CN114094339B - 自适应调谐方法、自适应调谐天线及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了自适应调谐方法、自适应调谐天线及电子设备,涉及天线技术领域,能够实现辐射方向图全向性与方向增益提升的兼得。本申请中,通过控制自适应调谐天线工作在不同工作状态,以控制天线能够在全向辐射与在第一方向高增益辐射之间自适应切换。其中,第一方向包括自适应调谐天线的径向方向。全向辐射下的天线能够实现带宽展宽或全频段载波聚合(carrier aggregation,CA)覆盖,在第一方向高增益辐射的天线能够实现该方向上的增益改善。通过在上述全向辐射与在第一方向高增益辐射之间的自适应切换,能够在不损失方向图全向性的同时达到类似阵列天线方向图叠加的效果,实现辐射方向图全向性与方向增益提升的兼得。
Description
技术领域
本申请涉及天线技术领域,尤其涉及自适应调谐方法、自适应调谐天线及电子设备。
背景技术
通常,在不同的使用场景中,用户会以不同的设备姿态使用电子设备(如手机、平板电脑等)。例如,设备姿态可以是被用户平躺手持、被用户站立手持等,被用户手持具体又可以包括被用户横屏手持、被用户竖屏手持等。
为了保证电子设备在不同设备姿态下的全向覆盖,通常可以利用电子设备的天线在不同谐振模式下覆盖的叠加来实现全向覆盖。以智能手机为例,假设智能手机的屏幕面向用户放置,智能手机的天线在差模(differertial mode,DM)模式下的辐射信号集中在天线以右,在共模(common mode,CM)模式下辐射信号集中在天线以左,则通过智能手机天线在DM模式和CM模式下辐射信号的叠加可以实现智能手机天线的全向覆盖。其中,在DM模式下,智能手机天线的辐射体中的电流流向相反;在CM模式下,智能手机天线的辐射体中的电流流向相同。
但是,通过上述常规技术仅能实现电子设备天线的全向覆盖,即天线向周围均匀辐射;而天线的增益受限,对于通信距离较远的业务需求或者用户密度较高区域的业务需求难以满足。
发明内容
本申请提供自适应调谐方法、自适应调谐天线及电子设备,能够实现辐射方向图全向性与方向增益提升的兼得。
为达到上述目的,本申请实施例采用如下技术方案:
第一方面,提供一种自适应调谐方法,该方法包括:调整自适应调谐天线的谐振模式,使得自适应调谐天线工作在状态1或者状态2;其中,在自适应调谐天线工作在状态1时,自适应调谐天线产生第一频段内的第一谐振和第二频段内的第二谐振;且其中,在自适应调谐天线工作在状态2时,自适应调谐天线的所述第二谐振偏移,使得第一谐振和第二谐振都处于第一频段内;或者,在自适应调谐天线工作在状态2时,自适应调谐天线的第一谐振偏移,使得第一谐振和第二谐振都处于第二频段内;并且,在自适应调谐天线工作在状态2时,自适应调谐天线在第一频段内产生的第一方向上方向图的增益,大于工作在状态1时,自适应调谐天线在第一频段内产生的第一方向上方向图的增益;其中,第一方向包括自适应调谐天线的径向方向。
上述第一方面提供的天线,通过控制自适应调谐天线工作在不同工作状态,以控制天线全向辐射或者在第一方向高增益辐射。其中,第一方向包括自适应调谐天线的径向方向。全向辐射的天线可以实现带宽展宽或全频段载波聚合CA覆盖,在第一方向高增益辐射的天线可以实现该方向上的增益改善。通过控制天线全向辐射或者在第一方向高增益辐射,在不损失方向图全向性的同时达到类似阵列天线方向图叠加的效果,能够实现辐射方向图全向性与方向增益提升的兼得。
在一种可能的实现方式中,上述方法应用于包括一个或多个开关单元的自适应调谐天线,上述调整自适应调谐天线的谐振模式,使得自适应调谐天线工作在状态1或者状态2,包括:通过控制一个或多个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线工作在状态1或者状态2。本方案中,通过在自适应调谐天线上设置一个或多个开关单元,可以实现通过控制一个或多个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线全向辐射或者在第一方向高增益辐射,以实现辐射方向图全向性与方向增益提升的兼得。
在一种可能的实现方式中,上述自适应调谐天线包括第一开关单元和第二开关单元,上述通过控制一个或多个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线工作在状态1或者状态2,包括:通过控制第一开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线工作在状态1或状态2;以及,当第一开关单元的连接状态使得自适应调谐天线工作在状态2时,通过控制第二开关单元的连接状态,使得第一谐振和第二谐振都处于第一频段或都处于第二频段。
在一种可能的实现方式中,上述自适应调谐天线包括第一开关单元;上述通过控制一个或多个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线工作在所述状态1或者状态2,包括:通过控制第一开关单元处于第一连接状态,使得自适应调谐天线工作在状态1;第一连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地;通过控制第一开关单元处于第二连接状态,使得自适应调谐天线工作在所述状态2;第二连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地。通过控制一个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线全向辐射或者在第一方向高增益辐射,以实现辐射方向图全向性与方向增益提升的兼得。在一种可能的实现方式中,上述第一开关单元接第一电容C1后接地或者接第二电容 C2后接地可以通过第一开关单元接一个可调电容来实现。
在一种可能的实现方式中,上述自适应调谐天线包括第一开关单元和第二开关单元;上述通过控制一个或多个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线工作在状态1,包括:通过控制第一开关单元处于第三连接状态,控制第二开关单元处于第四连接状态,使得自适应调谐天线工作在状态1;其中,第三连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地,第四连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地;或者,第三连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地,第四连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地。通过控制两个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线全向辐射,以实现辐射方向图的全向性。
在一种可能的实现方式中,上述自适应调谐天线包括第一开关单元和第二开关单元;上述通过控制一个或多个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线工作在状态2,包括:通过控制第一开关单元和第二开关单元均处于第五连接状态,使得自适应调谐天线工作在状态 2;其中,第五连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地;或者,第五连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地。通过控制两个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线在第一方向高增益辐射,以实现辐射方向图方向增益的提升。
在一种可能的实现方式中,当第五连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地时,第一谐振和第二谐振都处于第二频段;当第五连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地时,第一谐振和第二谐振都处于第一频段。
在一种可能的实现方式中,上述L1的电感值小于第一预设阈值,C1的电容值大于第二预设阈值;上述L2的电感值大于第一预设阈值,C2的电容值小于第二预设阈值。
在一种可能的实现方式中,上述第一方向包括自适应调谐天线的径向方向的正负60°范围内的任意方向。本方案可以在自适应调谐天线的径向方向的正负60°范围内实现辐射方向图方向增益的提升。
在一种可能的实现方式中,上述第一方向包括所述自适应调谐天线的径向方向的正负45°范围内的任意方向。本方案可以在自适应调谐天线的径向方向的正负45°范围内实现辐射方向图方向增益的提升。
在一种可能的实现方式中,相比于工作在状态1,工作在状态2的自适应调谐天线在第一频段内产生的第一方向上方向图的增益增大了A;其中,A∈(0.5dB-3dB)。
在一种可能的实现方式中,上述自适应调谐天线谐振在N41频段和/或N77频段内。
第二方面,提供一种自适应调谐天线,该天线包括:第一辐射体、第二辐射体、馈电单元和第一开关单元;第一辐射体包括第一端和与第一辐射体的第一端相对的第二端;第二辐射体包括第一端和与第二辐射体的第一端相对的第二端;馈电单元与第一辐射体的第一端电连接,且与第二辐射体的第一端电连接,用于为第一辐射体和第二辐射体馈电;第一辐射体的第一位置处接地,第一辐射体的第一位置位于第一辐射体的第一端和第一辐射体的第二端之间;上述第一开关单元用于通过处于第一连接状态使得自适应调谐天线工作在状态1,或者,通过处于第二连接状态使得自适应调谐天线工作在状态2;其中,在自适应调谐天线工作在状态1时,自适应调谐天线产生第一频段内的第一谐振和第二频段内的第二谐振;且其中,在自适应调谐天线工作在状态2时,自适应调谐天线的第二谐振偏移,使得第一谐振和第二谐振都处于第一频段内;或者,在自适应调谐天线工作在状态2时,自适应调谐天线的第一谐振偏移,使得第一谐振和第二谐振都处于第二频段内;并且,在自适应调谐天线工作在状态2时,自适应调谐天线在第一频段内产生的第一方向上方向图的增益,大于工作在状态1时,自适应调谐天线在第一频段内产生的第一方向上方向图的增益;其中,第一方向包括自适应调谐天线的径向方向。
上述第二方面提供的天线,通过在天线的辐射体上设置开关单元,以控制天线工作在全向状态或者高增益状态。其中,工作在全向状态下的天线可以实现带宽展宽或全频段载波聚合CA覆盖,工作在高增益状态下的天线可以实现第一方向上的增益改善。通过控制天线工作在全向状态或者高增益状态,能够实现辐射方向图全向性与方向增益提升的兼得。
