CN217134682U - 超宽带天线阵列及电子设备 - Google Patents

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CN217134682U
CN217134682U CN202122853499.9U CN202122853499U CN217134682U CN 217134682 U CN217134682 U CN 217134682U CN 202122853499 U CN202122853499 U CN 202122853499U CN 217134682 U CN217134682 U CN 217134682U
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antenna
frequency band
radiation branch
branch
phase center
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冯超
梁铁柱
史少洪
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Abstract

本申请实施例适用于天线技术领域，提供一种超宽带天线阵列及电子设备，该UWB天线阵列中用于进行水平方向的角度测量的第一天线组合所在的区域，与用于进行垂直方向的角度测量的第二天线组合所在区域不重合，也即是说，第一天线组合的位置与第二天线组合的位置之间不会相互制约，可以分别放置在电子设备的不同区域中，使得UWB天线阵列所在的位置不会单独占用电子设备上一块完整的区域，进而使得电子设备上可以灵活地布局其他电子器件，提高了电子设备上布局电子器件的灵活性。

Description

超宽带天线阵列及电子设备
技术领域
本申请实施例涉及天线技术领域，尤其涉及超宽带天线阵列及电子设备。
背景技术
随着超宽带(Ultra Wide Band，UWB)技术的发展普及，电子设备上通常会采用UWB天线阵列进行角度测量。
通常，电子设备上的UWB天线阵列中包括三个天线，分别为第一天线、第二天线和第三天线，其中，第一天线与第二天线组成测量水平方向的角度的天线组合，第一天线与第三天线组成测量垂直方向的角度的天线组合。在具体的测量过程，为了提高测量的准确度，第一天线的相位中心和第二天线的相位中心之间的距离需要小于预设的水平距离阈值。第一天线的相位中心和第三天线的相位中心之间距离需要小于预设的垂直距离阈值。也即是说，UWB天线阵列中各天线的位置相互限制，导致UWB天线阵列会占用电子设备上一整块较大的空间，从而导致电子设备上其他电子器件布局受到了限制。
发明内容
本申请实施例提供一种超宽带天线阵列及电子设备，可以提高采用UWB天线阵列的电子设备上电子器件布局的灵活性。
第一方面，提供了一种超宽带UWB天线阵列，包括：第一天线组合和第二天线组合，第一天线组合和第二天线组合之间的夹角α大于0°且小于180°，第一天线组合用于进行第一方向的角度测量，第二天线组合用于进行第二方向的角度测量，第一天线组合所在的区域与第二天线组合所在的区域不重合；第一天线组合包括第一天线和第二天线，第一天线的相位中心和第二天线的相位中心之间的距离满足第一预设条件，第二天线组合包括第三天线和第四天线，第三天线的相位中心和第四天线的相位中心之间的距离满足第二预设条件。
本申请的实施例中，UWB天线阵列中用于进行水平方向的角度测量的第一天线组合所在的区域，与用于进行垂直方向的角度测量的第二天线组合所在区域不重合，也即是说，第一天线组合的位置与第二天线组合的位置之间不会相互制约，可以分别放置在电子设备的不同区域中，使得UWB天线阵列所在的位置不会单独占用电子设备上一块完整的区域，进而使得电子设备上可以灵活地布局其他电子器件，提高了电子设备上布局电子器件的灵活性。
在一个实施例中，上述超宽带天线阵列工作在第一频段和第二频段，第一天线和第二天线为矩形结构，第一天线和第二天线分别包括互相垂直的第一边和第二边，第一边用于传输第一频段的信号，第二边用于传输第二频段的信号。
在一个实施例中，上述第三天线和第四天线为矩形结构，第三天线和第四天线分别包括第一边和第二边。
在一个实施例中，上述第一边的长度为
Figure BDA0003363903730000011
λ1，第二边的长度为
Figure BDA0003363903730000012
λ2，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。
本申请的实施例中，第一天线、第二天线、第三天线和第四天线为矩形结构，分别包括互相垂直的第一边和第二边，第一边的长度为
Figure BDA0003363903730000013
λ1，第二边的长度为
Figure BDA0003363903730000014
λ2，其中，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。也即是说，第一天线、第二天线、第三天线和第四天线在第一频段上的辐射枝节为第一频段对应的二分之一波长，在第二频段上的辐射枝节为第二频段对应的二分之一波长，使得第一天线、第二天线、第三天线和第四天线能够在不同频段的性能良好，进而提高了采用第一天线、第二天线、第三天线和第四天线的UWB天线阵列进行角度测量的准确性。
在一个实施例中，在第一频段高于第二频段的情况下，第一预设条件为第一天线的相位中心和第二天线的相位中心之间的距离大于
Figure BDA0003363903730000021
λ2且小于
Figure BDA0003363903730000022
λ1，第二预设条件为第三天线的相位中心和第四天线的相位中心之间的距离大于
Figure BDA0003363903730000023
λ2且小于
Figure BDA0003363903730000024
λ1，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。
本申请的实施例中，UWB天线阵列工作在第一频段和第二频段，在第一频段高于第二频段的情况下，第一天线的相位中心和第二天线的相位中心之间的距离d1大于
Figure BDA0003363903730000025
λ2且小于
Figure BDA0003363903730000026
λ1，第三天线的相位中心和第四天线的相位中心之间的距离d2大于
Figure BDA0003363903730000027
λ2且小于
Figure BDA0003363903730000028
λ1，其中，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。也即是说，本申请实施例提供的UWB天线阵列中用于进行水平方向的角度测量的第一天线和第二天线之间的距离是综合考虑了第一频段和第二频段得到的，用于进行垂直方向的角度测量的第三天线和第四天线之间的距离，也是综合考虑了第一频段和第二频段得到的，因此使得通过第一天线和第二天线进行的水平方向的角度测量更加准确，通过第三天线和第四天线进行的垂直方向的角度测量更加准确，进而使得采用UWB天线阵列进行角度测量得更加准确。
在一个实施例中，上述第三天线包括第一辐射枝节和第二辐射枝节，第一辐射枝节用于传输第一频段的信号，第二辐射枝节用于传输第二频段的信号；第四天线包括第三辐射枝节和第四辐射枝节，第三辐射枝节用于传输第一频段的信号，第四辐射枝节用于传输第二频段的信号。
