CN116093636A - 毫米波模组电路及终端设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例适用于终端技术领域，提供一种毫米波模组电路及终端设备，该毫米波模组电路，包括第一天线阵列、第二天线阵列和处理模块，其中，第一天线阵列包括N个第一天线，第二天线阵列包括M个第二天线，N大于M；处理模块包括多个第一处理单元，N个第一天线中的每个第一天线与每个第一处理单元连接，M个第二天线中的每个第二天线分别与不同的两个第一处理单元连接，第一处理单元包括功率放大器；处理模块用于通过第一处理单元向第一天线发送第一信号；处理模块用于通过不同的两个第一处理单元向第二天线差分馈电发送第二信号，能够使得第二天线阵列的信号覆盖范围变大，从而提高了第二天线阵列覆盖区域内的毫米波模组的性能。

Description

毫米波模组电路及终端设备
本申请是2022年01月12日提交国家知识产权局、申请号为202210031486.X、申请名称为“毫米波模组电路及终端设备”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本申请实施例涉及终端技术领域，尤其涉及毫米波模组电路及终端设备。
背景技术
毫米波天线模组，简称“毫米波模组电路”，是一种包含了毫米波射频(RadioFrequency，RF)前端和天线阵列的器件。由于毫米波在辐射过程中衰减较高，导致毫米波辐射的覆盖范围通常较小。为了扩大毫米波辐射的覆盖范围，通常会在终端设备上按照不同方位设置多个天线阵列，如图1所示，以使毫米波辐射的覆盖范围可以在不同的方向上相互叠加，扩大毫米波辐射的覆盖范围。通常，按照不同方位设置多个天线阵列中的天线数量相同。
然而，由于终端设备上集成的电子器件的数量越来越多，因此终端设备上可用于布局天线阵列的区域面积也越来越小；从而使得在该区域内布局的天线阵列中包括的天线数量减少，进而导致毫米波模组电路中部分天线阵列包括的天线数量小于其他天线阵列中的天线数量。天线阵列的增益通常与天线阵列中包括的天线数量相关，随着天线数量的减少，天线阵列的增益降低；从而导致在天线阵列所覆盖的区域内毫米波模组电路的性能变差。
基于此，如何提高毫米波模组电路的性能成为了一个亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供的毫米波模组电路及电子设备，能够提高毫米波模组电路的性能。
第一方面，提供了一种毫米波模组电路，包括第一天线阵列、第二天线阵列和处理模块，其中，第一天线阵列包括N个第一天线，第二天线阵列包括M个第二天线，N大于M；处理模块包括多个第一处理单元，N个第一天线中的每个第一天线与每个第一处理单元一一对应连接，M个第二天线中的每个第二天线分别与不同的两个第一处理单元差分连接，第一处理单元包括功率放大器；
处理模块用于通过第一处理单元向第一天线发送第一信号；
处理模块用于通过不同的两个第一处理单元向第二天线差分馈电发送第二信号；
第一天线阵列用于根据第一信号辐射毫米波信号；
第二天线阵列用于根据第二信号辐射毫米波信号。
本申请的实施例中所提供的毫米波模组电路，包括第一天线阵列、第二天线阵列和处理模块，其中，第一天线阵列包括N个第一天线，第二天线阵列包括M个第二天线，N大于M；处理模块包括多个第一处理单元，N个第一天线中的每个第一天线与每个第一处理单元连接，M个第二天线中的每个第二天线分别与不同的两个第一处理单元连接，第一处理单元包括功率放大器；处理模块用于通过第一处理单元向第一天线发送第一信号；处理模块用于通过不同的两个第一处理单元向第二天线差分馈电发送第二信号，第一天线阵列用于根据第一信号辐射毫米波信号；第二天线阵列用于根据第二信号辐射毫米波信号。由于第二天线阵列中的天线数量M小于第一天线阵列中的天线数量N，则第二天线阵列的增益小于第一天线阵列的增益，通过合理的调整不同的两个第一处理单元输入第二天线的信号相位，使得输入第二天线的第二信号的信号强度大于输入第一天线的第一信号的信号强度，也即是说，本申请实施例所提供的毫米波模组电路，通过增大第二信号的信号强度来弥补第二天线阵列的增益，使得通过第二天线阵列辐射的毫米波信号的强度增大；由于第二天线阵列辐射的毫米波信号的强度增大，使得第二天线阵列的信号覆盖范围变大，从而提高了第二天线阵列覆盖区域内的毫米波模组的性能。
在一个实施例中，上述第一处理单元还包括移相器，移相器用于调整第一处理单元接收的输入信号的相位；处理模块用于通过第一目标处理单元中的移相器得到第三信号；处理模块用于通过第二目标处理单元中的移相器得到第四信号，第三信号和第四信号之间的相位之差为180度，第二信号是由第三信号和第四信号组合而得到的差分信号；其中，第一目标处理单元为不同的两个第一处理单元中的一个处理单元，第二目标处理单元为不同的两个第一处理单元中的另一个处理单元。
本申请的实施例中，第一处理单元还包括移相器，移相器用于调整第一处理单元接收的输入信号的相位；处理模块用于通过第一目标处理单元中的移相器得到第三信号；处理模块用于通过第二目标处理单元中的移相器得到第四信号，第三信号和第四信号之间的相位之差为180度，第二信号是由第三信号和第四信号组合而得到的差分信号；其中，第一目标处理单元为不同的两个第一处理单元中的一个处理单元，第二目标处理单元为不同的两个第一处理单元中的另一个处理单元，也即是说，处理模块通过移相器调整与第二天线连接的两个第一处理单元输出的信号相位，以使输入第二天线的第三信号和第四信号之间存在相位差，进而利用第三信号和第四信号之间的相位差，提高输入第二天线的第二信号的信号幅度来弥补第二天线阵列的增益，使得通过第二天线阵列辐射的毫米波信号的强度增大；由于第二天线阵列辐射的毫米波信号的强度增大，使得第二天线阵列的信号覆盖范围变大，从而提高了第二天线阵列覆盖区域内的毫米波模组的性能。进一步地，第三信号与第四信号之间的相位差值为180°，通过差分馈电的方式，使得第二信号的信号幅度为第三信号的信号幅度与第四信号的信号幅度之和，也即是第二信号的信号幅度达到最大，进而使得第二天线阵列辐射的毫米波信号的强度最大，进一步地提高了终端设备的性能。
