对无线终端的天线进行校准的设备和方法与流程

本发明总体来说涉及天线的校准技术。更具体地讲，涉及一种对无线终端的天线进行校准的设备和方法。

背景技术：

随着移动通信技术尤其是无线通信技术的迅猛发展，各种各样的无线终端设备应运而生。天线作为无线终端设备的重要组成部分，其特性直接决定着整个通信链路系统的性能优劣。

现有技术中对天线的性能进行检验，通常将检验合格的天线用于无线终端设备的后续制作中，检验不合格的天线被淘汰，这种方式造成了天线的浪费，增加了制造成本。此外，天线可能会受到无线终端设备的其他部件或生产流程的影响，使得天线性能无法达到预期效果。

技术实现要素：

本发明的示例性实施例在于提供一种对无线终端的天线进行校准的设备和方法，以克服现有的金属机身的手机整机制作过程对融合在手机外壳上的天线影响较大的问题。

根据本发明的示例性实施例的一方面，提供一种对无线终端的天线进行校准的设备，包括：处理器，向可调阻抗提供调节参数；可调阻抗，从处理器接收调节参数，并基于接收的调节参数改变自身的阻抗参数；阻抗系数确定器，确定在所述阻抗参数下天线的输入回波阻抗系数；控制器，判断所述天线的输入回波阻抗系数是否满足预定条件，其中，当所述天线的输入回波阻抗系数不满足预定条件时，控制器更新可调阻抗的调节参数，处理器向可调阻抗提供更新后的调节参数。

可选地，所述可调阻抗为可调电容器，所述阻抗参数为电容值。

可选地，可调阻抗的一端连接到天线的馈点，阻抗系数确定器从可调阻抗的另一端确定在所述阻抗参数下天线的输入回波阻抗系数。

可选地，阻抗系数确定器包括：信号发生器，经由可调阻抗的所述另一端向天线发射测试信号，并经由可调阻抗的所述一端接收从天线返回的回波信号；测量器，确定所述测试信号的功率和回波信号的功率；计算器，基于所述测试信号的功率和回波信号的功率确定天线的输入回波阻抗系数。

可选地，当所述天线的输入回波阻抗系数不满足预定条件时，所述控制器被配置为：基于所述天线的输入回波阻抗系数和天线的理想阻抗确定天线的当前阻抗，确定所述天线的当前阻抗在预先存储的天线阻抗史密斯圆图中与天线的理想阻抗之间的位置关系，基于所述天线的当前阻抗在预先存储的天线阻抗史密斯圆图中与天线的理想阻抗之间的位置关系，更新可调阻抗的调节参数。

可选地，可调阻抗的一端连接到天线的馈点，当所述天线的输入回波阻抗系数满足预定条件时，可调阻抗的另一端作为天线的新的馈点。

可选地，所述阻抗系数确定器通过无线终端外部的网分仪来实现。

可选地，所述控制器通过无线终端内部的处理器或其他的专用芯片来实现，或者，所述控制器通过无线终端外部的服务器来实现。

可选地，所述预定条件是指天线的输入回波阻抗系数与天线的理想输入回波阻抗系数的差值在预定偏差范围内。

根据本发明示例性实施例的另一方面，提供一种对无线终端的天线进行校准的方法，包括：(a)由处理器向可调阻抗提供调节参数；(b)由可调阻抗从处理器接收所述调节参数，并基于接收的调节参数改变自身的阻抗参数；(c)由阻抗系数确定器确定在所述阻抗参数下天线的输入回波阻抗系数；(d)由控制器判断所述天线的输入回波阻抗系数是否满足预定条件，其中，当所述天线的输入回波阻抗系数不满足预定条件时，由控制器更新可调阻抗的调节参数。

可选地，所述可调电阻为可调电容器，所述阻抗参数为电容值。

可选地，可调阻抗的一端连接到天线的馈点，阻抗系数确定器从可调阻抗的另一端确定在所述阻抗参数下天线的输入回波阻抗系数。

可选地，步骤(c)包括：(c1)经由可调阻抗的所述另一端向天线发射测试信号，并经由可调阻抗的所述一端接收从天线返回的回波信号；(c2)由测量器确定所述测试信号的功率和回波信号的功率；(c3)由计算器基于所述测试信号的公路和回波信号的功率确定天线的输入回波阻抗系数。

