CN111799560A - 天线模组、终端、控制相位的方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种天线模组、终端、控制相位的方法、装置及存储介质，属于计算机技术领域。由于本申请实施例提供的天线模组在辐射阵列和移相网络之外，还包括滑动介质和驱动组件，能够通过驱动组件控制滑动介质在移相网络上运动。因此，在滑动介质在移相网络上运动后，滑动介质覆盖的部分的传输性能发生变化，使得最终传输到辐射阵列中的N个阵元的电磁信号的相位发生变化，最终实现了通过改变滑动介质的位置，控制天线模组向外辐射的波束的波束指向，提高了天线通过模拟信号的方式改变波束指向的能力，并提升了天线模组的相位控制能力。

Description

天线模组、终端、控制相位的方法、装置及存储介质

技术领域

本申请实施例涉及计算机技术领域，特别涉及一种天线模组、终端、控制相位的方法、装置及存储介质。

背景技术

随着5G新空口(NR，New Radio)技术的广泛应用，波束扫描技术也得到大规模的推广和使用。

相关技术中，波束扫描技术需要改变天线发出的波束的朝向。在一些设计中，终端通过集成功率放大器、有源数字移相器和天线组成改变波束的朝向。

发明内容

本申请实施例提供了一种天线模组、终端、控制相位的方法、装置及存储介质。所述技术方案如下：

根据本申请的一方面内容，提供了一种天线模组，所述天线模组包括：辐射阵列、移相网络、滑动介质和驱动组件，所述辐射阵列包括N个阵元；

所述移相网络用于调整设备内部激发的电磁信号的相位，使得所述N个阵元对应的所述电磁信号的相位相等；

所述移相网络上覆盖有所述滑动介质，所述滑动介质用于改变覆盖到的目标微带线的传输性能，使得对应的所述电磁信号的相位改变；

所述驱动组件用于驱动所述滑动介质运动，以令所述滑动介质和所述目标微带线之间产生相对位置变化；

N个所述阵元用于向外辐射所述电磁信号。

根据本申请的一方面内容，提供了一种控制相位的方法，所述方法应用于终端中，所述终端包括如上述方面示出的天线模组，所述天线模组的工作频段是毫米波段，所述方法包括：

获取所述天线模组被设定的波束指向；

根据天线模组被设定的波束指向计算所述滑动介质的位移；

控制所述驱动组件驱动所述滑动介质移动位移。

根据本申请的另一方面内容，提供了一种控制相位的装置，所述装置应用于终端中，所述终端包括如上述方面示出的天线模组，所述天线模组的工作频段是毫米波段，所述装置包括：

指向获取模块，用于获取所述天线模组被设定的波束指向；

位移计算模块，用于根据天线模组被设定的波束指向计算所述滑动介质的位移；

介质驱动模块，用于控制所述驱动组件驱动所述滑动介质移动位移。

根据本申请的另一方面内容，提供了一种终端，所述终端包括如上述方面示出的天线模组。

根据本申请的另一方面内容，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现如上述控制相位的方法。

根据本申请的一个方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述控制相位的方面中提供的方法。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果可以包括：

由于本申请实施例提供的天线模组在辐射阵列和移相网络之外，还包括滑动介质和驱动组件，能够通过驱动组件控制滑动介质在移相网络上运动。因此，在滑动介质在移相网络上运动后，滑动介质覆盖的部分的传输性能发生变化，使得最终传输到辐射阵列中的N个阵元的电磁信号的相位发生变化，最终实现了通过改变滑动介质的位置，控制天线模组向外辐射的波束的波束指向，提高了天线通过模拟信号的方式改变波束指向的能力，并提升了天线模组的相位控制能力。

附图说明

为了更清楚地介绍本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例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申请的一些实施例，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它的附图。