在一个实施例中，上述与第一天线连接的第一处理单元是不同的两个第一处理单元中的一个处理单元。
本申请的实施例中的毫米波模组电路，包括第一天线阵列、第二天线阵列和处理模块，其中，第一天线阵列包括N个第一天线，第二天线阵列包括M个第二天线，N大于M；处理模块包括多个第一处理单元，N个第一天线中的每个第一天线与每个第一处理单元连接，M个第二天线中的每个第二天线分别与不同的两个第一处理单元连接，其中，与第一天线连接的第一处理单元是与第二天线连接的两个第一处理单元中的任意一个，第一处理单元包括功率放大器；处理模块用于在第一时段通过一个第一处理单元向第一天线发送第一信号；处理模块用于在第二时段通过两个第一处理单元向第二天线发送第二信号，第二信号的幅度大于第一信号的幅度；第一天线阵列用于根据第一信号辐射毫米波信号；第二天线阵列用于根据第二信号辐射毫米波信号。相当于本申请实施例中的第一天线和第二天线复用了第一处理单元，减少了毫米波模组电路中的第一处理单元的数量，节省了终端设备上的空间。
在一个实施例中，上述处理模块用于在第一时段向第一天线发送第一信号，并在第二时段向第二天线发送第二信号。
应理解，第一时段可以是指开关处于第一导通状态的时段，第二时段可以是指开关处于第二导通状态的时段。
在一个实施例中，上述第一处理单元还包括开关和低噪声放大器；在开关处于第一导通状态时，处理模块用于向第一天线发送第一信号，并将第二天线接收到的信号传输至低噪声放大器；在开关处于第二导通状态时，处理模块用于向第二天线发送第二信号，并将第一天线接收到的信号传输至低噪声放大器。
本申请的实施例中，在开关处于第一导通状态时，处理模块用于向第一天线发送第一信号，并将第二天线接收到的信号传输至低噪声放大器；在开关处于第二导通状态时，处理模块用于向第二天线发送第二信号，并将第一天线接收到的信号传输至低噪声放大器。使得在第一天线和第二天线复用第一处理单元的情况下，能够通过开关的不同导通状态，实现了第一天线阵列向外辐射毫米波信号时，第二天线阵列接收信号；第二天线阵列向外辐射毫米波信号时，第一天线阵列接收信号，进而避免了第一天线阵列向外辐射毫米波信号时，第二天线阵列需要通过相同的信号通道接收信号，或者，第二天线阵列向外辐射毫米波信号时，第二天线阵列需要通过相同的信号通道接收信号的情况，进而避免了接收信号和向外辐射毫米波信号需要通过相同的信号通道而产生的信号冲突。
在一个实施例中，上述开关为双刀双核开关，功率放大器分别与移相器、双刀双掷开关连接；当开关处于第一导通状态时，功率放大器通过双刀双掷开关与第一天线连接，低噪声放大器通过开关与第二天线连接；当开关处于第二导通状态时，功率放大器通过双刀双掷开关与第二天线连接，低噪声放大器通过开关与第一天线连接。
在一个实施例中，上述多个第一处理单元的数量大于或者等于N，且大于或者等于2*M。
在一个实施例中，上述第一天线的数量为第二天线数量的两倍；多个第一处理单元的数量为N，且为2*M。
在本申请的实施例中，第一天线的数量为第二天线数量的两倍，第二天线与两个第一处理单元连接；多个第一处理单元的数量为N，且为2*M，也即是说通过最少数量的第一处理单元即可实现本申请实施例的毫米波模组电路，进一步地的节省了终端设备上的空间。
第二方面，提供一种毫米波模组电路，包括第一天线阵列、第二天线阵列和处理模块，其中，第一天线阵列包括四个第一天线，第二天线阵列包括两个第二天线；处理模块包括四个第一处理单元，四个第一天线中的每个第一天线与每个第一处理单元一一对应连接，两个第二天线中的一个第二天线与四个第一处理单元中的两个第一处理单元差分连接，两个第二天线中的另一个第二天线与四个第一处理单元中的另两个第一处理单元差分连接；第一处理单元包括功率放大器；
处理模块用于通过第一处理单元向第一天线发送第一信号；
处理模块用于通过不同的两个第一处理单元向第二天线差分馈电发送第二信号；
第一天线阵列用于根据第一信号辐射毫米波信号；
第二天线阵列用于根据第二信号辐射毫米波信号。
上述毫米波模组电路的实现方式及有益效果与第一方面所述的毫米波模组电路类似，此处不再赘述。
第三方面，提供了一种终端设备，该终端设备包括主机，主机的一面为显示屏，另一面为背板，显示屏和背板之间通过中框连接，显示屏、背板和中框形成容纳腔，容纳腔中设置有如上述第一方面所述的毫米波模组电路。
在一个实施例中，上述终端设备中的毫米波模组电路包括第一天线阵列和第二天线阵列；第一天线阵列设置于背板所在的平面内，第二天线阵列设置于中框所在的任一平面内；或者，第一天线阵列和二天线阵列分别设置于中框所在的两个不同的平面内。
上述终端设备的实现方式及有益效果与第一方面所述的毫米波模组电路类似，此处不再赘述。
附图说明
图1为一种电子设备的结构示意图；
图2为一种毫米波模组电路的辐射覆盖范围的示意图；
图3为一种电子设备的结构示意图；
图4为一种毫米波模组电路的辐射覆盖范围的示意图；
图5为本申请一个实施例中毫米波模组电路的结构示意图；
图6为本申请一个实施例中第二信号、第三信号和第四信号的走向示意图；
图7为本申请一个实施例中第三信号、第四信号合成第二信号的示意图；
图8为本申请另一个实施例中毫米波模组电路的结构示意图；
图9为本申请一个实施例中开关处于第一导通状态时信号走向的示意图；
图10为本申请一个实施例中开关处于第二导通状态时信号走向的示意图；
图11为本申请一个实施例提供的电子设备的结构示意图；
图12本申请一个实施例中三个天线阵列的位置关系示意图；
图13本申请另一个实施例中三个天线阵列的位置关系示意图；
