CN111180874B - 一种天线系统及控制信号传输方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种天线系统及控制信号传输方法，涉及通信领域，实现在CPU及天线没有部署在同一个印刷电路板PCB时，不增加额外器件传输控制信号。该天线系统可以包括：第一PCB及至少一个天线，至少一个天线分别部署在第一PCB之外的PCB上。第一PCB通过线缆分别与至少一个天线中的每个天线连接。该第一PCB用于，通过线缆，向每个天线发送交流输入信号以及直流控制信号。其中，直流控制信号可以包括下述信号中的任一种：导通负极接地的二极管的第一电平、关闭二极管的第二电平、导通正极接地的二极管的第三电平。

Description

一种天线系统及控制信号传输方法
技术领域
本申请涉及通信领域，尤其涉及一种天线系统及控制信号传输方法。
背景技术
随着通信技术的快速发展，基于电气和电子工程师协会(Institute ofElectrical and Electronics Engineers，IEEE)802.11标准的无线局域网标准无线保真(wireless-fidelity，Wi-Fi)，广泛用于家庭、办公以及其他室内/室外环境。在各应用场景中，吸顶安装的Wi-Fi设备(接入点)的水平覆盖范围以及穿墙性能是Wi-Fi设备的重要指标。因此，高定向增益、可自适应切换波束的天线对Wi-Fi设备极为重要。
天线的波束切换由中央处理器(central processing unit，CPU)控制，CPU通过发送不同的控制信号得到该天线不同的波束。现有的控制信号为直流信号，其通过有线的方式被传输到天线。当天线与CPU不在同一个印制电路板(printed circuit board，PCB)上时，需要两个PCB间增加连接器件来传输直流控制信号。
通常，两个PCB间的连接器件分公座(PLUG)和母座(Receptacle)，成对使用。当前，使用表面贴装(surface mount technology，SMT)技术，将连接器件的公座和母座分别部署包含CPU及射频前端等模块的第一PCB)和天线所在的第二PCB上。通过该公母连接器件，将CPU的控制信号传输到天线上，在第二PCB上通过微带线传输到各个天线。
上述方案中增加的公母连接器件不仅提高了整机成本，且会对天线系统中PCB的布局带来一定的限制。
发明内容
本申请实施例提供一种控制信号传输方法、装置及天线系统，实现在CPU及天线没有部署在同一个PCB时，不增加额外器件传输控制信号，进而节约了成本也保证天线系统布局的灵活性。
为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本申请提供一种天线系统，该天线系统可以包括：第一PCB及至少一个天线。至少一个天线分别部署在第一PCB之外的PCB上。其中，该第一PCB通过线缆分别与至少一个天线中的每个天线连接。该第一PCB用于，通过线缆，向该线缆连接的每个天线发送交流输入信号以及直流控制信号。其中，直流控制信号可以包括下述信号中的任一种：导通负极接地的二极管的第一电平、关闭二极管的第二电平、导通正极接地的二极管的第三电平。
通过本申请提供的天线系统，在线缆中发送交流输入信号以及直流控制信号，由于交直流信号一起传输时并不会相互干扰，在CPU及天线没有部署在同一个PCB时，借用传输交流输入信号的线缆来传输直流控制信号，无需增加额外器件即可实现直流控制信号的传输，降低了成本，同时也提高了天线系统中PCB布局的灵活性。
其中，第一PCB中还部署了传输交流信号的部分，该部分通过线缆向天线传输交流输入信号。例如，第一PCB种部署射频前端部分，射频前端部分通过线缆向天线传输射频(radio frequency，RF)信号。当然，交流输入信号还可以为其他类型的信号，本申请对此不进行具体限定。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，至少一个天线中的每个天线包括一个馈电振子以及N个非馈电振子，N大于或等于1。其中，N个非馈电振子中的M个非馈电振子上串联负极接地的二极管，其余M-N个非馈电振子上串联正极接地的二极管；馈电振子经过隔交流器件与其所属的天线中部分或全部非馈电振子上的二极管的非接地端连接。相应的，第一PCB通过线缆分别与至少一个天线中的每个天线连接可以包括：第一PCB通过线缆分别与至少一个天线中的每个天线的馈电振子连接。这样一来，馈电振子从线缆上接收到来自第一PCB的交流输入信号以及直流控制信号，非馈电振子通过隔交流器件从馈电振子接收到直流控制信号，该直流控制信号控制非馈电振子上串联的二极管的导通与否；当直流控制信号导通了二极管，则对应的非馈电振子接地，成为反射器对天线波束进行反射；当直流控制信号关闭了二极管，则对应的非馈电振子断开不接地，对天线波束无作用。
其中，馈电振子用于直接传输信号。而非馈电振子不直接接触信号，通过耦合的方式，耦合馈电振子上的能量。
