CN102856639A

CN102856639A - 一种手机天线、天线接收信号的处理方法及装置

Info

Publication number: CN102856639A
Application number: CN2012103235546A
Authority: CN
Inventors: 辛刚
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2013-01-02

Abstract

本发明公开了一种手机天线，该手机天线包括一个高频天线的高频天线走线和一个低频天线的低频天线走线，还包括一个GPS信号的GPS天线走线；其中，所述GPS天线走线呈倒L形状，且长边与第一接地馈点连接；所述高频天线走线的长边和低频天线走线的长边与一连接部连为一体，且从连接部的一端延伸出1至2个馈点。本发明还公开了一种天线接收信号的处理方法及装置，采用本发明的技术方案，节省了在设计GPS天线和手机信号天线时所需要的空间，提高了手机设计和布局的灵活性，降低了天线的成本。

Description

一种手机天线、天线接收信号的处理方法及装置

技术领域

本发明涉及天线领域，具体涉及一种手机天线及天线接收信号的处理方法及装置。

背景技术

随着手机市场的竞争越来越激烈，手机不断朝着轻、薄方向发展，将手机内的元器件尽可能的集成化，成为今后手机设计布局的发展趋势。因此，如何节省布局空间、降低元器件成本就成为手机设计中的重要工作。天线是无线通讯设备中的重要元件，天线设计的好坏更是决定着手机的信号强度和通信质量。

手机中的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)信号频段在手机信号高频频段和低频频段的中间，通常要对GPS接收信号和手机信号进行分别处理，并且使得两种信号接收以后的处理互不干扰，因此，手机中就需要一个手机天线和一个GPS天线。

为保证天线性能，手机设计时都要给天线留下足够的空间，以避免其他元器件的干扰。如果在手机主板上设计的GPS天线空间过小，则GPS天线对GPS信号的接收性能会很差，如果增大主板上GPS天线的面积，则PCB面积和成本的开支都会加大。在目前手机主板面积越来越紧张的情况下，如果将两种天线合二为一将会节省一部分空间来进行其他元器件的布局。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种手机天线，能节省手机天线和GPS天线所需要的空间，降低天线的成本。

本发明的主要目的还在于提供了一种天线接收信号的处理方法及装置，能将同一天线接收到的手机信号和GPS信号分离处理，从而实现GPS功能和手机通信功能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种手机天线，包括高频天线的高频天线走线、低频天线的低频天线走线、以及高频天线走线和低频天线走线之间的连接部；该手机天线还包括GPS信号的GPS天线走线；

