CN107453057A - 一种波束方向调整电路、电子设备及方法 - Google Patents

一种波束方向调整电路、电子设备及方法 Download PDF

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CN107453057A CN201710642683.4A CN201710642683A CN107453057A CN 107453057 A CN107453057 A CN 107453057A CN 201710642683 A CN201710642683 A CN 201710642683A CN 107453057 A CN107453057 A CN 107453057A
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Abstract

本发明提供一种波束方向调整电路、电子设备及方法，该波束方向调整电路包括天线、金属条、可电调谐组件和***地单元，所述天线与所述***地单元连接，所述金属条经由所述可电调谐组件与所述***地单元连接，所述金属条与所述天线相隔预设距离。通过本发明提供的波束方向调整电路，可以改变天线的主波束方向。

Description

一种波束方向调整电路、电子设备及方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种波束方向调整电路、电子设备及方法。
背景技术
随着技术的发展和社会的进步，无线通信已经与每个人的生活密切联系在一起，且实现不同地点的高质量无线通信一直以来是无线通信研究者所面对的问题。目前，电子设备的天线的位置通常是固定的，因而天线的辐射方向图是固定的，也即天线的主波束的方向是固定的，而不能根据电子设备与信号源的相对位置变化进行调整。以移动终端为例，许多移动终端内GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星***)天线的辐射方向图，即主波束，往往不是朝着的天空方向，相反地，往往是朝着移动终端底部，故信号的接收效果与性能往往较差，无法满足大屏移动终端不同持握场景下无线通信性能的需求。
在现有技术中，针对天线主波束方向较为固定的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供一种波束方向调整电路、电子设备及方法，以解决天线主波束方向较为固定的问题。
第一方面，本发明实施例还提供一种波束方向调整电路，所述波束方向调整电路包括天线、金属条、可电调谐组件和***地单元，所述天线与所述***地单元连接，所述金属条经由所述可电调谐组件与所述***地单元连接，所述金属条与所述天线相隔预设距离。
第二方面，本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器和波束方向调整电路，所述波束方向调整电路包括天线、金属条、可电调谐组件和***地单元，所述天线与所述***地单元连接，所述金属条经由所述可电调谐组件与所述***地单元连接，所述金属条与所述天线相隔预设距离，所述处理器与所述可电调谐组件连接，所述处理器，用于向所述可电调谐组件输出控制信号，所述控制信号用于调节所述可电调谐组件，以改变所述***地单元和所述金属条的电流分布，以改变所述天线的主波束方向。
第三方面，本发明实施例还提供一种波束方向调整方法，应用于电子设备，所述电子设备包括波束方向调整电路，所述波束方向调整电路包括天线、金属条、可电调谐组件和***地单元，所述天线与所述***地单元连接，所述金属条经由所述可电调谐组件与所述***地单元连接，所述金属条与所述天线相隔预设距离，该方法包括：调节所述可电调谐组件，以改变所述***地单元和所述金属条的电流分布，以改变所述天线的主波束方向。
这样，本发明实施例中，可以通过电调谐可电调谐组件，改变所述***地单元和所述金属条的电流分布，进一步可以改变天线的主波束方向，也即改变天线的辐射方向图。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的波束方向调整电路的示意图；
图2是本发明实施例提供的可选的波束方向调整电路的示意图；
图3是本发明实施例提供的可选的波束方向调整电路的示意图；
图4是本发明实施例提供的可选的波束方向调整电路的示意图；
图5是本发明实施例提供的可选的波束方向调整电路的示意图；
图6是本发明实施例提供的可选的波束方向调整电路的示意图；
图7是本发明实施例提供的可选的波束方向调整电路的示意图；
图8是本发明实施例提供的可选的波束方向调整电路的示意图；
图9是本发明实施例提供的可选的波束方向调整电路的示意图；
图10是本发明实施例提供的可选的波束方向调整电路的示意图；
图11是本发明实施例提供的可选的波束方向调整电路的示意图；
图12是本发明实施例提供的电子设备的示意图；
图13是本发明实施例提供的可选的电子设备的示意图；
图14是本发明实施例提供的波束方向调整方法的流程图；
图15是本发明实施例提供的可选的波束方向调整方法的流程图；
图16是本发明实施例提供的可选的电子设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种波束方向调整电路，参见图1，图1是本发明实施例提供的波束方向调整电路的示意图，如图1所示，该波束方向调整电路10包括天线101、金属条102、可电调谐组件103和***地单元104，所述天线101与所述***地单元104连接，所述金属条102经由所述可电调谐组件103与所述***地单元104连接，所述金属条102与所述天线101相隔预设距离。
