CN106209154A - 天线装置及其主辅集天线切换装置和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种天线装置及其主辅集天线切换装置和方法，主集天线包括高/中频天线和低频天线，所述主辅集天线切换装置包括：信号分离模块，用于将所述辅集天线信号分离为高/中频信号和低频信号；切换模块，包括高/中频端和低频端，所述高/中频端与主集高/中频天线和辅集天线高/中频信号端之一选择连接；所述低频端与主集低频天线和辅集天线低频信号端之一选择连接；切换控制模块，根据切换信号，控制所述切换模块的高/中频端接通主集高/中频天线或辅集高/中频信号端，和/或，所述切换模块的低频端接通主集低频天线或辅集低频信号端。本公开实现了主辅集天线不同频率信号的自由切换，提高了天线的接收/发射性能。

Description

天线装置及其主辅集天线切换装置和方法

技术领域

本公开涉及通讯领域中的天线，具体地说，涉及一种天线装置及其主辅集天线切换装置和方法。

背景技术

目前，移动电话等无线通信设备已经成为个人和商务通信的一个重要组成部分。为了满足人们不断增长的使用需求，无线通信设备被开发出越来越多的功能。例如，如今的移动电话不仅具有蜂窝网络的功能，还具有如移动电视、蓝牙、无线局域网络(WLAN)以及基于位置的服务等功能。为了满足这些功能需求，现有的天线已不再是单一的一个天线，而是设计成多个天线，如图1所示，为天线在移动通信终端中分布实施例的示意图，包括GPS天线005、Fm耳机孔天线004、WiFi天线003和4G天线(辅集天线001和主集天线002)等。

而4G天线包括主集天线002和辅集天线001，也就分集天线。引入分集天线的目的是为了克服移动通信中严重的多径衰落，提高传输的可靠性。其原理为：由于信号在传输过程中因反射等干扰产生多径分量信号，当一条无线传播路径中的信号经历了深度衰落，而另一条相对独立的路径中可能包含着较强的信号。信号接收端，如移动通信终端利用多天线同时接收不同路径的信号，然后将这些信号选择、合并成总的信号，以减轻信号衰落的影响，提高接收端的瞬时信噪比和平均信噪比。

通常，主集天线和辅集天线均负责射频信号的发送和接收。

如图1所示，由于主分集天线之间的距离越远，分集天线的效果越明显，因而，在该实施例中，主集天线002和分集天线001分别放置到移动通信终端靠近两端的位置。

主辅集天线可以根据其各自的性能进行切换。如图2所示，主集天线002和辅集天线001通过切换单元006进行切换。当主集天线002性能下降时，由将信号的接收/发送任务切换给辅集天线001。当主集天线200性能变好时，再由辅集天线001切换回来。

随着分集天线的应用不断推广和加深，本发明人发现，当将主集天线分为接受不同频率信号的天线时，主集天线性能有很大提升。但是，在将主集天线按频率分为不同的天线时，无法使用现有主辅集天线的切换单元006。

发明内容

本公开要解决的技术问题在于，在将主集天线按频率分为高/中频天线和低频天线时，针对现有技术无法实现主辅集天线的切换，本公开提供一种天线装置及其主辅集天线切换装置和方法。

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种主辅集天线切换装置，其中，所述主集天线包括高/中频天线和低频天线，所述切换装置包括：

信号分离模块，与所述辅集天线相连接，用于将所述辅集天线信号分离为高/中频信号和低频信号；

切换模块，包括高/中频端和低频端，所述切换模块的高/中频端与主集高/中频天线和辅集高/中频信号端之一选择连接；所述切换模块的低频端与主集低频天线和辅集低频信号端之一选择连接；

切换控制模块，根据切换信号，控制所述切换模块的高/中频端接通主集高/中频天线或辅集高/中频信号端，和/或，控制所述切换模块的低频端接通主集低频天线或辅集低频信号端。

优选地，所述切换模块包括独立控制的第一双掷双刀开关和第二双掷双刀；

第一双掷双刀开关的两个公共端分别与高/中频主集射频前端和高/中频辅集射频前端相连接，两个掷位端分别与主集高/中频天线和辅集高/中频信号端连接；

第二双掷双刀开关的两个公共端分别与低频主集射频前端和低频辅集射频前端相连接，两个掷位端分别与主集低频天线和辅集低频信号端连接。

优选地，所述信号分离模块包括：

低通滤波单元；用于从所述辅集天线信号中得到低频信号；和

高通滤波单元，用于从所述辅集天线信号中得到高/中频信号。

优选地，所述切换装置还包括：天线检测单元，用以检测所述主集天线和辅集天线的性能，在所述主集天线和/或辅集天线的高/中频信号性能和/或低频信号性能下降到低于预设值时，发送天线切换信号。