结合第一方面或上述任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，天线系统中包括的至少一个天线可以包括第一天线和第二天线，第一天线部署的第二PCB中，第二天线部署在第三PCB中。第一天线与第二天线通过双极化叠加技术叠加，第二PCB与第三PCB相互连接，其连接位置具有第一连接点和第二连接点，第一连接点用于传输第二天线的直流控制信号；第二连接点用于传输第一天线的直流控制信号。第一天线的馈电振子经过隔交流器件，与第一天线中部分非馈电振子上的二极管的非接地端连接，第一连接点通过隔交流器件与第一天线中其余非馈电振子上的二极管的非接地端连接。第二天线的馈电振子经过隔交流器件，与第二天线中部分非馈电振子上的二极管的非接地端连接，第二连接点通过隔交流器件与第二天线中其余非馈电振子上的二极管的非接地端连接。这样一来，天线中部分非馈电振子从自身的馈电振子接收自身的直流控制信号，其他的馈电振子(未与自身的馈电振子连接的非馈电振子)从连接点接收另一天线的直流控制信号，实现了直流控制信号的复用，增加了天线的波束种类。
需要说明的是，第二PCB与第三PCB可以为相互独立的两个PCB，也可以为一个PCB中的两个部分，本申请对此不进行具体限定。
其中，两个PCB的连接位置的连接点可以为PCB中的焊盘。当然，连接点也可以为其他连接PCB间的连接部件，例如线缆连接的端点或者其他。凡是天线系统中可以用于两个PCB交互各自信号的接触形式，都可以作为本文描述的连接点。
结合第一方面或上述任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，天线系统中包括的至少一个天线包括X个天线，一个天线所在的PCB与其他X-1个天线所在的PCB的连接位置具有X个连接点，其中，X-1个连接点用于获取其他X-1个天线的直流控制信号，另一个连接点用于向其他X-1个天线传输自身的直流控制信号。一个天线中的连接关系具体可以为：该天线的馈电振子通过隔交流器件与一部分非馈电振子上串联的二极管(包括正极接地以及负极接地)的非接地端连接，该天线所在的PCB上用于获取其他天线的直流控制信号的X-1个连接点中每个连接点，分别通过隔交流器件与该天线中一部分非馈电振子上串联的二极管(包括正极接地以及负极接地)的非接地端连接，该天线的馈电振子通过隔交流器件与该天线所在的PCB中用于向其他X-1个天线传输自身的直流控制信号的连接点相连，实现多个天线间复用直流控制信号。
结合第一方面或上述任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，第一电平可以包括高电平、第二电平可以包括零电平、第三电平可以包括负电平。其中，高电平将负极接地的二极管导通，将正极接地的二极管关闭；零电平将负极接地的二极管关闭、将正极接地的二极管关闭；负电平将正极接地的二极管导通，将负极接地的二极管关闭。
结合第一方面或上述任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，隔交流器件可以包括电感器。隔交流器件可以称之为隔交流通直流器件。
结合第一方面或上述任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，线缆可以包括同轴线缆。
结合第一方面或上述任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，二极管可以包括PIN型二极管。
第二方面，本申请提供一种控制信号传输方法，应用于天线系统；其中，该天线系统包括：第一PCB及至少一个天线；至少一个天线分别部署在所述第一PCB之外的PCB上；该第一PCB通过线缆分别与至少一个天线中的每个天线连接。本申请提供的控制信号传输方法可以包括：第一PCB通过线缆，向每个天线发送交流输入信号以及直流控制信号；其中，直流控制信号包括下述信号中的任一种：导通负极接地的二极管的第一电平、关闭二极管的第二电平、导通正极接地的二极管的第三电平。
通过本申请提供的控制信号传输方法，在线缆中发送交流输入信号以及直流控制信号，由于交直流信号一起传输时并不会相互干扰，在CPU及天线没有部署在同一个PCB时，借用传输交流输入信号的线缆来传输直流控制信号，无需增加额外器件即可实现直流控制信号的传输，降低了成本，同时也提高了天线系统中PCB布局的灵活性。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，至少一个天线中的每个天线包括一个馈电振子以及N个非馈电振子，N大于或等于1。其中，N个非馈电振子中的M个非馈电振子上串联负极接地的二极管，其余M-N个非馈电振子上串联正极接地的二极管；馈电振子经过隔交流器件与其所属的天线中部分或全部非馈电振子上的二极管的非接地端连接。相应的，第一PCB通过线缆分别与至少一个天线中的每个天线连接可以包括：第一PCB通过线缆分别与至少一个天线中的每个天线的馈电振子连接。这样一来，馈电振子从线缆上接收到来自第一PCB的交流输入信号以及直流控制信号，非馈电振子通过隔交流器件从馈电振子接收到直流控制信号，该直流控制信号控制非馈电振子上串联的二极管的导通与否；当直流控制信号导通了二极管，则对应的非馈电振子接地，成为反射器对天线波束进行反射；当直流控制信号关闭了二极管，则对应的非馈电振子断开不接地，对天线波束无作用。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，至少一个天线包括部署在第二PCB的第一天线和部署在第三PCB的第二天线；第二PCB与第三PCB相互连接，其连接位置具有第一连接点和第二连接点；第一连接点用于接收第二天线的直流控制信号；第二连接点用于接收第一天线的直流控制信号。第一天线与第二天线通过第一连接点及第二连接点复用直流控制信号。
