CN112490639A - 天线装置、通信产品及天线方向图的重构方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种天线装置，包括天线单元、馈电源和控制单元，天线单元包括相互连接的第一段辐射体和第二段辐射体及分布在第一段、第二段辐射体同侧且自第一段、第二段辐射体呈夹角延伸而出的第三段、第四段、第五段辐射体，第三段辐射体连接在第一段辐射体和第二段辐射体之连接处且接地，第四段辐射体和第五段辐射体分别设置在第三段辐射体的两侧且接地；馈电源的数量为一个，电连接至第四段辐射体，为天线单元馈电，形成和模模式和差模模式；控制单元电连接馈电源，用于切换和模模式和差模模式。本发明的天线装置通过对工作模式进行控制，实现方向图的重构，提升天线装置的信号接收能力。本发明还提供一种天线方向图的重构方法和通信产品。

Description

天线装置、通信产品及天线方向图的重构方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及天线装置的设计及方向图的重构方法。
背景技术
随着通信技术的发展，为了给移动终端用户带来更为舒适的视觉效果，全面屏成为当前移动终端的主流趋势。全面屏的设计就对应了极致的大屏占比，会导致通信产品(尤其是手机)留给天线装置设计的空间急剧下降。然而，天线装置的尺寸、带宽、效率是相互关联、相互影响的，减小天线装置尺寸(空间)，天线装置的效率带宽积势必减小，天线装置对于基站的接收能力也会降低。
发明内容
为了克服净空减小的情况下，天线装置方向图过于集中的问题，本发明提供一种天线装置、天线方向图的重构方法及通信产品。
第一方面，本申请提供的一种天线装置，其特征在于，包括：天线单元，包括相互连接且共线的第一段辐射体和第二段辐射体及分布在所述第一段、第二段辐射体同侧且与所述第一段辐射体呈夹角延伸的的第三段、第四段、第五段辐射体，第三段辐射体连接在所述第一段辐射体和所述第二段辐射体之连接处且接地，所述第四段辐射体和所述第五段辐射体分别设置在所述第三段辐射体的两侧且接地；馈电源，电连接至所述第四段辐射体，为所述天线单元馈电，形成和模模式和差模模式；和控制单元，电连接所述馈电源，用于切换所述和模模式和所述差模模式。通过控制单元控制天线单元的工作模式，使其根据环境进行切换，实现方向图的重构，提升天线装置的信号接收能力。
具体而言，所述控制单元用于识别所述天线单元在所述和模模式下的和模接收信号强度，及在所述差模模式下的差模接收信号强度，并比较所述和模接收信号强度和所述差模接收信号强度，且根据比较结果得出工作模式切换信号。
结合第一方面，在一种实施方式中，所述第四段辐射体外接第一开关，所述第四段辐射体通过所述第一开关接地，所述第五段辐射体外接第二开关，所述第五段辐射体通过所述第二开关接地。借助第一开关和第二开关是实现第四段辐射体和第五段辐射体的接地，有助于天线装置在不同工作模式下的性能调整。
具体的，所述第一开关和所述第二开关包括电容调节装置或电感调节装置，用于对所述天线装置进行频率的调谐。借助第一开关和第二开关内部的电容调节装置或电感调节装置，调整天线单元内部电流的强弱分布，实现对频率的调谐，改变天线装置覆盖的频段范围。
结合第一方面，在一种实施方式中，所述第一段辐射体远离所述第二段辐射体的一端和/或所述第二段辐射体远离所述第一段辐射体的一端设有缝隙，用以激励所述和模模式与所述差模模式。缝隙的设置用于调整和模模式与差模模式的比例，优化二者重合时的方向图，提升天线装置在其工作半球区域的通信信号接收能力。
