CN102780793B - 兼容内置天线与外置天线功能的移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了兼容内置天线与外置天线功能的移动终端，包括内置天线、内置天线匹配模块、外置天线匹配模块、插座接口、CMMB信号处理模块、CPU处理模块和切换模块，通过CPU处理模块检测外置天线是否插入插座接口，输出相应的高低平信号控制切换模块的导通状态，在外置天线插入插座接口时输出高电平，使切换模块导通外置天线匹配模块与CMMB信号处理模块之间的通路，来增强CMMB信号的接收质量，在CMMB信号覆盖良好的地方，无需将外置天线插入插座接口，CPU处理模块输出低电平，此时切换模块导通内置天线匹配模块与CMMB信号处理模块之间的通路，在不影响移动终端整体美观的同时，提升了用户的体验效果。
Description
技术领域
本发明涉及电子产品的天线设计技术领域，特别涉及一种兼容内置天线与外置天线功能的移动终端。
背景技术
CMMB（ChinaMobileMultimediaBroadcasting，中国移动多媒体广播）多媒体广播是中国广电集团运营的国产手机电视业务标准，CMMB工作频率范围470～798MHz，其工作频点较低、带宽较宽。从天线理论讲天线所能达到的最大带宽与天线占用的空间成正比。因此进行CMMB天线设计时，要获得涵盖CMMB工作频段的带宽，必须保证给天线预留足够的空间。因此传统的CMMB手机天线都采用拉杆天线设计方式，如下图1所示。拉杆天线10通过天线的拉伸，把天线拉伸到手机20外部，不但使拉杆天线10获得较大的三维占用空间，还使得拉杆天线10获得很宽的带宽特性，从而使天线工作频段能涵盖CMMB工作频率范围470～798MHz的所有频点，而且拉杆天线10周围无任何遮挡物干扰，从而达到最优的CMMB信号接收效果。
但随着用户体验需求的提升，手机不断的朝着小型化、薄型化趋势发展，因此CMMB天线内置也成为终端的一个发展方向。由于市场需求的驱动，中国移动发布2012年产品白皮书中明确要求“支持CMMB功能的设计推荐采用内置天线方式”，因此终端厂商在设计具有CMMB功能的手机时，只有采用内置天线方式才能获得较好的产品竞争力。但由于CMMB内置天线尺寸小，且内置天线尺寸受到手机外观、结构的限制，加上内置天线受周围布满的手机各类电子元器件的干扰，一般情况下内置天线在CMMB工作带宽内的信号接收效果只能达到外置拉杆天线的10～40%左右的效能，导致CMMB信号接收效果不佳，用户体验上会明显感觉CMMB信号较差。
可见，当前CMMB内置天线技术还不成熟，因此目前市面上具有内置CMMB天线的终端并不多见。虽然CMMB内置天线性能比外置拉杆天线差很多，但在CMMB信号覆盖良好的地方，内置天线还是能基本满足用户接收CMMB信号观看手机电视节目功能需求，在CMMB信号覆盖不好的地方，内置天线接收质量不好的缺点会比较突出。
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兼容内置天线与外置天线功能的移动终端，能实现内置天线与外置天线功能兼容，在不影响移动终端整体美观的同时，增强CMMB信号接收质量。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种兼容内置天线与外置天线功能的移动终端，用于增强CMMB信号接收质量，所述移动终端包括内置天线和内置天线匹配模块；
用于插接外置天线的插座接口；
外置天线匹配模块；
用于处理CMMB信号的CMMB信号处理模块；
用于检测外置天线是否插入插座接口，并相应输出高低电平信号控制切换模块的导通状态的CPU处理模块；
用于根据CPU处理模块输出的高低电平信号，选择导通外置天线匹配模块与CMMB信号处理模块之间的通路，或者导通内置天线匹配模块与CMMB信号处理模块之间的通路的切换模块；
所述CPU处理模块连接切换模块和插座接口，所述CMMB信号处理模块通过切换模块连接外置天线匹配模块和内置天线匹配模块，所述外置天线匹配模块连接插座接口，所述内置天线匹配模块连接内置天线；
所述切换模块包括电子切换开关芯片和第一电阻，所述电子切换开关芯片的SEL端通过第一电阻接地、还连接CPU处理模块的GPIO口，所述电子切换开关芯片的VCC端连接CPU处理模块的供电端，所述电子切换开关芯片的A端连接CMMB信号处理模块的CMMB_RFIN端，电子切换开关芯片的B1端连接外置天线匹配模块，电子切换开关芯片的B0端连接内置天线匹配模块，电子切换开关芯片的GND端接地；
