CN102752007A - 一种用于自动调节天线匹配的移动终端及其控制方法 - Google Patents

一种用于自动调节天线匹配的移动终端及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于自动调节天线匹配的移动终端及其控制方法，所述移动终端包括：基带处理模块、SPI控制接口、射频收发模块、射频前端模块、天线匹配模块和天线；所述基带处理模块的一端通过SPI控制接口与天线匹配模块的一端连接，基带处理模块的另一端依次通过所述射频收发模块和射频前端模块与天线匹配模块的另一端连接，天线匹配模块还与天线连接。本发明通过基带处理模块判断RSSI的数值小于预设频段时，发送SPI控制信号由SPI控制接口传输至天线匹配模块，控制可变电容、可变电感的大小来调节天线匹配阻抗，提高RSSI的数值，保证良好的通话质量。

Description

一种用于自动调节天线匹配的移动终端及其控制方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种用于自动调节天线匹配的移动终端及其控制方法。
背景技术
目前，手机通信中常用RSSI（Received Signal Strength Indication，接收的信号强度指示）来判定链接质量，表示通信信号的强弱。一般设定RSSI在90dbm左右时表示信号良好，若RSSI的值小于70dbm，在通信时会出现掉线、串音、话音质量不好、难以联网等现象。RSSI值的大小与无线环境、信号强度、通话频率及天线匹配等因素有关。手机设计中常通过调节天线匹配电路的匹配阻抗将天线的接收能力匹配到最佳状态，进而提高RSSI的数值。现有的天线匹配电路是π型匹配电路，其中的电容、电感值固定。通过改变电容、电感接地或并联的情况，例如增加串联电感，如图1所示的现有技术中smith chart匹配阻抗示意图，使最终的匹配阻抗落在smith chart（史密斯圆图）的圆心附近，越接近圆心，说明匹配越好，天线的效率越高，从而RSSI值就越高，反之则反。
随着通信技术的发展，手机中可包含的频段也在逐渐增加，如智能手机中常有5、6个频段。包含的频段越多，可以选择的基站信号就越多，不仅可以扩大手机的接通率，保持通话不断，还能获得良好的通话质量和通信覆盖。但同时，频段的增加对天线的设计，尤其是对天线匹配提出了更高的要求。手机设计中仅一个频段时会对应一个最佳的天线匹配电路，比较容易匹配出合适的阻抗。但是对于手机中同时有5个频段时，一般设计成在5个频段中寻找一个平衡点来满足所有频段的匹配要求。这种方式得到的匹配阻抗与各个频段的适配度不高，天线的接收能力不能随频段的变化灵活地调节，特别是在手机比较集中的地区抢占频段，或房屋比较密集的地方信号穿透能力不强时，往往会使手机的RSSI信号受环境的影响而降低，从而导致通话质量下降。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于自动调节天线匹配的移动终端及其控制方法，以解决通话频段改变时，现有技术的天线匹配电路不能任意调节天线匹配阻抗，满足多频段的匹配要求，通话质量不好的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种用于自动调节天线匹配的移动终端，其包括：
基带处理模块，用于监控、判断RSSI数值，输出SPI控制信号，以及根据天线匹配阻抗计算RSSI的数值；
SPI控制接口，用于在RSSI调节模式下，将基带处理模块发出的SPI控制信号传输至天线匹配模块；
射频收发模块，用于对基带处理模块及射频前端模块处理后的信号进行调制解调；
射频前端模块，用于对射频收发模块及天线匹配模块处理后的信号进行滤波和功能放大；
天线匹配模块，用于调节天线匹配阻抗的数值；
天线，用于辐射和接收无线信号；
所述基带处理模块的一端通过所述SPI控制接口与所述天线匹配模块的一端连接，所述基带处理模块的另一端依次通过所述射频收发模块和射频前端模块与天线匹配模块的另一端连接，所述天线匹配模块还与天线连接。
所述的移动终端，其中，所述天线匹配模块中的元件为可变电容和/或可变电感。
所述的移动终端，其中，所述移动终端为手机、平板电脑或数据卡。
所述的移动终端自动调节天线匹配的控制方法，其包括：
A、开机时启动移动终端的RSSI监控模式；
B、基带处理模块实时监控RSSI的数值，并判断RSSI的数值是否小于预设频段；如果是，移动终端进入RSSI调节模式并执行步骤C；否则，继续监控RSSI的数值；
C、基带处理模块通过SPI控制接口传输SPI控制信号至天线匹配模块，并由天线匹配模块根据所述SPI控制信号调节天线匹配阻抗的数值；
