CN220273669U - 一种天线设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及通信技术领域，提供一种天线设备，包括：天线、射频模块和天线感应装置；天线用于辐射电磁波；射频模块向天线输出入射电流，天线用于将入射电流转为电磁波；天线感应装置与天线连接，天线感应装置用于采集天线上的反射电流的反射电压；天线感应装置还与射频模块连接，天线感应装置接收射频模块发送的入射电流，及接收天线发送的反射电流，天线感应装置根据入射电流的入射电压，和反射电流的反射电压生成功率电流，并将功率电流输出至天线。本申请确保天线具有最小的阻抗，减少天线在辐射电磁波时产生的损耗，提高了天线设备的天线增益，提高了天线设备的天线带宽。

Description

一种天线设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线设备。

背景技术

随着5G及多频天线技术的应用推广，移动终端及模块各频段设计将会越来越复杂，目前天线设备仍采用PIFA、IFA、MONOPOL及阵列天线，即通过单天线本体来实现所需要的性能；导致当前的天线设备只能满足优先范围内频段的电磁波辐射。

而对于低频或超低频的电磁波的辐射，将会因该天线设备无法基于该电磁波产生谐振，造成天线设备的天线增益低下，以及带宽狭窄的问题发生。

实用新型内容

本申请提供一种天线设备，用以解决当前天线设备的天线增益低下，以及带宽狭窄的问题发生的问题。

第一方面，本申请提供一种天线设备，包括：天线、射频模块和天线感应装置；

所述天线用于辐射电磁波；

所述射频模块用于向所述天线输出入射电流，所述天线用于将所述入射电流转为电磁波；

所述天线感应装置与所述天线连接，所述天线感应装置用于采集天线上的反射电流的反射电压；

所述天线感应装置还与所述射频模块连接，所述天线感应装置用于接收所述射频模块发送的入射电流，及用于接收所述天线发送的反射电流，所述天线感应装置用于根据所述入射电流的入射电压，和所述反射电流的反射电压生成功率电流，并将所述功率电流输出至所述天线；其中，所述反射电流是所述天线对入射电流进行反射所形成的电流，所述功率电流用于控制所述天线的谐振频率，使所述天线的谐振频率与所述天线中的电磁波的频率匹配。

上述方案中，所述天线包括天线振子、匹配开关和至少一个网络匹配模块；

所述天线振子用于辐射电磁波；

所述匹配开关与所述天线振子连接，所述匹配开关用于连接至少一个所述网络匹配模块中的任意一个；其中，所述网络匹配模块用于确定所述天线的谐振频率；

所述射频模块与所述网络匹配模块连接，所述射频模块用于通过所述网络匹配模块和所述匹配开关，向所述天线输入所述入射电流。

上述方案中，所述天线振子包括至少一个独立天线，所述独立天线用于辐射电磁波；其中，所述独立天线是单极天线、和/或偶极天线、和/或阵列天线。

上述方案中，所述天线振子包括环状天线，所述环状天线是由若干个单极天线围绕形成的环状结构；若干个所述单极天线之间形成互感耦合，相邻的两个所述单极天线之间具有断缝。

上述方案中，所述网络匹配模块包括可调感抗器件和可调容抗器件；

所述可调感抗器件和所述可调容抗器件用于调整所述天线振子的谐振频率。

上述方案中，所述天线感应装置包括：光电耦合器和功率开关；

所述光电耦合器与所述射频模块连接，所述光电耦合器用于接收所述射频模块的入射电流；

所述光电耦合器还用于采集所述天线上的反射电流，并根据所述入射电流的入射电压和所述反射电流的反射电压生成工作电流；

所述光电耦合器与所述功率开关连接，所述功率开关用于根据所述工作电流开启或截止，所述功率开关开启时将输出功率电流；

所述功率开关与所述天线的匹配开关连接，所述功率电流用于启动所述匹配开关切换所述网络匹配模块，其中，通过切换所述网络匹配模块使所述天线的谐振频率与所述天线中的电磁波的频率匹配。