可选地，步骤(d)包括：(d1)当所述天线的输入回波阻抗系数不满足预定条件时，基于所述天线的输入回波阻抗系数和天线的理想阻抗确定天线的当前阻抗；(d2)确定所述天线的当前阻抗在预先存储的天线阻抗史密斯圆图中与天线的理想阻抗之间的位置关系；(d3)基于所述天线的当前阻抗在预先存储的天线阻抗史密斯圆图中与天线的理想阻抗之间的位置关系，更新可调阻抗的调节参数，并返回执行步骤(a)。

可选地，可调阻抗的一端连接到天线的馈点，当所述天线的输入回波阻抗系数满足预定条件时，可调阻抗的另一端作为天线的新的馈点。

可选地，所述阻抗系数确定器通过无线终端外部的网分仪来实现。

可选地，所述控制器通过无线终端内部的处理器或其他的专用芯片来实现，或者，所述控制器通过无线终端外部的服务器来实现。

可选地，所述预定条件是指天线的输入回波阻抗系数与天线的理想输入回波阻抗系数的差值在预定偏差范围内。

在根据本发明示例性实施例的对无线终端的天线进行校准的设备中，可以在整机条件下对无线终端的天线进行校准，通过这种校准方式，不仅可以提高校准的精度，还降低了天线受后续手机生产流程的影响。

附图说明

通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的详细描述，本发明示例性实施例的上述和其他目的将会变得更加清楚，其中：

图1示出根据本发明示例性实施例的对无线终端的天线进行校准的设备的框图；

图2示出根据发明示例性实施例的对无线终端的天线进行校准的设备中阻抗系数确定器的框图；

图3示出根据本发明示例性实施例的控制器更新可调阻抗的调节参数的示例；

图4示出根据本发明示例性实施例的对无线终端的天线进行校准的设备的示例；

图5示出根据本发明另一示例性实施例的对无线终端的天线进行校准的设备的示例；

图6示出根据本发明示例性实施例的天线的输入回波阻抗系数满足预定条件时天线与可调阻抗的结构图；

图7示出根据本发明示例性实施例的对无线终端的天线进行校准的方法的流程图；

图8示出根据本发明示例性实施例的由阻抗系数确定器确定天线的输入回波阻抗系数的步骤的流程图；

图9示出根据本发明示例性实施例的由控制器更新可调阻抗的调节参数的步骤的流程图。

具体实施方式

现将详细参照本发明的示例性实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指的是相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本发明。

图1示出根据本发明示例性实施例的对无线终端的天线进行校准的设备的框图。这里，作为示例，所述无线终端可以是移动通信终端(例如，智能手机)、智能穿戴设备(例如，智能手表)、平板电脑等内部设置有天线的设备。

如图1所示，根据本发明示例性实施例的对无线终端的天线进行校准的设备包括：处理器100、可调阻抗200、阻抗系数确定器300和控制器400。

处理器100用于向可调阻抗200提供调节参数。

具体说来，处理器100可预先与控制器400相连接，当进入对无线终端的天线进行校准的模式时，控制器400向处理器100发送用于向可调阻抗200提供调节参数index1的指令，处理器100响应于该指令向可调阻抗200提供调节参数index1。这里，所述调节参数index1为控制器400根据历史经验记录所确定。此外，作为示例，所述控制器400也可直接通过无线终端内部的处理器100或其他的专用芯片来实现，或者，所述控制器400可通过无线终端外部的服务器来实现。

可调阻抗200用于从处理器100接收调节参数index1，并基于接收的调节参数index1改变自身的阻抗参数。

这里，作为示例，所述可调阻抗200可以为可调电容器，所述阻抗参数可以为电容值。优选地，所述可调阻抗200可包括两个串联的可调电容器。

具体说来，在所述可调阻抗200为可调电容器的情况下，所述可调电容器可基于接收的调节参数改变自身的电容值，例如，可调电容器有2000个电容值，每个电容值根据预先设置的匹配关系对应一个调节参数，在接收到处理器100提供的调节参数index1时，可调电容器可基于预先设置的匹配关系将自身的电容值改变到与调节参数index1匹配的电容值上；此外，作为另一示例，还可根据可调电容器的物理特性来改变自身的电容值。