图14本申请另一个实施例中三个天线阵列的位置关系示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详尽地描述。其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；文本中的“和/或”仅仅是一种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，另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为暗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。
在对本申请实施例的技术方案说明之前，首先对本申请所涉及的技术场景和技术术语进行介绍。
本申请的技术方案涉及天线技术领域，具体地涉及一种包含毫米波天线电路，该电路可以应用于一种电子设备，进一步地，所述电子设备可以是一种终端设备(简称终端)，该终端可以是指向用户提供服务和/或数据连通性的设备，具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备，例如无线终端，车载无线终端，便携设备，可穿戴设备，移动电话(或称为“蜂窝”电话)，便携式、袖珍式、手持式终端等，它们与无线接入网交换语言和/或数据。例如，个人通信业务(personal communication service，PCS)电话、无绳电话、会话发起协议(SIP)话机、无线本地环路(wireless local loop，WLL)站、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等设备。所述无线终端也可以为订户单元(subscriber unit)、移动站(mobile station)、移动台(mobile)、远程终端(remoteterminal)、接入终端(access terminal)、用户终端(user terminal)、用户代理(useragent)、用户设备(user device)或用户设备(user equipment，UE)等，本申请对终端设备的类型不进行限定。
如图1所示，提供的一种终端设备的结构示意图，该终端设备上的毫米波模组电路中包括2个天线阵列，分别是天线阵列1#和天线阵列2#。其中，这2个天线阵列分别设置在终端设备不同平面上。每个天线阵列具有一定波束覆盖范围。
如图2所示，每个天线阵列辐射的毫米波波束为单向前向方向的波束。2个天线阵列的工作机制为：同一时刻，只能选择天线阵列1#和天线阵列2#中的一个进行通信，所以整个终端设备的天线覆盖效果就是各天线阵列的毫米波辐射方向的简单叠加，整机毫米波波束覆盖效果图如图2所示。
目前，随着终端设备上集成的电子器件的数量越来越多，终端设备上可用于布局天线阵列的区域面积也越来越小。在一种可能的情况下，在终端设备上存在布局天线阵列的区域内可用面积较小的情况，导致不能在该区域布局多个天线，进而导致一个天线阵列中的天线数量小于其他天线阵列中的天线数量。应理解，天线数量越多，天线增益越高，对应的天线阵列的波束较大。当一个天线阵列天线数量小于其他天线阵列中的天线数量，这样相当于该天线阵列的波束较短。示例性的，如图3所示，天线阵列1#的天线数量较少，这样会导致天线阵列1#对应的辐射波束较短，如图4所示，这样会使得终端设备在天线阵列1#方向上的覆盖范围变小。
有鉴于此，本申请提供了一种毫米波模组电路，能够提高天线数量小的天线阵列的覆盖范围，进而提升终端设备的性能。
下面将结合图5至图10所示实施例来详细说明。
图5为本申请一个实施例中毫米波模组电路的结构示意图，如图5所示，该毫米波模组电路包括第一天线阵列1100、第二天线阵列1200和处理模块1300，其中，第一天线阵列1100包括N个第一天线1110，第二天线阵列1200包括M个第二天线1210，N大于M；处理模块1300包括多个第一处理单元1310，N个第一天线中的每个第一天线1110与每个第一处理单元1310一一对应连接；M个第二天线中的每个第二天线1210分别于不同的两个第一处理单元1310差分连接，第一处理单元1310包括功率放大器1311；处理模块1300用于通过一个第一处理单元1310向第一天线1310发送第一信号；处理模块1300用于通过不同的两个第一处理单元1310向第二天线1210差分馈电发送第二信号，第二信号的幅度大于第一信号的幅度；第一天线阵列1100用于根据第一信号辐射毫米波信号；第二天线阵列1200用于根据第二信号辐射毫米波信号。
应理解，第一天线阵列1100与第二天线阵列1200之间通常为相互垂直，即第一天线阵列1100与第二天线阵列1200之间的夹角为90°，或者第一天线阵列1100与第二天线阵列1200之间的夹角位于一定角度范围，比如在75°至115°范围内，都认为第一天线阵列1100与第二天线阵列1200之间互相垂直，本申请实施例对此不作限制。
本申请实施例所提供的毫米波模组电路中还可以包括第三天线阵列，以及更多的天线阵列，本申请实施例对此不予限制。
其中，第一天线阵列1100中包括N个第一天线1110，第二天线阵列1200中包括M个第二天线1210，N大于M。也即是说第一天线阵列1110中的天线数量大于第二天线阵列1200中的天线数量。应理解，天线数量越多，其对应的天线阵列的增益越高。由于第一天线阵列1110中的天线数量大于第二天线阵列1200中的天线数量，则第一天线阵列1100的增益大于第二天线阵列1200的增益。
天线阵列中的天线为一种贴片天线(patch antenna)，也即是说，第一天线1110和第二天线1210均为贴片天线。贴片天线是一个饼状的定向天线，由两个金属板(其中一个金属板比另一个大)叠加组成的，中间有个片状介电质，比较适用于覆盖单层小型办公室、小型商店及其他接入点。贴片天线产生半球覆盖面，从安装点传播，传播范围可以在30°至180°之间。另外，每个patch天线支持水平极化和垂直极化两种馈电模式。