第二方面，本申请提供的一种天线方向图的重构方法，用于提升天线装置的对于基站的接收能力。本申请提供的天线方向图的重构方法包括如下步骤：首先通过天线装置的天线单元接收通信信号，并将所述通信信号反馈给控制单元，所述天线装置包括一个馈电源，以为所述天线单元馈电，形成和模模式和差模模式；然后根据反馈的所述通信信号，所述控制单元向所述天线单元发出工作模式切换信号；最后根据所述工作模式切换信号，所述天线单元切换工作模式。天线方向图的重构方法中通过对天线装置周围的通信信号进行收集，根据该通信信号对天线装置的工作模式进行切换，以此获得较优的方向图，提升天线装置对于通信信号的接收能力。
具体而言，一种实施方式中，在接收所述通信信号后，所述控制单元识别出所述天线单元在所述和模模式下的和模接收信号强度，在所述差模模式下的差模接收信号强度；所述控制单元将所述和模接收信号强度和所述差模接收信号强度进行比较；根据比较结果，所述控制单元得出所述工作模式切换信号。天线装置在接收到通信信号后会将其传送给控制单元，控制单元会根据通信信号来模拟出天线装置在不同模式下的接收信号强度，通过将两个接收信号强度进行对比，选出更好的工作模式，从而提升天线装置对于通信信号的接收能力。
结合第二方面，一种实施方式中，当所述和模接收信号强度大于所述差模接受信号强度时，所述天线装置将选用所述和模模式，所述控制单元发出所述和模模式切换信号；当所述和模接收信号强度小于所述差模接受信号强度时，所述天线装置将选用所述差模模式，所述控制单元发出所述差模模式切换信号。对于天线装置的两种工作模式，即和模模式和差模模式，针对这两种不同的工作模式，其接收信号强度也会有高低之分。当和模接收信号强度大于所述差模接受信号强度时，表明此时天线装置采取和模模式获取的通信信号更强，此时控制单元就会发出发出和模模式切换信号，让天线装置选取和模的工作模式；所述和模接收信号强度小于所述差模接受信号强度时，表明此时天线装置采取差模模式获取的通信信号更强，此时控制单元就会发出发出差模模式切换信号，让天线装置选取和模的工作模式。
结合第二方面，一种实施方式中，所述天线装置在获取所述工作模式切换信号后，通过所述天线装置的开关，来实现频率的调谐。当天线装置在控制单元的控制下选用某种工作模式时，此时通过控制天线装置上的开关，可以进行频率的调谐，改变天线装置的频段的覆盖范围。
结合第二方面，一种实施方式中，所述天线装置采用所述和模模式时的方向图a与所述天线装置采用所述差模模式时的方向图b在空间上相互正交且互补。天线装置的和模模式时的方向图a与差模模式时的方向图b最强功率的方向相互垂直且在空间上属于互补模式，即二者可以更为全面地覆盖天线工作的半球区域。
结合第二方面，一种实施方式中，所述天线装置每隔固定时间就会向所述控制单元反馈所述通信信号，使得所述控制单元每隔所述固定时间就会对工作模式的选择进行判断，从而实现所述天线装置的轮询切换。在天线装置工作场景中，外界的通信信号时刻在发生变化，因此需要控制单元不停的根据获取的通信信号进行工作模式的选取，这样就实现了对天线装置的轮询切换，保证天线装置在工作模式的选择上一直处于最优解的状态。
第三方面，本发明提供了一种通信设备，所述通信设备包括电路板、电池、控制单元以及上述实施例中提到的天线装置。通过控制单元对天线装置的工作模式进行切换，得到覆盖面更广，接收能力更强的天线方向图，从而提升通信设备的与基站进行信息传输的能力。
附图说明
图1是本发明一个实施例中天线装置的应用场景的流程图；
图2是本发明一个实施例中天线装置的天线拓扑图；
图3a是本发明天线装置在和模模式下的结构图；
图3b是本发明天线装置在和模模式下的天线方向图；
图4a是本发明天线装置在差模模式下的结构图；
图4b是本发明天线装置在差模模式下的天线方向图；
图5是本发明一种实施例中天线装置的增益图；
图6是本发明天线装置在横屏情况下的应用场景图；
图7是本发明另一种实施例中天线装置的增益图；
图8是本发明一种实施例中天线装置的结构图；
图9是本发明另一种实施例中天线装置的增益图；
图10是本发明一种实施例中天线装置的方向图；
图11是本发明另一种实施例中天线装置的方向图；
图12是本发明另一种实施例中天线装置的增益图；
