CN107707268A - 一种能够抑制谐波的天线电路、射频电路及终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种能够抑制谐波的天线电路、射频电路及终端，该天线电路包括天线、开关、控制电路和滤波电路，所述天线通过所述开关及滤波电路与地连接，所述控制电路连接所述开关；所述天线接收一射频模块发射的射频信号，所述射频信号包括主波和谐波，所述控制电路受控于所述射频模块以根据所述射频信号控制所述开关闭合或断开，所述滤波电路在所述开关闭合时滤除所述射频信号的主波，将所述射频信号的谐波传导到地，以使所述天线向外辐射所述主波。本发明实施例的天线电路、射频电路及终端，对需要抑制谐波的射频信号，通过开关和滤波电路将谐波传导至地，将主波从天线发射出去，达到在天线端抑制谐波干扰的目的。

Description

一种能够抑制谐波的天线电路、射频电路及终端
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种能够抑制谐波的天线电路、射频电路及终端。
背景技术
随着手机频段的不断增多，天线要兼顾的频率也越来越多，天线的设计变得越来越困难，造成对低频如GSM850、GSM900的谐波抑制比较难处理，因为直接从天线形式上进行处理很有可能会直接影响LTE中频段的性能。
GSM(Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统)850频段的发射频率是824-849MHz，二次谐波为1648-1698MHz，三次谐波是2472-2547MHz；GSM900频段的发射频率是880M-915MHz，二次谐波为1760-1830MHz，三次谐波是2640-2745MHz；LTE(Long Term Evolution，长期演进)B3的发射频率是1710-1785MHz，接收频率为1805-1880MHz；LTE B39的频率是1880-1920MHz，B7的发射频率是2500-2570MHz，接收是2620-2690MHz，B41的频率是2496-2690MHz。可以看出GSM850频段信号和GSM900频段信号的谐波会与有些LTE频段的信号交叉或接近，如果在天线上做到抑制GSM低频谐波，可能会影响到LTE相近频段的辐射效率。
现有技术中对GSM850、GSM900的谐波抑制的方法主要有两种，一种为通过在GSM低频通路串联低通滤波电路来实现对其谐波的抑制，让频率较低的主波通过滤波电路，而频率较高的谐波被滤除从而达到抑制谐波的目的；但是在电路中串联的低通滤波电路会造成主波的强度衰减，造成信号效率的损失，另一种是通过天线的走线形式对谐波进行抑制，此种方法会导致天线非常难调并且可能会直接影响其他频段的使用，适用于频段较少或没有影响的时候使用。
发明内容
本发明的实施例提供了一种能够抑制谐波的天线电路、射频电路及终端，能够在抑制谐波干扰的同时不对主波产生衰减，并且不需要改变天线的走线形式。
第一方面，本发明实施例提供了一种能够抑制谐波的天线电路，该能够抑制谐波的天线电路包括天线、开关、控制电路和滤波电路，所述天线通过所述开关及滤波电路与地连接，所述控制电路连接所述开关；
所述天线接收一射频模块发射的射频信号，所述射频信号包括主波和谐波，所述控制电路受控于所述射频模块以根据所述射频信号控制所述开关闭合或断开，所述滤波电路在所述开关闭合时滤除所述射频信号的主波，将所述射频信号的谐波传导到地，以使所述天线向外辐射所述主波。
第二方面，本发明实施例还提供了一种射频电路，该射频电路包括上述天线电路以及向天线发射射频信号的射频模块。
第三方面，本发明实施例还提供了一种终端，该终端包括上述射频电路。
本发明实施例公开的一种能够抑制谐波的天线电路、射频电路及终端，只需在天线端增加开关、控制电路和滤波电路就能实现对谐波的抑制，不需要改变天线原来的走线形式；对需要抑制谐波的射频信号，当天线接收到该射频信号时，控制电路控制开关闭合，此时滤波电路接入天线，由于谐波的频率大于滤波电路的截止频率，因此能够通过滤波电路传导到地，而主波无法通过滤波电路从而从天线辐射出去，因此实现了在天线端抑制谐波对其他信号干扰的目的；主波是直接通过天线辐射出去的，中间并没有经过其他电子器件或电路，因此主波的强度并不会由于电路的影响而产生衰减。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明实施例的一些实施例，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是本发明实施例提供的一种能够抑制谐波的天线电路的电路结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种射频电路的电路结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种射频电路的另一电路结构示意图。