在一个实施例中，上述第一辐射枝节与第二辐射枝节之间的距离大于第一预设阈值；第三辐射枝节和第四辐射枝节之间的距离大于第二预设阈值。
在一个实施例中，上述第二预设条件包括：第一辐射枝节的相位中心与第三辐射枝节的相位中心之间的距离大于
Figure BDA0003363903730000029
λ1且小于
Figure BDA00033639037300000210
λ1第二辐射枝节的相位中心与第四辐射枝节的相位中心之间大于
Figure BDA00033639037300000211
λ2且小于
Figure BDA00033639037300000212
λ2，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。
本申请的实施例中，采用第一频段进行垂直方向的角度测量的第一辐射枝节的相位中心和第三辐射枝节的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300000213
λ1且小于
Figure BDA00033639037300000214
λ1，采用第二频段进行垂直方向的角度测量的第二辐射枝节的相位中心和第四辐射枝节的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300000215
λ2且小于
Figure BDA00033639037300000216
λ2。使得各辐射枝节之间的距离是根据其对应的工作频段确定的，提高了所确定的各辐射枝节之间的距离的准确性。同时，避免了为了同时满足两个频段而导致的各辐射枝节之间的距离范围被缩小的情况，进而提高了设置各辐射枝节位置的灵活性。
在一个实施例中，上述第一辐射枝节和第三辐射枝节的长度为
Figure BDA00033639037300000217
λ1，第二辐射枝节和第四辐射枝节的长度为
Figure BDA00033639037300000218
λ2，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。
本申请的实施例中，第二天线组合中的第一辐射枝节、第二辐射枝节、第三辐射枝节和第四辐射枝节的长度是根据各自工作的频段确定的，使得各辐射枝节在对应的频段内的性能良好，提高了第二天线组合进行垂直方向的角度测量的准确性，进而提高了UWB天线阵列进行角度测量的准确性。
在一个实施例中，上述超宽带天线阵列工作在第一频段和第二频段，第一天线包括第五辐射枝节和第六辐射枝节，第五辐射枝节用于传输第一频段的信号，第六辐射枝节用于传输第二频段的信号；第二天线包括第七辐射枝节和第八辐射枝节，第七辐射枝节用于传输第一频段的信号，第八辐射枝节用于传输第二频段的信号，第一预设条件包括：第五辐射枝节的相位中心与第七辐射枝节的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300000219
λ1且小于
Figure BDA00033639037300000220
λ1，第六辐射枝节的相位中心与第八辐射枝节的相位中心之间的距离大于
Figure BDA0003363903730000031
λ2且小于
Figure BDA0003363903730000032
λ2，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。
本申请的实施例中，UWB天线阵列工作在第一频段和第二频段，UWB天线阵列包括第一天线组合和第二天线组合，第一天线组合和第二天线组合之间的夹角α为90°，第一天线组合用于进行水平方向的角度测量，第二天线组合用于进行垂直方向的角度测量，第一天线组合所在的区域与第二天线组合所在的区域不重合；第一天线组合包括第一天线1110和第二天线，第一天线包括第五辐射枝节和第六辐射枝节，第五辐射枝节用于传输第一频段的信号，第六辐射枝节用于传输第二频段的信号；第二天线包括第七辐射枝节和第八辐射枝节，第七辐射枝节用于传输第一频段的信号，第八辐射枝节用于传输第二频段的信号，第五辐射枝节的相位中心与第七辐射枝节的相位中心之间的距离大于
Figure BDA0003363903730000033
λ1且小于
Figure BDA0003363903730000034
λ1，第六辐射枝节的相位中心与第八辐射枝节的相位中心之间的距离大于
Figure BDA0003363903730000035
λ2且小于
Figure BDA0003363903730000036
λ2，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。第二天线组合包括第三天线和第四天线，第三天线包括第一辐射枝节和第二辐射枝节，第一辐射枝节用于传输第一频段的信号，第二辐射枝节用于传输第二频段的信号；第四天线包括第三辐射枝节和第四辐射枝节，第三辐射枝节用于传输第一频段的信号，第四辐射枝节用于传输第二频段的信号。第一辐射枝节的相位中心与第三辐射枝节的相位中心之间的距离大于
Figure BDA0003363903730000037
λ1且小于
Figure BDA0003363903730000038
λ1第二辐射枝节的相位中心与第四辐射枝节的相位中心之间大于
Figure BDA0003363903730000039
λ2且小于
Figure BDA00033639037300000310
λ2。第一辐射枝节和第三辐射枝节的长度为
Figure BDA00033639037300000311
λ1，第二辐射枝节和第四辐射枝节的长度为
Figure BDA00033639037300000312
λ2。其中，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。也即是说，本申请实施例提供的UWB天线阵列，相当于分成了四个部分独立地设置在电子设备上的四个不同的区域，进一步地提高了电子设备上布局电子器件的灵活性。
在一个实施例中，上述第三天线包括第一辐射枝节和第二辐射枝节，第一辐射枝节用于传输第一频段的信号，第二辐射枝节用于传输第二频段的信号；第四天线包括第三辐射枝节和第四辐射枝节，第三辐射枝节用于传输第一频段的信号，第四辐射枝节用于传输第二频段的信号；第二预设条件包括：第一辐射枝节的相位中心与第三辐射枝节的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300000313
λ1且小于
Figure BDA00033639037300000314
λ1，第二辐射枝节的相位中心与第四辐射枝节的相位中心之间大于
Figure BDA00033639037300000315
λ2且小于
Figure BDA00033639037300000316
λ2。
在一个实施例中，上述UWB天线工作在第一频段，第一天线、第二天线、第三天线和第四天线的辐射枝节的长度为
Figure BDA00033639037300000317
λ1，λ1为第一频段对应的波长。
本申请的实施例中，UWB天线阵列工作在第一频段，采用了辐射枝节的长度为
Figure BDA00033639037300000318
λ1第一天线、第二天线、第三天线和第四天线能够使得各天线的性能良好，进而使得UWB天线阵列的性能良好，提高了采用UWB天线阵列进行角度测量的准确性。