图13是本发明另一种实施例中天线装置的增益图；
图14是本发明天线设备的工作原理图；
图15是本发明一种实施例中天线方向图重构的流程图；
图16是本发明一种实施例中得出工作模式切换信号的流程图；
图17是本发明一种实施例中比较接收信号强度的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请的具体实施方式进行清楚地描述。
伴随着全面屏设计的兴起，通信设备(尤其是手机)留给天线装置的设计空间急剧下降，面对更小的设计空间如何保持良好的的信号接收能力是天线装置研发的主流方向。
如图1所示，本申请提供的通信设备200包括电路板、电池、控制单元110以及具有和模与差模两种工作模式的天线装置100。通信设备通过控制单元110对天线装置100的工作模式进行切换，得到覆盖面更广、接收能力更强的天线方向图，从而提升通信设备200与基站300进行信息传输的能力。
本发明提供的天线装置可通过切换其工作模式可以对方向图进行重构，提升对通信信号的接收能力。图2是天线装置100的拓扑图，该天线装置包括天线单元、馈电源20和控制单元(图中未示出)，天线单元包括相互连接的第一段辐射体11和第二段辐射体12及分布在第一段辐射体11、第二段辐射体12同侧且与第一段辐射体11和第二段辐射体12呈夹角延伸的第三段辐射体13、第四段辐射体14、第五段辐射体15，第三段辐射体13连接在第一段辐射体11和第二段辐射体12之间的连接处16且接地，第四段辐射体14和第五段辐射体15分别设置在第三段辐射体13的两侧且接地。馈电源20的数量为一个，且电连接至第四段辐射体14，为天线单元馈电。通过上述设计使天线装置100得到两种工作模式，即和模模式与差模模式。具体的实施例中天线装置100的天线单元包括相互对接的第一段辐射体11和第二段辐射体12，第一段辐射体11和第二段辐射体12可以共线(不限定为以共直线，也可以包括弧形的曲线段)，它们或以分布在同一条直接线上，或者第一段辐射体11或第二段辐射体12呈弧形，为了构造出和模与差模两种工作模式，在天线单元的中间位置，即第一段辐射体11和第二段辐射体12连接处16增加第三段辐射体13并接地，由此馈电源20对其进行馈电时，天线单元上的电流分布就会带来两种天线的工作模式。
具体而言，第一段辐射体11和第二段辐射体12的延伸方向为第一方向或接近第一方向，第三段辐射体13、第四段辐射体14和第五段辐射体15的延伸方向为第二方向，第二方向与第一方向之间形成夹角，第二方向可以垂直于第一方向，可以理解为，第一段辐射体11和第二段辐射体12可以呈直线段状，第三段辐射体13、第四段辐射体14和第五段辐射体15可以垂直于第一段辐射体11和第二段辐射体12。
所述第一段辐射体11远离所述第二段辐射体12的一端和/或所述第二段辐射体12远离所述第一段辐射体11的一端设有缝隙，用以激励所述和模模式与所述差模模式。本申请提供的天线装置中可以包括一个缝隙，通过这个缝隙的设置，第一段辐射体11形成自由端或第二段辐射体12形成由端，也可以包括两个缝隙，即通过缝隙的设置，第一段辐射体11和第二段辐射体12均形成自由端。
具体的，从图2中可以看出天线单元上的电流方向：图2中实线箭头方向是和模模式下天线单元内部电流的方向，虚线箭头方向是差模模式下天线单元内部电流的方向。在和模模式下，通过馈电源20的馈电，第一段辐射体11的和模电流方向为第一段辐射体11指向第二段辐射体12的第一方向，第二段辐射体12的和模电流方向为第二段辐射体12指向第一段辐射体11的第二方向，第三段辐射体13的和模电流方向为连接处16指向第三段辐射体13接地端的第三方向；在差模模式下，通过馈电源20的馈电，第一段辐射体11的差模电流方向为第一段辐射体11指向第二段辐射体12的第一方向，第二段辐射体12的差模电流方向为第一段辐射体11指向第二段辐射体12的第一方向，第三段辐射体13的差模电流方向包括连接处指向第三段辐射体13接地端的第三方向和第三段辐射体13接地端指向连接处16的第四方向。