所述GPS天线走线呈倒L形状，且长边与第一接地馈点连接；

所述连接部与高频天线走线的长边和低频天线走线的长边相连接，且从连接部的一端延伸出1至2个馈点。

上述方案中，所述从连接部的一端延伸出的1至2个馈点作为信号馈点，或作为信号馈点和第二接地馈点。

上述方案中，所述信号馈点与第一接地馈点和第二接地馈点平行设置，且相邻两个馈点中心相距2～3mm。

本发明还提供了一种天线接收信号的处理方法，该方法包括：

将天线接收的信号分成两路相同的信号，将第一路信号中的手机信号滤除，过滤出GPS信号；将第二路信号中的GPS信号滤除，过滤出手机信号。

上述方案中，该方法还包括：

将过滤出的GPS信号放大，并将处理后的GPS信号导入GPS信号处理芯片，实现GPS功能；

相应的，对过滤出的手机信号进行手机信号的通信频段选择，并将处理后的手机信号导入手机信号处理芯片，实现手机通信功能。

上述方案中，所述将天线接收的信号分成两路相同的信号之前，该方法还包括：对天线接收的信号进行调整和优化。

本发明还提供了一种天线接收信号的处理装置，该装置包括功分器、第一滤波器和第二滤波器；其中，

所述功分器，用于将天线接收的信号分成两路相同的信号，并将两路信号分别发送给第一滤波器和第二滤波器；

所述第一滤波器，用于将第一路信号中的手机信号滤除，过滤出GPS信号，并将过滤出的GPS信号输出；

所述第二滤波器，用于将第二路信号中的GPS信号滤除，过滤出手机信号，并将过滤出的手机信号输出。

上述方案中，所述装置还包括LNA、GPS信号处理芯片、手机信号频段选择模块和手机信号处理芯片；

所述第一滤波器将过滤出的GPS信号输出给LNA；所述第二滤波器将过滤出的手机信号输出给手机信号频段选择模块；

所述LNA，用于将接收到的GPS信号放大，提高GPS信号的信噪比，将放大后的GPS信号发送给GPS信号处理芯片；

所述GPS信号处理芯片，用于接收处理后的GPS信号，实现GPS功能；

所述手机信号频段选择模块，用于接收手机信号，选择手机信号的通信频段，将处理后的手机信号发送给手机信号处理芯片；

所述手机信号处理芯片，用于接收处理后的手机信号，实现手机通信功能。

上述方案中，所述装置还包括天线匹配网络模块，用于对手机天线接收到的信号进行调节和优化，将调节和优化后的信号发送给功分器。

本发明提供的技术方案，在现有内置手机天线包括一个高频天线的高频天线走线和一个低频天线的低频天线走线的基础上，增加设置一个GPS信号的GPS天线走线，所述GPS天线走线呈倒L形状，且长边与第一接地馈点连接；所述高频天线走线的长边和低频天线走线的长边与一个连接部连为一体，且从所述连接部的一端延伸出1至2个馈点，作为信号馈点或作为信号馈点和第二接地馈点。通过本发明方案将手机天线和GPS天线合二为一，不仅节省了在设计GPS天线和手机信号天线时所需要的空间，提高了手机设计和布局的灵活性；而且，降低了天线的成本。

附图说明

图1为本发明内置手机天线示意图；

图2为本发明天线接收信号的处理方法的实现流程示意图；

图3为本发明天线接收信号的处理装置的组成架构示意图；

图4为本发明实施例提供的天线接收信号处理装置的电路图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步的详细说明：

图1为本发明的内置手机天线示意图，如图1所述，本发明的内置手机天线包括高频天线走线11、低频天线走线12、GPS天线走线13、高频天线走线11和低频天线走线12的连接部14、第一接地馈点15、信号馈点16和第二接地馈点17；其中，

所述GPS天线走线13呈倒L型，包括水平设置的短边、与该短边垂直向下弯折的短边和与该短边垂直向下弯折的长边，且该长边与第一接地馈点15相连；

所述高频天线走线11和低频天线走线12与现有技术相同，采用曲折形设计，用以收发低频通信电磁波信号和高频天线电磁波信号，此处不再赘述；本发明技术方案使用的手机通信频段包括全球移动通讯系统(Global System ofMobile communication，GSM)频段、个人通信服务(Personal CommunicationsService，PCS)频段、数字蜂窝系统(Digital Cellular System，DCS)频段等等；

这里，所述高频天线走线11的一端与低频天线走线12的一端与连接部14相连接，高频天线走线11的长边与低频天线走线12的长边水平排列，且设置方式与GPS天线走线13相比呈顺时针90度翻转，即：高频天线走线11和低频天线走线12的长边与GPS天线走线13的短边相平行，连接部14与GPS天线走线13的长边相平行；

所述连接部14为近似矩形，其长度大致与GPS天线走线13的长边相等，宽度比GPS天线走线13的短边略宽；其中，连接部14一端与低频天线走线12的长边相连，连接部14中点略靠近连接部14与低频天线走线12连接处位置与高频天线走线11相连，连接部14的另一端延伸出1至2个馈点，作为为信号馈点16，或作为信号馈点16和第二接地馈点17；

其中，所述第二接地馈点17在有些内置手机天线中可以不设置，现有技术中内置手机天线大致可分为单极天线和倒F型平板(Planar Inverter-F Antenna，PIFA)天线，其中，单极天线只有一个信号馈点而无接地馈点，而PIFA天线有一个信号馈点和一个接地馈点；所以，相应的，若本发明方案中用于接收手机信号的天线部分使用单极天线，则连接部14延伸出的馈点只有信号馈点16而无第二接地馈点17；若本发明方案中用于接收手机信号的天线部分使用PIFA天线，则连接部14延伸出的馈点为信号馈点16和第二接地馈点17；