在一个实施例中，上述第一天线的相位中心与第二天线的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300000319
λ1且小于
Figure BDA00033639037300000320
λ1，第三天线的相位中心与第四天线的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300000321
λ1且小于
Figure BDA00033639037300000322
λ1，λ1为第一频段对应的波长。
本申请的实施例中，第一天线的相位中心与第二天线的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300000323
λ1且小于
Figure BDA00033639037300000324
λ1，第三天线的相位中心与第四天线的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300000325
λ1且小于
Figure BDA00033639037300000326
λ1，使得采用第一天线组合进行水平方向的角度测量更加准确，同时使得采用第二天线组合进行垂直方向的角度测量更加准确，进而提高了采用第一天线组合和第二天线组合的UWB天线阵列的角度测量更加准确。
在一个实施例中，上述α为90°。
本申请的实施例中，当第一天线组合和第二天线组合之间的夹角α为90°时，在通过第一天线组合测量水平方向的角度、通过第二天线组合测量垂直方向的角度的过程中，无需额外的计算处理，降低了额外的计算处理带来的误差，提高了UWB天线阵列所测量的角度的准确度。
第二方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括如上述第一方面所示的超宽带天线阵列。
在一个实施例中，电子设备还包括开关，开关用于控制超宽带天线阵列中的第一天线、第二天线、第三天线和第四天线的开启和关闭。
上述电子设备的实现原理和有益效果与第一方面所述的超宽带天线阵列类似，此处不再赘述。
附图说明
图1为一种传统的采用UWB天线阵列电子设备的结构示意图；
图2为一种UWB天线阵列应用场景示意图；
图3为本申请一个实施例中UWB天线阵列的结构示意图；
图4为本申请一个实施例中不同天线的结构示意图；
图5为本申请另一个实施例中UWB天线阵列的结构示意图；
图6为本申请另一个实施例中UWB天线阵列的结构示意图；
图7为本申请一个实施例中第一辐射枝节、第二辐射枝节、第三辐射枝节和第四辐射枝节的位置示意图；
图8为本申请另一个实施例中UWB天线阵列的结构示意图；
图9为本申请另一个实施例中UWB天线阵列的结构示意图；
图10为本申请一个实施例中电子设备的电路逻辑的示意图；
图11为本申请另一个实施例中电子设备的电路逻辑的示意图；
图12为本申请另一个实施例中电子设备的电路逻辑的示意图；
图13为本申请一个实施例中电子设备的示意图。
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。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；本文中的“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”、“第三”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”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
为了便于理解，下面先对本申请实施例可能涉及的相关术语和概念进行介绍。
(1)UWB技术
UWB技术是一种新型无载波通信技术，是通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来实现无线传输，因此具有超大带宽和较低的发射功率，能够进一步实现低功耗水平上的快速数据传输。相关技术中常利用UWB技术来实现对目标物的定位，如电视机、空调的定位，因UWB技术具有极强的抗干扰能力，使得定位精度高、定位误差相对较小，填补了高精度定位领域的空白。
(2)UWB天线阵列
在通过UWB技术定位的过程中，通常会将标签设备的天线设计成圆极化天线，将定位设备(例如手机)上的天线设计成线极化天线。由于圆极化波可以使用任意线极化天线接收，因此手机端无论怎么放置，手机的天线依然能收到标签设备的天线发出的电磁波能量。为了更加准确的定位，通常，手机上包括用于测量水平方向角度的天线组合和用于测量垂直方向角度的天线组合。其中，用于测量水平方向角度的天线组合和用于测量垂直方向角度的天线组合可以被称为UWB天线阵列。
(3)相位中心
天线的相位中心是指天线所辐射出的电磁波在离开天线一定的距离后，其等相位面会近似为一个球面，该球面的球心即为该天线的等效相位中心。也即是说，在理论上认为天线辐射的信号是以相位中心为圆心，向外辐射。
本申请实施例提供的UWB天线阵列，可以应用于电子设备。可选地，电子设备可以为笔记本电脑、平板电脑、掌上电脑、车载终端、销售终端、可穿戴设备及手机等。
目前，电子设备可以采用UWB天线阵列来实现对待测目标物的定位测量，如电视机、空调的定位。示例性的，电子设备上的UWB天线阵列可以如图1所示，该UWB天线阵列包括三个天线，分别为第一天线、第二天线和第三天线。其中，第一天线与第二天线组成测量水平方向的角度的天线组合，第一天线与第三天线组成测量垂直方向的角度的天线组合。在具体的定位测量过程，为了提高定位测量的准确度，第一天线的相位中心和第二天线的相位中心之间的距离需要小于预设的水平距离阈值。第一天线的相位中心和第三天线的相位中心在垂直方向上的距离需要小于预设的垂直距离阈值。也即是说，UWB天线阵列中第一天线、第二天线和第三天线的位置比较固定，不能根据电子设备上其他电子器件的布局灵活地改变各天线的位置。在电子设备小型化的趋势下，采用传统的UWB天线阵列会使得电子设备上其他电子器件布局位置的灵活性变差。
下面对本申请实施例的应用场景进行简要说明。
本申请实施例所提供的UWB天线阵列，可以应用在电子设备，例如手机中。如图2所示，通过将用于水平方向的角度测量的第一天线组合和用于垂直方向的角度测量的第二天线组合分开放置在手机的不同区域，使得可以优先布局其他较大电子器件，并在其他较大的电子器件的位置确定后，根据手机上剩余的空间放置UWB天线阵列中的第一天线组合和第二天线组合，提高了手机上其他电子器件的放置位置的灵活性。
下面结合图3至图9对本申请实施例提供的UWB天线阵列进行详细描述。
如图3所示，本申请实施例提供了一种超宽带UWB天线阵列1000，包括：第一天线组合1100和第二天线组合1200，第一天线组合1100和第二天线组合1200之间的夹角α大于0°且小于180°，第一天线组合1100用于进行第一方向的角度测量，第二天线组合1200用于进行第二方向的角度测量，第一天线组合1100所在的区域与第二天线组合1200所在的区域不重合；第一天线组合1100包括第一天线1110和第二天线1120，第一天线1110的相位中心和第二天线1120的相位中心之间的距离满足第一预设条件，第二天线组合1200包括第三天线1210和第四天线1220，第三天线1210的相位中心和第四天线1220的相位中心之间的距离满足第二预设条件。
