CN113382572B - 电子设备和天线调整方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电子设备，包括：多个天线和多个云台；所述天线设于所述云台上，所述云台可转动，在所述云台转动的情况下，所述天线的电场方向发生改变，其中，多个所述天线中，至少有两个天线设置在不同的云台上。

Description

电子设备和天线调整方法

技术领域

本申请属于通信技术领域，具体涉及一种电子设备和天线调整方法。

背景技术

当前，5G终端天线提升增益的方法主要有两种，一是空间复用增益，二是分集增益。空间复用增益是指通过增加天线的数量和提高天线间的不相关性来提高信号的极限容量和改善信号峰值速率，这要求较高的基站覆盖率，但是目前基站覆盖率较低，用户体验较差。分集增益是指利用多径效应接收来自不同路径的同一信号，减少天线接收端信噪比的波动，提高***增益，从而增加传输距离。

但是，目前5G终端天线的设计主要考虑空间复用增益，即通过天线间的不相关性来与基站进行通信，无法利用天线间的相关特性来提升整体天线增益，在这种方法下的信号传输距离往往受限于单个天线，通信距离较短。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种电子设备和天线调整方法，能够使电子设备的天线即利用到天线间的不相关性实现空间复用增益，又利用到天线间的相关性实现分集增益。

为了解决上述技术问题，本申请采用下述技术方案：

第一方面，本申请实施例公开了一种电子设备，包括：多个天线和多个云台；所述天线设于所述云台上，所述云台可转动，在所述云台转动的情况下，所述天线的电场方向发生改变，其中，多个所述天线中，至少有两个天线设置在不同的云台上。

第二方面，本申请实施例公开了一种天线调整方法，所述方法包括：检测信号强度；在所述信号强度小于预设阈值的情况下，控制多个云台中的一个或多个云台旋转，使多个天线的电场方向互相平行，在所述信号强度不小于预设阈值时，控制多个云台中的一个或多个云台旋转，使多个所述天线的电场方向成预设夹角，其中，所述预设夹角大于0。

第三方面，本申请实施例提供了一种终端设备，该终端设备包括处理器、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程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第二方面所述的方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第二方面所述的方法的步骤。

第五方面，本申请实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第二方面所述的方法。

本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本申请实施例公开的一种电子设备，包括：多个天线和多个云台；所述天线设于所述云台上，所述云台可转动，在所述云台转动的情况下，所述天线的电场方向发生改变，其中，多个所述天线中，至少有两个天线设置在不同的云台上，通过旋转所述云台，改变所述天线的电场方向，使电子设备即利用到天线间的不相关性实现空间复用增益，又利用到天线间的相关性实现分集增益，从而使通信信号传输的距离更远。

附图说明

图1是本申请实施例公开的电子设备的一种结构示意图；

图2a是图1所示的电子设备在弱信号模式下的一种天线状态示意图；

图2b是图1所示的电子设备在弱信号模式下的另一种天线状态示意图；

图3是本申请实施例公开的电子设备在强信号模式下的一种天线状态示意图；

图4a是图3所示的电子设备在弱信号模式下的一种天线状态示意图；

图4b是图3所示的电子设备在弱信号模式下的另一种天线状态示意图；

图5a和图5b分别是本申请实施例公开的一种电子设备的俯视图和主视图；

图6a是一种手机的示意图；

图6b是本申请实施例公开的电子设备的天线设置于手机摄像头的云台上的示意图；

图7是本申请实施例公开的电子设备在强信号模式下的又一种天线状态示意图；

图8a是图7所示的电子设备在弱信号模式下的一种天线状态示意图；

图8b是图7所示的电子设备在弱信号模式下的另一种天线状态示意图；

图9是本申请实施例公开的天线调整方法的一种流程图；

图10是本申请实施例公开的一种终端设备的结构示意图。

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的一种电子设备进行详细地说明。

图1是本申请实施例提供的电子设备的一种结构示意图，如图1所示，该电子设备包括多个天线200和多个云台100；天线200设于云台100上，云台 100可转动，在云台100转动的情况下，天线200的电场方向发生改变，其中，多个天线200中，至少有两个天线200设置在不同的云台100上。

在具体的应用中，各个云台100的旋转可以由软件算法独立控制，因此可以控制天线200的电场方向成预设夹角。

在本申请实施例中，将天线200设于云台100上，在天线200处于弱信号模式时，通过旋转云台100，使个多个天线200的电场方向同向，从而利用天线200间的相关性实现分集增益，使通信信号的传输距离更远；在天线200处于强信号模式时，通过旋转云台100，使多个天线200的电场方向成预设夹角，从而利用天线200间的不相关性实现空间复用增益，提高整体的吞吐率。