上述方案中，所述光电耦合器包括：第一发光元件、第一光敏元件、第二发光元件、第二光敏元件和光电工作电源；

所述第一发光元件与所述第一光敏元件之间形成光电耦合；

所述第二发光元件与所述第二光敏元件之间形成光电耦合；

所述第一发光元件的负极与所述第二发光元件的正极通过输入线路连接；

所述光电工作电源向所述第一发光元件的正极和第二发光元件的负极提供光电工作电压；

所述射频模块用于向所述输入线路输出入射电流；

所述天线用于向所述输入线路输出反射电流。

上述方案中，所述网络匹配模块与所述天线振子通过馈电点连接，所述馈电点是所述天线振子中用于接收入射电流的硬件接口；所述馈电点用于将入射电流发送至所述天线中的网络匹配模块。

上述方案中，所述射频模块与所述天线之间具有腔体，所述射频模块通过所述腔体与所述天线之间形成耦合馈电效应，使所述射频模块通过所述腔体向所述天线发送所述入射电流。

上述方案中，还包括天线控制装置，所述天线控制装置与所述天线振子连接；

所述天线控制装置用于控制所述天线振子的方位角和俯仰角；其中，所述俯仰角是所述天线振子与预设平面之间的夹角，所述方位角是所述天线振子围绕预设旋转轴转动的角度；

所述天线控制装置还用于控制所述天线振子的耦合距离，所述耦合距离是相邻的两个天线的天线振子之间的间距；

所述天线控制装置还与所述天线感应装置连接，所述天线控制装置接收所述天线感应装置发送的功率电流，所述功率电流用于控制所述天线控制装置调整所述天线振子的方位角、和/或俯仰角、和/或耦合距离。

上述方案中，所述天线控制装置包括：极化环形槽和旋转升降俯仰装置，

所述极化环形槽用于放置所述天线振子；

所述旋转升降俯仰装置与所述极化环形槽连接，所述旋转升降俯仰装置用于调整所述天线振子的方位角、俯仰角和耦合距离；

所述预设平面是与所述旋转升降俯仰装置的轴线垂直的平面；

所述预设旋转轴是所述旋转升降俯仰装置的转动轴，所述转动轴与所述极化环形槽连接。

本申请提供的一种天线设备，通过天线感应装置根据射频模块的入射电流和天线发送的反射电流，生成功率电流，并通过功率电流控制天线，使天线控制其谐振频率，使天线的谐振频率与天线中的电磁波的频率匹配，进而使天线持续处于谐振状态，确保天线具有最小的阻抗，减少天线在辐射电磁波时产生的损耗，提高了天线设备的天线增益；并且由于采用调整天线的谐振频率的方式，能够使天线在辐射低频、超低频的电磁波时同样产生谐振，因此，提高了天线设备的天线带宽。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种天线设备的结构示意框图；

图2为本申请实施例提供的一种天线设备的天线中的匹配开关和网络匹配模块，天线感应装置中的光电耦合器和功率开关的电路图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。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。

随着5G及多频天线技术的应用推广，移动终端及模块各频段设计将会越来越复杂，天线净空面积及ID结构空间受限，模块端内外置集成天线位置及空间受限影响，天线间隔离度要求，同时受外界环境等因素影响。目前移动终端天线仍为PIFA、IFA、MONOPOL及阵列天线形式较多，即通过单天线本体来实现所需要的性能；模块端内外置天线的各种应用场景需求，天线的效率很难满足全球用户的复杂环境OTA性能指标要求。尤其针对于低频、超低频部分、以及Sub-6G、毫米波天线及车载类模块内置box天线(4G\5G、V2X、GNSS、WIFI天线等)效果应用，天线所提供给频段所需的增益和带宽，增强天线信号隔离度及稳定性，给用户带来更好体验效果。其中，OTA(Over The Air)是验证移动通信空中接口的发射功率和接收性能的一种测试。

本申请可以满足移动终端、模块端所需不同天线方案设计的效率需求，提升天线设计性能及增强天线性能稳定性。

1.通过PCB馈电端增加天线的天线控制装置，并通过光电耦合器和功率开关，通过天线控制装置控制天线振子的方位角和俯仰角，使天线振子辐射的电磁波在满足覆盖要求前提下，在指定方向上的增益最大的状态。

环状及阵列天线自动控制装置进行耦合感应实现调整所需天线谐振之间的变化，提升多天线频段覆盖效率。

2.针对于天线感应装置可以很好的智能调试优化低频及超低频段、三合一天线、Sub6、毫米波等天线性能、更有效提升移动终端的整体天线效率。

3.天线设备采用基于多种网络匹配模块，实现根据实际信号强度及稳定性自动调整其使用增益和带宽以满足用户使用效果。

综上，本申请可以满足各种天线设计的优化调试，同时减小天线体积的设计，适用性广泛。因此可以通过调整天线控制装置和网络匹配模块高效快速的实现提升天线性能高增益及带宽要求，节约时间和人力成本。