应理解，上述UWB天线阵列1000可以是电子设备上用于角度测量的天线阵列。在通过UWV天线阵列进行角度测量时，通常需要同时进行两个不同方向的角度测量。该UWB天线阵列1000包括采用第一天线组合1100进行第一方向的角度测量，采用第二天线组合1200进行第二方向的角度测量的。只有当第一天线组合1100和第二天线组合1200之间的夹角不为0°时，才能使得在第一天线组合1100和第二天线组合1200可以进行两个不同方向的角度测量。即，第一天线组合1100和第二天线组合1200之间的夹角α大于0°且小于180°。
其中，第一方向通常是指与地平面平行的水平方向，第二方向通常是指与地平面垂直的垂直方向，水平方向与垂直方向之间的夹角为90°。下文中以第一方向为水平方向、第二方向为垂直方向进行说明。
可选地，第一天线组合1100和第二天线组合1200之间的夹角α为90°。
在测量水平方向角度的第一天线组合1100和测量垂直方向角度的第二天线组合1200之间的夹角是90°时，在具体的测量过程中，无需对第一天线组合1100测量的角度和第二天线组合1200测量的角度进行归一化处理，降低了由于归一化处理带来的误差。
本申请的实施例中，当第一天线组合和第二天线组合之间的夹角α为90°时，在通过第一天线组合测量水平方向的角度、通过第二天线组合测量垂直方向的角度的过程中，无需额外的计算处理，降低了额外的计算处理带来的误差，提高了UWB天线阵列所测量的角度的准确度。
需要说明的是，电子设备上通常还包括一个发射天线。发射天线发出的电磁波信号遇到目标物反射之后，反射的电磁波信号被第一天线组合1100接收，用于进行水平方向的角度测量，反射的电磁波信号被第二天线组合1200接收，用于进行垂直方向的角度测量。
UWB天线阵列1000中的各天线的结构可以如图4所示。例如，UWB天线阵列1000中第一天线1110可以是矩形结构的平板天线(patch antenna)，如图4中的(a)所示。第一天线1110也可以是微带线为辐射枝节的天线，如图4中的(b)所示。第一天线1110可以是两个相互平行微带线组成的耦合半波天线，如图4中的(c)所示。第一天线1110还可以是两个相互平行微带线及一个与上述两个微带线垂直的微带线组成的双耦合半波天线，如图4中的(d)所示。
应理解，第一天线组合1100中的第一天线1110和第二天线1120可以是相同结构的天线，也可以是不同结构的天线，本申请实施例对此不作限制。第二天线组合1200中的第三天线1210和第四天线1220可以是相同结构的天线，也可以是不同结构的天线，本申请实施例对此不作限制。第一天线组合1100中的天线与第二天线组合1200中的天线可以是相同结构的天线，也可以是不同结构的天线，本申请实施例对此不作限制。
需要说明的是，由于第一天线组合1100与第二天线组合1200中没有共用的天线。因此，第一天线组合1100的位置与第二天线组合1200的位置之间不会相互制约，也即是说，第一天线组合1100所在的区域与第二天线组合1200所在的区域不重合。示例性的，第一天线组合1100所在的区域和第二天线组合1200所在的区域可以如图2所示。在布局电子设备上的电子器件时，由于摄像头占用的区域较大，因此，可以先将摄像头设置在中心位置，如图2所示，然后在电子设备上的其他区域寻找可以放置第一天线组合1100和第二天线组合1200的位置。由于第一天线组合1100与第二天线组合1200可以分开放置，因此第一天线组合1100与第二天线组合1200不需要占用电子设备上一个完整的区域。例如，如图2所示，第一天线组合1100与第二天线组合1200可以分别放置在摄像头的两侧。
本申请的实施例中，UWB天线阵列中用于进行水平方向的角度测量的第一天线组合所在的区域，与用于进行垂直方向的角度测量的第二天线组合所在区域不重合，也即是说，第一天线组合的位置与第二天线组合的位置之间不会相互制约，可以分别放置在电子设备的不同区域中，使得UWB天线阵列所在的位置不会单独占用电子设备上一块完整的区域，进而使得电子设备上可以灵活地布局其他电子器件，提高了电子设备上布局电子器件的灵活性。
应理解，UWB天线阵列1000可以工作在单频段、双频段、三频段等，本申请实施例对此不作限制。
在一个示例中，如图5所示，可选地，UWB天线阵列工作在第一频段和第二频段。UWB天线阵列1000包括第一天线组合1100和第二天线组合1200，第一天线组合1100和第二天线组合1200之间的夹角α为90°，第一天线组合1100用于进行水平方向的角度测量，第二天线组合1200用于进行垂直方向的角度测量，第一天线组合1100所在的区域与第二天线组合1200所在的区域不重合；第一天线组合1100包括第一天线1110和第二天线1120，第一天线1110和第二天线1120为矩形结构，第一天线1110和第二天线1120分别包括互相垂直的第一边和第二边，第二天线组合1200包括第三天线1210和第四天线1220，第三天线1210和第四天线1220为矩形结构，第三天线1210和第四天线1220分别包括第一边和第二边。其中，第一边用于传输第一频段的信号，第二边用于传输第二频段的信号，第一边的长度为
Figure BDA0003363903730000071
λ1，第二边的长度为
Figure BDA0003363903730000072
λ2。在第一频段高于第二频段的情况下，第一天线的相位中心和第二天线的相位中心之间的距离d1大于
Figure BDA0003363903730000073
λ2且小于
Figure BDA0003363903730000074
λ1，第三天线1210的相位中心和第四天线1220的相位中心之间的距离d2大于
Figure BDA0003363903730000075
λ2且小于
Figure BDA0003363903730000076
λ1，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。
应理解，天线在向外辐射信号时，天线的辐射枝节的长度与天线工作的频率相关。天线工作频率越高，天线的辐射枝节的长度越短。在本申请的实施例中，由于UWB天线阵列同时工作在第一频段和第二频段，因此，UWB天线阵列中的各天线需要同时工作在第一频段和第二频段，也即是说，UWB天线阵列中的各天线中需要同时包括第一频段对应辐射枝节和第二频段对应的辐射枝节。
在一种可能的情况下，如图5所示，UWB天线阵列中的各天线为矩形结构。以第一频段的中心频点是8GHz，第二频段的中心频点是6.5GHz为例对第一天线1110如何同时工作在第一频段和第二频段进行说明。通常矩形结构包括相互垂直的短边(第一边)和长边(第二边)，在第一天线1110为矩形结构的情况下，可以将短边(第一边)作为中心频点是8GHz信号的辐射枝节，通过矩形结构的长边(第二边)作为中心频点是6.5GHz信号的辐射枝节。
在通过两个天线进行一个方向的角度测量时，两个天线之间的距离需要大于四分之一的目标波长，且小于二分之一的目标波长。其中，目标波长是指天线工作频段对应的波长。由于UWB天线工作在两个频段，即第一频段和第二频段，因此在确定第一天线1110和第二天线1120之间的距离，和/或，第三天线1210和第四天线1220之间的距离时，需要综合考虑第一频段对应的波长和第二频段的波长。
示例性的，在第一频段高于第二频段的情况下，第一天线的相位中心和第二天线的相位中心之间的距离d1大于
Figure BDA0003363903730000077
λ2且小于
Figure BDA0003363903730000078
λ1，第三天线1210的相位中心和第四天线1220的相位中心之间的距离d2大于
