明显，因此引向器的数量可以根据实际需求设定。
该实施例中，通过将电调模组3插入在耦合单元2的中间部分(例如：耦合单元为金属棒，包括相对设置的第一端和第二端，其中，中间部分位于所述第一端和第二端之间)，且一般而言，耦合单元2的长度可和激励单元1的长度相同或相近，而经由改变电调模组3的参数值，即可以调整相应耦合单元2的电长度，从而改变天线的方向图，进而实现方向图可重构的目的。
此外，还可以通过改变电调模组3的参数值，调整相应耦合单元2的电长度，进而改变天线的波束宽，这样可以应用于开始时粗泛扫描，要求扫描范围广，波束宽大，当找到目标物体，建立通信连接后，通过改变电长度，使波束宽变窄，以提高增益，进而提升通信系统的通信质量。
如图2，给出了一种天线结构的示例，其中天线结构101包括：一个激励单元1和一个耦合单元2；所述激励单元1和所述耦合单元2之间具有间隙。
其中所述激励单元1上设置有激励信号源11，该激励单元1和该激励信号源11构成一个偶极子天线。
耦合单元2上设置有电调模组3，当所述电调模组3处于第一状态时，所述耦合单元2为所述天线结构的引向器；当所述电调模组3处于第二状态时，所述耦合单元2为所述天线结构的发射器。
具体的，电调模组3用于调整耦合单元2的电长度，当耦合单元2的电长度处于第一范围时，所述耦合单元2作为天线结构的引向器；当耦合单元2的电长度处于第二范围时，所述耦合单元2作为天线结构的反射器。
该方案的结构简单，只引入一个耦合单元2，容易实现，通过改变该耦合单元2上的电调模组3的参数值，从而改变耦合单元2的电长度，使得该耦合单元2既可以充当反射器，也可以充当引向器，从而达到方向图可重构的目的。
进一步地，还可以通过改变电调模组3的参数值，调整耦合单元2的电长度，从而改变天线的波束宽，这样可以应用于开始时粗泛扫描，要求扫描范围广，波束宽大，当找到目标物体，建立通信连接后，通过改变电长度，使波束宽变窄，以提高增益，进而提升通信系统的通信质量。
作为一种实现方式，如图3，所述耦合单元2包括：第一被耦辐射体21和第二被耦辐射体22；所述电调模组3连接于所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22。
所述电调模组3包括：第一可调电容31；所述第一可调电容31连接于所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22之间。
当所述第一可调电容31的电容值处于第一电容范围时，所述耦合单元2为所述天线结构的引向器；当所述第一可调电容31的电容值处于第二电容范围时，所述耦合单元2为所述天线结构的发射器。
具体的，通过调节所述第一可调电容31的电容值，调整所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22构成的耦合单元2的电长度。
当第一可调电容31的电容值较小时，比如：电容值为0.3pF，该第一可调电容31使得耦合单元2的电长度变短，该耦合单元2作为引向器，天线的方向图401如图4所示，主波束朝向+y方向。
当第一可调电容31的电容值继续增大之后，+y方向和-y方向的增益会趋于相同。如图5所示，此时会得到+y与-y方向趋于对称的方向图401。
当第一可调电容31的电容值继续增大时，比如：电容值为2pF，天线的方向图401如图6所示，该天线的主波束会反向，变成-y方向，此时耦合单元2作为反射器。
需要说明的是，为了保证通过调节第一可调电容31的电容值，使得耦合单元2既可以作为天线结构的引向器又可以作为天线结构的反射器，可以设置耦合单元2的长度大于激励单元1的长度。当耦合单元2和激励单元1的长度，以及耦合单元2和激励单元1之间的间距不同时，需要的电容值的组合可能不同，因此调节第一可调电容31的电容值为何值，需要根据耦合单元2和激励单元1的长度和其间距确定。
作为另一种实现方式，如图7，所述耦合单元2包括：第一被耦辐射体21和第二被耦辐射体22；所述电调模组3连接于所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22。
所述电调模组3包括：第二可调电容32和至少一个第一电感33；所述第二可调电容32和每个所述第一电感33分别通过一第一开关34连接于所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22之间。
其中，至少一个所述第一开关34处于闭合状态。