其中，第一天线的馈电振子经过隔交流器件，与第一天线中部分非馈电振子上的二极管的非接地端连接，第一连接点通过隔交流器件与第一天线中其余非馈电振子上的二极管的非接地端连接。第二天线的馈电振子经过隔交流器件，与第二天线中部分非馈电振子上的二极管的非接地端连接，第二连接点通过隔交流器件与第二天线中其余非馈电振子上的二极管的非接地端连接。这样一来，天线中部分非馈电振子从自身的馈电振子接收自身的直流控制信号，其他的馈电振子(未与自身的馈电振子连接的非馈电振子)从与另一天线的连接点接收另一天线的直流控制信号，实现了直流控制信号的复用，增加了天线的波束种类。
结合第二方面或上述任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，第一电平可以包括高电平、第二电平可以包括零电平、第三电平可以包括负电平。其中，高电平将负极接地的二极管导通，将正极接地的二极管关闭；零电平将负极接地的二极管关闭、将正极接地的二极管关闭；负电平将正极接地的二极管导通，将负极接地的二极管关闭。
结合第二方面或上述任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，隔交流器件可以包括电感器。
结合第二方面或上述任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，线缆可以包括同轴线缆。
结合第二方面或上述任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，二极管可以包括PIN二极管。
需要说明的是，第二方面提供的用于控制信号传输方法，应用于上述第一方面提供的天线系统，其具体实现可以参考上述第一方面的具体实现，此处不再进行赘述。
第三方面，本申请提供一种天线，包括一个馈电振子以及N个非馈电振子，N大于或等于1。其中，N个非馈电振子中的M个非馈电振子上串联负极接地的二极管，其余M-N个非馈电振子上串联正极接地的二极管；馈电振子经过隔交流器件与部分或全部非馈电振子上的二极管的非接地端连接。
结合第三方面，在一种可能的实现方式中，天线通过线缆接收到来自CPU所在的PCB的交流输入信号以及直流控制信号，非馈电振子通过隔交流器件从馈电振子接收到直流控制信号，该直流控制信号控制非馈电振子上串联的二极管的导通与否；当直流控制信号导通了二极管，则对应的非馈电振子接地，成为反射器对天线波束进行反射；当直流控制信号关闭了二极管，则对应的非馈电振子断开不接地，对天线波束无作用。
其中，CPU所在的PCB中还部署了射频前端部分，射频前端部分用于通过线缆向天线传输交流输入信号，该交流输入信号也可以称之为射频信号。
结合第三方面或上述任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，馈电振子经过隔交流器件与部分非馈电振子上的二极管的非接地端连接，该天线所在的PCB与其他天线所在的PCB的连接点与另一部分非馈电振子上的二极管的非接地端连接。
在本申请中，名字对设备或功能模块本身不构成限定，在实际实现中，这些设备或功能模块可以以其他名称出现。只要各个设备或功能模块的功能和本申请类似，属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内。
本申请的这些方面或其他方面在以下的描述中会更加简明易懂。
附图说明
图1为现有技术中的天线系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种天线系统的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种天线的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种天线的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种天线的波束方向示意图；
图6为本申请实施例提供的一种天线叠加时的连接结构示意图；
图7为本申请实施例提供的再一种天线的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的又一种天线的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种控制信号传输方法的流程示意图。
具体实施方式
在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
以下，术语“第一”、“第二”等泛指词语，仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
图1示意了一种天线系统10的架构。如图1所示，天线系统10包括第一PCB 101、第二PCB 102以及线缆103。