这里，所述信号馈点16的和所述第一接地馈点15、第二接地馈点17平行设置，且相邻两个馈点的中心点相距2～3mm；

这里，所述高频天线走线11、低频天线走线12和GPS天线走线13的位置可不唯一，可按照布局需要而调换。因此，若把高频天线走线11和低频天线走线12的位置互换，原有的天线走线的长度不变，只需将二者天线回路曲折形状加以变化即可，使其能够在有限的主板空间内排列开即可，具体情况可参照实际布局需要。

这里，所述手机天线与手机主板的连接方式和现有技术中的手机天线与主板的连接方式相同，此处不再赘述。

如图1所述的内置手机天线，其天线接收信号的处理方法如图2所示，包括以下步骤：

步骤201：将天线接收的信号通过功分器，分成两路相同的信号；

这里，所述将天线接收的信号通过功分器之前，若天线接收到的信号强度不理想，可以先将天线接收的信号通过天线匹配网络，以增强天线接收到的信号；其中，所述天线匹配网络可由若干电阻和电容器组成的电路实现；

这里，所述功分器可以将天线接收的信号分成两路相同的信号，其中，第一路信号执行步骤202～203，包括：

步骤202：将第一路信号通过第一滤波器滤除手机信号，保留GPS信号；

这里，所述第一滤波器可以由集成器件实现，也可以由电感和电容器组成的电路实现；

步骤203：将GPS信号通过低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)将信号放大，将处理后的GPS信号导入GPS信号处理芯片，实现GPS功能，之后结束当前处理流程；

这里，所述LNA可以由集成器件实现，也可以由金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxid-Semiconductor Field-Effect-Transistor，MOSFET)、电容器和电阻组成的电路实现。

