CN107968660B - 天线切换系统及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天线切换系统及移动终端，所述天线切换系统包括：第一感应天线、第二感应天线、控制模块、天线辐射模块、第一开关以及第二开关，所述控制模块，用于接收所述第一感应天线和第二感应天线感测的距离信息，根据所述距离信息生成第一控制电平和第二控制电平；所述第一开关，用于根据控制端接收的第一控制电平进行导通，以使所述天线辐射模块与所述第一感应天线进行连接或断开；所述第二开关，用于根据控制端接收的第二控制电平进行导通，以使所述天线辐射模块与所述第二感应天线进行连接或断开。本发明通过控制模块控制开关切不同地来实现天线辐射模块的切换，设计简单，并达到降低手握对天线性能的影响。

Description

天线切换系统及移动终端
技术领域
本发明涉及天线领域，尤其涉及一种天线切换系统及移动终端。
背景技术
随着用户对移动终端外观要求的不断提高，全金属外观和全面屏的移动终端即将成为主流，但大多数使用金属背盖的移动终端都无法满足运营商对天线性能的要求，尤其是要满足全球通及全球权威运营商认证要求。且天线会因为手握的因素降低天线辐射效率，从而影响通信质量，影响用户体验。
现在已经公布使用传感器切换的专利中，如申请号CN201310749264.2，虽然满足切换，但仍有很多缺陷。
1、其设计两个天线，一个是全频段，一个是单高频，只能切换高频天线部分，而手握影响最大的低频天线无法切换。
2、在切换系统中，切换的是主射频通路，而射频通路开关的切换必须通过底层调制解调器的控制，该传感器的切换输出电平必须搭配底层调制解调器实现，由于控制算法过于复杂，实现困难。
3、该专利未提供两个天线设计的具体方法，从天线设计的基本要求看，同区域设计一个全频段天线和一个高频天线，其同频的高频部分隔离度很差，两个天线互扰问题严重。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种天线切换系统及移动终端，旨在解决现有技术中手机天线切换系统过于复杂的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种天线切换系统，所述天线切换系统包括：第一感应天线、第二感应天线、控制模块、天线辐射模块、第一开关以及第二开关，所述第一开关的第一连接端连接所述天线辐射模块的第一接地点，所述第一开关的控制端连接所述控制模块；
所述第二开关的第一连接端连接所述天线辐射模块的第二接地点，所述第二开关的控制端连接所述控制模块；
所述控制模块连接所述第一感应天线和第二感应天线；
所述控制模块，用于接收所述第一感应天线和第二感应天线感测的距离信息，根据所述距离信息生成第一控制电平和第二控制电平；
所述第一开关，用于根据控制端接收的第一控制电平进行导通，以使所述天线辐射模块的第一接地点进行切换；
所述第二开关，用于根据控制端接收的第二控制电平进行导通，以使所述天线辐射模块的第二接地点进行切换；
其中，所述第一开关包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端连接第一电感，所述第二输出端连接第一电阻，所述第一电感和第一电阻连接所述天线辐射模块；
所述第一感应天线，还用于感测与握持手的距离小于第一阈值时，所述控制模块输出高电平控制所述第一开关连接第一电感；
所述第一感应天线，还用于感测与握持手的距离大于第一阈值时，所述控制模块输出低电平控制所述第一开关连接第一电阻；
所述第二开关包括第三输出端和第四输出端，所述第三输出端连接第二电感，所述第四输出端连接第二电阻，所述第二电感和第二电阻连接所述天线辐射模块；
所述第二感应天线，还用于感测与握持手的距离小于第二阈值时，所述控制模块输出高电平控制所述第二开关连接第二电感；
所述第二感应天线，还用于感测与握持手的距离大于第二阈值时，所述控制模块输出低电平控制所述第二开关连接第二电阻；
其中，所述第一感应天线还用于感测与握持手的距离小于第一阈值时，同时所述第二感应天线感测与握持手的距离小于第二阈值时，所述控制模块输出高电平控制所述第一开关连接第一电感，同时所述控制模块输出低电平控制所述第二开关连接第二电阻；
或，所述第一感应天线还用于感测与握持手的距离大于第一阈值时，同时所述第二感应天线感测与握持手的距离大于第二阈值时，所述控制模块输出高电平控制所述第一开关连接第一电感，同时所述控制模块输出低电平控制所述第二开关连接第二电阻。
优选地，所述天线辐射模块包括第一辐射模块和第二辐射模块；
通过所述控制模块的第一控制电平对第一辐射模块的第一接地点进行切换，以及通过所述控制模块的第二控制电平对所述第二辐射模块的第二接地点进行切换，其中，所述第一控制电平对应于所述第一开关，所述第二控制电平对应于所述第二开关。
