CN105306090A

CN105306090A - 一种天线匹配电路、系统和移动终端

Info

Publication number: CN105306090A
Application number: CN201510612274.0A
Authority: CN
Inventors: 曲恒
Original assignee: Hisense Mobile Communications Technology Co Ltd
Current assignee: Hisense Mobile Communications Technology Co Ltd
Priority date: 2015-09-23
Filing date: 2015-09-23
Publication date: 2016-02-03

Abstract

本发明的实施例提供了一种天线匹配电路、系统和移动终端，涉及无线通信技术领域，用以实现在不同工作频段下天线匹配电路的阻抗匹配，提高天线性能。该天线匹配电路连接在天线和射频端口之间，具体的，该天线匹配电路包括固定匹配电路和可调匹配电路，固定匹配电路的第一端与天线连接，固定匹配电路的第二端与固定匹配电路的第一端连接，可调匹配电路的第二端与射频端口连接，可调匹配电路的控制端与电路控制单元连接，可调匹配电路呈容性或者感性由电路控制单元的控制信号进行控制。本发明应用于移动终端中。

Description

一种天线匹配电路、系统和移动终端

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种天线匹配电路、系统和移动终端。

背景技术

随着电子技术的不断发展，手机、平板电脑等移动设备已成为人们必备的电子产品之一，同时，随着人们对电子产品轻薄化的需求，现有的电子产品的外形也变得越来越薄，使得天线的设计空间也变得越来越小。其中，天线的阻抗匹配是天线设计工作中的主要方面之一，现有技术中常采用天线匹配电路来实现对天线的阻抗匹配。

但是，现有技术中常采用固定的天线匹配电路，即天线匹配电路中电感的电感值和电容的电容值是固定的，这样，该天线匹配电路只能针对某些工作频段进行最优化的匹配，而其他工作频段的匹配性能就会折中，降低天线性能。

发明内容

本发明的实施例提供一种天线匹配电路、系统和移动终端，用以实现在不同工作频段下天线匹配电路的阻抗匹配，提高天线性能。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种天线匹配电路，所述天线匹配电路连接在天线和射频端口之间，所述天线匹配电路包括：

固定匹配电路，所述固定匹配电路的第一端与所述天线连接；

可调匹配电路，所述可调匹配电路的第一端与所述固定匹配电路的第二端连接，所述可调匹配电路的第二端与所述射频端口连接，所述可调匹配电路的控制端与电路控制单元连接；所述可调匹配电路呈容性或者感性由所述电路控制单元的控制信号进行控制。

第二方面，本发明实施例提供了一种天线匹配系统，包括：主控器、传感器、电路控制单元、以及第一方面所述的天线匹配电路；所述主控器分别与所述电路控制单元、所述传感器连接，所述电路控制单元与所述天线匹配电路连接；

所述传感器用于获取场景信息，并将所述场景信息发送给所述主控器；

所述主控器用于根据所述场景信息确定第一工作场景；

所述主控器还用于确定当前工作频率所处的第一工作频段，并根据所述第一工作场景、所述第一工作频段、以及预先设置的工作场景、工作频段与电路匹配参数的对应关系，获取与所述第一工作场景和所述第一工作频段对应的第一电路匹配参数，并将所述第一电路匹配参数发送给所述电路控制单元；

所述电路控制单元根据所述第一电路匹配参数，生成控制信号，并根据所述控制信号对所述天线匹配电路进行控制。

第三方面，本发明实施例提供了一种移动终端，所述移动终端包括：天线、射频处理单元、以及第二方面所述的天线匹配系统。

本发明实施例提供了一种天线匹配电路、系统和移动终端，其中，天线匹配电路连接在天线和射频端口之间，具体的，该天线匹配电路包括固定匹配电路和可调匹配电路，固定匹配电路的第一端与天线连接，第二端与可调匹配电路的第一端连接，可调匹配电路的第二端与射频端口连接，可调匹配电路的控制端与电路控制单元连接，这样，在固定匹配电路中的电容值和电感值一定的情况下，通过电路控制单元对可调匹配电路进行控制，使得可调匹配电路呈容性或感性，进而使得整个天线匹配电路的电容值或电感值发生变化，以满足在不同工作频段下的天线匹配电路的最优阻抗匹配，提高天线性能。

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为本发明实施例提供的一种天线匹配电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的L型匹配电路的结构示意图一；