所述CPU处理模块的JACK_INSERT_SENSE端连接插座接口的CMMB_ANTENNA_INSERT_SEN端，插座接口的CMMB_ANTENNA端连接外置天线匹配模块；插座接口的GND端接地，外置天线插入插座接口时，CPU处理模块被拉低产生中断；
所述外置天线插头的第1引脚和第10引脚相连，外置天线插头的第10引脚在插入移动终端后，和移动终端地信号连接，当外置天线插入手机时外置天线的第1引脚会被接入到手机地信号变为低电平，此时CPU处理模块的第1引脚将被拉到低电平触发中断；在软件功能上，在CPU处理模块U1的第1引脚产生中断触发时，CPU处理模块自动配置CPU处理模块的第2引脚的GPIO信号为高电平，此时电子切换开关芯片的第6引脚将被置于高电平状态，使得电子切换开关芯片的第4引脚和第1引脚建立物理连接；以上当外置天线拔出后，CPU处理模块再次产生中断，CPU处理模块配置其第2引脚恢复到低电平，从而使电子切换开关芯片的第4引脚和第3引脚恢复连接，CMMB信号接收又恢复到内置天线接收方式。
所述的兼容内置天线与外置天线功能的移动终端中，所述外置天线匹配模块包括第一电容、第二电容、第一电感和第二电感；所述第一电容的一端连接第一电感的一端和插座接口的CMMB_ANTENNA端，第一电容的另一端通过第二电容连接电子切换开关芯片的B1端、还通过第二电感接地；所述第一电感的另一端接地。
所述的兼容内置天线与外置天线功能的移动终端，还包括第一二极管，所述第一二极管的负极连接第一电容的一端、第一电感的一端和插座接口的CMMB_ANTENNA端，第一二极管的正极接地。
所述的兼容内置天线与外置天线功能的移动终端中，所述内置天线匹配模块包括第三电容、第四电容、第三电感和第四电感，所述第三电容的一端连接内置天线和第三电感的一端，第三电容的另一端通过第四电容连接电子切换开关芯片的B0端、还通过第四电感接地，所述第三电感的另一端接地。
所述的兼容内置天线与外置天线功能的移动终端，还包括第二二极管，所述第二二极管的负极连接第三电容的一端、第三电感的一端和内置天线，第二二极管的正极接地。
所述的兼容内置天线与外置天线功能的移动终端中，所述电子切换开关芯片采用型号为NC7SB3157的集成芯片。
所述的兼容内置天线与外置天线功能的移动终端中，所述插座接口为耳机接口或者miniUSB接口。
相较于现有技术，本发明提供的兼容内置天线与外置天线功能的移动终端，包括内置天线、内置天线匹配模块、外置天线匹配模块、插座接口、CMMB信号处理模块、CPU处理模块和切换模块，通过CPU处理模块检测外置天线是否插入插座接口，输出相应的高低电平信号控制切换模块的导通状态，在外置天线插入插座接口时输出高电平，使切换模块导通外置天线匹配模块与CMMB信号处理模块之间的通路，来增强CMMB信号的接收质量，在CMMB信号覆盖良好的地方，无需将外置天线插入插座接口，CPU处理模块输出低电平，此时切换模块导通内置天线匹配模块与CMMB信号处理模块之间的通路，在不影响移动终端整体美观的同时，提升了用户的体验效果。
附图说明
图1为现有拉杆天线手机的结构示意图。
图2为本发明兼容内置天线与外置天线功能的移动终端的结构示意图。
图3为本发明兼容内置天线与外置天线功能的移动终端的结构框图。
图4为本发明兼容内置天线与外置天线功能的移动终端的电路图。
具体实施方式
基于CMMB外置拉杆天线性能良好，在CMMB信号接收方面可以获得良好的用户体验，但不符合终端小型化、薄型化趋势的市场需求；而CMMB内置天线有利于终端产品小型化，在美学角度迎合了用户的需求，但在当前技术条件下内置天线性能只能达到外置拉杆天线的10%～40%左右的效能。
本发明结合上述CMMB外置拉杆天线和内置天线的优、缺点，提供一种兼容内置天线与外置天线功能的移动终端，在移动终端上同时实现CMMB内置天线与外置拉杆天线功能兼容的设计方式，使用户根据实际体验需要，在使用CMMB功能时可以有选择的使用CMMB内置天线接收方式或采用外置拉杆天线接收方式收看手机电视业务。