本发明实施例中，上述天线101可以通过***地单元104的接地点1042和馈电点1041进行连接。上述金属条102可以设置在与***地单元104的侧边，即与***地单元104处于同一平面，也可以设置在与***地单元104所在平面不同的平面上，例如，当电子设备正面朝上时，设置在***地单元104的上方，亦可设置斜向于***地单元的侧边或上方。此外，金属条102可以通过金属条上任意位置与可电调谐组件103连接，例如，金属条102的端点位置、中间位置、端点至中间位置之间的任意位置等，本发明实施例可以根据实际情况进行合理设置。上述预设距离一般可以设为0.01mm～100mm，也可以根据实际情况进行合理设置，例如，设为0～2个导波波长之间，其中，上述导波波长均可以是天线101接收的无线信号对应的导波的波长。
上述可电调谐组件103是指可以通过电流、电压等控制信号进行电调谐的组件。具体的，可电调谐组件103可以包括可控器件1031和与所述可控器件相配合的电子元件1032，可控器件1031的一端连接金属条102，另一端经由电子元件1032连接***地单元。
上述可控器件1031可以是可调器件或是切换器件，上述可调器件可以是可调电容、可调电感、可调电阻、可调滤波器和可调相移器等，切换器件可以是开关等，与所述可控器件相配合的电子元件1032可以是电感、电容、滤波器、电阻、磁珠和相移器等。具体的，与所述可控器件相配合的电子元件1032可以根据实际情况进行合理设置，例如，当可控器件1031为可调电感时，电子元件1032可以是电容或是电容与磁珠的组合等。
本发明实施例在电调谐可控器件1031后，通过可控器件1031与电子元件1032的配合响应，实现金属条102与***地单元104间的不同情形的连接，如开路、短路、电容性、电感性、与不同相位的连接，可以改变金属条102和***地单元104的电流分布，从而改变天线的主波束的方向，也即改变天线的辐射方向图的方向，进而可以改变接收信号强度，例如，使得天线的主波束的方向指向信号源，以获得较佳的信号接收效果，也可以通过改变主波束方向，以降低电子设备所辐射出的电磁能量对人体安全、健康与佩戴的电子器件相容性上的影响。
这样，本发明实施例可以通过调谐可电调谐组件以改变***地单元和金属条的电流分布，从而改变天线的主波束方向。
本发明实施例的波束方向调整电路可以包括至少一个金属条，每个金属条经由至少一个可电调谐组件连接***地单元。也即金属条的数量可以为1个，也可以为至少两个，每个金属条可以经由一个可电调谐组件连接***地单元，也可以经由至少两个可电调谐组件连接***地单元，此外，每个金属条与可电调谐组件的连接位置也可以是金属条的任意位置，具体的，上述金属条的数量、每个金属条对应的可电调谐组件的数量以及可电调谐组件的选型、连接位置等可以根据实际情况进行合理设置，本发明实施例对此不做限定。以下结合图1至图11对本发明实施例进行说明：
参见图1，在***地单元104的两侧分别设置一个金属条102，每个金属条102经由两个可电调谐组件103连接***地单元104，具体的，每个金属条102的两端分别经由一个可电调谐组件103连接***地单元104。
参见图2，在***地单元104的两侧分别设置一个金属条102，每个金属条102经由3个可电调谐组件103连接***地单元104，具体的，每个金属条102的两端和中间位置分别经由一个可电调谐组件103连接***地单元104。
参见图3和图4，仅在***地单元104的一侧设置一个金属条102，每个金属条102经由2个可电调谐组件103连接***地单元104，具体的，每个金属条102的两端分别经由一个可电调谐组件103连接***地单元104。
参见图5和图6，在***地单元104的两侧分别设置一个金属条102，其中一个金属条102的两端分别经由1个可电调谐组件103连接***地单元104，其中另一个金属条102的中间位置经由1个可电调谐组件103连接***地单元104。
参见图7，在***地单元104的两侧分别设置一个金属条102，每个金属条102经由1个可电调谐组件103连接***地单元104，具体的，每个金属条102的中间位置经由一个可电调谐组件103连接***地单元104。
参见图8和图9，仅在***地单元104的一侧设置一个金属条102，金属条102经由1个可电调谐组件103连接***地单元104，具体的，金属条102的中间位置经由1个可电调谐组件103连接***地单元104。
参见图10和图11，仅在***地单元104的一侧设置一个金属条102，该金属条102经由2个可电调谐组件103连接***地单元104，具体的，该金属条102的一个端点和中间位置分别经由1个可电调谐组件103连接***地单元104。
需要说明的是，上述图1至图11仅是本发明实施例可选的波束方向调整电路的示意图，并不对本发明实施例的波束方向调整电路构成限定。
可选的，所述波束方向调整电路包括至少两个金属条，且所述至少两个金属条中的每个金属条均经由至少一个可电调谐组件与所述***地连接。
本发明实施例中，波束方向调整电路可以包括至少两个金属条，每个金属条经由至少一个可电调谐组件与所述***地连接，例如，参见图1、图2、图5、图6和图7。本发明实施例通过设置多个金属条，从而可以通过调谐各个金属条对应的可电调谐组件以改变各个金属条的电流分布，从而可以增大对天线的主波束的方向的调控范围。
需要说明的是，当波束方向调整电路包括至少两个金属条时，至少两个金属条中各个金属条的长度可以相同，也可以不相同，也可以部分金属条的长度相同，部分金属条的长度不同，同样的，至少两个金属条中各个金属条的宽度可以相同，也可以不相同，也可以部分金属条的宽度相同，部分金属条的宽度不同。可选的，所述金属条的长度为0～1导波波长，和/或，所述金属条的宽度为0.01mm～6mm。其中，上述导波波长均可以是天线接收的无线信号对应的导波的波长。
可选的，所述金属条的目标端点与所述天线在所述***地单元的连接点的距离为0～2导波波长，所述目标端点为所述金属条的两个端点中与所述天线基于所述***地单元的馈电点与接地点两者中距离较近的端点。
上述所述天线在所述***地单元的连接点可以是接地点，也可以是馈电点。上述目标端点也可以为所述金属条的两个端点中与所述***地单元的馈电点或接地点距离较近的端点，也可以为所述金属条的两个端点中与所述***地单元的馈电点和接地点的距离均较近的端点。
