CN105762487A - 一种基于移动终端的天线匹配方法、天线装置及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于移动终端的天线匹配方法、天线装置及移动终端,其中所述天线装置包括至少一个天线馈源,至少一个天线辐射片,以及至少一个调谐装置,其中:所述天线馈源从所述天线辐射片的一端馈入,用于向所述天线辐射片传递射频信号;所述天线辐射片用于将所述射频信号传递给所述调谐装置;所述调谐装置加载在所述天线辐射片中,用于确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调谐所述天线装置的频率谐振。

Description

一种基于移动终端的天线匹配方法、天线装置及移动终端
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域,特别是涉及一种基于移动终端的天线匹配方法、天线装置及移动终端。
背景技术
移动通信系统是有线与无线的综合体,而在移动通信系统中,空间无线信号的发射和接收都是依靠移动终端天线来实现的。由此可见,天线对于移动通信网络来说,起着一个举足轻重的作用。
随着移动终端制式的多样化以及多频段移动终端的普及,现有的移动终端不仅可以工作在某一独立频段,当移动终端需要实现多个频段时,现有技术是在天线馈源处同时兼顾多个频段的匹配,匹配复杂,匹配元件多,匹配调试困难,匹配损耗大。
发明内容
鉴于上述问题,提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于移动终端的天线匹配方法、天线装置及移动终端。
为了解决上述问题,本发明公开了一种基于移动终端的天线装置,所述天线装置包括至少一个天线馈源,至少一个天线辐射片,以及至少一个调谐装置,其中:
所述天线馈源从所述天线辐射片的一端馈入,用于向所述天线辐射片传递射频信号;
所述天线辐射片用于将所述射频信号传递给所述调谐装置;
所述调谐装置加载在所述天线辐射片中,用于确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调谐所述天线装置的频率谐振。
优选地,所述调谐装置包括至少一个合路器,以及,至少一组匹配电路,所述合路器包括合路端口以及至少一个分路端口;
所述合路端口用于接收所述天线辐射片传递的射频信号,并确定所述射频信号所在的频段对应的分路端口,以及,将所述射频信号分配至对应的分路端口中;
所述分路端口与所述匹配电路连接,用于根据接收到的射频信号调节所述匹配电路的匹配参数。
优选地,所述合路器并联加载到所述天线辐射片中。
优选地,所述天线辐射片由金属框组成。
优选地,所述天线馈源至少有两个,所述分路端口至少有两个,则对应至少有两组匹配电路,所述合路端口还用于当确定所述射频信号所在频段的分路端口以后,将符合第一预设频段的频段所在的分路端口对应的匹配电路设置为短接到地,和/或,将符合第二预设频段的频段所在的分路端口对应的匹配电路设置为开路。
优选地,所述两个天线馈源分别通过激励片与所述天线辐射片连接。
优选地,所述所述调谐装置包括串联谐振电路,所述串联谐振电路用于接收所述天线辐射片传递的射频信号,确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调节所述串联谐振电路的匹配参数。
本发明还公开了一种移动终端,包括上述所述的天线装置。
本发明还公开了一种基于移动终端的天线匹配方法,所述天线包括至少一个天线馈源,至少一个天线辐射片,以及至少一个调谐装置;其中,所述天线馈源从所述天线辐射片中馈入,所述调谐装置加载在所述天线辐射片中,所述方法包括:
通过所述天线馈源接收射频信号,并将所述射频信号发送至所述天线辐射片;
通过所述天线辐射片将所述射频信号传递给所述调谐装置;
通过所述调谐装置确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调谐所述天线装置的频率谐振。
优选地,所述调谐装置包括至少一个合路器,以及,至少一组匹配电路,所述合路器包括合路端口以及至少一个分路端口;所述通过所述调谐装置确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调谐所述天线装置的频率谐振的步骤包括:
通过所述合路端口接收所述天线辐射片传递的射频信号,并确定所述射频信号所在的频段对应的分路端口,以及,将所述射频信号分配至对应的分路端口中;
通过所述分路端口根据接收到的射频信号调节所述匹配电路的匹配参数。
优选地,所述天线辐射片由金属框组成。
优选地,所述天线馈源至少有两个,所述分路端口至少有两个,则对应至少有两组匹配电路;所述通过所述调谐装置确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调谐所述天线装置的频率谐振的步骤还包括:
