专利名称：具有阵列天线的移动终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有阵列天线的移动终端，特别是涉及一种具有自适应阵列天线的移动终端。
背景技术：
当今社会中移动电子产品已经成为每个人必不可少的物品，目前移动电子产品的天线主要是单极或者PIFA天线，这两种天线有自己的优缺点，在移动电子产品中得到了广泛的应用，但是这两种天线都是全向天线。因而为了使得天线与基站之间达到更好的通信效果，需要极大的提高移动电子产品发射功率，从而增加了移动电子产品的能耗。然而阵列天线具有一定的方向性，并且具有自适应特性，它可以跟踪信号并自动调整发射或者接收的方向图，阵列天线可分为波束切换方式的阵列天线和自适应方式的阵列天线两大类。其中，自适应阵列天线技术是阵列天线技术的未来发展方向，一般来说，自适应阵列天线可以分辨用户信号的来波方向，或者是识别出有效信号等等，以便识别出有效信号。因此，通常可以将自适应阵列天线识别方法分为基于波达方向(DOA，Direction of Arrival)的波束形成的方法以及基于参考信号的波束形成和基于信号结构特性的盲波束形成的方法。在移动电子产品中采用上述的阵列天线的自适应特性，可以使得移动电子产品天线根据基站方向自动调整方向图。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的移动终端的天线是全方向的，从而导致功耗大的缺陷，提供一种具有阵列天线的移动终端。可以极大的减少移动电子产品发射功率，降低了移动终端的天线的功耗。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的本发明提供了一种具有阵列天线的移动终端，其特点是所述的具有阵列天线的移动终端包括一阵列天线，用于发射和接收无线信号；一方向图处理单元，用于解析并检测所述阵列天线接收的无线信号的方向并基于检测到的方向生成相应的方向图控制数据；一方向图控制单元，用于通过所述方向图控制数据控制所述阵列天线的方向图。较佳地，所述阵列天线包括若干天线阵元，所述天线阵元设置于一介质层上。较佳地，所述天线阵元的排列形式为直线、圆环或多边形。较佳地，所述天线阵元为振子天线或缝隙天线。较佳地，所述的天线阵元通过一馈电线与所述方向图处理单元和方向图控制单元电连接。较佳地，所述馈电线为微带馈电线或同轴馈电线。
较佳地，所述介质层为一 PCB板。较佳地，所述方向图处理单元包括一信号处理模块，用于检测所述阵列天线接收的无线信号的方向；一方向图生成模块，用于根据所述信号处理模块检测的方向，生成方向图控制数据。本发明的积极进步效果在于本发明的具有阵列天线的移动终端通过采用阵列天线的自适应特性，从而使得移动电子产品天线根据基站方向自动调整方向图。从而减少移动电子产品的发射功率，降低了天线的功耗，因而降低了移动电子产品的功耗。
图1为本发明的具有阵列天线的移动终端的较佳实施例的电路结构框图。图2为本发明具有阵列天线的移动终端的较佳实施例的阵列天线的结构图。图3为本发明的具有阵列天线的移动终端的较佳实施例的空间谱函数仿真图。
具体实施例方式下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。图1所示为本发明的具有阵列天线的移动终端的电路结构框图，其中所述的具有阵列天线的移动终端包括一阵列天线1、一方向图处理单元2以及一方向图控制单元3，其中所述阵列天线1包括N个天线阵元11-ln，此外所述的方向图处理单元2还包括一方向图生成模块21以及一信号处理模块22。其中所述的阵列天线1用于发射无线信号至基站以及接收基站发射的无线信号。 所述的方向图处理单元2，用于检测所述阵列天线1接收的无线信号的方向并基于检测到的方向生成相应的方向图控制数据，其中所述方向图处理单元2的方向图生成模块21用于根据所述信号处理模块22检测的方向，生成方向图控制数据，所述的信号处理模块22用于解析并检测所述阵列天线1接收的无线信号的方向。此外所述的方向图控制单元3用于通过所述方向图控制数据控制所述阵列天线1的方向图。本实施例的工作原理如下所述首先阵列天线1接收外部若干基站发送的无线信号，并将接收到的无线信号发送至方向图处理单元2的信号处理模块22，所述的信号处理模块22解析接收所述接收的无线信号，然后检测所述接收的无线信号的方向，此后所述方向图处理单元2的方向图生成模块21依据信号处理模块22检测的方向，生成方向图控制数据并发送至所述方向图控制单兀3。然后所述方向图控制单元3根据所述的方向图控制数据分别调节所述阵列天线1 的N个阵元的增益，由于单个阵元是全向的，但是多个阵元的组合叠加会产生方向性，所以通过分别调节所述阵列天线1的N个阵元的增益，从而实现所述阵列天线1的方向与基站的方向一致，因而实现了自适应的基站和移动终端的数据连接。图2所示为本发明具有阵列天线的移动终端的阵列天线的结构图，如图2所示，其中所述阵列天线1设置于一 PCB板(印刷电路板)4的顶部上，本领域技术人员可以根据移动终端的需要可以设置阵列天线1于其他的介质层或者介质层的不同部位上，其中所述阵列天线1包括天线阵元11、12、13、14、15以及16。