具体的，通过调节所述第二可调电容32的电容值以及控制所述第一开关34的开关状态，调整所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22构成的耦合单元2的电长度；其中，所述开关状态包括开关闭合状态和开关断开状态。
该实施例中，第二可调电容32和至少一个第一电感33分别设置有对应的第一开关34进行控制，可以实现将第二可调电容32和至少一个第一电感33接入耦合单元2中的多种组合形式，进而保证可以较大范围的对耦合单元2的电长度进行调整，从而实现方向图可重构的目的。
通过调节第二可调电容32的电容值可以减小耦合单元2的电长度，通过与第一电感33对应的第一开关34，使第一电感33接入，可以增加耦合单元2的电长度。这样，通过调整第一开关34的开关状态可以切换第二可调电容32和至少一个第一电感33接入耦合单元2，从而调整耦合单元2的电长度，使得该耦合单元2既可以作为反射器，也可以作为引向器，达到方向图可重构的目的。例如：可以控制与第二可调电容32连接的第一开关34处于闭合状态，且与第一电感33连接的第一开关34处于断开状态，使得耦合单元2作为天线结构的引向器，进一步还可以通过调节第二可调电容32的电容值，改变耦合单元2的电长度，进而改变天线结构的方向图；或者还可以控制与其中一个第一电感33连接的第一开关34处于闭合状态，且与其他第一电感33连接的第一开关34以及与第二可调电容32连接的第一开关34处于断开状态，使得耦合单元2作为天线结构的反射器，进一步还可以通过控制与其他第一电感33连接的第一开关34中的至少一个处于闭合状态，改变耦合单元2的电长度，进而改变天线结构的方向图。
此外，采用第二可调电容32和第一电感33的组合形式构成的电调模组3，可以不受耦合单元2中辐射体的长度限制，可以通过调整第二可调电容32的电容值或者切换接入的第一电感33的电感值，即可实现对耦合单元2电长度的调整，保证耦合单元2既可以作为引向器，又可以作为反射器，从而达到方向图可重构的目的。
优选地，所述电调模组包括：一个第一电容和一个第一电感，该第一电容和第一电感分别通过第一开关连接于第一被耦辐射体和第二被耦辐射体之间。
其中，第一电容的电容值为固定值，第一电感的电感值为固定值。当连接第一电容的第一开关处于闭合状态，且连接第一电感的第一开关处于断开状态时，第一被耦辐射体和所述第二被耦辐射体构成的耦合单元作为天线结构的引向器；当连接第一电容的第一开关处于断开状态，且连接第一电感的第一开关处于闭合状态时，第一被耦辐射体和所述第二被耦辐射体构成的耦合单元作为天线结构的发射器。
该实施例中，可以直接选择通过第一电容导通第一被耦辐射体和第二被耦辐射体，即可实现耦合单元作为引向器，或者选择通过第一电感导通第一被耦辐射体和第二被耦辐射体，即可实现耦合单元作为反射器，其结构简单，且调节方便，便于操作。
作为又一种实现方式，如图8，所述耦合单元2包括：第一被耦辐射体21和第二被耦辐射体22；所述电调模组3连接于所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22。
所述电调模组3包括：第三可调电容35、第二电感36和单刀双掷开关37；所述单刀双掷开关37的动端与所述第一被耦辐射体21连接，第一不动端与所述第三可调电容35的第一端连接，第二不动端与所述第二电感36的第一端连接；所述第三可调电容35的第二端与所述第二被耦辐射体22连接；所述第二电感26的第二端与所述第二被耦辐射体22连接。
该实施例中，采用单刀双掷开关37选择将第三可调电容35或者第二电感36接入耦合单元2中，有利于减少第一被耦辐射体21上的连接点数量，保证结构简单，还有利于增大增益和波束宽的调节范围。
通过单刀双掷开关37选择将第三可调电容35或者第二电感36接入耦合单元2中。通过调节第三可调电容35的电容值可以减小耦合单元2的电长度；通过接入第二电感36，可以增加耦合单元2的电长度。这样，通过单刀双掷开关37选择将第三可调电容35或者第二电感36接入耦合单元2中，以及在第三可调电容35接入耦合单元时，可以通过调节第三可调电容35的电容值，从而调整耦合单元2的电长度，使得该耦合单元2既可以充当反射器，也可以充当引向器，从而达到方向图可重构的目的。例如：可以控制单刀双掷开关37处于第一动端与不动端连接的第一闭合状态，使得第三可调电容35接入，耦合单元2作为天线结构的引向器，进一步还可以通过调节第三可调电容35的电容值，改变耦合单元2的电长度，进而改变天线结构的方向图；或者还可以控制单刀双掷开关37处于第二动端与不动端连接的第二闭合状态，使得第二电感36接入，耦合单元2作为天线结构的反射器。
