CN105337038B - 一种天线系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线系统，应用于移动终端中，包括：第一特高频天线，用于DCS上行频段发射；第二特高频天线，用于DCS下行频段接收，以及用于GSM频段收发、TD‑SCDMA频段收发和WCDMA频段收发；第三特高频天线，作为LTE主天线；第四特高频天线，作为LTE分集接收天线；一切换开关，第一特高频天线及第二特高频天线分别耦合至切换开关，并随切换开关的动作进行切换。本发明通过重新对DCS频段的天线进行了设计，使原有的天线只负责接收，新增一支负责发射的窄带天线，从而有效的避免了大功率DCS发射对LTE BAND39造成的不良影响，且成本低廉，实用性强。

Description

一种天线系统

技术领域

本发明涉及电子通讯技术领域，尤其涉及一种应用于移动终端的天线系统。

背景技术

在现有的移动通讯系统中，2G(第二代移动通信网络标准)/3G(第三代移动通信网络标准)已经普及。通常手持移动终端设备的通讯频段包括GSM850/900、DCS、PCS、UMTS、WCDMA、TD-SCDMA等等，而随着电子通讯技术的不断发展，LTE(Long Term Evolution“长期演进”)4G(第四代移动通信网络标准)也逐渐开始普及。

值得一提的是，2014年为中国的LTE4G(the4th generation communicationsystem)网络的元年，大量的4G通讯设备涌现，对4G的射频性能提出了更多的需求。LTE4G通讯设备的天线设计也进入了一个全新的阶段，大量的LTE频段的加入增加了原有天线的设计难度。新增的4G频段加入，又对原有的2G/3G天线性能造成了影响。其中LTE BAND39与原有DCS天线工作频点相邻，这种影响尤为的突出。在DCS大功率发射的情况下，产生的噪声会对LTE BAND39频段造成极大的影响，一旦DCS发射所产生的噪声过高，就会影响到相邻LTEBAND39的正常通讯，严重情况下会产生LTE BAND39无法工作的情况。现有的射频方案是在DCS前端加入一个低通滤波器，用以过滤来自TD-SCDMA BAND F和LTE BAND39的干扰，但是大功率的滤波器会造成生产成本增加的问题。

发明内容

针对现有的移动终端在天线设置上存在的上述问题，现提供一种，旨在减少新增的LTE频段对原有的2G/3G通讯天线性能造成的影响，从而实现移动终端中天线合理布局的天线系统。

具体技术方案如下：

一种天线系统，应用于移动终端中，其中，所述天线系统包括：

第一特高频天线，用于DCS上行频段发射；

第二特高频天线，用于DCS下行频段接收，以及用于GSM频段收发、TD-SCDMA频段收发和WCDMA频段收发；

第三特高频天线，作为LTE主天线；

第四特高频天线，作为LTE分集接收天线；

一切换开关，所述第一特高频天线及所述第二特高频天线分别耦合至所述切换开关，并随所述切换开关的动作进行切换。

上述的天线系统，其中，所述第一特高频天线为窄带天线。

上述的天线系统，其中，所述DCS上行频段为1710-1785MHz。

上述的天线系统，其中，所述第二特高频天线设置于所述移动终端的背面底部。

上述的天线系统，其中，所述第三特高频天线设置于所述移动终端的背面顶部。

上述的天线系统，其中，所述第四特高频天线设置于所述移动终端一侧。

上述的天线系统，其中，所述天线系统还包括第五特高频天线，所述第五特高频天线为蓝牙/无线网络天线。

上述的天线系统，其中，所述第五特高频天线谐振于2.4GHz频段。

上述的天线系统，其中，所述第五特高频天线设置于所述移动终端一侧。

上述的天线系统，其中，所述天线系统还包括第六特高频天线，所述第六特高频天线为GPS天线。

上述的天线系统，其中，所述第六特高频天线谐振于1227.60MHz和/或谐振于1575.42MHz。

上述的天线系统，其中，所述第六特高频天线设置于所述移动终端一侧。

上述的天线系统，其中，所述第一特高频天线为平面倒F天线、倒F型天线、单极天线或环形天线中的一种。

上述的天线系统，其中，所述移动终端为手机。

上述发明具有如下优点或者有益效果：

重新对DCS频段的天线进行了设计，使原有的天线只负责接收，新增一支负责发射的窄带天线，从而在保证原有2G/3G通讯天线射频性能不变的情况下，有效的减少了大功率DCS发射对LTE BAND39造成的不良影响，从而保证了LTE BAND39的正常工作。