如图1所示，以多个云台100包括两个云台100为例，在云台100上各设置一个天线200，箭头代表天线200的电场方向，通过控制云台100的旋转，使天线200的电场方向也随之发生变化。

在上述申请实施例中，当两个天线200的电场方向随云台100的旋转成90 度时，如图1所示，此时电场正交，两个天线200基本不相关，相互独立，每个天线200可作为一个独立通道接收或发射信号，以增加电子设备整体的吞吐率。这种情况下，该电子设备可用于信号质量较好，多通道、高速率传输信号的场景，即用于强信号模式下传输通信信息。

当两个天线200的电场方向随云台100旋转至相互平行，且方向一致时，如图2a或2b所示，两个天线200的电场满足相干条件时，可组成天线阵列，利用电磁波在空间中的叠加原理，两个天线200在空间中的场强叠加，从而天线阵列在空间部分方向上的天线增益得到增强，每个天线200接收同一信号，并传输到传导端，比如合路器等，传导端可将接收到的信号控制处理，从而改变增益增强区域的空间位置，比如通过波束扫描，实现信号更全面的覆盖。具体的，可对天线阵列输入相同的传导功率，使天线阵列接收或发送的信号的距离更远。此种情况主要用于电子设备处于弱信号模式时，保持通信的连接。

在具体的应用中，多个天线200可能同时存在，当多个天线200同时存在时，无法通过电场方向夹角成90°来减小天线200间的相关性,可通过其他角度(如45°等)或者其他方式(选择方向性强的天线，如八木天线)来减小相关性。

例如，如图3所示，多个云台100也可以包括四个云台100，四个天线200 设置于对应的四个云台100上，四个云台100按照2×2的阵列排布。图3为处于强信号模式时的四个天线200的状态示意图，图4a和图4b为处于弱信号模式时的四个天线200的状态示意图。

在该可选的方案中，电子设备处于强信号模式时，云台100旋转使四个天线200的电场方向成预设夹角(45°)，此时天线200间的相关性较小，单个天线200可作为独立通道，高速率传输信号；电子设备处于弱信号模式时，云台100旋转使四个天线200的电场方向相同，形成天线阵列，天线阵列的电场叠加提高部分方向的增益，从而提高接收或发射信号的能力以及通信信号质量。

在上述可能的实现方式中，通过云台100的可旋转特性，改变多个天线200 的电场方向间的相对角度，进而调整天线200间的相关性，实现在保持原有***传输容量的基础上，提高终端传输距离的目的。

在一种可能的实现方式中，如图5a和5b所示，云台100上设有摄像头300，摄像头300上方设有摄像头装饰圈310。

在该可能实现的方式中，天线200的馈电点210设置在对应的云台100上，天线本体设置在摄像头装饰圈310上。如图5a和5b所示，图5a为天线200 的馈电点210设置在云台100上，天线本体设置在摄像头装饰圈310上的俯视图，图6b为天线的馈电点210设置在云台100上，天线本体设置在摄像头装饰圈310上的主视图。通过旋转摄像头300的云台100，使馈电点210与天线本体之间的夹角发生改变，从而使得天线200的电场方向发生改变，实现相对应的功能。

在进一步的技术方案中，如图5b所示，天线200的馈电点210与天线本体耦合连接，馈电点210通过耦合馈电对天线本体进行激励，当摄像头300的云台100旋转时，天线200的电场方向也随之发生改变。

随着科学技术的发展，目前的终端设备的空间越来越紧凑，例如手机，手机云台100的面积越来越小型化，在单个云台100上放置整个天线200的设计难度很大，且云台100上的天线面积也较难满足5G对应频段的需求。因此，如图6a和6b所示，采用上述将天线200的馈电点210设置在手机摄像头300 的云台100上，将天线20的天线本体设置在摄像头装饰圈310上的方式，不仅减小了天线的设计难度，而且天线面积也能够满足5G对应频段的需求。在本方案中，天线本体的大小尺寸与摄像头装饰圈310的材料以及天线200工作的频率有关，因此可根据具体情况设计。

在具体应用中，摄像头装饰圈310一般为环形，因此，在一个可能的实现方式中，适应性地，所述天线本体的形状可以为环形。

以手机搭载2×2云台摄像头阵列为例，馈电点210设置于云台100上，天线本体设置在摄像头装饰圈310上。图7为电子设备处于强信号模式时的多个天线200的状态示意图，图8a和图8b为电子设备处于弱信号模式时的多个天线的状态示意图。当多个天线200的馈电点210与云台100中心的连线(图中虚线)互成预设夹角时，即多个天线200的电场方向成预设夹角时，如图7 所示，此时天线200间的相关性较小、互相独立，可用于5G多通道，高速率传输信号；当天线200间的馈电点210与云台100中心的连线互相平行时，即多个天线200的电场方向同向时，如图8a和图8b所示，此时四个天线200形成天线阵列，天线阵列在部分方向上的增益增强，可用于提高手机天线的信号接收或发射能力以及改善信号质量。

