一种蓝牙天线的设计方法及相关设备技术

本发明专利技术实施例公开了一种蓝牙天线的设计方法及相关设备，增大蓝牙设备中天线发射接收电磁波的灵敏度。本发明专利技术实施例方法包括：根据第一阵元天线的中心频率以及第二阵元天线的中心频率确定第一阵元天线的天线长度以及第二阵元天线的天线长度；根据第一阵元天线的天线长度以及第一阵元天线的中心频率确定第一阵元天线的输入阻抗；根据第二阵元天线的天线长度以及第二阵元天线的中心频率确定第二阵元天线的输入阻抗；根据第一阵元天线的输入阻抗以及第二阵元天线的输入阻抗确定目标去耦合回路中传输线的长度；根据第一阵元天线的天线长度、第二阵元天线的天线长度、目标去耦合回路中传输线的长度以及所述并联的导纳确定目标阵列天线。

【技术实现步骤摘要】
一种蓝牙天线的设计方法及相关设备
本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种蓝牙天线的设计方法及相关设备。
技术介绍
蓝牙是一种支持终端设备短距离通信(一般是10m之内)的无线电技术，能在设备之间进行无线信息交换，其工作频率是2.4GHzISM(IndustrialScientificMedical)频段。由于其功能强大、耗电量低、成本低廉、工作频段免授权等优点，目前已广泛应用在手机、便携式电脑等移动通信设备中。蓝牙将工作频段2.4G～2.483GHz之间工作频段换分为79个子频段，每个频段占1M带宽。收发时以跳频的形式在这79个子频段随机选择跳频时使用的射频频率。一组蓝牙设备在进行数据传输之前，需完成配对、同步至共同时钟并且共享跳频图，其中跳频图表示蓝牙设备之间伪随机跳频子频段编号所构成的编码。天线是蓝牙无线系统中用来传送与接收电磁波能量的重要必备组件，由于目前技术尚无法将天线整合至半导体芯片中，故在蓝牙模块里除了核心的系统芯片外，天线是另一个影响蓝牙模块传输特性的关键性组件。然而现今普遍所用蓝牙设备中的天线为单元天线，其谐振频率大约为2.45GHz，为一个固定的值。蓝牙设备在工作时因其射频频率在79个子频段中跳跃，因此射频频率与天线谐振频率有一定的偏差，会造成蓝牙天线装备灵敏度不高，而且由于其频率偏差较大，天线不能够很好发射或者接收电磁波能量。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种蓝牙天线的设计方法及相关设备，减小蓝牙设备中天线元谐振频率与调频时的发射频率的频差，增大蓝牙设备中天线发射接收电磁波的灵敏度。本专利技术实施例第一方面提供了一种信息处理方法，具体包括：获取第一阵元天线的中心频率以及第二阵元天线的中心频率，所述第一阵元天线与所述第二阵元天线为相邻的阵元天线；根据所述第一阵元天线的中心频率以及所述第二阵元天线的中心频率确定第一阵元天线的天线长度以及第二阵元天线的天线长度；根据所述第一阵元天线的天线长度以及所述第一阵元天线的中心频率确定所述第一阵元天线的输入阻抗；根据所述第二阵元天线的天线长度以及所述第二阵元天线的中心频率确定所述第二阵元天线的输入阻抗；当所述第一阵元天线的输入阻抗以及所述第二阵元天线的输入阻抗与阻抗预设值的差值小于目标预设值时，则根据所述第一阵元天线的输入阻抗以及所述第二阵元天线的输入阻抗确定目标去耦合回路中传输线的长度，所述目标去耦合回路为所述第一阵元天线与所述第二阵元天线之间的去耦合回路；获取所述第一阵元天线与所述第二阵元天线并联的导纳；根据所述第一阵元天线的天线长度、所述第二阵元天线的天线长度、所述目标去耦合回路中传输线的长度以及所述并联的导纳确定目标阵列天线。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实施方式中，可以通过如下公式计算所述第一阵元天线的中心频率以及所述第二阵元天线的中心频率：其中fi表示第i个阵元天线接收中心频率，即第i个天线阵元的谐振频率点，i表示第i个阵元天线。结合第一方面以及第一方面的一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，当需要确定第一阵元天线的天线长度以及第二阵元天线的天香长度时，可以通过如下公式计算所述第一阵元天线的天线长度以及所述第二阵元天线的天线长度：其中Δzi表示第i阵元天线的天线长度，i表示第i个阵元天线，c表示电磁波的传输速度。