本申请可根据设计方案要求进行外部天线结构优化调整，同时便于进行外部仿真确保其性能精准可行性，外部操作更加简易便捷。

通过对天线感应固定某一谐振，进行相邻谐振进行感应自动调谐，增强可用天线信号能量传输，通过相位的叠加和相消实现高增益和波束成形，提升天线效率。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决现有技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

现提供以下实施例：

请参阅图1，本申请提供一种天线设备，包括：天线1、射频模块2和天线感应装置3；

天线1用于辐射电磁波；

射频模块2向天线1输出入射电流，天线1用于将入射电流转为电磁波；

天线感应装置3与天线1连接，天线感应装置3用于采集天线1上的反射电流的反射电压；

天线感应装置3还与射频模块2连接，天线感应装置3接收射频模块2发送的入射电流，及接收天线1发送的反射电流，天线感应装置3根据入射电流的入射电压，和反射电流的反射电压生成功率电流，并将功率电流输出至天线1；其中，反射电流是天线1对入射电流进行反射所形成的电流，功率电流用于控制天线1的谐振频率，使天线1的谐振频率与天线1中的电磁波的频率匹配。

本申请的工作原理是：通过天线感应装置3根据射频模块2的入射电流和天线1发送的反射电流，生成功率电流，并通过功率电流控制天线1，使天线1控制其谐振频率，使天线1的谐振频率与天线1中的电磁波的频率匹配，进而使天线1持续处于谐振状态，确保天线1具有最小的阻抗，减少天线1在辐射电磁波时产生的损耗，提高了天线设备的天线增益；并且由于采用调整天线1的谐振频率的方式，能够使天线1在辐射低频、超低频的电磁波时同样产生谐振，因此，提高了天线设备的天线带宽。其中，天线增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。

需要说明的是，谐振结构是指整个天线1形成的天线谐振电流回路结构，不同天线电路产生不同的谐振，包含网络匹配模块、馈电点和馈地点以及天线振子，的谐振频率计算公式：

其中，f₀是谐振频率，L是天线1的整体感抗，C是天线1的整体容抗。天线1中具有感抗和容抗不同的网络匹配模块13，通过切换不同的网络匹配模块13，实现改变天线1的谐振频率的技术效果。

进一步地，还可以将至少一个金属贴片放置在两天线间，满足最大能量内部谐振充分利用通过谐振频率计算公式。其中，金属贴片可以改变调谐阻抗，增加额外谐振，增强相邻谐振间的信号能量。

需要说明的是，射频模块2为NFC模块，NFC是近场通信(Near FieldCommunication，NFC)，是一种短距高频的无线电技术，NFC模块指具有该项技术的模块。由非接触式射频识别(RFID)演变而来。NFC工作频率为13.56Hz，有效范围为20cm以内，其传输速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三种。NFC采用主动和被动两种读取模式。

优选的，天线1包括天线振子11、匹配开关12和至少一个网络匹配模块13；

天线振子11用于辐射电磁波；

匹配开关12与天线振子11连接，匹配开关12用于连接至少一个网络匹配模块13中的任意一个；其中，网络匹配模块13用于确定天线1的谐振频率；射频模块2与网络匹配模块13连接，射频模块2通过网络匹配模块13和匹配开关12，向天线1输入，入射电流。

具体地，网络匹配模块13中具有匹配网络，匹配网络包括π型网络、和/或L型网络、和/或T型网络，匹配网络用于对网络匹配模块13进行阻抗匹配，以确定网络匹配模块13的感抗和容抗，通过该感抗和容抗，确定网络匹配模块13的频率。

请参阅图2，匹配网络包括电感L1和电容C1，匹配网络还可包括电感L2和电容C2。

当匹配开关12与网络匹配模块13连接时，天线1的谐振频率将由天线振子11、网络匹配模块13中的感抗和容抗共同决定，因此，可以采用控制匹配开关12切换网络匹配模块13的方式，调整天线1整体的谐振频率。