图3为本发明实施例提供的L型匹配电路的结构示意图二；

图4为本发明实施例提供的一种天线匹配电路的示意图一；

图5为本发明实施例提供的一种天线匹配电路的示意图二；

图6为本发明实施例提供的一种天线匹配电路的示意图三；

图7为本发明实施例提供的一种天线匹配电路的示意图四；

图8为本发明实施例提供的一种天线匹配系统的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的预先设置的工作场景、工作频段与电路匹配参数的对应关系示意图；

图10为本发明实施例提供的一种移动终端的结构示意图。

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。

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并对不对数量和执行次序进行限定。

本发明的实施例提供一种天线匹配电路，该天线匹配电路100连接在天线和射频端口之间，如图1所示，该天线匹配电路100包括：

固定匹配电路10，固定匹配电路10的第一端与天线连接；

可调匹配电路11，可调匹配电路11的第一端与固定匹配电路10的第二端连接，可调匹配电路11的第二端与射频端口连接，可调匹配电路11的控制端与电路控制单元200连接；可调匹配电路11呈容性或者感性由电路控制单元200的控制信号进行控制。

其中，固定匹配电路10可以L型匹配电路、T型匹配电路或π型匹配电路中的一个。下面，以固定匹配电路10为L型匹配电路为例进行说明，对于T型匹配电路或π型匹配电路可以参考对L型匹配电路的描述。图2和图3所示，为两种不同形式的L型匹配电路10，该L型匹配电路10包括一电感和一电容，为了后续区分，将L型匹配电路10中的电感称为第四电感L4，将L型匹配电路10中的电容称为第二电容C4。

具体的，如图4所示，该可调匹配电路11包括：第一可调支路111，第一可调支路111包括：

第一可调电容C1，第一可调电容C1的第一端与固定匹配电路10的第二端连接，第一可调电容C1的控制端与电路控制单元200连接；

第一电感L1，第一电感L1的第一端与第一可调电容C1的第二端连接，第一电感L1的第二端与射频端口连接；

第一开关S1，第一开关S1并联在第一可调电容C1的两端，第一开关S1的控制端与电路控制单元200连接。

这样，电路控制单元200可以通过控制第一开关S1的断开或闭合，来确定第一可调电容C1是否串联在电路中，另外，当第一开关S1断开时，第一可调电容C1串联在电路中，此时，第一可调电容C1和第一电感L1串联在电路中时，电路控制单元200可以对第一可调电容C1的电容值进行调节，使得第一可调支路111的串联阻抗呈容性或感性。

进一步的，如图5所示，该可调匹配电路11还包括：第二可调支路112，第二可调支路112包括：

第二可调电容C2，第二可调电容C2的第一端与第一电感L1的第二端连接，第二可调电容C2的第二端接地，第二可调电容C2的控制端与电路控制单元200连接；

第二电感L2，第二电感L2的第一端与第一电感L1的第二端连接；

第二开关S2，第二开关S2的第一端与第二电感L2的第二端连接，第二开关S2的第二端接地，第二开关S2的控制端与电路控制单元200连接。

这样，电路控制单元200可以通过控制第二开关S2的断开或闭合，来确定第二电感L2是否并联在电路中，另外，当第二开关S2闭合时，第二电感L2并联在电路中时，此时，第二可调电容C2和第二电感L2并联在电路中时，电路控制单元200可以通过对第二可调电容C2的电容值进行调节，使得第二可调支路112的并联阻抗呈容性或感性。

进一步的，如图6所示，该可调匹配电路11还包括：第三可调支路113，第三可调支路113包括：

第三电感L3，第三电感L3的第一端与第一可调电容C1的第一端连接；

第三开关S3，第三开关S3的第一端与第三电感L3的第二端连接，第三开关S3的第二端接地，第三开关S3的控制端与电路控制单元200连接。

这样，电路控制单元200可以通过控制第三开关S3的断开或闭合，来确定第三电感L3是否并联在电路中，若第三开关S3闭合时，第三电感L3并联在电路中，此时，第三电感L3可以和L型匹配电路10组成π型匹配电路。

或者，如图7所示，该可调匹配电路11还包括：第四可调支路114，第四可调支路114包括：

第一电容C3，第一电容C3的第一端与第一可调电容C1的第一端连接；

第四开关S4，第四开关S4的第一端与第一电容C3的第二端连接，第四开关S4的第二端接地，第四开关S4的控制端与电路控制单元200连接。

这样，电路控制单元200可以通过控制第四开关S4的断开或闭合，来确定第一电容C3是否并联在电路中，若第四开关S4闭合时，第一电容C3并联在电路中，此时，第一电容C3可以和L型匹配电路10组成π型匹配电路。