结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，当需要确定第一阵元天线的输入阻抗时，可以通过公式ZiA＝RiA+jXiA根据所述第一阵元天线的天线长度以及所述第一阵元天线的中心频率确定第一阵元天线的输入阻抗，其中RiA为第i个阵元天线阻抗的实部，XiA为第i个阵元天线阻抗的虚部，j表示单位虚数，jXiA表示电抗分量；通过公式RiA＝Rr_i+Rohmic_i计算所述第i个阵元天线阻抗的实部RiA，其中所述Rr_i为第i个阵元天线辐射电阻，所述Rohmic_i为第i个阵元天线与欧姆损耗有关的电阻；通过公式计算所述第i个阵元天线辐射电阻Rr_i，Δzi表示第i个阵元天线的天线长度，λi为第i个阵元天线接收中心频率的波长；通过公式计算所述第i个阵元天线接收中心频率的波长λi：通过如下公式计算第i个阵元天线与欧姆损耗有关的电阻：其中，a表示导体的半径，Rs为第i个阵元天线的表面电阻；通过如下公式计算所述第i个阵元天线阻抗的虚部：结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，当需要确定去耦合网络中传输线的长度时，可以根据第一阵天线的输入阻抗以及第二阵元天线的输入阻抗确定耦合系数，根据耦合系数确定去耦合回路，在确定却耦合回路之后可以计算第一阵元天线与第二阵元天线耦合系数的相位，通过如下公式计算所述去耦合回路中传输线的长度：其中l为去耦合网络中传输线的长度，φ为所述第一阵元天线与所述第二阵元天线耦合系数的相位。结合第一方面，在第一方面的第五中可能的实现方式中，可以通过如下公式计算所述第一阵元天线与所述第二阵元天线并联的导纳：其中，Z0为所述第一阵元天线或所述第一阵元天线的串联电阻的阻抗，可以通过去耦合回路进行计算得出。B为所述第一阵元天线与所述第二阵元天线并联的导纳，为所述第一阵元天线与所述第二阵元天线耦合系数的幅度。本专利技术实施例第二方面提供了一种蓝牙天线的设计装置，具体包括：获取模块，用于获取第一阵元天线的中心频率以及第二阵元天线的中心频率，所述第一阵元天线与所述第二阵元天线为相邻的阵元天线；确定模块，用于根据所述第一阵元天线的中心频率以及所述第二阵元天线的中心频率确定第一阵元天线的天线长度以及第二阵元天线的天线长度；所述确定模块还用于根据所述第一阵元天线的天线长度以及所述第一阵元天线的中心频率确定所述第一阵元天线的输入阻抗；所述确定模块还用于根据所述第二阵元天线的天线长度以及所述第二阵元天线的中心频率确定所述第二阵元天线的输入阻抗；所述确定模块还用于在所述第一阵元天线的输入阻抗以及所述第二阵元天线的输入阻抗与阻抗预设值的差值小于目标预设值时，根据所述第一阵元天线的输入阻抗以及所述第二阵元天线的输入阻抗确定目标去耦合回路中传输线的长度，所述目标去耦合回路为所述第一阵元天线与所述第二阵元天线之间的去耦合回路；所述获取模块还用于确定所述第一阵元天线与所述第二阵元天线并联的导纳；所述确定模块还用于根据所述第一阵元天线的天线长度、所述第二阵元天线的天线长度、所述目标去耦合回路中传输线的长度以及所述并联的导纳确定目标阵列天线。本专利技术实施例第三方面提供了一种蓝牙天线，具体包括至少两个阵元天线，且两个相邻的阵元天线之间包括去耦合回路。本专利技术实施例第四方面提供了一种网络设备，具体包括中央处理器、存储介质、电源、输入输出接口以及如本专利技术实施例第三方面所述的蓝牙天线。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：首先要确定第一阵元天线的输入阻抗以及第二单元的输入阻抗与阻抗预设值的差值是否小于预设值，若是，则根据第一阵元天线的输入阻抗以及第二阵元天线的输入阻抗确定去耦合电路中传输线的长度，然后确定第一阵元天线与第二阵元天线并联的导纳，根据所述第一阵元天线的天线长度、所述第二阵元天线的天线长度、所述去耦合回路中传输线的长度以及所述并联的导纳确定目标阵列天线。