在所述合路端口确定所述射频信号所在频段的分路端口以后,将符合第一预设频段的频段所在的分路端口对应的匹配电路设置为短接到地,和/或,将符合第二预设频段的频段所在的分路端口对应的匹配电路设置为开路。
优选地,所述所述调谐装置包括串联谐振电路,所述通过所述调谐装置确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调谐所述天线装置的频率谐振的步骤包括:
通过所述串联谐振电路接收所述天线辐射片传递的射频信号,确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调节所述串联谐振电路的匹配参数。
与现有技术相比,本发明包括以下优点:
在本发明实施例中,天线装置可以工作在不同制式或同一制式的不同频段,该天线装置设置有调谐装置,调谐装置加载在天线辐射片中,用于确定天线辐射片从天线馈源处接收到的射频信号所在的频段,并根据该频段调谐天线装置的频率谐振,以调谐出符合该频段的电磁波能量。本发明实施例的调谐装置自动根据所述射频信号所在的频段,选择对应调谐匹配,相比于在馈源附近进行多频段同时兼顾的匹配,本发明实施例在天线辐射片中进行分频段的独立匹配,匹配元件更少,调试简单、匹配损耗小。
附图说明
图1是本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例一的结构框图;
图2是本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例二的结构示意图;
图3是本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例二中的天线回波损耗示意图;
图4是本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例三的结构示意图;
图5是本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例四的结构示意图;
图6是本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例四的开路天线拓扑结构示意图;
图7是本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例四的短接天线拓补结构示意图;
图8是本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例五的结构示意图;
图9是本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例六的结构示意图;
图10是本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例六的电感电容变化示意图;
图11是本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例六的GPS拓朴结构示意图;
图12是本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例六的WIFI拓朴结构示意图;
图13是本发明的一种基于移动终端的天线匹配方法实施例的步骤流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1,示出了本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例一的结构框图,如图1所示,本发明实施例的天线装置可以包括至少一个天线馈源1,至少一个天线辐射片2,以及至少一个调谐装置0,其中:天线馈源1从天线辐射片2的一端馈入,用于向天线辐射片2传递射频信号;天线辐射片2用于将该射频信号传递给调谐装置0;调谐装置0加载在天线辐射片2中,用于确定上述射频信号所在的频段,并根据该频段调谐天线装置的频率谐振。
在本发明实施例中,天线装置可以工作在不同制式或同一制式的不同频段,该天线装置设置有调谐装置0,调谐装置0加载在天线辐射片2中,用于确定天线辐射片从天线馈源处接收到的射频信号所在的频段,并根据该频段调谐天线装置的频率谐振,以调谐出符合该频段的电磁波能量。本发明实施例的调谐装置0自动根据所述射频信号所在的频段,选择对应调谐匹配,相比于在馈源附近进行多频段同时兼顾的匹配,本发明实施例在天线辐射片中进行分频段的独立匹配,匹配元件更少,调试简单、匹配损耗小。