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和图3，本发明提供的内置天线101与外置天线功能兼容的移动终端，包括内置天线101、内置天线匹配模块102、外置天线匹配模块103、插座接口104、CPU处理模块U1、CMMB信号处理模块U2和切换模块105。所述内置天线101设置在移动终端本体106的内部，外置天线107为外置拉杆天线，以插头插拔的形式与移动终端本体106连接与分离（如图2所示）。
其中，所述CPU处理模块U1连接切换模块105和插座接口104，所述CMMB信号处理模块U2通过切换模块105连接外置天线匹配模块103和内置天线匹配模块102，所述外置天线匹配模块103连接插座接口104，所述内置天线匹配模块102连接内置天线101。
本发明实施例中，所述插座接口104为耳机接口、miniUSB接口或者其它插口，用于插接外置天线。所述CMMB信号处理模块U2用于处理CMMB信号，其信号处理方式为现在技术此处不作详细描述。
所述CPU处理模块U1用于检测外置天线是否插入插座接口104中，并相应输出高低电平信号控制切换模块105的导通状态，在检测外置天线插入插座接口104时，输出高电平，在外置天线没有插入时，输出低电平。
所述切换模块105用于根据CPU处理模块U1输出的高低电平信号，选择导通外置天线匹配模块103与CMMB信号处理模块U2之间的通路，或者导通内置天线匹配模块102与CMMB信号处理模块U2之间的通路。具体在CPU处理模块U1输出高电平时，使插座接口104与CMMB信号处理模块U2导通，在CPU处理模块U1输出低电平时，使内置天线101与CMMB信号处理模块U2导通。
以手机为例，当外置天线没有插入手机时，手机默认采用CMMB内置天线101接收CMMB电视信号；当外置天线插入时，手机切换到外置天线模式，使用外置拉杆天线接收CMMB电视信号，当把外置天线拔出时手机自动回到CMMB内置天线101形式。这样在大部分情况下用户直接采用内置天线101接收CMMB信号收看手机电视业务，但当手机处于CMMB信号覆盖不好的环境时，手机电视图像接收质量会下降，这时用户可以把外置天线插入手机内获得良好手机电视接收质量效果。
请一并参阅图4，其为本发明内置天线101与外置天线功能兼容的移动终端的电路图。在具体实施时，所述切换模块105包括电子切换开关芯片U3和第一电阻R1。所述电子切换开关芯片U3采用型号为NC7SB3157的集成芯片，或者其它具有相应功能的芯片。
所述电子切换开关芯片U3的SEL端通过第一电阻R1接地、还连接CPU处理模块U1的GPIO口，所述电子切换开关芯片U3的VCC端连接CPU处理模块U1的BB_2.8V供电端，所述电子切换开关芯片U3的A端连接CMMB信号处理模块U2的CMMB_RFIN端，电子切换开关芯片U3的B1端连接外置天线匹配模块103，电子切换开关芯片U3的B0端连接内置天线匹配模块102，电子切换开关芯片U3的GND端接地。
所述CPU处理模块U1的JACK_INSERT_SENSE端连接插座接口104的CMMB_ANTENNA_INSERT_SEN端（即第1引脚），插座接口104的CMMB_ANTENNA端（即第8引脚）连接外置天线匹配模块103；插座接口104的GND端（即第10引脚）接地。以插座接口104为miniUSB接口为例，所述外置天线的第1引脚接地，一般来说外置天线的第1引脚与第10引脚（即接地引脚）连接，使外置天线插入插座接口104时，CPU处理模块U1被拉低产生中断。
如果插座接口104为耳机插口，则采用耳机做外置天线，其电路连接方式和传统手机的FM功能用耳机做天线的做法完全相同，即外置天线匹配模块103与耳机的地信号相连，利用耳机的地线做天线。
请继续参阅图4，所述外置天线匹配模块103包括第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1和第二电感L2。所述第一电容C1的一端连接第一电感L1的一端和插座接口104的CMMB_ANTENNA端，第一电容C1的另一端通过第二电容C2连接电子切换开关芯片U3的B1端、还通过第二电感L2接地；所述第一电感L1的另一端接地。
所述内置天线匹配模块102包括第三电容C3、第四电容C4、第三电感L3和第四电感L4，所述第三电容C3的一端连接内置天线101和第三电感L3的一端，第三电容C3的另一端通过第四电容C4连接电子切换开关芯片U3的B0端、还通过第四电感L4接地，所述第三电感L3的另一端接地。
