CN105227205B - 天线系统及应用该天线系统的通信终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线系统，包括控制芯片、第一天线、第二天线、第一耦合器和第二耦合器，所述控制芯片包括功率检测端口，所述第一耦合器包括第一直通通路和第一耦合通路，所述第二耦合器包括第二直通通路和第二耦合通路，所述第一天线通过第一直通通路与控制芯片连接，所述第二天线通过第二直通通路与控制芯片连接，所述第一耦合通路与第二耦合通路连接，所述第一耦合通路用于获取第一耦合功率，所述第二耦合通路用于获取第二耦合功率，所述功率检测端口与所述第一耦合通路或第二耦合通路连接，以通过所述控制芯片对所述第一天线和第二天线进行功率闭环控制。本发明还提供一种应用所述天线系统的通信终端。所天线系统可实现精准的功率闭环控制。

Description

天线系统及应用该天线系统的通信终端

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种天线系统及应用该天线系统的通信终端。

背景技术

目前，Wi-Fi功能已经成为了智能手机、平板电脑等移动通信终端的必备功能，在所述移动通信终端的日常使用中，Wi-Fi功能的使用频率越来越高。近年来，为了进一步提升Wi-Fi的稳定性及用户体验，大多数移动通信产品都采用了双频Wi-Fi的设计。具备双频Wi-Fi功能的通信终端可同时支持2.4GHz和5GHz双频段的无线通信，且具有更高的数据传输速率、更好的稳定性以及更低的功耗。Wi-Fi天线的设计是实现稳定的Wi-Fi数据通信的关键因素之一。现有的具有双频Wi-Fi功能移动通信产品中，Wi-Fi天线系统的设计主要包括两种形式：一种是单一天线形式，即由单一天线来收发2.4GHz和5GHz双频段的无线通信信号；另一种为双天线形式，即Wi-Fi天线系统包括第一天线和第二天线，所述第一天线用于收发2.4GHz的无线通信信号，所述第二天线用于收发5GHz的无线通信信号。

在单一天线形式的Wi-Fi天线系统中，通常采用分频器将两路无线通信信号合成一路，经耦合器将合成后的功率耦合回Wi-Fi控制芯片做功率闭环检测，以实现精准的Wi-Fi功率控制。在双天线形式的Wi-Fi天线系统中，由于2.4GHz的无线通信信号和5GHz的无线通信信号具有不同的通路，而Wi-Fi控制芯片仅有一个功率检测端口，因此，通常仅对5GHz的无线通信信号通路做功率闭环检测，而2.4GHz的无线通信信号则不进行功率闭环控制。如此，则无法对2.4GHz的无线通信信号的功率进行精确控制，容易导致较大的功率误差，影响双频Wi-Fi天线系统的稳定性。

发明内容

本发明提供一种天线系统，通过获取第一天线和第二天线的耦合功率，并将所述耦合功率反馈至控制芯片，以根据所述耦合功率对所述第一天线和第二天线进行功率闭环控制，实现对所述第一天线和第二天线功率的精准控制，提升所述天线系统的稳定性。

另，本发明还提供一种应用所述天线系统的通信终端。

一种天线系统，包括控制芯片、第一天线、第二天线、第一耦合器和第二耦合器，所述控制芯片包括功率检测端口，所述第一耦合器包括第一直通通路和第一耦合通路，所述第二耦合器包括第二直通通路和第二耦合通路，所述第一天线通过所述第一直通通路与所述控制芯片电性连接，所述第二天线通过所述第二直通通路与所述控制芯片电性连接，所述第一耦合通路与所述第二耦合通路电性连接，所述第一耦合通路用于获取第一耦合功率，所述第二耦合通路用于获取第二耦合功率，所述功率检测端口与所述第一耦合通路或所述第二耦合通路电性连接，所述第一耦合功率和所述第二耦合功率通过所述第一耦合通路或所述第二耦合通路反馈至所述控制芯片，以通过所述控制芯片对所述第一天线和所述第二天线进行功率闭环控制。

其中，所述天线系统还包括滤波器，所述控制芯片还包括第一信号端口和第二信号端口，所述第一信号端口通过所述滤波器与所述第一直通通路电性连接，以通过所述第一天线发送/接收第一功率信号；所述第二端信号口与所述第二直通通路电性连接，以通过所述第二天线发送/接收第二功率信号。