于本实施例中，网络匹配模块13是与天线振子11连接在一起的，天线感应装置3是通过天线振子11和与天线振子11连接的网络匹配模块13来实现监测天线传输电流能量，再经过匹配开关12切换网络匹配模块13，以实现切换的谐振模式(天线馈电位置或天线开缝特定位置)的技术效果，确保了天线1对多种频段的电磁波的辐射效率。

优选的，天线振子11包括至少一个独立天线，独立天线用于辐射电磁波；其中，独立天线是单极天线、和/或偶极天线、和/或阵列天线。

单极天线是竖直的具有四分之一波长的天线。单极天线安装在一个接地平面上，它可以是实际地面，也可以是诸如搭载工具车体等人造接地面上。

偶极天线是偶极子天线，(英语：Dipole antenna或doublet)是在无线电通信中，使用最早、结构最简单、应用最广泛的一类天线。它由一对，对称放置的导体构成，导体相互靠近的两端分别与馈电线相连。用作发射天线时，电信号从天线中心馈入导体；用作接收天线时，也在天线中心从导体中获取接收信号。

阵列天线是一类由不少于两个天线单元规则或随机排列并通过适当激励获得预定辐射特性的特殊天线。

优选的，天线振子11包括环状天线，环状天线是由若干个单极天线围绕形成的环状结构；若干个单级天线之间形成互感耦合，相邻的两个单极天线之间具有断缝。

具体地，环状天线中具有多种频率的单极天线，采用多频天线互感耦合方式进行相应天线调整使得多频天线形成环状形式则能够产生多个频段的谐振信号，使天线的覆盖频段更广，天线效率也相应提升。同时多个耦合天线方式可以高隔离MIMO天线进行辐射共享，相比于在空间分集上加去耦器件更能提高天线隔离度(天线隔离度>20dB)，各天线及阵列的共享辐射单元集成双端口形成自隔离，达到提高隔离度效果。

于本实施例中，通过采用环状天线，有效地加长辐射电流的通路长度即为实现高增益效果，同时天线可以减小15％～25％。该辐射技术能够满足波形系数要求。通过电场感应效应，使不同天线电路板上的单极天线的高频能量互感耦合，以提高环状天线的整体的辐射效率；其中，互感耦合是当两个天线振子11的电流可以相互提供磁通时，就说他们之间存在互感耦合，或简单说成存在互感。

通过设置天线断缝，天线断点是指多波段缝，于本实施例中，具有天线断缝的环状天线，等效于1/4波长缝隙天线。

优选的，网络匹配模块13包括可调感抗器件和可调容抗器件；

可调感抗器件和可调容抗器件用于调整天线振子11的谐振频率。

具体地，请参阅图2，网络匹配模块主要为可调谐感抗和容抗器件组成，网络匹配模块的阻抗将调整为50欧姆；，其中，X1,X2,X3,X4为可调电抗元件，用于进行失谐补偿；X1和X2组成一个网络匹配模块，X3和X4将组成另一个网络匹配模块；L1和C1将作为与X1和X2组成的网络匹配模块对应的滤波单元，用于对X1和X2组成的网络匹配模块的入射电流进行滤波；L2和C2将作为与X3和X4组成的网络匹配模块对应的滤波单元，用于对X3和X4组成的网络匹配模块的入射电流进行滤波；可采用SPXT多路切换开关作为匹配开关S1，匹配开关S1用于自动切换满足不同频率谐振需求。

优选的，天线感应装置3包括：光电耦合器31和功率开关32；

光电耦合器31与射频模块2连接，光电耦合器31用于接收射频模块2的入射电流；

光电耦合器31还用于采集天线1上的反射电流，并根据入射电流的入射电压和反射电流的反射电压生成工作电流；

光电耦合器31与功率开关32连接，功率开关32用于根据工作电流开启或截止，功率开关32开启时将输出功率电流；

功率开关32与天线1的匹配开关12连接，功率电流用于启动匹配开关12切换网络匹配模块13，其中，通过切换网络匹配模块13使天线1的谐振频率与天线1中的电磁波的频率匹配。

具体地，请参阅图2，光电耦合器31(即D1\T1(D2\T2))，以及功率开关32(晶体管T3)及其反馈电路，来监测天线电流从而进行天线反射状态监控及加强输入输出端信号隔离作用。其中，匹配开关12为S1。

