CN107682022B - 一种移动终端及天线匹配网络的调节方法 - Google Patents

一种移动终端及天线匹配网络的调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种移动终端及天线匹配网络的调节方法。该移动终端包括：天线；天线匹配网络模块，与所述天线连接，所述天线匹配网络模块包括第一可调电容、第二可调电容及固定电感；定向耦合器，与所述天线匹配网络模块及射频收发器连接，用于将所述天线匹配网络模块反射的射频信号分配至所述射频收发器；天线开关模块，所述天线开关模块设置于所述定向耦合器与所述射频收发器之间；基带，与所述射频收发器连接，以及通过第一控制线与所述第一可调电容连接，通过第二控制线与所述第二可调电容连接。本发明提出的移动终端实现了实时智能地调整当前频段的天线匹配网络，以达到降低天线匹配网络失配、提高天线性能的目的。

Description

一种移动终端及天线匹配网络的调节方法
技术领域
本发明涉及终端天线技术领域，具体而言，涉及一种移动终端及天线匹配网络的调节方法。
背景技术
目前，具有金属后盖的移动终端的应用越来越普遍，天线作为用于收发信号的设备，通常将金属后盖的特定区域设计为移动终端天线的一部分，然而用户在正常使用移动终端时可能会无意间遮挡住天线区域的一部分，造成天线信号强度的不稳定。例如，用户在语音通话或手持移动终端玩游戏的过程中，用户的手往往会握住移动终端并遮挡住天线区域，不仅影响了天线辐射的场形，而且在手掌接触并遮挡金属区域的时候，天线的S参数也会发生变化。并且由于用户手握移动终端金属的区域的面积、位置或力度不同，天线的S参数也会随之发生变化，天线S参数的剧烈变化会引起天线性能的不稳定性，降低用户体验。
相关技术中，移动终端的可调匹配方案是根据当前使用频段及其天线的S参数，对各个可调电容调试出一组固定的值，并把这组固定值的信息写到基带。然而，相关技术中的可调匹配网络方案存在以下缺点：对于当前的使用频段，基带写入到可调匹配网络的值是固定的，但实际使用的过程中，由于用户手握移动终端的金属后盖的区域及力度不同，天线的S参数会发生改变，天线的性能会进一步恶化。因此，如何设计一种移动终端及天线匹配网络的调节方法以实现即使天线区域被遮挡天线依然保持稳定的工作状态成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一个方面在于提出了一种移动终端。
本发明的另一个方面在于提出了一种天线匹配网络的调节方法。
有鉴于此，根据本发明的一个方面，提出了一种移动终端，包括：天线；天线匹配网络模块，与天线连接，天线匹配网络模块包括第一可调电容、第二可调电容及固定电感；定向耦合器，与天线匹配网络模块及射频收发器连接，用于将天线匹配网络模块反射的射频信号分配至射频收发器；天线开关模块，天线开关模块设置于定向耦合器与射频收发器之间；基带，与射频收发器连接，以及通过第一控制线与第一可调电容连接，通过第二控制线与第二可调电容连接。
本发明提供的移动终端中，天线与天线匹配网络模块相连接，定向耦合器将天线匹配网络模块反射回来的射频信号耦合到射频收发器上做功率检测，记为反射功率(P2)，天线开关模块将天线发射的射频信号耦合到射频收发器上做功率检测，记为发射功率(P1)，并将这组数据发送至与其相连接的基带，当用户手握移动终端的金属外壳时，天线的S参数将发生变化，其中S参数为散射参数，是微波传输中的一个重要参数。预先设置一合理的阀值S0，当P2与P1的比值大于S0时，基带实时智能地通过第一控制线调整第一可调电容的容值大小，以及通过第二控制线调整第二可调电容的容值大小。即使用户在正常使用的过程中手握移动终端遮挡住金属外壳天线区域的一部分或手持的力度对天线的S参数造成影响，移动终端可以根据手握情况的不同，对可调电容的电容值做出修正，实时智能地调整当前频段的天线匹配网络，以达到降低天线匹配网络失配、提高天线性能的目的。
根据本发明的上述移动终端，还可以具有以下技术特征：
在上述技术方案中，优选地，固定电感包括第一固定电感、第二固定电感及第三固定电感；第一固定电感与第一可调电容串联于天线与定向耦合器之间；第二固定电感的一端与第一可调电容及定向耦合器连接，第二固定电感的另一端与第二可调电容的一端连接；第二可调电容的另一端接地；第三固定电感一端与第一固定电感及天线连接，第三固定电感的另一端接地。