优选地，所述天线切换系统包括馈电匹配模块，所述馈电匹配模块连接所述天线辐射模块；
所述馈电匹配模块，用于控制所述天线辐射模块的辐射频率。
优选地，所述控制模块包括传感器；
所述传感器，用于将所述距离信息发送给所述控制模块，通过所述控制模块生成所述第一控制电平和所述第二控制电平，并根据所述第一控制电平控制所述第一开关的导通，根据所述第二控制电平控制所述第二开关的导通。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种移动终端，包括如上文所述的天线切换系统。
优选地，所述移动终端还包括基板以及所述天线切换系统中的第一辐射模块和第二辐射模块，所述第一辐射模块和第二辐射模块位于所述基板的两侧。
本发明提出的天线切换系统，通过控制模块输出电平控制天线开关，从而将天线辐射模块切换到与不同的谐振部件连接，通过简单设计达到降低手握对天线性能的影响。
附图说明
图1为本发明天线切换系统的结构示意图；
图2为本发明天线系统的结构示意图；
图3为本发明第一开关切换的结构示意图；
图4a为本发明第一开关的结构示意图；
图4b为本发明第一开关的控制逻辑表；
图5a为本发明第二开关的结构示意图；
图5b为本发明第二开关的控制逻辑表；
图6为本发明的回波损耗的曲线图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 天线切换系统 50 第一开关
10 第一感应天线 60 第二开关
20 第二感应天线 70 射频收发器
30 控制模块 80 基带处理器
40 天线辐射模块 90 系统供电模块
401 第一辐射模块 102 馈电匹配模块
402 第二辐射模块
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的天线切换系统的结构示意图，如图1所示，所述天线切换系统100包括：第一感应天线10、第二感应天线20、控制模块30、天线辐射模块40、第一开关50以及第二开关60，所述第一开关50的第一连接端连接所述天线辐射模块40，所述第一开关50的控制端连接所述控制模块30；
所述第二开关60的第一连接端连接所述天线辐射模块40，所述第二开关60的控制端连接所述控制模块30；
所述控制模块30连接所述第一感应天线10和第二感应天线20；
所述控制模块30，用于接收所述第一感应天线10和第二感应天线20感测的距离信息，根据所述距离信息生成第一控制电平和第二控制电平；
所述第一开关50，用于根据控制端接收的第一控制电平进行导通，以使所述天线辐射模块40的第一接地点进行切换；
所述第二开关60，用于根据控制端接收的第二控制电平进行导通，以使所述天线辐射模块40的第二接地点进行切换。
所述天线切换系统100包括天线辐射模块40，所述天线辐射模块40包括第一辐射模块401和第二辐射模块402；
所述第一开关50还用于控制所述第一辐射模块401，所述第二开关60用于控制所述第二辐射模块402。
所述天线切换系统100包括馈电匹配模块102，所述馈电匹配模块102连接所述天线辐射模块40；
所述馈电匹配模块102，用于控制所述天线辐射模块40的辐射频率。
所述天线切换系统100还包括射频收发器70、基带处理器80以及系统供电模块90，为上述各个模块供电。
所述第一感应天线10用于识别用户手靠近感应第一感应天线的距离，并将该距离发送给所述控制模块30，所述控制模块30根据接收到的距离输出控制电平来控制第一开关50切换天线辐射模块40来降低手握对第一辐射模块401的影响，相应地，第二感应天线20用于识别用户手靠近第二感应天线20的距离，并将该距离发送给控制模块30，所述控制模块30输出控制电平来控制第二开关60切换天线辐射模块40来降低手握对第二辐射模块402的影响。
需要说明的是，所述馈电匹配模块102在系统正常功能时给所述移动终端进行馈电，根据所述第一辐射模块401与第二辐射模块402的频率以及馈电匹配模块的馈电，从而决定天线的辐射频率大小。
在本实施例中，通过控制模块的第一控制电平，实现第一辐射模块401的第一接地点进行切换，以及通过控制模块的第二控制电平，实现第二辐射模块402的第二接地点进行切换。
如图2所示的天线系统的结构示意图，所述馈电匹配模块102连接所述第一辐射模块401和第二辐射模块402，通过馈电匹配模块102控制所述第一辐射模块401与第二辐射模块402的辐射频率。
可以理解的是，所述控制模块30包括传感器，所述传感器用于将所述距离信息发送给控制模块30生成控制电平，并根据所述控制电平控制所述第一开关50与所述二开关60的导通。