需要说明的是，不同金属条的目标端点与天线在***地单元的连接点的距离可以相同，也可以不同。本发明实施例可以通过金属条的目标端点与天线在***地单元的连接点的距离来衡量金属条与天线的距离。
可选的，可电调谐组件103可以包括可控器件1031和与所述可控器件相配合的电子元件1032，所述可控器件1031包括括切换器件或可调器件，所述可调器件包括可调电容、可调电感、可调电阻、可调滤波器和可调相移器中的至少一项，所述电子元件1032包括电感、电容、滤波器、电阻、磁珠和相移器中的至少一项。
本发明实施例还提供一种电子设备。参见图12，图12是本发明实施例提供的电子设备的示意图，如图12所示，该电子设备1包括波束方向调整电路10和处理器20。所述波束方向调整电路10可以参见图1至图11，包括天线101、金属条102、可电调谐组件103和***地单元104，所述天线101与所述***地单元104连接，所述金属条102经由所述可电调谐组件103与所述***地单元104连接，所述金属条102与所述天线101相隔预设距离，所述处理器20与所述可电调谐组件103连接，所述处理器20，用于向所述可电调谐组件103输出控制信号，所述控制信号用于调节所述可电调谐组件103，以改变所述***地单元104和所述金属条的电流分布，以改变所述天线101的主波束方向。
本发明实施例中，上述天线101可以通过***地单元104的接地点1042和馈电点1041进行连接。上述金属条102可以设置在与***地单元104的侧边，即与***地单元104处于同一平面，也可以设置在与***地单元104所在平面不同的平面上，例如，设置在***地单元104的上方。此外，金属条102可以通过金属条上任意位置与可电调谐组件103连接，例如，金属条102的端点位置、中间位置、端点至中间位置之间的任意位置等，本发明实施例可以根据实际情况进行合理设置。
上述可电调谐组件103是指可以通过电流、电压等控制信号进行电调谐的组件。具体的，可电调谐组件103可以包括可控器件1031和与所述可控器件相配合的电子元件1032，可控器件1031的一端连接金属条102，另一端经由电子元件1032连接***地单元。
上述可控器件1031可以是可调器件或是切换器件，上述可调器件可以是可调电容、可调电感、可调电阻、可调滤波器和可调相移器等，切换器件可以是开关等，与所述可控器件相配合的电子元件1032可以是电感、电容、滤波器、电阻、磁珠和相移器等。具体的，与所述可控器件相配合的电子元件1032可以根据实际情况进行合理设置，例如，当可控器件1031为可调电感时，电子元件1032可以是电容或是电容与磁珠的组合等。
上述处理器20与可电调谐组件103连接，以向可电调谐组件103输出控制信号，从而通过该控制信号调节可电调谐组件103，实现金属条102与***地单元104间的不同情形的连接，如开路、短路、电容性、电感性、与不同相位的连接，从而改变***地单元104和金属条102的电流分布，以进一步改变天线101的主波束方向，也即改变天线101的辐射方向图。例如，当可电调谐组件包括可调电感时，处理器可以通过向可调电感施加不同的电流以得到不同的电感值，当可电调谐组件包括可调电容时，处理器可以通过向可调电容施加不同的电压以得到不同的电容值，当可电调谐组件包括切换开关时，处理器可以通过向切换开关输出不同的控制信号，以控制切换开关的闭合和断开。
这样，本发明实施例通过电调谐可电调谐组件以改变***地单元和金属条的电流分布，从而改变天线的主波束方向，进而可以改变接收信号强度，例如，使得天线的主波束的方向指向信号源，以获得较佳的信号接收效果，也可以通过改变主波束方向，以降低电子设备所辐射出的电磁能量对人体安全、健康与佩戴的电子器件相容性上的影响。此外，本发明实施例通过电调谐方式，进行波束扫描，故波束变换的相应速度较为迅速。
可选的，所述处理器20具体用于向所述可电调谐组件输出第一控制信号，所述第一控制信号用于在预设时间内至少两次调节所述可电调谐组件；
所述处理器20还用于：检测每次调节后的所述天线接收的无线信号的信号强度指示值，得到至少两个信号强度指示值；获取所述至少两个信号强度指示值中最大的信号强度指示值对应的调节参数；通过所述调节参数调节所述可电调谐组件。
上述第一控制信号可以是多个电压信号和/或多个电流信号，上述信号强度指示值可以是信噪比、载噪比或是接收信号强度指示值等。
本发明实施例中，可以按照预设调节规则调节可电调谐组件，例如，当可电调谐组件包括可调电容时，可以按照电容值从大到小或是从小到大调节可调电容，并检测每次调节后的天线接收的无线信号的信号强度指示值，得到至少两个信号强度指示值。
可选的，当波束方向调整电路包括至少两个可电调谐组件时，则可以采用不同的调节策略，例如，可以分别调节上述至少两个可电调谐组件，也可以同时调节全部可电调谐组件，或是同时调节其中部分的可电调谐组件。
本发明实施例中，处理器20通过向可电调谐组件输出控制信号，以调节可电调谐组件，并检测每次调节后的天线接收的无线信号的信号强度指示值，并可以获取在预设时间内所检测到的信号强度指示值中最大的信号强度指示值对应的调节参数，并通过该调节参数调节可电调谐组件，以获得当前最佳的信号强度。具体的，处理器可以在每次调节可电调谐组件后记录对应的调节参数，例如，电压信号或是电流信号等，以使天线的辐射方向图指向信号源的方向。
可选的，本发明实施例可以在每隔一段时间后，重新搜寻最佳的信号强度指示值，也即处理器20重新向可电调谐组件输出控制信号，以调节可电调谐组件，并检测每次调节后的天线接收的无线信号的信号强度指示值，并可以获取在预设时间内所检测到的信号强度指示值中最大的信号强度指示值对应的调节参数，并通过该调节参数调节可电调谐组件。
可选的，所述处理器20还用于：在通过所述调节参数调节所述可电调谐组件的第二预设时间后，向所述可电调谐组件输出第二控制信号，所述第二控制信号用于在第三预设时间内至少两次调节所述可电调谐组件；检测每次调节后的所述天线接收的无线信号的信号强度指示值，得到至少两个信号强度指示值；获取所述至少两个信号强度指示值中最大的信号强度指示值对应的调节参数；通过所述调节参数调节所述可电调谐组件。