此外，采用第三可调电容35和第二电感36的组合形式构成的电调模组3，可以不受耦合单元2中辐射体的长度限制，可以在第三可调电容接入耦合单元时，调整第三可调电容35的电容值，或者切换接入第二电感36，即可实现对耦合单元2电长度的调整，保证耦合单元2既可以作为引向器，又可以作为反射器，从而达到方向图可重构的目的。
优选地，电调模组包括：一个第二电容、一个第二电感和单刀双掷开关；单刀双掷开关的动端与第一被耦辐射体连接，第一不动端与第二电容的第一端连接，第二不动端与第二电感的第一端连接；第二电容的第二端与第二被耦辐射体连接；第二电感的第二端与第二被耦辐射体连接。
其中，第一电容的电容值为固定值，第一电感的电感值为固定值。当单刀双掷开关处于第一动端与不动端连接的第一闭合状态时，第一被耦辐射体和所述第二被耦辐射体构成的耦合单元作为天线结构的引向器；当单刀双掷开关处于第二动端与不动端连接的第二闭合状态时，第一被耦辐射体和所述第二被耦辐射体构成的耦合单元作为天线结构的发射器。
该实施例中，可以直接选择通过第二电容导通第一被耦辐射体和第二被耦辐射体，即可实现耦合单元作为引向器，或者选择通过第二电感导通第一被耦辐射体和第二被耦辐射体，即可实现耦合单元作为反射器，其结构简单，且调节方便，便于操作。
作为再一种实现方式，如图9，所述耦合单元2包括：第一被耦辐射体21和第二被耦辐射体22；所述电调模组3连接于所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22。
所述电调模组3包括：至少两个第三电感38；每个所述第三电感38分别通过一第二开关39连接于所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22之间。其中，至少一个所述第二开关39处于闭合状态。
具体的，通过控制所述第二开关39的开关状态，调整所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22构成的耦合单元2的电长度；其中，所述开关状态包括开关闭合状态和开关断开状态。
该实施例中，通过与第三电感38对应的第二开关39，使第三电感38接入耦合单元2，第三电感38可以增加耦合单元2的电长度。这样，通过调整第一开关34的开关状态可以切换接入耦合单元2中的第三电感38的电感值，从而调整耦合单元2的电长度，使得该耦合单元2既可以充当反射器，也可以充当引向器，从而达到方向图可重构的目的。
需要说明的是，为了保证通过调整第一开关34的开关状态可以切换接入耦合单元2中的第三电感38的电感值，使得耦合单元2既可以作为引向器又可以作为反射器，可以设置耦合单元2的长度小于激励单元1的长度。
如图10，本发明实施例还提供了一种天线结构，该天线结构101包括：一个激励单元1和两个耦合单元2。所述激励单元1和所述耦合单元2之间具有间隙。
所述激励单元1和所述耦合单元2处于同一平面内。其中，一个耦合单元2位于激励单元1的第一侧，另一个耦合单元2位于激励单元1的第二侧；其中第一侧和第二侧相对设置，也即激励单元1位于该两个耦合单元2之间。
其中，所述激励单元1上设置有激励信号源11，该激励单元1和该激励信号源11构成一个偶极子天线。
该方案的结构简单，通过改变该两个耦合单元2上的电调模组3的参数值的组合，使得天线的主波束方向发生改变，从而达到方向图可重构的目的。此外，还可以通过改变电调模组3的参数值，调整耦合单元2的电长度，从而改变天线的波束宽，这样可以应用于开始时粗泛扫描，要求扫描范围广，波束宽大，当找到目标物体，建立通信连接后，通过改变电长度，使波束宽变窄，以提高增益，从而提升通信系统的通信质量。
作为一种实现方式，如图11，所述耦合单元2包括：第一被耦辐射体21和第二被耦辐射体22；所述电调模组3连接于所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22。
所述电调模组3包括：第一可调电容31；所述第一可调电容31连接于所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22之间；当所述第一可调电容31的电容值处于第一电容范围时，所述耦合单元2为所述天线结构的引向器；当所述第一可调电容31的电容值处于第二电容范围时，所述耦合单元2为所述天线结构的发射器。