在具体实现中，所述第一控制电平对应于第一开关，可为高电平或低电平，例如用户通过左手握手机时，第一感应天线10识别左手靠近第一感应天线10时，控制模块30生成高电平控制第一开关50进行切换，第一感应天线10识别左手远离第一感应天线10时，控制模块30中的传感器生成低电平控制第一开关50进行切换。
所述第二控制电平对应于第二开关，可为高电平或低电平，第二感应天线20识别右手靠近第二感应天线20时，控制模块30生成高电平控制第二开关60进行切换，第二感应天线20识别右手远离第二感应天线20时，控制模块中30的传感器生成低电平控制第二开关60进行切换。
当双手同时靠近或者同时远离时，即第一感应天线10和第二感应天线20同时识别双手靠近或远离时，输出高电平给第一开关50，输出低电平给第二开关60，这种切换方式无需在底层调制解调器的控制，只需要传感器输出高低电平即可实现实时切换，并且所需的感应天线的5GHZ频段可集成在传感器内部或者外设以及左右端。
如图3所示的第一开关切换的结构示意图，第一感应天线10连接传感器，所述传感器的电源端连接输入电源，所述传感器的输出端连接所述第一开关50的控制端，所述传感器通过第一感应天线10的感应距离，生成控制电平，控制所述第一开关50的连通，所述控制模块30通过生成的高低电平控制所述第一开关50的切换。
所述第一开关50包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端连接第一电感，所述第二输出端连接第一电阻，所述第一电感和第一电阻连接所述天线辐射模块；
所述第一感应天线10，还用于感测与握持手的距离小于第一阈值时，所述控制模块输出高电平控制所述第一开关50连接第一电感；
所述第一感应天线10，还用于感测与握持手的距离大于第一阈值时，所述控制模块输出低电平控制所述第一开关50连接第一电阻。
在具体实现中，所述第一感应天线10和第二感应天线20设计在移动终端的两侧，在本实施例中，以所述第一感应天线10位于所述移动终端的左侧，所述第二感应天线20位于所述移动终端的右侧，还可为其他的设计方式，本实施例对此并不限制。
如图4a所示的第一开关的结构示意图，如图4b所示的第一开关的控制逻辑表。
如图5a所示的第二开关的结构示意图，如图5b所示的第二开关的控制逻辑表。
如图6所示的本发明的回波损耗的曲线图，有图中的曲线可以得出，状态1和状态2都可以满足全频段的带宽需求。
所述第二开关60包括第三输出端和第四输出端，所述第三输出端连接第二电感，所述第四输出端连接第二电阻，所述第二电感和第二电阻连接所述天线辐射模块40；
所述第二感应天线20，还用于感测与握持手的距离小于第二阈值时，所述控制模块输出高电平控制所述第二开关60连接第二电感；
所述第二感应天线20，还用于感测与握持手的距离大于第二阈值时，所述控制模块输出低电平控制所述第二开关60连接第二电阻。
所述第一感应天线10还用于感测与握持手的距离小于第一阈值时，同时所述第二感应天线20感测与握持手的距离小于第二阈值时，所述控制模块输出高电平控制所述第一开关50连接第一电感，同时所述控制模块输出低电平控制所述第二开关60连接第二电阻。
所述第一感应天线10还用于感测与握持手的距离大于第一阈值时，同时所述第二感应天线感20测与握持手的距离大于第二阈值时，所述控制模块输出高电平控制所述第一开关50连接第一电感，同时所述控制模块输出低电平控制所述第二开关60连接第二电阻。
通过由状态1下的高频(2.5GHz)和低频(960MHz)表面电流分布以及状态2下的高频(2.5GHz)和低频(960MHz)表面电流分布。
从电流分布对比看，在低频段时，状态1和状态2电流分别分布在左端和右端，低频段的主辐射体发生切换，因此切换可以降低左右手握的影响；在高频段时，状态1和状态2电流都分布在中间部分，即高频段主辐射体切换变化小，且辐射体在中间部分，左右手握影响都较小。
其中，第一感应天线10与控制模块30工作基本原理是当第一感应天线10和传感器识别有手靠近感应天线的时候，传感器输出高电平控制开关实现开关切换第一电阻；当第一感应天线10和传感器识别手远离感应天线的时候，传感器输出低电平控制开关切换到第一电感。
其中第二感应天线20控制模块工作基本原理是当第二感应天线20和传感器识别有手靠近感应天线的时候，传感器输出高电平控制开关实现开关切换第二电阻；当第二感应天线20和传感器识别手远离感应天线的时候，传感器输出低电平控制开关切换到第二电感。
而当双手同时靠近或者同时远离的时候，即第一感应天线10、第一感应天线20以及传感器同时识别手靠近或者远离的时候，输出高电平给第一开关50，输出低电平给第二开关60；即第一开关50切换到第一电阻，第二开关60切换到第二电感；
需要说明的是，具体有右手握模式、左手握模式以及自由模式。
