CN108063307B - 天线调谐电路以及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种天线调谐电路以及移动终端，该天线调谐电路包括天线、第一匹配电路、第一调谐开关、射频信号发射器以及第一调谐电感模块；天线包括天线辐射体、第一馈电点，第一匹配电路包括M个匹配子电路，第一调谐开关包括M个开关通路，第一匹配子电路为M个匹配子电路中的任一个，第一开关通路为M个开关通路中与第一匹配子电路对应的一个开关通路；第一匹配子电路的第一端连接第一馈电点，第一匹配子电路的第二端连接第一开关通路的第一端，第一开关通路的第二端接地；第一调谐电感模块的第一端连接第一匹配子电路的第二端，第一调谐电感模块的第二端接地。本发明实施例可以改善辐射杂散的谐波超标。

Description

天线调谐电路以及移动终端

技术领域

本发明涉及终端技术领域，具体涉及一种天线调谐电路以及移动终端。

背景技术

对于手机等移动终端而言，辐射杂散作为其强制认证指标，认证难度较大，成为需要解决的难题。对于全球移动通信系统(Global System for Mobile communication，GSM)频段的射频信号而言，射频信号不仅仅会包含可用信号(GSM900)，往往还会包含二次谐波和三次谐波这些无用信号，当射频信号的谐波能量到达天线的谐振处，就会将这些谐波能量辐射出去，从而导致辐射杂散超标。

目前，对于GSM频段，由于频段本身的功率较高，很容易在瞬间激发较强的能量从而导致辐射杂散的谐波超标。

发明内容

本发明实施例提供了一种天线调谐电路以及移动终端，可以避免天线调谐开关导致的辐射杂散的问题。

本发明实施例第一方面提供一种天线调谐电路，包括天线、第一匹配电路、第一调谐开关、射频信号发射器以及第一调谐电感模块；

所述天线包括天线辐射体、第一馈电点，所述第一匹配电路包括M个匹配子电路，所述第一调谐开关包括M个开关通路，所述M个匹配子电路与所述M个开关通路一一对应，第一匹配子电路为所述M个匹配子电路中的任一个，第一开关通路为所述M个开关通路中与所述第一匹配子电路对应的一个开关通路，M为正整数；

所述第一馈电点连接所述射频信号发射器的信号输出端，所述第一匹配子电路的第一端连接所述第一馈电点，所述第一匹配子电路的第二端连接所述第一开关通路的第一端，所述第一开关通路的第二端接地；所述第一调谐电感模块的第一端连接所述第一匹配子电路的第二端，所述第一调谐电感模块的第二端接地。

本发明实施例第二方面提供一种移动终端，包括终端主体和本发明实施例第一方面的天线调谐电路。

在天线工作在低频模式时，由于第一调谐开关的M个开关通路全部断开，这M个开关通路在断开时相当于M个电容，射频信号发射器的信号输出端输出的射频信号中的高频谐波能量会在上述M个电容处累积，本发明实施例中，通过加入第一调谐电感模块，相当于在上述M个电容基础上并联了电感，可以将上述M个电容处累积的高频谐波能量消除，避免了第一调谐开关断开时可能出现的高频谐波的辐射杂散问题，从而可以改善辐射杂散的谐波超标。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例公开的一种天线调谐电路的结构示意图；

图2是本发明实施例公开的另一种天线调谐电路的结构示意图；

图3是本发明实施例公开的另一种天线调谐电路的结构示意图；

图4是本发明实施例公开的另一种天线调谐电路的结构示意图；

图5是本发明实施例公开的另一种天线调谐电路的结构示意图；

图6是本发明实施例公开的另一种天线调谐电路的结构示意图；

图7是本发明实施例公开的一种移动终端的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。

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、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、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

此外，本发明实施例所涉及到的移动终端可以包括各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备，以及各种形式的用户设备(User Equipment，UE)，移动台(Mobile Station，MS)，终端设备(terminal device)等等。为方便描述，上面提到的设备统称为移动终端。