光电耦合器31与功率开关32连接，功率开关32用于根据工作电流开启或截止，功率开关32开启时将输出功率电流；其中，功率开关32与工作电源VCC+12连接，当功率开关32开启时，功率开关32将输出基于工作电源VCC+12生成的功率电流，并通过VOUT端输出。天线1中的匹配开关S1将根据功率电流，持续切换网络匹配模块13，直至天线1接收不到功率电流为止；其中，当接收不到功率电流时，匹配开关S1连接的网络匹配模块13为天线1确定的谐振匹配，与天线1当前辐射的电磁波的频率最为匹配。

优选的，光电耦合器31包括：第一发光元件、第一光敏元件、第二发光元件、第二光敏元件和光电工作电源；

第一发光元件与第一光敏元件之间形成光电耦合；

第二发光元件与第二光敏元件之间形成光电耦合；

第一发光元件的负极与第二发光元件的正极通过输入线路连接；

光电工作电源向第一发光元件的正极和第二发光元件的负极提供光电工作电压；

射频模块2用于向输入线路输出入射电流；

天线1用于向输入线路输出反射电流。

具体地，当连接点上仅具有入射电流，不具有反射电流，连接点上的连接电压是入射电流的入射电压；此时，连接电压与发光工作电压VCC+5之间形成平衡，使第一发光元件和第二发光元件不发光；其中，连接点为第一发光元件和第二发光元件之间连线上的点。

当连接点上具有入射电流和反射电流，连接点上的连接电压则是由入射电流的入射电压和反射电流的反射电压叠加形成的电压，由于反射电压的相位与入射电压的相位相差半个波长，因此，反射电压将会削弱入射电压，使连接点上的连接电压降低；

此时，连接电压将无法与发光工作电压之间形成平衡，导致第一发光元件因其正极电压大于负极电压而出现偏置电压，造成第一发光元件发光；

此时相当于光敏晶体管的基极电流Ib，光敏晶体管导通基极电流Ib放大形成集电极电流Ic输出电信号同时功率开关32晶体管导通，实现电气隔离目的。

示例性地，请参阅图2，第一发光元件是发光二极管D1，第一光敏元件是光敏晶体管T1，第二发光元件是发光二极管D2，第二光敏元件是光敏晶体管T2。通过发光二极管D1和D2端外所加电压导通和截止控制转换为光信号，当光敏晶体管T1和T2内阻减小导通将还原为电信号送到输出端，但输入信号很弱或没有信号时将为截止状态。其中，连接点为发光二极管D1的负极与发光二极管D2的正极之间连线上的点。

当发光二极管D1和/或D2端有偏置电压时输出光信号，此时相当于光敏晶体管T1和/或T2的基极电流Ib，光敏晶体管导通基极电流Ib放大形成集电极电流Ic输出电信号同时功率开关32晶体管导通，实现电气隔离目的。

其中R2\R3为晶体管基极负载电阻可以起调整和稳定工作点作用，L4\C4为滤波作用，C5为输出耦合电容，当产生偏置电压时D1\D2分别正向导通工作产生信号，否则为正常RF端信号工作。

可选的，光电耦合器31用于实现光电耦合效应，光电耦合效应是光电耦合器31通过金属贴片及电偶极子、缝隙间形成位移电流分布，从而产生一定的缝隙电磁场辐射。

由于，光电耦合效应是通过金属贴片及电偶极子、缝隙间形成位移电流分布从而产生一定的缝隙电磁场辐射，自动调节天线1的俯仰角、方位角和耦合距离。光电耦合为相互独立信号工作，可有效消除各电路的干扰影响，电压、电流部分不受影响。

优选的，网络匹配模块13与天线振子11通过馈电点连接，馈电点是天线振子11中用于接收电流的硬件接口；馈电点将入射电流发送至天线1中的网络匹配模块13。

具体地，天线1具有天线接口ANT，用于连接天线和射频模块2；天线接口包括馈天点、馈地点和馈电点，其中，馈天点与天线振子11连接，馈电点与射频模块2连接，馈地点用于接地。

优选的，射频模块2与天线1之间具有腔体，射频模块2通过腔体与天线1之间形成耦合馈电效应，使射频模块2通过腔体向天线1发送入射电流。

具体地，耦合馈电效应是指在通信等领域内的不接触但有一定的小的距离的两个电路元件或电路网络之间通过耦合的方式进行电能量的传导。

示例性地，射频模块2的馈电点，和连接有天线振子11的天线弹片之间形成腔体，使射频模块2与天线振子11之间产生耦合馈电效应，射频模块2基于耦合馈电效应将入射电流发送至天线振子11，以实现进一步的提高天线辐射效率及稳定性效果。