参照图2,示出了本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例二的结构示意图,该示意图为天线装置的抽象图示,如图2所示,本发明实施例的天线装置可以包括至少一个天线馈源1,至少一个天线辐射片2,至少一个合路器3,以及,至少一组匹配电路4或5或6(图中示出为4、5、6三组匹配电路),进一步的,合路器3可以包括合路端口(图中未示出)以及至少一个分路端口(图中未示出)。其中:天线馈源1从天线辐射片2的一端馈入,用于向天线辐射片2传递射频信号;天线辐射片2用于将该射频信号传递给合路器3,合路器3的合路端口用于接收天线辐射片2传递的射频信号,并确定该射频信号所在的频段对应的分路端口,以及,将所述射频信号分配至对应的分路端口中;分路端口与匹配电路4或5或6连接,用于根据接收到的射频信号调节匹配电路4或5或6的匹配参数。
具体来说,天线馈源1由天线辐射片2的一端馈入且接地,用于通过馈线接收发射端传递的射频信号(即能量),并将能量激励到天线辐射片2中。具体的,信号经发射端调制成高频电流能量,经馈线发送至本发明的天线装置,天线装置通过天线馈源1来接收该高频电流能量后,天线馈源1将该高频电流能量激励到天线辐射片2中。在本发明实施例中,天线馈源1可以为1个,在其他实施例中,天线馈源也可以为2个或多个。
天线辐射片2用于接收到射频信号,并将射频信号(即高频电流能量或称导波能量)转换成电磁波能量辐射到空间去。应用于本发明实施例,天线辐射片2中加载有合路器3以及至少一组匹配电路4或5或6,当天线辐射片2接收到射频信号以后,将该射频信号传递到合路器3中,以通过合路器3调谐出符合该射频信号所在频段的电磁波能量。
其中,合路器3具有两个或多个频段合路的作用,具体的,在无线通信系统中合路器3的主要作用是将输入的多频段的信号组合到在一起输出到同一套室内分布系统中,使一套室内分布系统同时工作于如CDMA频段、GSM频段或是其他频段。
在本发明实施例中,合路器3可以由合路端口和至少一个分路端口(图2所示为3个分路端口)组成,从合路端口到分路端口只导通该分路端口对应频段的信号,其中,合路端口用于接收天线辐射片2传递的射频信号,并确定该射频信号所在的频段对应的分路端口,以及,将该射频信号分配至对应的分路端口中;分路端口与匹配电路4或5或6连接,用于根据接收到的射频信号调节所述匹配电路4或5或6的匹配参数,以调谐天线装置对应频段的频率谐振。
例如,如图2所示,匹配电路至少可以包括第一匹配电路4、第二匹配电路5以及第三匹配电路6,分路端口可以包括第一分路端口、第二分路端口以及第三分路端口,其中,第一分路端口连接第一匹配电路4,用于调谐天线装置的第一频段的第一频率谐振;第二分路端口连接第二匹配电路5,用于调谐天线装置的第二频段的第二频率谐振;第三分路端口连接第三匹配电路6,用于调谐天线装置的第三频段的第三频率谐振。
根据本发明实施例,在天线辐射片2通过合路器3分频段加载各个频段对应的匹配电路,并且各频段的匹配电路不会对其它频段的匹配电路产生太大影响,从而可以达到更好的频段谐振。
针对本发明实施例的天线装置,通过仿真软件进行仿真,其仿真结果如图3的天线回波损耗示意图所示,其中,回波损耗是反射系数绝对值的倒数,以分贝值表示。回波损耗的值在0dB的到无穷大之间,回波损耗越小表示匹配越差,回波损耗越大表示匹配越好。0表示全反射,无穷大表示完全匹配。在图3中,采用本发明的天线装置分开频段(f1\f2\f3三个频段)调试,通过三组匹配电路分别实现了f1\f2\f3三个频段的谐振。本发明实施例分开三个频段进行独立调试,匹配元件少,调试简单,匹配损耗小。
需要说明的是,合路器3并非串联在射频通路上使用,而是并联加载在天线辐射片2上。如图2所示,合路器3可以并联在天线辐射片2的末端附近与地之间连接。
本发明实施例的合路器3的个数可以为一个,在其他实施例中,合路器的个数可以为两个或多个,该两个或多个合路器3分别加载于天线辐射片2的不同位置。
在具体实现中,本发明实施例的合路器3可以由多个集总元件构建,用于实现类似LTCC(LowTemperatureCo-firedCeramic,低温共烧陶瓷)器件的功能。其中,利用LTCC器件具有许多优点:首先,陶瓷材料具有优良的高频高Q特性;第二,使用电导率高的金属材料作为导体材料,有利于提高电路系统的品质因子;第三,可适应大电流及耐高温特性要求,并具备比普通PCB电路基板优良的热传导性;第四,可将无源组件埋入多层电路基板中,有利于提高电路的组装密度;第五,具有较好的温度特性,如较小的热膨胀系数、较小的介电常数温度系数,可以制作层数极高的电路基板,可以制作线宽小于50μm的细线结构。另外,非连续式的生产工艺允许对生坯基板进行检查,从而提高成品率,降低生产成本。LTCC器件的显著优点之一是其一致性好、精度高,而这完全有赖于所用材料的稳定性和工艺设备的精度。