下面对本发明实施例进行详细介绍。

请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种天线调谐电路的结构示意图，如图1所示，该天线调谐电路包括天线11、第一匹配电路12、第一调谐开关13、射频信号发射器14以及第一调谐电感模块15。

天线11包括天线辐射体111、第一馈电点112，第一匹配电路12包括M个匹配子电路(如图1所示的121、122、...12M)，第一调谐开关13包括M个开关通路(如图1所示的131、132、...13M)，M个匹配子电路与M个开关通路一一对应(如图1所示，121与131对应、122与132对应、...12M与13M对应)，第一匹配子电路121为M个匹配子电路中的任一个，第一开关通路131为M个开关通路中与第一匹配子电路121对应的一个开关通路，M为正整数。

第一馈电点112连接射频信号发射器14的信号输出端141，第一匹配子电路121的第一端1211连接第一馈电点112，第一匹配子电路121的第二端1212连接第一开关通路131的第一端1311，第一开关通路131的第二端1312接地，第一调谐电感模块15的第一端151连接第一匹配子电路121的第二端1212，第一调谐电感模块15的第二端152接地。

本发明实施例中的天线11采用电场来激发，天线11作为发射天线工作时，在第一馈电点112通过加载高电压(例如，60伏特-100伏特)来激发天线辐射体111辐射能量，天线11通过第一馈电点112接收射频信号发射器14发送的高频电流。根据电磁感应原理，高频电流流过天线辐射体111会产生磁场，从而使天线辐射体111将能量以电磁波的形式辐射出去。

射频信号发射器14可以位于主板上，第一馈电点112与射频信号发射器14的信号输出端141连接，第一馈电点112用于接收从射频信号发射器14发送过来的射频信号(射频信号可以是经过调制的高频振荡电流信号)，射频信号经过天线辐射体111后，天线辐射体111将能量以电磁波的形式辐射出去。

射频信号可以包括高频射频信号和/或低频射频信号。当天线11作为发射天线工作在低频模式时，射频信号发射器14本身应该只发射特定的低频射频信号，然而，由于射频信号发射器14的内部元器件并非理想器件，存在或多或少的非线性器件，在发射射频信号的过程中，产生了很多非规定频率范围内的信号，即发生了杂散辐射。其中，非规定频率范围内的信号一般为二次谐波、三次谐波等高频谐波。由于上述高频谐波是射频信号发射器14本身不想发射的，故需要降低由上述高频谐波带来的辐射杂散。

当天线11作为发射天线工作在低频模式时，为了保证辐射效率，需要的天线辐射体的电长度较长。故将天线11的整个天线辐射体111作为低频模式下的电长度。因此，天线11作为发射天线工作在低频模式时，不需要调节电长度，第一馈电点112不需要接入任何匹配电路，因此需要将第一调谐开关13包括的M个开关通路关断。由于第一馈电点112有高压的存在，这M个开关通路在断开时相当于并联的M个电容，这M个电容的第一端分别连接M个匹配子电路，这M个电容的第二端接地。射频信号发射器14的信号输出端141输出的射频信号中的高频谐波能量会在上述M个电容的第一端累积，由于天线11采用电场来激发，并且这M个电容两端的电压差较大，高电压差会激发出第一匹配电路12中的非线性，带来辐射杂散风险。

本发明实施例通过加入第一调谐电感模块15，相当于在上述M个电容基础上并联了电感，可以将上述M个电容处累积的高频谐波能量消除，避免了第一调谐开关13断开时可能出现的高频谐波的辐射杂散问题，从而可以改善辐射杂散的谐波超标。