具体的，通过调节所述第一可调电容31的电容值，调整所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22构成的耦合单元2的电长度。
当第一耦合单元(图11中位于激励单元1右侧的耦合单元2)和第二耦合单元(图11中位于激励单元1左侧的耦合单元2)的电容值较小且相等时，天线的方向图401如图12所示，此时波束会同时向+y与-y方向牵引，得到+y与-y方向增益趋同的方向图401。
当第一耦合单元的电容值较小，而第二耦合单元的电容值较大时，第一耦合单元作为引向器，第二耦合单元作为反射器，天线的方向图401如图13所示，主波束方向朝向+y方向，此时天线的增益比上述只有一个耦合单元的实施例中天线的增益高。
当第一耦合单元的电容值较大，而第二耦合单元的电容值较小时，第一耦合单元作为反射器，第二耦合单元作为引向器，天线的方向图401如图14所示，主波束方向朝向-y方向，此时天线的增益比上述只有一个耦合单元的实施例中天线的增益高。
当第一耦合单元和第二耦合单元的电容值都较大时，第一耦合单元和第二耦合单元都作为反射器，天线的方向图401如图15所示，此时主波束会朝向X方向。
作为另一种实现方式，所述耦合单元2包括：第一被耦辐射体21和第二被耦辐射体22；所述电调模组3连接于所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22。
所述电调模组3包括：第二可调电容32和至少一个第一电感33；所述第二可调电容32和每个所述第一电感33分别通过一第一开关34连接于所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22之间。其中，至少一个所述第一开关34处于闭合状态。
通过调节所述第二可调电容32的电容值以及控制所述第一开关34的开关状态，调整所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22构成的耦合单元2的电长度；其中，所述开关状态包括开关闭合状态和开关断开状态。
该实施例中，第二可调电容32和至少一个第一电感33分别设置有对应的第一开关34进行控制，可以实现将第二可调电容32和至少一个第一电感33接入耦合单元2中的多种组合形式，进而保证可以较大范围的对耦合单元2的电长度进行调整，从而实现方向图可重构的目的。
通过调节第二可调电容32的电容值可以减小耦合单元2的电长度，通过与第一电感33对应的第一开关34，使第一电感33接入，可以增加耦合单元2的电长度。这样，通过调整第一开关34的开关状态可以切换第二可调电容32和至少一个第一电感33接入耦合单元2，从而调整耦合单元2的电长度。这样可以使得第一耦合单元作为反射器，第二耦合单元作为引向器；或者第一耦合单元作为引向器，第二耦合单元作为反射器；或者第一耦合单元和第二耦合单元均作为引向器；或者第一耦合单元和第二耦合单元均作为反射器。
此外，采用第二可调电容32和第一电感33的组合形式构成的电调模组3，可以不受耦合单元2中辐射体的长度限制，可以通过调整第二可调电容32的电容值或者切换接入的第一电感33的电感值，即可实现对耦合单元2电长度的调整，保证耦合单元2既可以作为引向器，又可以作为反射器，从而达到方向图可重构的目的。
作为又一种实现方式，所述耦合单元2包括：第一被耦辐射体21和第二被耦辐射体22；所述电调模组3连接于所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22。
所述电调模组3包括：第三可调电容35、第二电感36和单刀双掷开关37；所述单刀双掷开关37的动端与所述第一被耦辐射体21连接，第一不动端与所述第三可调电容35的第一端连接，第二不动端与所述第二电感36的第一端连接；所述第三可调电容35的第二端与所述第二被耦辐射体22连接；所述第二电感36的第二端与所述第二被耦辐射体22连接。
该实施例中，采用单刀双掷开关37选择将第三可调电容35或者第二电感36接入耦合单元2中，有利于减少第一被耦辐射体21上的连接点数量，保证结构简单，还有利于增大增益和波束宽的调节范围。
通过单刀双掷开关37选择将第三可调电容35或者第二电感36接入耦合单元2中。通过调节第三可调电容35的电容值可以减小耦合单元2的电长度；通过接入第二电感36，可以增加耦合单元2的电长度。这样，通过单刀双掷开关37选择将第三可调电容35或者第二电感36接入耦合单元2中，以及在第三可调电容35接入耦合单元时，可以通过调节第三可调电容35的电容值，从而调整耦合单元2的电长度。这样可以使得第一耦合单元作为反射器，第二耦合单元作为引向器；或者第一耦合单元作为引向器，第二耦合单元作为反射器；或者第一耦合单元和第二耦合单元均作为引向器；或者第一耦合单元和第二耦合单元均作为反射器。