D、基带处理模块判断调节后的RSSI数值是否小于预设频段；如果是，则执行步骤C；否则，结束调节，退出RSSI调节模式。
所述的自动调节天线匹配的控制方法，其中，所述步骤C具体包括：
C1、基带处理模块通过SPI控制接口传输SPI控制信号至天线匹配模块；
C2、SPI控制信号调节天线匹配模块内部的可变电容和/或可变电感的大小；
C3、天线匹配模块通过调节后的可变电容和/或可变电感的产生一匹配阻抗。
所述的自动调节天线匹配的控制方法，其中，所述步骤D还包括：
D1、基带处理模块根据天线匹配模块的匹配阻抗的大小计算RSSI的数值。
所述的自动调节天线匹配的控制方法，其中，所述SPI控制信号为数字信号。
所述的自动调节天线匹配的控制方法，其中，预设频段为70dbm。
相较于现有技术，本发明提供的用于自动调节天线匹配的移动终端及其控制方法，由基带处理模块监控RSSI的数值，判断其小于预设频段时发出SPI控制信号，通过SPI控制接口传输至天线匹配模块，之后天线匹配模块根据接收到的SPI控制信号对天线匹配模块内部的可变电容和可变电感的值进行调控，进而改变了天线匹配阻抗的数值，导致RSSI的数值上升，获得较好的通信信号，保证了良好的通话质量。
附图说明
图1为现有技术中smith chart匹配阻抗示意图。
图2为本发明用于自动调节天线匹配的移动终端的结构框图。
图3为本发明移动终端的天线匹配模块实施例的结构示意图。
图4为本发明用于自动调节天线匹配的控制方法的方法流程图。
图5为现有技术中翻盖手机合上盖子时的阻抗示意图。
图6为现有技术中翻盖手机打开盖子时的阻抗示意图。
具体实施方式
本发明提供一种用于自动调节天线匹配的移动终端及其控制方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图2，其为本发明用于自动调节天线匹配的移动终端的结构框图。如图2所示，其包括基带处理模块100、SPI控制接口200、射频收发模块300、射频前端模块400、天线匹配模块500和天线。
基带处理模块100用于监控、判断RSSI的数值，输出SPI控制信号，以及根据天线匹配阻抗计算RSSI的数值。基带处理模块100的其他功能，如对信号编/译码等是现有技术，在本发明中不再赘述。
SPI控制接口200用于在RSSI调节模式下，将基带处理模块100发出的SPI控制信号传输至天线匹配模块500；射频收发模块300用于对基带处理模块及射频前端模块处理后的信号进行调制解调；射频前端模块400用于对射频收发模块及天线匹配模块处理后的信号进行滤波和功率放大；天线匹配模块500用于调节可变电容和/或可变电感的大小，达到改变天线匹配阻抗的值；天线用于辐射和接收无线信号。
其中，射频收发模块300对基带处理模块100传输的信号进行下变频，降低信号频率，还对射频前端模块400传输的信号进行上变频，提高信号频率。
所述基带处理模块100的一端通过所述SPI控制接口200与所述天线匹配模块500的一端连接，所述基带处理模块100的另一端依次通过所述射频收发模块300和所述射频前端模块400与天线匹配模块500的另一端连接，所述天线匹配模块500还与天线连接。
其中，所述天线匹配模块500中的元件为可变电容和/或可变电感；所述移动终端为手机、平板电脑或数据卡。
请同时参阅图3，其为本发明移动终端的天线匹配模块实施例的结构示意图。其包括第一电容C1、第二电容C2和第一电感L1。所述第一电容C1的一端通过第一电感L1与第二电容C2的一端连接，第一电容C1的另一端，及第二电容C2的另一端均接地。其中，第一电容C1和第二电容C2是可变电容，第一电感L1是可变电感。
第一电容C1、第二电容C2和第一电感L1组成一种π型匹配电路。在这种π型匹配电路中，所采用的电子元件可以全部采用可变电容，或全部采用可变电感，或两个可变电感与一个可变电容组合，或者两个可变电容与一个可变电感组合。可以理解的是，天线匹配模块中的电子元件除了可以组合成π型匹配电路的形式，还可以组合成其他形式的天线匹配电路，本发明对此不作限定。
请参阅图4，本发明提供的控制方法包括以下步骤：
S10、开机时启动移动终端的RSSI监控模式。移动终端开机时会自动启动RSSI监控模式。
S20、基带处理模块实时监控RSSI的数值，并判断RSSI的数值是否小于预设频段；如果是，则执行步骤S30；否则，继续监控RSSI数值。
在本实施例中，预设频段为70dbm。一般规定RSSI的数值在90dbm左右表示信号良好，若小于70dbm则通话质量会受到影响。RSSI的数值会随着无线环境、所在地的信号强度、通话频率、天线匹配等因素的变化而变化。特别地，如图5、6所示，其分别为现有技术中翻盖手机合上盖子和打开盖子时的阻抗示意图。翻盖手机在开盖、盒盖时的阻抗是不一样的，从而导致天线的匹配也不一样，进而影响了RSSI的数值变化。