优选的，还包括天线控制装置4，天线控制装置4与天线振子11连接；

天线控制装置4用于控制天线振子11的方位角和俯仰角；其中，俯仰角是天线振子与预设平面之间的夹角，方位角是天线振子围绕预设旋转轴转动的角度；

天线控制装置4还用于控制天线振子11的耦合距离，耦合距离是相邻的两个天线1的天线振子11之间的间距；

天线控制装置4还与天线感应装置3连接，天线控制装置4接收天线感应装置3发送的功率电流，功率电流用于控制天线控制装置4调整天线振子11的方位角、和/或俯仰角、和/或耦合距离。

具体地，天线控制装置4接收天线感应装置3发送的功率电流，并根据功率电流调整天线振子11的方位角、和/或俯仰角、和/或耦合距离，直至天线控制装置4接收不到功率电流为止；其中，当天线控制装置4接收不到功率电流时，天线振子11的方位角和/或俯仰角和/或耦合距离，是天线振子11辐射的电磁波在满足覆盖要求前提下，在指定方向上的增益最大的状态。

综上，通过调整天线1中的网络匹配模块13，以及调整天线振子11的方位角、俯仰角和耦合距离，在保证天线振子11处于谐振状态的同时，还保证了天线1辐射电磁波时为增益最大的状态，进而实现了整体提高天线设备的增益的技术效果。

需要说明的是，天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。对于接收天线而言，方向性表示天线对不同方向传来的电磁波具有不同的接收能力。因此，通过调整天线角度，用于实现天线1在指定方向上具有最大的技术效果。其中，天线角度包括方位角和下倾角。

耦合距离是指多个天线1的天线振子11排列形成的天线阵列之间的间距，耦合距离取不同的排阵间距，将会使天线阵列产生不同的增益，通常是耦合距离为天线阵列辐射的电磁波的半波长度时，天线阵列的整体的增益最大。

优选的，天线控制装置4包括：极化环形槽41和旋转升降俯仰装置42，

极化环形槽41用于放置天线振子11；

旋转升降俯仰装置42与极化环形槽41连接，旋转升降俯仰装置42用于调整天线振子11的方位角、俯仰角和耦合距离；

预设平面是与旋转升降俯仰装置42的轴线垂直的平面；

预设旋转轴是旋转升降俯仰装置42的转动轴，转动轴与极化环形槽41连接。

示例性地，天线控制装置4包括：极化环形槽41天、对称金属片、馈地和旋转升降俯仰装置42，馈地与天线振子11连接的硬件接口上的馈地接口连接；天线控制装置4通过旋转升降俯仰装置42，调整极化环形槽41的方位角、俯仰角和耦合距离，进而调整天线振子11的方位角、俯仰角和耦合距离。

因此，通过使旋转升降俯仰装置42旋转，以调整天线振子11的方位角；通过使旋转升降俯仰装置42俯仰，以调整天线振子11的俯仰角；通过使旋转升降俯仰装置42升降，以调整各天线1的天线振子11之间的耦合距离。

需要说明的是，可采用能够进行旋转操作、俯仰操作和升降操作的机械手作为旋转升降俯仰装置42。由于机械手属于现有技术，故在此不做赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (11)

1.一种天线设备，其特征在于，包括：天线、射频模块和天线感应装置；

所述天线用于辐射电磁波；

所述射频模块用于向所述天线输出入射电流，所述天线用于将所述入射电流转为电磁波；

所述天线感应装置与所述天线连接，所述天线感应装置用于采集天线上的反射电流的反射电压；

所述天线感应装置还与所述射频模块连接，所述天线感应装置用于接收所述射频模块发送的入射电流，及用于接收所述天线发送的反射电流，所述天线感应装置用于根据所述入射电流的入射电压，和所述反射电流的反射电压生成功率电流，并将所述功率电流输出至所述天线；其中，所述反射电流是所述天线对入射电流进行反射所形成的电流，所述功率电流用于控制所述天线的谐振频率，使所述天线的谐振频率与所述天线中的电磁波的频率匹配。

