一种电子设备、天线组件、天线系统及其控制方法

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体地说，是涉及一种电子设备、天线组件、天线系统及其控制方法。

背景技术

随着移动通信技术的发展，现有电子设备的通信需求越来越高。因而，现有电子设备一般通过设置天线来接收和发射信号，以实现与外界的通信。然而，对于电子设备而言，轻薄化、小型化已经成为发展趋势，且现有的电子设备的内部空间已相当紧凑，因而，目前电子设备的天线均为固定在电子设备的某一位置上，例如，固定在天线电路板或者支架上。因此，天线的方向性就被固定不可改变，因而，在某些方向上天线信号很弱，导致通信效果不佳。

例如，图1所示的偶极子天线形式，偶极子天线分为两个分支，即电源正极分支和与电源负极分支，正极分支与负极分支共同作用形成天线的方向图。如图2（a）所示为标准半波偶极子天线方向图，其剖面图如图2（b）所示。偶极子天线的场图在垂直于天线分支的方向上信号强，而在平行于天线分支的方向弱，也即，在图2（b）中，上下方向天线信号较弱，左右方向天线信号较强。若将偶极子天线180度旋转，如图2（c）所示，那么方向图会随着天线的旋转而旋转，此时，上下方向天线信号较强，左右方向天线信号较弱。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子设备、天线组件及其控制方法，解决了现有结构紧凑的电子设备上天线的方向固定不可改变，在某些方向上天线信号很弱，导致通信效果不佳的技术问题。

本发明的目的是提供一种电子设备、天线系统及其控制方法，解决了现有电子设备具有多组天线时，多组天线同时发射与接收信号时，两组天线信号相互干扰，从而使得天线通信效果不佳的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种天线组件，所述天线组件包括：

至少两组天线，每组天线包括一对天线分支，任意两对天线分支的布置方向不同；

一对导通元件，分别用于连接馈电信号和地信号；

转动装置，用于带动所述导通元件转动以使所述导通元件与其中一对天线分支导通以形成工作天线。

如上所述的天线组件，所述一对天线分支包括正极分支和负极分支，所述正极分支和所述负极分支在同一直线上或者同一平面内；所述导通元件位于所述正极分支和所述负极分支之间。

如上所述的天线组件，至少两对天线分支所在的直线或平面垂直。

如上所述的天线组件，所述转动装置包括：

转动部，所述一对导通元件位于所述转动部上，所述天线分支位于所述转动部的外侧；

驱动电机，用于驱动所述转动部转动。

如上所述的天线组件，所述天线组件包括：

天线信号强度检测模块，用于检测所述天线的信号强度；

控制模块，用于控制所述转动装置带动所述导通元件转动，所述控制模块用于确定信号强度最强的天线，在所述导通元件与所有对天线分支分别导通时，接收所述天线信号强度检测模块检测的所述天线的信号强度；所述控制模块还用于确定最强信号强度，用于确定所述最强信号强度对应的天线分支为目标天线分支，所述控制模块用于控制所述导通元件与所述信号强度最强的天线的天线分支导通；

或者，所述控制模块用于控制所述转动装置带动所述导通元件转动，所述控制模块用于控制所述导通元件与信号强度满足设定阈值的天线的天线分支导通；进一步的，所述控制模块用于在所有天线的信号强度均不满足设定阈值时，所述控制模块用于确定信号强度最强的天线，所述控制模块用于控制所述导通元件与所述信号强度最强的天线的天线分支导通。

一种基于上述的天线组件的控制方法，所述控制方法为：

所述转动装置带动所述导通元件转动，检测天线的信号强度，确定信号强度最强的天线，控制所述导通元件与所述信号强度最强的天线的天线分支导通；

或者，所述转动装置带动所述导通元件转动，检测天线的信号强度，控制导通元件与信号强度满足设定阈值的天线的天线分支导通；进一步的，在所有天线的信号强度均不满足设定阈值时，确定信号强度最强的天线，控制所述导通元件与所述信号强度最强的天线的天线分支导通。