上述第二控制信号和上述第一控制信号可以相同，也可以不同。上述第一预设时间、第二预设时间和第三预设时间可以根据实际情况进行合理设置。
具体的，本发明实施在通过所述调节参数调节所述可电调谐组件的第二预设时间后，也即停留在最大的信号强度指示值所对应的调节参数进行无线信号的通信第二预设时间后，重新搜寻最佳的信号强度指示值，从而可以使得电子设备实时工作在较佳的信号强度指示值下进行无线信号的通信。
可选的，本发明实施例也可以在信号强度指示值低于预设阈值时重新搜寻最佳的信号强度指示值。
可选的，本发明实施例也可以在搜寻到大于预设阈值的信号强度指示值时，停止调节可电调谐组件，保持一段时间后，重新搜寻大于预设阈值的信号强度指示值。
以下结合图13对本发明实施例进行说明。
参见图13，无线信号先由天线接收后，经过滤波器(Filter)，低噪声放大器(Low-Noise Amplifier，简称为LNA)，再经过一滤波器(Filter)，进入接收机(Receiver)，最后传至基带芯片(Baseband Chip)进行信号的解调以完成无线信号的通信接收。
具体的，若上述无线信号为GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星***)无线信号，则可以以C/N(Carrier-to-Noise Ratio，载噪比)值来衡量GNSS无线信号的信号强度，若上述无线信号为其他无线应用的无线信号，例如，无线城际网(Wireless Metropolitan Area Network，简称WMAN)、无线广域网(Wireless Wide AreaNetwork，简称为WWAN)、无线区域网(Wireless Local Area Network，简称为WLAN)、无线个人局域网(Wireless Personal Area Network，简称为WPAN)、多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，简称为MIMO)、射频识别(Radio Frequency Identification，简称为RFID)、近场通信(Near Field Communication，简称为NFC)或无线充电(WirelessPower Consortium，简称为WPC)等无线应用，则可以通过RSSI(Received Signal StrengthIndication，接收信号强度指示)值来衡量无线信号的信号强度。
基带芯片可以通过使能不同的控制信号，以触发不同的可控器件及其相配合的电子元件的响应，以改变金属条和***地单元的电流分布，从而使天线的辐射方向图进行转换，以获得更好的接收信号强度。
上述可控器件1031可以是可调器件或是切换器件，上述可调器件可以是可调电容、可调电感、可调电阻、可调滤波器和可调相移器等，切换器件可以是开关等，与所述可控器件相配合的电子元件1032可以是电感、电容、滤波器、电阻、磁珠和相移器等。具体的，与所述可控器件相配合的电子元件1032可以根据实际情况进行合理设置，例如，当可控器件1031为可调电感时，电子元件1032可以是电容或是电容与磁珠的组合等。
例如，基带芯片可以在第一预设时间内通过分别使能控制信号#1至控制信号#4，以搜寻超过预设阈值的信号强度指示值，例如，C/N值，并可以将搜索到的信号强度指示值保持第二预设时间后，重新执行上述搜寻操作，以搜寻当前最佳的信号强度指示值。如果在第一预设时间内搜寻到的信号强度指示值均低于预设阈值，则可以使电子设备工作在第一预设时间内所搜寻到的信号强度指示值中最佳的信号强度指示值下，并每隔第三预设时间重新执行上述搜寻操作。需要说明的是，上述第一预设时间、第二预设时间和第三预设时间可以根据实际情况进行合理设置。
可选的，所述处理器20还用于：检测所述天线接收到的无线信号的信号强度指示值；
所述处理器还用于：若所述天线接收到的无线信号的信号强度指示值小于预设阈值，则向所述可电调谐组件输出控制信号，所述控制信号用于连续调节所述可电调谐组件，直至当前检测到的所述天线接收到的无线信号的信号强度指示值大于预设阈值。
本发明实施例中，在天线接收到的无线信号的信号强度指示值小于预设阈值，可以连续调节可电调谐组件，以搜寻大于预设阈值的信号强度指示值。
可选的，如果在预设时间内均为搜寻到大于预设阈值的信号强度指示值，则可以采用预设时间内所搜寻到的信号强度指示值中最佳的信号强度指示值。
可选的，本发明实施例在天线接收到的无线信号的信号强度指示值小于预设阈值时才调节可电调谐组件，可以提高接收信号的稳定性。
可选的，所述控制信号为电压信号或是电流信号。
可选的，所述可电调谐组件包括可控器件和与所述可控器件相配合的电子元件，所述可控器件包括切换器件或可调器件，所述可调器件包括可调电容、可调电感、可调电阻、可调滤波器和可调相移器中的至少一项，所述电子元件包括电感、电容、滤波器、电阻、磁珠和相移器中的至少一项。
可选的，所述波束方向调整电路包括至少两个金属条，且所述至少两个金属条中的每个金属条均经由至少一个可电调谐组件与所述***地连接。
本发明实施例中，波束方向调整电路可以包括至少两个金属条，每个金属条经由至少一个可电调谐组件与所述***地连接，例如，参见图1、图2、图5、图6和图7。本发明实施例通过设置多个金属条，从而可以通过调谐各个金属条对应的可电调谐组件以改变各个金属条的电流分布，从而可以增大对天线的主波束的方向的调控范围。
需要说明的是，当波束方向调整电路包括至少两个金属条时，至少两个金属条中各个金属条的长度可以相同，也可以不相同，也可以部分金属条的长度相同，部分金属条的长度不同，同样的，至少两个金属条中各个金属条的宽度可以相同，也可以不相同，也可以部分金属条的宽度相同，部分金属条的宽度不同。可选的，所述金属条的长度为0～1导波波长，和/或，所述金属条的宽度为0.01mm～6mm。
可选的，所述金属条的目标端点与所述天线在所述***地单元的连接点的距离为0～2导波波长，所述目标端点为所述金属条的两个端点中与所述天线在所述***地单元的连接点的距离较近的端点。