其中，所述第一耦合器和所述第二耦合器均包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一耦合器的第一端口和第二端口电性连接，形成所述第一直通通路，所述第一耦合器的第三端口和第四端口电性连接，形成所述第一耦合通路，所述第二耦合器的第一端口和第二端口电性连接，形成所述第二直通通路，所述第二耦合器的第三端口和第四端口电性连接，形成所述第二耦合通路。

其中，所述天线系统还包括一电阻器，当所述第一耦合功率和所述第二耦合功率通过所述第一耦合通路反馈至所述控制芯片时，所述第一耦合器的第一端口与所述滤波器电性连接，所述第一耦合器的第二端口与所述第一天线电性连接，所述第一耦合器的第三端口与所述第二耦合器的第四端口电性连接，所述第一耦合器的第四端口与所述功率检测端口电性连接，所述第二耦合器的第一端口与所述第二信号端口电性连接，所述第二耦合器的第二端口与所述第二天线电性连接，所述第二耦合器的第三端口通过所述电阻器接地。

其中，所述天线系统还包括一电阻器，当所述第一耦合功率和所述第二耦合功率通过所述第二耦合通路反馈至所述控制芯片时，所述第一耦合器的第一端口与所述滤波器电性连接，所述第一耦合器的第二端口与所述第一天线电性连接，所述第一耦合器的第三端口通过所述电阻器接地，所述第一耦合器的第四端口与所述第二耦合器的第三端口电性连接，所述第二耦合器的第一端口与所述第二信号端口电性连接，所述第二耦合器的第二端口与所述第二天线电性连接，所述第二耦合器的第四端口与所述功率检测端口电性连接。

其中，当所述第一天线工作时，所述第一耦合器的第三端口通过所述第二耦合通路连接至所述电阻器，并通过所述电阻器接地，所述第一耦合通路获取的第一耦合功率通过所述第一耦合器的第四端口反馈至所述功率检测端口，所述控制芯片根据所述功率检测端口检测到的第一耦合功率对所述第一天线进行功率闭环控制。

其中，当所述第二天线工作时，所述第二耦合通路获取的第二耦合功率通过所述第一耦合器的第三端口进入所述第一耦合通路，并通过所述第一耦合器的第四端口反馈至所述功率检测端口，所述控制芯片根据所述功率检测端口检测到的第二耦合功率对所述第二天线进行功率闭环控制。

其中，当所述第一天线工作时，所述第一耦合通路获取的第一耦合功率通过所述第二耦合器的第三端口进入所述第二耦合通路，并通过所述第二耦合器的第四端口反馈至所述功率检测端口，所述控制芯片根据所述功率检测端口检测到的第一耦合功率对所述第一天线进行功率闭环控制。

其中，当所述第二天线工作时，所述第二耦合器的第三端口通过所述第一耦合通路连接至所述电阻器，并通过所述电阻器接地，所述第二耦合通路获取的第二耦合功率通过所述第二耦合器的第四端口反馈至所述功率检测端口，所述控制芯片根据所述功率检测端口检测到的第二耦合功率对所述第二天线进行功率闭环控制。

一种通信终端，包括天线系统，所述天线系统包括控制芯片、第一天线、第二天线、第一耦合器和第二耦合器，所述控制芯片包括功率检测端口，所述第一耦合器包括第一直通通路和第一耦合通路，所述第二耦合器包括第二直通通路和第二耦合通路，所述第一天线通过所述第一直通通路与所述控制芯片电性连接，所述第二天线通过所述第二直通通路与所述控制芯片电性连接，所述第一耦合通路与所述第二耦合通路电性连接，所述第一耦合通路用于获取第一耦合功率，所述第二耦合通路用于获取第二耦合功率，所述功率检测端口与所述第一耦合通路或所述第二耦合通路电性连接，所述第一耦合功率和所述第二耦合功率通过所述第一耦合通路或所述第二耦合通路反馈至所述控制芯片，以通过所述控制芯片对所述第一天线和所述第二天线进行功率闭环控制。

所述天线系统通过所述第一耦合器获取所述第一耦合功率，通过所述第二耦合器获取第二耦合功率，并将所述第一耦合功率和第二耦合功率反馈至控制芯片的功率检测端口，以根据所述第一耦合功率和第二耦合功率对所述第一天线和第二天线进行功率闭环控制，实现对所述第一天线和第二天线功率的精准控制，提升所述天线系统的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例的天线系统的结构示意图。

图2是本发明第二实施例的天线系统的结构示意图。

图3是本发明第三实施例的通信终端的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供一种天线系统100，其应用于手机、智能手表、可穿戴装置、平板电脑等通信终端中，用于发射和接收无线电波以传递、交换无线通信信号。在本实施例中，所述天线系统100为双频Wi-Fi天线系统，其可工作于2.4GHz和5GHz频段。