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，所描述的实施例是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，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，都属于本发明实施例保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在可以包括复数形式。
图1是本发明实施例提供的一种能够抑制谐波的天线电路的电路结构示意图，该抑制谐波的天线电路包括天线10、开关20、控制电路30和滤波电路40，所述天线10通过所述开关20及滤波电路40与地连接，所述控制电路30连接所述开关20，控制电路30控制开关20的闭合和断开。
天线10是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换，天线10的一端连接有线传输电路来传输导行波。
在本发明实施例中，天线10接收一射频模块发射的射频信号，所述射频信号包括主波和谐波，所述控制电路30受控于所述射频模块以根据所述射频信号控制所述开关20闭合或断开，所述滤波电路40在所述开关20闭合时滤除所述射频信号的主波，将所述射频信号的谐波传导到地，以使所述天线10向外辐射所述主波。
射频模块可以产生诸如GSM和LTE网络的射频信号，包括GSM850、GSM900、GSM1800、GSM1900、LTE B3、LTE B7、LTE B39和LTE B41等频带的射频信号。
本发明实施例的天线电路对射频模块产生的某些射频信号的谐波进行抑制，防止谐波干扰。在布局天线电路时在天线10端增加开关20、控制电路30和滤波电路40，当天线10接收到射频信号时，控制电路30根据射频信号去控制开关20是闭合还是打开，对需要进行谐波抑制的射频信号，控制开关20闭合，否则控制开关20断开。滤波电路40的截止频率设计为大于主波的频率而小于该射频信号的二次谐波以及三次谐波的频率。
当开关20闭合后，滤波电路40接入天线10，由于谐波的频率大于滤波电路40的截止频率，因此谐波能够通过滤波电路40传导到地，而主波的频率低于截止频率，无法通过滤波电路40从而从天线10辐射出去，因此实现了在天线10端抑制谐波对其他信号干扰的目的；另外，主波是直接通过天线10辐射出去的，中间并没有经过其他电子器件或电路，因此主波的强度并不会由于电路的影响而产生衰减；此外，本发明实施例的天线电路只在天线10端增加开关20、控制电路30和滤波电路40，并没有改变天线10原来的走线形式，不会影响其他不需要进行谐波抑制的射频频段的使用。
进一步地，所述滤波电路40的输入端连接于天线10中的对应所述射频信号的频率谐振点位置。
将滤波电路40的输入端连接于天线10中的对应所述射频信号的频率谐振点位置，则天线10对于该滤波电路40的输入阻抗最小，滤波电路40能最大限度将谐波导到地。
进一步的，本发明实施例的射频信号为GSM850或GSM900频段的射频信号。
GSM850或GSM900频段的主波、二次谐波和三次谐波的频率范围如下表所示：
频段 发射主波频率范围 二次谐波频率范围 三次谐波频率范围
GSM850 824M-849MHz 1648M-1698MHz 2472M-2547MHz
GSM900 880M-915MHz 1760M-1830MHz 2640M-2745MHz
在本发明实施例中，滤波电路40的截止频率大于或等于1GHz，小于或等于1.5GHz，这样可以将GSM850或GSM900信号的主波全部滤除而保留二次谐波和三次谐波。
在具体实施过程中，滤波电路40的截止频率优选为1.5GHz。
进一步地，所述控制电路30用于当所述射频信号的发射功率等级大于或等于预置功率等级时控制所述开关20闭合。