在一个具体的实施例中，天线单元的长度为30mm，第一段辐射体11和第二段辐射体12的长度都为15mm，第三段辐射体13位于二者的连接处16，第四段辐射体14距离第一段辐射体11端头的距离7mm，第五段辐射体15距离第二段辐射体12端头的距离7mm。
需要指出的是，实施例中馈电源20也可以电连接于第五段辐射体15，从图2中可以看出第四段辐射体14与第五段辐射体15是对称的分布在第一段辐射体11和第二段辐射体12连接处的两侧，所以馈电源20可以设置在第四段辐射体14上，也可以设置在第五段辐射体15上。当馈电源20设置在第五段辐射体15上时，和模模式下，天线单元中电流的方向不变，第一段辐射体11的和模电流方向为第一段辐射体11指向第二段辐射体12的第一方向，第二段辐射体12的和模电流方向为第二段辐射体12指向第一段辐射体11的第二方向，第三段辐射体13的和模电流方向为连接处16指向第三段辐射体13接地端的第三方向。而差模模式下，天线单元中的电流方向发生变化，第一段辐射体11的差模电流方向为第二段辐射体12指向第一段辐射体11的第二方向，第二段辐射体12的差模电流方向为第二段辐射体12指向第一段辐射体11的第二方向，第三段辐射体13的差模电流方向包括连接处指向第三段辐射体13接地端的第三方向和第三段辐射体13接地端指向连接处16的第四方向。
在一个具体的实施例中，如图2所示，第四段辐射体14外接第一开关17，第四段辐射体14通过第一开关17接地，第五段辐射体15外接第二开关18，第五段辐射体15通过第二开关18接地。借助第一开关17和第二开关18是实现第四段辐射体14和第五段辐射体15的接地，有助于天线装置100在不同工作模式下的性能调整。
具体的，第一开关17和第二开关18包括电容调节装置或电感调节装置，用于对天线装置进行频率的调谐。借助第一开关17和第二开关18内部的电容调节装置和电感调节装置，调整天线单元内部电流的强弱分布，实现对频率的调谐，改变天线装置覆盖的频段范围。
为了更好地说明天线设备在和模(C模)模式与差模(D模)模式在实施例中电流的走向和方向图的分布，以手机为例，请一并参考图3a、图3b、图4a和图4b。
图3a中的天线装置设置在手机(通信设备200)的右上角，此时为了配合手机的边角位置形状，天线也被设计呈L型，其中第一段辐射体11是弯折段，与之连接的第二段辐射体12是直条状，对应的在第一段辐射体11和第二段辐射体12靠近手机内侧的边沿设有其他三个辐射体：第三段辐射体13、第四段辐射体14和第五段辐射体15，这三个辐射体都接地。此时，当控制单元让天线设备选用了和模模式进行工作，天线单元内部的电流走向如箭头所示：第一段辐射体11的和模电流方向为第一段辐射体11指向第二段辐射体12的第一方向，第二段辐射体12的和模电流方向为第二段辐射体12指向第一段辐射体11的第二方向，第三段辐射体13的和模电流方向为连接处16指向第三段辐射体13接地端的第三方向。对比图3a(和模模式)和图4a(差模模式)可以看出，差模模式下的电流方向发生了变化，而电流的流向发生变化就导致不同的天线方向图，图3b是和模模式下的天线方向图，图中箭头的方向代表了天线辐射和接受信号最强的方向，图4b是差模模式下的天线方向图，图中箭头的方向与图3b中箭头方向发生了明显区别。
本申请的天线装置就是通过对工作模式的切换获取不同的方向图，实现了不同场景下天线装置功能的拓展，下面将对相关应用进行详细说明。
本申请提供的天线装置具体可以应用于分集天线和NC天线，NC天线指的是近场通信天线near field communication，主要指WiFi，蓝牙等等。
以手机为例，对于分集天线而言，分集天线利用差模和共模分别覆盖天线中高频(Middle&High Band)，可以控制天线方向图的变化，实现分场景切换模式覆盖。提升手摸情况下天线的性能，用户体验效果好。差模和共模这两个模式的方向图不同，当两者分别用于同一个频段时，其空间能量能够形成互补。提升手机上半部的辐射性能。