图1是本申请实施例提供的一种天线模组的结构示意图；

图2是基于图1所示实施例提供的一种阵列波向的指向示意图；

图3是基于图1所示实施例提供的另一种阵列波向的指向示意图；

图4是基于图1所示实施例提供的另一种阵列波向的指向示意图；

图5是本申请一个示例性实施例提供的终端的结构框图；

图6是本申请一个示例性实施例提供的控制相位的方法的流程图；

图7是本申请一个示例性实施例提供的控制相位的装置的结构框图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

为了本申请实施例所示方案易于理解，下面对本申请实施例中出现的若干名词进行介绍。

辐射阵列：一种天线模组的组成部件。示意性的，一个辐射阵列中可以包括N个阵元。N个阵元可以根据设计需求设计成不同控件位置的阵列。例如，当N为4时。辐射阵列能够被设计为2*2的阵列，也能够被设计为1*4的阵列，本申请实施例对此不作限定。

一种可能的实施方式中，N是奇数。在该示例中，天线模组能够将一个阵元作为中心阵元，将其他N-1个阵元作为第一阵元和第二阵元的集合。其中，第一阵元的数量和第二阵元的数量相等，以中心阵元为对称中心，第一阵元和第二阵元分布在中心阵元的两侧。

另一种可能的实施方式中，N是偶数。在该示例中，天线模组能够将其中的一半阵元作为第一阵元，将另一半阵元作为第二阵元。

移相网络：包括多条微带线，微带线用于将电磁信号导向辐射阵列中的各个阵元。在辐射阵列中的各个阵元位置确定，且，终端内部输出的电磁信号的输入端的位置确定的前提下，设计人员通过本申请提供的移相网络来调节N个阵元中每一个阵元接收电磁信号的相位。在一种设计的目标下，移相网络使得N个阵元对应的电磁信号的相位相等。可选地，终端内部输出的电磁信号的输入端，可以是功率放大器的输入口。

示意性的，移相网络可以包括移相微带补偿网络和移相微带网络。其中，微带补偿网络上方没有覆盖滑动介质，移相微带网络上方覆盖有滑动介质。

滑动介质：能够覆盖在移相网络上方并滑动的介质。针对相同的目标微带线，覆盖有滑动介质部分的传输性能要优于未覆盖有滑动介质部分的传输性能。也即，针对相同的目标微带线，传输相同的电磁信号，若该目标微带线上没有覆盖滑动介质时，传输的电磁信号的相位是

；该目标微带线上覆盖有滑动介质时，传输的电磁信号的相位是

则

小于

。可见，当目标微带线上覆盖滑动介质后，目标微带线传输电磁信号的传输性能将增强。

在本申请实施例中，通过一种经过设计的天线模组，实现对天线模组中的各个阵元的相位的控制，提高了天线模组通过模拟电路设计的方式，实现天线模组在发射微波频段的信号时，对波束指向的改变能力。

请参见图1，图1是本申请实施例提供的一种天线模组的结构示意图。在图1中，包括辐射阵列110、移相网络120、滑动介质130、驱动组件140和刚性连接件150。

示意性的，辐射阵列110包括阵元111、阵元112、阵元113、阵元114和阵元115。每一个阵元均有各自独立的馈电端口。在图1中，阵元111对应的馈电端口是端口161，阵元112对应的馈电端口是端口162，阵元113对应的馈电端口是端口163，阵元114对应的馈电端口是端口164，阵元115对应的馈电端口是端口165。

移相网络120包括移相微带补偿网络和移相微带网络。该移相网络用于调整设备内部及激发电磁信号的相位，使得阵元111、阵元112、阵元113、阵元114和阵元115在滑动介质130处于水平中心位置时，相位相等。

在图1所示的天线模组中，当滑动介质130处于水平中间位置时，天线模组的波束指向处于0deg(0°)的位置。当终端从功率放大器输入口170输入能量时，该能量会被移相微带网络分配到端口161至端口165共5个端口中。需要说明的是，从功率放大器输入口170输入到端口163的的相位延迟最小，到端口162和端口164的相位次之，到端口161和端口165的相位延迟最大。因此，本申请实施例设计有移相微带补偿网络，该移相微带补偿网络用于补偿上述各个端口的相位差。在移相微带补偿网络中，端口163与阵元113之间的移相微带线的长度最长，端口162与阵元112之间的移相微带线以及端口164与阵元114之间的移相微带线的长度较短，端口161与阵元111之间的移相微带线以及端口165与阵元115之间的移相微带线的长度最短，从而使得功率放大器输入口170输入的能力到各个阵元的相位是一致的。在此场景中，当天线模组的工作频段是毫米波频段时，该天线模组能够令其自身的毫米波阵列指向0deg位置。