一种天线系统，所述天线系统包括控制模块和至少两组上述的天线组件，所述控制模块用于在至少两组天线组件同时工作时控制至少两组天线中与各自的导通元件导通的天线分支的布置方向不同。

如上所述的天线系统，所述控制模块用于在两组天线组件同时工作时控制两组天线中与各自的导通元件导通的天线分支的布置方向垂直。

一种基于上述的天线系统的控制方法，所述控制方法为：

确定其中一组天线组件的导通元件导通的天线分支的布置方向，确定其余天线组件的导通元件导通的天线分支的布置方向与已经确定导通的天线分支的布置方向不同；进一步的，确定另一组天线组件的导通元件导通的天线分支的布置方向与已经确定导通的天线分支的布置方向垂直。

一种电子设备，所述电子设备包括上述的天线组件或者上述的天线系统。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明天线组件包括转动装置、一对导通元件和至少两组天线，每组天线包括一对天线分支，任意两对天线分支的布置方向不同；一对导通元件分别用于连接馈电信号和地信号；转动装置用于带动导通元件转动以使导通元件与其中一对天线分支导通以形成工作天线。因而，本发明导通元件可选择不同布置方向的天线分支进行导通，导通元件可选择与信号强度高的方向的天线分支进行导通以作为工作天线，以达到良好的信号强度，保证通信质量。

本发明天线组件的控制方法，转动装置带动导通元件转动，控制导通元件与所有对天线分支分别导通时，检测天线的信号强度，确定最强信号强度最强的天线，控制导通元件与信号强度最强的天线的天线分支导通，因而，本发明能够选择信号强度最强的天线作为工作天线，大大提高天线的通信效果。

本发明天线组件的控制方法，转动装置带动导通元件转动，导通元件与其中一对天线分支导通时，检测天线的信号强度，控制导通元件与信号强度满足设定阈值的天线的天线分支导通，本发明能够更加快捷的找到符合信号强度的天线。

本发明天线系统包括控制模块和至少两组天线组件，控制模块用于在至少两组天线组件同时工作时控制至少两组天线中与各自的导通元件导通的天线分支的布置方向不同，可以减少至少两组天线组件同时工作时的相互干扰，提高通信效果。

本发明天线系统的控制方法确定其中一组天线组件的导通元件导通的天线的布置方向，确定其余天线组件的导通元件导通的天线分支的布置方向与已经确定导通的天线分支的布置方向不同，可以减少至少两组天线组件同时工作时的相互干扰，提高通信效果。

本发明电子设备导通元件可选择不同布置方向的天线分支进行导通，导通元件与信号强度高的方向的天线分支进行导通以作为工作天线，以达到良好的信号强度，保证通信质量。

本发明电子设备包括控制模块和至少两组天线组件，控制模块用于在至少两组天线组件同时工作时控制至少两组天线中与各自的导通元件导通的天线的布置方向不同，可以减少至少两组天线组件同时工作时的相互干扰，提高通信效果。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是偶极子天线示意图。