所述天线系统100包括控制芯片110、第一天线120、第二天线130、第一耦合器140和第二耦合器150，所述控制芯片110包括功率检测端口111，所述第一耦合器140包括第一直通通路1401和第一耦合通路1402，所述第二耦合器150包括第二直通通路1501和第二耦合通路1502，所述第一天线120通过所述第一直通通路1401与所述控制芯片110电性连接，所述第二天线130通过所述第二直通通路1501与所述控制芯片110电性连接，所述第一耦合通路1402与所述第二耦合通路1502电性连接，所述第一耦合通路1402用于获取第一耦合功率，所述第二耦合通路1502用于获取第二耦合功率，所述功率检测端口111与所述第二耦合通路1502电性连接，所述第一耦合功率和所述第二耦合功率通过所述第二耦合通路1502反馈至所述控制芯片110，以通过所述控制芯片110对所述第一天线120和所述第二天线130进行功率闭环控制。

所述天线系统100还包括滤波器160，所述控制芯片110还包括第一信号端口113和第二信号端口115。所述第一信号端口113通过所述滤波器160和所述第一直通通路1401与所述第一天线120电性连接，以通过所述第一天线120发送/接收第一功率信号。所述第二信号端口115通过所述第二直通通路1501与所述第二天线130电性连接，以通过所述第二天线130发送/接收第二功率信号。在本实施例中，所述控制芯片110为双频Wi-Fi芯片，例如型号为QCA6174A、QCA6164A、WCN3680/3680B、MT6625L、MT6630Q或BCM4359的双频Wi-Fi芯片。所述第一天线120为工作于2.4GHz频段的Wi-Fi天线；所述第二天线130为工作于5GHz频段的Wi-Fi天线。所述第一功率信号为2.4GHz的Wi-Fi通信信号，所述第二功率信号为5GHz的Wi-Fi通信信号。

所述第一耦合器140包括第一端口141、第二端口142、第三端口143和第四端口144，所述第一端口141和第二端口142电性连接，形成所述第一直通通路1401，所述第三端口143和第四端口144电性连接，形成所述第一耦合通路1402。所述第二耦合器150包括第一端口151、第二端口152、第三端口153和第四端口154，所述第一端口151和第二端口152电性连接，形成所述第二直通通路1501，所述第三端口153和第四端口154电性连接，形成所述第二耦合通路1502。在本实施例中，所述第一耦合器140和所述第二耦合器150为同型号的四端口耦合器。当所述第一天线120工作时，所述第一耦合通路1402用于从流经所述第一直通通路1401的第一功率信号中耦合获取所述第一耦合功率，当所述第二天线130工作时，所述第二耦合通路1502用于从流经所述第二直通通路1501的第二功率信号中获取所述第二耦合功率。

所述天线系统100还包括一电阻器170，所述第一耦合器140的第一端口141与所述滤波器160电性连接，所述第一耦合器140的第二端口142与所述第一天线120电性连接，所述第一耦合器140的第三端口143通过所述电阻器170接地，所述第一耦合器140的第四端口144与所述第二耦合器150的第三端口153电性连接，所述第二耦合器150的第一端口151与所述第二信号端口115电性连接，所述第二耦合器150的第二端口152与所述第二天线130电性连接，所述第二耦合器150的第四端口154与所述功率检测端口111电性连接。

当所述第一天线120工作时，所述第一耦合通路1402获取的第一耦合功率通过所述第二耦合器150的第三端口153进入所述第二耦合通路1502，并通过所述第二耦合器150的第四端口154反馈至所述功率检测端口111，所述控制芯片110根据所述功率检测端口111检测到的第一耦合功率对所述第一天线120进行功率闭环控制。可以理解，所述控制芯片110根据所述功率检测端口111接收到的所述第一耦合功率的大小，并结合预设的功率调节因子，调节所述第一信号端口113的输出功率，从而实现对所述第一天线120功率的精准控制。

当所述第二天线130工作时，所述第二耦合器150的第三端口153通过所述第一耦合通路1402连接至所述电阻器170，并通过所述电阻器170接地，所述第二耦合通路1502获取的第二耦合功率通过所述第二耦合器150的第四端口154反馈至所述功率检测端口111，所述控制芯片110根据所述功率检测端口111检测到的第二耦合功率对所述第二天线130进行功率闭环控制。可以理解，所述控制芯片110根据所述功率检测端口111接收到的所述第二耦合功率的大小，并结合预设的功率调节因子，调节所述第二信号端口115的输出功率，从而实现对所述第二天线130功率的精准控制。