Figure BDA0003363903730000079
λ2且小于
Figure BDA00033639037300000710
λ1，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。
需要说明的是，在具体的确定第一天线1110的相位中心和第二天线1120的相位中心之间的距离的过程中，由于确定相位中心的过程比较复杂，因此需要采用一个相对简便的方法来确定两个天线的相位中心之间的距离。相位中心通常与天线的结构相关，相同结构的天线的相位中心相同。在一种可能的情况下，第一天线1110和第二天线1120的结构相同，第一天线1110的相位中心与第二天线1120的相位中心在相同的位置。因此可以选取第一天线1110中的第一目标位置，并找到第二天线1120中与第一目标位置相同的第二目标位置，将第一目标位置和第二目标位置之间的距离作为第一天线1110的相位中心和第二天线1120的相位中心之间的距离。
本申请的实施例中，UWB天线阵列工作在第一频段和第二频段，在第一频段高于第二频段的情况下，第一天线的相位中心和第二天线的相位中心之间的距离d1大于
Figure BDA0003363903730000081
λ2且小于
Figure BDA0003363903730000082
λ1，第三天线的相位中心和第四天线的相位中心之间的距离d2大于
Figure BDA0003363903730000083
λ2且小于
Figure BDA0003363903730000084
λ1，其中，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。也即是说，本申请实施例提供的UWB天线阵列中用于进行水平方向的角度测量的第一天线和第二天线之间的距离是综合考虑了第一频段和第二频段得到的，用于进行垂直方向的角度测量的第三天线和第四天线之间的距离，也是综合考虑了第一频段和第二频段得到的，因此使得通过第一天线和第二天线进行的水平方向的角度测量更加准确，通过第三天线和第四天线进行的垂直方向的角度测量更加准确，进而使得采用UWB天线阵列进行角度测量得更加准确。
应理解，当天线的辐射枝节的长度为二分之一波长时，天线的性能最好。本申请实施例中的第一天线1110、第二天线1120、第三天线1210和第四天线1220的第一边的长度相当于在第一频段的辐射枝节的长度，第二边的长度相当于在第二频段的辐射枝节的长度，也即是说，第一边的长度为
Figure BDA0003363903730000085
λ1，第二边的长度为
Figure BDA0003363903730000086
λ2时，第一天线1110、第二天线1120、第三天线1210和第四天线1220的性能最好。
本申请的实施例中，第一天线、第二天线、第三天线和第四天线为矩形结构，分别包括互相垂直的第一边和第二边，第一边的长度为
Figure BDA0003363903730000087
λ1，第二边的长度为
Figure BDA0003363903730000088
λ2，其中，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。也即是说，第一天线、第二天线、第三天线和第四天线在第一频段上的辐射枝节为第一频段对应的二分之一波长，在第二频段上的辐射枝节为第二频段对应的二分之一波长，使得第一天线、第二天线、第三天线和第四天线能够在不同频段的性能良好，进而提高了采用第一天线、第二天线、第三天线和第四天线的UWB天线阵列进行角度测量的准确性。
在一个示例中，如图6所示，UWB天线阵列工作在第一频段和第二频段。UWB天线阵列1000包括第一天线组合1100和第二天线组合1200，第一天线组合1100和第二天线组合1200之间的夹角α为90°，第一天线组合1100用于进行水平方向的角度测量，第二天线组合1200用于进行垂直方向的角度测量，第一天线组合1100所在的区域与第二天线组合1200所在的区域不重合；第一天线组合1100包括第一天线1110和第二天线1120，第一天线1110和第二天线1120为矩形结构，第一天线1110和第二天线1120分别包括互相垂直的第一边和第二边，其中，第一边用于传输第一频段的信号，第二边用于传输第二频段的信号，第一边的长度为
Figure BDA0003363903730000089
λ1，第二边的长度为
Figure BDA00033639037300000810
λ2。在第一频段高于第二频段的情况下，第一天线的相位中心和第二天线的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300000811
λ2且小于
Figure BDA00033639037300000812
λ1。第二天线组合1200包括第三天线1210和第四天线1220，第三天线1210包括第一辐射枝节1211和第二辐射枝节1212，第一辐射枝节1211用于传输第一频段的信号，第二辐射枝节1212用于传输第二频段的信号；第四天线1220包括第三辐射枝节1221和第四辐射枝节1222，第三辐射枝节1221用于传输第一频段的信号，第四辐射枝节1222用于传输第二频段的信号。第一辐射枝节1211的相位中心与第三辐射枝节1221的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300000813
λ1且小于
Figure BDA00033639037300000814
λ1第二辐射枝节1212的相位中心与第四辐射枝节1222的相位中心之间大于
Figure BDA00033639037300000815
λ2且小于
Figure BDA00033639037300000816
λ2。第一辐射枝节1211和第三辐射枝节1221的长度为
Figure BDA00033639037300000817
λ1，第二辐射枝节1212和第四辐射枝节1222的长度为
Figure BDA00033639037300000818
λ2，其中，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。
其中，第一天线组合1100中的第一天线1110和第二天线1120与图5所示实施例类似，此处不再赘述。
第二天线组合1200中的第三天线1210中包括两个辐射枝节，分别为用于传输第一频段的信号的第一辐射枝节1211，和，用于传输第二频段的信号的第二辐射枝节1212。第四天线1220中包括两个辐射枝节，分别为用于传输第一频段的信号的第三辐射枝节1221，和用于传输第二频段的信号的第四辐射枝节1222。
应理解，第一辐射枝节1211和第三辐射枝节1221之间的距离在二分之一波长到四分之一波长之间，角度测量会更准确。第二辐射枝节1212和第四辐射枝节1222之间的距离在二分之一波长到四分之一波长，角度测量会更准确。第一辐射枝节1211和第三辐射枝节1221应当设置在同一区域内，第二辐射枝节1212和第四辐射枝节1222应当设置在同一区域内。可选地，第一辐射枝节1211的相位中心与第三辐射枝节1221的相位中心之间的距离大于
Figure BDA0003363903730000091
λ1且小于
Figure BDA0003363903730000092
λ1，第二辐射枝节1212的相位中心与第四辐射枝节1222的相位中心之间大于
Figure BDA0003363903730000093
