CN108023607B - 天线组件及终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及终端技术领域，公开了一种天线组件及终端设备。其中，所述终端设备包括射频收发器、调节单元以及天线，所述射频收发器经所述调节单元连接所述天线；所述射频收发器用于产生射频信号，所述调节单元用于改变所述射频信号携带的高次谐波的相位，所述天线用于输出所述射频信号。该终端设备可以改变射频信号衍生的高次谐波的相位，使得射频信号为峰值的情况下，高次谐波的强度处于较低状态，从而改善辐射杂散的问题。

Description

天线组件及终端设备

技术领域

本发明涉及终端技术领域，尤其涉及一种天线组件及终端设备。

背景技术

辐射杂散作为电子设备的强制认证指标，是所有认证当中最复杂，最难以解决的一个难题。特别是对于全球移动通信系统(Global System for Mobile Communication，GSM)频段，因为它本身的功率特别高，很容易在瞬间激发强有的能量从而导致辐射杂散的谐波超标。在实际的使用中，主要会出现GSM900的三次谐波容易超标，GSM 1800的二次或者三次谐波超标。

对于射频信号而言，发射的信号不仅会包含可用信号(例如，GSM 900)，往往其中还会包含有二次(1800GHz)/三次谐波的成分(2700GHz)。而在实际应用中，主要为三次谐波会出现超标。同样，当射频信号的三次谐波能量到达天线的三次谐振处，就会将这些高次谐波的能量辐射出去，从而导致辐射杂散超标。

因此，如何改善终端设备的辐射杂散情况，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种天线组件及终端设备，可以改善射频信号发送时的辐射杂散。

第一方面，本发明实施例提供了一种终端设备，所述终端设备包括射频收发器、调节单元以及天线，所述射频收发器经所述调节单元连接所述天线；所述射频收发器用于产生射频信号，所述调节单元用于改变所述射频信号携带的高次谐波的相位，所述天线用于输出所述射频信号。

第二方面，本发明实施例提供了一种天线组件，所述天线组件应用于具有射频收发器的终端设备，所述天线组件包括天线以及调节单元；所述调节单元用于改变所述射频收发器产生的射频信号携带的高次谐波的相位，所述天线用于所述调节单元改变所述高次谐波的相位之后输出所述射频信号。

本发明实施例提供的天线组件及终端设备，可以改变射频信号衍生的高次谐波的相位，使得射频信号为峰值的情况下，高次谐波的强度处于较低状态，从而改善辐射杂散的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种终端设备的结构框图；

图2为本发明实施例公开的一种射频信号与三次谐波的波形示意图；

图3为本发明实施例公开的另一种终端设备的结构框图；

图4为本发明实施例公开的一种射频信号与高次谐波的波形示意图；

图5为本发明实施例公开的另一种终端设备的结构示意图；

图6为本发明实施例公开的另一种终端设备的结构示意图；

图7为本发明实施例公开的另一种终端设备的结构示意图；

图8为本发明实施例公开的一种天线组件的结构框图；

图9为本发明实施例公开的另一种终端设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法或设备固有的其他步骤或单元。

本发明实施例提供了一种天线组件及终端设备，可以改变射频信号衍生的高次谐波的相位，使得射频信号为峰值的情况下，高次谐波的强度处于较低状态，从而改善辐射杂散的问题。以下分别进行详细说明。

请参阅图1，图1为本发明实施例公开的一种终端设备的结构框图。如图1所示，终端设备100包括射频收发器101以及天线102，射频收发器101连接天线102。

其中，射频收发器101产生射频信号，射频信号经天线102辐射出去；然而，天线102附近可能存在金属体、非线性器件等，这些部件或器件可能会耦合天线辐射的能量，并产生高次谐波。当高次谐波能量到达天线102的相应谐振处，天线102将会将这些多余的谐波能量辐射出去；因此，经由天线辐射出的信号不仅包含可用信号，往往其中还会包含二次谐波和/或三次谐波成分，从而导致辐射杂散超标。

在天线102发射的射频信号中，尤其对于GSM频段，由于其本身的功率较高，极易在瞬间激发高强度的能量导致辐射杂散超标；而在实际应用中，尤以三次谐波的辐射杂散超标最易出现。因而，亟需方法来改善发送GSM900频段的射频信号时的三次谐波辐射超标。

当射频收发器101工作在GSM900频段时，产生的射频信号会携带三次谐波(频率为2700MHz)，而三次谐波与工作频段的射频信号为同相位的信号；也就是说，当射频收发器101工作在GSM900频段时，产生的射频信号处于最大能量的波峰时，三次谐波的能量也达到最大值。请参阅图2，图2为本发明实施例公开的一种射频信号与三次谐波的波形示意图。其中，虽然射频信号的能量远大于三次谐波，但由于射频信号的峰值与三次谐波的峰值同时出现，造成终端设备发送射频信号时辐射杂散超标较为严重。