请参阅图2，本发明第二实施例提供另一种结构的天线系统100’。本实施例所述天线系统100’与第一实施例所述的天线系统100的区别在于，所述功率检测端口111与所述第一耦合通路1402电性连接，所述第一耦合功率和所述第二耦合功率通过所述第一耦合通路1402反馈至所述控制芯片110；同时，所述电阻器170与所述第二耦合器150的第三端口153电性连接，所述第一耦合器140的第三端口143则与所述第二耦合器150的第四端口154电性连接。

具体地，所述第一耦合器140的第一端口141与所述滤波器160电性连接，所述第一耦合器140的第二端口142与所述第一天线120电性连接，所述第一耦合器140的第三端口143与所述第二耦合器150的第四端口154电性连接，所述第一耦合器140的第四端口144与所述功率检测端口111电性连接，所述第二耦合器150的第一端口151与所述第二信号端口115电性连接，所述第二耦合器150的第二端口152与所述第二天线130电性连接，所述第二耦合器150的第三端口153通过所述电阻器170接地。

当所述第一天线120工作时，所述第一耦合器140的第三端口143通过所述第二耦合通路1502连接至所述电阻器170，并通过所述电阻器170接地，所述第一耦合通路1402获取的第一耦合功率通过所述第一耦合器140的第四端口144反馈至所述功率检测端口111，所述控制芯片110根据所述功率检测端口111检测到的第一耦合功率对所述第一天线120进行功率闭环控制。可以理解，所述控制芯片110根据所述功率检测端口111接收到的所述第一耦合功率的大小，并结合预设的功率调节因子，调节所述第一信号端口113的输出功率，从而实现对所述第一天线120功率的精准控制。

当所述第二天线130工作时，所述第二耦合通路1502获取的第二耦合功率通过所述第一耦合器140的第三端口143进入所述第一耦合通路1402，并通过所述第一耦合器140的第四端144口反馈至所述功率检测端口111，所述控制芯片110根据所述功率检测端口111检测到的第二耦合功率对所述第二天线130进行功率闭环控制。可以理解，所述控制芯片110根据所述功率检测端口111接收到的所述第二耦合功率的大小，并结合预设的功率调节因子，调节所述第二信号端口115的输出功率，从而实现对所述第二天线130功率的精准控制。

请参阅图3，本发明第三实施例提供一种通信终端300，包括至少一处理器310，例如CPU，至少一通信总线320，用户接口330，至少一通信接口340，存储器350以及天线系统360。其中，所述通信总线320用于实现所述通信终端300各组件之间的通信连接。所述用户接口330可包括触控屏，用于与用户进行交互，如接收用户的触控指令。所述通信接口340可包括标准的有线接口(如数据线接口)、无线接口(如WI-FI接口、蓝牙接口、近场通信接口)。所述存储器350可以是高速RAM存储器，也可以是非易失性存储器(non-volatile memory)。在可选实施例中，所述存储器350还可以是至少一个位于远离前述处理器310的存储装置。如图3所示，作为一种计算机存储介质的存储器350中可以包括操作系统、用户接口模块以及通信接口模块。其中，所述操作系统用于协同该通信终端300所述各组件的运行，所述用户接口模块用于保存和维护该通信终端300的用户数据，所述通信接口模块用于为所述通信接口340的数据通信提供协议支持。

可以理解，所述通信终端300可以为手机、智能手表、可穿戴装置、平板电脑等，所述天线系统360可以是本发明第一实施例所提供的天线系统100或本发明第二实施例所提供的天线系统100’。

所述天线系统100、100’通过所述第一耦合器140获取所述第一耦合功率，通过所述第二耦合器150获取第二耦合功率，并将所述第一耦合功率和第二耦合功率反馈至控制芯片110的功率检测端口111，以根据所述第一耦合功率和第二耦合功率对所述第一天线120和第二天线130进行功率闭环控制，实现对所述第一天线120和第二天线130功率的精准控制，提升所述天线系统100、100’的稳定性。同时，所述天线系统100、100’通过将所述第一耦合通路1402和所述第二耦合通路1502电性连接，以通过所述第一耦合通路1402或所述第二耦合通路1502将所述第一耦合功率及第二耦合功率反馈至所述控制芯片110的功率检测端口111，简化了所述天线系统100、100’的电路结构，有利于降低生产成本。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种天线系统，包括控制芯片，其特征在于，所述天线系统还包括第一天线、第二天线、第一耦合器和第二耦合器，所述控制芯片包括功率检测端口，所述第一耦合器包括第一直通通路和第一耦合通路，所述第二耦合器包括第二直通通路和第二耦合通路，所述第一天线通过所述第一直通通路与所述控制芯片电性连接，所述第二天线通过所述第二直通通路与所述控制芯片电性连接，所述第一耦合通路与所述第二耦合通路电性连接，所述第一耦合通路用于获取第一耦合功率，所述第二耦合通路用于获取第二耦合功率，所述功率检测端口与所述第一耦合通路或所述第二耦合通路电性连接，所述第一耦合功率和所述第二耦合功率通过所述第一耦合通路或所述第二耦合通路反馈至所述控制芯片，以通过所述控制芯片对所述第一天线和所述第二天线进行功率闭环控制；