此外，采用第三可调电容35和第二电感36的组合形式构成的电调模组3，可以不受耦合单元2中辐射体的长度限制，可以在第三可调电容接入耦合单元时，调整第三可调电容35的电容值，或者切换接入第二电感36，即可实现对耦合单元2电长度的调整，保证耦合单元2既可以作为引向器，又可以作为反射器，从而达到方向图可重构的目的。
作为再一种实现方式，所述耦合单元2包括：第一被耦辐射体21和第二被耦辐射体22；所述电调模组3连接于所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22。
所述电调模组3包括：至少两个第三电感38；每个所述第三电感38分别通过一第二开关39连接于所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22之间。其中，至少一个所述第二开关39处于闭合状态。
通过控制所述第二开关39的开关状态，调整所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22构成的耦合单元2的电长度；其中，所述开关状态包括开关闭合状态和开关断开状态。
该实施例中，第三电感38分别设置有对应的第二开关39进行控制，可以实现将第三电感38接入耦合单元2中的多种组合形式，进而保证可以较大范围的对耦合单元2的电长度进行调整，从而实现方向图可重构的目的。
通过与第三电感38对应的第二开关39，使第三电感38接入耦合单元，第三电感38可以增加耦合单元2的电长度。这样，通过调整第一开关34的开关状态可以切换接入耦合单元2中的第三电感38的电感值，从而调整耦合单元2的电长度。这样可以使得第一耦合单元作为反射器，第二耦合单元作为引向器；或者第一耦合单元作为引向器，第二耦合单元作为反射器；或者第一耦合单元和第二耦合单元均作为引向器；或者第一耦合单元和第二耦合单元均作为反射器，从而达到方向图可重构的目的。
如图16，本发明实施例还提供了一种天线结构，该天线结构101包括：激励单元1以及至少一个耦合单元2；所述激励单元1和所述耦合单元2之间具有间隙；每一所述耦合单元2之间也具有间隙。
其中，至少一个所述耦合单元2上设置有电调模组3，当所述电调模组3处于第一状态时，所述耦合单元2为所述天线结构的引向器；当所述电调模组3处于第二状态时，所述耦合单元2为所述天线结构的发射器。
具体的，所述电调模组3用于调整所述耦合单元2的电长度，并控制所述耦合单元2作为天线结构的引向器或者作为天线结构的反射器。
其中，所述耦合单元2包括：第一被耦辐射体21和第二被耦辐射体22；所述电调模组3连接于所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22。所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22之间呈预设角度设置；其中，所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22构成的耦合单元2的延伸方向，沿着靠近所述激励单元1的方向。
所述电调模组3包括：第一可调电容31；所述第一可调电容31连接于所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22之间；通过调节所述第一可调电容31的电容值，调整所述第一被耦辐射体21和所述第二被耦辐射体22构成的耦合单元2的电长度。
当第一耦合单元(图16中位于激励单元1右侧的耦合单元2)和第二耦合单元(图16中位于激励单元1左侧的耦合单元2)的电容值较小且相等时，波束会同时向+y与-y方向牵引，得到+y与-y方向增益趋同的方向图，此时天线的增益比上述耦合单元和激励单元平行设置的天线结构(如图11)的天线增益高。
当第一耦合单元的电容值较小，而第二耦合单元的电容值较大时，第一耦合单元作为引向器，第二耦合单元作为反射器，主波束方向朝向+y方向，此时由于耦合单元弯折，天线的增益比上述耦合单元和激励单元平行设置的天线结构(如图11)的天线增益高。
当第一耦合单元的电容值较大，而第二耦合单元的电容值较小时，第一耦合单元作为反射器，第二耦合单元作为引向器，主波束方向朝向-y方向，此时由于耦合单元弯折，天线的增益比上述耦合单元和激励单元平行设置的天线结构(如图11)的天线增益高。
