[实用新型]一种可重构天线及电子设备

说明书

本申请公开了一种可重构天线及电子设备。所述可重构天线包括智能波束控制组件和天线阵；所述天线阵包括N个天线单元，其中N≥3；N个所述天线单元等间距围设在所述智能波束控制组件的外围；所述天线单元为定向天线，其最大辐射方向沿其法向方向，其为双频双极化共口径天线；所述智能波束控制组件分别与每个所述天线单元连接；所述智能波束控制组件用于选择每个所述天线单元的工作状态。通过上述方法，本申请能够提供低成本的智能可重构天线。

技术领域

本申请涉及射频电路与天线设计的通信技术领域，特别是涉及一种可重构天线及电子设备。

背景技术

随着用户对于网络依赖性的不断增强，以及对高速、超宽带网络需求的不断增长，传统的具有全向覆盖天线的移动通信系统已逐渐难以满足广大用户日益增长的体验需要求。随着技术的不断进步，以及现代数字信号处理算法和芯片性能不断升级，具有灵活指向的结合智能控制系统的可重构天线系统已具备理论与技术基础。

采用具有智能可重构多天线系统可以自动识别用户请求，产生空间定向波束，将能量集中分配给指定用户，提高信号强度和作用距离，并且可以消除盲点。对于多个用户，还可以利用各个用户信号空间特征的差异，通过形成多波束，在同一信道上同时接收和发射多个信号而不发生相互干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效，并可以降低发射和接收功率，减少能耗。目前国内外已有多家无线通信设备厂商推出具有智能天线功能的产品，涉及WLAN、蜂窝领域，能够以芯片方式和自适应天线阵列方式进行智能化波束控制。

然而，芯片方案的智能天线技术在WLAN领域已经写入协议，但实测效果来看，增益局限在2dB，而自适应阵列方案的智能天线技术可以达到更高的增益，但需要天线阵列的自适应逻辑与收发逻辑保持一致，由于技术门槛较高，一般开发者不具有开发能力，并且现有产品尚未达到能与国外同类产品竞争的阶段，绝大部分依赖于进口。目前普遍存在两个方面问题：(1)设计难度大，开发周期长；不同于传统外置天线，要在紧凑的空间内放置多个不同功能和类型的天线，天线的设计、优化和调试往往占据了整个系统开发的绝大部分的时间；(2)开发成本高；智能自适应控制电路和算法，以及大量的信号控制芯片和处理芯片，导致开发成本远高于传统天线，限制了其推广和应用。

实用新型内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种低成本的智能可重构天线及电子设备。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是提供一种可重构天线，所述可重构天线包括智能波束控制组件和天线阵；所述天线阵包括N个天线单元，其中N≥3；N个所述天线单元等间距围设在所述智能波束控制组件的外围；所述天线单元为定向天线，其最大辐射方向沿其法向方向，其为双频双极化共口径天线；所述智能波束控制组件分别与每个所述天线单元连接；所述智能波束控制组件用于选择每个所述天线单元的工作状态。

其中，所述智能波束控制组件包括：主控单元；射频基带，所述射频基带与所述主控单元连接；低噪声放大器和功率放大器，所述低噪声放大器和所述功率放大器分别与所述射频基带连接；射频开关模块，所述射频开关模块的一端分别与所述低噪声放大器和所述功率放大器连接，所述射频开关模块的另一端分别与每个所述天线单元连接；开关控制电路，所述开关控制电路的一端与所述主控单元连接，所述开关控制电路的另一端与所述射频开关模块连接。

其中，所述射频开关模块包括第一单刀多掷开关、多个级联支路和N个第二单刀多掷开关；所述第一单刀多掷开关包括一个第一可动端和多个第一不动端，所述第一可动端分别与所述低噪声放大器和所述功率放大器连接，每个所述第一不动端分别与一个所述级联支路连接；N个所述第二单刀多掷开关与N个所述天线单元一一对应，每个所述第二单刀多掷开关均包括一个第二可动端和多个第二不动端，每个所述第二单刀多掷开关中的所述第二可动端与对应的所述天线单元连接，每个所述第二单刀多掷开关中的每个所述第二不动端分别与一个所述级联支路连接。