在具体的操作中，如图3b和图4b所示，两图分别代表了实施例中天线单元在和模模式下的方向图(图3b)与差模模式下的方向图(图4b)。天线方向图作为一种描述天线场形的指标，展示的是天线对能量辐射和接收的空间分布情况。以本实施例图图3b中的方向图为例，可以看出方向图在左上部有一个尖锐的凸起(箭头指引的角度)，该凸起的方向表明能量在该方向上最集中，也代表了天线的方向，即在和模模式下，天线装置接收基站信号的能力在箭头所指的方向上最强。同样的，差模模式下，方向图(图4b)在右上部有一个尖锐的凸起(箭头指引的角度)，表明在差模模式下，天线装置接收基站信号的能力在该箭头所指的方向上最强。所以当天线设备周围的信号分布发生变化时，这些变化会被控制单元通过通信信号所分析出来，然后控制单元根据信号的分布情况选取更为合适的工作模式。比如当控制单元分析出天线设备在方向图(图3b)的箭头方向分布强，则此时就会让天线单元采取和模的工作模式，以此来提升天线装置对通信信号接受的能力。
图5是在天线设备应用到Band 1(1.9GHz～2.1GHz)的状态仿真图，可以看出借助两个模式，能够实现从1.7GHz～2.7GHz的调整，即天线设备在两种模式下能够实现对中频(B1/B3)、高频(B40/B7)的全面覆盖。
对于NC天线而言，本申请提供的天线装置能提升GPS的侧键半球方向性(横屏场景)，及WiFi横屏手握的性能。
在具体的操作过程中，尤其是针对横屏模式中，如图6所示，此时的手机设备被横屏放置，人手握的方式会导致C区域(C处即为天线装置安装的地方)处的天线装置部分被阻挡，而此时通过控制单元对第一开关和第二开关内部的电容调节装置或电感调节装置进行调节，从而改变整个天线单元的感性，从而达到调整谐振频率的作用。
具体的如图7所示，图7是天线装置在和模模式、差模模式、以及1/4模式(1/4模式是馈电点到天线末端缝隙的单极模式)，其中和模模式数值为(1.4297GHz-6.389dBa)、差模模式数值为(1.6352GHz-6.785dBa)、1/4模式(2.5203GHz-12.1dBa)。
为了更好的看出增加侧缝对天线的影响，请一并参阅图8-11，如图8所示，在第一段辐射体11和第二段辐射体12的端部增加缝隙19。对应的图9增加了缝隙19前后的数据图，其中浅色是没有增加缝隙19的情形，没有激励出和模(C模)与差模(D模)的情形，深色是增加了缝隙19，同时激励出和模(C模)与差模(D模)的情形，由图可以看出增加缝隙19前后，天线的性能有明显区别。图10和图11分别是没有增加缝隙19的方向图与激励出缝隙19的方向图，对比可以发现，图10中的凹陷区域在图11中被抵消，需要说明方向图中的凹陷区域意味着天线设备在此处的信号辐射和接收能力弱，图11通过激励出缝隙19将图10中的凹陷区填补，提升了天线设备的信号接收能力。天线装置的横屏方向图提升显著可以达到20％以上；纵屏方向图也有5％以上的改善。
如图2所示，在第四段辐射体14和第五段辐射体接地处分别设有第一开关17和第二开关18，两个开关内部有电感调节装置和电容调节装置，借助第一开关17与第二开关18可以将天线设备切换到高频的WiFi横屏模式，同时利用开关调整天线单元内部电流的强弱分布，实现对频率的调谐，改变天线装置覆盖的频段范围。具体的，如图12和13所示，WiFi横屏性能提升了3dB，横屏手模场景下D模式对手摸的情形进行了提升。
具体的，如图14所示，控制单元用于识别天线单元在和模模式下的和模接收信号强度(RSSI1)，及在差模模式下的差模接收信号强度(RSSI2)，并比较RSSI1和RSSI2，根据二者的比较效果得出工作模式切换信号以此来控制天线单元的工作模式切换，进而实现对天线方向图的重构，提升天线设备接收基站信号的能力。