以射频信号类型以及射频信号的发射功率来控制是否需要对该射频信号的谐波进行抑制可以有效地控制进行谐波抑制的时机。
更进一步地，所述控制电路30的输出端通过GPIO接口与所述开关20连接，所述控制电路30在所述射频信号的发射功率等级大于或等于预置功率等级时输出高电平信号，以控制所述开关20闭合，在所述射频信号的发射功率等级小于预置功率等级时输出低电平信号，以控制所述开关20断开。通过高低电平控制开关20的闭合和断开是一种有效的手段。
具体地，若所述射频信号为GSM850或GSM900频段的信号，所述预置功率等级为7。
GSM850或GSM900频段的射频信号，发射功率等级在7以下时其谐波对其他信号的干扰不大，因此设置预置功率等级为7。
移动终端工作所处的功率等级与当前所述的通信网络信号的强弱有关，当终端当前通信网络信号较好时，移动终端工作所处的功率等级较低(等级数值越大，功率等级越低)，射频信号的发射功率越低。
以使用携带该天线电路的移动终端为例，需要抑制GSM850/GSM900频段信号的谐波，而对GSM1800/GSM1900频段或LTM网络频带的信号的谐波不需要抑制，因为GSM850/GSM900频段信号的谐波与LTM网络频带的信号的主波频率有部分重叠，谐波对有频率重叠的主波的干扰比较大，GSM1800/GSM1900频段信号的谐波频率较高，那些频段一般不在我们通信网络的使用范围内，因此不需要抑制。
当前通信网络信号较好时，移动终端通话时使用的功率等级为8，射频信号的发射功率为27dBm，此时射频信号的发射功率较小，其谐波的干扰影响不大，一旦随着网络信号变差，移动终端使用的功率等级变高，例如转到5级，发射功率增大，变为33dBm，此时其谐波的强度也增强，对其他信号的干扰增强，于是控制电路30控制开关20闭合，滤波电路40开始工作，谐波经滤波电路40传导至地，能被天线10辐射出去的谐波大大地被弱化了。若当前通信网络切换至GSM1800/GSM1900，控制电路30控制开关20断开，滤波电路40与天线10断开，天线电路失去对谐波的抑制作用。
本发明实施例的天线电路，通过在天线10端增加开关20、滤波电路40和控制电路30便能够抑制谐波对其他信号的干扰，而且不对主波产生衰减，并且不需要改变天线10的走线形式。
图2是本发明实施例提供的一种射频电路的电路结构示意图，该射频电路包括天线电路以及向天线10发射射频信号的射频模块50。
该天线电路包括天线10、开关20、控制电路30和滤波电路40，所述天线10通过所述开关20及滤波电路40与地连接，所述控制电路30连接所述开关20，控制电路30控制开关20的闭合和断开。
该射频模块50用于向电路发射射频信号，可以产生诸如GSM和LTE网络的射频信号，包括GSM850、GSM900、GSM1800、GSM1900、LTE B3、LTE B7、LTE B39和LTE B41等频带的射频信号，射频信号包括主波和谐波。
控制电路30受控于所述射频模块50，当天线10接收射频模块50发射的射频信号后，控制电路30根据所述射频信号控制开关20闭合或断开，所述滤波电路40在所述开关20闭合时滤除所述射频信号的主波，将所述射频信号的谐波传导到地，以使所述天线10向外辐射所述主波。
该天线电路对射频模块50产生的某些射频信号的谐波进行抑制，防止谐波对其他信号造成干扰。
所述天线电路的更详尽的结构可参考上述实施例的描述，本发明实施例不做赘述。
图3是本发明实施例提供的一种射频电路的另一电路结构示意图，该射频电路包括天线电路以及向天线10发射射频信号的射频模块50，所述射频模块50包括射频收发模块501和前端发射模块502。
射频收发模块501能够发射多种频段的射频信号，前端发射模块502用于接收射频收发模块501发射的射频信号，选择与所述射频信号的频段匹配的射频传输通道，射频收发模块501的天线端子与天线连接，将所述射频信号输出至所述天线10。
前端发射模块502的信号接收端与所述射频收发模块501的发射端连接，前端发射模块502具有多个频段的射频传输通道，射频收发模块501发射的不同频率的射频信号通过对应的射频传输通道到达前端发射模块502的天线端子，最后天线端子将所述射频信号输出至所述天线10辐射出去。
射频收发模块501和前端发射模块502的工作原理为现有技术，本实施例不做赘述。
所述天线电路的更详尽的结构可参考本发明第一实施例的描述，本发明实施例不做赘述。