在一种可能的实现方式中,上述第一开关单元的第一连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地;第二连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地。在一种可能的实现方式中,上述第一开关单元接第一电容C1后接地或者接第二电容C2后接地可以通过第一开关单元接一个可调电容来实现。
在一种可能的实现方式中,上述第一辐射体的第一位置处直接接地;或者,上述天线还包括第三辐射体,该第三辐射体的第一端接地,该第三辐射体的第二端与第一辐射体的第一位置连接。通过在天线的辐射体上设置接地端,可以实现天线在不同模式下的谐振。
在一种可能的实现方式中,上述馈电单元通过第三电容C3与第一辐射体的第一端电连接,馈电单元通过第四电容C4与第二辐射体的第一端电连接。本申请提供的天线支持外部馈电,例如馈电单元通过电容向天线的不同辐射体馈电。
在一种可能的实现方式中,上述第一辐射体还包括第三位置;第一辐射体的第三位置靠近第一辐射体的第一端;第一辐射体的第三位置处接第三电感L3后接地。通过在天线的辐射体上设置通过电感接地的接地端,可以实现天线在不同模式下的谐振。
在一种可能的实现方式中,上述第二辐射体的第一端还通过第四电容C4连接第四电感 L4后接地。通过在天线的辐射体上设置通过电感接地的接地端,可以实现天线在不同模式下的谐振。
在一种可能的实现方式中,上述天线还包括第二开关单元,当第一开关单元处于第三连接状态,第二开关单元处于第四连接状态时,自适应调谐天线工作在状态1;其中,第三连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地,第四连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地;或者,第三连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地,第四连接状态包括直接接地、接第一电感L1 后接地或者接第一电容C1后接地。通过控制两个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线全向辐射,以实现辐射方向图的全向性。
在一种可能的实现方式中,上述天线还包括第二开关单元,当第一开关单元和第二开关单元均处于第五连接状态时,自适应调谐天线工作在状态2;其中,第五连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地;或者,第五连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地。通过控制两个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线在第一方向高增益辐射,以实现辐射方向图方向增益的提升。
在一种可能的实现方式中,上述天线还包括第三开关单元;当第一开关单元和第三开关单元处于第三连接状态,第二开关单元处于第四连接状态时;或者,当第一开关单元和第三开关单元处于第四连接状态,第二开关单元处于第三连接状态时;或者,当第一开关单元处于第三连接状态,第二开关单元和第三开关单元处于第四连接状态时;或者,当第一开关单元处于第四连接状态,第二开关单元和第三开关单元处于第三连接状态时,自适应调谐天线工作在状态1;其中,第三连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容 C1后接地,第四连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地;或者,第三连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地,第四连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地。通过控制三个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线全向辐射,以实现辐射方向图的全向性。
在一种可能的实现方式中,上述天线还包括第三开关单元;当第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元均处于第五连接状态时,自适应调谐天线工作在状态2;其中,第五连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地;或者,第五连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地。通过控制三个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线在第一方向高增益辐射,以实现辐射方向图方向增益的提升。
在一种可能的实现方式中,上述第一谐振和第二谐振都处于第一频段或都处于第二频段。
在一种可能的实现方式中,当第五连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地时,上述第一谐振和第二谐振都处于第二频段;当第五连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地时,上述第一谐振和第二谐振都处于第一频段。
在一种可能的实现方式中,上述第二辐射体的第一位置与第二辐射体的第一端之间的距离小于第一距离阈值。
在一种可能的实现方式中,上述第一辐射体的第一位置与第一辐射体的第二端之间的距离小于第二距离阈值。
在一种可能的实现方式中,上述L1的电感值小于第一预设阈值,C1的电容值大于第二预设阈值;L2的电感值大于所述第一预设阈值,C2的电容值小于所述第二预设阈值。
在一种可能的实现方式中,上述自适应调谐天线谐振在N41频段和/或N77频段内。
第三方面,提供一种电子设备,该电子设备包括自适应调谐天线,该天线包括:第一辐射体、第二辐射体、馈电单元和第一开关单元;第一辐射体包括第一端和与第一辐射体的第一端相对的第二端;第二辐射体包括第一端和与第二辐射体的第一端相对的第二端;馈电单元与第一辐射体的第一端电连接,且与第二辐射体的第一端电连接,用于为第一辐射体和第二辐射体馈电;第一辐射体的第一位置处接地,第一辐射体的第一位置位于第一辐射体的第一端和第一辐射体的第二端之间;上述第一开关单元用于通过处于第一连接状态使得自适应调谐天线工作在状态1,或者,通过处于第二连接状态使得自适应调谐天线工作在状态2;其中,在自适应调谐天线工作在状态1时,自适应调谐天线产生第一频段内的第一谐振和第二频段内的第二谐振;且其中,在自适应调谐天线工作在状态2时,自适应调谐天线的第二谐振偏移,使得第一谐振和第二谐振都处于第一频段内;或者,在自适应调谐天线工作在状态 2时,自适应调谐天线的第一谐振偏移,使得第一谐振和第二谐振都处于第二频段内;并且,在自适应调谐天线工作在状态2时,自适应调谐天线在第一频段内产生的第一方向上方向图的增益,大于工作在状态1时,自适应调谐天线在第一频段内产生的第一方向上方向图的增益;其中,第一方向包括自适应调谐天线的径向方向。
上述第三方面提供的电子设备,通过在电子设备中天线的辐射体上设置开关单元,以控制天线工作在全向状态或者高增益状态。其中,工作在全向状态下的天线可以实现带宽展宽或全频段载波聚合CA覆盖,工作在高增益状态下的天线可以实现第一方向上的增益改善。通过控制天线工作在全向状态或者高增益状态,能够实现辐射方向图全向性与方向增益提升的兼得。
在一种可能的实现方式中,上述第一开关单元的第一连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地;第二连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地。在一种可能的实现方式中,上述第一开关单元接第一电容C1后接地或者接第二电容C2后接地可以通过第一开关单元接一个可调电容来实现。
在一种可能的实现方式中,上述第一辐射体的第一位置处直接接地;或者,上述天线还包括第三辐射体,该第三辐射体的第一端接地,该第三辐射体的第二端与第一辐射体的第一位置连接。通过在天线的辐射体上设置接地端,可以实现天线在不同模式下的谐振。
在一种可能的实现方式中,上述馈电单元通过第三电容C3与第一辐射体的第一端电连接,馈电单元通过第四电容C4与第二辐射体的第一端电连接。本申请提供的天线支持外部馈电,例如馈电单元通过电容向天线的不同辐射体馈电。
在一种可能的实现方式中,上述第一辐射体还包括第三位置;第一辐射体的第三位置靠近第一辐射体的第一端;第一辐射体的第三位置处接第三电感L3后接地。通过在天线的辐射体上设置通过电感接地的接地端,可以实现天线在不同模式下的谐振。
在一种可能的实现方式中,上述第二辐射体的第一端还通过第四电容C4连接第四电感 L4后接地。通过在天线的辐射体上设置通过电感接地的接地端,可以实现天线在不同模式下的谐振。
在一种可能的实现方式中,上述天线还包括第二开关单元,当第一开关单元处于第三连接状态,第二开关单元处于第四连接状态时,自适应调谐天线工作在状态1;其中,第三连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地,第四连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地;或者,第三连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地,第四连接状态包括直接接地、接第一电感L1 后接地或者接第一电容C1后接地。通过控制两个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线全向辐射,以实现辐射方向图的全向性。
在一种可能的实现方式中,上述天线还包括第二开关单元,当第一开关单元和第二开关单元均处于第五连接状态时,自适应调谐天线工作在状态2;其中,第五连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地;或者,第五连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地。通过控制两个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线在第一方向高增益辐射,以实现辐射方向图方向增益的提升。