本申请通过设计单馈电且具两种辐射模式(和模、差模)的天线装置，通过虚拟MAS实现两种辐射模式之间的切换，改变方向图。具体而言，MAS(multiple antennaswitching)指的是天线切换调谐，不同的使用情况下选择不同的天线状态来达到最优解，虚拟MAS指的是同一根天线在不同场景下使用不同的天线态，达到最优解。本申请在相同天线装置的架构下，分别使用差模(C模)和共模(D模)两种辐射模式分别覆盖相同频段，利用C模的和D模的切换实现低SAR和方向性的互补。SAR(Specific Absorption Ratio)指单位时间内单位质量的物质吸收的电磁辐射能量。国际上通常使用SAR值来衡量终端辐射的热效应，反映手机辐射对人体的伤害影响。
在前述天线装置1的架构下，本申请提供的一种天线方向图的重构方法，用于重构切换天线装置的方向图，即切换天线装置的和模模式和差模模式。在小净空的条件下，本申请通过在同一个频段分别使用和模模式和差模模式覆盖的方式，实现了不同方向图的覆盖。和模模式和差模模式的空间方向图的互补覆盖、实现了更优的天线使用体验。
需要说明的是，本发明申请的天线装置设计的频段应用场景，可以涵盖2G网络、3G网络、4G网络、5G网络、WIFI、GPS、蓝牙等等。
结合图14和图15所示，天线方向图的重构方法包括以下步骤。
S100通过天线装置的天线单元接收通信信号，并将通信信号反馈给控制单元，所述天线装置包括一个馈电源，以为所述天线单元馈电，形成和模模式和差模模式。
需要说明的是，天线装置属于通信设备的信号发射接收单元，此处的通信设备可以是手机、平板电脑等电子设备，在本实施例中，天线装置其作用更多的是接收从基站发射出来的通信信号，通过天线装置的接收功能，时刻获取通信设备周围基站所发出的通信信号，并将获取的通信信号反馈给通信设备中的控制单元。
S200，根据天线装置反馈的通信信号，控制单元向天线装置发出工作模式切换信号。控制单元在获取从天线装置反馈来的通信信号以后，会对通信信号进行分析，然后根据分析结果向天线装置发出工作模式切换信号。
S300，根据控制单元发出的工作模式切换信号，天线装置切换工作模式。天线装置是根据工作模式切换信号进行工作模式的选择，在本实施例中，天线装置的工作模式包括两种：和模模式与差模模式。两个模式下天线装置的方向图有所差异，通过不同工作模式的选择，提升天线装置的对通信信号的接收能力。
具体的，天线装置和模模式与差模模式的方向图在空间的分布如图3b和图4b所示，天线装置采用和模模式时的方向图与天线装置采用差模模式时的方向图在空间上相互正交且互补。天线装置的和模模式时的方向图与差模模式时的方向图最强功率的方向(图中箭头的方向)相互垂直且在空间上属于互补模式，即二者可以更为全面的覆盖天线工作的半球区域。从图3b和图4b上可以看出和模模式下方向图的主瓣与差模模式下方向图的主瓣没有重合，两个方向图在空间上的分布区域形成互补，占据了包围天线装置的半球区域，大大的提升了天线装置接收通信信号的能力。
本申请提供的基于模式切换的方向图重构方案是通过控制单元根据通信信号对天线装置的两种工作模式进行选择，从而实现天线装置方向图的重构，提升其对通信信号的接收能力。需要说明的是实施例中发射通信信号的可以是基站，也可以是其他能够发射信号的设备，例如无线路由器、WiFi热点等。
在一个具体的实施例中，如图16所示，根据天线装置反馈的通信信号，控制单元向天线装置发出工作模式切换信号的步骤包括：
S201，控制单元在接收到由天线装置反馈而来的通信信号后，控制单元识别出天线装置在和模模式下接收信号强度指示的水平RSSI1，在所述差模模式下接收信号强度指示的水平RSSI2；
S202，控制单元将接收信号强度指示的水平RSSI1和所述接收信号强度指示的水平RSSI2进行比较；
S203，根据比较结果，控制单元得出工作模式切换信号。