阻抗系数确定器300确定在所述阻抗参数下天线的输入回波阻抗系数。

作为示例，可调阻抗200的一端连接到天线的馈点，阻抗系数确定器300从可调阻抗200的另一端确定在所述阻抗参数下天线的输入回波阻抗系数。下面，将结合图2来详细说明在上述这种连接结构中阻抗系数确定器300的框图。

图2示出根据本发明示例性实施例的对无线终端的天线进行校准的设备中阻抗系数确定器300的框图。

如图2所示，所述阻抗系数确定器300包括信号发生器310、测量器320和计算器330。

当可调阻抗200基于接收的调节参数index1改变自身的阻抗参数后，信号发生器310经由可调阻抗200的所述另一端向天线发射测试信号，并经由可调阻抗200的所述一端接收从天线返回的回波信号，也就是说，所述测试信号可经由可调阻抗200发射到天线，所述回波信号可经由可调阻抗200返回到信号发生器310。这里，所述测试信号是指信号发生器310产生的激励信号，所述回波信号是指所述激励信号经由可调阻抗200到达天线后被天线反射回来的信号。

测量器320确定测试信号的功率和回波信号的功率。

计算器330基于所述测试信号的功率和回波信号的功率确定天线的输入回波阻抗系数。具体说来，所述天线的输入回波阻抗系数为测试信号的功率与回波信号的功率的比值。由于所述测试信号经由可调阻抗200发射到天线，所述回波信号经由可调阻抗200返回到信号发生器310，因此，测试信号和回波信号均受到了可调阻抗200的影响。

此外，作为示例，所述阻抗系数确定器300还可通过无线终端外部的网分仪来实现。

再次参照图1，当阻抗系数确定器300确定天线的输入回波阻抗系数后，控制器400判断所述天线的输入回波阻抗系数是否满足预定条件，其中，当所述天线的输入回波阻抗系数不满足预定条件时，控制器400更新可调阻抗200的调节参数，处理器100向可调阻抗200提供更新后的调节参数。

这里，所述预定条件是指天线的输入回波阻抗系数与天线的理想输入回波阻抗系数的差值在预定偏差范围内。

作为示例，当天线的输入回波阻抗系数不满足预定条件时，所述控制器400被配置为：基于所述天线的输入回波阻抗系数和天线的理想阻抗确定天线的当前阻抗，确定所述天线的当前阻抗在预先存储的天线阻抗史密斯圆图中与天线的理想阻抗之间的位置关系，基于所述天线的当前阻抗在预先存储的天线阻抗史密斯圆图中与天线的理想阻抗之间的位置关系，更新可调阻抗200的调节参数。

这里，所述史密斯圆图是指反射系散平面上标绘有归一化输入阻抗(或导纳)等值圆族的计算图，用以在传输线和某些波导问题中利用图解法求解，以避免繁琐的运算。

此外，作为示例，可通过下面的等式1来确定天线的当前阻抗：

其中，z为天线的当前阻抗，s11为天线的输入回波阻抗系数，z’为天线的理想阻抗。

以下将参照图3来描述根据本发明示例性实施例的控制器400更新可调阻抗200的调节参数的示例。

假设天线的理想阻抗为z’，可调阻抗200为可调电容器，当进入对无线终端的天线进行校准的模式时，控制器400向处理器100发送用于向可调阻抗200提供调节参数index1，处理器100响应于该指令向可调阻抗200提供调节参数index1，可调阻抗200接收到调节参数index1后，改变自身的电容值，在可调阻抗200的一端与天线的馈点连接的情况下，基于信号发生器310向天线发射的测试信号的功率和接收的回波信号的功率可以获取到可调阻抗200作用下天线当前的输入回波阻抗系数s11，在天线的理想输入回波阻抗系数为0且预定偏差范围为±0.1dbm的情况下，天线的输入回波阻抗系数与天线的理想输入回波阻抗系数的差值并不满足预定条件，控制器400利用公式1确定天线的当前阻抗为z。