图2（a）是偶极子天线方向图。

图2（b）是偶极子天线在竖直方向布置时的天线方向图。

图2（c）是偶极子天线在水平方向布置时的天线方向图。

图3是本发明具体实施例天线组件的示意图。

图4是本发明具体实施例天线组件的原理框图。

图5是本发明具体实施例天线组件的天线方向图。

图6-7是本发明具体实施例天线组件的控制流程图。

图8是本发明具体实施例电子设备的示意图。

图9是本发明具体实施例天线系统的示意图。

图10是本发明具体实施例天线系统的天线方向图。

图11是本发明具体实施例天线系统的控制流程图。

图12是本发明具体实施例电子设备的示意图。

图中，

11、天线1第一分支；

12、天线1第二分支；

21、天线2第一分支；

22、天线2第二分支；

31、第一导通元件；

32、第二导通元件；

41、转动部；

42、驱动电机；

51、壳体；

52、镜筒；

6、天线组件；

61、第一天线组件；

62、第二天线组件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

一种天线组件，包括转动装置、一对导通元件和至少两组天线：

至少两组天线，每组天线包括一对天线分支，任意两对天线分支的布置方向不同；

一对导通元件，分别用于连接馈电信号和地信号；

转动装置，用于带动导通元件转动以使导通元件与其中一组天线导通，导通元件与天线导通时一对导通元件分别与其中一组天线的一对天线分支导通以形成一个完整的天线。

本实施例导通元件可以选择不同布置方向的天线分支进行导通，导通元件与信号强度高的方向的天线分支进行导通以作为工作天线，以达到良好的信号强度，保证通信质量。

如图3所示，本实施例以设置两组天线为例进行说明：

天线组件包括第一组天线和第二组天线。第一组天线和第二组天线的布置方向不同。

具体的，第一组天线包括一对天线分支：天线1第一分支11和天线1第二分支12，在图中为竖直方向布置。进一步的，第一组天线为偶极子天线，天线1第一分支11为正极分支，天线1第二分支12为负极分支。天线1第一分支11和天线1第二分支12在同一直线上或者同一平面内。

第二组天线包括一对天线分支：天线2第一分支21和天线2第二分支22，在图中为水平方向布置。进一步的，第二组天线为偶极子天线，天线2第一分支21为正极分支，天线2第二分支22为负极分支。天线2第一分支21和天线2第二分支22在同一直线上或者同一平面内。

两组天线的天线分支所在的直线或平面相交，导通元件位于正极分支和负极分支之间，也即，导通元件位于天线1第一分支11和天线1第二分支12之间，导通元件位于天线2第一分支21和天线2第二分支22之间。

在第一组天线的天线分支和第二组天线的天线分支为直线时，第一组天线的天线分支和第二组天线的天线分支所在的直线垂直；在第一组天线的天线分支和第二组天线的天线分支为其它形状，例如L形时，第一组天线的天线分支和第二组天线的天线分支所在的平面垂直。

一对导通元件包括第一导通元件31和第二导通元件32，第一导通元件31和第二导通元件32位于同一直线上或者同一平面内。

第一导通元件31用于连接馈电信号，第二导通元件32用于连接地信号。

具体的，第一导通元件31用于连接信号传输线的馈电信号，第二导通元件32用于连接信号传输线的地信号。

第一导通元件31与天线1第一分支连接时，第二导通元件32与天线1第二分支连接。第一导通元件31与与天线2第一分支连接时，第二导通元件32与天线2第二分支连接。

转动装置用于带动导通元件转动以使导通元件与其中一对天线分支导通以形成工作天线。

其中，一对天线分支是指所有天线中信号强度最强的天线的天线分支，或者，信号强度满足设定阈值的天线的天线分支。

具体的，转动装置包括转动部41和驱动电机42。驱动电机42用于驱动转动部41转动。

第一导通元件31和第二导通元件32位于转动部41上，一般的，转动部41为一个转动支架，可以为直线型或者圆盘形或者圆环形等。

转动部41为直线型时，驱动电机42的动力输出轴与转动部41的中部相接，第一导通元件31和第二导通元件32位于转动部41的两端。

转动部41为圆盘形或者圆环形时，驱动电机42的动力输出轴与转动部41的中心相接，第一导通元件31和第二导通元件32位于转动部41同一直径的两端。

第一导通元件31和第二导通元件32为接触弹片，第一导通元件31的内端与信号传输线的馈电信号相接，第二导通元件32的内端与信号传输线的地信号相接，为了适应第一导通元件31和第二导通元件32的转动，信号传输线的长度具有一定的转动余量。

天线分支位于转动部41的外侧，驱动电机42带动转动部41转动，在第一导通元件31、第二导通元件32不与天线分支接触时，没有天线工作，在第一导通元件31、第二导通元件32转动至与一对天线分支相对时，第一导通元件31、第二导通元件32与该对天线分支相接接触实现导通，一般的，第一导通元件31和第二导通元件32的外端或端部的底端或端部的顶端与天线分支相接接触，实现天线分支分别与信号传输线的馈电信号和地信号相接，形成一个工作天线。