所述天线系统还包括滤波器，所述控制芯片还包括第一信号端口和第二信号端口，所述第一信号端口通过所述滤波器与所述第一直通通路电性连接，以通过所述第一天线发送/接收第一功率信号；所述第二信号端口与所述第二直通通路电性连接，以通过所述第二天线发送/接收第二功率信号；

所述第一耦合器和所述第二耦合器均包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一耦合器的第一端口和第二端口电性连接，形成所述第一直通通路，所述第一耦合器的第三端口和第四端口电性连接，形成所述第一耦合通路，所述第二耦合器的第一端口和第二端口电性连接，形成所述第二直通通路，所述第二耦合器的第三端口和第四端口电性连接，形成所述第二耦合通路。

2.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统还包括一电阻器，当所述第一耦合功率和所述第二耦合功率通过所述第一耦合通路反馈至所述控制芯片时，所述第一耦合器的第一端口与所述滤波器电性连接，所述第一耦合器的第二端口与所述第一天线电性连接，所述第一耦合器的第三端口与所述第二耦合器的第四端口电性连接，所述第一耦合器的第四端口与所述功率检测端口电性连接，所述第二耦合器的第一端口与所述第二信号端口电性连接，所述第二耦合器的第二端口与所述第二天线电性连接，所述第二耦合器的第三端口通过所述电阻器接地。

3.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统还包括一电阻器，当所述第一耦合功率和所述第二耦合功率通过所述第二耦合通路反馈至所述控制芯片时，所述第一耦合器的第一端口与所述滤波器电性连接，所述第一耦合器的第二端口与所述第一天线电性连接，所述第一耦合器的第三端口通过所述电阻器接地，所述第一耦合器的第四端口与所述第二耦合器的第三端口电性连接，所述第二耦合器的第一端口与所述第二信号端口电性连接，所述第二耦合器的第二端口与所述第二天线电性连接，所述第二耦合器的第四端口与所述功率检测端口电性连接。

4.如权利要求2所述的天线系统，其特征在于，当所述第一天线工作时，所述第一耦合器的第三端口通过所述第二耦合通路连接至所述电阻器，并通过所述电阻器接地，所述第一耦合通路获取的第一耦合功率通过所述第一耦合器的第四端口反馈至所述功率检测端口，所述控制芯片根据所述功率检测端口检测到的第一耦合功率对所述第一天线进行功率闭环控制。

5.如权利要求2所述的天线系统，其特征在于，当所述第二天线工作时，所述第二耦合通路获取的第二耦合功率通过所述第一耦合器的第三端口进入所述第一耦合通路，并通过所述第一耦合器的第四端口反馈至所述功率检测端口，所述控制芯片根据所述功率检测端口检测到的第二耦合功率对所述第二天线进行功率闭环控制。

6.如权利要求3所述的天线系统，其特征在于，当所述第一天线工作时，所述第一耦合通路获取的第一耦合功率通过所述第二耦合器的第三端口进入所述第二耦合通路，并通过所述第二耦合器的第四端口反馈至所述功率检测端口，所述控制芯片根据所述功率检测端口检测到的第一耦合功率对所述第一天线进行功率闭环控制。

7.如权利要求3所述的天线系统，其特征在于，当所述第二天线工作时，所述第二耦合器的第三端口通过所述第一耦合通路连接至所述电阻器，并通过所述电阻器接地，所述第二耦合通路获取的第二耦合功率通过所述第二耦合器的第四端口反馈至所述功率检测端口，所述控制芯片根据所述功率检测端口检测到的第二耦合功率对所述第二天线进行功率闭环控制。

8.一种通信终端，其特征在于，所述通信终端包括如权利要求1-7任意一项所述的天线系统。