在一种可能的实现方式中,上述天线还包括第三开关单元;当第一开关单元和第三开关单元处于第三连接状态,第二开关单元处于第四连接状态时;或者,当第一开关单元和第三开关单元处于第四连接状态,第二开关单元处于第三连接状态时;或者,当第一开关单元处于第三连接状态,第二开关单元和第三开关单元处于第四连接状态时;或者,当第一开关单元处于第四连接状态,第二开关单元和第三开关单元处于第三连接状态时,自适应调谐天线工作在状态1;其中,第三连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容 C1后接地,第四连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地;或者,第三连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地,第四连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地。通过控制三个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线全向辐射,以实现辐射方向图的全向性。
在一种可能的实现方式中,上述天线还包括第三开关单元;当第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元均处于第五连接状态时,自适应调谐天线工作在状态2;其中,第五连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地;或者,第五连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地。通过控制三个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线在第一方向高增益辐射,以实现辐射方向图方向增益的提升。
在一种可能的实现方式中,上述第一谐振和第二谐振都处于第一频段或都处于第二频段。
在一种可能的实现方式中,当第五连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地时,上述第一谐振和第二谐振都处于第二频段;当第五连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地时,上述第一谐振和第二谐振都处于第一频段。
在一种可能的实现方式中,上述第二辐射体的第一位置与第二辐射体的第一端之间的距离小于第一距离阈值。
在一种可能的实现方式中,上述第一辐射体的第一位置与第一辐射体的第二端之间的距离小于第二距离阈值。
在一种可能的实现方式中,上述L1的电感值小于第一预设阈值,C1的电容值大于第二预设阈值;L2的电感值大于所述第一预设阈值,C2的电容值小于所述第二预设阈值。
在一种可能的实现方式中,上述自适应调谐天线谐振在N41频段和/或N77频段内。
在一种可能的实现方式中,上述电子设备还包括:控制单元,用于控制自适应调谐天线的一个或多个开关单元的连接状态;一个或多个开关单元的连接状态包括:直接接地、接第一电感L1后接地、接第一电容C1后接地、断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地。通过由电子设备的控制单元控制一个或多个开关单元的连接状态,以控制天线工作在全向状态或者高增益状态。
在一种可能的实现方式中,上述控制单元具体用于,按照预设周期控制一个或多个开关单元在不同连接状态之间切换;或者,根据电子设备的设备姿态控制一个或多个开关单元处于不同连接状态。通过由电子设备的控制单元按照预设周期或者根据电子设备的设备姿态控制一个或多个开关单元的连接状态,以控制天线工作在全向状态或者高增益状态。
在一种可能的实现方式中,上述电子设备用于:通过控制自适应调谐天线的工作状态,使得自适应调谐天线全向辐射或者在第一方向高增益辐射;第一方向为自适应调谐天线的径向方向;其中,在自适应调谐天线工作在状态1时,自适应调谐天线全向辐射;在自适应调谐天线工作在状态2时,自适应调谐天线在所述第一方向高增益辐射。
附图说明
图1为本申请实施例提供的开关单元的连接状态示意图;
图2为本申请实施例提供的三种自适应调谐天线的结构示意图一;
图3为本申请实施例提供的三种自适应调谐天线的结构示意图二;
图4为本申请实施例提供的一种自适应调谐天线的结构示意图一;
图5为本申请实施例提供的一种自适应调谐天线的结构示意图二;
图6为本申请实施例提供的一种自适应调谐天线在某一时刻的电流流向示意图;
图7为本申请实施例提供的一种自适应调谐天线的辐射方向仿真图;
图8为本申请实施例提供的一种自适应调谐天线的S11参数分布图;
图9为本申请实施例提供的一种自适应调谐天线的天线辐射效率示意图;
图10为本申请实施例提供的一种工作在状态2的自适应调谐天线相比于工作在状态1的自适应调谐天线的增益提升效果图;
图11为本申请实施例提供的四种自适应调谐天线的结构示意图三;
图12为本申请实施例提供的另一种自适应调谐天线在某一时刻的电流流向示意图;
图13为本申请实施例提供的另一种自适应调谐天线的辐射方向仿真图;
图14为本申请实施例提供的另一种自适应调谐天线的S11参数分布图;
图15为本申请实施例提供的另一种自适应调谐天线的天线辐射效率示意图;
图16为本申请实施例提供的另一种工作在状态2的自适应调谐天线相比于工作在状态1 或单模状态的自适应调谐天线的增益提升效果图;
图17为本申请实施例提供的一种自适应调谐天线的结构示意图四;
图18为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构图;
图19为本申请实施例提供的一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
以下,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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
此外,本申请中,“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
以下,对本申请实施例可能出现的术语进行解释。
耦合:指两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响,并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。
谐振电路:在电路中电压或电流为最大值时的状态称为谐振。此时的电路称为谐振电路。例如,上述电路是RLC电路,该RLC电路中包括电感,电容和电阻。在谐振时,电感与电容各自的电抗互相抵消,电源所提供的功率都落在电阻上。
天线方向图:也称辐射方向图。是指在离天线一定距离处,天线辐射场的相对场强(归一化模值)随方向变化的图形,通常采用通过天线最大辐射方向上的两个相互垂直的平面方向图来表示。
天线方向图通常都有多个辐射波束。其中辐射强度最大的辐射波束称为主瓣,其余的辐射波束称为副瓣或旁瓣。在副瓣中,与主瓣相反方向上的副瓣也叫后瓣。
波束宽度:分为水平波束宽度和垂直波束宽度。其中,水平波束宽度是指在水平方向上,在最大辐射方向两侧,辐射功率下降3dB的两个方向的夹角;垂直波束宽度是指在垂直方向上,在最大辐射方向两侧,辐射功率下降3dB的两个方向的夹角。
天线增益:用于表征天线把输入功率集中辐射的程度。通常,天线方向图的主瓣越窄,副瓣越小,天线增益越高。
天线系统效率:指天线向空间辐射出去的功率(即有效地转换电磁波部分的功率)和天线的输入功率之比。
天线辐射效率:指天线向空间辐射出去的功率(即有效地转换电磁波部分的功率)和输入到天线的有功功率之比。其中,输入到天线的有功功率=天线的输入功率-天线损耗;天线损耗主要包括金属的欧姆损耗和/或介质损耗。
天线回波损耗:可以理解为经过天线电路反射回天线端口的信号功率与天线端口发射功率的比值。反射回来的信号越小,说明通过天线向空间辐射出去的信号越大,天线的辐射效率越大。反射回来的信号越大,说明通过天线向空间辐射出去的信号越小,天线的辐射效率越小。
天线回波损耗可以用S11参数来表示,S11参数通常为负数。S11参数的值越小,表示天线回波损耗越小,天线的辐射效率越大;S11参数的值越大,表示天线回波损耗越大,天线的辐射效率越小。
本申请实施例提供一种自适应调谐方法,该方法通过控制自适应调谐天线的工作状态,使得自适应调谐天线全向辐射或者在第一方向高增益辐射。
其中,第一方向包括自适应调谐天线的径向方向。在一些实施例中,第一方向包括自适应调谐天线的径向方向的正负45°范围内的任意方向。或者,在一些实施例中,第一方向包括自适应调谐天线的径向方向的正负60°范围内的任意方向。
其中,在自适应调谐天线在第一方向高增益辐射时,自适应调谐天线产生的第一方向上方向图的增益,大于全向辐射时,自适应调谐天线产生的第一方向上方向图的增益。
示例性的,自适应调谐天线可以包括多个辐射体,在自适应调谐天线工作在状态1时,自适应调谐天线的多个辐射体对应谐振在不同频段(例如第一频段和第二频段),自适应调谐天线全向辐射,可以实现带宽展宽或全频段载波聚合CA覆盖。在自适应调谐天线工作在状态2时,自适应调谐天线的多个辐射体谐振在相同或相近频点(例如第一频段的频点或者第二频段的频点),可以在相似的辐射方向图叠加后实现在第一方向(例如一个或多个辐射体的径向方向)上的增益改善,例如在一个或多个辐射体的径向增益方向改善3dB。本申请提供的自适应调谐天线无需移相器、分布式馈电等器件,不占用更多的天线辐射枝节,便可以通过状态1和状态2的切换,在不损失方向图全向性的同时达到类似阵列天线方向图叠加的效果,实现辐射方向图全向性与方向增益提升(如提升1dB-3dB)的兼得。
其中,上述状态1也可以称为全向状态,状态2也可以称为高增益状态。本申请实施例提供的自适应调谐天线工作在上述全向状态或高增益状态,可以通过控制自适应调谐天线的一个或多个开关单元处于不同连接状态来实现。
例如,图1示出了本申请实施例提供的一种开关单元的连接状态示意图。其中,图1中的(a)所示,开关单元在接通“1-2”时的连接状态为:接R1后接地;在接通“1-3”时的连接状态为:直接接地。如图1中的(b)所示的开关单元在接通“1-4”时的连接状态为接R2,后接地,在不接通“1-2”、“1-3”且不接通“1-4”时的连接状态为:断路。其中,图1中的(a)所述的R1可以是电感(如第一电感L1),也可以是电容(如第一电容C1)。图1中的(b)所示的R2可以是电感(如第二电感L2),也可以是电容(如第二电容C2),本申请不限定。
其中,在本申请中,第一电感L1的电感值小于第一预设阈值(如3纳亨(nH)、4nH或5nH等),第二电感L2的电感值大于第一预设阈值。例如,第一预设阈值为5nH,第一电感 L1可以为0nH~5nH之间的任意值,第二电感L2可以为大于5nH的任意值。第一电容C1的电容值大于第二预设阈值,第二电容C2的电容值小于第二预设阈值(如1皮法(pF)或2pF 等)。例如,第二预设阈值为2pF,第一电容C1可以为大于2pF的任意值,第二电容C2可以为0pF~2pF之间的任意值。关于第一预设阈值和二预设阈值具体值的设置,本申请不作限定。具体视自适应天线的具体工作情况而定,例如,第一预设阈值和二预设阈值具体值的设置可以与信号频率相关。