在该技术方案中，第一固定电感、第一可调电容、第二固定电感、第二可调电容和第三固定电感相互连接构成天线匹配网络模块，天线匹配网络模块内部电阻为非固定电阻，而是可调电阻，进而能够通过电阻阻值的调整实现天线匹配网络的调整用于将天线发射的射频信号耦合到射频收发器做功率检测，这样可以实时、准确地获取到各种使用习惯的用户在正常使用移动终端的过程中天线发射的射频信号的发射功率(P1)，进一步地实现判断射频信号的信号强度。
在上述任一技术方案中，优选地，天线开关模块，包括：单刀多掷开关，与射频收发器连接；内部耦合器，与定向耦合器及射频收发器连接，用于将天线发射的射频信号分配至射频收发器。
在该技术方案中，设置于接射频收发器和内部耦合器之间的单刀多掷开关作为控制电路的电子器件，可以连接不同的支路并控制电流的输出方向；内部耦合器可以将天线所发射的射频信号实时地耦合到射频收发器上，以供射频收发器进行功率检测，进一步地实现调整当前频段的天线匹配网络。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：功率放大器，与射频收发器连接。
在该技术方案中，射频收发器对天线发射的射频信号及天线匹配网络反射回来的射频信号做功率检测，分别记为发射功率(P1)及反射功率(P2)，利用功率放大器对射频收发器检测到的发射功率(P1)及反射功率(P2)进行模拟信号放大，便于进一步地识别、分析和处理该信号。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：滤波器及双工器，滤波器与双工器并联于单刀多掷开关与功率放大器之间。
在该技术方案中，可以自由的通过单刀多掷开关选择连接或断开滤波器及双工器与内部耦合器之间各自的支路，滤波器可以对经功率放大器放大的发射功率(P1)及反射功率(P2)中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号，双工器可以将信号的输入和输出相隔离，保证两者能够同时正常工作。
根据本发明的另一个方面，提出了一种天线匹配网络的调节方法，用于如上述任一项的移动终端，天线匹配网络的调节方法包括：获取天线的发射功率；获取天线匹配网络的反射功率；计算反射功率与发射功率的比值；根据比值，调节天线匹配网络。
本发明提供的天线匹配网络的调节方法，通过实时地获取移动终端天线的发射功率(P1)，以及获取天线匹配网络反射回来的反射功率(P2)，这样，当用户手握移动终端的金属外壳时，由于手掌遮挡金属外壳的天线区域的面积或位置以及手握的力度强度不同，会不同程度上影响天线的S参数，发射功率(P1)和反射功率(P2)也会随之改变，根据反射功率(P2)与发射功率(P1)的比值，调节天线匹配网络，克服了用户在正常使用的过程中，由于手掌遮挡住天线区域从而影响天线的S参数，进而导致的天线性能恶化的问题，从而提高了天线工作的稳定性、信号强度。
根据本发明的上述天线匹配网络的调节方法，还可以具有以下技术特征：在上述技术方案中，优选地，获取天线的发射功率的步骤，具体包括：获取天线发射的第一射频信号；检测第一射频信号的发射功率。
在该技术方案中，实时地获取到天线发射的信号作为第一射频信号，检测已获取到的第一射频信号的功率大小，记为发射功率(P1)，通过判断发射频率(P1)的大小可以准确地分析出天线发射信号的强弱。
在上述任一技术方案中，优选地，获取天线匹配网络的反射功率的步骤，具体包括：获取天线匹配网络反射的第二射频信号；检测第二射频信号的反射功率。
在该技术方案中，实时地获取天线匹配网络反射的信号作为第二射频信号，检测已获取到的第二射频信号的功率大小，记为反射功率(P2)，通过判断反射功率(P2)的大小可以准确地分析出天线反射信号的强弱。
在上述任一技术方案中，优选地，根据比值，调节天线匹配网络的步骤，具体包括：判断比值是否大于设定阈值；当比值大于设定阈值时，确定天线匹配网络失配；调节天线匹配网络的可调电容的电容值，直至比值小于设定阈值。
在该技术方案中，通过实时地获取移动终端天线的发射功率(P1)，以及获取天线匹配网络反射回来的反射功率(P2)，确定反射功率(P2)与发射功率(P1)的比值，可以通过预设阀值S0的方式，当这一比值大于预设的合理的阀值S0时，表征天线匹配网络失配，天线的性能进恶化，会影响用户使用体验，则调节天线匹配网络的可调电容的电容值，直至这一比值小于预定阀值S0，这样，可以根据天线区域实际被覆盖情况，实时智能地调整当前频段的天线匹配网络，达到提高天线性能的目的。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：当比值小于设定阈值时，确定天线匹配网络未失配，不处理。