一般的，驱动电机42带动导通元件正向转动特定角度后反向转动特定角度，以避免导线的缠绕。本实施例中，特定角度为90度。驱动电机42带动导通元件处于0度状态时，导通元件与第一组天线接触导通，驱动电机42带动导通元件顺时针转动90度时，导通元件与第二组天线接触导通。驱动电机42带动导通元件逆时针转动90度，导通元件复位至与第一组天线导通。

如图4所示，为了快速准确的确定第一组天线和第二组天线的信号强度，天线组件包括天线信号强度检测模块和控制模块，天线信号强度检测模块检测天线信号强度并发送给控制模块，控制模块根据信号强度选择导通元件导通的天线分支，并控制转动装置驱动导通元件与选择的天线分支导通。

天线信号强度检测模块用于检测天线的信号强度，天线信号强度检测模块可分别与所有天线相接，可以对每组天线进行信号强度的检测。

在一些实施例中，控制模块用于控制转动装置驱动导通元件转动，控制模块用于确定信号强度最强的天线，控制模块用于控制导通元件与信号强度最强的天线的天线分支导通。

具体的，控制模块用于控制转动装置带动导通元件转动，在导通元件与所有对天线分支分别导通时，控制天线信号强度检测模块检测天线的信号强度，控制模块接收天线信号强度检测模块检测的天线的信号强度；控制模块还用于确定最强信号强度，用于确定信号强度最强的天线，用于控制转动装置带动导通元件转动至与信号强度最强的天线的天线分支导通。在此实施例中，控制模块确定天线为所有天线中信号强度最好的天线，导通元件与该天线的天线分支导通后形成的工作天线信号强度高，通信效果好。

在一些实施例中，控制模块存储有信号强度设定阈值，该信号强度设定阈值为能够满足通信要求的事先确定的阈值，该阈值可根据需求进行修改。控制模块用于控制转动装置带动导通元件转动，控制模块用于控制导通元件与信号强度满足设定阈值的天线的天线分支导通。

具体的，控制模块用于控制转动装置带动导通元件转动至与其中一对天线分支导通时，接收天线信号强度检测模块检测的天线的信号强度；控制模块用于在信号强度满足设定阈值时，控制导通元件不动，保持导通元件与信号强度满足设定阈值的天线分支连通；否则，控制模块用于控制导通元件与另外一对天线分支导通，直到信号强度满足设定阈值时，控制导通元件不动，保持导通元件与信号强度满足设定阈值的天线分支连通。在此实施例中，只要找到信号强度满足设定阈值的天线分支即可保证通信质量，将导通元件与该天线分支导通即可，能够更加快速的找到能够满足通信要求的工作天线，避免导通元件多次转动，降低硬件损耗。

在上述实施例中，若所有天线信号强度均没有满足设定阈值，则控制模块用于在所有天线的信号强度均不满足设定阈值时，控制模块用于确定信号强度最强的天线，控制模块用于控制导通元件与信号强度最强的天线的天线分支导通，以尽量保证通信质量。

具体的，控制模块用于控制转动装置带动导通元件转动至与其中一对天线分支导通时，接收天线信号强度检测模块检测的天线的信号强度；控制模块用于在信号强度满足设定阈值时，控制导通元件不动；否则，控制模块用于控制转动装置带动所述导通元件转动，在导通元件与所有对天线分支分别导通时，接收天线信号强度检测模块检测的天线的信号强度，在所有的天线的信号强度均不满足设定阈值时，控制模块用于确定最强信号强度，用于确定信号强度最强的天线，用于控制导通元件与信号强度最强的天线的天线分支导通。

如图5所示，本实施例在天线1的信号强度高，控制导通元件与天线1导通时，能够实现图5中竖直方向的方向图，在天线2的信号强度高，控制导通元件与天线2导通时，能够实现图5中水平方向的方向图。本实施例导通元件与信号强度高的方向的天线分支进行导通以作为工作天线，以达到良好的信号强度，保证通信质量。

本实施例还提出了一种天线组件的控制方法。

在一些实施例中，控制方法为：转动装置带动导通元件转动，检测天线的信号强度，确定信号强度最强的天线，控制导通元件与信号强度最强的天线的天线分支导通。

具体的，转动装置带动导通元件转动，在导通元件与所有对天线分支分别导通时，检测天线的信号强度，得到所有天线的信号强度；确定所有天线的信号强度中信号强度最强的天线，控制转动装置带动导通元件转动至与信号强度最强的天线的天线分支导通。

