CN105227198B - 一种天线系统及移动终端 - Google Patents

Abstract

一种天线系统及移动终端，所述天线系统包括：天线；馈电端匹配单元，第一端与所述天线的馈电点耦接，第二端与射频电路耦接，所述馈电端匹配单元包括：至少两个馈电端匹配电路和第一切换开关模块；射频电路；接地端匹配单元，第一端与所述天线的第一接地点耦接，第二端与地耦接，所述接地端匹配单元包括：至少两个接地端匹配电路和第二切换开关模块。采用所述天线系统及移动终端，可以有效地增加天线覆盖的频段。

Description

一种天线系统及移动终端

技术领域

本发明涉及天线领域，尤其涉及一种天线系统及移动终端。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展，智能手机拥有的业务不再局限于简单的语音通信，还包括无线数据传输、数据上网、GPS定位等。手机功能的多样化，给手机天线的设计提出了新的要求。现有智能手机的天线除了负责通话业务的主天线外，还有提高信号性能的分集天线、GPS天线、蓝牙天线、NFC天线等。

不同的数据业务对应的频段通常是不同的，随着数据业务类型的增加，天线支持的频段也要相应增加。但是，现有天线覆盖的频段仍然较少，不能满足实际需求。

发明内容

本发明实施例解决的问题是如何增加天线覆盖的频段。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种天线系统，包括：

天线；

馈电端匹配单元，第一端与所述天线的馈电点耦接，第二端与射频电路耦接，所述馈电端匹配单元包括：至少两个馈电端匹配电路和第一切换开关模块，所述第一切换开关模块分别与所述馈电端匹配电路的第一端耦接，适于选择不同的馈电端匹配电路与所述馈电点和射频电路导通，且所述至少两个馈电端匹配电路的电路不同；

射频电路；

接地端匹配单元，第一端与所述天线的第一接地点耦接，第二端与地耦接，所述接地端匹配单元包括：至少两个接地端匹配电路和第二切换开关模块，所述第二切换开关模块与所述接地端匹配电路的第一端耦接，适于选择不同的接地端匹配电路与所述第一接地点和地导通，且所述至少两个接地端匹配电路的电路不同。

可选的，所述第一切换开关模块分别与所述馈电端匹配电路第一端耦接，适于选择不同的馈电端匹配电路与所述馈电点和射频电路导通，包括：所述第一切换开关模块接收控制信号，并根据所述控制信号选择对应的馈电端匹配电路与所述馈电点和射频电路导通。

可选的，所述馈电端匹配单元包括第一馈电端匹配电路和第二馈电端匹配电路，所述第一切换开关模块接收控制信号，并根据所述控制信号选择不同的馈电端匹配电路与所述馈电点和射频电路导通，包括：所述第一切换开关模块接收到高电平控制信号，选择所述第一馈电端匹配电路与所述馈电点和射频电路导通；所述第一切换开关模块接收到低电平控制信号，选择所述第二馈电端匹配电路与所述馈电点和射频电路导通。

可选的，所述馈电端匹配电路的第一端与所述第一切换开关模块耦接，第二端与地耦接。

可选的，所述馈电端匹配电路包括：电容或电感。

可选的，所述第二切换开关模块与所述接地端匹配电路第一端耦接，适于选择不同的接地端匹配电路与所述第一接地点和地导通，包括：所述第二切换开关模块接收控制信号，并根据所述控制信号选择对应的接地端匹配电路与所述第一接地点和地导通。

可选的，所述接地端匹配单元包括第一接地端匹配电路和第二接地端匹配电路，所述第二切换开关模块接收控制信号，并根据所述控制信号选择不同的接地端匹配电路与所述第一接地点和地导通，包括：所述第二切换开关模块接收到高电平控制信号，选择所述第一接地端匹配电路与所述第一接地点和地导通；所述第二切换开关模块接收到低电平控制信号，选择所述第二接地端匹配电路与所述第一接地点和地导通。

可选的，所述接地端匹配电路的第一端与所述第二切换开关模块耦接，第二端与地耦接。

可选的，所述接地端匹配电路包括：电容或电感。

本发明实施例还提供了一种移动终端，包括上述任一种所述的天线系统。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

通过在天线的馈电端和接地端均设置匹配单元，通过切换开关模块选择对应的馈电端匹配电路和接地端匹配电路，组合成多种不同的天线系统，从而可以增加天线的带宽，使得天线能够覆盖更多的频段。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种天线系统结构示意图；