在该技术方案中，判断出发射功率(P1)与反射功率(P2)的比值与设定阀值S0关系的另外一种情况，即该比值小于设定阀值S0时，天线匹配网络未失配，天线性能的好坏在可以接受的范围内，进而增加了方法的灵活性，满足了不同使用习惯的用户的需求。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了本发明的一个实施例的移动终端的电路结构示意图；
图2示出了本发明的第一个实施例的天线匹配网络的调节方法的流程示意图；
图3示出了本发明的第二个实施例的天线匹配网络的调节方法的流程示意图；
图4示出了本发明的第三个实施例的天线匹配网络的调节方法的流程示意图。
其中，图1中附图标记与部件之间的对应关系为：
12天线，14天线匹配网络模块，1402第一可调电容，1404第二可调电容，16定向耦合器，18射频收发器，20天线开关模块，22基带，24第一控制线，26第二控制线，1406第一固定电感，1408第二固定电感，1410第三固定电感，202单刀多掷开关，204内部耦合器，28功率放大器，30滤波器，32双工器。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。
本发明第一方面的实施例，提出一种移动终端，图1示出了本发明的一个实施例的移动终端的电路结构示意图。其中，该终端包括：
天线12；
天线匹配网络模块14，与天线12连接，天线匹配网络模块14包括第一可调电容1402、第二可调电容1404及固定电感；
定向耦合器16，与天线匹配网络模块14及射频收发器18连接，用于将天线匹配网络模块14反射的射频信号分配至射频收发器18；
天线开关模块20，天线开关模块20设置于定向耦合器16与射频收发器18之间；
基带22，与射频收发器18连接，以及通过第一控制线24与第一可调电容1402连接，通过第二控制线26与第二可调电容1404连接。
本发明提供的移动终端中，天线12与天线匹配网络模块14相连接，定向耦合器16将天线匹配网络模块14反射回来的射频信号耦合到射频收发器18上做功率检测，记为反射功率(P2)，天线开关模块20将天线12发射的射频信号耦合到射频收发器18上做功率检测，记为发射功率(P1)，并将这组数据发送至与其相连接的基带22，当用户手握移动终端的金属外壳时，天线12的S参数将发生变化，其中S参数为散射参数，是微波传输中的一个重要参数。预先设置一合理的阀值S0，当P2与P1的比值大于S0时，基带22实时智能地通过第一控制线24调整第一可调电容1402的容值大小，以及通过第二控制线26调整第二可调电容1404的容值大小。即使用户在正常使用的过程中手握移动终端遮挡住金属外壳天线区域的一部分或手持的力度对天线的S参数造成影响，移动终端可以根据手握情况的不同，对可调电容的电容值做出修正，实时智能地调整当前频段的天线匹配网络，以达到降低天线匹配网络失配、提高天线性能的目的。
在本发明的一个实施例中，优选地，固定电感包括第一固定电感1406、第二固定电感1408及第三固定电感1410；第一固定电感1406与第一可调电容1402串联于天线12与定向耦合器16之间；第二固定电感1408的一端与第一可调电容1402及定向耦合器16连接，第二固定电感1408的另一端与第二可调电容1404的一端连接；第二可调电容1404的另一端接地；第三固定电感1410一端与第一固定电感1406及天线12连接，第三固定电感1410的另一端接地。
在该实施例中，第一固定电感1406、第一可调电容1402、第二固定电感1408、第二可调电容1404和第三固定电感1410相互连接构成天线匹配网络模块14，天线匹配网络模块内部电阻为非固定电阻，而是可调电阻，进而能够通过电阻阻值的调整实现天线匹配网络的调整。
在本发明的一个实施例中，优选地，天线开关模块20，包括：单刀多掷开关202，与射频收发器18连接；内部耦合器204，与定向耦合器16及射频收发器18连接，用于将天线12发射的射频信号分配至射频收发器18。
在该实施例中，设置于接射频收发器18和内部耦合器204之间的单刀多掷开关202作为控制电路的电子器件，还可以连接不同的支路并控制电流的输出方向；内部耦合器204可以将天线12所发射的射频信号实时地耦合到射频收发器18上，以供射频收发器18进行功率检测，进一步地实现调整当前频段的天线匹配网络。