其中，在外置天线的射频传输通路上（即在插座接口104和外置天线匹配模块103之间）还设置有第一二极管D1，所述第一二极管D1的负极连接第一电容C1的一端、第一电感L1的一端和插座接口104的CMMB_ANTENNA端，第一二极管D1的正极接地。
同样的，在内置天线101的射频传输通路上（即在内置天线101和内置天线匹配模块102之间）还设置有第二二极管D2，所述第二二极管D2的负极连接第三电容C3的一端、第三电感L3的一端和内置天线101，第二二极管D2的正极接地。所述第一二极管D1和第二二极管D2均为ESD（Electro-Staticdischarge，静电释放）防静电器件，防止静电打坏移动终端内部的电子元件。
以下以移动终端为手机、插座接口为miniUSB接口为应用实施例，结合图4对本发明内置天线101与外置天线功能兼容的移动终端的工作原理进行详细说明：
当外置天线插入该插座接口104中时，电子切换开关芯片U3的第1引脚（即B1端）和外置天线建立了物理连接。电子切换开关芯片U3的第3引脚（即B0端）和手机本体内置天线101相连，电子切换开关芯片U3的第4引脚（即A端）和CMMB信号处理模块U2的第1引脚（即JACK_INSERT_SENSE端）相连，CMMB信号处理模块U2的1引脚（即CMMB_RFIN端）是CMMB射频接收信号输入引脚，即是和CMMB接收天线相连的引脚。请参阅电子切换开关芯片U3为NC7SB3157芯片资料，当电子切换开关芯片U3的第6引脚为低电平时，芯片使第引4脚和第引3脚建立物理连接，当电子切换开关芯片U3的第6引脚为高电平时，芯片使第4引脚和第1引脚建立物理连接。电子切换开关芯片U3的第5引脚（即VCC端）是电子切换开关芯片U3的供电引脚，其与CPU处理模块U1的BB_2.8V供电端（即第3引脚）相连，电子切换开关芯片U3的第6引脚通过阻值为100KΩ的第一电阻R1接地，并与CPU处理模块U1的GPIO口（即第2引脚）相连。其中CPU处理模块U1的GPIO口为CPU处理模块U1开机初始化后为低电平状态的引脚，因此在手机完成开机初始化动作后，电子切换开关芯片U3的第6引脚处于低电平状态，使电子切换开关芯片U3的第4引脚和第3引脚建立物理连接，即手机在完成开机初始化动作后，CMMB信号处理模块U2的CMMB信号接收引脚（即CMMB_RFIN端）通过电子切换开关芯片U3的内部开关和手机内置天线101建立了物理连接，使得CMMB信号处理模块U2通过内置天线101接收CMMB信号。
CPU处理模块U1的第1引脚（即JACK_INSERT_SENSE端）是电平中断触发引脚，该引脚和外置天线的插座接口104的第1引脚相连。在设计外置天线时使外置天线插头的第1引脚和第10引脚相连，而外置天线插头的第10引脚在插入手机后，是和手机地信号连接的，所以当外置天线插入手机时外置天线的第1引脚会被接入到手机地信号变为低电平，此时CPU处理模块U1的第1引脚将被拉到低电平触发中断。而在软件功能上，在CPU处理模块U1的第1引脚产生中断触发时，CPU处理模块U1自动配置CPU处理模块U1的第2引脚的GPIO信号为高电平，此时电子切换开关芯片U3的第6引脚将被置于高电平状态，使得电子切换开关芯片U3的第4引脚和第引1脚建立物理连接。
换言之，即当外置天线插入手机时，通过CPU处理模块U1第1引脚的触发中断，使CPU处理模块U1的第2引脚输出高电平，使得电子切换开关芯片U3第4引脚和第1引脚建立物理连接，从而使得CMMB信号处理模块U2的射频接收引脚（即第1引脚）和外置天线连接起来，并断开CMMB信号处理模块U2的射频接收引脚和内置天线101的连接，实现了通过外置天线接收CMMB信号的接收方式。
以上当外置天线拔出后，CPU处理模块U1再次产生中断，CPU处理模块U1配置其第2引脚恢复到低电平，从而使电子切换开关芯片U3的第4引脚和第3引脚恢复连接，CMMB信号接收又恢复到内置天线101接收方式。
综上所述，本发明提供的兼容内置天线与外置天线功能的移动终端，通过CPU处理模块检测外置天线是否插入插座接口，输出相应的高低平信号控制切换模块的导通状态，在外置天线插入插座接口时输出高电平，使切换模块导通外置天线匹配模块与CMMB信号处理模块之间的通路，来增强CMMB信号的接收质量，在CMMB信号覆盖良好的地方，无需将外置天线插入插座接口，CPU处理模块输出低电平，此时切换模块导通内置天线匹配模块与CMMB信号处理模块之间的通路，在不影响移动终端整体美观的同时，提升了用户的体验效果。