其中，第一调谐电感模块15可以包括一个电感，也可以包括多个并联的电感，也可以包括多个串联的电感，还可以包括多个电感的并联和串联。第一调谐电感模块15的第二端接地，第一调谐电感模块15可以将上述M个电容处累积的电压拉至地端，从而可以将射频信号发射器14的信号输出端141输出的射频信号中的积累在M个电容处的高频谐波能量消除，从而可以改善辐射杂散的谐波超标。同时，第一调谐电感模块15还可以与上述M个电容产生谐振，谐振的频率对于低频信号而言相当于断开的作用，不会影响到低频信号本身的辐射效率。

本发明实施例中，第一匹配子电路121为M个匹配子电路中的任一个，第一调谐电感模块15的第一端151连接第一匹配子电路121的第二端1212，第一调谐电感模块15的第二端152接地。上述M个匹配子电路中的每个匹配子电路的第二端都可以连接一个调谐电感模块，通过调谐电感模块将M个匹配子电路中的每个匹配子电路的第二端累积的高频谐波能量消除，从而可以改善辐射杂散的谐波超标。本发明实施例可以增加M个调谐电感模块，每个调谐电感模块都可以进行高次谐波能量消除，可以提高高次谐波消除速度，快速改善辐射杂散的谐波超标。

射频信号发射器14的信号输出端141用于输出低频射频信号或高频射频信号至第一馈电点112；

在射频信号发射器14输出低频射频信号至第一馈电点112时，天线11工作在低频模式，第一调谐开关13包括的M个开关通路全部断开。

请参阅图2，图2是本发明实施例公开的另一种天线调谐电路的结构示意图，图2是在图1的基础上进一步优化得到的。如图2所示，该天线调谐电路还包括控制器16，控制器16包括第一控制端161，第一调谐电感模块15包括第一调谐电感L1和第一电感开关T1，第一控制端161连接第一电感开关T1的控制端1521；

第一调谐电感L1的第一端1511连接第一匹配子电路121的第二端1212，第一调谐电感L1的第二端1512连接第一电感开关T1的第一端1522，第一电感开关T1的第二端1523接地。

可选的，第一调谐电感L1和电感开关T1的连接方式也可以以如下的方式来连接：第一电感开关T1的第一端1522连接第一匹配子电路121的第二端1212，第一电感开关T1的第二端1523连接第一调谐电感L1的第一端1511，第一调谐电感L1的第二端1512接地。

本发明实施例中，第一调谐电感L1与第一电感开关T1是串联关系，第一调谐电感L1通过第一电感开关T1接地，或者第一电感开关T1通过第一调谐电感L1接地。其中，第一调谐电感L1可以包括一个电感，也可以包括多个电感并联，或者包括多个电感串联。第一电感开关T1可以是金属—氧化物—半导体(metal oxide semiconductor，MOS)场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)、三极管等半导体开关管中的任一种。图2中的第一电感开关T1以MOS管作为示例。

可选的，在天线11工作在低频模式时，控制器16控制第一电感开关T1导通，在天线11工作在高频模式时，控制器16控制第一电感开关T1断开。

本发明实施例中，在天线11工作在低频模式时，由于第一调谐开关13包括的M个开关通路关断，这M个开关通路在断开时相当于M个电容，高次谐波的能量会在M个电容的第一端处累积，M个电容第二端接地，需要使用第一调谐电感L1将高次谐波的能量进行消除。

在天线11工作在高频模式时，为了避免第一调谐电感L1对天线的高频信号造成干扰，通过控制器16控制第一电感开关T1断开，以使第一调谐电感停止工作。

请参阅图3，图3是本发明实施例公开的另一种天线调谐电路的结构示意图，图3是在图2的基础上进一步优化得到的。如图3所示，天线调谐电路还包括第二馈电点113、第二匹配电路17和第二调谐开关18；

第二匹配电路17包括N个匹配子电路(如图3所示的171、172、...17N)，第二调谐开关18包括N个开关通路(如图3所示的181、182、...18N)，N个匹配子电路与N个开关通路一一对应，第二匹配子电路171为N个匹配子电路中的任一个，第二开关通路181为N个开关通路中与第二匹配子电路171对应的一个开关通路，N为正整数；