其中，第二PCB 102中部署了天线1021。天线1021包括一个馈电振子10211以及多个非馈电振子10212。图1中馈电振子10211为虚线圈出的内容，即图1中示意的粗实线以及两端连接的弧形面积，但该示意并不是对馈电振子形式的具体限定。第一PCB101通过线缆103连接到第二PCB 102中部署的天线1021的馈电振子10211上，天线1021中的非馈电振子10212通过与馈电振子10211耦合获取信号。
第一PCB 101通过线缆103向天线传输交流输入信号及直流控制信号，通过直流控制信号调整天线1021的波束方向，交流输入信号由天线1021向空间发射。
具体来说，第一PCB101中的CPU通过线缆103向天线传输直流控制信号调整天线1021的波束方向，第一PCB101中的射频前端部分(图1未示意)向天线1021传输交流输入信号，使得天线1021向空间发射该交流输入信号，实现天线系统10所在的通信系统的信号传输。
需要说明的是，本申请结合附图的描述中，只是通过举例的形式对天线系统10的架构进行说明，对于天线系统中包括的各组件的数量、形式以及类型并不构成限定。图1中只示意了天线系统10中包括一个天线的情况，当天线系统10中包括多个天线时，每个天线部署在各自的PCB中，不同天线之间可以叠加，叠加时天线所在的PCB相互连接，其连接位置部署连接点，用于两个天线间传输信号。
需要说明的是，在实际应用中，天线1021通常印刷在第二PCB 102上的。当然，在一些可能的实现中，第二PCB 102也可以划分为两个部分，一部分用于印刷天线，另一部分用于与天线系统中其他单元连接以传输信号，两部分相独立部署并连接，图1中未示意该连接方式。
当前，当CPU部署在第一PCB 101上，而天线1021部署在第二PCB 102时，通过在第一PCB 101及第二PCB 102上增加连接座器件来传输直流控制信号，如图1中示意的第一PCB101上的插座A及第二PCB 102上的插座B，通过插座A与插座B对插以从CPU向每个天线传输直流控制信号。这样，不仅增加了成本，对CPU和天线的PCB布局也有一定的限制。
基于此，本申请提供一种天线系统及控制信号传输方法，其基本原理为：根据交流信号与直流信号一起传输相互不会干扰的原理，将直流控制信号合并到交流输入信号中一并通过线缆传输到天线的馈电振子上，在CPU及天线没有部署在同一个PCB时无需增加额外器件实现了控制信号的传输。
下面对本申请提供的天线系统以及控制信号传输方法进行详细描述。
图2是本申请的一个实施例所提供的天线系统。如图2所示，天线系统20可以包括：第一PCB 201及至少一个天线202(图2中仅示意一个天线)。第一PCB上包括CPU，至少一个天线202中每个天线202分别部署在第一PCB201之外的PCB中。图2中示意了天线系统20中包括一个天线202，该天线202部署在第二PCB 202A中。
其中，第一PCB 201通过线缆203分别与至少一个天线202中的每个天线连接。
第一PCB101用于，通过线缆203，向每个天线202发送交流输入信号以及直流控制信号。
其中，直流控制信号可以包括下述信号中的任一种：导通负极接地的二极管的第一电平、关闭二极管的第二电平、导通正极接地的二极管的第三电平。需要说明的是，对于第一电平、第二电平、第三电平的具体取值范围，可以根据实际需求配置，本申请实施例对此不进行具体限定。
通过本申请提供的天线系统，在线缆中发送交流输入信号以及直流控制信号，由于交流信号和直流信号一起传输时并不会相互干扰，在CPU及天线没有部署在同一个PCB时，借用传输交流输入信号的线缆来传输直流控制信号，无需增加额外器件即可实现直流控制信号的传输，降低了成本，同时也提高了天线系统中PCB布局的灵活性。
其中，部署CPU的第一PCB101中还部署了天线系统20的射频前端部分(图2中未示出)，射频前端部分从天线系统20所在的通信系统中其他设备接收交流输入信号，再通过线缆传输到天线202，由天线202向空间发射，完成通信系统中的信号传输。因此，交流输入信号是指通信系统中，通过天线发送的RF信号。直流控制信号是第一PCB中部署的CPU发送的直流电平形式的控制信号，用于控制天线202的波束方向。
在一个实施方式中，至少一个天线202可以部署在一个或多个第二PCB中，本申请实施例对此不进行具体限定。
示例性的，线缆可以包括同轴线缆，或者其他类型的线缆，本申请实施例对此不进行具体限定。
一种可能的实现中，第一电平可以包括高电平、第二电平可以包括零电平、第三电平可以包括负电平。其中，高电平将负极接地的二极管导通，将正极接地的二极管关闭；零电平将负极接地的二极管关闭、将正极接地的二极管关闭；负电平将正极接地的二极管导通，将负极接地的二极管关闭。
一种可能的实现中，如图2所示，至少一个天线202中的每个天线202包括一个馈电振子2021以及N个非馈电振子2022，N大于或等于1。图2中馈电振子2021为虚线圈出的内容，即图2中示意的粗实线以及两端连接弧形面积，但该示意并不是对馈电振子形式的具体限定。其中，N个非馈电振子2022中的M个非馈电振子2022上串联负极接地(GND)的二极管2023，其余M-N个非馈电振子2022上串联正极接地的二极管2023。馈电振子2021经过隔交流器件2024与天线202中部分或全部非馈电振子2022所串联的二极管2023的非接地端连接。相应的，第一PCB 201通过线缆分别与至少一个天线202中的每个天线202连接，具体实现为：第一PCB 201通过线缆分别与至少一个天线202中的每个天线202的馈电振子2021连接。