本发明实施例的射频电路，通过在天线10端增加开关20、滤波电路40和控制电路30便能够抑制谐波对其他信号的干扰，而且不对主波产生衰减，并且不需要改变天线10的走线形式。
本发明实施例还提供一种终端，该终端包括上述射频电路。
本发明实施例的移动终端，当移动终端使用GSM850和GSM900频段时，如果移动终端的通信网络信号状况好，移动终端使用的功率等级较低，功率等级在7级以下，则移动终端发射的射频信号的功率比较低，其谐波对其他信号的干扰不大，此时移动终端不控制天线电路对GSM850和GSM900频段信号的谐波进行抑制，一旦通信网络信号变差，移动终端使用的功率等级变高，到达7级或7级以上，发射功率增大，达到29dBm以上，此时其谐波的强度也增强，对其他信号的干扰增强，于是移动终端控制控制天线电路的滤波电路开始工作，谐波经滤波电路传导至地，能被天线辐射出去的谐波大大地被弱化了。随着移动终端使用频段的切换，例如切换到GSM1800/GSM1900频段，移动终端控制控制天线电路的开关20断开，滤波电路与天线断开，关闭移动终端的谐波抑制功能。
在本发明实施例中，天线电路的控制电路30可以为单独的电路，也可以通过移动终端的处理器实现。
移动终端在使用GSM低频的时候会检测当前网络的GSM高频信号，在检测GSM高频信号的时候，控制开关20断开，以避免正常的信号检测，此时开关20断开的时间极端，不会影响对谐波抑制的效果。
当移动终端在使用GSM低频的时候会检测当前其他低频网络信号，在此过程因为主要以接收信号为主，不发射，因此检测时控制开关20断开，不开启抑制谐波机制，同样地，开关20断开的时间极端，不会影响对谐波抑制的效果。
本发明实施例的终端，不需要改变天线的走线形式，只需要在天线端增加开关20、滤波电路和控制电路30来实现对某些频段的射频信号的谐波的抑制，避免谐波对其他信号的干扰，同时不对主波产生衰减。
以上所述，仅为本发明实施例的具体实施方式，但本发明实施例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实施例揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。因此，本发明实施例的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种能够抑制谐波的天线电路，其特征在于，包括天线、开关、控制电路和滤波电路，所述天线通过所述开关及滤波电路与地连接，所述控制电路连接所述开关；
所述天线接收一射频模块发射的射频信号，所述射频信号包括主波和谐波，所述控制电路受控于所述射频模块以根据所述射频信号控制所述开关闭合或断开，所述滤波电路在所述开关闭合时滤除所述射频信号的主波，将所述射频信号的谐波传导到地，以使所述天线向外辐射所述主波。
2.根据权利要求1所述的天线电路，其特征在于，所述控制电路用于当所述射频信号的发射功率等级大于或等于预置功率等级时控制所述开关闭合。
3.根据权利要求2所述的天线电路，其特征在于，所述控制电路具体用于当所述射频信号的发射功率等级大于或等于预置功率等级时输出高电平信号，以控制所述开关闭合。
4.根据权利要求2所述的天线电路，其特征在于，所述射频信号为GSM850频段或GSM900频段的信号，所述滤波电路的截止频率大于或等于1GHz，小于或等于1.5GHz。
5.根据权利要求4所述的天线电路，其特征在于，所述预置功率等级为7。
6.根据权利要求1所述的天线电路，其特征在于，所述控制电路通过GPIO接口与所述开关连接。
7.根据权利要求1所述的天线电路，其特征在于，所述滤波电路的输入端连接于天线中的对应所述射频信号的频率谐振点位置。
8.一种射频电路，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的天线电路以及向天线发射射频信号的射频模块。
9.根据权利要求8所述的射频电路，其特征在于，所述射频模块包括：
射频收发模块，能够发射多种频段的射频信号；
前端发射模块，与所述射频收发模块的发射端连接，用于选择与所述射频信号的频段匹配的射频传输通道，并将所述射频信号输出至所述天线。
10.一种终端，其特征在于，包括权利要求8或9所述的射频电路。
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