需要说明的是，可调匹配电路11中的第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、以及L型匹配电路10中的第四电感L4中任意一个电感一经设定，不受电路控制单元200的控制，即各个电感的电感值是确定的。同样的，可调匹配电路11中的第一电容C3、以及L型匹配电路10中的第二电容C4中任意一个电容一经设定，不受电路控制单元200的控制，即各个电容的电容值是确定的。只有可调匹配电路11中的第一可调电容C1和第二可调电容C2的电容值，可以通过电路控制单元200的控制进行调节。

另外，图4、图5、图6和图7以在图2所示的L型匹配电路10为基础进行说明，当然，也可以在图3所示的L型匹配电路10为基础进行说明，具体可参考图4-图7的描述，在此不再赘述。

本发明实施例提供了一种天线匹配电路，其中，天线匹配电路连接在天线和射频端口之间，具体的，该天线匹配电路包括固定匹配电路和可调匹配电路，固定匹配电路的第一端与天线连接，第二端与可调匹配电路的第一端连接，可调匹配电路的第二端与射频端口连接，可调匹配电路的控制端与电路控制单元连接，这样，在固定匹配电路中的电容值和电感值一定的情况下，通过电路控制单元对可调匹配电路进行控制，使得可调匹配电路呈容性或感性，进而使得整个天线匹配电路的电容值或电感值发生变化，以满足在不同工作频段下的天线匹配电路的最优阻抗匹配，提高天线性能。

本发明实施例还提供了一种天线匹配系统，如图8所示，该天线匹配系统包括：主控器300、传感器400、电路控制单元200、以及上述图1-图7所述的天线匹配电路100，主控器300分别与电路控制单元200、传感器400连接。

其中，传感器400用于获取场景信息，并将场景信息发送给主控器300；

主控器300用于根据传感器400发送的场景信息确定第一工作场景；

主控器300还用于确定当前工作频率所处的第一工作频段，并根据第一工作场景、第一工作频段、以及预先设置的工作场景、工作频段与电路匹配参数的对应关系，获取与第一工作场景和第一工作频段对应的第一电路匹配参数，并将第一电路匹配参数发送给电路控制单元200；

电路控制单元200根据第一电路匹配参数，生成控制信号，并根据控制信号对天线匹配电路100进行控制。

其中，传感器400用于对周围的场景进行识别，以得到场景信息。常见的传感器400包括：加速传感器、温度传感器、环境亮度传感器、压力传感器、磁力传感器、陀螺仪、近距离传感器等，以感知和识别设备所处的场景信息。另外，工作场景可以为自由空间模式、右手模式、左手模式、人头加右手模式、人头加左手模式等场景中的任意一个。

如图9所示为预先设置的工作场景、工作频段与电路匹配参数的对应关系示意图，其中，第一行为不同的工作场景，分别用场景1、场景2、场景3、……、场景M进行表示，场景1、场景2、……、场景M可以为步骤104中所示例的不同的工作场景中一个，第一列为划分的不同的工作频段，分别用Band1、Band2、......、BandN进行表示。示例的，以图9中M＝4、N＝4为例进行说明，若当前频率所处的第一工作频段为Band1，且第一工作场景为场景1时对应的第一电路匹配参数为a11，若当前频率所处的第一工作频段为Band4，且第一工作场景为场景2时对应的第一电路匹配参数为a42，依次类推。

对于工作频段、工作场景与电路匹配参数之间的对应关系，可以采用下述方法获取。具体的，可以预先定义不同的工作频段和工作场景，然后将天线和调谐器通过测试线缆与矢量网络分析仪连接，通过改变调谐器中的电路匹配参数，以及矢量网络分析仪上的测试参数，验证是否发满足匹配要求，经过上述调试之后，确定不同的工作频段和工作场景所对应的电路匹配参数的基本范围；进一步的，将设备放置在屏蔽盒或暗室内，同时，通过有线或无线的方式将电脑与设备相连接，连接成功后，电脑可通过软件控制设备进行电路匹配参数的扫描，使用发射功率、接收功率及回波损耗等相关参数调整信号在调制之后匹配存在的误差，选择最优的电路匹配参数，以确定不同工作频段和工作场景的电路匹配参数。