其中，馈电振子直接传输信号；而非馈电振子不直接接触信号，通过耦合的方式，耦合馈电振子上的能量。
具体的，直流控制信号对天线的波束控制过程包括：当直流控制信号传输到馈电振子时，经过隔交流器件，直流控制信号传输到非馈电振子上串联的二极管的非接地端。当该直流控制信号将二极管导通时，对应的非馈电振子的两部分连接起来，形成反射器对波束进行反射；当该直流控制信号将二极管关闭时，对应的非馈电振子与地断开，对波束无影响。
一种可能的实现中，馈电振子2021经过隔交流器件2024与天线202中部分或全部非馈电振子2022上的二极管2023的非接地端连接，可以包括：馈电振子2021经过第二PCB202A上的一小段PCB走线分别与天线202中部分或全部非馈电振子2022上的二极管2023的非接地端连接，这一小段PCB走线上串联隔交流器件2024。
需要说明的是，N和M的数量，可以根据实际需求配置，本申请实施例对此不进行具体限定。图2中将N示意为2，M示意为1，只是示例性说明，并不是对于N和M的数量的具体限定。
可选的，当N等于1时，天线202中的非馈电振子2022可以串联负极接地的二极管2023，直流控制信号可以包括下述信号中的任一种：导通负极接地的二极管的第一电平、关闭二极管的第二电平。
可选的，当N等于1时，天线202中的非馈电振子2022可以串联正极接地的二极管2023，直流控制信号可以包括下述信号中的任一种：关闭二极管的第二电平、导通正极接地的二极管的第三电平。
一种可能的实现中，二极管2023可以为PIN二极管。当然，在实际应用中，可以根据实际需求选择二极管2023的类型，本申请实施例对此不进行具体限定。
一种可能的实现中，隔交流器件2024可以包括电感器。其中，隔交流器件2024的功能为隔交流通直流，即阻断交流信号传输，允许直流信号传输，也可以称之为隔交流通直流器件。
图3示意了一种天线301的结构。如图3所示，该天线301包括一个馈电振子3011以及1个非馈电振子3012。其中，非馈电振子3012上串联负极接地的二极管3013。馈电振子3011经过隔交流器件3014与非馈电振子3012上的二极管3013的正极连接。
当图3示意的天线301中的馈电振子3011接收到交流输入信号以及直流控制信号时，直流控制信号经过隔交流器件3014传输到二极管3013的正极。当该直流控制信号为3.3V(或者0.9v)的高电平时，二极管3013导通，非馈电振子3012接地，成为一个反射器，对天线301的波束进行反射，此时天线301的波束为一个定向波束，波束方向与非馈电振子3012相反。当直流控制信号为0V的零电平时，二极管3013关闭，非馈电振子3012与地断开，成为一个悬空的金属，对天线301的波束无影响，此时天线301波束为一个全向波束。
图4示意了另一种天线401的结构。如图4所示，该天线401包括一个馈电振子4011以及2个非馈电振子4012-1和4012-2。其中，非馈电振子4012-1上串联负极接地的二极管1，非馈电振子4012-2上串联正极接地的二极管2。馈电振子4011经过隔交流器件4013与天线401中全部非馈电振子4012-1和4012-2上的二极管2023的非接地端连接。
当图4示意的天线401中的馈电振子4011接收到交流输入信号以及直流控制信号时，直流控制信号经过隔交流器件4013传输到二极管1的正极和二极管2的负极。当直流控制信号为3.3V(或者0.9v)的高电平时，二极管1导通，非馈电振子4012-1接地，成为一个反射器，对天线401波束进行反射，二极管2关闭，非馈电振子4012-1不接地，对天线401的波束无作用，此时天线401的波束为一个定向波束，波束方向与非馈电振子4012-1相反。当直流控制信号为-3.3V(或者-0.9v)的负电平时，二极管2导通，非馈电振子4012-2接地，成为一个反射器，对天线401的波束进行反射，二极管1关闭，非馈电振子4012-1不接地，对波束无作用，此时天线401的波束为一个定向波束，波束方向与非馈电振子4012-2相反。当直流控制信号为0V的零电平时，二极管1和二极管2均关闭，非馈电振子4012-1和4012-2均对波束无作用，此时天线401波束为一个全向波束。
需要说明的是，上述示例只是举例说明了直流控制信号对于天线波束的控制过程，并不构成具体限定。对于直流控制信号的电平电压也只是示例性说明，本申请实施例对于直流控制信号的电平电压值不进行具体限定，可以根据实际需求确定。
当天线中包括的非馈电振子数量较多时，一种直流控制信号可以控制多个非馈电振子上串联的二极管导通，使得对应的非馈电振子接地成为一个反射器，对天线的波束进行反射，此时，天线的波束为一个定向波束，波束方向为二极管导通接地的非馈电振子的反向的法线方向。
示例性的，如图5所示，假设一个天线中3个非馈电振子上串联的二极管被直流控制信号导通，这3个非馈电振子的方向如图5中示意的方向A、方向B以及方向C，那么，该天线的波束方向为图5中示意的方向D。
进一步的，多个天线可以通过叠加技术相互叠加，进而复用直流控制信号，相当于一个天线的波束被多个直流控制信号所控制，增加了天线波束的种类，提高天线系统的性能。复用信号的天线所在的PCB间相互连接，其连接位置部署连接点，用于两个天线交互信号。