λ2且小于
Figure BDA0003363903730000094
λ2，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。
本申请的实施例中，采用第一频段进行垂直方向的角度测量的第一辐射枝节的相位中心和第三辐射枝节的相位中心之间的距离大于
Figure BDA0003363903730000095
λ1且小于
Figure BDA0003363903730000096
λ1，采用第二频段进行垂直方向的角度测量的第二辐射枝节的相位中心和第四辐射枝节的相位中心之间的距离大于
Figure BDA0003363903730000097
λ2且小于
Figure BDA0003363903730000098
λ2。使得各辐射枝节之间的距离是根据其对应的工作频段确定的，提高了所确定的各辐射枝节之间的距离的准确性。同时，避免了为了同时满足两个频段而导致的各辐射枝节之间的距离范围被缩小的情况，进而提高了设置各辐射枝节位置的灵活性。
需要说明的是，本申请实施例对第一辐射枝节1211和第二辐射枝节1212之间的距离不作限定，对第三辐射枝节1221和第四辐射枝节1222之间的距离不作限制。
示例性的，第一辐射枝节1211、第二辐射枝节1212、第三辐射枝节1221和第四辐射枝节1222之间的位置关系可以如图7中的(a)所示，各辐射枝节之间的距离较近。第一辐射枝节1211、第二辐射枝节1212、第三辐射枝节1221和第四辐射枝节1222之间的位置关系可以如图7中的(b)所示，第一辐射枝节1211与第二辐射枝节1212之间的距离大于第一预设阈值；第三辐射枝节1221和第四辐射枝节1222之间的距离大于第二预设阈值。需要说明的是，第一预设阈值可以与第二预设阈值相同，也可以不同，本申请实施例对此不作限制。
本申请的实施例中，第一辐射枝节与第二辐射枝节之间的距离大于第一预设阈值；第三辐射枝节和第四辐射枝节之间的距离大于第二预设阈值，也即是说，UWB天线阵列可以分成是三个部分分别设置在电子设备的三个不同的区域中，进一步地提高了电子设备上布局电子器件的灵活性。
应理解，天线的辐射枝节为工作频段对应的波长的二分之一时，天线的性能最好。由于第一辐射枝节1211和第三辐射枝节1221工作在第一频段，第二辐射枝节1212和第四辐射枝节1222工作在第二频段。可选地，第一辐射枝节1211和第三辐射枝节1221的长度为
Figure BDA0003363903730000099
λ1，第二辐射枝节1212和第四辐射枝节1222的长度为
Figure BDA00033639037300000910
λ2。
本申请的实施例中，第二天线组合中的第一辐射枝节、第二辐射枝节、第三辐射枝节和第四辐射枝节的长度是根据各自工作的频段确定的，使得各辐射枝节在对应的频段内的性能良好，提高了第二天线组合进行垂直方向的角度测量的准确性，进而提高了UWB天线阵列进行角度测量的准确性。
在一个示例中，如图8所示，UWB天线工作在第一频段和第二频段，UWB天线阵列1000包括第一天线组合1100和第二天线组合1200，第一天线组合1100和第二天线组合1200之间的夹角α为90°，第一天线组合1100用于进行水平方向的角度测量，第二天线组合1200用于进行垂直方向的角度测量，第一天线组合1100所在的区域与第二天线组合1200所在的区域不重合；第一天线组合1100包括第一天线1110和第二天线1120，第一天线1110包括第五辐射枝节1111和第六辐射枝节1112，第五辐射枝节1111用于传输第一频段的信号，第六辐射枝节1112用于传输第二频段的信号；第二天线1120包括第七辐射枝节1121和第八辐射枝节1122，第七辐射枝节1121用于传输第一频段的信号，第八辐射枝节1122用于传输第二频段的信号，第五辐射枝节1111的相位中心与第七辐射枝节1121的相位中心之间的距离大于
Figure BDA0003363903730000101
λ1且小于
Figure BDA0003363903730000102
λ1，第六辐射枝节1112的相位中心与第八辐射枝节1122的相位中心之间的距离大于
Figure BDA0003363903730000103
λ2且小于
Figure BDA0003363903730000104
λ2。第二天线组合1200包括第三天线1210和第四天线1220，第三天线1210包括第一辐射枝节1211和第二辐射枝节1212，第一辐射枝节1211用于传输第一频段的信号，第二辐射枝节1212用于传输第二频段的信号；第四天线1220包括第三辐射枝节1221和第四辐射枝节1222，第三辐射枝节1221用于传输第一频段的信号，第四辐射枝节1222用于传输第二频段的信号。第一辐射枝节1211的相位中心与第三辐射枝节1221的相位中心之间的距离大于
Figure BDA0003363903730000105
λ1且小于
Figure BDA0003363903730000106
λ1第二辐射枝节1212的相位中心与第四辐射枝节1222的相位中心之间大于
Figure BDA0003363903730000107
λ2且小于
Figure BDA0003363903730000108
λ2。第一辐射枝节1211和第三辐射枝节1221的长度为
Figure BDA0003363903730000109
λ1，第二辐射枝节1212和第四辐射枝节1222的长度为
Figure BDA00033639037300001010
λ2，其中，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。
第一天线组合1110包括第一天线1110和第二天线1120，第一天线1110包括第五辐射枝节1111和第六辐射枝节1112，第五辐射枝节1111用于传输第一频段的信号，第六辐射枝节1112用于传输第二频段的信号；第二天线1120包括第七辐射枝节1121和第八辐射枝节1122，第七辐射枝节1121用于传输第一频段的信号，第八辐射枝节1122用于传输第二频段的信号。第五辐射枝节1111的相位中心与第七辐射枝节1121的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300001011
λ1且小于
Figure BDA00033639037300001012
λ1，第六辐射枝节1112的相位中心与第八辐射枝节1122的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300001013
λ2且小于
Figure BDA00033639037300001014
λ2。其实现原理与技术效果与上述图6所示实施例中的第二天线组合1200类似，此处不再赘述。
本申请实施例提供的第二天线组合1200与上述图6所示实施例中的第二天线组合1200类似，此处不再赘述。
由于第一天线组合1100中的第一天线1110中包括两个辐射枝节，分别为用于传输第一频段的信号的第五辐射枝节1111，和，用于传输第二频段的信号的第六辐射枝节1112。第二天线1120中包括两个辐射枝节，分别为用于传输第一频段的信号的第七辐射枝节1121，和用于传输第二频段的信号的第八辐射枝节1122。在一种可能的情况下，第五辐射枝节1111和第六辐射枝节1112之间的距离大于第三预设阈值，第七辐射枝节1121和第八辐射枝节1122之间的距离大于第四预设阈值，相当于UWB天线阵列1000分成了四个部分，这四个部分可以独立地设置在电子设备的不同区域。