由此可见，本专利技术实施例由于采用的是阵列天线，且不同阵元天线对应的不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓝牙天线的设计方法，其特征在于，包括：获取第一阵元天线的中心频率以及第二阵元天线的中心频率，所述第一阵元天线与所述第二阵元天线为相邻的阵元天线；根据所述第一阵元天线的中心频率以及所述第二阵元天线的中心频率确定第一阵元天线的天线长度以及第二阵元天线的天线长度；根据所述第一阵元天线的天线长度以及所述第一阵元天线的中心频率确定所述第一阵元天线的输入阻抗；根据所述第二阵元天线的天线长度以及所述第二阵元天线的中心频率确定所述第二阵元天线的输入阻抗；当所述第一阵元天线的输入阻抗以及所述第二阵元天线的输入阻抗与阻抗预设值的差值小于目标预设值时，则根据所述第一阵元天线的输入阻抗以及所述第二阵元天线的输入阻抗确定目标去耦合回路中传输线的长度，所述目标去耦合回路为所述第一阵元天线与所述第二阵元天线之间的去耦合回路；确定所述第一阵元天线与所述第二阵元天线并联的导纳；根据所述第一阵元天线的天线长度、所述第二阵元天线的天线长度、所述目标去耦合回路中传输线的长度以及所述并联的导纳确定目标阵列天线。

【技术特征摘要】
1.一种蓝牙天线的设计方法，其特征在于，包括：获取第一阵元天线的中心频率以及第二阵元天线的中心频率，所述第一阵元天线与所述第二阵元天线为相邻的阵元天线；根据所述第一阵元天线的中心频率以及所述第二阵元天线的中心频率确定第一阵元天线的天线长度以及第二阵元天线的天线长度；根据所述第一阵元天线的天线长度以及所述第一阵元天线的中心频率确定所述第一阵元天线的输入阻抗；根据所述第二阵元天线的天线长度以及所述第二阵元天线的中心频率确定所述第二阵元天线的输入阻抗；当所述第一阵元天线的输入阻抗以及所述第二阵元天线的输入阻抗与阻抗预设值的差值小于目标预设值时，则根据所述第一阵元天线的输入阻抗以及所述第二阵元天线的输入阻抗确定目标去耦合回路中传输线的长度，所述目标去耦合回路为所述第一阵元天线与所述第二阵元天线之间的去耦合回路；确定所述第一阵元天线与所述第二阵元天线并联的导纳；根据所述第一阵元天线的天线长度、所述第二阵元天线的天线长度、所述目标去耦合回路中传输线的长度以及所述并联的导纳确定目标阵列天线。2.根据权利要求1所述的蓝牙天线的设计方法，其特征在于，所述获取第一阵元天线的中心频率以及第二阵元天线的中心频率包括：通过公式计算所述第一阵元天线的中心频率以及所述第二阵元天线的中心频率；其中fi表示第i个阵元天线接收中心频率，即第i个天线阵元的谐振频率点，i表示第i个阵元天线。3.根据权利要求2所述的蓝牙天线的设计方法，其特征在于，所述根据所述第一阵元天线的中心频率以及所述第二阵元天线的中心频率确定第一阵元天线的天线长度以及第二阵元天线的天线长度包括：通过公式计算所述第一阵元天线的天线长度以及所述第二阵元天线的天线长度；其中Δzi表示第i阵元天线的天线长度，i表示第i个阵元天线，c表示电磁波的传输速度。4.根据权利要求1所述的蓝牙天线的设计方法，其特征在于，所述根据所述第一阵元天线的天线长度以及所述第一阵元天线的中心频率确定所述第一阵元天线的输入阻抗包括：通过公式ZiA＝RiA+jXiA根据所述第一阵元天线的天线长度以及所述第一阵元天线的中心频率确定第一阵元天线的输入阻抗，其中RiA为第i个阵元天线阻抗的实部，XiA为第i个阵元天线阻抗的虚部，j表示单位虚数，jXiA表示电抗分量；通过公式RiA＝Rr_i+Rohmic_i计算所述第i个阵元天线阻抗的实部RiA，其中所述Rr_i为第i个阵元天线辐射电阻，所述Rohmic_i为第i个阵元天线与欧姆损耗有关的电阻；通过公式计算所述第i个阵元天线辐射电阻Rr_i，Δzi表示第i个阵元天线的天线长度，λi为第i个阵元天线接收中心频率的波长；通过公式计算所述第i个阵元天线接收中心频率的波长λi：通过公式计算第i个阵元天线与欧姆损耗有关的电阻：其中，a表示导体的半径，Rs为第i个阵元天线的表面电阻；通过公式计算所述第i个阵元天线阻抗的虚部。5.根据权利要求1所述的蓝牙天线的设计方法，其特征在于，所述根据所述第一阵元天线的输入阻抗以及所述第二阵元天线的输入阻抗确定去耦合回路中传输线的长度包括：根据所述第一阵元天线的输入阻抗以及所述第二阵元天线的输入阻抗确定耦合系数；根据所述耦合系数确定去耦合回路；通过公式计算所述去耦合回路中传输线的长度；其中l为去耦合网络中传输线的长度，φ为所述第一阵元天线与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金纯，邱灿，
申请(专利权)人：重庆金瓯科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50