其中，两个PCB的连接位置的连接点可以为PCB中的焊盘。当然，连接点也可以为其他连接PCB间的连接部件，例如线缆连接的端点或者其他。凡是天线系统中可以用于两个PCB交互各自信号的接触形式，都可以作为本文描述的连接点。
一种可能的实现中，天线系统10中包括的至少一个天线202可以包括部署在第二PCB的第一天线和部署在第三PCB的第二天线，第二PCB与第三PCB相互连接，其连接位置具有第一连接点和第二连接点，第一连接点用于传输第二天线的直流控制信号，第二连接点用于传输第一天线的直流控制信号。这样一来，第一天线通过第一连接点可以获取第二天线的直流控制信号；第二天线通过第二连接点可以获取第一天线的直流控制信号，以实现第一天线和第二天线复用直流控制。
第一天线的具体结构包括：第一天线的馈电振子经过隔交流器件，与第一天线中部分非馈电振子上的二极管(包括负极接地以及正极接地)的非接地端连接，这部分非馈电振子由第一天线的直流控制信号所控制；第一连接点通过隔交流器件与第一天线中其余非馈电振子上的二极管(包括负极接地以及正极接地)的非接地端连接，这部分非馈电振子由从第一连接点获取的第二天线的直流控制信号所控制。第一天线的馈电振子经过隔交流器件，与第二连接点连接，用于向第二天线传输第一天线的直流控制信号。
第二天线的具体结构包括：第二天线的馈电振子经过隔交流器件，与第二天线中部分非馈电振子上的二极管(包括负极接地以及正极接地)的非接地端连接，这部分非馈电振子由第二天线的直流控制信号所控制；第二连接点通过隔交流器件与第二天线中其余非馈电振子上的二极管(包括负极接地以及正极接地)的非接地端连接，这部分非馈电振子由从第二连接点获取的第一天线的直流控制信号所控制。第二天线的馈电振子经过隔交流器件，与第一连接点连接，用于向第一天线传输第二天线的直流控制信号。
一种可能的实现中，天线系统中也可以X个(大于或等于3个)天线复用直流控制信号，每个天线与其复用直流控制信号的天线所在的PCB连接，连接位置部署连接点用于交互直流控制信号。一个天线所在的PCB与其他X-1个天线所在的PCB的连接位置具有X个连接点，其中的X-1个连接点用于获取其他X-1个天线的直流控制信号，另一个连接点用于向其他X-1个天线传输自身的直流控制信号。一个天线中的馈电振子分为X个部分，该天线的馈电振子经过隔交流器件，与其内部第一部分非馈电振子上的二极管(包括负极接地以及正极接地)的非接地端连接，第一部分非馈电振子由该天线的直流控制信号所控制；该天线所在的PCB中的连接点1通过隔交流器件与该天线中第二部分非馈电振子上的二极管(包括负极接地以及正极接地)的非接地端连接，第二部分非馈电振子由从连接点1获取的直流控制信号所控制；该天线所在的PCB中的连接点2通过隔交流器件与该天线中第三部分非馈电振子上的二极管(包括负极接地以及正极接地)的非接地端连接，第三部分非馈电振子由从连接点2获取的直流控制信号所控制；……；该天线所在的PCB中的连接点X-1通过隔交流器件与该天线中第X部分非馈电振子上的二极管(包括负极接地以及正极接地)的非接地端连接，第X部分非馈电振子由从连接点X-1获取的直流控制信号所控制。该天线的馈电振子经过隔交流器件，与连接点X连接，用于向其他X-1个天线传输自身的直流控制信号。
下面以两个天线复用直流控制信号为例，进行详细描述。
假设图2示意的天线系统20中包括的至少一个天线202中可以包括垂直极化的天线2021和水平极化的天线2022。天线2021与天线2022极化正交，通过双极化叠加技术，将天线2021和天线2022上下叠加，天线2021所在的PCB与天线2022所在的PCB相互连接，其连接位置具有第一连接点2024及第二连接点2025。第一连接点2024及第二连接点2025位于天线2021所在的PCB与天线2022所在的PCB的连接位置，也可以理解为，第一连接点2024及第二连接点2025与天线2021所在的PCB与天线2022所在的PCB都相连。
图6示意了天线2021和天线2022上下叠加时的连接结构。需要说明的是，图6中将部署了天线的PCB这一整体标记为天线，并不是对天线形式的限定。如图6所示，天线2021包括一个全向垂直极化馈电振子20211和4个非馈电振子20212，天线2022包括一个全向水平极化馈电振子20221和4个非馈电振子20222。其中，图6中全向垂直极化馈电振子20211为虚线圈出的内容，即图6中示意的粗实线以及两端连接的弧形面积，但该示意并不是对馈电振子形式的具体限定。
其中，4个非馈电振子20212中两个串联负极接地的二极管，两个串联正极接地的二极管；4个非馈电振子20222中两个串联负极接地的二极管，两个串联正极接地的二极管。对于非馈电振子串联二极管的示意参照图4示意，图6中不再示出。
为了示意更加清晰，通过图7及图8将天线2021及天线2022的内部结构进行示例说明。
图7示意了天线2021的结构。如图7所示，天线2021中的馈电振子20211，通过一个隔交流器件20213与一个非馈电振子20212中串联的负极接地的二极管2023的正极连接，通过一个隔交流器件20213与一个非馈电振子20212中串联的正极接地的二极管2023的负极连接；第一连接点2024通过一个隔交流器件20213与一个非馈电振子20212中串联的负极接地的二极管2023的正极连接，通过一个隔交流器件20213与一个非馈电振子20212中串联的正极接地的二极管2023的负极连接。另外，天线2021中的馈电振子20211，通过一个隔交流器件20213与第二连接点2025相连(图中未示出)，用于向天线2022传输天线2021的直流控制信号。