第二路信号执行步骤204～205，包括：

步骤204：将信号通过第二滤波器滤除GPS信号，保留手机信号；

这里，所述第二滤波器可以由集成器件实现，也可以由电感和电容器组成的电路实现；

步骤205：将手机信号通过手机信号频段选择模块选择手机信号的通信频段，将处理后的手机信号导入手机信号处理芯片，实现手机的通信功能，之后结束当前处理流程；

这里，所述手机信号频段选择模块可以由电感和电容器组成的电路实现；所述手机信号的通信频段包括GSM频段、PCS频段、DCS频段等等。

根据上述天线接收信号的处理方法，本发明天线接收信号的处理装置如图3所示，包括：功分器32、第一滤波器33和第二滤波器36；其中，

所述功分器32，用于将天线接收的信号分成两路相同的信号，并将两路信号分别发送给第一滤波器33和第二滤波器36；

所述第一滤波器33，用于将第一路信号中的手机信号滤除，过滤出GPS信号，并将过滤出的GPS信号输出；

这里，所述第一滤波器33可以由集成器件实现，也可以由电感和电容器组成的电路实现；

所述第二滤波器36，用于将第二路信号中的GPS信号滤除，过滤出手机信号，并将过滤出的手机信号输出。

进一步的，所述装置还包括LNA 34、GPS信号处理芯片35、手机信号频段选择模块37和手机信号处理芯片38；

相应的，所述第一滤波器33将过滤出的GPS信号输出给LNA 34；所述第二滤波器36将过滤出的手机信号输出给手机信号频段选择模块37；

所述LNA 34，用于将接收到的GPS信号放大，提高GPS信号的信噪比，将放大后的GPS信号发送给GPS信号处理芯片35；

这里，所述LNA 34可由集成器件实现，也可以由MOSFET、电容器和电阻组成的偏置电路及匹配电路实现；

所述GPS信号处理芯片35，用于接收处理后的GPS信号，实现GPS功能；

所述手机信号频段选择模块37，用于接收手机信号，选择手机信号的通信频段，将处理后的手机信号发送给手机信号处理芯片；

所述手机信号处理芯片38，用于接收处理后的手机信号，实现手机通信功能。

进一步的，所述装置还包括匹配网络模块31，用于对手机天线接收到的信号进行调节和优化，并将调节和优化后的信号发送给功分器32；

这里，所述匹配网络模块31可由电感和电容器组成的电路实现，可按天线接收到的信号的强度情况，设置或不设置在装置中。

具体的，从内置手机天线接收下来的手机信号和GPS信号，通过匹配网络模块31进行调节和优化，在增强信号之后，通过功分器32将信号分成相同的两路，第一路信号通过第一滤波器33将信号中的手机信号过滤掉，保留GPS信号，第二路信号通过第二滤波器36将信号中的GPS信号过滤掉，保留手机信号；保留的GPS信号通过低LNA 34，将GPS信号放大，将处理过的GPS信号导入GPS信号处理芯片35，实现GPS功能；保留的手机信号经过手机信号频段选择模块37，选择手机的通信频段，将处理过的手机信号导入手机信号处理芯片38，实现手机的通信功能。

图4为本发明实施例提供的将天线接收信号处理装置的电路图，如图4所示，其中，

匹配网络模块包括电容器C1～C3、电感L1～L3；其中，电容器C1和电感L1串联，电容器C2和电感L2串联，电容器C3和电感L3串联，电容器C1和电感L1、电容器C2和电感L2、电容器C3和电感L3又分别并联，电感L1～L3的另一端接地，手机天线与电容器C1和电感L1交点相连接。

功分器由电阻R1实现，起到将信号等分为两路的作用；其中，电阻R1的两端与电容器C3的另一端相连接。

第一滤波器包括电感L4、L5、电容器C6、C8；其中，电感L4与电容器C6串联，电感L5与电容器C8并联，电感L5与电容器C8并联的一端与电容器C6的另一端相连接，另一端接地，电感L4的另一端与电阻R1的一端相连接。

LNA包括电容器C7、C14、C15、MOSFET1和电阻R2；其中，电容器C7的一端与电感L5与电容器C6的另一端相连接，另一端与MOSFET1的栅极相连接，电容器C15与电阻R2串联，电阻R2的另一端与MOSFET1的漏极相连接，MOSFET1的源极接地，电容器C15的另一端与LNA的供电端口P1相连接，电容器C14的一端与MOSFET1的漏极向连接，另一端与GPS信号输出端口P2相连接。

第二滤波器包括电感L8、L10、L11、电容器C4、C5、C12；其中，电容C4器与电容器C5串联，电感L10与电感L11串联，电容器C4、C5与电感L10、L11并联，并联的一端与电阻R1的另一端相连接，另一端与手机信号输出端口P3相连接，电感L8的一端与电容器C4、C5的交点相连接，另一端接地，电容器C12的一端与电感L10、L11的交点相连接，另一端接地。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种手机天线，包括高频天线的高频天线走线、低频天线的低频天线走线、以及高频天线走线和低频天线走线之间的连接部；其特征在于，该手机天线还包括GPS信号的GPS天线走线；

所述GPS天线走线呈倒L形状，且长边与第一接地馈点连接；

2.根据权利要求1所述的手机天线，其特征在于，所述从连接部的一端延伸出的1至2个馈点作为信号馈点，或作为信号馈点和第二接地馈点。

3.根据权利要求2所述的手机天线，其特征在于，所述信号馈点与第一接地馈点和第二接地馈点平行设置，且相邻两个馈点中心相距2～3mm。

4.一种天线接收信号的处理方法，其特征在于，该方法包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将天线接收的信号分成两路相同的信号之前，该方法还包括：对天线接收的信号进行调整和优化。

7.一种天线接收信号的处理装置，其特征在于，该装置包括功分器、第一滤波器和第二滤波器；其中，

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括LNA、GPS信号处理芯片、手机信号频段选择模块和手机信号处理芯片；

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括天线匹配网络模块，用于对手机天线接收到的信号进行调节和优化，将调节和优化后的信号发送给功分器。