本申请的实施例中，UWB天线阵列工作在第一频段和第二频段，UWB天线阵列包括第一天线组合和第二天线组合，第一天线组合和第二天线组合之间的夹角α为90°，第一天线组合用于进行水平方向的角度测量，第二天线组合用于进行垂直方向的角度测量，第一天线组合所在的区域与第二天线组合所在的区域不重合；第一天线组合包括第一天线1110和第二天线，第一天线包括第五辐射枝节和第六辐射枝节，第五辐射枝节用于传输第一频段的信号，第六辐射枝节用于传输第二频段的信号；第二天线包括第七辐射枝节和第八辐射枝节，第七辐射枝节用于传输第一频段的信号，第八辐射枝节用于传输第二频段的信号，第五辐射枝节的相位中心与第七辐射枝节的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300001015
λ1且小于
Figure BDA00033639037300001016
λ1，第六辐射枝节的相位中心与第八辐射枝节的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300001017
λ2且小于
Figure BDA00033639037300001018
λ2，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。第二天线组合包括第三天线和第四天线，第三天线包括第一辐射枝节和第二辐射枝节，第一辐射枝节用于传输第一频段的信号，第二辐射枝节用于传输第二频段的信号；第四天线包括第三辐射枝节和第四辐射枝节，第三辐射枝节用于传输第一频段的信号，第四辐射枝节用于传输第二频段的信号。第一辐射枝节的相位中心与第三辐射枝节的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300001019
λ1且小于
Figure BDA00033639037300001020
λ1第二辐射枝节的相位中心与第四辐射枝节的相位中心之间大于
Figure BDA0003363903730000111
λ2且小于
Figure BDA0003363903730000112
λ2。第一辐射枝节和第三辐射枝节的长度为
Figure BDA0003363903730000113
λ1，第二辐射枝节和第四辐射枝节的长度为
Figure BDA0003363903730000114
λ2。其中，λ1为第一频段对应的波长，λ2为第二频段对应的波长。也即是说，本申请实施例提供的UWB天线阵列，相当于分成了四个部分独立地设置在电子设备上的四个不同的区域，进一步地提高了电子设备上布局电子器件的灵活性。
上述实施例重点描述了工作在双频段的UWB天线阵列，在一种可能的情况下，UWB天线阵列还可以只工作在一个频段，下面通过图9所示实施例来详细描述。
在一个示例中，UWB天线阵列工作在单频段。示例性的，UWB天线阵列工作在第一频段。如图9所示，UWB天线阵列1000，包括第一天线组合1100和第二天线组合1200，第一天线组合1100和第二天线组合1200之间的夹角α为90°，第一天线组合1100用于进行水平方向的角度测量，第二天线组合1200用于进行垂直方向的角度测量，第一天线组合1100所在的区域与第二天线组合1200所在的区域不重合；第一天线组合1100包括第一天线1110和第二天线1120，第二天线组合1200包括第三天线1210和第四天线1220，第一天线1110、第二天线1120、第三天线1210和第四天线1220的辐射枝节的长度为
Figure BDA0003363903730000115
λ1，λ1为第一频段对应的波长。第一天线1110的相位中心与第二天线1120的相位中心之间的距离大于
Figure BDA0003363903730000116
λ1且小于
Figure BDA0003363903730000117
λ1，第三天线1210的相位中心与第四天线1220的相位中心之间的距离大于
Figure BDA0003363903730000118
λ1且小于
Figure BDA0003363903730000119
λ1。
UWB天线阵列工作在第一频段，因此在设置第一天线1110和第二天线1120、第三天线1210和第四天线1220之间的距离时，只需要考虑一个频段的波长即可，即第一天线1110的相位中心与第二天线1120的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300001110
λ1且小于
Figure BDA00033639037300001111
λ1，第三天线1210的相位中心与第四天线1220的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300001112
λ1且小于
Figure BDA00033639037300001113
λ1，λ1为第一频段对应的波长。
本申请的实施例中，UWB天线阵列工作在第一频段，采用了辐射枝节的长度为
Figure BDA00033639037300001114
λ1第一天线、第二天线、第三天线和第四天线能够使得各天线的性能良好，进而使得UWB天线阵列的性能良好，提高了采用UWB天线阵列进行角度测量的准确性。
同样的，第一天线1100、第二天线1120、第三天线1210和第四天线1220可以是结构简单的天线，例如微带天线。第一天线1100、第二天线1120、第三天线1210和第四天线1220的辐射枝节的长度，可以只根据第一频段的波长确定即可。即第一天线1110、第二天线1120、第三天线1210和第四天线1220的辐射枝节的长度为
Figure BDA00033639037300001115
λ1。
本申请的实施例中，第一天线的相位中心与第二天线的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300001116
λ1且小于
Figure BDA00033639037300001117
λ1，第三天线的相位中心与第四天线的相位中心之间的距离大于
Figure BDA00033639037300001118
λ1且小于
Figure BDA00033639037300001119
λ1，使得采用第一天线组合进行水平方向的角度测量更加准确，同时使得采用第二天线组合进行垂直方向的角度测量更加准确，进而提高了采用第一天线组合和第二天线组合的UWB天线阵列的角度测量更加准确。
本申请还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述实施例所提供的UWB天线阵列。
在一个示例中，该电子设备还包括开关，开关用于控制所述UWB天线阵列中的第一天线、第二天线、第三天线和第四天线的开启和关闭。
由上述图3-图9所示的实施例可知，UWB天线阵列有多种不同的实现方式，对应的，电子设备中的开关可以根据具体的UWB天线阵列的不同实现方式，采用不用的方式控制第一天线、第二天线、第三天线和第四天线的开启和关闭。
示例性的，一种电子设备的电路逻辑图如图10所示，该电路逻辑图适用于图5所示的UWB天线阵列。该电子设备中包括UWB控制单元、滤波器、开关、发射天线、UWB天线阵列中的第一天线、第二天线、第三天线和第四天线。开关包括双刀双掷开关、单刀单掷开关1和单刀单掷开关2。其中，开关与第一天线、第二天线、第三天线和第四天线连接，用于控制第一天线、第二天线、第三天线和第四天线的开启和关闭。