左手握模式，即第一感应天线10识别左手靠近，传感器输出低电平控制第一开关50切换到第一电感，同时第二感应天线20识别无靠近，传感器输出高电平控制第二开关60切换到第二电阻；即状态1。
右手握状态，即第二感应天线20识别右手靠近，传感器输出低电平控制第二开关60切换到第二电感，同时第一感应天线10识别无靠近，传感器输出高电平控制第二开关60切换到第二电阻；即状态2。
自由状态，即第一感应天线10识别无靠近，同时第二感应天线20识别无靠近，或者同时识别有靠近，传感器输出高电平控制开关切换到第一电阻，输出低电平控制第二开关60切换第二电感；即状态2，此种使用场景无手握或同时手握场景不进行切换保持通信稳定。
此外，本发明实施例还提出一种移动终端，该移动终端优选为手机，所述移动终端包括如上文所述的天线切换系统。
所述移动终端还包括基板以及所述天线切换系统中的第一辐射模块和第二辐射模块，所述第一辐射模块和第二辐射模块位于所述基板的两侧。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种天线切换系统，其特征在于，所述天线切换系统包括：第一感应天线、第二感应天线、控制模块、天线辐射模块、第一开关以及第二开关，所述第一开关的第一连接端连接所述天线辐射模块的第一接地点，所述第一开关的控制端连接所述控制模块；
所述第二开关的第一连接端连接所述天线辐射模块的第二接地点，所述第二开关的控制端连接所述控制模块；
所述控制模块连接所述第一感应天线和第二感应天线；
所述控制模块，用于接收所述第一感应天线和第二感应天线感测的距离信息，根据所述距离信息生成第一控制电平和第二控制电平；
所述第一开关，用于根据控制端接收的第一控制电平进行导通，以使所述天线辐射模块的第一接地点进行切换；
所述第二开关，用于根据控制端接收的第二控制电平进行导通，以使所述天线辐射模块的第二接地点进行切换；
其中，所述第一开关包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端连接第一电感，所述第二输出端连接第一电阻，所述第一电感和第一电阻连接所述天线辐射模块；
所述第一感应天线，还用于感测与握持手的距离小于第一阈值时，所述控制模块输出高电平控制所述第一开关连接第一电感；
所述第一感应天线，还用于感测与握持手的距离大于第一阈值时，所述控制模块输出低电平控制所述第一开关连接第一电阻；
所述第二开关包括第三输出端和第四输出端，所述第三输出端连接第二电感，所述第四输出端连接第二电阻，所述第二电感和第二电阻连接所述天线辐射模块；
所述第二感应天线，还用于感测与握持手的距离小于第二阈值时，所述控制模块输出高电平控制所述第二开关连接第二电感；
所述第二感应天线，还用于感测与握持手的距离大于第二阈值时，所述控制模块输出低电平控制所述第二开关连接第二电阻；
其中，所述第一感应天线还用于感测与握持手的距离小于第一阈值时，同时所述第二感应天线感测与握持手的距离小于第二阈值时，所述控制模块输出高电平控制所述第一开关连接第一电感，同时所述控制模块输出低电平控制所述第二开关连接第二电阻；
或，所述第一感应天线还用于感测与握持手的距离大于第一阈值时，同时所述第二感应天线感测与握持手的距离大于第二阈值时，所述控制模块输出高电平控制所述第一开关连接第一电感，同时所述控制模块输出低电平控制所述第二开关连接第二电阻。
2.如权利要求1所述的天线切换系统，其特征在于，所述天线辐射模块包括第一辐射模块和第二辐射模块；
通过所述控制模块的第一控制电平对第一辐射模块的第一接地点进行切换，以及通过所述控制模块的第二控制电平对所述第二辐射模块的第二接地点进行切换，其中，所述第一控制电平对应于所述第一开关，所述第二控制电平对应于所述第二开关。
3.如权利要求1所述的天线切换系统，其特征在于，所述天线切换系统包括馈电匹配模块，所述馈电匹配模块连接所述天线辐射模块；
所述馈电匹配模块，用于控制所述天线辐射模块的辐射频率。
4.如权利要求1至3中任一项所述的天线切换系统，其特征在于，所述控制模块包括传感器；
所述传感器，用于将所述距离信息发送给所述控制模块，通过所述控制模块生成所述第一控制电平和所述第二控制电平，并根据所述第一控制电平控制所述第一开关的导通，根据所述第二控制电平控制所述第二开关的导通。
5.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括如权利要求1至4中任一项所述的天线切换系统。
6.如权利要求5所述移动终端，其特征在于，所述移动终端还包括基板以及所述天线切换系统中的第一辐射模块和第二辐射模块，所述第一辐射模块和第二辐射模块位于所述基板的两侧。
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