本公开还提供了一种天线装置，包括主集天线和辅集天线，其中，所述主集天线包括高/中频天线和低频天线；所述天线装置还包括如前所述的主辅集天线切换装置。

本公开还提供了一种基于前述的主辅集天线切换方法，其中，包括以下步骤：

检测主集天线和辅集天线的性能，在所述主集天线和/或辅集天线的高/中频信号性能和/或低频信号性能下降到低于预设值时，发送天线切换信号；

根据所述切换信号，控制切换模块，在主集天线的高/中频、低频和辅集天线的高/中频、低频之间进行切换。

本公开提供的天线装置具有主辅集天线，且主集天线分为高/中频天线和低频天线，提高了天线的接收/发射性能。在需要进行主辅集天线切换时，通过本公开提供的切换装置，以最少的器件实现了主辅集天线之间自由的切换，从而提高移动通信终端的整体性能。

附图说明

通过参照以下附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为现有技术中主辅集天线在移动通信终端中分布实施例的示意图；

图2为现有技术中主辅集天线的原理示意图；

图3为本公开所述天线装置一实施例的原理示意图；

图4为本公开中信号分离模块一实施例原理示意图；

图5为本公开中信号分离模块一实施例的电路原理图；

图6为本公开所述双刀双掷开关的端子连接示意图；和

图7为本公开中主辅集天线切换方法的流程图。

具体实施方式

以下基于实施例对本公开进行描述，但是本公开并不仅仅限于这些实施例。在下文对本公开的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程没有详细叙述。另外附图不一定是按比例绘制的。

如图3所示，本实施例中的天线装置包括主集天线1和辅集天线2和切换装置3，其中，所述主集天线1分为高/中频天线11和低频天线12，所述辅集天线2只有一个天线。

所述切换装置3包括信号分离模块(也称为分频器，Diplexer)31，两个双掷双刀开关(DPDT)32和切换控制模块33。

其中，信号分离器31与所述辅集天线2相连接，用于将所述辅集天线信号分离为高/中频信号和低频信号，通过端子P311、P312并分别发送到两个独立的双掷双刀开关32。所述两个独立的双掷双刀开关32一端接射频前端，另一端与天线相连接，其中，直接与主集天线相连接，通过Diplexer与辅集天线相连接。

具体地，如图6所示，为本实施例中第一双掷双刀开关32的端子连接示意图。

第一双掷双刀开关32的两个公共端A11、A12分别与高/中频的主集射频前端H/MBand主集RF和辅集射频前端H/M Band辅集RF相连接，两个掷位端B11、B12分别与主集天线的高/中频天线11和信号分离模块的辅集天线高/中频信号端P311连接。

第二双掷双刀开关32的两个公共端A21、A22分别与低频的主集射频前端(L Band主集RF)和辅集射频前端(L Band辅集RF)相连接，两个掷位端B21、B22分别与主集天线的低频天线和信号分离模块的辅集天线低频信号端P312连接。

第一、二双掷双刀开关32的控制端C1、C2分别与所述切换控制模块33相连接，分别接收所述切换控制模块33发出的切换信号，用以实现主集天线和辅集天线的自由切换。

如图4所示，为本公开中信号分离模块一实施例原理示意图。在本实施例中，所述的信号分离模块31包括高通滤波单元311和低通滤波单元312。通过单元内元器件参数的合理选择，可使高通滤波单元311从所述辅集天线信号中得到高/中频信号，并通过端子P311输出；低通滤波单元312从所述辅集天线信号中得到低频信号，并通过端子P312输出。

作为一个应用实施例，图5为所述信号分离模块31的一个等效电路原理示意图。其中，电感L1、电容C1、电感L2、电容C2、C3和组成了一个高通滤波器，而电感L3、电容C4和电容C5组成了一个低通滤波器。本实施例仅作为一个示例，关于所涉及的器件参数，根据本领域的技术常识，可做相应的选取，从而使得高通滤波单元311可以输出高/中频信号，而低通滤波单元312输出低频信号。端子P310与辅集天线2相连接。当辅集天线2接受无线信号时，通过图4中的高通滤波器和低通滤波器后，分别通过端子P311和端子P312输出高/中频信号和低频信号。

所述切换信号来自于天线检测单元4，如图3所示，天线检测单元4用于检测主集天线1和辅集天线2的性能，当主集天线1或辅集天线2的性能下降到低于一个预设值，向所述切换控制模块33发送切换信号，进行主集天线1和辅集天线2之间的高/中频和/或低频切换。即如果主集天线1的高/中频信号性能变差，但低频性能良好，此时辅集天线的高/中频信号性能良好，则控制第一双掷双刀开关32，将高/中频的主集射频前端由原来的与主集天线1的高/中频天线11相连接，改为与辅集天线2的高/中频端连接，而低频连接情况不变。反之，如果主集天线1的高/中频信号性能良好，但低频性能变差，而此时，辅集天线的低频信号性能良好，则将低频的主集射频前端由原来的与主集天线1的低频天线12相连接，改为与辅集天线2的低频端连接，而高/中频端连接情况不变。或者同时改变。从而可见，本发明可以在主辅集天线的高/中频、低频的部分自由切换。