第一天线阵列1100中的每个第一天线1110与一个第一处理单元1310连接，则输入第一天线1110的第一信号是通过一个第一处理单元中的功率放大器1311对输入信号进行放大得到的。
第二天线阵列中1200中的每个第二天线1210与不同的两个第一处理单元1310连接，则输入第二天线1210的第二信号是通过两个第一处理单元1310中的功率放大器1311对输入信号进行放大得到的。通过调整两路输入第二天线1210的信号的相位，可以提高第二信号的幅度，也即是说，第二信号的幅度大于第一信号的幅度。
其中，与每个第一天线1110连接的是一个第一处理单元，与每个第二天线1210连接的是不同的两个第一处理单元1310。示例性的，在存在2个第二天线1210的情况下，与一个第二天线1210连接的两个第一处理单元1310，与另一个第二天线1210连接的两个第一处理单元1310不是相同的第一处理单元1310。
与第一天线1100连接的第一处理单元可以是与第二天线1210连接的不同的两个第一处理单元中的任意一个，也可以不是与第二天线1210连接的不同的两个第一处理单元，本申请实施例对此不做限制。
由于输入第二天线1210的第二信号的信号幅度大于输入第一天线1110的第一信号的信号幅度，在第二天线阵列1200的增益小于第一天线阵列1100的增益的情况下，通过增大输入第二天线阵列1200中第二天线1210的信号强度，能够增大了通过第二天线阵列1200辐射出的毫米波信号的强度。
下面通过图6和图7来详细说明如何获得第二信号。
在毫米波模组电路中，一个天线阵列中各个天线的工作时段不同，因此，在第一处理单元1310中通常包括移相器1312，用于调整输入各个天线的信号相位，以使各个天线能在不同的时段工作。本申请实施例利用了第一处理单元1310中的移相器1312调整输入第二天线1210的两个信号的相位，以提高第二信号的信号强度。
可选地，第一处理单元1310还包括移相器1312，移相器1312用于调整第一处理单元1310接收的输入信号的相位；处理模块1300用于通过第一目标处理单元中的移相器1312得到第三信号；处理模块1300用于通过第二目标处理单元中的移相器1312得到第四信号，第三信号和第四信号之间的相位之差为预设相位差值，处理模块1300用于根据第三信号和第四信号得到第二信号；其中，第一目标处理单元是指与第二天线1210连接两个第一处理单元中的一个，第二目标处理单元是指与第二天线1210连接两个第一处理单元中另一个第一处理单元。
在第二天线1210与2个第一处理单元1310连接的情况下，其中一个第一处理单元1310为第一目标第一处理单元，另一个第一处理单元1310为第二目标第一处理单元。
示例性的，如图6所示，1个第二天线1210与2个第一处理单元1310连接。其中，在上方的第一处理单元1310为第一目标处理单元，下方的第一处理单元1310为第二目标处理单元。
通常，终端设备上还包括有基带模块(图中未示出)，基带模块用于生成并发送基带信号。应理解，基带模块可以是一种基带芯片，例如，调制解调器(Modem)。基带模块向第一处理单元1310发送基带信号，作为第一处理单元的输入信号。示例性的，输入第一目标处理单元和第二目标处理单元的输入信号如图6所示，输入信号经过第一目标处理单元中的移相器1312调整相位，到达第二天线1210输入端，该信号为第三信号。应理解，连接第一目标处理单元和第二天线1210之间的馈线通常为微带线，微带线的长度通常会改变信号的相位。也即是说，输入信号经过第一目标处理单元和馈线，得到第三信号。其中，输入信号与第三信号之间的相位差由第一目标处理单元中的移相器1312和馈线的长度确定。
类似的，输入信号经过第二目标处理单元中的移相器1312调整相位，到达第二天线1210输入端，该信号为第四信号。输入信号与第四信号之间的相位差由第二目标处理单元中的移相器1312和馈线的长度确定。
为了便于确定第三信号和第四信号相位差值，通常，第一目标处理单元到第二天线1210之间的馈线长度，与第二目标处理单元到第二天线1210之间的馈线长度相等。此时，只需要确定第一目标处理单元中的移相器1312改变输入信号的相位的值，及，第二目标处理单元中的移相器1312改变输入信号的相位的值，即可确定第三信号与第四信号之间的相位差值。
可选地，第三信号与第四信号之间的相位差值为预设相位差值，预设相位差值为180°。
示例性的，如图7所示，第三信号与第四信号之间的相位差值为180°时，通过差分馈电的方式，在第二天线上进行馈电，由于第三信号和第四信号是差分馈电，其同时加载在第二天线上，对第二天线而言，加载在第二天线上的信号幅度相当于增强了，其强度类似于图7中的第二信号的强度。
本申请的实施例中，第三信号与第四信号之间的相位差值为180°，通过差分馈电的方式，使得加载在第二天线上的信号强度类似于第二信号的信号幅度，即为第三信号的信号幅度与第四信号的信号幅度之和，也即是第二信号的信号幅度达到最大，进而使得第二天线阵列辐射的毫米波信号的强度最大，进一步地提高了终端设备的性能。
通过增大的第二信号，第二天线阵列1200辐射出的毫米波信号的信号强度也被增强，因此使得第二天线阵列1200的覆盖范围增大。
本申请的实施例中所提供的毫米波模组电路，包括第一天线阵列、第二天线阵列和处理模块，其中，第一天线阵列包括N个第一天线，第二天线阵列包括M个第二天线，N大于M；处理模块包括多个第一处理单元，N个第一天线中的每个第一天线与每个第一处理单元连接，M个第二天线中的每个第二天线分别与不同的两个第一处理单元连接，第一处理单元包括功率放大器；处理模块用于通过第一处理单元向第一天线发送第一信号；处理模块用于通过不同的两个第一处理单元向第二天线差分馈电发送第二信号，第一天线阵列用于根据第一信号辐射毫米波信号；第二天线阵列用于根据第二信号辐射毫米波信号。由于第二天线阵列中的天线数量M小于第一天线阵列中的天线数量N，则第二天线阵列的增益小于第一天线阵列的增益，通过合理的调整不同的两个第一处理单元输入第二天线的信号相位，使得输入第二天线的第二信号的信号强度大于输入第一天线的第一信号的信号强度，也即是说，本申请实施例所提供的毫米波模组电路，通过增大第二信号的信号强度来弥补第二天线阵列的增益，使得通过第二天线阵列辐射的毫米波信号的强度增大；由于第二天线阵列辐射的毫米波信号的强度增大，使得第二天线阵列的信号覆盖范围变大，从而提高了第二天线阵列覆盖区域内的毫米波模组的性能。