S30、进入RSSI调节模式。
S40、基带处理模块通过SPI控制接口传输SPI控制信号至天线匹配模块并由天线匹配模块根据所述SPI控制信号调节天线匹配阻抗的数值。
SPI（Serial Periphearl Interface，串行外围接口）控制接口根据其特有的传输协议，传送串行数据控制命令，实现基带处理模块与天线匹配模块之间的数据通讯。即SPI控制信号为数字信号，可以采用二进制码，如010111。每次发送的SPI控制信号是不同的，具体数据由基带处理模块控制。
在本实施例中，天线匹配模块采用的是可变电容电路和/或可变电感组合的匹配电路，可参考图3。根据SPI控制信号发送的二进制码来调节可变电容和/或可变电感的大小，从而出得出一匹配阻抗。
S50、基带处理模块判断调节后的RSSI数值是否小于预设频段；如果是，则执行步骤S40；否则，结束调节，退出RSSI调节模式。
一般匹配阻抗为50欧姆时，天线的效率最优，通信信号最好。基带处理模块将计算出的一匹配阻抗的大小与50欧姆进行比较，越接近50欧姆，RSSI的数值越高，越偏离50欧姆，RSSI的数值就越低。
RSSI的数值在第一次调节后若能达到70dbm以上，则结束调节，退出RSSI调节模式，返回RSSI监控模式；若第一次调节后RSSI的数值仍小于70dbm，则基带处理模块再次发送SPI控制信号调节匹配阻抗的大小。
综上所述，本发明通过基带处理模块实时监测RSSI的数值，在通话频段改变或其他条件引起RSSI的数值下降小于预设频段时，基带处理模块发出SPI控制信号，经过SPI控制接口传输至天线匹配模块，控制天线匹配模块内的可变电容和/或可变电感的大小来调节天线匹配阻抗，以提高RSSI的数值，适应新的通话频段，增强通话信号，保证良好的通话环境。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于自动调节天线匹配的移动终端，其特征在于，包括：
基带处理模块，用于监控、判断RSSI数值，输出SPI控制信号，以及根据天线匹配阻抗计算RSSI的数值；
SPI控制接口，用于在RSSI调节模式下，将基带处理模块发出的SPI控制信号传输至天线匹配模块；
射频收发模块，用于对基带处理模块及射频前端模块处理后的信号进行调制解调；
射频前端模块，用于对射频收发模块及天线匹配模块处理后的信号进行滤波和功能放大；
天线匹配模块，用于调节天线匹配阻抗的数值；
天线，用于辐射和接收无线信号；
所述基带处理模块的一端通过所述SPI控制接口与所述天线匹配模块的一端连接，所述基带处理模块的另一端依次通过所述射频收发模块和射频前端模块与天线匹配模块的另一端连接，所述天线匹配模块还与天线连接。
2.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述天线匹配模块中的元件为可变电容和/或可变电感。
3.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端为手机、平板电脑或数据卡。
4.一种采用权利要求1所述的移动终端自动调节天线匹配的控制方法，其特征在于，包括：
A、开机时启动移动终端的RSSI监控模式；
B、基带处理模块实时监控RSSI的数值，并判断RSSI的数值是否小于预设频段；如果是，移动终端进入RSSI调节模式并执行步骤C；否则，继续监控RSSI的数值；
C、基带处理模块通过SPI控制接口传输SPI控制信号至天线匹配模块，并由天线匹配模块根据所述SPI控制信号调节天线匹配阻抗的数值；
D、基带处理模块判断调节后的RSSI数值是否小于预设频段；如果是，则执行步骤C；否则，结束调节，退出RSSI调节模式。
5.根据权利要求4所述的自动调节天线匹配的控制方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：
C1、基带处理模块通过SPI控制接口传输SPI控制信号至天线匹配模块；
C2、SPI控制信号调节天线匹配模块内部的可变电容和/或可变电感的大小；
C3、天线匹配模块通过调节后的可变电容和/或可变电感的产生一匹配阻抗。
6.根据权利要求4所述的自动调节天线匹配的控制方法，其特征在于，所述步骤D还包括：
D1、基带处理模块根据天线匹配模块的匹配阻抗的大小计算RSSI的数值。
7.根据权利要求4所述的自动调节天线匹配的控制方法，其特征在于，所述SPI控制信号为数字信号。
8.根据权利要求4所述的自动调节天线匹配的控制方法，其特征在于，预设频段为70dbm。
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