重新对DCS频段的天线进行了设计，通过仅增加一个天线解决DCS与LTE BAND39相互干扰的问题，一个天线的成本远小于大功率低通滤波器的成本，从而为平台的射频设计及移动终端的整机设计提供了一种更好的选择。

具体附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是本发明的常规天线的回波损耗测试结果示意图；

图2是本发明的移动终端的天线布局的结构示意图；

图3是本发明的TD-LTE频段天线的回波损耗测试结果示意图；

图4是本发明的DCS发射天线的回波损耗测试结果示意图；

图5是本发明的DCS发射天线与LTE主通讯天线的隔离度测试结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。

目前，为了解决DCS与LTE BAND39相互干扰的问题，通常采用在DCS前端加入一个低通滤波器，滤掉TD-SCDMA BAND F以及4G新增的LTE BAND39。以确保大功率发射下的DCS不会干扰到TD-SCDMA BAND F和LTE BAND39；采用低通滤波器的方法确实可以满足射频性能需求，但是大功率的滤波器会造成生产成本的增加。在现如今竞争白热化的智能机市场，这无疑是一个非常不利的因素。如图1所示，常规的2G/3G通讯天线，其低频段f1覆盖824MHz～960MHz，高频段f3覆盖1710MHz～2170MHz，而4G新增的LTE BAND39频段f2(图3中虚线部分)被原有的5频天线(即常规的2G/3G通讯天线，包括GSM850频段、GSM900频段、DCS频段、TD-SCDA频段和WCDMA频段)覆盖，且可以清楚的看到，2G/3G通讯天线的高频段为一个连续的辐射波形，其中包括DCS/PCS/WCDMA BAND1/WCDMA BAND2/TD-SCDMA F/TD-SCDMA A/LTEBAND39，所以在利用这支原始天线(即常规的2G/3G通讯天线)发射DCS频段的时候，会产生噪声落入新增的LTE BAND39频段f2中，从而产生干扰，进而影响到LTE BAND39的正常工作。

针对上述问题，本发明重新对DCS频段的天线进行了设计，使原有的天线只负责接收，新增一支负责发射的窄带天线，从而解决了原来大功率发射对TD-SCDMA BAND F和LTEBAND39带来的不良影响。经测试DCS频段与LTE BAND39的射频OTA(Over the air)性能可以完全满足运营商入库要求，而且仅增加了一个天线，远小于大功率低通滤波器的成本。从而为平台的射频设计及手持移动终端的整机设计提供了更好的选择。

如图2所示，一种天线系统，应用于移动终端100中，该移动终端100可以为手机或者如MIFI(便携式宽带无线装置)等拥有2G/3G+4G组合功能的手持移动终端设备，该天线系统包括：第一特高频天线202，用于DCS上行频段发射；第二特高频天线201，用于DCS下行频段接收，以及用于GSM频段(可以包括GSM850频段和GSM900频段)收发、TD-SCDMA频段收发和WCDMA频段收发；第三特高频天线206，作为LTE主天线；第四特高频天线203，作为LTE分集接收天线；一切换开关(未于图中示出)，第一特高频天线202及第二特高频天线201分别耦合至切换开关，并随切换开关的动作进行切换，以确保不会影响DCS频段的正常通行，该切换开关可以为SP2T开关，此外，图中的207为移动终端100的电池。

上述技术方案中，第一特高频天线202仅包括DCS上行频段(具体的，该DCS上行频段为1710-1785MHz)，而不含DCS下行频段(具体的，该DCS下行频段为1805-1880MHz)以及LTE BAND39频段(具体的，该LTE BAND39频段为1880-1990MHz)，且从该第一特高频天线202的天线设计上尽量做到平坦、无谐振以及回波损耗做到尽量趋近于0，以保证大功率发射状态下的第一特高频天线202，对第四特高频天线203以及第三特高频天线206有足够的隔离度，从而保证第一特高频天线202的DCS发射能量不会落入LTE BAND39频段内，进而不会影响到第四特高频天线203以及第三特高频天线206的正常工作。也就是说，第一特高频天线202只负责DCS频段的发射工作，而DCS频段的接收工作由第二特高频天线201负责；进一步的，在本发明的一个较佳的实施例中，根据四分之一波长振子天线理论，第一特高频天线202的振子长度为42mm。