需要说明的是,本发明实施例的天线装置可以为PIFA(PlanarInvertedF-ShapedAntenna,倒F天线)、Loop(环形天线)、单极天线。并且,天线辐射片2的形状可以根据需要设置,本发明实施例对天线辐射片的形状无需加以限制。
根据本发明实施例,合路器3自动(并不需要人为控制)根据射频信号频段,选择对应调谐匹配,如果有几种频段的射频信号同时存在,则其自动分配到对应的分路端口,从而可以实现天线辐射片在不同频段分别调谐天线装置对应的频率谐振,达到各频段的谐振性能,具有调试简单,匹配损耗小的优点。
参照图4,示出了本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例三的结构示意图,如图4所示,本发明实施例的天线装置可以包括至少一个天线馈源1,至少一个天线辐射片2,至少一个合路器3,以及,至少一组匹配电路4或5或6(图中示出为4、5、6三组匹配电路),进一步的,合路器3可以包括合路端口(图中未示出)以及至少一个分路端口(图中未示出)。其中:天线辐射片2由金属框组成;天线馈源1从天线辐射片2的一端馈入,用于向天线辐射片2传递射频信号;天线辐射片2用于将该射频信号传递给合路器3,合路器3的合路端口用于接收天线辐射片2传递的射频信号,并确定该射频信号所在的频段对应的分路端口,以及,将所述射频信号分配至对应的分路端口中;分路端口与匹配电路4或5或6连接,用于根据接收到的射频信号调节匹配电路4或5或6的匹配参数。
在具体实现中,本发明实施例的天线装置还可以包括主板地,该主板地可以包括主板以及屏金属支架等,则金属框的天线辐射片与主板地之间形成了Loop天线,使得根据本实施例制造出的移动终端的外观体验更强。
天线馈源1由天线辐射片2的一端馈入且接地,用于通过馈线接收发射端传递的射频信号(即能量),并将能量激励到天线辐射片2中。具体的,信号经发射端调制成高频电流能量,经馈线发送至本发明的天线装置,天线装置通过天线馈源1来接收该高频电流能量后,天线馈源1将该高频电流能量激励到天线辐射片2中。在本发明实施例中,天线馈源1可以为1个,在其他实施例中,天线馈源也可以为2个或多个。
天线辐射片2用于接收到射频信号,并将射频信号(即高频电流能量或称导波能量)转换成电磁波能量辐射到空间去。应用于本发明实施例,天线辐射片2中加载有合路器3以及至少一组匹配电路4或5或6,当天线辐射片2接收到射频信号以后,将该射频信号传递到合路器3中,以通过合路器3调谐出符合该射频信号所在频段的电磁波能量。
其中,合路器3具有两个或多个频段合路的作用,合路器3可以由合路端口和至少一个分路端口(图4所示为3个分路端口)组成,从合路端口到分路端口只导通该分路端口对应频段的信号,其中,合路端口用于接收天线辐射片2传递的射频信号,并确定该射频信号所在频段对应的分路端口,以及,将该射频信号分配至对应的分路端口中;分路端口与匹配电路4或5或6连接,用于根据接收到的射频信号调节所述匹配电路4或5或6的匹配参数,以调谐天线装置对应频段的频率谐振。
例如,如图4所示,匹配电路至少可以包括第一匹配电路4、第二匹配电路5以及第三匹配电路6,分路端口可以包括第一分路端口、第二分路端口以及第三分路端口,其中,第一分路端口连接第一匹配电路4,用于调谐天线装置第一频段的第一频率谐振;第二分路端口连接第二匹配电路5,用于调谐天线装置第二频段的第二频率谐振;第三分路端口连接第三匹配电路6,用于调谐天线装置第三频段的第三频率谐振。
根据本发明实施例,在天线辐射片2通过合路器3分频段加载各个频段对应的匹配电路,并且各频段的匹配电路不会对其它频段的匹配电路产生太大影响,从而可以达到更好的频段谐振。
需要说明的是,合路器3并非串联在射频通路上使用,而是并联加载在天线辐射片2上。如图4所示,合路器3可以并联在天线辐射片2的末端附近与地之间连接。
本发明实施例的合路器3的个数可以为一个,在其他实施例中,合路器的个数可以为两个或多个,该两个或多个合路器3分别加载于天线辐射片2的不同位置。
在具体实现中,本发明实施例的合路器3可以由多个集总元件构建,用于实现类似LTCC(LowTemperatureCo-firedCeramic,低温共烧陶瓷)器件的功能。
图4实施例与图2实施例的不同之处在于,天线辐射片2由金属框组成,与主板地形成了Loop天线(环状天线),Loop天线的设计,可以容忍金属片的存在,不但不影响天线的性能,还能够改善金属片不光是美观上的需要,也是非常实用的设计,具有低敏感度、噪声小、信号强、效率高等优点。