具体的，控制单元会根据天线装置反馈来的通信信号进行模拟计算，识别出天线装置在不同工作模式下接受信号强度指示的水平RSSI(Received Signal StrengthIndication)，用RSSI代表了天线装置在当前通信信号下的接收能力，RSSI1代表和模接收信号强度，RSSI2代表差模接收信号强度。可知的是整个空间范围内都充斥着通信信号，但是不同区域信号强度大小有所区别，并且天线装置接收信号的能力在不同区域也有所不同。以手机为例，当人拿起手机打电话时，手机贴近人耳，头部会对手机接受信号造成一定干扰，手机的天线装置周围的通信信号强弱有所差别。此时对于手机的天线装置而言，采用和模的工作模式与采用差模的工作模式的天线方向图是存在差异的，方向图代表了能量在特定角度的集中方向，尤其是在方向图的主瓣区域内，天线装置辐射和接收信号的能力最强，所以利用方向图互补的和模模式与差模模式，实现了天线在半球区域内接收信号能力的大幅提升。在具体操作中，控制单元在会根据反馈的通信信号，计算出天线装置周围的信号分布情况；然后再模拟出采用不同工作模式下天线装置的方向图分布情况，结合通信信号的分布情况，控制单元就能得出天线装置在和模模式下的RSSI1和在差模模式下的RSSI2；通过将RSSI1与RSSI2进行对比，控制单元根据比较结果得出工作模式切换信号。
在一个具体的实施例中，如图17所示，工作模式切换信号包括和模模式切换信号和差模模式切换信号，根据比较结果，控制单元得出工作模式切换信号的步骤包括：
S203a，当和模接收信号强度大于差模接受信号强度时，天线装置将选用和模模式，控制单元发出和模模式切换信号；
S203b，当和模接收信号强度小于差模接受信号强度时，天线装置将选用所述差模模式，控制单元发出差模模式切换信号。
具体的，接收信号强度指示的水平RSSI反映了天线装置根据本次通信信号反馈所得出的天线装置在两个工作模式下接收信号的能力，在和模模式下的信号接收能力用RSSI1来指代，在差模模式下的信号接收能力用RSSI2来指代，比较二者的大小即为比较两个模式下信号接收能力的大小。当RSSI1大于RSSI2时，意味着天线装置在和模模式下接受信号的能力大于天线装置在差模模式下接受信号的能力，此时控制单元就会发出和模模式切换信号，让天线装置采用和模模式工作。当RSSI1小于RSSI2时，意味着天线装置在和模模式下接受信号的能力小于天线装置在差模模式下接受信号的能力，此时控制单元就会发出差模模式切换信号，让天线装置采用差模模式工作。
在一个具体的实施例中，天线装置在获取工作模式切换信号后，通过天线装置的开关，来实现频率的调谐。当天线装置在控制单元的控制下选用某种工作模式时，此时通过控制天线装置上的开关，可以进行频率的调谐，改变天线装置的频段的覆盖范围。
在一个具体的实施例中，天线装置每隔固定时间就会向控制单元反馈通信信号，使得控制单元每隔固定时间就会对工作模式的选择进行判断，从而实现天线装置的轮询切换。在具体的实施例中，由于天线装置周围的通信信号分布是时刻在变化，而通信信号的分布决定了天线装置的工作模式选择，所以一旦通信信号变化，就需要对天线装置的工作模式进行调整。具体而言就是每隔一个固定时间，控制单元就会得到天线装置反馈而来的通信信号，此时控制单元就会根据反馈而来的通信信号作出判断，控制天线装置是采用和模模式还是差模模式工作，以此让天线装置在该固定时间内的信号接收能力达到最强，到了下一个固定时间，控制单元会根据下一时刻反馈的通信信号决定在下一个固定时间内天线装置工作模式的选择。以此类推，实现了天线装置工作模式的轮询切换，确保工作模式的选取根据天线装置周围通信信号分布的变化而变化。
以上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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：