需要说明的是,本申请不限定上述,图1中的(a)或图1中的(b)所示开关单元的具体结构。例如,第一电容C1和第二电容C2可以通过一个可调电容来实现。如图1中的(c) 和图1中的(d)所示,C为可调电感,例如C可以根据需要被调整为第一电容C1或第二电容C2。图1中的(c)所示,开关单元在接通“1-2”时的连接状态为:接L1后接地;在接通“1-3”时的连接状态为:直接接地;在接通“1-5”时的连接状态为:接C1后接地。图1中的(d)所示,开关单元在接通“1-4”时的连接状态为:接L2后接地;在接通“1-5”时的连接状态为:接 C2后接地;在不接通“1-2”、“1-3”、“1-4”且不接通“1-”时的连接状态为:断路。
示例性的,上述自适应调谐方法可以包括:通过控制上述一个或多个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线工作在状态1,实现自适应调谐天线的全向辐射;或者,通过控制一个或多个开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线工作在状态2,实现自适应调谐天线在第一方向高增益辐射。
例如,在自适应调谐天线包括一个开关单元(如第一开关单元)时,上述自适应调谐方法可以包括:通过控制第一开关单元的连接状态为等效短路状态(例如直接接地、接小电感 (如第一电感L1)后接地或者接大电容(如第一电容C1)后接地),从而使得自适应调谐天线工作在状态1,实现自适应调谐天线的全向辐射;或者,通过控制第一开关单元的连接状态为等效断路状态(如断路、接大电感(如第二电感L2)后接地或者接大电容(如第二电容C2)后接地),从而使得自适应调谐天线工作在状态2,实现自适应调谐天线在第一方向高增益辐射。
又如,在自适应调谐天线包括两个开关单元(如第一开关单元和第二开关单元)时,上述自适应调谐方法可以包括:通过控制第一开关单元和第二开关单元的连接状态,实现自适应调谐天线的全向辐射或者在第一方向高增益辐射。例如,通过控制第一开关单元的连接状态为等效短路状态(如直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地),控制第二开关单元的连接状态为等效断路状态(如断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容 C2后接地);或者,通过控制第一开关单元的连接状态为等效断路状态,控制第二开关单元的连接状态为等效短路状态,使得自适应调谐天线工作在状态1,实现自适应调谐天线的全向辐射。通过控制第一开关单元和第二开关单元的连接状态为等效短路状态;或者,通过控制第一开关单元和第二开关单元的连接状态为等效断路状态,使得自适应调谐天线工作在状态2,实现自适应调谐天线在第一方向高增益辐射。其中,在第一开关单元和第二开关单元的连接状态为等效短路状态时,自适应调谐天线工作在状态2并且谐振在第二频段内,在第一方向高增益辐射。在第一开关单元和第二开关单元的连接状态为等效断路状态时,自适应调谐天线工作在状态2并且谐振在第一频段内,在第一方向高增益辐射。在本申请一个实施例中,第一频段低于第二频段,例如,第一频段为N41频段(2.5GHz~2.7GHz),第二频段为 N77频段(3.3GHz~3.6GHz)。
以下结合附图,对本申请实施例提供的一种自适应调谐天线的结构作具体介绍。
本申请实施例提供的一种自适应调谐天线包括:第一辐射体、第二辐射体、馈电单元和第一开关单元。其中,第一辐射体和/或第二辐射体可以是条状导体、柱状导体、片状导体(如激光直接成型(laser direct structure,LDS)导体或者柔性电路板(flexibleprinted circuit,FPC))、导电边框或导电涂层等,本申请不作限定。
其中,第一辐射体包括第一端和与第一辐射体的第一端相对的第二端。第二辐射体包括第一端和与第二辐射体的第一端相对的第二端。上述馈电单元与第一辐射体的第一端电连接,且与第二辐射体的第一端电连接,馈电单元用于为第一辐射体和第二辐射体馈电。
第一辐射体上包括第一位置和第二位置。其中,第一辐射体的第一位置处接地;第一辐射体的第一位置位于第一辐射体的第一端和第一辐射体的第二端之间。第一辐射体的第二位置位于第一辐射体的第一端和第一辐射体的第一位置之间。
第一开关单元用于通过处于第一连接状态使得自适应调谐天线工作在状态1(即全向状态),或者,通过处于第二连接状态使得自适应调谐天线工作在状态2(即高增益状态)。
其中,在自适应调谐天线工作在状态1时,自适应调谐天线产生第一频段内的第一谐振和第二频段内的第二谐振;在自适应调谐天线工作在状态2时,自适应调谐天线的第二谐振偏移,使得第一谐振和第二谐振都处于第一频段内;或者自适应调谐天线的第一谐振偏移,使得第一谐振和所述第二谐振都处于所述第二频段内。并且,在自适应调谐天线工作在状态 2时,自适应调谐天线在第一频段内产生的第一方向上方向图的增益,大于工作在状态1时,自适应调谐天线在第一频段内产生的第一方向上辐射的增益。
在自适应调谐天线包括一个开关单元,即第一开关单元时,上述第一连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地。即,上述第一连接状态如图1中的 (a)所示的接通“1-2”或者接通“1-3”的连接状态;或者如图1中(c)所示的“1-2”、“1-3”或“1-5”的连接状态。上述第二连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地。即,上述第二连接状态如图1中的(b)所示的接通“1-4”,或者断路(即不接通“1-2”、“1-3”且不接通“1-4”)的连接状态;或者如图1中(d)所示的“1-4”、“1-5”或不接通“1-2”、“1-3”、“1-4”且不接通“1-5”的连接状态。
在一些实施例中,如图2中的(a)、图2中的(b)或图2中的(c)所示,第一开关单元连接在第一辐射体的第二位置S。
在一种可能的结构中,馈电单元通过电容与天线辐射体连接,用于为天线辐射体馈电。例如,馈电单元通过第三电容C3与第一辐射体的第一端连接,以及通过第四电容C4与第二辐射体的第一端连接。
在另一种结构中,馈电单元通过耦合方式为天线辐射体馈电。例如,馈电单元通过耦合方式为第一辐射体和第二辐射体馈电。或者馈电单元还可以通过其他方式向第一辐射体和第二辐射体馈电,本申请不作限定。
请参考图2,图2示出了本申请实施例提供的三种自适应调谐天线的结构示意图。如图2 中的(a)、图2中的(b)和图2中的(c)所示,自适应调谐天线20包括第一辐射体AB、第二辐射体CD、馈电单元F和第一开关单元。其中,第一辐射体AB包括A端(即第二端) 和B端(即第一端),第二辐射体CD包括C端(第一端)和D端(即第二端)。
如图2中的(a)、图2中的(b)和图2中的(c)所示,第一辐射体AB包括第一位置E (即第一位置)和第二位置S(即第二位置)。其中,第一辐射体AB的第一位置E位于A端和B端之间,第一辐射体AB的第二位置S位于第一位置E和B端之间。第一辐射体AB第一位置E处接地,第一开关单元连接在第一辐射体AB的第二位置S。
其中,图2中的(a)所示的自适应调谐天线的馈电单元F通过第三电容C3与第一辐射体AB的B端电连接,用于为第一辐射体AB馈电;以及,馈电单元F通过第四电容C4与第二辐射体CD的C端电连接,用于为第二辐射体CD馈电。图2中的(b)所示的自适应调谐天线的馈电单元F通过第三电容C3与第一辐射体AB的B端电连接,用于为第一辐射体 AB馈电;以及,通过耦合方式为第二辐射体馈电。图2中的(c)所示的自适应调谐天线的馈电单元F分别通过耦合方式为第一辐射体和第二辐射体馈电。或者,自适应调谐天线的馈电单元F通过耦合方式为第一辐射体馈电,以及通过第四电容C4与第二辐射体CD的C端电连接,用于为第二辐射体CD馈电(图2中未示出)。其中,第三电容C3和第四电容C4 分别用于将根据馈电单元F的馈电充电以及向第一辐射体和第二辐射体放电。本申请不限定第三电容C3和第四电容C4的具体电容值,具体视馈电单元F的馈电情况而定。
在本申请中,第一开关单元用于通过处于图1中的(a)(或图1中的(c))所示的连接状态或者处于图1中的(b)(或图1中的(d))所示的连接状态以调整自适应调谐天线的谐振状态。
需要说明的是,上述图2中的(a)、图2中的(b)和图2中的(c)所示的三种自适应调谐天线的馈电单元F的馈电方式仅作为示例,本申请实施例不限定馈电电路的具体结构。馈电单元还可以通过其他方式向第一辐射体或第二辐射体馈电。
另外,上述图2所示的三种自适应调谐天线是以第一辐射体AB的第一位置E处直接接地为例,在一种可能的结构中,本申请实施例提供的自适应调谐天线还可以包括第三辐射体,第三辐射体的第一端接地,第三辐射体的第二端与第一辐射体AB的第一位置E连接。如图 3中的(a)、图3中的(b)或图3中的(c)所示。或者,第一辐射体AB的第一位置E处还可以通过其他方式接地,例如连接电感后接地等,本申请不做限定。
在一种可能的结构中,第一辐射体的第一位置与第一辐射体的第二端之间的距离小于第二距离阈值。如图2中的(a)、图2中的(b)或图2中的(c)所示,假设第二距离阈值为2l(例如,0<l<k*l1,l1是第一辐射体的长度,k∈(0,1/4)),第一辐射体AB的第一位置E与第一辐射体AB的第二端A端之间的距离例如为l。
可选的,在一种可能的结构中,第一辐射体还包括第三位置。其中,第一辐射体的第三位置靠近第一辐射体的第一端,所述第一辐射体的第三位置处接第三电感L3后接地。其中, L3的电感值可以为任意值,具体视第一辐射体的具体等效阻抗而定,本申请不限定。请参考图4,图4以馈电单元F通过第三电容C3与第一辐射体AB的B端电连接,通过第四电容C4与第二辐射体CD的C端电连接,且第一辐射体AB的第一位置E通过第三辐射体接地为例,示出了一种自适应调谐天线的结构示意图。如图4所示,第一辐射体AB包括位置P(即第三位置)。其中,第三位置P靠近第一辐射体AB的B端,第三位置P处接第三电感L3后接地。
可选的,在一种可能的结构中,第二辐射体的第一端还通过第四电容C4连接第四电感L4后接地。请参考图5,图5以馈电单元F通过第三电容C3与第一辐射体AB的B端电连接,通过第四电容C4与第二辐射体CD的C端电连接,且第一辐射体AB的第一位置E通过第三辐射体接地,第三位置P接第二电感L2后接地为例,示出了一种自适应调谐天线的结构示意图。如图5所示,第二辐射体CD的C端通过第四电容C4连接第四电感L4后接地。其中,L4的电感值可以为任意值,具体视第二辐射体CD的具体等效阻抗而定,本申请不限定。