上述所述天线在所述***地单元的连接点可以是接地点，也可以是馈电点。
需要说明的是，不同金属条的目标端点与天线在***地单元的连接点的距离可以相同，也可以不同。本发明实施例可以通过金属条的目标端点与天线在***地单元的连接点的距离来衡量金属条与天线的距离。
本发明实施例还提供一种波束方向调整方法，应用于电子设备，所述电子设备包括波束方向调整电路，所述波束方向调整电路可以参见图1至图11，包括天线、金属条、可电调谐组件和***地单元，所述天线与所述***地单元连接，所述金属条经由所述可电调谐组件与所述***地单元连接，所述金属条与所述天线相隔预设距离。参见图14，图14是本发明实施例提供的波束方向调整方法的流程图，如图14所示，所述方法包括：
步骤1401、调节所述可电调谐组件，以改变所述***地单元和所述金属条的电流分布，以改变所述天线的主波束方向。
本发明实施例中，上述天线可以通过***地单元的接地点和馈电点进行连接。上述金属条可以设置在与***地单元的侧边，即与***地单元处于同一平面，也可以设置在与***地单元所在平面不同的平面上，例如，当电子设备正面朝上时，可以设置在***地单元的上方，亦可设置斜向于***地单元的侧边或上方。此外，金属条可以通过金属条上任意位置与可电调谐组件连接，例如，金属条的端点位置、中间位置、端点至中间位置之间的任意位置等，本发明实施例可以根据实际情况进行合理设置。
上述预设距离一般可以设为0.01mm～100mm，也可以根据实际情况进行合理设置，例如，设为0～2个导波波长之间，其中，上述导波波长均可以是天线101接收的无线信号对应的导波的波长。
上述可电调谐组件是指可以通过电流、电压等控制信号进行电调谐的组件。具体的，可电调谐组件可以包括可控器件和与所述可控器件相配合的电子元件，可控器件的一端连接金属条，另一端经由电子元件连接***地单元。
上述可控器件可以是可调器件或是切换器件，上述可调器件可以是可调电容、可调电感、可调电阻、可调滤波器和可调相移器等，切换器件可以是开关等，与所述可控器件相配合的电子元件可以是电感、电容、滤波器、电阻、磁珠和相移器等。具体的，与所述可控器件相配合的电子元件可以根据实际情况进行合理设置，例如，当可控器件为可调电感时，电子元件可以是电容或是电容与磁珠的组合等。
本发明实施例在调谐可电调谐组件后，可以改变金属条和***地单元的电流分布，实现金属条与***地单元间的不同情形的连接，如开路、短路、电容性、电感性、与不同相位的连接，从而改变天线的主波束的方向，也即改变天线的辐射方向图的方向，进而可以改变接收信号强度，例如，使得天线的主波束的方向指向信号源，以获得较佳的信号接收效果；也可以通过改变主波束方向，以降低电子设备所辐射出的电磁能量对人体安全、健康与佩戴的电子器件相容性上的影响。
这样，本发明实施例可以通过调谐可电调谐组件以改变***地单元和金属条的电流分布，从而改变天线的主波束方向。
参见图15，图15是本发明实施例提供的波束方向调整方法的流程图。本发明实施例与上一实施例的区别在于对上述步骤1401进行进一步限定，具体的，本发明实施例中，所述调节所述可电调谐组件，以改变所述***地单元和所述金属条的电流分布，以改变所述天线的主波束方向，包括：在第一预设时间内至少两次调节所述可电调谐组件，并检测每次调节后的所述天线接收的无线信号的信号强度指示值，得到至少两个信号强度指示值；获取所述至少两个信号强度指示值中最大的信号强度指示值对应的调节参数；通过所述调节参数调节所述可电调谐组件。
如图15所示，所述方法包括：
步骤1501、在预设时间内至少两次调节所述可电调谐组件，并检测每次调节后的所述天线接收的无线信号的信号强度指示值，得到至少两个信号强度指示值。
本发明实施例中，可以按照预设调节规则调节可电调谐组件，例如，当可电调谐组件包括可调电容时，可以按照电容值从大到小或是从小到大的调节可调电容，并检测每次调节后的天线接收的无线信号的信号强度指示值，得到至少两个信号强度指示值。
可选的，当波束方向调整电路包括至少两个可电调谐组件时，则可以采用不同的调节策略，例如，可以分别调节上述至少两个可电调谐组件，也可以同时调节全部可电调谐组件，或是同时调节其中部分的可电调谐组件。
步骤1502、获取所述至少两个信号强度指示值中最大的信号强度指示值对应的调节参数。
具体的，可以在每次调节可电调谐组件后记录对应的调节参数，以使天线的辐射方向图指向信号源的方向。
步骤1503、通过所述调节参数调节所述可电调谐组件。
本发明实施例中，获取在预设时间内所检测到的信号强度指示值中最大的信号强度指示值对应的调节参数，并通过该调节参数调节可电调谐组件，以获得当前最佳的信号强度。
可选的，本发明实施例可以在每隔一段时间后，重新搜寻最佳的信号强度指示值，也即每隔一段时间后重复执行上述步骤1501至步骤1503，以保证实时获得最佳的信号强度指示值。
可选地，在通过所述调节参数调节所述可电调谐组件的第二预设时间后，所述方法还包括：在第三预设时间内至少两次调节所述可电调谐组件；检测每次调节后的所述天线接收的无线信号的信号强度指示值，得到至少两个信号强度指示值；获取所述至少两个信号强度指示值中最大的信号强度指示值对应的调节参数；通过所述调节参数调节所述可电调谐组件。
上述第一预设时间、第二预设时间和第三预设时间可以根据实际情况进行合理设置。具体的，本发明实施在通过所述调节参数调节所述可电调谐组件的第二预设时间后，也即停留在最大的信号强度指示值所对应的调节参数进行无线信号的通信第二预设时间后，重新搜寻最佳的信号强度指示值，从而可以使得电子设备实时工作在较佳的信号强度指示值下进行无线信号的通信。
可选的，本发明实施例也可以在信号强度指示值低于预设阈值时重新搜寻最佳的信号强度指示值，以提高无线信号稳定性。
可选的，本发明实施例也可以在搜寻到大于预设阈值的信号强度指示值时，停止调节可电调谐组件，保持一段时间后，重新搜寻大于预设阈值的信号强度指示值。