图2是本发明实施例中的一种天线的结构示意图；

图3是本发明实施例中的一种馈电端匹配单元的结构示意图；

图4是本发明实施例中的一种接地端匹配单元的结构示意图；

图5是本发明实施例中的一种天线系统的频率响应曲线图；

图6是本发明实施例中的一种天线系统的效率测试图。

具体实施方式

现有的智能手机可以支持多种不同的数据业务，而不同的数据业务对应的频段通常是不同的。随着数据业务类型的增加，需要增加对应数据业务的天线，例如GPS天线、蓝牙天线、NFC天线等，这就要求天线所支持的频段也要相应的增加。但是，现有天线覆盖的频段仍然较少，不能满足实际的需求。

在本发明实施例中，通过在天线的馈电端和接地端均设置匹配单元，通过切换开关模块选择对应的馈电端匹配电路和接地端匹配电路，组合成多种不同的天线系统，从而可以增加天线的带宽，使得天线可以有效地覆盖多个频段。

为使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明实施例提供了一种天线系统10，参照图1，包括：天线101、馈电端匹配单元102、射频电路103和接地端匹配单元104，其中：

天线101，适于接收或发送射频信号；

馈电端匹配单元102，第一端与所述天线101的馈电点耦接，适于向所述天线系统馈电，第二端与射频电路103耦接，适于将天线接收到的信号传输给所述射频电路103；所述馈电端匹配单元102包括：至少两个馈电端匹配电路和第一切换开关模块，所述第一切换开关模块分别与所述馈电端匹配电路的第一端耦接，适于选择不同的馈电端匹配电路与所述馈电点和射频电路导通，且所述至少两个馈电端匹配电路的电路不同；

射频电路103，适于对接收的射频信号或待发射的射频信号进行处理；

接地端匹配单元104，第一端与所述天线101的第一接地点耦接，第二端适于与地耦接；所述接地端匹配单元104包括：至少两个接地端匹配电路和第二切换开关模块，所述第二切换开关模块与所述接地端匹配电路的第一端耦接，适于选择不同的接地端匹配电路与所述第一接地点和地导通，且所述至少两个接地端匹配电路的电路不同。

参照图2，给出了本发明一实施例中所述天线101的结构示意图。图2中，天线101包括：第一辐射臂201、第二辐射臂202、第三辐射臂203、第一接地点204、馈电点205、第二接地点206以及第四辐射臂207。

其中，第一辐射臂201与第三辐射臂203共同产生低频谐振f1和高频的第一个谐振f2，第三辐射臂203产生高频的第二个谐振f3，第四辐射臂207产生高频的第三个谐振f4。可以通过调节第二辐射臂202的长度来调整f2，通过调整第一辐射臂201和第二辐射臂202、第二辐射臂202和第三辐射臂203之间的缝隙宽度调整f2和f3，通过调节第四辐射臂204调整f4。

可以理解的是，本发明实施例中的天线的结构并不仅限于上述形式，还可以存在其他的结构，此处不做一一列举。

在本发明实施例中，馈电端匹配单元102可以包括两个不同的馈电端匹配电路和第一切换开关模块，也可以包括三个或三个以上不同的馈电端匹配电路和第一切换开关模块，馈电端匹配电路的个数可以根据第一切换开关模块所能切换的状态进行设定。

第一切换开关模块可以为一个切换开关电路，也可以为多个切换开关电路组合构成。第一切换开关模块分别与馈电端匹配电路的第一端耦接。可以向第一切换开关模块发送控制信号，根据控制信号，第一切换开关模块选择对应的馈电端匹配电路，与馈电点和射频电路导通。

在本发明实施例中，馈电端匹配电路可以是由一个或多个电容组成的电路，也可以是由一个或多个电感组成的电路。多个馈电端匹配电路可以均为电容组成的电路，且多个馈电端匹配电路各不相同；也可以均为电感组成的电路，且多个馈电端匹配电路各不相同；还可以是其中一个馈电端匹配电路为电容组成的电路，其余的馈电端匹配电路为电感组成的电路。可以根据实际的应用情况，选择对应的电路。

参照图3，本发明实施例提供了一种馈电端匹配单元102的结构示意图。馈电端匹配单元102包括：耦接点301、第一切换开关模块302、第一馈电端匹配电路303、第二馈电端匹配电路304以及耦接点305，其中：