移相网络120上还覆盖有滑动介质130，滑动介质用于改变覆盖到目标微带线的传输性能。在图1所示的天线模组中，被滑动介质130覆盖的微带线的部分，均为目标微带线。

示意性的，滑动介质130被驱动组件140带动刚性连接件150驱动。在图1所示的实施例中，驱动组件140可以是微型马达，刚性连接件150可以是有较低介电常数的材料制成的拉杆。在本申请实施例中，刚性连接件的介电常数小于滑动介质的介电常数。

需要说明的是，图1所示的实施例中，N等于5。5个阵元中包括第一阵元111、第一阵元112、第二阵元114和第二阵元115。第一阵元的个数与第二阵元的个数相等，且第一阵元和第二阵元沿参考法线180对称分布。在图1中，第一方向181自第一阵元指向第二阵元，且第一方向181垂直于参考法线180。第二方向182自第二阵元指向第一阵元，且第二方向182垂直于参考法线180。在该阵元分布的设计中，响应于驱动组件驱动滑动介质沿第一方向运动，第一阵元对应的电磁信号的相位增大，第二阵元对应的电磁信号的相位减小。

示意性的，为了便于本申请实施例所展示的天线模组量产，本申请能够将天线模组中的移相网络和辐射阵列设置于印刷电路板上，通过限位器将滑动介质设置地与移相网络之间为滑动接触关系。

示意性的，图1所示的5个阵元沿目标方向排列，该目标方向与参考法线180互相垂直。

请参见图2，图2是基于图1所示实施例提供的一种阵列波向的指向示意图。在该示意图中，当滑动介质130处于水平中心位置时，阵列波束200指向0deg。

请参考图3，图3是基于图1所示实施例提供的另一种阵列波向的指向示意图。在该示意图中，滑动介质130被驱动组件140带动刚性连接件150驱动，向左侧(第二方向)运动。当驱动组件140推动刚性连接件150将滑动介质130向左移动L微米时，功率放大器输入口170到端口161的相位增加了2*phs,功率放大器输入口170到端口162的相位增加了phs,功率放大器输入口170到端口163的相位不变，功率放大器输入口170到端口164的相位减小了phs，功率放大器输入口170到端口165的相位减小了2*phs。

由上述分析可知，在图3所示的状态下，从阵元111、阵元112、阵元113、阵元114到阵元115，相位phs递减，波束此时指向+15deg。

请参见图4，图4是基于图1所示实施例提供的另一种阵列波向的指向示意图。在该示意图中，滑动介质130被驱动组件140带动刚性连接件150驱动，想右侧(第一方向)运动。当驱动组件140推动刚性连接件150将滑动介质130向右移动L微米时，功率放大器输入口170到端口161的相位减小了2*phs,功率放大器输入口170到端口162的相位减小了phs,功率放大器输入口170到端口163的相位不变，功率放大器输入口170到端口164的相位增大了phs，功率放大器输入口170到端口165的相位增大了2*phs。

由上述分析可知，在图4所示的状态下，从阵元111、阵元112、阵元113、阵元114到阵元115，相位phs递增，波束此时指向-15deg。

综上所述，由于本申请实施例提供的天线模组在辐射阵列和移相网络之外，还包括滑动介质和驱动组件，能够通过驱动组件控制滑动介质在移相网络上运动。因此，在滑动介质在移相网络上运动后，滑动介质覆盖的部分的传输性能发生变化，使得最终传输到辐射阵列中的N个阵元的电磁信号的相位发生变化，最终实现了通过改变滑动介质的位置，控制天线模组向外辐射的波束的波束指向，提高了天线通过模拟信号的方式改变波束指向的能力，并提升了天线模组的相位控制能力。