在一种可能的情况，第一天线和第二天线可以复用一个第一处理单元，这样可以节省第一处理单元的数量，进而降低终端设备中毫米波模组电路所占用的空间。下面通过图8至图10所示实施例来详细说明。
图8为本申请另一个实施例中毫米波模组电路的结构示意图，如图8所示，该毫米波模组电路包括第一天线阵列1100、第二天线阵列1200和处理模块1300，其中，第一天线阵列1100包括N个第一天线1110，第二天线阵列1200包括M个第二天线1210，N大于M；处理模块1300包括多个第一处理单元1310，N个第一天线中的每个第一天线1110与每个第一处理单元连接，M个第二天线中的每个第二天线分别与不同的两个第一处理单元连接，其中，与第一天线连接的第一处理单元是与第二天线连接的不同的两个第一处理单元中的任意一个，第一处理单元1310包括功率放大器1311、移相器1312、开关1313和低噪声放大器1314；在开关1313处于第一导通状态时，处理模块1300用于在第一时段向第一天线1110发送第一信号，并将第二天线1210接收到的信号传输至低噪声放大器1314；在开关1313处于第二导通状态时，处理模块1300用于在第二时段向第二天线1210差分馈电发送第二信号，并将第一天线1110接收到的信号传输至低噪声放大器1314，第二信号的幅度大于第一信号的幅度；第一天线阵列1100用于根据第一信号辐射毫米波信号；第二天线阵列1200用于根据第二信号辐射毫米波信号。
与第一天线1110连接的第一处理单元可以是与第二天线1210连接的不同的两个第一处理单元中的任一个，也即是第一天线1110与第二天线1210之间需要复用第一处理单元1310。由于在毫米波模组电路中，不同的天线阵列的工作时段不同。通过处理模块1300在第一时段向第一天线阵列1100中的第一天线1110发送第一信号，在第二时段向第二天线阵列1200中的第二天线1210发送第二信号，使得第一天线1110与第二天线1210之间可以复用同一个第一处理单元1310。
本申请的实施例中的毫米波模组电路，包括第一天线阵列、第二天线阵列和处理模块，其中，第一天线阵列包括N个第一天线，第二天线阵列包括M个第二天线，N大于M；处理模块包括多个第一处理单元，N个第一天线中的每个第一天线与每个第一处理单元连接，M个第二天线中的每个第二天线分别与不同的两个第一处理单元连接，其中，与第一天线连接的第一处理单元是与第二天线连接的两个第一处理单元中的任意一个，第一处理单元包括功率放大器；处理模块用于在第一时段通过一个第一处理单元向第一天线发送第一信号；处理模块用于在第二时段通过两个第一处理单元向第二天线发送第二信号，第二信号的幅度大于第一信号的幅度；第一天线阵列用于根据第一信号辐射毫米波信号；第二天线阵列用于根据第二信号辐射毫米波信号。相当于本申请实施例中的第一天线和第二天线复用了第一处理单元，减少了毫米波模组电路中的第一处理单元的数量，节省了终端设备上的空间。
在一种可能的情况下，第一处理单元1310包括功率放大器1311、移相器1312、开关1313和低噪声放大器1314。
其中，功率放大器1311用于放大经过移相器1312调整过相位的基带信号。
开关1313可以是双刀双掷开关(double-pole double throw switch，DPDT)，通常包括4个端口，分别为端口1、端口2、端口3和端口4。
在开关1313处于第一导通状态时，示例性的，如图9所示，端口1和端口2导通，端口3和端口4导通。此时，基带信号经过移相器1312调整相位、功率放大器1311放大之后，通过开关1313的端口1和端口2，从第一天线1110发射出去，使得第一天线阵列1100辐射毫米波信号。同时，第二天线1210接收到的信号通过端口3和端口4输入低噪声放大器1314中，通过低噪声放大器1314对接收到的信号进行处理，输入基带模块(图中未示出)进行下一步的处理。
在开关1313处于第二导通状态时，示例性的，如图10所示，端口1和端口3导通，端口2和端口4导通，此时，基带信号经过移相器1312调整相位、功率放大器1311放大之后，再通过开关1313的端口1和端口3，从第二天线1210发射出去，使得第二天线阵列1200辐射毫米波信号。同时，第一天线1110接收到的信号通过端口2和端口4输入低噪声放大器1314中，通过低噪声放大器1314对接收到的信号进行处理，输入基带模块(图中未示出)进行下一步的处理。
本申请的实施例中，在开关处于第一导通状态时，处理模块用于向第一天线发送第一信号，并将第二天线接收到的信号传输至低噪声放大器；在开关处于第二导通状态时，处理模块用于向第二天线发送第二信号，并将第一天线接收到的信号传输至低噪声放大器。使得在第一天线和第二天线复用第一处理单元的情况下，能够通过开关的不同导通状态，实现了第一天线阵列向外辐射毫米波信号时，第二天线阵列接收信号；第二天线阵列向外辐射毫米波信号时，第一天线阵列接收信号，进而避免了第一天线阵列向外辐射毫米波信号时，第二天线阵列需要通过相同的信号通道接收信号，或者，第二天线阵列向外辐射毫米波信号时，第二天线阵列需要通过相同的信号通道接收信号的情况，进而避免了接收信号和向外辐射毫米波信号需要通过相同的信号通道而产生的信号冲突。
下面对第一天线1110和一个第一处理单元、第二天线1210和两个第一处理单元的连接方式进行详细说明。