请参阅图3，图3为本发明实施例公开的另一种终端设备的结构框图。如图3所示，终端设备300包括射频收发器301、调节单元302以及天线303，其中，射频收发器301经调节单元302连接天线303。

射频收发器301用于产生射频信号，并将射频信号传输至调节单元302；其中，该射频信号携带高次谐波；调节单元302用于改变上述高次谐波的相位，之后将射频信号传输至天线303，此时的射频信号携带已调节了相位的高次谐波；天线303用于输出射频信号。

本发明实施例中，调节单元302具体用于对高次谐波进行相位延迟，以使射频信号的强度为峰值的时刻，高次谐波的强度不处于峰值。因此，为了使高次谐波的峰值相对于射频信号的峰值更晚到来，调节单元302具体用于将高次谐波的相位延迟目标角度，目标角度的取值范围为0度至180度。

本发明实施例中，将高次谐波的相位延迟之后，当射频信号在最大强度的情况下，高次谐波的强度处于较低的状态，从而辐射杂散将会得到改善。进一步地，若高次谐波的相位被延迟90度，则射频信号处于波峰的状态时，高次谐波处于零点，即终端设备在发射射频信号时基本不会包含高次谐波的能量，辐射杂散得到较好地改善。请参阅图4，图4为本发明实施例公开的一种射频信号与高次谐波的波形示意图，图4中示出了，在高次谐波的相位被延迟90度之后，射频信号的波峰与高次谐波的零点出现在同一时刻。

而另一方面，若当前射频收发器301用于产生时分通信的射频信号，则当高次谐波处于波峰的时刻，射频信号处于零点，因此，在时分通信的系统中，射频收发器301此时很可能已经由发送状态切换为接收状态，从而，高次谐波在射频收发器301处于发送状态时的能量较小，辐射杂散同样可以得到改善。

具体地，时分通信的网络制式包括：时分码分多址TD-CDMA、全球移动通信系统GSM、时分双工长期演进TDD-LTE。具体地，当射频收发器301用于产生GSM900频段的射频信号时，其携带的高次谐波包括二次谐波(频率为1800MHz)以及三次谐波(频率为2700MHz)。其中，由于三次谐波较易引起辐射杂散超标，因此调节单元302具体可用于对频率为2700Mhz的高次谐波的相位进行延迟。

作为一种可选的实施方式，调节单元302可为移相器，从而，移相器可以改变高次谐波的相位。请参阅图5，图5为本发明实施例公开的另一种终端设备300的结构示意图。由图5所示，将以调节单元302为移相器来进行具体说明。

在该实施方式中，射频收发器301包括输出端11，天线303包括输入端23。移相器302包括第一电阻3021、第二电阻3022、电容3023、运算放大器3024以及可变电阻3025。其中，第一电阻3021包括第一端12与第二端13，第二电阻3022包括第一端14与第二端15，电容3023包括第一端16与第二端17，运算放大器3024包括第一输入端18、第二输入端19以及输出端20，可变电阻3025包括第一端21与第二端22。

其中，电容3023的第一端16连接第一电阻3021的第一端12，电容3023第二端17连接运算放大器3024的第二输入端19以及可变电阻3025的第一端21，第一电阻3021的第二端13连接运算放大器3024的第一输入端18以及第二电阻3022的第一端14，第二电阻3022的第二端15连接运算放大器3024的输出端20，可变电阻3025的第二端22接地。

其中，射频收发器301产生射频信号时，射频信号携带高次谐波，可将射频信号与高次谐波的组合称为第一混合信号；第一混合信号经射频收发器301的输出端11输入至电容3023的第一端16，在移相器中，高次谐波成分经移相器移相后，运算放大器3024的输出端20输出第二混合信号，第二混合信号包括射频信号与移相后的高次谐波。

其中，上述移相器302可实现0度至180度之间的移相，可选地，还可以选用两个移相范围为0度至90度的移相器进行级联，以达到0度至180度的移相范围。

请参阅图6，图6为本发明实施例公开的另一种终端设备300的结构示意图。其中，移相器304可以在移相器302的基础上改变元器件之间的连接关系获得。移相器304可实现0度至90度之间的移相，若将高频信号的相位延迟90度即可满足终端设备的辐射杂散参数要求，即可选择移相器304来替代移相器302。

其中，电容3023第二端17连接运算放大器3024的第二输入端19以及可变电阻3025的第一端21，第一电阻3021的第一端12接地，第一电阻3021的第二端13连接运算放大器3024的第一输入端18以及第二电阻3022的第一端14，第二电阻3022的第二端15连接运算放大器3024的输出端20，可变电阻3025的第二端22接地。