请参见图5，图5是本申请一个示例性实施例提供的终端的结构框图，如图5示，该终端包括处理器520、存储器540和天线模组560，所述存储器540中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器520加载并执行以实现如本申请各个方法实施例所述的控制相位的方法。

在本申请中，终端500能够获取所述天线模组被设定的波束指向；根据天线模组被设定的波束指向计算所述滑动介质的位移；控制所述驱动组件驱动所述滑动介质移动位移。

处理器520可以包括一个或者多个处理核心。处理器520利用各种接口和线路连接整个终端500内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器540内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器540内的数据，执行终端500的各种功能和处理数据。可选的，处理器520可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器520可集成中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器520中，单独通过一块芯片进行实现。

存储器540可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)。可选的，该存储器540包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器540可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器540可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现下述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储下面各个方法实施例中涉及到的数据等。

天线模组560可以参见上述图1至图4的介绍，本处不再赘述。

综上所述，由于本申请实施例提供的终端包括天线模组，天线模组在辐射阵列和移相网络之外，还包括滑动介质和驱动组件，能够通过驱动组件控制滑动介质在移相网络上运动。因此，在滑动介质在移相网络上运动后，滑动介质覆盖的部分的传输性能发生变化，使得最终传输到辐射阵列中的N个阵元的电磁信号的相位发生变化，最终实现了通过改变滑动介质的位置，控制天线模组向外辐射的波束的波束指向，提高了终端通过模拟信号的方式改变波束指向的能力，并节省了终端使用有源数字移相器的成本。

示例性地，本申请实施例所示的控制相位的方法，可以应用在终端中，该终端具备显示屏且具备控制相位的功能。终端可以包括手机、平板电脑、膝上型电脑、台式电脑、电脑一体机、服务器、工作站、电视、机顶盒、智能眼镜、智能手表、数码相机、MP4播放终端、MP5播放终端、学习机、点读机、电纸书、电子词典、车载终端、虚拟现实(Virtual Reality，VR)播放终端或增强现实(Augmented Reality，AR)播放终端等。

请参考图6，图6是本申请一个示例性实施例提供的控制相位的方法的流程图。该控制相位的方法可以应用在上述所示的终端中。在图6中，控制相位的方法包括：

步骤610，获取天线模组被设定的波束指向。

在本申请实施例中，终端中的天线模组的工作频段是毫米波频段。终端能够先确认当前需要将天线模组的波束朝向改变的目标朝向。例如，当前需要目标朝向+30deg，则终端能够获取该天线模组被设定的波束指向。

步骤620，根据天线模组被设定的波束指向计算滑动介质的位移。

在本申请实施例中，终端能够根据上述天线模组被设定的波束指向计算滑动介质的位移，该滑动介质的位移将随着滑动介质的介电常数的不同而有所差别。示意性的，该计算规则将在天线模组制造完成后相应地确定下来。

步骤630，控制驱动组件驱动滑动介质移动位移。

在本申请实施例中，终端能够指示驱动组件进行运动，从而驱动滑动介质移动上述需要的位移。

在一种可能的实现方式中，终端中可以同时布设大量的天线模组，各个天线模组在终端的独立控制下，完成自身的波束指向的调整。

综上所述，本实施例提供的控制相位的方法，由于终端能够在自身中设置带有滑动介质的天线模组，且该滑动介质滑动时，能够改变天线模组在毫米波频段工作时的波束指向。因此，终端能够在获取到天线模组被设定的波束指向时，计算得到相应的滑动介质的位移，进而控制驱动组件带动滑动介质移动，从而达到改变毫米波天线模组的波束指向的效果。

下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。

请参考图7，图7是本申请一个示例性实施例提供的控制相位的装置的结构框图，该装置涉及的天线模组的工作频段是毫米波段。该控制相位的装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为终端的全部或一部分。该装置包括：