由上述描述可知，与第一天线1110连接的一个第一处理单元可以是与第二天线1210连接的第一处理单元中的任一个。应理解，可以包括以下示例。
示例一
第一天线阵列1100中所有的第一天线1110连接的一个第一处理单元，均为两个第一处理单元中的任一个，也即是说，所有的第一天线1110均与第二天线1210复用第一处理单元。
在示例一，当第一天线1110的数量N大于2*M时，多个第一处理单元的数量为N；当第一天线1110的数量N小于2*M时，多个第一处理单元的数量为2*M。
示例二
第一天线阵列1100中一个或多个的第一天线1110连接的一个第一处理单元1310，为与第二天线1210连接的两个第一处理单元1310中的任一个，也即是说，第一天线阵列1100中的部分第一天线1110与第二天线1210复用第一处理单元1310。
在示例二中，当第一天线1110的数量N大于2*M时，多个第一处理单元的数量大于N；当第一天线1110的数量N小于2*M时，多个第一处理单元的数量大于2*M。
示例三
第二天线1210与两个第一处理单元连接，第一天线阵列1100中所有的第一天线1110连接的一个第一处理单元，均为与第二天线1210连接的两个第一处理单元中的任一个，也即是说，所有的第一天线1110均与第二天线1210复用第一处理单元。
在示例三中，当第一天线1110的数量N＝2*M，也即是说，第一天线1110的数量是第二天线1210的数量的2倍，则多个第一处理单元的数量为N或者2*M。
示例性的，第一天线1110的数量为4，第二天线1210的数量为2，则处理模块中第一处理单元的数量为4。
在本申请的实施例中，第一天线的数量为第二天线数量的两倍，第二天线与两个第一处理单元连接；多个第一处理单元的数量为N，且为2*M，也即是说通过最少数量的第一处理单元即可实现本申请实施例的毫米波模组电路，进一步地的节省了终端设备上的空间。
示例四
第二天线1210与两个第一处理单元1310连接，第一天线阵列1100中一个或者多个第一天线1110连接的一个第一处理单元1310，为与第二天线1210连接的两个第一处理单元1310中的任一个，也即是说，部分第一天线1110与第二天线1210复用第一处理单元。
在示例四中，当第一天线1110的数量N大于2*M时，多个第一处理单元的数量为N；当第一天线1110的数量N小于2*M时，多个第一处理单元的数量为2*M。
在一个实施例中，提供了一种电子设备，该电子设备可以是终端设备，包括上述图2至图10任一项所示的实施例中的毫米波模组电路。
本申请实施例对电子设备的类型不做限定。示例性地，电子设备可以为但不限于手机、平板电脑、智能音箱、智慧大屏(也可称为智能电视)或者可穿戴式设备等。
示例性的，图11示出了电子设备100的结构示意图。电子设备100可以包括处理器110，外部存储器接口120，内部存储器121，通用串行总线(universal serial bus，USB)接口130，充电管理模块140，电源管理模块141，电池142，天线1，天线2，移动通信模块150，无线通信模块160，音频模块170，扬声器170A，受话器170B，麦克风170C，耳机接口170D，传感器模块180，按键190，马达191，指示器192，摄像头193，显示屏194，以及用户标识模块(subscriber identification module，SIM)卡接口195等。其中传感器模块180可以包括压力传感器180A，陀螺仪传感器180B，气压传感器180C，磁传感器180D，加速度传感器180E，距离传感器180F，接近光传感器180G，指纹传感器180H，温度传感器180J，触摸传感器180K，环境光传感器180L，骨传导传感器180M等。
可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对电子设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中，电子设备100可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。
处理器110可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器110可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，存储器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。
可以理解的是，本申请实施例示意的各模块间的接口连接关系，只是示意性说明，并不构成对电子设备100的结构限定。在本申请另一些实施例中，电子设备100也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式，或多种接口连接方式的组合。
电子设备100的无线通信功能可以通过天线1，天线2，移动通信模块150，无线通信模块160，调制解调处理器以及基带处理器等实现。
天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。电子设备100中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用，以提高天线的利用率。例如：可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中，天线可以和调谐开关结合使用。