如图6所示，控制方法包括如下步骤：

S1、开始。

S2、转动装置带动导通元件转动至与第一位置天线分支导通。激活第一位置天线。

S3、检测第一位置天线信号强度。

S4、转动装置带动导通元件转动至下一位置天线分支导通。激活下一位置天线。

S5、检测下一位置天线信号强度。

S6、判断所有位置天线分支是否都导通，若是，进入步骤S7，否则，进入步骤S4。

S7、确定所有天线的信号强度中信号强度最强的天线。

S8、控制转动装置带动导通元件转动至与信号强度最强的天线的天线分支导通。

在一些实施例中，控制模块存储有信号强度设定阈值，该信号强度设定阈值为能够满足通信要求的事先确定的阈值，该阈值可根据需求进行修改。控制方法为：转动装置带动导通元件转动，检测天线的信号强度，控制导通元件与信号强度满足设定阈值的天线的天线分支导通。进一步的，在所有天线的信号强度均不满足设定阈值时，确定信号强度最强的天线，控制导通元件与信号强度最强的天线的天线分支导通。

具体的，转动装置带动导通元件转动至与其中一对天线分支导通时，检测天线的信号强度；在信号强度满足设定阈值时，控制导通元件不动；否则，控制导通元件与一对天线分支导通，直到信号强度满足设定阈值时，控制导通元件不动。进一步的，在所有天线的信号强度均不满足设定阈值时，确定信号强度最强的天线，控制导通元件与信号强度最强的天线的天线分支导通。

如图7所示，控制方法包括如下步骤：

S1、开始。

S2、转动装置带动导通元件转动至与第一位置天线分支导通。激活第一位置天线。

S3、检测第一位置天线信号强度。

S4、判断第一位置天线信号强度是否满足设定阈值，若是，进入步骤S9，否则，进入步骤S5。

S5、转动装置带动导通元件转动至与下一位置天线分支导通。激活下一位置天线。

S6、检测下一位置天线信号强度。

S7、判断下一位置天线信号强度是否满足设定阈值，若是，进入步骤S9，否则，进入步骤S8。

S8、判断所有位置天线分支是否都导通，若是，进入步骤S10，否则，进入步骤S5。

S9、控制导通元件不动，导通元件不再转动，保持与信号强度满足设定阈值的天线的天线分支导通。

S10、确定所有天线的信号强度中信号强度最强的天线。

S11、控制转动装置带动导通元件转动至与信号强度最强的天线的天线分支导通。

本实施例还提出了一种电子设备，电子设备包括壳体和位于壳体上或者壳体内的天线组件，电子设备还包括位于壳体内的射频信号源和控制电路板，射频信号源和控制电路板与天线组件相接。

如图8所示，本实施例的电子设备为VR设备，包括壳体51、位于壳体51上的镜筒52和天线组件6，壳体51内设置射频信号源和控制电路板，控制电路板上具有控制模块和天线信号强度检测模块，天线组件6的转动装置通过信号控制线与控制模块电连接，天线组件6的导通元件通过信号传输线与射频信号源相接。

本实施例还提出了一种天线系统，天线系统包括控制模块和至少两组权利上述的天线组件，在至少两组天线组件中，天线分支的布置方向相同。控制模块用于在至少两组天线组件同时工作时控制至少两组天线中与各自的导通元件导通的天线分支的布置方向不同。

如图9所示，本实施例的天线系统包括第一天线组件61和第二天线组件62。在第一天线组件61和第二天线组件62中，天线分支的布置方向相同，具体的，第一天线组件61包括竖直方向布置的天线1第一分支11和天线1第二分支12、水平方向布置的天线2第一分支21和天线2第二分支22；第二天线组件62包括竖直方向布置的天线1第一分支11和天线1第二分支12、水平方向布置的天线2第一分支21和天线2第二分支22。