由图3可知，在设计第四特高频天线203以及第三特高频天线206时，使得LTEBAND39频段f2尽量避让DCS频段f4(图3中虚线部分)，以保证两个天线的隔离度，使第一特高频天线202工作时第四特高频天线203以及第三特高频天线206尽量少的接收到来自DCS上行频段的干扰；由图4可知，本发明中的第一特高频天线202，在保证天线性能的基础上，尽量在LTE BAND39频段f2减小天线的谐振以增大第一特高频天线202与第三特高频天线206的隔离，从而可以确保两个天线的原有性能不受干扰；由图5中的第一特高频天线202的回波损耗曲线1和第三特高频天线206(包括LTE BAND38/39/40/41)的回波损耗曲线2、以及两支天线的隔离度曲线3可知，经测试第一特高频天线202和第三特高频天线206(包括LTEBAND38/39/40/41)的隔离度大于-30dB，从而足够满足DCS芯片与LTE芯片的隔离需求。

在本发明的一个优选的实施例中，第一特高频天线202可以为窄带天线，尽量在LTE BAND39频段减小天线的谐振，以增大第一特高频天线202和LTE主天线隔离，进而确保两个天线的性能不受干扰，进一步的，第一特高频天线202可被设置于移动终端100的背面底部，也可以被设置于移动终端100上其他合适的位置。

在本发明的一个优选的实施例中，第二特高频天线201可被设置于移动终端100的背面底部。

在本发明的一个优选的实施例中，第三特高频天线206可被设置于移动终端100的背面顶部。

在本发明的一个优选的实施例中，第四特高频天线203可被设置于移动终端100一侧。

在本发明的一个优选的实施例中，天线系统还包括第五特高频天线204，第五特高频天线204为蓝牙/无线网络天线204，谐振于2.4GHz频段；进一步的，第五特高频天线204可被设置于移动终端100一侧。

在本发明的一个优选的实施例中，天线系统还包括第六特高频天线205，第六特高频天线205为GPS天线，谐振于1227.60MHz和/或谐振于1575.42MHz，进一步的，第六特高频天线205可被设置于移动终端100一侧。

在本发明的一个优选的实施例中，第一特高频天线202可为平面倒F天线(planarinverted F-antenna，简称PIFA))、倒F型天线(Inverted-F Antenna，简称IFA)、单极天线(Monopole)或环形天线(Loop)中的一种。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (14)

1.一种天线系统，应用于移动终端中，其特征在于，所述天线系统包括：

第一特高频天线，用于DCS上行频段发射，所述第一特高频天线仅包括DCS上行频段；

第二特高频天线，用于DCS下行频段接收，以及用于GSM频段收发、TD-SCDMA频段收发和WCDMA频段收发；

第三特高频天线，作为LTE主天线；

第四特高频天线，作为LTE分集接收天线；

一切换开关，所述第一特高频天线及所述第二特高频天线分别耦合至所述切换开关，并随所述切换开关的动作进行切换。

2.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一特高频天线为窄带天线。

3.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述DCS上行频段为1710-1785MHz。

4.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第二特高频天线设置于所述移动终端的背面底部。

5.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第三特高频天线设置于所述移动终端的背面顶部。

6.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第四特高频天线设置于所述移动终端一侧。

7.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第五特高频天线，所述第五特高频天线为蓝牙/无线网络天线。

8.如权利要求7所述的天线系统，其特征在于，所述第五特高频天线谐振于2.4GHz频段。

9.如权利要求7所述的天线系统，其特征在于，所述第五特高频天线设置于所述移动终端一侧。

10.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第六特高频天线，所述第六特高频天线为GPS天线。

11.如权利要求10所述的天线系统，其特征在于，所述第六特高频天线谐振于1227.60MHz和/或谐振于1575.42MHz。

12.如权利要求10所述的天线系统，其特征在于，所述第六特高频天线设置于所述移动终端一侧。

13.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一特高频天线为平面倒F天线、倒F型天线、单极天线或环形天线中的一种。

14.如权利要求1-13任一项所述的天线系统，其特征在于，所述移动终端为手机。