以下以图5所示结构的自适应调谐天线为例,介绍本申请实施例提供的一种自适应调谐天线的工作原理。
具体的,当图5所示自适应调谐天线的第一开关单元的处于第一连接状态时,即第一开关单元的连接状态为等效短路状态(如直接接地、接第一电感后接地或者接第一电容C1后接地)时,也就是第一开关单元处于图1中的(a)所示的连接状态(接通“1-2”或“1-3”),或者图1中(c)所示的“1-2”、“1-3”或“1-5”的连接状态时,自适应调谐天线工作在状态1(即全向状态)。其中,图6中的(a)示出了自适应调谐天线工作在状态1某一时刻的电流流向示意图。第一开关单元在处于图1中的(a)或图1中的(c)所示的连接状态时,自适应调谐天线产生第一频段内的第一谐振和第二频段内的第二谐振,此时,自适应调谐天线中的电流流向如图6中的(a)所示。工作在状态1的自适应调谐天线在1.85GHz、2.55Ghz、2.65GHz 和3.65Ghz对应的带宽内均发生谐振。其中,自适应调谐天线在工作在状态1(即全向状态) 时的辐射方向仿真图如图7中的(a)所示。如图7中的(a)所示,工作在状态1的自适应调谐天线在发生谐振时,可以实现辐射方向图全向性。
自适应调谐天线在工作在状态1(即全向状态)时的S11参数分布图如图8中的曲线1 所示。如图8中的曲线1所示,工作在状态1的自适应调谐天线在三个频点发生谐振,根据频点由小到大,谐振模式分别为BE1/4模,CD1/2模和AB1/2模。其中,BE1/4模的谐振和CD1/2模的谐振发生在N41频段,AB1/2模的谐振发生在N77频段。谐振模式是BE1/4 模是指BE段在1/4波长处发生谐振,谐振模式是CD1/2模是指CD段在1/2波长处发生谐振,谐振模式是AB1/2模是指AB段在1/2波长处发生谐振。自适应调谐天线在发生谐振时的S11 参数的值较小,天线回波损耗较小,则天线的辐射效率较大。其中,工作在状态1(即全向状态)的自适应调谐天线的天线辐射效率可以参考图9中的曲线1-1。如图9中的曲线1-1所示,工作在状态1的自适应调谐天线在发生谐振时,天线的辐射效率较大。
当图5所示自适应调谐天线的第一开关单元处于第二连接状态时,即第一开关单元的连接状态为等效断路状态(如断路、接第二电感L2或接第二电容C2)时,也就是第一开关单元在不接通“1-2”、“1-3”且不接通“1-4”时,自适应调谐天线工作在状态2(即高增益状态)。其中,图6中的(b)示出了自适应调谐天线工作在状态2某一时刻的电流流向示意图。第一开关单元在处于图1中的(b)或图1中的(d)所示的连接状态时,自适应调谐天线的第一辐射体AB和第二辐射体CD均在第一频段内发生谐振,此时,自适应调谐天线中的电流流向如图6中的(b)所示。工作在状态2的自适应调谐天线在2.55GHz、2.6Ghz、2.65GHz、 2.7Ghz、2.75Ghz和2.8Ghz对应的带宽内均发生谐振。其中,自适应调谐天线在工作在状态 2(即高增益状态)时的辐射方向仿真图如图7中的(b)所示。如图7中的(b)所示,自适应调谐天线平行于手机长边设置在手机中,工作在状态2的自适应调谐天线在发生谐振时,可以在自适应调谐天线的径向(即垂直于手机长边)方向上实现方向增益的提升。例如,相比于工作在状态1的自适应调谐天线在2.55GHz的辐射方向图,工作在状态2的自适应调谐天线在2.55GHz的辐射方向图在自适应调谐天线的径向方向上的增益有提升。相比于工作在状态1的自适应调谐天线在2.65GHz的辐射方向图,工作在状态2的自适应调谐天线在 2.65GHz的辐射方向图在自适应调谐天线的径向方向上的增益有提升。
请参考图10,图10以图5所示结构的自适应调谐天线工作在状态1和状态2的天线辐射方向图为例,示出了工作在状态2的自适应调谐天线相比于工作在状态1的自适应调谐天线的增益提升效果图。其中,如图10中的(a)示出了工作在状态2的自适应调谐天线相比于工作在状态1的自适应调谐天线在谐振频率为2.55GHz,在辐射角θ=90°时的增益提升了0.7dB,在θ=45°时的增益提升了0.5dB,在θ=135°时的增益提升了0.7dB。如图10中的(b)示出了工作在状态2的自适应调谐天线相比于工作在状态1的自适应调谐天线在谐振频率为 2.6GHz,在θ=90°时的增益提升了1.4dB,在θ=45°时的增益提升了1dB,在θ=135°时的增益提升了1.4dB。如图10中的(c)示出了工作在状态2的自适应调谐天线相比于工作在状态1 的自适应调谐天线在谐振频率为2.65GHz,在θ=90°时的增益提升了2.3dB,在θ=45°时的增益提升了1.5dB,在θ=135°时的增益提升了2.1dB。如图10中的(d)示出了工作在状态2的自适应调谐天线相比于工作在状态1的自适应调谐天线在谐振频率为2.7GHz,在θ=90°时的增益提升了3dB,在θ=45°时的增益提升了2dB,在θ=135°时的增益提升了2.5dB。
自适应调谐天线在工作在状态2(即高增益状态)时的S11参数分布图如图8中的曲线2 所示。如图8中的曲线2所示,工作在状态2的自适应调谐天线根据频点由小到大,谐振模式分别为BE1/4模和CD1/2模。AB1/2模切到CD1/2模之后,与CD1/2模在侧键方向形成方向图合成,因此在天线的径向方向上的方向增益得到改善。自适应调谐天线在发生谐振时的S11参数的值较小,天线回波损耗较小,则天线的辐射效率较大。其中,工作在状态2 (即高增益状态)的自适应调谐天线的天线辐射效率可以参考图9中的曲线2-1,天线系统效率可以参考图9中的曲线2-2。如图9中的曲线2-1所示,工作在状态2的自适应调谐天线在发生谐振时,天线的辐射效率较大。
综上所述,通过状态1和状态2的切换,可以实现辐射方向图全向性与方向增益提升的兼得。另外,由于AB1/2模的偏移,可以展宽天线在N41频段(2.5GHz~2.7GHz)的谐振。
另外,工作在状态1(即全向状态)的自适应调谐天线的天线系统效率可以参考图9中的曲线1-2。工作在状态2(即高增益状态)的自适应调谐天线的天线系统效率可以参考图9 中的曲线2-2。由于工作在状态2(即高增益状态)的自适应调谐天线有双模覆盖,两个谐振模式,因此在天线的径向方向可以获得增益提升。因此,如图9所示,曲线2-1可以弥补曲线1-1的凹坑。也就是说,工作在状态2的自适应调谐天线还可以弥补工作在状态1的自适应调谐天线的天线辐射效率凹坑。
可选的,在一种可能的结构中,自适应调谐天线还包括第二开关单元;第二辐射体还包括第一位置。其中,第二辐射体的第一位置位于第二辐射体的第一端和第二辐射体的第二端之间。第二开关单元连接在第二辐射体的第一位置。第二开关单元用于与第一开关单元共同控制自适应调谐天线的谐振状态,使得自适应调谐天线工作在状态1或者状态2。
例如,在本申请中,可以通过控制第一开关单元的连接状态,使得自适应调谐天线工作在状态1或状态2;以及,当第一开关单元的连接状态使得自适应调谐天线工作在状态2时,可以通过控制第二开关单元的连接状态,使得第一谐振和所述第二谐振都处于第一频段或都处于第二频段。
在一些实施例中,当第一开关单元处于第三连接状态,第二开关单元处于第四连接状态时,自适应调谐天线工作在状态1。
其中,第三连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地(即图1中的(a)或图1中的(c)所示的连接状态)等等效短路状态;第四连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地(即图1中的(b)或者图1中(d)所示的连接状态)等等效断路状态。或者,第三连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地(即图1中的(b)或者图1中(d)所示的连接状态)等等效断路状态;第四连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地(即图1中的 (a)或图1中的(c)所示的连接状态)等等效短路状态。
在另一些实施例中,当第一开关单元和第二开关单元均处于第五连接状态时,自适应调谐天线工作在状态2。
其中,第五连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地(即图1中的(a)或图1中的(c)所示的连接状态)等等效短路状态;或者,第五连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地(即图1中的(b)或者图1中(d) 所示的连接状态)等等效断路状态。
在本申请中,当第五连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1 后接地等等效短路状态时,自适应调谐天线工作在状态2并且上述第一谐振和第二谐振都处于第二频段内;当第五连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地等等效断路状态时,自适应调谐天线工作在状态2并且上述第一谐振和第二谐振都处于第一频段内。
示例性的,请参考图11中的(a),图11中的(a)以图4所示结构的自适应调谐天线为基础,新增了第二开关单元。如图11中的(a)所示,第二辐射体CD包括第一位置Q,第一位置Q位于第二辐射体CD的第一端C端和第二端D端之间。第二开关单元第二辐射体 CD的第一位置Q连接。第二开关单元用于通过接通“1-2”、接通“1-3”、接通“1-4”或者断路,以及结合第一开关单元的连接状态以调整自适应调谐天线的谐振状态。
又如,图11中的(b)、图11中的(c)和图11中的(d)分别以图2中的(a)、图2中的(b)和图2中的(c)所示结构的自适应调谐天线为基础,新增了第二开关单元。
在一种可能的结构中,第二辐射体的第一位置与第二辐射体的第一端之间的距离小于第一距离阈值。如图11中的(a)、图11中的(b)、图11中的(c)或图11中的(d)所示,假设第一距离阈值是2d(例如,0<d<k*l2,l2是第二辐射体CD的长度,k∈(0,1/4)) 第二辐射体CD的第一位置Q与第二辐射体CD的第一端C端之间的距离例如为d。
以下以图11中的(a)、图11中的(b)、图11中的(c)或图11中的(d)所示结构的自适应调谐天线为例,介绍本申请实施例提供的一种自适应调谐天线的工作原理。