本实施例中，控制模块用于在两组天线组件同时工作时控制两组天线中与各自的导通元件导通的天线分支的布置方向垂直。

具体的，控制模块控制第一组天线组件61的导通元件与竖直方向的天线1第一分支11和天线1第二分支12导通时，控制第二组天线组件62的导通元件与水平方向的天线2第一分支21和天线2第二分支22导通。控制模块控制第一组天线组件61的导通元件与水平方向的天线2第一分支21和天线2第二分支22导通时，控制第二组天线组件62的导通元件与竖直方向的天线1第一分支11和天线1第二分支12。

本实施例中，第一组天线组件61为蓝牙天线，第二组天线组件62为WIFI天线。

对于工作在同一频段的两组天线，则可设置两个本实施例的天线组件，分别控制两组天线组件的驱动电机旋转，使得两组天线组件的导通元件连通的天线组方向图始终互补，因而可减小两天线的干扰。

如图10所示，本实施例天线的方向图可覆盖上下左右全部方向。

当然，本发明并不局限于只设置两组天线组件，也可设置多组天线组件以获取设备所需的方向图。

基于上述的天线系统，本实施例还提出了一种控制方法：

确定其中一组天线组件的导通元件导通的天线分支的布置方向，确定其余天线组件的导通元件导通的天线分支的布置方向与已经确定导通的天线分支的布置方向不同。

进一步的，确定其中一组天线组件的导通元件导通的天线分支的布置方向，确定另一组天线组件的导通元件导通的天线分支的布置方向与已经确定导通的天线分支的布置方向垂直。

其中，确定其中一组天线组件的导通元件导通的天线分支的布置方向的方法与一组天线组件的控制方法相同，此处不再赘述。

首先确定导通元件导通的天线分支的布置方向的一组天线组件为初始组天线组件，初始组天线组件一般为天线系统中更为重要或者使用频率更高的的天线组件，当然，用户可根据需求对初始组天线组件进行更改设定，以满足多样化需求。

本实施例中，当蓝牙天线和WIFI天线同时工作时，蓝牙天线和WIFI天线同频段，存在共存干扰的问题，需要增加两个天线的隔离度。因而，分别设置两组天线组件，两组天线组件的驱动电机均可带动各自的导通元件转动，使得导通元件各自导通的天线分支的方向始终正交。这样，保证两组天线组件的隔离度始终保持一个高隔离的状态。例如，当蓝牙天线在天线1第一分支11和天线1第二分支12工作时，设置WIFI天线在天线2第一分支21和天线2第二分支22工作；或者，蓝牙天线工作在天线2第一分支21和天线2第二分支22，则WIFI天线工作在天线1第一分支11和天线1第二分支12。

如图11所示，本实施例的控制方法包括如下步骤：

S1、开始。

S2、确定初始组天线组件中导通元件导通的天线分支。步骤2中可采用图6或图7的方法确定。初始组天线组件可事先确定或者用户选择。

S3、确定另一组天线组件的导通元件导通的天线分支的布置方向与已经确定导通的天线分支的布置方向不同。

S4、判断是否所有天线组件均已工作，若是，进入步骤S5，否则，进入步骤S3。

S5、结束。

当然，如果在天线系统使用过程中，一组天线组件的导通方向需要调整，其余天线组件的导通方向适应性调节即可。

当本发明中存在多组天线组件时，仍然采用同样方法，使得天线方向图互补即可。

本实施例还提出了一种电子设备，电子设备包括壳体和位于壳体上或者壳体内的至少两组天线组件，电子设备还包括位于壳体内的射频信号源和控制电路板，射频信号源和控制电路板与至少两组天线组件相接。

如图12所示，本实施例的电子设备为VR设备，包括壳体51、位于壳体51上的镜筒52、第一天线组件61和第二天线组件62，壳体51内设置射频信号源和控制电路板，控制电路板上具有控制模块和天线信号强度检测模块，第一天线组件61和第二天线组件62的转动装置通过信号控制线与控制模块电连接，第一天线组件61的导通元件通过信号传输线与射频信号源相接，第一天线组件62的导通元件通过信号传输线与射频信号源相接。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。