在本发明的一个实施例中，优选地，还包括：功率放大器28，与射频收发器18连接。
在该实施例中，射频收发器18对天线12发射的射频信号及天线匹配网络反射回来的射频信号做功率检测，分别记为发射功率(P1)及反射功率(P2)，利用功率放大器28对射频收发器18检测到的发射功率(P1)及反射功率(P2)进行模拟信号放大，便于进一步地识别、分析和处理该信号。
在本发明的一个实施例中，优选地，还包括：滤波器30及双工器32，滤波器30与双工器32并联于单刀多掷开关202与功率放大器28之间。
在该实施例中，可以自由的通过单刀多掷开关202选择连接或断开滤波器30及双工器32与内部耦合器204之间各自的支路，滤波器30可以对经功率放大器28放大的发射功率(P1)及反射功率(P2)中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号，双工器32可以将信号的输入和输出相隔离，保证两者能够同时正常工作。
本发明第二方面的实施例，提出一种天线匹配网络的调节方法，用于如上述任一项的移动终端，图2示出了本发明的一个实施例的天线匹配网络的调节方法的流程示意图。其中，该方法包括：
步骤202，获取天线的发射功率；
步骤204，获取天线匹配网络的反射功率；
步骤206，计算反射功率与发射功率的比值；
步骤208，根据比值，调节天线匹配网络。
本发明提供的天线匹配网络的调节方法，通过实时地获取移动终端天线的发射功率(P1)，以及获取天线匹配网络反射回来的反射功率(P2)，这样，当用户手握移动终端的金属外壳时，由于手掌遮挡金属外壳的天线区域的面积或位置以及手握的力度强度不同，会不同程度上影响天线的S参数，发射功率(P1)和反射功率(P2)也会随之改变，根据反射功率(P2)与发射功率(P1)的比值，调节天线匹配网络，克服了用户在正常使用的过程中，由于手掌遮挡住天线区域从而影响天线的S参数，进而导致的天线性能恶化的问题，从而提高了天线工作的稳定性、信号强度。
图3示出了本发明的第二个实施例的天线匹配网络的调节方法的流程示意图。其中，该方法包括：
步骤302，获取天线发射的第一射频信号；
步骤304，检测第一射频信号的发射功率；
步骤306，获取天线匹配网络反射的第二射频信号；
步骤308，检测第二射频信号的所述反射功率；
步骤310，计算反射功率与发射功率的比值；
步骤312，根据比值，调节天线匹配网络。
在该实施例中，通过实时地获取移动终端天线的发射功率(P1)，以及获取天线匹配网络反射回来的反射功率(P2)，这样，当用户手握移动终端的金属外壳时，由于手掌遮挡金属外壳的天线区域的面积或位置以及手握的力度强度不同，会不同程度上影响天线的S参数，发射功率(P1)和反射功率(P2)也会随之改变，根据反射功率(P2)与发射功率(P1)的比值，调节天线匹配网络，克服了用户在正常使用的过程中，由于手掌遮挡住天线区域从而影响天线的S参数，进而导致的天线性能恶化的问题，从而提高了天线工作的稳定性、信号强度。实时地获取到天线发射的信号作为第一射频信号，检测已获取到的第一射频信号的功率大小，记为发射功率(P1)，通过判断发射频率(P1)的大小可以准确地分析出天线发射信号的强弱。实时地获取天线匹配网络反射的信号作为第二射频信号，检测已获取到的第二射频信号的功率大小，记为反射功率(P2)，通过判断反射功率(P2)的大小可以准确地分析出天线反射信号的强弱。
图4示出了本发明的第三个实施例的天线匹配网络的调节方法的流程示意图。其中，该方法包括：
步骤402，获取天线发射的第一射频信号；
步骤404，检测第一射频信号的发射功率；
步骤406，获取天线匹配网络反射的第二射频信号；
步骤408，检测第二射频信号的反射功率；
步骤410，计算反射功率与发射功率的比值；
步骤412，判断比值是否大于设定阈值，若是，则执行步骤414，否则，则执行步骤416；
步骤414，确定天线匹配网络失配，调节天线匹配网络的可调电容的电容值，直至比值小于设定阈值；
步骤416，确定天线匹配网络未失配，不处理。