耦接点301，与天线101的馈电点205耦接；

第一馈电端匹配电路303，第一端与第一切换开关模块302耦接，第二端与地耦接；

第二馈电端匹配电路304，第一端与第一切换开关模块302耦接，第二端与地耦接；

耦接点305与射频电路103耦接。

在本发明一实施例中，当第一切换开关模块302接收到高电平控制信号时，选择第一馈电端匹配电路303与地接通，从而使得第一馈电端匹配电路303与馈电点205和射频电路103导通，第二馈电端匹配电路304断开；当接收到低电平控制信号时，选择第二馈电端匹配电路304与地接通，从而使得第二馈电端匹配电路304与馈电点205和射频电路103导通，第一馈电端匹配电路303断开。

在本发明另一实施例中，当第一切换开关模块302接收到高电平控制信号时，选择第二馈电端匹配电路304与馈电点205和射频电路103导通，第一馈电端匹配电路303断开；在接收到低电平控制信号时，选择第一馈电端匹配电路303与馈电点205和射频电路103导通，第二馈电端匹配电路304断开。

在本发明一实施例中，第一馈电端匹配电路303为单个电容组成的电路，第二馈电端匹配电路304为单个电感组成的电路。

在本发明实施例中，馈电端匹配单元102还可以包括：适于第一切换开关前端的匹配电路306和307。匹配电路306和307可以同时为电容组成的电路，也可以同时为电感组成的电路，还可以其中之一为电容组成的电路，另一为电感组成的电路。匹配电路306和307中的元件个数可以为1个，也可以为多个。可以根据实际需求选择相应的元件组成匹配电路，此处不做一一叙述。

在本发明实施例中，接地端匹配单元104可以包括两个不同的接地端匹配电路和第二切换开关模块，也可以包括三个或三个以上不同的接地端匹配电路和第二切换开关模块，接地端匹配电路的个数可以根据第二切换开关模块所能切换的状态进行设定。

在本发明实施例中，第二切换开关模块的工作原理与结构可以参照上述第一切换开关模块，接地端匹配电路的结构也可以参照上述馈电端匹配电路的结构，此处不做赘述。

参照图4，本发明实施例提供了一种接地端匹配单元104的结构示意图。接地端匹配单元104包括：耦接点401、第二切换开关模块402、第一接地端匹配电路403以及第二接地端匹配电路404，其中：

耦接点401，与天线101的第一接地点耦接；

第一接地端匹配电路403，第一端与第二切换开关模块402耦接，第二端与地耦接；

第二接地端匹配电路404，第一端与第二切换开关模块402耦接，第二端与地耦接。

在本发明一实施例中，当第二切换开关模块402接收到高电平控制信号时，选择第一接地端匹配电路403与地接通，从而使得第一接地端匹配电路与第一接地点204和地导通，第二接地端匹配电路404断开；当接收到低电平控制信号时，选择第二接地端匹配电路404与地接通，从而使得第二接地端匹配电路404与第一接地点204和地导通，第一接地端匹配电路403断开。

在本发明另一实施例中，当第二切换开关模块402接收到高电平控制信号时，选择第二接地端匹配电路404与第一接地点204和地导通，第一接地端匹配电路403断开；当接收到低电平控制信号时，选择第一接地端匹配电路403与第一接地点204和地导通，第二接地端匹配电路404断开。

在本发明一实施例中，第一接地端匹配电路403为单个电容组成的电路，第二接地端匹配电路404为单个电感组成的电路。

在本发明一实施例中，以在天线的馈电端设置两个馈电端匹配电路，在天线的接地端设置两个接地端匹配电路为例，对本发明的天线系统进行说明。

从上述内容中可知，在馈电端，第一切换开关模块可以在两种不同的馈电端匹配电路之间切换，对应不同的天线频率响应；在接地端，第二切换开关模块可以在两种不同的接地端匹配电路之间切换，对应不同的天线频率响应。因此，对于天线系统来说，总共可以存在4中不同的电路组合，依次为：