第二匹配子电路171的第一端1711连接第二馈电点113，第二匹配子电路171的第二端1712连接第二开关通路181的第一端1811，第二开关通路181的第二端1812接地。

其中，第二馈电点113与第一馈电点112位于天线的不同位置，第二馈电点113与第一馈电点112之间的距离小于天线辐射体111的长度。第二馈电点113主要用于调节天线11在高频模式下的电长度，以改变天线11的工作频率。其中，天线11工作在高频模式下时，天线的电长度为：天线辐射体111中位于第二馈电点113与第一馈电点112之间的一段辐射体。天线11工作在低频模式下时，天线11的电长度为整个天线辐射体111的长度。

控制器16还可以与第二调谐开关18连接，用于控制第二调谐开关18的N个开关通路的导通与关断。

本发明实施例中，第二调谐开关18主要用于调节天线11工作在高频模式下的工作频率；第一调谐开关13主要用于调节天线11工作在低频模式或高频模式下的工作频率。在天线11工作在高频模式下时，第二调谐开关18与第一调谐开关13配合使用，以实现对天线11的高频信号的工作频率的精准调节。

可选的，如图4所示，控制器16还包括第二控制端162，第二控制端162连接第二调谐开关18的控制端180；

在天线11工作在低频模式时，控制器16控制第二调谐开关18的N个开关通路全部断开。

在天线11工作在低频模式下时，比如工作在900MHz时，无需调整天线11的工作频率。第二馈电点113不需要接入任何匹配电路，因此需要将第二调谐开关18的N个开关通路全部断开。避免第二调谐开关18导通后对天线11的低频工作频率造成干扰。

可选的，如图5所示，天线调谐电路还包括第二调谐电感模块19，第二调谐电感模块19的第一端191连接第二匹配子电路171的第二端1712，第二调谐电感模块19的第二端192接地。

天线11处于低频工作模式时，第二馈电点113不需要接入任何匹配电路，因此需要将第二调谐开关18的N个开关通路全部断开。由于第一馈电点112有高压的存在，这N个开关通路在断开时相当于N个电容，射频信号发射器14的信号输出端141输出的射频信号中的高频谐波能量会在上述N个电容的第一端累积，上述N个电容的第二端接地。

本发明实施例通过加入第二调谐电感模块19，相当于在上述N个电容基础上并联了电感，可以将上述N个电容处累积的高频谐波能量消除，避免了第二调谐开关18断开时可能出现的高频谐波的辐射杂散问题，从而可以改善辐射杂散的谐波超标。

如图6所示，控制器16还包括第三控制端163，第二调谐电感模块19包括第二调谐电感L2和第二电感开关T2，第三控制端163连接第二电感开关T2的控制端1921。

第二调谐电感L2的第一端1911连接第二匹配子电路171的第二端1712，第二调谐电感L2的第二端1912连接第二电感开关T2的第一端1922，第二电感开关T2的第二端1923接地。

可选的，第二电感开关T2的第一端1922连接第二匹配子电路171的第二端1712，第二电感开关T2的第二端1923连接第二调谐电感L2的第一端1911，第二调谐电感L2的第二端1912接地。

本发明实施例中，第二调谐电感L2与第二电感开关T2是串联关系，第二调谐电感L2通过第二电感开关T2接地，或者第二电感开关T2通过第二调谐电感L2接地。其中，第二调谐电感L2可以包括一个电感，也可以包括多个电感并联，或者包括多个电感串联。第二电感开关T2可以是MOS场效应晶体管、绝缘栅双IGBT、三极管等半导体开关管中的任一种。图6中的第二电感开关T2以MOS管作为示例。

请参阅图7，图7是本发明实施例公开的一种移动终端的结构示意图，移动终端20包括天线调谐电路10和终端主体21，其中，终端主体21可以包括显示屏、处理器、存储器、电源等其他部件。移动终端可以为手机。其中，天线调谐电路10可以是图1至图6中的任意一种。