移动通信模块150可以提供应用在电子设备100上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。移动通信模块150可以包括至少一个滤波器，开关，功率放大器，低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)等。移动通信模块150可以由天线1接收电磁波，并对接收的电磁波进行滤波，放大等处理，传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块150还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大，经天线1转为电磁波辐射出去。在一些实施例中，移动通信模块150的至少部分功能模块可以被设置于处理器110中。在一些实施例中，移动通信模块150的至少部分功能模块可以与处理器110的至少部分模块被设置在同一个器件中。
调制解调处理器可以包括调制器和解调器。其中，调制器用于将待发送的低频基带信号调制成中高频信号。解调器用于将接收的电磁波信号解调为低频基带信号。随后解调器将解调得到的低频基带信号传送至基带处理器处理。低频基带信号经基带处理器处理后，被传递给应用处理器。应用处理器通过音频设备(不限于扬声器170A，受话器170B等)输出声音信号，或通过显示屏194显示图像或视频。在一些实施例中，调制解调处理器可以是独立的器件。在另一些实施例中，调制解调处理器可以独立于处理器110，与移动通信模块150或其他功能模块设置在同一个器件中。
无线通信模块160可以提供应用在电子设备100上的包括无线局域网(wirelesslocal area networks，WLAN)(如无线保真(wireless fidelity，Wi-Fi)网络)，蓝牙(bluetooth，BT)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)，调频(frequency modulation，FM)，近距离无线通信技术(near field communication，NFC)，红外技术(infrared，IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块160可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块160经由天线2接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器110。无线通信模块160还可以从处理器110接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线2转为电磁波辐射出去。
在一些实施例中，电子设备100的天线1和移动通信模块150耦合，天线2和无线通信模块160耦合，使得电子设备100可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。所述无线通信技术可以包括全球移动通讯系统(global system for mobile communications，GSM)，通用分组无线服务(general packet radio service，GPRS)，码分多址接入(codedivision multiple access，CDMA)，宽带码分多址(wideband code division multipleaccess，WCDMA)，时分码分多址(time-division code division multiple access，TD-SCDMA)，长期演进(long term evolution，LTE)，第五代无线通信系统(5G，the 5thGeneration of wireless communication system)，BT，GNSS，WLAN，NFC，FM，和/或IR技术等。所述GNSS可以包括全球卫星定位系统(global positioning system，GPS)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GLONASS)，北斗卫星导航系统(beidounavigation satellite system，BDS)，准天顶卫星系统(quasi-zenith satellitesystem，QZSS)和/或星基增强系统(satellite based augmentation systems，SBAS)。
需要说明的是，本申请实施例提到的任一电子设备可以包括电子设备100中更多或者更少的模块。
举例说明，当该终端设备是一种手机时，主机的一面为显示屏，另一面为背板，显示屏和背板之间通过中框连接，显示屏、背板和中框形成容纳腔。在该手机的容纳腔中设置两个或两个以上天线阵列，比如第一天线阵列和第二天线阵列。
其中，第一天线阵列设置于背板所在的平面内，第二天线阵列设置于中框所在的任一平面内；或者，第一天线阵列和第二天线阵列分别设置于中框所在的两个不同的平面内。
可选地，如果还包括第三天线阵列，那么设置第三天线阵列所在的平面与第一天线阵列和第二天线阵列所设置的平面均不同。
比如毫米波模组电路中包括天线阵列1#、2#和3#，且这些天线阵列的位置可以自由设置。且这3个(或更多)天线阵列的位置可以设置在终端设备的X轴(包括+/-X轴)、Y轴或Z轴所在的平面上，其中，Z轴垂直于桌面，模组1#、2#和3#的线阵排列方向平行，具体的，排列方式可以是如下各种：
例如，如图12所示，天线阵列1#设置在位于手机左侧中框上，即+X轴的面上，该模组1#发射的毫米波波束向手机终端的左侧辐射；天线阵列2#设置在位于手机右侧中框上，对应-X轴的面上，发射毫米波波束向手机终端的右侧辐射；天线阵列3#设置在容纳腔内，位于手机背部所在的平面上，即对应Z轴的面上，毫米波波束辐射方向为向手机终端背部辐射。
又例如，保持天线阵列1#和2#的位置不变，仅改变天线阵列3#的位置，如图13所示，将天线阵列3#的位置由竖直方向变换成水平方向。或者，如图14所示，将天线阵列3#设置在手机中框的另一侧，比如手机中框顶端一侧面上，对应Y轴的面上。