指向获取模块710，用于获取所述天线模组被设定的波束指向；

位移计算模块720，用于根据天线模组被设定的波束指向计算所述滑动介质的位移；

介质驱动模块730，用于控制所述驱动组件驱动所述滑动介质移动位移。

综上所述，本实施例提供的控制相位的装置，由于终端能够在自身中设置带有滑动介质的天线模组，且该滑动介质滑动时，能够改变天线模组在毫米波频段工作时的波束指向。因此，终端能够在获取到天线模组被设定的波束指向时，计算得到相应的滑动介质的位移，进而控制驱动组件带动滑动介质移动，从而达到改变毫米波天线模组的波束指向的效果。

本申请实施例还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如上各个实施例所述的控制相位的方法。

需要说明的是：上述实施例提供的控制相位的装置在执行控制相位的方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的控制相位的装置与控制相位的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本申请的能够实现的示例性的实施例，并不用以限制本申请，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 (10)

1.一种天线模组，其特征在于，所述天线模组包括：辐射阵列、移相网络、滑动介质和驱动组件，所述辐射阵列包括N个阵元；

所述移相网络用于调整设备内部激发的电磁信号的相位，使得所述N个阵元对应的所述电磁信号的相位相等；

所述移相网络上覆盖有所述滑动介质，所述滑动介质用于改变覆盖到的目标微带线的传输性能，使得对应的所述电磁信号的相位改变；

所述驱动组件用于驱动所述滑动介质运动，以令所述滑动介质和所述目标微带线之间产生相对位置变化；

N个所述阵元用于向外辐射所述电磁信号。

2.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，N个所述阵元包括第一阵元和第二阵元，所述第一阵元的个数和所述第二阵元的个数相等，所述第一阵元和所述第二阵元沿参考法线对称分布；

响应于所述驱动组件驱动所述滑动介质沿第一方向运动，所述第一阵元对应的所述电磁信号的相位减小，所述第二阵元对应的所述电磁信号的相位增大；

响应于所述驱动组件驱动所述滑动介质沿第二方向运动，所述第一阵元对应的所述电磁信号的相位增大，所述第二阵元对应的所述电磁信号的相位减小；

其中，所述第一方向垂直于所述参考法线且自所述第一阵元指向所述第二阵元，所述第二方向垂直于所述参考法线且自所述第二阵元指向所述第一阵元。

3.根据权利要求2所述的天线模组，其特征在于，N个所述阵元沿目标方向水平排列，所述目标方向与所述参考法线垂直。

4.根据权利要求1至3任一所述的天线模组，其特征在于，所述天线模组还包括刚性连接件，所述驱动组件通过刚性连接件带动所述滑动介质运动。

5.根据权利要求4所述的天线模组，其特征在于，所述刚性连接件的介电常数小于所述滑动介质的介电常数。

6.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述移相网络和所述辐射阵列是设置于印制电路板上的部件，所述滑动介质通过限位器完成与所述移相网络的滑动接触。

7.一种控制相位的方法，其特征在于，所述方法应用于终端中，所述终端包括如权利要求1至6任一所述的天线模组，所述天线模组的工作频段是毫米波段，所述方法包括：

获取所述天线模组被设定的波束指向；

根据天线模组被设定的波束指向计算所述滑动介质的位移；

控制所述驱动组件驱动所述滑动介质移动位移。

8.一种控制相位的装置，其特征在于，所述装置应用于终端中，所述终端包括如权利要求1至6任一所述的天线模组，所述天线模组的工作频段是毫米波段，所述装置包括：

指向获取模块，用于获取所述天线模组被设定的波束指向；

位移计算模块，用于根据天线模组被设定的波束指向计算所述滑动介质的位移；

介质驱动模块，用于控制所述驱动组件驱动所述滑动介质移动位移。

9.一种终端，其特征在于，所述终端包括如权利要求1至6任一所述的天线模组。

10.一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有程序指令，其特征在于，所述程序指令被处理器执行时实现如权利要求7所述的控制相位的方法。

Images