参照图5,示出了本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例四的结构示意图,如图5所示,本发明实施例的天线装置可以包括至少两个天线馈源100及101,至少一个天线辐射片2,至少一个合路器3,以及,至少两组匹配电路4和/或5和/或6(图5中示出为4、5、6三组匹配电路),进一步的,合路器3可以包括合路端口(图中未示出)以及至少两个分路端口(图中未示出)。其中:天线辐射片2由金属框组成;天线馈源100及101从天线辐射片2的中馈入,用于向天线辐射片2传递射频信号;天线辐射片2用于将该射频信号传递给合路器3,合路器3的合路端口用于接收天线辐射片2传递的射频信号,并确定该射频信号所在频段对应的分路端口,以及,将所述射频信号分配至对应的分路端口中,以及,将符合第一预设频段的频段所在的分路端口对应的匹配电路设置为短接到地,将符合第二预设频段的频段所在的分路端口对应的匹配电路设置为开路;分路端口与匹配电路4或5或6连接,用于根据接收到的射频信号调节匹配电路4或5或6的匹配参数。
在具体实现中,本发明实施例的天线装置还可以包括主板地,该主板地可以包括主板以及屏金属支架等,则金属框的天线辐射片与主板地之间形成了Loop天线,使得根据本实施例制造出的移动终端的外观体验更强。
天线馈源100及101由天线辐射片2中馈入(可以从一端馈入,也可以从两端馈入)且接地,用于通过馈线接收发射端传递的射频信号(即能量),并将能量激励到天线辐射片2中。具体的,信号经发射端调制成高频电流能量,经馈线发送至本发明的天线装置,天线装置通过天线馈源100及101来接收该高频电流能量后,天线馈源100及101将该高频电流能量激励到天线辐射片2中。
天线辐射片2用于接收到射频信号,并将射频信号(即高频电流能量或称导波能量)转换成电磁波能量辐射到空间去。应用于本发明实施例,天线辐射片2中加载有合路器3以及至少两组匹配电路4和/或5和/或6,当天线辐射片2接收到射频信号以后,将该射频信号传递到合路器3中,以通过合路器3调谐出符合该射频信号所在频段的电磁波能量。
在实际中,馈源100、101与天线辐射片2连接的结点称为馈点,合路器3在天线辐射片2中的位置可以为位于两个馈点之间。
其中,合路器3具有两个或多个频段合路的作用,可以由合路端口和至少两个分路端口(图5所示为3个分路端口)组成,从合路端口到分路端口只导通该对应频段的信号,其中,合路端口用于接收天线辐射片2传递的射频信号,并确定该射频信号所在频段对应的分路端口,以及,将该射频信号分配至对应的分路端口中,以及,当确定所述射频信号的分路端口以后,将所述分路端口对应的匹配电路设置为短接到地,将其他分路端口对应的匹配电路设置为开路。
具体来说,为了提高两个馈源之间的隔离度,本发明实施例预设有第一预设频段以及第二预设频段,并预先定义将第一预设频段对应的匹配电路设置为短接到地,将第二预设频段对应的匹配电路设置为开路。例如,若馈源100的频段为WIFI频段或GPS频段,馈源101的频段为1.7-2.7GHz频段,由于天线辐射片由金属框组成的,金属框的直连导致两个天线馈源100、101之间的隔离度很差,因此本发明实施例将第一预设频段设置为大于1.7GHz的频段;将第二预设频段设置为小于或等于1.575GHz的频段。合路器3具有分频的特点,若合路端口上的信号频段为大于1.7GHz的频段,即馈源101的频段及WIFI频段,则合路端口与该频段对应的分路端口导通,对应的匹配电路(例如匹配电路5、匹配电路6)设置为直接短接,使得两个馈源的信号在中间短接到地,从而提升了隔离度,如图7的短接天线拓补结构示意图所示。但是对于GPS频段(即小于或等于1.575GHz的频段),由于天线辐射频片2左边部分长度不够,辐射性能不好,因此将其对应的匹配电路(例如,匹配电路4)设置为开路,或小电容(电容值小于第一阈值)或大电感(电感值大于第二阈值)类的微调型匹配,如图6的开路天线拓补结构示意图所示。
分路端口与匹配电路4或5或6连接,用于根据接收到的射频信号调节所述匹配电路4或5或6的匹配参数,以调谐天线装置对应频段的频率谐振。
例如,如图5所示,匹配电路至少可以包括第一匹配电路4、第二匹配电路5以及第三匹配电路6,分路端口可以包括第一分路端口、第二分路端口以及第三分路端口,其中,第一分路端口连接第一匹配电路4,用于调谐天线装置的第一频段的第一频率谐振;第二分路端口连接第二匹配电路5,用于调谐天线装置的第二频段的第二频率谐振;第三分路端口连接第三匹配电路6,用于调谐天线装置的第三频段的第三频率谐振。
根据本发明实施例,在天线辐射片2通过合路器3分频段加载各个频段对应的匹配电路,并且各频段的匹配电路不会对其它频段的匹配电路产生太大影响,从而可以达到更好的频段谐振。
需要说明的是,合路器3并非串联在射频通路上使用,而是并联加载在天线辐射片2上。
在具体实现中,本发明实施例的合路器3可以由多个集总元件构建,用于实现类似LTCC(LowTemperatureCo-firedCeramic,低温共烧陶瓷)器件的功能。
可以理解,本发明实施例两个天线馈源的原理也可以应用在多个天线馈源上,当天线馈源有多个时,则在其与天线辐射片2形成的两两馈点之间设置一个合路器及若干匹配电路,以达到本发明的上述目的。