应理解，本实施例中，天线阵列3#还可以设置在手机的其他位置上，本实施例对天线阵列3#的位置不做限制。另外，上述天线阵列1#和2#的位置，以及更多的天线阵列的位置也可以自由设置，本实施例对多个天线阵列中各个天线阵列的具体位置不做限制，只需不同天线阵列设置在终端设备不同平面上，同时各个天线阵列位置互相垂直。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。此外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。
最后应说明的是：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 (10)

1.一种毫米波模组电路，其特征在于，包括第一天线阵列、第二天线阵列和处理模块，其中，所述第一天线阵列包括N个第一天线，所述第二天线阵列包括M个第二天线，N大于M，所述处理模块包括N个第一处理单元和2*M个第二处理单元，所述N个第一天线中的每个所述第一天线连接一个所述第一处理单元，所述N个第一天线中的任意两个所述第一天线连接的所述第一处理单元不同，所述M个第二天线中的每个所述第二天线连接两个所述第二处理单元，所述M个第二天线中的任意两个所述第二天线连接的所述第二处理单元不同，与同一个所述第二天线连接的两个所述第二处理单元的连接方式为差分连接，所述第一处理单元包括功率放大器，所述第二处理单元包括所述功率放大器和移相器，所述移相器用于调整所述第二处理单元接收的输入信号的信号相位；
所述处理模块用于通过所述第一处理单元向所述第一天线发送第一信号；
所述处理模块用于通过所述移相器调整所述第二天线连接的两个所述第二处理单元接收的输入信号的信号相位，使得与所述第二天线连接的两个所述第二处理单元向所述第二天线差分馈电发送第二信号；
所述第一天线阵列用于根据所述第一信号辐射毫米波信号；
所述第二天线阵列用于根据所述第二信号辐射毫米波信号。
2.根据权利要求1所述的毫米波模组电路，其特征在于，
所述处理模块用于通过第一目标处理单元中的所述移相器得到第三信号；
所述处理模块用于通过第二目标处理单元中的所述移相器得到第四信号，所述第三信号和所述第四信号之间的相位相反；
所述第二信号是由所述第三信号和所述第四信号组合而得到的差分信号；
其中，所述第一目标处理单元为与所述第二天线连接的两个所述第二处理单元中的一个处理单元，所述第二目标处理单元为与所述第二天线连接的两个所述第二处理单元中的另一个处理单元。
3.根据权利要求2所述的毫米波模组电路，其特征在于，所述第三信号和所述第四信号之间的相位之差为180度。
4.根据权利要求1至3任一项所述的毫米波模组电路，其特征在于，所述第一处理单元还包括所述移相器，所述第一处理单元是所述第二天线连接的两个所述第二处理单元中的一个所述第二处理单元。
5.根据权利要求4所述的毫米波模组电路，其特征在于，所述处理模块用于在第一时段向所述第一天线发送所述第一信号，并在第二时段向所述第二天线发送所述第二信号。
6.根据权利要求5所述的毫米波模组电路，其特征在于，所述第一处理单元还包括开关和低噪声放大器；
在所述开关处于第一导通状态时，所述处理模块用于向所述第一天线发送所述第一信号，并将所述第二天线接收到的信号传输至所述低噪声放大器；
在所述开关处于第二导通状态时，所述处理模块用于向所述第二天线发送所述第二信号，并将所述第一天线接收到的信号传输至所述低噪声放大器。
7.根据权利要求6所述的毫米波模组电路，其特征在于，所述开关为双刀双掷开关，所述功率放大器分别与移相器、所述双刀双掷开关连接；
当所述开关处于第一导通状态时，所述功率放大器通过所述双刀双掷开关与所述第一天线连接，所述低噪声放大器通过所述开关与所述第二天线连接；
当所述开关处于所述第二导通状态时，所述功率放大器通过所述双刀双掷开关与所述第二天线连接，所述低噪声放大器通过所述开关与所述第一天线连接。
8.一种毫米波模组电路，其特征在于，包括第一天线阵列、第二天线阵列和处理模块，其中，所述第一天线阵列包括四个第一天线，所述第二天线阵列包括两个第二天线，所述处理模块包括四个第一处理单元，所述第一天线与所述第一处理单元一一对应连接，所述四个第一天线中的任意两个所述第一天线连接的所述第一处理单元不同，所述两个第二天线中的一个所述第二天线与所述四个第一处理单元中的两个所述第一处理单元差分连接，所述两个第二天线中的另一个所述第二天线与所述四个第一处理单元中的另两个所述第一处理单元差分连接，所述第一处理单元包括功率放大器和移相器，所述移相器用于调整所述第一处理单元接收的输入信号的信号相位；
所述处理模块用于通过所述第一处理单元向所述第一天线发送第一信号；
所述处理模块用于通过所述移相器调整与所述第二天线连接的两个所述第一处理单元的接收的输入信号的信号相位，使得与所述第二天线连接的两个所述第一处理单元向所述第二天线差分馈电发送第二信号；
所述第一天线阵列用于根据所述第一信号辐射毫米波信号；
所述第二天线阵列用于根据所述第二信号辐射毫米波信号。
9.一种终端设备，其特征在于，包括主机，所述主机的一面为显示屏，另一面为背板，所述显示屏和所述背板之间通过中框连接；
所述显示屏、所述背板和所述中框形成容纳腔，所述容纳腔中设置有如权利要求1至7任一项所述的毫米波模组电路，或者，所述容纳腔中设置有如权利要求8所述的毫米波模组电路。
10.根据权利要求9所述的终端设备，其特征在于，所述毫米波模组电路包括第一天线阵列和第二天线阵列；
所述第一天线阵列设置于所述背板所在的平面内，所述第二天线阵列设置于所述中框所在的任一平面内；或者，
所述第一天线阵列和所述二天线阵列分别设置于所述中框所在的两个不同的平面内。
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