其中，射频收发器301产生射频信号时，射频信号携带高次谐波，可将射频信号与高次谐波的组合称为第一混合信号；第一混合信号经射频收发器301的输出端11输入至电容3023的第一端16，在移相器中，高次谐波成分经移相器移相后，运算放大器3024的输出端20输出第二混合信号，第二混合信号包括射频信号与移相后的高次谐波。

请参阅图7，图7为本发明实施例公开的另一种终端设备300的结构示意图。如图7所示，终端设备300还包括放大器305，调节单元302经放大器305连接天线303，从而在天线303输出射频信号之前对射频信号进行放大，以提高终端设备的射频传输性能。

请参阅图8，图8为本发明实施例公开的一种天线组件800的结构框图。天线组件800应用于具有射频收发器的终端设备，如图8所示，天线组件800包括天线801以及调节单元802。调节单元802用于改变射频收发器产生的射频信号携带的高次谐波的相位，天线801用于在调节单元802改变高次谐波的相位之后输出射频信号。

本发明实施例中，调节单元802具体用于对高次谐波进行相位延迟，以使射频信号的强度为峰值的时刻，高次谐波的强度不处于峰值。因此，为了使高次谐波的峰值相对于射频信号的峰值更晚到来，调节单元802具体用于将高次谐波的相位延迟目标角度，目标角度的取值范围为0度至180度。

本发明实施例中，将高次谐波的相位延迟之后，当射频信号在最大强度的情况下，高次谐波的强度处于较低的状态，从而辐射杂散将会得到改善。进一步地，若高次谐波的相位被延迟90度，则射频信号处于波峰的状态时，高次谐波处于零点，即终端设备在发射射频信号时基本不会包含高次谐波的能量，辐射杂散得到较好地改善。请参阅图4，图4为本发明实施例公开的一种射频信号与高次谐波的波形示意图，图4中示出了，在高次谐波的相位被延迟90度之后，射频信号的波峰与高次谐波的零点出现在同一时刻。

而另一方面，若当前射频收发器用于产生时分通信的射频信号，则当高次谐波处于波峰的时刻，射频信号处于零点，因此，在时分通信的系统中，射频收发器此时很可能已经由发送状态切换为接收状态，从而，高次谐波在射频收发器处于发送状态时的能量较小，辐射杂散同样可以得到改善。

具体地，时分通信的网络制式包括：时分码分多址TD-CDMA、全球移动通信系统GSM、时分双工长期演进TDD-LTE。具体地，当射频收发器用于产生GSM900频段的射频信号时，其携带的高次谐波包括二次谐波(频率为1800MHz)以及三次谐波(频率为2700MHz)。其中，由于三次谐波较易引起辐射杂散超标，因此调节单元802具体可用于对频率为2700Mhz的高次谐波的相位进行延迟。

由此可见，利用图8所描述的天线组件800，可以改变射频信号衍生的高次谐波的相位，使得射频信号为峰值的情况下，高次谐波的强度处于较低状态，从而改善辐射杂散的问题。

其中，调节单元802具体用于改变高次谐波的相位，以使射频信号强度为峰值的时刻，高次谐波的强度不处于峰值。作为一种可选的实施方式，调节单元802可为移相器，关于移相器的具体描述可以参考图5以及图6对应的实施例的具体描述，在此不再赘述。

本发明实施例还提供了另一种终端设备，如图9所示，图9是本发明实施公开的又一种终端设备的结构示意图。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。该终端设备可以为包括手机、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、POS(Point of Sales，销售终端)、车载电脑等任意终端设备，以终端设备为手机为例：

图9示出的是与本发明实施例提供的终端设备相关的手机的部分结构的框图。参考图9，手机包括：射频(Radio Frequency，RF)电路910、存储器920、处理器930以及电源940等部件。本领域技术人员可以理解，图9中示出的手机结构并不构成对手机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图9对手机的各个构成部件进行具体的介绍：

RF电路910可用于信息的接收和发送。通常，RF电路910包括但不限于天线、放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)、双工器等。此外，RF电路910还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于全球移动通讯系统(Global System of Mobile communication，GSM)、通用分组无线服务(General Packet Radio Service，GPRS)、码分多址(Code DivisionMultiple Access，CDMA)、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access,WCDMA)、长期演进(Long Term Evolution，LTE)、电子邮件、短消息服务(Short MessagingService，SMS)等。本发明实施例中的射频电路910通过一个放大器实现多种不同频率载波信号的放大与发送，可以在载波聚合时，节省功率放大器的使用数量，节省物料成本。