具体的,当图11中的(a)、图11中的(b)、图11中的(c)或图11中的(d)所示自适应调谐天线的第一开关单元的连接状态为直接接地、接第一电感L1(例如此时L1=4nH) 后接地或者接第一电容C1(例如此时C1=3pF)后接地等等效短路状态时,也就是第一开关单元处于图1中的(a)所示的接通“1-2”或“1-3”的连接状态或者图1中(c)所示的“1-2”、“1-3”或“1-5”的连接状态,且第二开关单元的连接状态为断路、接第二电感L2(例如此时L1=6nH)后接地或接第二电容C2(例如此时C1=1pF)后接地等等效断路状态时,也就是第二开关单元处于图1中的(b)所示的不接通“1-2”、“1-3”且不接通“1-4”的连接状态;或者处于图1中(d)所示的“1-4”、“1-5”或不接通“1-2”、“1-3”、“1-4”且不接通“1-5”的连接状态时,自适应调谐天线工作在状态1(即全向状态)。例如,图12中的(a)示出了图11中的(a)所示自适应调谐天线工作在状态1某一时刻的电流流向示意图。图11中的(a)所示第一开关单元在处于图1中的(a)或图1中的(c)所示的连接状态时,自适应调谐天线的第一辐射体AB 发生谐振,此时,自适应调谐天线中的电流流向如图12中的(a)所示。工作在状态1的自适应调谐天线在3.3GHz、3.4Ghz、3.5GHz和3.6Ghz对应的带宽内均发生谐振。例如,图11 中的(a)所示自适应调谐天线在工作在状态1(即全向状态)时的辐射方向仿真图如图13 中的(a)所示。如图13中的(a)所示,工作在状态1的自适应调谐天线在发生谐振时,可以实现辐射方向图全向性。
自适应调谐天线在工作在状态1(即全向状态)时的S11参数分布图如图14中的曲线1 所示。如图14中的曲线1所示,工作在状态1的自适应调谐天线在三个频点发生谐振,根据频点由小到大,谐振模式分别为BE1/4模,CD1/2模和AB1/2模。自适应调谐天线在发生谐振时的S11参数的值较小,天线回波损耗较小,则天线的辐射效率较大。其中,工作在状态1(即全向状态)的自适应调谐天线的天线辐射效率可以参考图15中的曲线1-1。如图15 中的曲线1-1所示,工作在状态1的自适应调谐天线在发生谐振时,天线的辐射效率较大。
当图11中的(a)所示自适应调谐天线的第一开关单元的连接状态为直接接地、接第一电感L1(例如此时L1=6nH)后接地或者接第一电容C1(例如此时C1=3pF)后接地等等效短路状态,也就是第一开关单元处于图1中的(a)或者图1中(c)所示的连接状态,且第二开关单元的连接状态为直接接地、接第一电感L1(例如此时L1=6nH)后接地或者接第一电容C1(例如此时C1=3pF)后接地等等效断路状态时,也就是第二开关单元处于图1中的 (a)或者图1中(c)所示的连接状态时,自适应调谐天线工作在状态2(即高增益状态)。例如,图12中的(b)示出了图11中的(a)所示自适应调谐天线工作在状态2某一时刻的电流流向示意图。图11中的(a)所示第一开关单元和第二开关单元在处于图1中的(a)或者图1中(c)所示的连接状态时,自适应调谐天线的第一辐射体AB和第二辐射体CD均发生谐振,此时,自适应调谐天线中的电流流向如图12中的(b)所示。工作在状态2的自适应调谐天线在3.3GHz、3.4Ghz、3.5GHz和3.6Ghz对应的带宽内均发生谐振。例如,图11 中的(a)所示自适应调谐天线在工作在状态2(即高增益状态)时的辐射方向仿真图如图13 中的(b)所示。如图13中的(b)所示,自适应调谐天线平行于手机长边设置在手机中,工作在状态2的自适应调谐天线在发生谐振时,可以在自适应调谐天线的径向(即垂直于手机长边)方向上实现方向增益的提升。例如,相比于工作在状态1的自适应调谐天线在3.3GHz、 3.4Ghz、3.5GHz和3.6Ghz的辐射方向图,工作在状态2的自适应调谐天线在3.3GHz、3.4Ghz、 3.5GHz和3.6Ghz的辐射方向图在自适应调谐天线的径向方向上的增益均有提升。
请参考图16,图16以图11中的(a)所示结构的自适应调谐天线工作在状态1和状态2 的天线辐射方向图为例,示出了工作在状态2的自适应调谐天线相比于工作在状态1的自适应调谐天线的增益提升效果图。其中,如图16中的(a)示出了工作在状态2的自适应调谐天线相比于工作在状态1的自适应调谐天线在谐振频率为3.3GHz,在辐射角θ=90°时的增益提升了1.5dB。如图16中的(b)示出了工作在状态2的自适应调谐天线相比于工作在状态1的自适应调谐天线在谐振频率为3.4GHz,在θ=90°时的增益提升了1.8dB。如图16中的(c)示出了工作在状态2的自适应调谐天线相比于工作在状态1的自适应调谐天线在谐振频率为 3.5GHz,在θ=90°时的增益提升了2dB。如图16中的(d)示出了工作在状态2的自适应调谐天线相比于工作在状态1的自适应调谐天线在谐振频率为3.55GHz,在θ=90°时的增益提升了 1.6dB。
在本申请中,工作在状态2的图11中的(a)所示结构的自适应调谐天线通过将AB1/2 模切到CD1/2模,与CD1/2模在侧键方向形成方向图合成,因此在天线的径向方向上的增益得到改善。如图16所示,相比于AB1/2单模,处于状态2的图11中的(a)所示结构的自适应调谐天线在谐振频率为3.3GHz、3.4GHz、3.5GHz和3.55GHz,在θ=90°时的增益也有 1dB-2dB的提升。
自适应调谐天线在工作在状态2(即高增益状态)时的S11参数分布图如图14中的曲线 2所示。如图14中的曲线2所示,工作在状态2的自适应调谐天线通过将AB1/2模切到CD1/2模,与CD1/2模在侧键方向形成方向图合成,因此相比于工作在状态1的天线的S11参数(如图14中的曲线1所示),得到了明显改善。进一步的,如图14所示,工作在状态2的自适应调谐天线相比于在AB1/2单模谐振的天线的S11参数(如图14中的曲线3),也有明显改善。自适应调谐天线在发生谐振时的S11参数的值较小,天线回波损耗较小,则天线的辐射效率较大。其中,工作在状态2(即高增益状态)的自适应调谐天线的天线辐射效率可以参考图15中的曲线2-1,天线系统效率可以参考图15中的曲线2-2。如图15中的曲线2-1 所示,工作在状态2的自适应调谐天线在发生谐振时,天线的辐射效率较大。
综上所述,通过状态1和状态2的切换,可以实现辐射方向图全向性与方向增益提升的兼得。另外,由于双模在相同或相近频点的谐振,通过相似的方向图叠加实现天线的径向方向上增益的改善,可以将天线的谐振从N41频段(2.5GHz~2.7GHz)拓展到N77频段(3.3GHz~3.6GHz),展宽了天线的谐振频段范围。
工作在状态1(即全向状态)的自适应调谐天线的天线系统效率可以参考图15中的曲线 1-2。工作在状态2(即高增益状态)的自适应调谐天线的天线系统效率可以参考图15中的曲线2-2。由于工作在状态2(即高增益状态)的自适应调谐天线有双模覆盖,两个谐振模式,因此在天线的径向方向可以获得增益提升。因此,如图15所示,曲线2-1可以弥补曲线1-1 的凹坑。也就是说,工作在状态2的自适应调谐天线还可以弥补工作在状态1的自适应调谐天线的天线辐射效率凹坑。
需要说明的是,本申请上述实施例仅以几种可能的结构的自适应调谐天线作为示例,本申请不限定自适应调谐天线的具体结构。
示例性的,在一种可能的结构中,自适应调谐天线还包括第三开关单元;第一辐射体还包括第四位置。其中,第一辐射体的第四位置与第一辐射体的第一端之间的距离小于第三距离阈值。第三开关单元连接在第一辐射体的第四位置。
在一些实施例中,当第一开关单元和第三开关单元处于第三连接状态,第二开关单元处于第四连接状态时,自适应调谐天线工作在所述状态1。其中,第三连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地(即图1中的(a)或者图1中(c)所示的连接状态)等等效短路状态;第四连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容 C2后接地(即图1中的(b)或者图1中(d)所示的连接状态)等等效断路状态。或者,第三连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地(即图1中的(b) 或者图1中(d)所示的连接状态)等等效断路状态;第四连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地(即图1中的(a)或者图1中(c)所示的连接状态) 等等效短路状态。
在另一些实施例中,当第一开关单元和第三开关单元处于第四连接状态,第二开关单元处于第三连接状态时,自适应调谐天线工作在状态1。
在另一些实施例中,当第一开关单元处于所述第三连接状态,第二开关单元和第三开关单元处于第四连接状态时,自适应调谐天线工作在状态1。
在另一些实施例中,当第一开关单元处于第四连接状态,第二开关单元和第三开关单元处于第三连接状态时,自适应调谐天线工作在状态1。
在一些实施例中,当第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元均处于第五连接状态时,自适应调谐天线工作在状态2。
其中,第五连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地(即图1中的(a)或者图1中(c)所示的连接状态)等等效短路状态;或者,第五连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地(即图1中的(b)或者图1中(d) 所示的连接状态)等等效断路状态。
示例性的,如图17所示,第一辐射体AB还包括第四位置J。在一些实施例中,第一辐射体AB的第四位置J与B端之间的距离小于第三距离阈值。例如,假设第三距离阈值是2d'(例如,0<d'<k*l1,l1是第一辐射体AB的长度,k∈(0,1/4)),第一辐射体AB的第四位置J与A端之间的距离例如为d'。如图17所示,第三开关单元连接在第一辐射体AB的第四位置J。第三开关单元用于通过接通“1-2”、接通“1-3”端、接通“1-4”或者断路,以及结合第一开关单元和第二开关单元的连接状态以调整自适应调谐天线的谐振状态。
另外,本申请可以通过调整电容、电感、辐射体的尺寸或形状等,以达到在任意频段(例如Sub6G下的任意频段),与本申请上述实施例同样的效果。例如,本申请实施例中的电容可以是可调电容,电感可以是可调电感。
需要说明的是,本申请所示图7和图13仅以自适应调谐天线平行于手机长边设置在手机中为例介绍自适应调谐天线的辐射方向仿真图,本申请并不限定自适应调谐天线在手机中的具体设置位置。例如,自适应调谐天线还可以平行于手机短边设置在手机中,在这种情况下,工作在状态2(即高增益状态)的自适应调谐天线在发生谐振时,可以在自适应调谐天线的径向(即垂直于手机短边)方向上实现方向增益的提升。或者,自适应调谐天线还可以以其它与手机长边或短边的相对角度设置在手机中,本申请不限定。