本实施例中所述的天线阵元11、12、13、 14、15以及16为振子天线。本领域技术人员可以根据移动终端的需要以及阵列天线1的实际需要采用不同类型和种类的天线阵元，例如本实施例中所述的天线阵元11、12、13、14、15 以及16也可以采用缝隙天线。 此外本实施例中所述天线阵元11、12、13、14、15以及16沿PCB板4的上边沿水平的排列为一直线，本领域的技术人员可以根据移动终端的需要以及阵列天线1的实际需要采用其他的排列，例如圆环或多边形。本实施例中考虑到PCB板的空间利用率以及PCB板的实际设计，所以最终采用直线型的阵列天线，而且图2中虽然仅采用了 6个天线阵元，但是本领域的技术人员应该知晓天线阵元的数量可以是任意变化的，考虑到本实施中的PCB 板的设计，本实施例中可以采用4-16个天线阵元。图2所示的本实施例的6个天线阵元11、12、13、14、15以及16通过置于阵列天线 1中央的一馈电线5与所述的方向图处理单元2以及方向图控制单元3电连接。本实施例中所述馈电线5为一同轴馈电线，本领域的技术人员可以依据实际阵列天线1的实际构成和天线阵元的种类采用不同的馈电线，例如微带馈电线，以及将馈电线设置于不同的位置。此外本实施例中所述阵列天线1以及PCB板4的具体尺寸如图2所示，其中PCB 板4的长L1为100毫米，宽度为W1为50毫米，厚度H1为1毫米。天线阵元的长度L2为10 毫米，宽度W2为1毫米，此外天线阵元的间距D为7毫米。上述的具体尺寸可以根据移动终端的尺寸、PCB板的形状和尺寸以及阵列天线的实际要求等具体的需求来设置。图2所示的本发明具有阵列天线的移动终端的阵列天线的空间谱函数仿真图如图3所示。其中垂直于阵列天线1的方向为0°方向，当阵列天线1从-10°、0°以及15° 三个方向接收到基站发送的无线信号时，通过方向图处理单元2的方向图生成模块21的分析可以得到的图3中所示的无线信号的空间谱函数仿真图。其中通过方向图处理单元2的 MUSIC (Multiple Signal Classification多重信号分类)算法分析可以发现在阵列天线 1的-10°、0°以及15°三个方向的增益的量级分别达到了 IO5UO7以及106，所以本实施例的具有阵列天线的移动终端可以自动分析得到连接的基站的方向，然后信号处理模块22 根据图3所示的空间谱函数图生成方向图控制数据然后通过方向图控制单元3调整阵列天线1中的6个天线阵元的增益来调整阵列天线1的方向，从而与-10°、0°以及15°三个方向的基站实现数据连接，最终实现了移动终端与基站的相互通讯。虽然以上描述了本发明的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种具有阵列天线的移动终端，其特征在于，所述的具有阵列天线的移动终端包括一阵列天线，用于发射和接收无线信号；一方向图处理单元，用于解析并检测所述阵列天线接收的无线信号的方向并基于检测到的方向生成相应的方向图控制数据；一方向图控制单元，用于通过所述方向图控制数据控制所述阵列天线的方向图。
2.如权利要求1所述的具有阵列天线的移动终端，其特征在于，所述阵列天线包括若干天线阵元，所述天线阵元设置于一介质层上。
3.如权利要求2所述的具有阵列天线的移动终端，其特征在于，所述天线阵元的排列形式为直线、圆环或多边形。
4.如权利要求2所述的具有阵列天线的移动终端，其特征在于，所述天线阵元为振子天线或缝隙天线。
5.如权利要求2所述的具有阵列天线的移动终端，其特征在于，所述的天线阵元通过一馈电线与所述方向图处理单元和方向图控制单元电连接。
6.如权利要求5所述的具有阵列天线的移动终端，其特征在于，所述馈电线为微带馈电线或同轴馈电线。
7.如权利要求2所述的具有阵列天线的移动终端，其特征在于，所述介质层为一PCB板。
8.如权利要求1所述的具有阵列天线的移动终端，其特征在于，所述方向图处理单元包括一信号处理模块，用于检测所述阵列天线接收的无线信号的方向； 一方向图生成模块，用于根据所述信号处理模块检测的方向，生成方向图控制数据。
全文摘要
本发明公开了一种具有阵列天线的移动终端。所述的具有阵列天线的移动终端包括一阵列天线，用于发射和接收无线信号；一方向图处理单元，用于解析并检测所述阵列天线接收的无线信号的方向并基于检测到的方向生成相应的方向图控制数据；一方向图控制单元，用于通过所述方向图控制数据控制所述阵列天线的方向图。本发明的具有阵列天线的移动终端通过采用阵列天线的自适应特性，从而使得移动电子产品天线根据基站方向自动调整方向图。从而减少移动电子产品的发射功率，降低了天线的功耗，因而降低了移动电子产品的功耗。
文档编号H04B7/04GK102571167SQ201010619179
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者刘冲 申请人:芯讯通无线科技(上海)有限公司