存储器920可用于存储软件程序以及模块，处理器930通过运行存储在存储器920的软件程序以及模块，从而执行手机的各种功能应用以及数据处理。存储器920可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器920可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器930是手机的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器920内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器920内的数据，执行手机的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。可选的，处理器930可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器930可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器930中。

手机还包括给各个部件供电的电源940(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器930逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

本发明实施例中，上述实施例所描述的射频收发器301、调节单元302以及天线303均可包含在RF电路910中。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，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)

1.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括射频收发器、调节单元以及天线，所述射频收发器经所述调节单元连接所述天线；所述射频收发器用于产生射频信号，所述调节单元用于改变所述射频信号携带的高次谐波的相位，所述天线用于输出所述射频信号；当所述射频收发器工作在GSM900频段时，产生的射频信号处于最大能量的波峰时，所述射频收发器携带的三次谐波的峰值相对于所述射频信号的峰值延迟。

2.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述调节单元具体用于改变所述高次谐波的相位，以使所述射频信号强度为峰值的时刻，所述高次谐波的强度不处于峰值。

3.根据权利要求2所述的终端设备，其特征在于，所述调节单元具体用于将所述高次谐波的相位延迟目标角度，所述目标角度的取值范围为0度至180度。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的终端设备，其特征在于，所述调节单元为移相器。

5.根据权利要求4所述的终端设备，其特征在于，所述移相器包括电容C、第一电阻R1、第二电阻R2、可变电阻R、运算放大器AMP；所述C包括第一端与第二端，所述R1包括第一端与第二端，所述R2包括第一端与第二端，所述R包括第一端与第二端，所述AMP包括第一输入端、第二输入端以及输出端；

所述C的第一端连接所述R1的第一端，所述C的第二端连接所述AMP的第二输入端以及所述R的第一端，所述R1的第二端连接所述AMP的第一输入端以及所述R2的第一端，所述R2的第二端连接所述AMP的输出端，所述R的第二端接地；

第一混合信号由所述C的第一端输入，所述AMP的输出端输出第二混合信号；其中，所述第一混合信号包括所述射频信号以及所述高次谐波，所述第二混合信号包括所述射频信号与移相后的所述高次谐波。

6.根据权利要求5所述的终端设备，其特征在于，所述射频收发器用于产生时分通信的射频信号；

所述时分通信的网络制式包括：时分码分多址TD-CDMA、全球移动通信系统GSM、时分双工长期演进TDD-LTE。

7.根据权利要求6所述的终端设备，其特征在于，所述射频信号包括：GSM900频段的射频信号，所述高次谐波包括频率为2700MHz的高次谐波。

8.根据权利要求7所述的终端设备，其特征在于，当所述射频信号为GSM900频段的射频信号的情况下，所述移相器用于对所述频率为2700Mhz的高次谐波进行移相。

9.根据权利要求8所述的终端设备，其特征在于，所述移相器具体用于将所述频率为2700Mhz的高次谐波的相位延迟90度。

10.根据权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备还包括放大器，所述调节单元经所述放大器连接所述天线；所述放大器用于放大所述射频信号。

11.一种天线组件，其特征在于，所述天线组件应用于具有射频收发器的终端设备，所述天线组件包括天线以及调节单元；所述调节单元用于改变所述射频收发器产生的射频信号携带的高次谐波的相位，所述天线用于所述调节单元改变所述高次谐波的相位之后输出所述射频信号；当所述射频收发器工作在GSM900频段时，产生的射频信号处于最大能量的波峰时，所述射频收发器携带的三次谐波的峰值相对于所述射频信号的峰值延迟。

12.根据权利要求11所述的天线组件，其特征在于，所述调节单元具体用于改变所述高次谐波的相位，以使所述射频信号强度为峰值的时刻，所述高次谐波的强度不处于峰值。

13.根据权利要求12所述的天线组件，其特征在于，所述调节单元为移相器；所述移相器包括电容C、第一电阻R1、第二电阻R2、可变电阻R、运算放大器AMP；所述C包括第一端与第二端，所述R1包括第一端与第二端，所述R2包括第一端与第二端，所述R包括第一端与第二端，所述AMP包括第一输入端、第二输入端以及输出端；

所述C的第一端连接所述R1的第一端，所述C的第二端连接所述AMP的第二输入端以及所述R的第一端，所述R1的第二端连接所述AMP的第一输入端以及所述R2的第一端，所述R2的第二端连接所述AMP的输出端，所述R的第二端接地；

第一混合信号由所述C的第一端输入，所述AMP的输出端输出第二混合信号；其中，所述第一混合信号包括所述射频信号以及所述高次谐波，所述第二混合信号包括所述射频信号与移相后的所述高次谐波。