参照图8,示出了本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例五的结构示意图,如图8所示,本发明实施例的天线装置可以包括至少两个天线馈源100及101,至少一个天线辐射片2,至少一个合路器3,以及,至少两组匹配电路4和/或5和/或6(图8中示出为4、5、6三组匹配电路),进一步的,合路器3可以包括合路端口(图中未示出)以及至少两个分路端口(图中未示出)。其中:天线辐射片2由金属框组成;天线馈源100及101分别通过激励片与天线辐射片2连接,用于向天线辐射片2传递射频信号;天线辐射片2用于将该射频信号传递给合路器3,合路器3的合路端口用于接收天线辐射片2传递的射频信号,并确定该射频信号所在频段对应的分路端口,以及,将所述射频信号分配至对应的分路端口中,以及,将符合第一预设频段的频段所在的分路端口对应的匹配电路设置为短接到地,将符合第二预设频段的频段所在的分路端口对应的匹配电路设置为开路;分路端口与匹配电路4或5或6连接,用于根据接收到的射频信号调节匹配电路4或5或6的匹配参数。
在具体实现中,本发明实施例的天线装置还可以包括主板地,该主板地可以包括主板以及屏金属支架等,则金属框的天线辐射片与主板地之间形成了Loop天线,使得根据本实施例制造出的移动终端的外观体验更强。
天线馈源100及101由天线辐射片2中馈入(可以从一端馈入,也可以从两端馈入)且接地,用于通过馈线接收发射端传递的射频信号(即能量),并将能量激励到天线辐射片2中。具体的,信号经发射端调制成高频电流能量,经馈线发送至本发明的天线装置,天线装置通过天线馈源100及101来接收该高频电流能量后,天线馈源100及101将该高频电流能量激励到天线辐射片2中。
天线辐射片2用于接收到射频信号,并将射频信号(即高频电流能量或称导波能量)转换成电磁波能量辐射到空间去。应用于本发明实施例,天线辐射片2中加载有合路器3以及至少两组匹配电路4和/或5和/或6,当天线辐射片2接收到射频信号以后,将该射频信号传递到合路器3中,以通过合路器3调谐出符合该射频信号所在频段的电磁波能量。
在实际中,馈源100、101与天线辐射片2连接的结点称为馈点,合路器3在天线辐射片2中的位置可以为位于两个馈点之间。
其中,合路器3具有两个或多个频段合路的作用,可以由合路端口和至少两个分路端口(本实施例图示为3个分路端口)组成,从合路端口到分路段端口只导通该对应频段的信号,其中,合路端口用于接收天线辐射片2传递的射频信号,并确定该射频信号所在频段对应的分路端口,以及,将该射频信号分配至对应的分路端口中,以及,当确定所述射频信号的分路端口以后,将所述分路端口对应的匹配电路设置为短接到地,将其他分路端口对应的匹配电路设置为开路。
具体来说,为了提高两个馈源之间的隔离度,降低两者之间的互相干扰。本发明实施例预设有第一预设频段以及第二预设频段,并预先定义将第一预设频段对应的匹配电路设置为短接到地,将第二预设频段对应的匹配电路设置为开路。
分路端口与匹配电路4或5或6连接,用于根据接收到的射频信号调节所述匹配电路4或5或6的匹配参数,以调谐天线装置对应频段的频率谐振。
根据本发明实施例,在天线辐射片2通过合路器3分频段加载各个频段对应的匹配电路,并且各频段的匹配电路不会对其它频段的匹配电路产生太大影响,从而可以达到更好的频段谐振。
在具体实现中,本发明实施例的合路器3可以由多个集总元件构建,用于实现类似LTCC(LowTemperatureCo-firedCeramic,低温共烧陶瓷)器件的功能。
可以理解,本发明实施例两个天线馈源的原理也可以应用在多个天线馈源上,当天线馈源有多个时,则在其与天线辐射片2形成的两两馈点之间设置一个合路器及若干匹配电路,以达到本发明的上述目的。
图8实施例与图5实施例的不同之处在于,将图5实施例中的两个天线馈源101、100作了适当变形,使其分别通过激励片与天线辐射片连接:馈源100通过激励片102与金属框的天线辐射片连接,馈源101通过激励片103与金属框的天线辐射片连接。本发明实施例通过激励片对移动终端天线进一步调整,使得本发明实施例的天线装置更加灵活。
参照图9,示出了本发明的一种基于移动终端的天线装置实施例六的结构示意图,该示意图为天线装置的抽象图示,如图9所示,本发明实施例的天线装置至少可以包括至少一个天线馈源1,至少一个天线辐射片2,至少一个串联谐振电路。其中:天线馈源1从天线辐射片2的一端馈入,用于向天线辐射片2传递射频信号;天线辐射片2用于将该射频信号传递给串联谐振电路,串联谐振电路加载在天线辐射片2中,用于接收天线辐射片2传递的射频信号,确定该射频信号所在的频段,并根据上述频段调节所述串联谐振电路的匹配参数。