图8示意了天线2022的结构。如图8所示，天线2022中的馈电振子20221，通过一个隔交流器件20223与一个非馈电振子20222中串联的负极接地的二极管2023的正极连接，通过一个隔交流器件20223与一个非馈电振子20222中串联的正极接地的二极管2023的负极连接；第二连接点2025通过一个隔交流器件20223与一个非馈电振子20222中串联的负极接地的二极管2023的正极连接，通过一个隔交流器件20223与一个非馈电振子20222中串联的正极接地的二极管2023的负极连接。另外，天线2022中的馈电振子20221，通过一个隔交流器件20213与第一连接点2024相连(图中未示出)，用于向天线2021传输天线2022的直流控制信号。
具体的，当馈电振子20211接收到直流控制信号a1，a1传输到天线2021中与馈电振子20211连接的两个非馈电振子20212上，同时，a1传输到第一连接点2024，再传输到天线2022中与第一连接点2024连接的两个非馈电振子20222上。当馈电振子20221接收到直流控制信号a2，a2传输到天线2022中与馈电振子20221连接的两个非馈电振子20222上，同时，a2传输到第二连接点2025，再传输到天线2021中与第二连接点2025连接的两个非馈电振子20212上。
通过a1的三种可能的电平、a2的三种可能的电平，对天线2021和天线2022的波束控制可以达到9种状态，具体如表1所示，具体的过程参考前述图3和图4的描述，此处不再进行赘述。
表1
a1高电平 a1负电平 a1零电平
a2高电平 状态1 状态2 状态3
a2负电平 状态4 状态5 状态6
a2零电平 状态7 状态8 状态9
图9示意了本申请实施例提供的一种控制信号传输方法，该方法应用于前述的天线系统，该天线系统可以包括：第一PCB及至少一个天线，至少一个天线分别部署在第一PCB之外的PCB上；第一PCB通过线缆分别与至少一个天线中的每个天线连接。如图9所示，本申请实施例提供的控制信号传输方法可以包括：
S901、第一PCB将交流输入信号以及直流控制信号合并。
其中，直流控制信号包括下述信号中的任一种：导通负极接地的二极管的第一电平、关闭二极管的第二电平、导通正极接地的二极管的第三电平。
示例性的，第一电平可以包括高电平、第二电平可以包括零电平、第三电平可以包括负电平。其中，高电平将负极接地的二极管导通，将正极接地的二极管关闭；零电平将负极接地的二极管关闭、将正极接地的二极管关闭；负电平将正极接地的二极管导通，将负极接地的二极管关闭。
S902、第一PCB通过线缆，向每个天线发送交流输入信号以及直流控制信号。
进一步的，至少一个天线可以包括部署的第二PCB的第一天线和部署在第三PCB的第二天线；第二PCB与第三PCB通过连接点连接，第二PCB包括连接第三PCB的第一连接点，用于接收第二天线的直流控制信号；第三PCB包括连接第二PCB的第二连接点，用于接收第一天线的直流控制信号。第一天线与第二天线通过第一连接点及第二连接点复用直流控制信号。具体的复用过程，可以参考前述天线系统的描述，此处不再赘述。
需要说明的是，本申请实施例提供的控制信号传输方法，应用于前述天线系统，该方法的具体实现均可以参考前述天线系统的具体实现，此处不再一一赘述。
通过本申请提供的控制信号传输方法，在线缆中发送交流输入信号以及直流控制信号，由于交直流信号一起传输时并不会相互干扰，在CPU及天线没有部署在同一个PCB时，借用传输交流输入信号的线缆来传输直流控制信号，无需增加额外器件接了实现直流控制信号的传输，降低了成本，同时也提高了天线系统中PCB布局的灵活性。
本申请实施例还提供一种天线，包括一个馈电振子以及N个非馈电振子，N大于或等于1。其中，N个非馈电振子中的M个非馈电振子上串联负极接地的二极管，其余M-N个非馈电振子上串联正极接地的二极管；馈电振子经过隔交流器件与部分或全部非馈电振子上的二极管的非接地端连接。
在一种可能的实现方式中，天线通过线缆接收到来自第一PCB的交流输入信号以及直流控制信号，非馈电振子通过隔交流器件从馈电振子接收到直流控制信号，该直流控制信号控制非馈电振子上串联的二极管的导通与否；当直流控制信号导通了二极管，则对应的非馈电振子接地，成为反射器对天线波束进行反射；当直流控制信号关闭了二极管，则对应的非馈电振子断开不接地，对天线波束无作用。第一PCB种部署了CPU及射频前端。
在另一种可能的实现方式中，馈电振子经过隔交流器件与部分非馈电振子上的二极管的非接地端连接，该天线所在的PCB与其他天线所在的PCB的连接点与另一部分非馈电振子上的二极管的非接地端连接。
本申请提供的天线与前述任一实施例中描述的天线系统中天线结构及功能相同，其具体实现可以参考前述内容，此处不再进行赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本申请所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种天线系统，其特征在于，所述天线系统包括：
第一PCB及至少一个天线，所述至少一个天线分别部署在所述第一PCB之外的PCB上；