上述方案中，通过改变耦合单元2上的电调模组3的参数值，使得天线的主波束方向发生改变，从而达到方向图可重构的目的。还可以通过改变电调模组3的参数值，调整耦合单元2的电长度，从而改变天线的波束宽，这样可以应用于开始时粗泛扫描，要求扫描范围广，波束宽大，当找到目标物体，建立通信连接后，通过改变电长度，使波束宽变窄，以提高增益，进而提升通信系统的通信质量。
此外，由于耦合单元弯折，即耦合单元中的第一被耦辐射体和第二被耦辐射体呈预设角度设置，有利于提高天线的增益。
虽然本发明的各个实施例中均给出了每一耦合单元中均插入一电调模组的示例，但是需要说明的是，可以设置天线结构中的其中一个耦合单元中插入电调模组，例如：天线结构中包括一激励单元以及至少两个耦合单元，其中一个耦合单元(第一耦合单元)作为反射器，另一个耦合单元(第二耦合单元)中插入电调模组，这样通过调整电调模组的参数值，可以调整该第二耦合单元的电长度，使得该第二耦合单元既可以作为天线结构的反射器，又可以作为天线结构的引向器，从而达到方向图可重构的目的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种天线结构，其特征在于，包括：激励单元(1)以及至少一个耦合单元(2)；
其中，至少一个所述耦合单元(2)上设置有电调模组(3)，当所述电调模组(3)处于第一状态时，所述耦合单元(2)为所述天线结构的引向器；当所述电调模组(3)处于第二状态时，所述耦合单元(2)为所述天线结构的发射器。
2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述耦合单元(2)包括：第一被耦辐射体(21)和第二被耦辐射体(22)；
所述电调模组(3)连接于所述第一被耦辐射体(21)和所述第二被耦辐射体(22)。
3.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述第一被耦辐射体(21)和所述第二被耦辐射体(22)之间呈预设角度设置；
其中，所述第一被耦辐射体(21)和所述第二被耦辐射体(22)构成的耦合单元(2)的延伸方向，沿着靠近所述激励单元(1)的方向。
4.根据权利要求2或3所述的天线结构，其特征在于，所述电调模组(3)包括：第一可调电容(31)；
所述第一可调电容(31)连接于所述第一被耦辐射体(21)和所述第二被耦辐射体(22)之间；
当所述第一可调电容(31)的电容值处于第一电容范围时，所述耦合单元(2)为所述天线结构的引向器；当所述第一可调电容(31)的电容值处于第二电容范围时，所述耦合单元(2)为所述天线结构的发射器。
5.根据权利要求2或3所述的天线结构，其特征在于，所述电调模组(3)包括：第二可调电容(32)和至少一个第一电感(33)；
所述第二可调电容(32)和每个所述第一电感(33)分别通过一第一开关(34)连接于所述第一被耦辐射体(21)和所述第二被耦辐射体(22)之间；
其中，至少一个所述第一开关(34)处于闭合状态。
6.根据权利要求2或3所述的天线结构，其特征在于，所述电调模组(3)包括：第三可调电容(35)、第二电感(36)和单刀双掷开关(37)；
所述单刀双掷开关(37)的动端与所述第一被耦辐射体(21)连接，第一不动端与所述第三可调电容(35)的第一端连接，第二不动端与所述第二电感(36)的第一端连接；所述第三可调电容(35)的第二端与所述第二被耦辐射体(22)连接；所述第二电感(36)的第二端与所述第二被耦辐射体(22)连接。
7.根据权利要求2或3所述的天线结构，其特征在于，所述电调模组(3)包括：至少两个第三电感(38)；
每个所述第三电感(38)分别通过一第二开关(39)连接于所述第一被耦辐射体(21)和所述第二被耦辐射体(22)之间；
其中，至少一个所述第二开关(39)处于闭合状态。
8.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述至少一个耦合单元(2)中的至多一个耦合单元(2)作为所述天线结构的反射器。
9.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述激励单元(1)和所述耦合单元(2)处于同一平面内。
10.根据权利要求9所述的天线结构，其特征在于，所述激励单元(1)位于作为反射器的耦合单元(2)与作为引向器的耦合单元(2)之间。
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