在上述可能的实现方式中，天线200的类型也可以根据具体场景选用，可以为单/偶极子，片状(Patch)天线等多种天线类型。例如，天线200的类型为Patch天线时，将Patch天线放置于摄像头装饰圈310上，由于拍照及外观需要，Patch天线的天线本体中间镂空以避让镜头，同时在云台100上放置天线200的馈电点210，通过耦合馈电对Patch天线本体进行激励。当摄像头300 的云台100旋转时，天线本体固定不动，但天线200的馈电点210随云台100 旋转，天线200的电场方向也随之改变。

在一种可能实现的方式中，天线200的天线本体和馈电点210均设置在云台100上。相较于上述将天线本体设置在摄像头装饰圈310上，将馈电点210 设置在摄像头300的云台100上的方案，此方案适用于空间较大，云台面积较大，能够容纳得下天线本体的终端设备。

在具体应用中，为了保证天线200间的隔离度和天线200的增益，因此，在一种可能的实现方案中，多个云台100间的中心间距在0.5～0.75个天线200 工作波长之间。

在上述申请实施例中，云台100的数量和天线200的数量是可选的，因此，在实际应用中，多个云台100可按阵列方式排布，其具体的排布方式可根据实际场景而定。

需要说明的是，在本申请中，除了将天线本体安装在摄像头装饰圈310上之外，还可以安装在其他云台阵列正上方的物体上，比如，电池盖上或者主板支架上。具体本申请实施例中不作限定。

另外，上述电子设备除运用到手机上外，还可以运用到终端周边设备，如眼镜、可穿戴设备等。具体本申请实施例中不作限定。

图9为本申请实施例提供的天线调整方法的一种流程图，如图9所示，该天线调整方法主要包括以下步骤。

S910，检测信号强度。

在具体应用中，步骤S910可以由终端的处理器执行，通过处理器检测电子设备所处的信号强度。

S920，在所述信号强度小于预设阈值的情况下，控制多个云台中的一个或多个云台旋转，使多个天线的电场方向互相平行，在所述信号强度不小于预设阈值时，控制多个云台中的一个或多个云台旋转，使多个所述天线的电场方向成预设夹角，其中，所述预设夹角大于0。

在具体应用中，当处理器检测到信号强度小于预设阈值时，在步骤S920 中，处理器控制控制多个云台中的一个或多个云台旋转，使多个天线的电场方向互相平行，从而利用天线间的相关性实现分集增益，增加信号的传输距离。当处理器检测到信号强度不小于预设阈值时，处理器控制多个云台中的一个或多个云台旋转，使多个天线的电场方向成预设夹角，降低天线间的相关性，实现空间复用增益，从而提高信号的传输速率。

可选的，本申请实施例还提供一种终端设备，如图10所示，该终端设备可以包括处理器1010，存储器1020，存储在存储器1020上并可在所述处理器 1010上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器1010执行时实现上述天线调整方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述天线调整方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的终端设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。

本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述天线调整方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为***级芯片、***芯片、芯片***或片上***芯片等。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (9)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：多个天线和多个云台；

所述天线设于所述云台上，所述云台可转动，在所述云台转动的情况下，所述天线的电场方向发生改变，其中，多个所述天线中，至少有两个天线设置在不同的云台上；

所述云台上设有摄像头，所述摄像头上方设有摄像头装饰圈；

所述天线的馈电点设置于所述云台上，所述天线的天线本体设置在所述摄像头装饰圈上。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述馈电点与所述天线本体耦合连接。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述天线的天线本体的形状为环形。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述天线的天线本体和馈电点均设置在所述云台上。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述多个云台的中心间距在0.5～0.75个所述天线工作波长之间。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述多个云台按阵列方式排布。

7.一种天线调整方法，其特征在于，应用于权利要求1至6任一项所述的电子设备，所述方法包括：

检测信号强度；

在所述信号强度小于预设阈值的情况下，控制多个云台中的一个或多个云台旋转，使多个天线的电场方向同向，在所述信号强度不小于预设阈值时，控制多个云台中的一个或多个云台旋转，使多个所述天线的电场方向成预设夹角，其中，所述预设夹角大于0。

8.一种终端设备，其特征在于，包括处理器，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程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求7所述的天线调整方法的步骤。

9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求7所述的天线调整方法的步骤。

Images