可选的，所述调节所述可电调谐组件，以改变所述***地单元和所述金属条的电流分布，以改变所述天线的主波束方向，包括：检测所述天线接收到的无线信号的信号强度指示值；若所述天线接收到的无线信号的信号强度指示值小于预设阈值，则调节所述可电调谐组件，直至当前检测到的所述天线接收到的无线信号的信号强度指示值大于预设阈值。
本发明实施例中，在天线接收到的无线信号的信号强度指示值小于预设阈值，可以连续调节可电调谐组件，以搜寻大于预设阈值的信号强度指示值。
可选的，如果在预设时间内均为搜寻到大于预设阈值的信号强度指示值，则可以采用预设时间内所搜寻到的信号强度指示值中最佳的信号强度指示值。
本发明实施例在天线接收到的无线信号的信号强度指示值小于预设阈值时才调节可电调谐组件，可以提高接收信号的稳定性。
可选的，所述信号强度指示值为信噪比、载噪比或接收信号强度指示值。
可选的，所述可电调谐组件包括可控器件和与所述可控器件相配合的电子元件，所述可控器件包括切换器件或可调器件，所述可调器件包括可调电容、可调电感、可调电阻、可调滤波器和可调相移器中的至少一项，所述电子元件包括电感、电容、滤波器、电阻、磁珠和相移器中的至少一项。
本发明实施例可以基于单一天线，单一射频模组，与其对应的单一芯片(但不限)(例如，处理器)，利用电调谐的方式，可智能地在用户使用移动终端的多个持握场景下使得其GNSS天线的辐射方向图，即主波束，可调整指向天空，即指向无线通信的信号源，以提升接收性能，向用户提高较佳的无线通信质量。
此外，本发明实施例基于电调谐方式进行波束扫描，故波束变换的相应速度较为迅速，且较易与移动终端的电子与机构***做平滑的导入与整合。
需要说明的是，本发实施实施例可以应用于无线城际网路、无线广域网路、无线区域网路、无线个人局域网路、多输入多输出、射频识别、近场通信或无线充电等无线通信设计与应用上，以及可应用于SAR(Specific Absorption Rate，特殊吸收率，也称为吸收辐射率)与HAC(Hearing Aid Compatibility助听兼容性)等与佩戴电子器件(如助听器、心率调整器等)相容性的法规测试与实际应用上，即利用辐射能量的方向转移，以降低电子设备所辐射出的电磁能量对人体安全、健康与佩戴的电子器件相容性上的影响。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括波束方向调整电路、处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述波束方向调整电路包括天线、金属条、可电调谐组件和***地单元，所述天线与所述***地单元连接，所述金属条经由所述可电调谐组件与所述***地单元连接，所述金属条与所述天线相隔预设距离，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述任一方法实施例的波束方向调整方法的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的上述任一方法实施例的波束方向调整方法的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。
参见图16，图16是本发明实施提供的电子设备的结构图，如图16所示，电子设备1600包括：至少一个处理器1601、存储器1602、至少一个网络接口1604和用户接口1603。电子设备1600中的各个组件通过总线***1605耦合在一起。可理解，总线***1605用于实现这些组件之间的连接通信。总线***1605除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图16中将各种总线都标为总线***1605，电子设备1600还包括波束方向调整电路1606。该波束方向调整电路1606可以包括天线、金属条、可电调谐组件和***地单元，所述天线与所述***地单元连接，所述金属条经由所述可电调谐组件与所述***地单元连接，所述金属条与所述天线相隔预设距离。
其中，用户接口1603可以包括显示器、键盘或者点击设备(例如，鼠标，轨迹球(trackball)、触感板或者触摸屏等。
可以理解，本发明实施例中的存储器1602可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double DataRate SDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DRRAM)。本文描述的***和方法的存储器1602旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在一些实施方式中，存储器1602存储了如下的元素，可执行模块或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作***16021和应用程序16022。
其中，操作***16021，包含各种***程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序16022，包含各种应用程序，例如媒体播放器(Media Player)、浏览器(Browser)等，用于实现各种应用业务。实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序16022中。
在本发明实施例中，电子设备1600还包括：存储在存储器1602上并可在处理器1601上运行的计算机程序，具体地，可以是应用程序16022中的计算机程序，计算机程序被处理器1601执行时实现如下步骤：调节所述可电调谐组件，以改变所述***地单元和所述金属条的电流分布，以改变所述天线的主波束方向。