在该实施例中，通过实时地获取移动终端天线的发射功率(P1)，以及获取天线匹配网络反射回来的反射功率(P2)，这样，当用户手握移动终端的金属外壳时，由于手掌遮挡金属外壳的天线区域的面积或位置以及手握的力度强度不同，会不同程度上影响天线的S参数，发射功率(P1)和反射功率(P2)也会随之改变，根据反射功率(P2)与发射功率(P1)的比值，调节天线匹配网络，克服了用户在正常使用的过程中，由于手掌遮挡住天线区域从而影响天线的S参数，进而导致的天线性能恶化的问题，从而提高了天线工作的稳定性、信号强度。实时地获取到天线发射的信号作为第一射频信号，检测已获取到的第一射频信号的功率大小，记为发射功率(P1)，通过判断发射频率(P1)的大小可以准确地分析出天线发射信号的强弱。实时地获取天线匹配网络反射的信号作为第二射频信号，检测已获取到的第二射频信号的功率大小，记为反射功率(P2)，通过判断反射功率(P2)的大小可以准确地分析出天线反射信号的强弱。
通过实时地获取移动终端天线的发射功率(P1)，以及获取天线匹配网络反射回来的反射功率(P2)，确定反射功率(P2)与发射功率(P1)的比值，可以通过预设阀值S0的方式，当这一比值大于预设的合理的阀值S0时，表征天线匹配网络失配，天线的性能进恶化，会影响用户使用体验，则调节天线匹配网络的可调电容的电容值，直至这一比值小于预定阀值S0，这样，可以根据天线区域实际被覆盖情况，实时智能地调整当前频段的天线匹配网络，达到提高天线性能的目的。
判断出发射功率(P1)与反射功率(P2)的比值与设定阀值S0关系的另外一种情况，即该比值小于设定阀值S0时，天线匹配网络未失配，天线性能的好坏在可以接受的范围内，进而增加了方法的灵活性，满足了不同使用习惯的用户的需求。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，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 (8)

1.一种移动终端，其特征在于，包括：
天线；
天线匹配网络模块，与所述天线连接，所述天线匹配网络模块包括第一可调电容、第二可调电容及固定电感；
定向耦合器，与所述天线匹配网络模块及射频收发器连接，用于将所述天线匹配网络模块反射的射频信号分配至所述射频收发器；
天线开关模块，所述天线开关模块设置于所述定向耦合器与所述射频收发器之间；
基带，与所述射频收发器连接，以及通过第一控制线与所述第一可调电容连接，通过第二控制线与所述第二可调电容连接；
所述固定电感包括第一固定电感、第二固定电感及第三固定电感；
所述第一固定电感与所述第一可调电容串联于所述天线与所述定向耦合器之间；
所述第二固定电感的一端与所述第一可调电容及所述定向耦合器连接，所述第二固定电感的另一端与所述第二可调电容的一端连接；
所述第二可调电容的另一端接地；
所述第三固定电感一端与所述第一固定电感及所述天线连接，所述第三固定电感的另一端接地；
所述天线开关模块，包括：
单刀多掷开关，与所述射频收发器连接；
内部耦合器，与所述定向耦合器及所述射频收发器连接，用于将所述天线发射的射频信号分配至所述射频收发器。
2.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，还包括：
功率放大器，与所述射频收发器连接。
3.根据权利要求2所述的移动终端，其特征在于，还包括：
滤波器及双工器，所述滤波器与所述双工器并联于所述单刀多掷开关与所述功率放大器之间。
4.一种天线匹配网络的调节方法，用于如权利要求1至3中任一项所述的移动终端，其特征在于，所述天线匹配网络的调节方法包括：
获取所述天线的发射功率；获取所述天线匹配网络的反射功率；
计算所述反射功率与所述发射功率的比值；
根据所述比值，调节所述天线匹配网络。
5.根据权利要求4所述的天线匹配网络的调节方法，其特征在于，所述获取所述天线的所述发射功率的步骤，具体包括：
获取所述天线发射的第一射频信号；
检测所述第一射频信号的所述发射功率。
6.根据权利要求4所述的天线匹配网络的调节方法，其特征在于，所述获取所述天线匹配网络的所述反射功率的步骤，具体包括：
获取所述天线匹配网络反射的第二射频信号；
检测所述第二射频信号的所述反射功率。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的天线匹配网络的调节方法，其特征在于，所述根据所述比值，调节所述天线匹配网络的步骤，具体包括：
判断所述比值是否大于设定阈值；
当所述比值大于所述设定阈值时，确定所述天线匹配网络失配；
调节所述天线匹配网络的可调电容的电容值，直至所述比值小于所述设定阈值。
8.根据权利要求7所述的天线匹配网络的调节方法，其特征在于，还包括：
当所述比值小于所述设定阈值时，确定所述天线匹配网络未失配，不处理。
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