本申请实施例还提供一种电子设备,该电子设备包括上述实施例中任一种结构的自适应调谐天线,或者类似上述实施例中任一种结构的自适应调谐天线。例如,电子设备包括图2 中的(a)、图2中的(b)、图2中的(c)、图3中的(a)、图3中的(b)、图3中的(c)、图4、图5、图11或图17中任一种结构的自适应调谐天线。
示例性的,本申请实施例提供的电子设备可以是具有无线连接功能的桌面型设备、膝上型设备、手持型设备、可穿戴设备、智能家居设备、计算设备和车载型设备等。例如,上网本、平板电脑、智能手表、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,UMPC)、智能相机、上网本、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、便携式多媒体播放器 (portable multimedia player,PMP)、(AugmentedReality,AR)/虚拟现实(Virtual Reality, VR)设备、飞行器上的无线设备、机器人上的无线设备、工业控制中的无线设备、远程医疗中的无线设备、智能电网中的无线设备、智慧城市(smart city)中的无线设备、智慧家庭(smart home)中的无线设备等。或者电子设备还可以是窄带(narrowband,NB)技术中的无线设备等。
此外,电子设备还可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(sessioninitiationprotocol, SIP)电话、无线本地环路(wireless local loop,WLL)站、个人数字助理(personal digital assistant, PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备,未来5G网络中的终端设备或者未来演进的PLMN中的终端设备或者未来车联网中的终端设备等。
此外,电子设备还可以是物联网(internet of things,IoT)系统中的终端设备。本申请对电子设备的具体类型和结构等不作限定。
请参考图18,图18示出了一种电子设备的硬件结构示意图。如图18所示,电子设备具体可以包括:处理器1801、射频电路1802、存储器1803、电源装置1804等部件。这些部件可通过一根或多根通信总线或信号线(图18中未示出)进行通信。本领域技术人员可以理解,图18中示出的硬件结构并不构成对电子设备的限定,电子设备可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
下面结合图18对电子设备的各个部件进行具体介绍:
处理器1801可以是电子设备的控制中心,利用各种接口和线路连接电子设备的其它各个部分,通过运行或执行存储在存储器1803内的计算机程序,例如,应用客户端程序(以下可以简称App),执行电子设备的各种功能。
在一些实施例中,处理器1801可以是一个通用CPU,微处理器,特定ASIC,或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路,处理器1801可以包括一个或多个CPU;举例来说,处理器1801可以是麒麟芯片。
射频电路1802可用于无线信号的接收和发送。特别地,射频电路1802可以接收基站的下行数据,发送给处理器1801进行处理;另外,射频电路1802还可以将上行的数据发送给基站。
通常,射频电路1802包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外,射频电路1802还可以通过无线通信和其他设备通信。所述无线通信可以使用任一通信标准或协议,包括但不限于全球移动通讯系统、通用分组无线服务、码分多址、宽带码分多址、长期演进、电子邮件、短消息服务等。
其中,射频电路1802中的天线可以是上述实施例中任一种结构的自适应调谐天线,或者类似上述实施例中任一种结构的自适应调谐天线。例如,电子设备包括图2中的(a)、图2 中的(b)、图2中的(c)、图3中的(a)、图3中的(b)、图3中的(c)、图4、图5、图11 或图17中任一种结构的自适应调谐天线。
存储器1803用于存储计算机程序,还可以用于存储数据。存储器1803可以是只读存储器(read-only memory,ROM)或随机存取存储器(random access memory,RAM),也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory,EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only memory,CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质,但不限于此。
处理器1801可以通过运行存储器1803存储的计算机程序,执行电子设备的各种功能以及数据处理。
存储器1803可以包括存储程序区以及存储数据区。其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等);存储数据区可以存储根据使用电子设备时所创建的数据(比如音频数据、电话本等)。
其中,存储器1803可以存储用于实现模块化功能的计算机程序,并由处理器1801来控制执行。处理器1801用于执行存储器1803中存储的计算机程序,从而实现本申请实施例提供的方案。例如,控制一个或多个开关单元的连接状态,以控制天线工作在全向状态或者高增益状态。
此外,存储器1803可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失存储器,例如磁盘存储器件、闪存器件或其他易失性固态存储器件等。存储器1803可以存储各种操作系统,例如,iOS操作系统,安卓(Android)操作系统等。
尽管图18未示出,电子设备还可以包括触摸屏、蓝牙装置、一个或多个传感器、Wi-Fi 装置、定位装置、音频电路、外设接口、指纹采集器件、扬声器、麦克风、摄像头(前置摄像头和/或后置摄像头)、闪光灯、微型投影装置或近场通信(near-field communication,NFC) 装置等一个或多个部件,在此不再赘述。
应理解,上述图18所示电子设备包括的硬件模块只是示例性地描述,并不对本申请构成限定。事实上,本申请实施例提供的电子设备中还可以包含其他与图中示意的硬件模块具有交互关系的其他硬件模块,这里不作具体限定。
可以理解的是,本申请实施例提供的电子设备为了实现上述任一个实施例的功能,其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本申请实施例可以对电子设备进行功能模块的划分,例如,可以对应各个功能划分各个功能模块,也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是,本申请实施例中对模块的划分是示意性的,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。
比如,以采用集成的方式划分各个功能模块的情况下,如图19所示,为本申请实施例提供的一种电子设备的结构框图。该电子设备可以包括收发单元1910和控制单元1920。
其中,收发单元1910用于进行无线信号的接收和发送。收发单元1910包括上述实施例中任一种结构的自适应调谐天线,或者类似上述实施例中任一种结构的自适应调谐天线。例如,电子设备包括图2中的(a)、图2中的(b)、图2中的(c)、图3中的(a)、图3中的 (b)、图3中的(c)、图4、图5、图11或图17中任一种结构的自适应调谐天线。
进一步的,在一种可能的结构中,收发单元1910还可以包括但不限于至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外,收发单元1910还可以通过无线通信和其他设备通信。所述无线通信可以使用任一通信标准或协议,包括但不限于全球移动通讯系统、通用分组无线服务、码分多址、宽带码分多址、长期演进、电子邮件、短消息服务等。
控制单元1920用于控制收发单元1910中自适应调谐天线的一个或多个开关单元的连接状态,以控制天线工作在全向状态或者高增益状态。其中,自适应调谐天线的一个或多个开关单元的连接状态包括:直接接地、接第一电感L1后接地、接第一电容C1后接地、接第二电感L2后接地、接第二电容C2后接地或者断路。示例性的,控制单元1920可以按照预设周期控制自适应调谐天线的一个或多个开关单元在不同连接状态之间切换;或者,控制单元 1920可以根据电子设备的设备姿态控制自适应调谐天线的一个或多个开关单元处于不同连接状态。例如,在用户竖屏使用电子设备时,控制自适应调谐天线的一个或多个开关单元的连接状态,使得天线工作在全向状态;在用户横屏使用电子设备时,控制自适应调谐天线的一个或多个开关单元的连接状态,使得天线工作在高增益状态。或者,控制单元1920还可以依据其他因素控制自适应调谐天线的一个或多个开关单元在不同连接状态,本申请不作具体限定。
需要说明的是,在本申请实施例中,上述图18或图19所示结构图仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,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装置,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,机械或其它的形式。
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一个物理单元或多个物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个不同地方。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存在,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,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机,芯片等) 或处理器执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (26)
1.一种自适应调谐方法,其特征在于,所述方法应用于自适应调谐天线,所述自适应调谐天线包括第一开关单元和第二开关单元,所述方法包括:
通过控制所述第一开关单元和所述第二开关单元的连接状态调整所述自适应调谐天线的谐振模式,使得所述自适应调谐天线工作在状态1或者状态2;
其中,在所述自适应调谐天线工作在所述状态1时,所述自适应调谐天线产生第一频段内的第一谐振和第二频段内的第二谐振;
所述方法还包括:
当所述第一开关单元的连接状态使得所述自适应调谐天线工作在所述状态2时,通过控制所述第二开关单元的连接状态,使得所述第二谐振偏移从而和所述第一谐振都处于所述第一频段,或使得所述第一谐振偏移从而和所述第二谐振都处于所述第二频段;
其中,在所述自适应调谐天线工作在所述状态2时,所述自适应调谐天线在所述第一频段内产生的第一方向上方向图的增益,大于工作在所述状态1时,所述自适应调谐天线在所述第一频段内产生的所述第一方向上方向图的增益;其中,所述第一方向包括自适应调谐天线的径向方向。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过控制所述第一开关单元和所述第二开关单元的连接状态调整所述自适应调谐天线的谐振模式,使得所述自适应调谐天线工作在所述状态1,包括:
通过控制所述第一开关单元处于第三连接状态,控制所述第二开关单元处于第四连接状态,使得所述自适应调谐天线工作在所述状态1;
其中,所述第三连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地,所述第四连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地;
或者,所述第三连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地,所述第四连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过控制所述第一开关单元和所述第二开关单元的连接状态调整所述自适应调谐天线的谐振模式,使得所述自适应调谐天线工作在所述状态2,包括:
通过控制所述第一开关单元和所述第二开关单元均处于第五连接状态,使得所述自适应调谐天线工作在所述状态2;
其中,所述第五连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地;
或者,所述第五连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,
当所述第五连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地时,所述第一谐振和所述第二谐振都处于所述第二频段;
当所述第五连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地时,所述第一谐振和所述第二谐振都处于所述第一频段。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法,其特征在于,所述L1的电感值小于第一预设阈值,所述C1的电容值大于第二预设阈值;
所述L2的电感值大于所述第一预设阈值,所述C2的电容值小于所述第二预设阈值。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述第一方向包括所述自适应调谐天线的径向方向的正负60°范围内的任意方向。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述第一方向包括所述自适应调谐天线的径向方向的正负45°范围内的任意方向。
8.根据权利要求1、6、7中任一项所述的方法,其特征在于,相比于工作在所述状态1,工作在所述状态2的所述自适应调谐天线在所述第一频段内产生的第一方向上方向图的增益增大了A;其中,A∈(0.5dB-3dB)。
9.根据权利要求1、6、7中任一项所述的方法,其特征在于,所述自适应调谐天线谐振在N41频段和/或N77频段内。
10.一种自适应调谐天线,其特征在于,所述天线包括:第一辐射体、第二辐射体、馈电单元、第一开关单元和第二开关单元;
所述第一辐射体包括第一端和与所述第一辐射体的第一端相对的第二端;所述第二辐射体包括第一端和与所述第二辐射体的第一端相对的第二端;
所述馈电单元与所述第一辐射体的第一端电连接,且与所述第二辐射体的第一端电连接,用于为所述第一辐射体和所述第二辐射体馈电;
所述第一辐射体的第一位置处接地,所述第一辐射体的第一位置位于所述第一辐射体的第一端和所述第一辐射体的第二端之间;
在所述第一开关单元处于第三连接状态,所述第二开关单元处于第四连接状态时,所述自适应调谐天线工作在状态1,或者,在所述第一开关单元和所述第二开关单元均处于第五连接状态使得所述自适应调谐天线工作在状态2;
其中,在所述自适应调谐天线工作在所述状态1时,所述自适应调谐天线产生第一频段内的第一谐振和第二频段内的第二谐振;
且其中,在所述自适应调谐天线工作在所述状态2时,所述自适应调谐天线的所述第二谐振偏移,使得所述第二谐振和所述第一谐振都处于所述第一频段内;或者,在所述自适应调谐天线工作在所述状态2时,所述自适应调谐天线的所述第一谐振偏移,使得所述第一谐振和所述第二谐振都处于所述第二频段内;
并且,在所述自适应调谐天线工作在所述状态2时,所述自适应调谐天线在所述第一频段内产生的第一方向上方向图的增益,大于工作在所述状态1时,所述自适应调谐天线在所述第一频段内产生的所述第一方向上方向图的增益;其中,所述第一方向包括自适应调谐天线的径向方向。
11.根据权利要求10所述的天线,其特征在于,
所述第一辐射体的第一位置处直接接地;或者,
所述天线还包括第三辐射体,所述第三辐射体的第一端接地,所述第三辐射体的第二端与所述第一辐射体的第一位置处连接。
12.根据权利要求11所述的天线,其特征在于,
所述馈电单元通过第三电容C3与所述第一辐射体的第一端电连接,所述馈电单元通过第四电容C4与所述第二辐射体的第一端电连接。
13.根据权利要求12所述的天线,其特征在于,所述第一辐射体的第三位置靠近所述第一辐射体的第一端;所述第一辐射体的第三位置处接第三电感L3后接地。
14.根据权利要求12或13所述的天线,其特征在于,所述第二辐射体的第一端还通过第四电容C4连接第四电感L4后接地。
15.根据权利要求14所述的天线,其特征在于,所述第三连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地,所述第四连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地;
或者,所述第三连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地,所述第四连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地。
16.根据权利要求14所述的天线,其特征在于,所述第五连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地;
或者,所述第五连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地。
17.根据权利要求15或16所述的天线,其特征在于,所述天线还包括第三开关单元;当所述第一开关单元和所述第三开关单元处于所述第三连接状态,所述第二开关单元处于所述第四连接状态时;或者,当所述第一开关单元和所述第三开关单元处于所述第四连接状态,所述第二开关单元处于所述第三连接状态时;或者,当所述第一开关单元处于所述第三连接状态,所述第二开关单元和所述第三开关单元处于所述第四连接状态时;或者,当所述第一开关单元处于所述第四连接状态,所述第二开关单元和所述第三开关单元处于所述第三连接状态时,所述自适应调谐天线工作在所述状态1;
其中,所述第三连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地,所述第四连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地;
或者,所述第三连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地,所述第四连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地。
18.根据权利要求15或16所述的天线,其特征在于,所述天线还包括第三开关单元;当所述第一开关单元、所述第二开关单元和所述第三开关单元均处于第五连接状态时,所述自适应调谐天线工作在所述状态2;
其中,所述第五连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地;
或者,所述第五连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地。
19.根据权利要求18所述的天线,其特征在于,所述第一谐振和所述第二谐振都处于所述第一频段或都处于所述第二频段。
20.根据权利要求18所述的天线,其特征在于,
当所述第五连接状态包括直接接地、接第一电感L1后接地或者接第一电容C1后接地时,所述第一谐振和所述第二谐振都处于所述第二频段;
当所述第五连接状态包括断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地时,所述第一谐振和所述第二谐振都处于所述第一频段。
21.根据权利要求15或16所述的天线,其特征在于,所述L1的电感值小于第一预设阈值,所述C1的电容值大于第二预设阈值;所述L2的电感值大于所述第一预设阈值,所述C2的电容值小于所述第二预设阈值。
22.根据权利要求10-13、15-16、19-20中任一项所述的天线,其特征在于,所述自适应调谐天线谐振在N41频段和/或N77频段内。
23.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括自适应调谐天线,所述电子设备用于实现如权利要求1-9中任一项所述的方法。
24.根据权利要求23所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括:
控制单元,用于控制所述自适应调谐天线的多个开关单元的连接状态;
所述多个开关单元的连接状态包括:直接接地、接第一电感L1后接地、接第一电容C1后接地、断路、接第二电感L2后接地或者接第二电容C2后接地。
25.根据权利要求24所述的电子设备,其特征在于,所述L1的电感值小于第一预设阈值,所述C1的电容值大于第二预设阈值;所述L2的电感值大于所述第一预设阈值,所述C2的电容值大于所述第二预设阈值。
26.根据权利要求24或25所述的电子设备,其特征在于,所述控制单元具体用于,
按照预设周期控制所述多个开关单元在不同连接状态之间切换;或者,
根据所述电子设备的设备姿态控制所述多个开关单元处于不同连接状态。
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