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 (7)
1.一种兼容内置天线与外置天线功能的移动终端，用于增强CMMB信号接收质量，所述移动终端包括内置天线和内置天线匹配模块，其特征在于，还包括：
用于插接外置天线的插座接口；
外置天线匹配模块；
用于处理CMMB信号的CMMB信号处理模块；
用于检测外置天线是否插入插座接口，并相应输出高低电平信号控制切换模块的导通状态的CPU处理模块；
用于根据CPU处理模块输出的高低电平信号，选择导通外置天线匹配模块与CMMB信号处理模块之间的通路，或者导通内置天线匹配模块与CMMB信号处理模块之间的通路的切换模块；
所述CPU处理模块连接切换模块和插座接口，所述CMMB信号处理模块通过切换模块连接外置天线匹配模块和内置天线匹配模块，所述外置天线匹配模块连接插座接口，所述内置天线匹配模块连接内置天线；
所述切换模块包括电子切换开关芯片和第一电阻，所述电子切换开关芯片的SEL端通过第一电阻接地、还连接CPU处理模块的GPIO口，所述电子切换开关芯片的VCC端连接CPU处理模块的供电端，所述电子切换开关芯片的A端连接CMMB信号处理模块的CMMB_RFIN端，电子切换开关芯片的B1端连接外置天线匹配模块，电子切换开关芯片的B0端连接内置天线匹配模块，电子切换开关芯片的GND端接地；
所述CPU处理模块的JACK_INSERT_SENSE端连接插座接口的CMMB_ANTENNA_INSERT_SEN端，插座接口的CMMB_ANTENNA端连接外置天线匹配模块；插座接口的GND端接地，外置天线插入插座接口时，CPU处理模块被拉低产生中断；
所述外置天线插头的第1引脚和第10引脚相连，外置天线插头的第10引脚在插入移动终端后，和移动终端地信号连接，当外置天线插入手机时外置天线的第1引脚会被接入到手机地信号变为低电平，此时CPU处理模块的第1引脚将被拉到低电平触发中断；在软件功能上，在CPU处理模块U1的第1引脚产生中断触发时，CPU处理模块自动配置CPU处理模块的第2引脚的GPIO信号为高电平，此时电子切换开关芯片的第6引脚将被置于高电平状态，使得电子切换开关芯片的第4引脚和第1引脚建立物理连接；以上当外置天线拔出后，CPU处理模块再次产生中断，CPU处理模块配置其第2引脚恢复到低电平，从而使电子切换开关芯片的第4引脚和第3引脚恢复连接，CMMB信号接收又恢复到内置天线接收方式。
2.根据权利要求1所述的兼容内置天线与外置天线功能的移动终端，其特征在于，所述外置天线匹配模块包括第一电容、第二电容、第一电感和第二电感；所述第一电容的一端连接第一电感的一端和插座接口的CMMB_ANTENNA端，第一电容的另一端通过第二电容连接电子切换开关芯片的B1端、还通过第二电感接地；所述第一电感的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的兼容内置天线与外置天线功能的移动终端，其特征在于，还包括第一二极管，所述第一二极管的负极连接第一电容的一端、第一电感的一端和插座接口的CMMB_ANTENNA端，第一二极管的正极接地。
4.根据权利要求1所述的兼容内置天线与外置天线功能的移动终端，其特征在于，所述内置天线匹配模块包括第三电容、第四电容、第三电感和第四电感，所述第三电容的一端连接内置天线和第三电感的一端，第三电容的另一端通过第四电容连接电子切换开关芯片的B0端、还通过第四电感接地，所述第三电感的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的兼容内置天线与外置天线功能的移动终端，其特征在于，还包括第二二极管，所述第二二极管的负极连接第三电容的一端、第三电感的一端和内置天线，第二二极管的正极接地。
6.根据权利要求1所述的兼容内置天线与外置天线功能的移动终端，其特征在于，所述电子切换开关芯片采用型号为NC7SB3157的集成芯片。
7.根据权利要求1所述的兼容内置天线与外置天线功能的移动终端，其特征在于，所述插座接口为耳机接口或者miniUSB接口。
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