所述第一PCB通过线缆分别与所述至少一个天线中的每个天线连接；
所述第一PCB用于，通过所述线缆，向每个所述天线发送交流输入信号以及直流控制信号；其中，所述直流控制信号包括下述信号中的任一种：导通负极接地的二极管的第一电平、关闭二极管的第二电平、导通正极接地的二极管的第三电平；
所述至少一个天线包括部署在第二PCB上的第一天线和部署在第三PCB上的第二天线；所述第二PCB与所述第三PCB相互连接，其连接位置具有第一连接点和第二连接点；所述第一连接点用于传输所述第二天线的直流控制信号；所述第二连接点用于传输所述第一天线的直流控制信号；
所述第一天线的馈电振子经过隔交流器件，与所述第一天线中部分非馈电振子上的二极管的非接地端连接，所述第一连接点通过隔交流器件与所述第一天线中其余非馈电振子上的二极管的非接地端连接；
所述第二天线的馈电振子经过隔交流器件，与所述第二天线中部分非馈电振子上的二极管的非接地端连接，所述第二连接点通过隔交流器件与所述第二天线中其余非馈电振子上的二极管的非接地端连接。
2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，
所述至少一个天线中的每个天线包括一个馈电振子以及N个非馈电振子，N大于或等于2；其中，所述N个非馈电振子中的M个非馈电振子上串联负极接地的二极管，其余N-M个非馈电振子上串联正极接地的二极管；所述馈电振子经过隔交流器件与天线中部分或全部非馈电振子上的二极管的非接地端连接；
所述第一PCB通过线缆分别与所述至少一个天线中的每个天线连接包括：
所述第一PCB通过线缆分别与所述至少一个天线中的每个天线的馈电振子连接。
3.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，
所述至少一个天线中的每个天线包括一个馈电振子以及一个非馈电振子，所述一个非馈电振子上串联负极接地的二极管，或者，所述一个非馈电振子上串联正极接地的二极管；所述馈电振子经过隔交流器件与所述天线中的非馈电振子上的二极管的非接地端连接；
所述第一PCB通过线缆分别与所述至少一个天线中的每个天线连接包括：
所述第一PCB通过线缆分别与所述至少一个天线中的每个天线的馈电振子连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的天线系统，其特征在于，所述第一电平为高电平、所述第二电平为零电平、所述第三电平为负电平；
其中，所述高电平将负极接地的二极管导通，将正极接地的二极管关闭；所述零电平将负极接地的二极管关闭、将正极接地的二极管关闭；所述负电平将正极接地的二极管导通，将负极接地的二极管关闭。
5.根据权利要求1-3任一项所述的天线系统，其特征在于，所述隔交流器件包括电感器。
6.一种控制信号传输方法，其特征在于，应用于天线系统；其中，
所述天线系统包括：第一PCB及至少一个天线，所述至少一个天线分别部署在所述第一PCB之外的PCB上；所述第一PCB通过线缆分别与所述至少一个天线中的每个天线连接；所述至少一个天线包括部署在第二PCB的第一天线和部署在第三PCB的第二天线；所述第二PCB与所述第三PCB相互连接，其连接位置具有第一连接点和第二连接点；所述第一连接点用于传输所述第二天线的直流控制信号；所述第二连接点用于传输所述第一天线的直流控制信号；
所述方法包括：所述第一PCB通过所述线缆，向每个所述天线发送交流输入信号以及直流控制信号；
其中，所述直流控制信号包括下述信号中的任一种：导通负极接地的二极管的第一电平、关闭二极管的第二电平、导通正极接地的二极管的第三电平。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：
所述至少一个天线中的每个天线包括一个馈电振子以及N个非馈电振子，N大于或等于2；其中，所述N个非馈电振子中的M个非馈电振子上串联负极接地的二极管，其余N-M个非馈电振子上串联正极接地的二极管；所述馈电振子经过隔交流器件与天线中部分或全部非馈电振子上的二极管的非接地端连接；
所述第一PCB通过线缆分别与所述至少一个天线中的每个天线的馈电振子连接。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述至少一个天线中的每个天线包括一个馈电振子以及一个非馈电振子，所述一个非馈电振子上串联负极接地的二极管，或者，所述一个非馈电振子上串联正极接地的二极管；所述馈电振子经过隔交流器件与所述天线中的非馈电振子上的二极管的非接地端连接；
所述第一PCB通过线缆分别与所述至少一个天线中的每个天线的馈电振子连接。
9.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，所述第一电平为高电平、所述第二电平为零电平、所述第三电平为负电平；
其中，所述高电平将负极接地的二极管导通，将正极接地的二极管关闭；所述零电平将负极接地的二极管关闭、将正极接地的二极管关闭；所述负电平将正极接地的二极管导通，将负极接地的二极管关闭。
10.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，所述线缆包括同轴线缆。
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