具体来说,天线馈源1由天线辐射片2的一端馈入且接地,用于通过馈线接收发射端传递的射频信号(即能量),并将能量激励到天线辐射片2中。具体的,信号经发射端调制成高频电流能量,经馈线发送至本发明的天线装置,天线装置通过天线馈源1来接收该高频电流能量后,天线馈源1将该高频电流能量激励到天线辐射片2中。在本发明实施例中,天线馈源1可以为1个,在其他实施例中,天线馈源也可以为2个或多个。
天线辐射片2用于接收到射频信号,并将射频信号(即高频电流能量或称导波能量)转换成电磁波能量辐射到空间去。应用于本发明实施例,天线辐射片2中加载有串联谐振电路,当天线辐射片2接收到射频信号以后,将该射频信号传递到串联谐振电路中,以通过串联谐振电路调谐出符合该射频信号所在频段的电磁波能量。。
串联谐振电路用于确定该射频信号所在的频段,并根据上述频段调节所述串联谐振电路的匹配参数,以实现阻抗匹配。
需要说明的是,本发明实施例的天线装置可以为PIFA(PlanarInvertedF-ShapedAntenna,倒F天线)、Loop(环形天线)、单极天线。并且,天线辐射片2的形状可以根据需要设置,本发明实施例对天线辐射片的形状无需加以限制。
图9实施例与图2实施例的不同之处在于,在图9中,调谐装置为串联谐振电路(LC串联谐振电路)。应用于本发明实施例,例如令电感L=33nH,电容C=0.2pF,根据实验数据,该电感、电容的等效电容电感随频率的变化如图10的电感电容变化示意图所示。从图10可以看出,天线装置在GPS频段(1.575GHz)时呈现的拓朴结构如图11的GPS拓朴结构示意图所示,该天线拓朴结构刚好能谐振在GPS频段;天线装置在WIFI频段(2.4GHz)时呈现的拓朴结构如图12的WIFI拓朴结构示意图所示,该天线拓朴结构刚好能谐振在WIFI频段。
根据本发明实施例,可以实现天线辐射片在不同频段达到该频段的谐振性能,具有调试简单,匹配损耗小的优点。
基于同样的发明构思,本发明实施例还公开了一种移动终端,该移动终端可以包括上述实施例一至实施例六任一个实施例所述的天线装置。
基于同样的发明构思,参照图13,示出了本发明的一种基于移动终端的天线匹配方法实施例的步骤流程图,该天线可以包括至少一个天线馈源,至少一个天线辐射片,以及至少一个调谐装置;其中,所述天线馈源从所述天线辐射片中馈入,所述调谐装置加载在所述天线辐射片中,所述方法包括:
步骤101,通过所述天线馈源接收射频信号,并将所述射频信号发送至所述天线辐射片;
步骤102,通过所述天线辐射片将所述射频信号传递给所述调谐装置;
步骤103,通过所述调谐装置确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调谐所述天线装置的频率谐振。
在本发明实施例的一种优选实施例中,所述调谐装置包括至少一个合路器,以及,至少一组匹配电路,所述合路器包括合路端口以及至少一个分路端口;步骤103可以包括如下子步骤:
子步骤S11,通过所述合路端口接收所述天线辐射片传递的射频信号,并确定所述射频信号所在频段对应的分路端口,以及,将所述射频信号分配至对应的分路端口中;
子步骤S12,通过所述分路端口根据接收到的射频信号调节所述匹配电路的匹配参数。
在本发明实施例的一种优选实施例中,所述天线辐射片由金属框组成。
在本发明实施例的一种优选实施例中,所述天线馈源至少有两个,所述分路端口至少有两个,则对应至少有两组匹配电路;所述步骤103还可以包括如下子步骤:
在所述合路端口确定所述射频信号所在频段的分路端口以后,将符合第一预设频段的频段所在的分路端口对应的匹配电路设置为短接到地,和/或,将符合第二预设频段的频段所在的分路端口对应的匹配电路设置为开路。
在本发明实施例的另一种优选实施例中,所述所述调谐装置包括串联谐振电路,步骤103可以包括如下子步骤:
通过所述串联谐振电路接收所述天线辐射片传递的射频信号,确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调节所述串联谐振电路的匹配参数。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白,本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此,本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上,使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种基于移动终端的天线匹配方法、天线装置及移动终端进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (13)