上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器1601中，或者由处理器1601实现。处理器1601可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器1601中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器1601可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器1602，处理器1601读取存储器1602中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、数字信号处理设备(DSP Device，DSPD)、可编程逻辑设备(Programmable LogicDevice，PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。
对于软件实现，可通过执行本文所述功能的模块(例如过程、函数等)来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
可选的，计算机程序被处理器1601执行时还可实现如下步骤：
在预设时间内至少两次调节所述可电调谐组件，并检测每次调节后的所述天线接收的无线信号的信号强度指示值，得到至少两个信号强度指示值；
获取所述至少两个信号强度指示值中最大的信号强度指示值对应的调节参数；
通过所述调节参数调节所述可电调谐组件。
可选的，计算机程序被处理器1601执行时还可实现如下步骤：
在第三预设时间内至少两次调节所述可电调谐组件；
检测每次调节后的所述天线接收的无线信号的信号强度指示值，得到至少两个信号强度指示值；
获取所述至少两个信号强度指示值中最大的信号强度指示值对应的调节参数；通过所述调节参数调节所述可电调谐组件。
可选的，计算机程序被处理器1601执行时还可实现如下步骤：
检测所述天线接收到的无线信号的信号强度指示值；
若所述天线接收到的无线信号的信号强度指示值小于预设阈值，则调节所述可电调谐组件，直至当前检测到的所述天线接收到的无线信号的信号强度指示值大于预设阈值。
可选的，所述信号强度指示值为信噪比、载噪比或接收信号强度指示值。
可选的，所述可电调谐组件包括可控器件和与所述可控器件相配合的电子元件，所述可控器件包括切换器件或可调器件，所述可调器件包括可调电容、可调电感、可调电阻、可调滤波器和可调相移器中的至少一项，所述电子元件包括电感、电容、滤波器、电阻、磁珠和相移器中的至少一项。
本发明实施例的电子设备1600，通过调节所述可电调谐组件，以改变所述***地单元和所述金属条的电流分布，以改变所述天线的主波束方向。
本领域普通技术人员可以意识到，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，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，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发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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***，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或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。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发明实施例方案的目的。
另外，在本发明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。
所述功能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，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明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部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机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台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明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，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种波束方向调整电路，其特征在于，所述波束方向调整电路包括天线、金属条、可电调谐组件和***地单元，所述天线与所述***地单元连接，所述金属条经由所述可电调谐组件与所述***地单元连接，所述金属条与所述天线相隔预设距离。
2.根据权利要求1所述的波束方向调整电路，其特征在于，所述可电调谐组件包括可控器件和与所述可控器件相配合的电子元件，所述可控器件包括切换器件或可调器件，所述可调器件包括可调电容、可调电感、可调电阻、可调滤波器和可调相移器中的至少一项，所述电子元件包括电感、电容、滤波器、电阻、磁珠、和相移器中的至少一项。
3.根据权利要求1所述的波束方向调整电路，其特征在于，所述波束方向调整电路包括至少两个金属条，且所述至少两个金属条中的每个金属条均经由至少一个可电调谐组件与所述***地连接。
4.根据权利要求1所述的波束方向调整电路，其特征在于，所述金属条的长度为0～1导波波长，和/或，所述金属条的宽度为0.01mm～6mm。
5.根据权利要求1所述的波束方向调整电路，其特征在于，所述金属条的目标端点与所述天线在所述***地单元的连接点的距离为0～2导波波长，所述目标端点为所述金属条的两个端点中与所述天线基于所述***地单元的馈电点与接地点两者中距离较近的端点。