如图3中的(a)所示，在史密斯圆图中，天线的理想阻抗z’为史密斯圆图中心区加粗的圆系，天线的当前阻抗z在史密斯圆图中位于不规则圆系中的m位置处，此时，可确定天线的当前阻抗与天线的理想阻抗的位置关系，可以看出，基于天线的当前阻抗与天线的理想阻抗在史密斯圆图中的位置关系，为了减小天线的当前阻抗与天线的理想阻抗之间的差距，可以将m点向右上方移动。

控制器400中预设了天线的当前阻抗在史密斯圆图中的位置(即，m点)与可调阻抗200存在的调整关系，例如，当可调阻抗200新改变的电容值大于之前的电容值时，天线的当前阻抗在史密斯圆图的位置可向右上方移动，此时，控制器400可根据现有算法确定使天线的当前阻抗在史密斯圆图中的位置向右上方移动无限接近天线的理想阻抗时可调阻抗200的调节参数index2，并通过处理器100将调节参数index2发送给可调阻抗200，可调阻抗200基于调节参数index2改变自身的电容值，以使天线的当前阻抗在史密斯圆图中的位置无线接近天线的理想阻抗的圆系，其中，基于更新后的调节参数下的天线的当前阻抗在史密斯圆中的位置如图5中的(b)所示，可以看出，基于更新后的调节参数下的天线的当前阻抗接近于天线的理想阻抗在史密斯圆图中的圆系。

图4示出根据本发明示例性实施例的对无线终端的天线进行校准的设备的示例。

如图4所示，所述阻抗系数确定器300可通过无线终端外部的网分仪来实现，所述控制器400可通过无线终端外部的服务器来实现。

此外，作为示例，所述阻抗系数确定器300还可实现在无线终端内部。

图5示出根据本发明另一示例性实施例的对无线终端的天线进行校准的设备的示例。如图5所示，所述控制器400可通过终端外部的服务器来实现。

图6示出根据本发明示例性实施例的天线的输入回波阻抗系数满足预定条件时天线与可调阻抗200的结构图。

作为示例，如图6所示，可调阻抗200的一端连接到天线的馈点，当所述天线的输入回波阻抗系数满足预定条件时，可调阻抗200的另一端作为天线的新的馈点。通过这种方式，可以在天线的输入回波阻抗系数满足预定条件时，将可调电阻200和天线作为一个整体代替原有的天线，使得天线一直处于性能最佳的状态。

通过上述方式，可以在整机条件下对无线终端的天线进行校准，通过这种校准方式，不仅可以提高校准的精度，还降低了天线受后续手机生产流程的影响。

图7示出根据本发明示例性实施例的对无线终端的天线进行校准的方法的流程图。这里，作为示例，所述无线终端可以是移动通信终端(例如，智能手机)、智能穿戴设备(例如，智能手表)、平板电脑等内部设置有天线的设备。

如图7所示，在步骤s100，由处理器100向可调阻抗200提供调节参数。

具体说来，处理器100可预先与控制器400相连接，当进入对无线终端的天线进行校准的模式时，由控制器400向处理器100发送用于向可调阻抗200提供调节参数index1的指令，由处理器100响应于该指令向可调阻抗200提供调节参数index1。这里，所述调节参数index1为控制器400根据历史经验记录所确定。此外，作为示例，所述控制器400也可直接通过无线终端内部的处理器100或其他的专用芯片来实现，或者，所述控制器400可通过无线终端外部的服务器来实现。

在步骤s200，由可调阻抗200从处理器100接收所述调节参数index1，并基于接收的调节参数index1改变自身的阻抗参数。

这里，作为示例，所述可调阻抗200可以为可调电容器，所述阻抗参数可以为电容值。优选地，所述可调阻抗200可包括两个串联的可调电容器。

在步骤s300，由阻抗系数确定器300确定在所述阻抗参数下天线的输入回波阻抗系数。

作为示例，可调阻抗200的一端连接到天线的馈点，由阻抗系数确定器300从可调阻抗200的另一端确定在所述阻抗参数下天线的输入回波阻抗系数。下面，将结合图8来详细说明在上述这种连接结构中由阻抗系数确定器300确定天线的输入回波阻抗系数的步骤的流程。