其中，所述检测单元4可采用现有技术中的任何一种电路检测天线的性能，在此不再赘述。

基于本公开所提供的天线装置，作为一个实施例，还提供了一种主辅集天线的切换方法，如图7所示。

步骤S1，检测主集天线和辅集天线的性能，分别获得所述主集天线和辅集天线的性能数据；

步骤S2，将所述主集天线和辅集天线的性能数据与一预设值进行比较，当主集天线的高/中频信号性能差，而辅集的高/中频信号性能良好时，在步骤S31，向第一双刀双掷开关发送切换信号，控制第一双刀双掷开关，将高/中频的主集射频前端从原来的与主集天线1的高/中频天线11相连接，改为与辅集天线2的高/中频端连接，即，在步骤S32由辅集天线2提供高/中频信号的发送与接收。

当主集天线的低频信号性能差，而辅集的低频信号性能良好时，在步骤S41，向第二双刀双掷开关发送切换信号，控制第二双刀双掷开关，将低频的主集射频前端从原来的与主集天线1的低频天线12相连接，改为与辅集天线2的低频端连接，即，在步骤S42由辅集天线2提供低频信号的发送与接收。

当主集天线的高/中频信号性能良好，而辅集的高/中频信号性能差时，在步骤S51，向第一双刀双掷开关发送切换信号，控制第一双刀双掷开关，将高/中频的主集射频前端从原来的与辅集天线2的高/中频端连接，改为与主集天线1的高/中频天线11相连接，即，在步骤S52由主集天线的高/中频天线11提供高/中频信号的发送与接收。

当主集天线的低频信号性能良好，而辅集的低频信号性能差时，在步骤S61，向第二双刀双掷开关发送切换信号，控制第二双刀双掷开关，将低频的主集射频前端从原来的与辅集天线2的低频端连接，改为与主集天线1的低频天线12相连接，即，在步骤S62由主集天线1的低频天线12提供低频信号的发送与接收。

当上述各种情形的切换完成后，返回步骤S1继续进行天线性能的检测。

通过以上流程及相应的结构，在本实施例中，通过信号分离器将辅集天线也按照主集天线的构成，将接收到的信号分为高/中频信号和低频信号，再通过一个双掷双刀开关，实现了主辅集天线的自由切换。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种主辅集天线切换装置，其特征在于，主集天线包括高/中频天线和低频天线，所述切换装置包括：

信号分离模块，与辅集天线相连接，用于将所述辅集天线信号分离为高/中频信号和低频信号；

切换模块，包括高/中频端和低频端，所述切换模块的高/中频端与主集高/中频天线和辅集高/中频信号端之一选择连接；所述切换模块的低频端与主集低频天线和辅集低频信号端之一选择连接；

切换控制模块，根据切换信号，控制所述切换模块的高/中频端接通主集高/中频天线或辅集高/中频信号端，和/或，控制所述切换模块的低频端接通主集低频天线或辅集低频信号端。

2.如权利要求1所述的主辅集天线切换装置，其特征在于，所述切换模块包括独立控制的第一双掷双刀开关和第二双掷双刀；

第一双掷双刀开关的两个公共端分别与高/中频主集射频前端和高/中频辅集射频前端相连接，两个掷位端分别与主集高/中频天线和辅集高/中频信号端连接；

第二双掷双刀开关的两个公共端分别与低频主集射频前端和低频辅集射频前端相连接，两个掷位端分别与主集低频天线和辅集低频信号端连接。

3.如权利要求1所述的主辅集天线切换装置，其特征在于，所述信号分离模块包括：

低通滤波单元；用于从所述辅集天线信号中得到低频信号；和

高通滤波单元，用于从所述辅集天线信号中得到高/中频信号。

4.如权利要求1所述的主辅集天线切换装置，其特征在于，还包括：天线检测单元，用以检测所述主集天线和辅集天线的性能，在所述主集天线和/或辅集天线的高/中频信号性能和/或低频信号性能下降到低于预设值时，发送天线切换信号。

5.一种天线装置，包括主集天线和辅集天线，其特征在于，所述主集天线包括高/中频天线和低频天线；所述天线装置还包括如权利要求1-4任一所述的主辅集天线切换装置。

6.一种基于权利要求5所述天线装置的主辅集天线切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测主集天线和辅集天线的性能，在所述主集天线和/或辅集天线的高/中频信号性能和/或低频信号性能下降到低于预设值时，发送天线切换信号；

根据所述切换信号，控制切换模块，在主集和辅集天线的高/中频之间切换，和/或主集和辅集天线的低频之间进行切换。