2.根据权利要求1所述的天线设备，其特征在于，所述天线包括天线振子、匹配开关和至少一个网络匹配模块；

所述天线振子用于辐射电磁波；

所述匹配开关与所述天线振子连接，所述匹配开关用于连接至少一个所述网络匹配模块中的任意一个；其中，所述网络匹配模块用于确定所述天线的谐振频率；

所述射频模块与所述网络匹配模块连接，所述射频模块用于通过所述网络匹配模块和所述匹配开关，向所述天线输入所述入射电流。

3.根据权利要求2所述的天线设备，其特征在于，所述天线振子包括至少一个独立天线，所述独立天线用于辐射电磁波；其中，所述独立天线是单极天线、和/或偶极天线、和/或阵列天线。

4.根据权利要求2所述的天线设备，其特征在于，所述天线振子包括环状天线，所述环状天线是由若干个单极天线围绕形成的环状结构；若干个所述单极天线之间形成互感耦合，相邻的两个所述单极天线之间具有断缝。

5.根据权利要求2所述的天线设备，其特征在于，所述网络匹配模块包括可调感抗器件和可调容抗器件；

所述可调感抗器件和所述可调容抗器件用于调整所述天线振子的谐振频率。

6.根据权利要求2所述的天线设备，其特征在于，所述天线感应装置包括：光电耦合器和功率开关；

所述光电耦合器与所述射频模块连接，所述光电耦合器用于接收所述射频模块的入射电流；

所述光电耦合器还用于采集所述天线上的反射电流，并根据所述入射电流的入射电压和所述反射电流的反射电压生成工作电流；

所述光电耦合器与所述功率开关连接，所述功率开关用于根据所述工作电流开启或截止，所述功率开关开启时将输出功率电流；

所述功率开关与所述天线的匹配开关连接，所述功率电流用于启动所述匹配开关切换所述网络匹配模块，其中，通过切换所述网络匹配模块使所述天线的谐振频率与所述天线中的电磁波的频率匹配。

7.根据权利要求6所述的天线设备，其特征在于，所述光电耦合器包括：第一发光元件、第一光敏元件、第二发光元件、第二光敏元件和光电工作电源；

所述第一发光元件与所述第一光敏元件之间形成光电耦合；

所述第二发光元件与所述第二光敏元件之间形成光电耦合；

所述第一发光元件的负极与所述第二发光元件的正极通过输入线路连接；

所述光电工作电源向所述第一发光元件的正极和第二发光元件的负极提供光电工作电压；

所述射频模块用于向所述输入线路输出入射电流；

所述天线用于向所述输入线路输出反射电流。

8.根据权利要求2所述的天线设备，其特征在于，所述网络匹配模块与所述天线振子通过馈电点连接，所述馈电点是所述天线振子中用于接收入射电流的硬件接口；所述馈电点用于将入射电流发送至所述天线中的网络匹配模块。

9.根据权利要求1所述的天线设备，其特征在于，所述射频模块与所述天线之间具有腔体，所述射频模块通过所述腔体与所述天线之间形成耦合馈电效应，使所述射频模块通过所述腔体向所述天线发送所述入射电流。

10.根据权利要求2所述的天线设备，其特征在于，还包括天线控制装置，所述天线控制装置与所述天线振子连接；

所述天线控制装置用于控制所述天线振子的方位角和俯仰角；其中，所述俯仰角是所述天线振子与预设平面之间的夹角，所述方位角是所述天线振子围绕预设旋转轴转动的角度；

所述天线控制装置还用于控制所述天线振子的耦合距离，所述耦合距离是相邻的两个天线的天线振子之间的间距；

所述天线控制装置还与所述天线感应装置连接，所述天线控制装置接收所述天线感应装置发送的功率电流，所述功率电流用于控制所述天线控制装置调整所述天线振子的方位角、和/或俯仰角、和/或耦合距离。

11.根据权利要求10所述的天线设备，其特征在于，所述天线控制装置包括：极化环形槽和旋转升降俯仰装置；

所述极化环形槽用于放置所述天线振子；

所述旋转升降俯仰装置与所述极化环形槽连接，所述旋转升降俯仰装置用于调整所述天线振子的方位角、俯仰角和耦合距离；

所述预设平面是与所述旋转升降俯仰装置的轴线垂直的平面；

所述预设旋转轴是所述旋转升降俯仰装置的转动轴，所述转动轴与所述极化环形槽连接。