示例性的，一种电子设备的电路逻辑图如图11所示，该电路逻辑图适用于图6所示的UWB天线阵列。该电子设备中包括UWB控制单元、滤波器、开关、发射天线、UWB天线阵列中的第一天线、第二天线、第三天线和第四天线。其中，第三天线包括第一辐射枝节和第二辐射枝节，第四天线包括第三辐射枝节和第四辐射枝节。开关包括双刀四掷开关和单刀三掷开关。开关与第一天线、第二天线、第一辐射枝节、第二辐射枝节、第三辐射枝节和第四辐射枝节连接，用于控制第一天线和第二天线、第一辐射枝节、第二辐射枝节、第三辐射枝节和第四辐射枝节开启和关闭。
示例性的，一种电子设备的电路逻辑图如图12所示，该电路逻辑图适用于图8所示的UWB天线阵列。该电子设备中包括UWB控制单元、滤波器、开关、发射天线、UWB天线阵列中的第一天线、第二天线、第三天线和第四天线。其中，第一天线包括第五辐射枝节和第六辐射枝节，第二天线包括第七辐射枝节和第八辐射枝节，第三天线包括第一辐射枝节和第二辐射枝节，第四天线包括第三辐射枝节和第四辐射枝节。开关包括双刀双掷开关、单刀四掷开关1和单刀四掷开关2。开关与第一辐射枝节、第二辐射枝节、第三辐射枝节、第四辐射枝节、第五辐射枝节、第六辐射枝节、第七辐射枝节和第八辐射枝节连接，用于控制第一辐射枝节、第二辐射枝节、第三辐射枝节、第四辐射枝节、第五辐射枝节、第六辐射枝节、第七辐射枝节和第八辐射枝节开启和关闭。
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13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。
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 (16)

1.一种超宽带天线阵列，其特征在于，包括：第一天线组合和第二天线组合，所述第一天线组合和所述第二天线组合之间的夹角α大于0°且小于180°，所述第一天线组合用于进行第一方向的角度测量，所述第二天线组合用于进行第二方向的角度测量，所述第一天线组合所在的区域与所述第二天线组合所在的区域不重合；所述第一天线组合包括第一天线和第二天线，所述第一天线的相位中心和所述第二天线的相位中心之间的距离满足第一预设条件，所述第二天线组合包括第三天线和第四天线，所述第三天线的相位中心和所述第四天线的相位中心之间的距离满足第二预设条件。
2.根据权利要求1所述的超宽带天线阵列，其特征在于，所述超宽带天线阵列工作在第一频段和第二频段，所述第一天线和所述第二天线为矩形结构，所述第一天线和所述第二天线分别包括互相垂直的第一边和第二边，所述第一边用于传输所述第一频段的信号，所述第二边用于传输所述第二频段的信号。
3.根据权利要求2所述的超宽带天线阵列，其特征在于，所述第三天线和所述第四天线为矩形结构，所述第三天线和所述第四天线分别包括所述第一边和所述第二边。
4.根据权利要求2或3所述的超宽带天线阵列，其特征在于，所述第一边的长度为1/2λ1，所述第二边的长度为1/2λ2，λ1为所述第一频段对应的波长，λ2为所述第二频段对应的波长。
5.根据权利要求2或3所述的超宽带天线阵列，其特征在于，在所述第一频段高于所述第二频段的情况下，所述第一预设条件为所述第一天线的相位中心和所述第二天线的相位中心之间的距离大于1/4λ2且小于1/2λ1，所述第二预设条件为所述第三天线的相位中心和所述第四天线的相位中心之间的距离大于1/4λ2且小于1/2λ1，λ1为所述第一频段对应的波长，λ2为所述第二频段对应的波长。
6.根据权利要求2所述的超宽带天线阵列，其特征在于，所述第三天线包括第一辐射枝节和第二辐射枝节，所述第一辐射枝节用于传输所述第一频段的信号，所述第二辐射枝节用于传输所述第二频段的信号；所述第四天线包括第三辐射枝节和第四辐射枝节，所述第三辐射枝节用于传输所述第一频段的信号，所述第四辐射枝节用于传输所述第二频段的信号。
7.根据权利要求6所述的超宽带天线阵列，其特征在于，所述第一辐射枝节与所述第二辐射枝节之间的距离大于第一预设阈值；所述第三辐射枝节和所述第四辐射枝节之间的距离大于第二预设阈值。
8.根据权利要求6所述的超宽带天线阵列，其特征在于，所述第二预设条件包括：所述第一辐射枝节的相位中心与所述第三辐射枝节的相位中心之间的距离大于1/4λ1且小于1/2λ1，所述第二辐射枝节的相位中心与所述第四辐射枝节的相位中心之间大于1/4λ2且小于1/2λ2，λ1为所述第一频段对应的波长，λ2为所述第二频段对应的波长。
9.根据权利要求6-8任一项所述的超宽带天线阵列，其特征在于，所述第一辐射枝节和第三辐射枝节的长度为1/2λ1，所述第二辐射枝节和所述第四辐射枝节的长度为1/2λ2，λ1为所述第一频段对应的波长，λ2为所述第二频段对应的波长。
10.根据权利要求1所述的超宽带天线阵列，其特征在于，所述超宽带天线阵列工作在第一频段和第二频段，所述第一天线包括第五辐射枝节和第六辐射枝节，所述第五辐射枝节用于传输所述第一频段的信号，所述第六辐射枝节用于传输所述第二频段的信号；所述第二天线包括第七辐射枝节和第八辐射枝节，所述第七辐射枝节用于传输所述第一频段的信号，所述第八辐射枝节用于传输所述第二频段的信号，所述第一预设条件包括：所述第五辐射枝节的相位中心与所述第七辐射枝节的相位中心之间的距离大于1/4λ1且小于1/2λ1，所述第六辐射枝节的相位中心与所述第八辐射枝节的相位中心之间的距离大于1/4λ2且小于1/2λ2，λ1为所述第一频段对应的波长，λ2为所述第二频段对应的波长。
11.根据权利要求10所述的超宽带天线阵列，其特征在于，所述第三天线包括第一辐射枝节和第二辐射枝节，所述第一辐射枝节用于传输所述第一频段的信号，所述第二辐射枝节用于传输所述第二频段的信号；所述第四天线包括第三辐射枝节和第四辐射枝节，所述第三辐射枝节用于传输所述第一频段的信号，所述第四辐射枝节用于传输所述第二频段的信号；所述第二预设条件包括：所述第一辐射枝节的相位中心与所述第三辐射枝节的相位中心之间的距离大于1/4λ1且小于1/2λ1，所述第二辐射枝节的相位中心与所述第四辐射枝节的相位中心之间大于1/4λ2且小于1/2λ2。
12.根据权利要求1所述的超宽带天线阵列，其特征在于，所述超宽带天线工作在第一频段，所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线和所述第四天线的辐射枝节的长度为1/2λ1，λ1为所述第一频段对应的波长。
13.根据权利要求12所述的超宽带天线阵列，其特征在于，所述第一天线的相位中心与所述第二天线的相位中心之间的距离大于1/4λ1且小于1/2λ1，所述第三天线的相位中心与所述第四天线的相位中心之间的距离大于1/4λ1且小于1/2λ1，λ1为所述第一频段对应的波长。
14.根据权利要求1-3、6-8和11-13中任一项所述的超宽带天线阵列，其特征在于，α为90°。
15.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-14任一项所述的超宽带天线阵列。
16.根据权利要求15所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括开关，所述开关用于控制所述超宽带天线阵列中的第一天线、第二天线、第三天线和第四天线的开启和关闭。
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