1)天线，第一馈电端匹配电路，射频电路，第一接地端匹配电路；

2)天线，第一馈电端匹配电路，射频电路，第二接地端匹配电路；

3)天线，第二馈电端匹配电路，射频电路，第一接地端匹配电路；

4)天线，第二馈电端匹配电路，射频电路，第二接地端匹配电路；

对应于每一组电路组合，均存在对应的天线频率响应，意味着天线的带宽增加，即覆盖的带宽增加。

参照图5，给出了本发明一实施中天线的频率响应曲线图。图5中，

当天线系统为1)时，天线的频率响应曲线为：低频覆盖频段f1(GSM900)，高频覆盖2G、3G频段f2、f3和f4(LTE Band38、40、41)；

当天线系统为2)时，天线的频率响应曲线为：低频覆盖频段f01(GSM850)，高频覆盖2G、3G频段f2、f3和f4(LTE Band41)；

当天线系统为3)时，天线的频率响应曲线为：低频覆盖频段f1(GSM900)，高频覆盖2G、3G频段f2、f3和f04(LTE Band40)；

当天线系统为4)时，天线的频率响应曲线为：低频覆盖频段f01(GSM850)，高频覆盖2G、3G频段f2、f03和f4(LTE Band41)。

图5中，实线部分为现有的天线系统的频率响应曲线图，虚线部分为本发明实施例的天线系统所增加的频率响应图，即相比于现有的天线系统，本发明实施例的天线系统所覆盖的频段增加了频段f01、频段f03以及频段f04。由此可见，与现有技术相比，本发明实施例中的天线系统在低频部分和高频部分均扩展了覆盖的频段。

参照图6，给出了本发明实施例的天线系统的效率测试图。从图6中可以看出，在低频(820MHz～960MHz)频段的效率在-4dB左右，在高频全频段的效率在-3dB左右，即本发明实施例中的天线系统在能够覆盖更多频段的同时，还能够提供较高的效率。

可见，通过在天线的馈电端和接地端均设置匹配单元，通过切换开关模块选择对应的馈电端匹配电路和接地端匹配电路，组合成多种不同的天线系统，从而可以增加天线的带宽，使得天线能够覆盖更多的频段。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种天线系统，其特征在于，包括：

天线；

馈电端匹配单元，第一端与所述天线的馈电点耦接，第二端与射频电路耦接，所述馈电端匹配单元包括：至少两个馈电端匹配电路和第一切换开关模块，所述第一切换开关模块分别与所述馈电端匹配电路的第一端耦接，适于选择不同的馈电端匹配电路与所述馈电点和射频电路导通，且所述至少两个馈电端匹配电路的电路不同；

射频电路；

接地端匹配单元，第一端与所述天线的第一接地点耦接，第二端与地耦接，所述接地端匹配单元包括：至少两个接地端匹配电路和第二切换开关模块，所述第二切换开关模块与所述接地端匹配电路的第一端耦接，适于选择不同的接地端匹配电路与所述第一接地点和地导通，且所述至少两个接地端匹配电路的电路不同。

2.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一切换开关模块分别与所述馈电端匹配电路第一端耦接，适于选择不同的馈电端匹配电路与所述馈电点和射频电路导通，包括：所述第一切换开关模块接收控制信号，并根据所述控制信号选择对应的馈电端匹配电路与所述馈电点和射频电路导通。

3.如权利要求2所述的天线系统，其特征在于，所述馈电端匹配单元包括第一馈电端匹配电路和第二馈电端匹配电路，所述第一切换开关模块接收控制信号，并根据所述控制信号选择不同的馈电端匹配电路与所述馈电点和射频电路导通，包括：所述第一切换开关模块接收到高电平控制信号，选择所述第一馈电端匹配电路与所述馈电点和射频电路导通；所述第一切换开关模块接收到低电平控制信号，选择所述第二馈电端匹配电路与所述馈电点和射频电路导通。

4.如权利要求3所述的天线系统，其特征在于，所述馈电端匹配电路的第一端与所述第一切换开关模块耦接，第二端与地耦接。

5.如权利要求4所述的天线系统，其特征在于，所述馈电端匹配电路包括：电容或电感。

6.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第二切换开关模块与所述接地端匹配电路第一端耦接，适于选择不同的接地端匹配电路与所述第一接地点和地导通，包括：所述第二切换开关模块接收控制信号，并根据所述控制信号选择对应的接地端匹配电路与所述第一接地点和地导通。

7.如权利要求6所述的天线系统，其特征在于，所述接地端匹配单元包括第一接地端匹配电路和第二接地端匹配电路，所述第二切换开关模块接收控制信号，并根据所述控制信号选择不同的接地端匹配电路与所述第一接地点和地导通，包括：所述第二切换开关模块接收到高电平控制信号，选择所述第一接地端匹配电路与所述第一接地点和地导通；所述第二切换开关模块接收到低电平控制信号，选择所述第二接地端匹配电路与所述第一接地点和地导通。

8.如权利要求7所述的天线系统，其特征在于，所述接地端匹配电路的第一端与所述第二切换开关模块耦接，第二端与地耦接。

9.如权利要求8所述的天线系统，其特征在于，所述接地端匹配电路包括：电容或电感。

10.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的天线系统。