实施图7所示的移动终端，通过加入第一调谐电感模块，可以避免天线调谐电路10的第一调谐开关13断开时可能出现的高频谐波的辐射杂散问题，从而可以改善辐射杂散的谐波超标。

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。

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 (10)

1.一种天线调谐电路，其特征在于，包括天线、第一匹配电路、第一调谐开关、射频信号发射器以及第一调谐电感模块；

所述天线包括天线辐射体、第一馈电点，所述第一匹配电路包括M个匹配子电路，所述第一调谐开关包括M个开关通路，所述M个匹配子电路与所述M个开关通路一一对应，第一匹配子电路为所述M个匹配子电路中的任一个，第一开关通路为所述M个开关通路中与所述第一匹配子电路对应的一个开关通路，M为正整数；

所述第一馈电点连接所述射频信号发射器的信号输出端，所述第一匹配子电路的第一端连接所述第一馈电点，所述第一匹配子电路的第二端连接所述第一开关通路的第一端，所述第一开关通路的第二端接地；所述第一调谐电感模块的第一端连接所述第一匹配子电路的第二端，所述第一调谐电感模块的第二端接地；

所述天线采用高压电场激发，所述射频信号发射器的信号输出端用于输出低频射频信号或高频射频信号至所述第一馈电点；

在所述射频信号发射器输出所述低频射频信号至所述第一馈电点时，所述天线工作在低频模式，所述第一调谐开关包括的所述M个开关通路全部断开；所述第一调谐电感模块用于在所述天线工作在低频模式时将所述M个匹配子电路中的每个匹配子电路的第二端累积的高频谐波能量消除；所述第一调谐开关用于在所述天线工作在高频模式时实现对所述天线的高频信号的工作频率的调节。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括控制器，所述控制器包括第一控制端，所述第一调谐电感模块包括第一调谐电感和第一电感开关，所述第一控制端连接所述第一电感开关的控制端。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，

所述第一电感开关的第一端连接所述第一匹配子电路的第二端，所述第一电感开关的第二端连接所述第一调谐电感的第一端，所述第一调谐电感的第二端接地。

4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，

所述第一调谐电感的第一端连接所述第一匹配子电路的第二端，所述第一调谐电感的第二端连接所述第一电感开关的第一端，所述第一电感开关的第二端接地。

5.根据权利要求2-4任一项所述的电路，其特征在于，所述电路还包括第二馈电点、第二匹配电路和第二调谐开关；

所述第二匹配电路包括N个匹配子电路，所述第二调谐开关包括N个开关通路，所述N个匹配子电路与所述N个开关通路一一对应，第二匹配子电路为所述N个匹配子电路中的任一个，第二开关通路为所述N个开关通路中与所述第二匹配子电路对应的一个开关通路，N为正整数；

所述第二匹配子电路的第一端连接所述第二馈电点，所述第二匹配子电路的第二端连接所述第二开关通路的第一端，所述第二开关通路的第二端接地。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，

所述控制器还包括第二控制端，所述第二控制端连接所述第二调谐开关的控制端；

在所述天线工作在低频模式时，所述控制器控制所述第二调谐开关的所述N个开关通路全部断开。

7.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，

所述电路还包括第二调谐电感模块，所述第二调谐电感模块的第一端连接所述第二匹配子电路的第二端，所述第二调谐电感模块的第二端接地。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，

所述控制器还包括第三控制端，所述第二调谐电感模块包括第二调谐电感和第二电感开关，所述第三控制端连接所述第二电感开关的控制端。

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，

所述第二调谐电感的第一端连接所述第二匹配子电路的第二端，所述第二调谐电感的第二端连接所述第二电感开关的第一端，所述第二电感开关的第二端接地。

10.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括终端主体和权利要求1-9任一项所述的天线调谐电路。

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