根据上述所描述的，由于不同的工作场景下的场景信息不同，因此，传感器400将感知的场景信息发送给主控器300，主控器300根据该场景信息，确定设备具体处于哪种工作场景。进而，主控器300确定当前工作频率所处的工作频段，根据工作场景、工作频段和图2所示的预先设置的工作场景、工作频段与电路匹配参数的对应关系示意图，获取相对应的电路匹配参数，并将电路匹配参数发送给电路控制单元200。电路控制单元200根据电路匹配参数生成相应的控制信号，以对天线匹配电路100中的开关、可调电容的电容值进行控制。

本发明实施例提供了一种天线匹配系统，传感器用于获取场景信息，主控器根据场景信息确定第一工作场景，并确定当前工作频率所处的第一工作频段，进而根据预先设置的工作场景、工作频段与电路匹配参数的对应关系，获取与第一工作场景和第一工作频段对应的第一电路匹配参数，将第一电路匹配参数发送给电路控制单元，电路控制单元根据电路匹配参数生成相应的控制信号，以对天线匹配电路中的开关、可调电容的电容值进行控制，根据不同的场景，实现在不同工作频段下天线匹配电路的阻抗匹配，提高天线性能。

另外，本发明实施例还提供了一种移动终端，如图10所示，该移动终端包括：天线、射频处理单元、基带处理单元以及上述所述的天线匹配系统；其中，射频端口与射频处理单元连接，射频处理单元与基带处理单元连接。

具体的，天线用于将接收到的无线信号传输给射频处理单元，或者将射频处理单元的发射信号转换为电磁波，发送出去；射频处理单元，用于对天线接收到的无线信号进行选频、放大、下变频处理，并将其转换成中频信号或基带信号发送给基带处理单元，或者，用于将基带处理单元发送的基带信号或中频信号经过上变频、放大，通过天线发送出去；基带处理单元，对接收到的中频信号或基带信号进行处理。

而为了使信号和能量有效的传输，必须在电路工作在阻抗匹配状态，因此，通过天线匹配系统实现电路的阻抗匹配，以获得最大的功率传输，对于天线匹配系统的描述可以参考上述实施例所描述的，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种天线匹配电路，所述天线匹配电路连接在天线和射频端口之间，其特征在于，所述天线匹配电路包括：

2.根据权利要求1所述的天线匹配电路，其特征在于，所述可调匹配电路包括：第一可调支路，所述第一可调支路包括：

第一可调电容，所述第一可调电容的第一端与所述固定匹配电路的第二端连接，所述第一可调电容的控制端与所述电路控制单元连接；

第一电感，所述第一电感的第一端与所述第一可调电容的第二端连接，所述第一电感的第二端与所述射频端口连接；

第一开关，所述第一开关并联在所述第一可调电容的两端，所述第一开关的控制端与所述电路控制单元连接。

3.根据权利要求2所述的天线匹配电路，其特征在于，所述可调匹配电路还包括：第二可调支路，所述第二可调支路包括：

第二可调电容，所述第二可调电容的第一端与所述第一电感的第二端连接，所述第二可调电容的第二端接地，所述第二可调电容的控制端与所述电路控制单元连接；

第二电感，所述第二电感的第一端与所述第一电感的第二端连接；

第二开关，所述第二开关的第一端与所述第二电感的第二端连接，所述第二开关的第二端接地，所述第二开关的控制端与所述电路控制单元连接。

4.根据权利要求3所述的天线匹配电路，其特征在于，所述可调匹配电路还包括：第三可调支路，所述第三可调支路包括：

第三电感，所述第三电感的第一端与所述第一可调电容的第一端连接；

第三开关，所述第三开关的第一端与所述第三电感的第二端连接，所述第三开关的第二端接地，所述第三开关的控制端与所述电路控制单元连接。

5.根据权利要求3所述的天线匹配电路，其特征在于，所述可调匹配电路还包括：第四可调支路，所述第四可调支路包括：

第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一可调电容的第一端连接；

第四开关，所述第四开关的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述第四开关的第二端接地，所述第四开关的控制端与所述电路控制单元连接。

6.根据权利要求1所述的天线匹配电路，其特征在于，所述固定匹配电路为L型匹配电路、T型匹配电路或π型匹配电路中的一个。

7.一种天线匹配系统，其特征在于，包括：主控器、传感器、电路控制单元、以及权利要求1-6任一项所述的天线匹配电路；所述主控器分别与所述电路控制单元、所述传感器连接，所述电路控制单元与所述天线匹配电路连接；

所述主控器用于根据所述场景信息确定第一工作场景；

8.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括：天线、射频处理单元、基带处理单元、以及权利要求7所述的天线匹配系统；

其中，所述射频端口与所述射频处理单元连接，所述射频处理单元与所述基带处理单元连接。