图8示出根据本发明示例性实施例的由阻抗系数确定器300确定天线的输入回波阻抗系数的步骤的流程图。

如图8所示，当由可调阻抗200基于接收的调节参数index1改变自身的阻抗参数后，在步骤s310，经由可调阻抗的所述另一端向天线发射测试信号，并基于可调阻抗的所述一端接收从天线返回的回波信号。也就是说，所述测试信号可经由可调阻抗200发射到天线，所述回波信号可经由可调电阻200返回到信号发生器310。这里，所述测试信号是指信号发生器310产生的激励信号，所述回波信号是指所述激励信号经由可调阻抗200到达天线后被天线反射回来的信号。

在步骤s320，由测量器320确定所述测试信号的功率和回波信号的功率。

在步骤s330，由计算器330基于所述测试信号的公路和回波信号的功率确定天线的输入回波阻抗系数。具体说来，所述天线的输入回波阻抗系数为测试信号的功率与回波信号的功率的比值。由于所述测试信号经由可调阻抗200发射到天线，所述回波信号经由可调阻抗200返回到信号发生器310，因此，测试信号和回波信号均受到了可调阻抗200的影响。

此外，作为示例，所述阻抗系数确定器300还可通过无线终端外部的网分仪来实现。

再次参照图7，当由阻抗系数确定器300确定天线的输入回波阻抗系数后，在步骤s410，由控制器400判断所述天线的输入回波阻抗系数是否满足预定条件，其中，当所述天线的输入回波阻抗系数不满足预定条件时，在步骤s420由控制器400更新可调阻抗200的调节参数，在执行完步骤s420之后，返回执行步骤s100，由处理器100向可调阻抗200提供更新后的调节参数。

这里，所述预定条件是指天线的输入回波阻抗系数与天线的理想输入回波阻抗系数的差值在预定偏差范围内。

图9示出根据本发明示例性实施例的由控制器400更新可调阻抗的调节参数的步骤的流程图。

如图9所示，在步骤s421，当所述天线的输入回波阻抗系数不满足预定条件时，基于所述天线的输入回波阻抗系数和天线的理想阻抗确定天线的当前阻抗。

作为示例，可通过下面的等式1来确定天线的当前阻抗：

其中，z为天线的当前阻抗，s11为天线的输入回波阻抗系数，z’为天线的理想阻抗。

在步骤s422，确定所述天线的当前阻抗在预先存储的天线阻抗史密斯圆图中与天线的理想阻抗之间的位置关系。

这里，所述史密斯圆图是指反射系散平面上标绘有归一化输入阻抗(或导纳)等值圆族的计算图，用以在传输线和某些波导问题中利用图解法求解，以避免繁琐的运算。

在步骤s423，基于所述天线的当前阻抗在预先存储的天线阻抗史密斯圆图中与天线的理想阻抗之间的位置关系，更新可调阻抗的调节参数，并返回执行步骤s100。

此外，当所述天线的输入回波阻抗系数不满足预定条件时，无线终端记录当前的可调阻抗的调节参数，并结束所述方法。

此外，作为示例，可调阻抗的一端连接到天线的馈点，当所述天线的输入回波阻抗系数满足预定条件时，可调阻抗的另一端作为天线的新的馈点。通过这种方式，可以在天线的输入回波阻抗系数满足预定条件时，将可调电阻200和天线作为一个整体代替原有的天线，使得天线一直处于性能最佳的状态。

在根据本发明示例性实施例的对无线终端的天线进行校准的设备和方法中，可以在整机条件下对无线终端的天线进行校准，通过这种校准方式，不仅可以提高校准的精度，还降低了天线受后续手机生产流程的影响。

应注意，本发明的以上各个实施例仅仅是示例性的，而本发明并不受限于此。本领域技术人员应该理解：在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，其中，本发明的范围在权利要求及其等同物中限定。