6.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和波束方向调整电路，所述波束方向调整电路包括天线、金属条、可电调谐组件和***地单元，所述天线与所述***地单元连接，所述金属条经由所述可电调谐组件与所述***地单元连接，所述金属条与所述天线相隔预设距离，所述处理器与所述可电调谐组件连接，所述处理器，用于向所述可电调谐组件输出控制信号，所述控制信号用于调节所述可电调谐组件，以改变所述***地单元和所述金属条的电流分布，以改变所述天线的主波束方向。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，
所述处理器具体用于向所述可电调谐组件输出第一控制信号，所述第一控制信号用于在第一预设时间内至少两次调节所述可电调谐组件；
所述处理器还用于：检测每次调节后的所述天线接收的无线信号的信号强度指示值，得到至少两个信号强度指示值；获取所述至少两个信号强度指示值中最大的信号强度指示值对应的调节参数；通过所述调节参数调节所述可电调谐组件。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述处理器还用于：
在通过所述调节参数调节所述可电调谐组件的第二预设时间后，向所述可电调谐组件输出第二控制信号，所述第二控制信号用于在第三预设时间内至少两次调节所述可电调谐组件；
检测每次调节后的所述天线接收的无线信号的信号强度指示值，得到至少两个信号强度指示值；
获取所述至少两个信号强度指示值中最大的信号强度指示值对应的调节参数；
通过所述调节参数调节所述可电调谐组件。
9.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，
所述处理器还用于：检测所述天线接收到的无线信号的信号强度指示值；
所述处理器还用于：若所述天线接收到的无线信号的信号强度指示值小于预设阈值，则向所述可电调谐组件输出控制信号，所述控制信号用于调节所述可电调谐组件，直至当前检测到的所述天线接收到的无线信号的信号强度指示值大于预设阈值。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述可电调谐组件包括可控器件和与所述可控器件相配合的电子元件，所述可控器件包括切换器件或可调器件，所述可调器件包括可调电容、可调电感、可调电阻、可调滤波器和可调相移器中的至少一项，所述电子元件包括电感、电容、滤波器、电阻、磁珠和相移器中的至少一项。
11.根据权利要求6至9中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述波束方向调整电路包括至少两个金属条，且所述至少两个金属条中的每个金属条均经由至少一个可电调谐组件与所述***地连接。
12.根据权利要求6至9中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述金属条的长度为0～1导波波长，和/或，所述金属条的宽度为0.01mm～6mm。
13.根据权利要求6至9中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述金属条的目标端点与所述天线在所述***地单元的连接点的距离为0～2导波波长，所述目标端点为所述金属条的两个端点中与所述天线基于所述***地单元的馈电点与接地点两者中距离较近的端点。
14.一种波束方向调整方法，应用于电子设备，其特征在于，所述电子设备包括波束方向调整电路，所述波束方向调整电路包括天线、金属条、可电调谐组件和***地单元，所述天线与所述***地单元连接，所述金属条经由所述可电调谐组件与所述***地单元连接，所述金属条与所述天线相隔预设距离，所述方法包括：
调节所述可电调谐组件，以改变所述***地单元和所述金属条的电流分布，以改变所述天线的主波束方向。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述调节所述可电调谐组件，以改变所述***地单元和所述金属条的电流分布，以改变所述天线的主波束方向，包括：
在第一预设时间内至少两次调节所述可电调谐组件，并检测每次调节后的所述天线接收的无线信号的信号强度指示值，得到至少两个信号强度指示值；
获取所述至少两个信号强度指示值中最大的信号强度指示值对应的调节参数；
通过所述调节参数调节所述可电调谐组件。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在通过所述调节参数调节所述可电调谐组件的第二预设时间后，所述方法还包括：
在第三预设时间内至少两次调节所述可电调谐组件；
检测每次调节后的所述天线接收的无线信号的信号强度指示值，得到至少两个信号强度指示值；
获取所述至少两个信号强度指示值中最大的信号强度指示值对应的调节参数；通过所述调节参数调节所述可电调谐组件。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述调节所述可电调谐组件，以改变所述***地单元和所述金属条的电流分布，以改变所述天线的主波束方向，包括：
检测所述天线接收到的无线信号的信号强度指示值；
若所述天线接收到的无线信号的信号强度指示值小于预设阈值，则调节所述可电调谐组件，直至当前检测到的所述天线接收到的无线信号的信号强度指示值大于预设阈值。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述信号强度指示值为信噪比、载噪比、或接收信号强度指示值。
19.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述可电调谐组件包括可控器件和与所述可控器件相配合的电子元件，所述可控器件包括切换器件或可调器件，所述可调器件包括可调电容、可调电感、可调电阻、可调滤波器和可调相移器中的至少一项，所述电子元件包括电感、电容、滤波器、电阻、磁珠和相移器中的至少一项。
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