天线单元，包括相互连接的第一段辐射体和第二段辐射体及分布在所述第一段、第二段辐射体同侧且自所述第一段、第二段辐射体呈夹角延伸而出的第三段、第四段、第五段辐射体，所述第三段辐射体连接在所述第一段辐射体和所述第二段辐射体之连接处且接地，所述第四段辐射体和所述第五段辐射体分别设置在所述第三段辐射体的两侧且接地；
馈电源，数量为一个，电连接至所述第四段辐射体，为所述天线单元馈电，形成和模模式和差模模式；和
控制单元，电连接所述馈电源，用于切换所述和模模式和所述差模模式。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述控制单元用于识别所述天线单元在所述和模模式下的和模接收信号强度，及在所述差模模式下的差模接收信号强度，并比较所述和模接收信号强度和所述差模接收信号强度，且根据比较结果得出工作模式切换信号。
3.如权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述第四段辐射体外接第一开关，所述第四段辐射体通过所述第一开关接地，所述第五段辐射体外接第二开关，所述第五段辐射体通过所述第二开关接地。
4.如权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关包括电容调节装置或电感调节装置，用于对所述天线装置进行频率的调谐。
5.如权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述第一段辐射体远离所述第二段辐射体的一端和/或所述第二段辐射体远离所述第一段辐射体的一端设有缝隙，用以激励所述和模模式与所述差模模式。
6.一种天线方向图的重构方法，其特征在于，包括：
通过天线装置的天线单元接收通信信号，并将所述通信信号反馈给控制单元，所述天线装置包括一个馈电源，为所述天线单元馈电，形成和模模式和差模模式；
根据反馈的所述通信信号，所述控制单元向所述天线单元发出工作模式切换信号；
根据所述工作模式切换信号，所述天线单元切换工作模式。
7.如权利要求6所述的天线方向图的重构方法，其特征在于，根据反馈的所述通信信号，所述控制单元向所述天线单元发出工作模式切换信号的步骤包括：
在接收所述通信信号后，所述控制单元识别出所述天线单元在所述和模模式下的和模接收信号强度，在所述差模模式下的差模接收信号强度；
所述控制单元将所述和模接收信号强度和所述差模接收信号强度进行比较；
根据比较结果，所述控制单元得出所述工作模式切换信号。
8.如权利要求7所述的天线方向图的重构方法，其特征在于，所述工作模式切换信号包括和模模式切换信号和差模模式切换信号，根据比较结果，所述控制单元得出所述工作模式切换信号的步骤包括：
当所述和模接收信号强度大于所述差模接受信号强度时，所述天线装置将选用所述和模模式，所述控制单元发出所述和模模式切换信号；
当所述和模接收信号强度小于所述差模接受信号强度时，所述天线装置将选用所述差模模式，所述控制单元发出所述差模模式切换信号。
9.如权利要求8所述的天线方向图的重构方法，其特征在于，所述天线装置在获取所述工作模式切换信号后，通过所述天线装置的开关，来实现频率的调谐。
10.如权利要求6所述的天线方向图的重构方法，其特征在于，所述天线装置采用所述和模模式时的方向图与所述天线装置采用所述差模模式时的方向图在空间上相互正交且互补。
11.如权利要求6所述的天线方向图的重构方法，其特征在于，所述天线装置每隔固定时间就会向所述控制单元反馈所述通信信号，使得所述控制单元每隔所述固定时间就会对工作模式的选择进行判断，从而实现所述天线装置的轮询切换。
12.一种通信产品，其特征在于，所述通信设备包括电路板、及如权利要求1-5中所述任一所述天线装置，所述控制单元设置在所述电路板上。
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