1.一种基于移动终端的天线装置,其特征在于,所述天线装置包括至少一个天线馈源,至少一个天线辐射片,以及至少一个调谐装置,其中:
所述天线馈源从所述天线辐射片的一端馈入,用于向所述天线辐射片传递射频信号;
所述天线辐射片用于将所述射频信号传递给所述调谐装置;
所述调谐装置加载在所述天线辐射片中,用于确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调谐所述天线装置的频率谐振。
2.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述调谐装置包括至少一个合路器,以及,至少一组匹配电路,所述合路器包括合路端口以及至少一个分路端口;
所述合路端口用于接收所述天线辐射片传递的射频信号,并确定所述射频信号所在的频段对应的分路端口,以及,将所述射频信号分配至对应的分路端口中;
所述分路端口与所述匹配电路连接,用于根据接收到的射频信号调节所述匹配电路的匹配参数。
3.根据权利要求2所述的天线装置,其特征在于,所述合路器并联加载到所述天线辐射片中。
4.根据权利要求2或3所述的天线装置,其特征在于,所述天线辐射片由金属框组成。
5.根据权利要求4所述的天线装置,其特征在于,所述天线馈源至少有两个,所述分路端口至少有两个,则对应至少有两组匹配电路,所述合路端口还用于当确定所述射频信号所在频段的分路端口以后,将符合第一预设频段的频段所在的分路端口对应的匹配电路设置为短接到地,和/或,将符合第二预设频段的频段所在的分路端口对应的匹配电路设置为开路。
6.根据权利要求5所述的天线装置,其特征在于,所述两个天线馈源分别通过激励片与所述天线辐射片连接。
7.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述所述调谐装置包括串联谐振电路,所述串联谐振电路用于接收所述天线辐射片传递的射频信号,确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调节所述串联谐振电路的匹配参数。
8.一种移动终端,其特征在于,包括权利要求1-7任一项所述的天线装置。
9.一种基于移动终端的天线匹配方法,其特征在于,所述天线包括至少一个天线馈源,至少一个天线辐射片,以及至少一个调谐装置;其中,所述天线馈源从所述天线辐射片中馈入,所述调谐装置加载在所述天线辐射片中,所述方法包括:
通过所述天线馈源接收射频信号,并将所述射频信号发送至所述天线辐射片;
通过所述天线辐射片将所述射频信号传递给所述调谐装置;
通过所述调谐装置确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调谐所述天线装置的频率谐振。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述调谐装置包括至少一个合路器,以及,至少一组匹配电路,所述合路器包括合路端口以及至少一个分路端口;所述通过所述调谐装置确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调谐所述天线装置的频率谐振的步骤包括:
通过所述合路端口接收所述天线辐射片传递的射频信号,并确定所述射频信号所在的频段对应的分路端口,以及,将所述射频信号分配至对应的分路端口中;
通过所述分路端口根据接收到的射频信号调节所述匹配电路的匹配参数。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述天线辐射片由金属框组成。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述天线馈源至少有两个,所述分路端口至少有两个,则对应至少有两组匹配电路;所述通过所述调谐装置确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调谐所述天线装置的频率谐振的步骤还包括:
在所述合路端口确定所述射频信号所在频段的分路端口以后,将符合第一预设频段的频段所在的分路端口对应的匹配电路设置为短接到地,和/或,将符合第二预设频段的频段所在的分路端口对应的匹配电路设置为开路。
13.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述所述调谐装置包括串联谐振电路,所述通过所述调谐装置确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调谐所述天线装置的频率谐振的步骤包括:
通过所述串联谐振电路接收所述天线辐射片传递的射频信号,确定所述射频信号所在的频段,并根据所述频段调节所述串联谐振电路的匹配参数。
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