CN110311226A - 一种天线装置及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天线装置,应用于移动终端,包括:匹配网络;天线,用于进行信号的发送或者接收,与匹配网络相连,用于接收通过匹配网络馈送信号;第一馈点,其一端与移动终端的金属边框相连,另一端与匹配网络的第一端相连;第二馈点,其一端与移动终端的金属边框相连,另一端与匹配网络的第二端相连,匹配网络的第三端与天线相连;其中,第一馈点与第二馈点的输入阻抗不同。另外,本发明还提供了一种终端设备,应用本发明实施例,通过第一馈点与第二馈点的输入阻抗不同,便于设置不同频段的滤波电路,且降低频段间干扰,通过两个馈电点在手持模式等情况下,触碰到左边天线馈点,而不影响到另一个馈点的性能,提高通信能力。
Description
技术领域
本发明涉及移动终端领域,尤其涉及一种天线装置及移动终端。
背景技术
移动终端或者叫移动通信终端是指可以在移动中使用的计算机设备,广义的讲包括手机、笔记本、POS机甚至包括车载电脑,狭义的移动终端是指手机或者具有多种应用功能的智能手机,且移动终端中安装有天线,通过天线进行信号的发射与接收实现电话、信息的发送和接收。
现有技术中,以金属边框手机具体说明,目前的做法是利用手机底部的金属边框做主天线,手机顶部的金属边框做分集天线,而主天线和分集天线通常情况下都只会设置一个馈电点。当使用外部的金属边框当做手机天线的一部分,使手机在使用状态下,如通话,手持模式,插USB模式等情况,人体会触碰到天线,影响到天线性能,会使得终端设备的通讯性能变差。
因此,现有技术中,主天线和分集天线的组合会降低移动终端的通讯性能。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种天线装置、移动终端及存储介质,旨在解决现有技术主天线或者分集天线通信能力差的问题,通过两个馈电点在手持模式等情况下,触碰到左边天线馈点,而不影响到另一个馈点的性能,提高通信能力。
为实现上述目的,本发明提出一种天线装置,应用于移动终端,所述装置包括:
匹配网络,用于获取目标频段的信号;
天线,用于进行信号的发送或者接收,与所述匹配网络相连,用于接收通过所述匹配网络馈送信号;
第一馈点,其一端与移动终端的金属边框相连,另一端与匹配网络的第一端相连;
第二馈点,其一端与移动终端的金属边框相连,另一端与匹配网络的第二端相连,所述匹配网络的第三端与天线相连;
其中,所述第一馈点与所述第二馈点的输入阻抗不同。
本发明的一种优选实施方式中,所述第一馈点对应第一天线输入端口、所述第二馈点对应第二天线输入端口;所述第一天线输入端口的尺寸与所述第二天线输入端口的尺寸不同。
本发明的一种优选实施方式中,所述匹配网络,包括:
第一滤波网络,用于过滤第一频段范围外的射频信号,其一端与所述第一馈点相连,另一端与所述天线相连;
第二滤波网络,用于过滤第二频段范围外的射频信号,其一端与所述第二馈点相连,另一端与所述天线相连。
本发明的一种优选实施方式中,所述第一滤波网络为低通滤波器、所述第二滤波网络为高通滤波器;所述第一滤波网络位于所述匹配网络的前端,所述第二滤波网络网络位于所述匹配网络的后端。
本发明的一种优选实施方式中,所述第一频段范围为800-960MHz;所述第二频段范围为1710-2700MHz。
本发明的一种优选实施方式中,所述第一滤波网络包括:第一电感、第二电感、第一电容;
所述第一馈点与所述第一电感的一端相连,所述第一电感的另一端与所述第二电感的一端、第一电容的一端相连,所述第一电容的另一端接地,所述第二电感的另一端与所述天线相连。
本发明的一种优选实施方式中,所述匹配网络包括:第二电容、第三电感;
所述第一馈点与所述第二电容的一端、所述第一滤波网络的输入端相连,所述第二电容的另一端接地,所述第一滤波网络的输出端分别与所述第三电感的一端、所述天线相连,所述第三电感的另一端接地。
本发明的一种优选实施方式中,所述匹配网络还包括:第四电感、第三电容;
所述第二馈点与所述第四电感的一端相连,所述第四电感的另一端与所述第三电容的一端、所述第二滤波网络的输入端相连,所述第二滤波网络的输出端与所述天线相连。
本发明的一种优选实施方式中,所述第二滤波网络包括:第四电容、第五电容、第五电感;
所述第四电容的一端与所述第四电感的另一端,所述第四电容的另一端与所述第五电感的一端、所述第五电容的一端相连,所述第五电感的另一端接地,所述第五电容的另一端与所述天线相连。
此外,本发明实施例还公开了一种移动终端,包括任一项所述的天线装置。
因此,相较于现有技术,本发明所提出的天线装置及移动终端,通过第一馈点和第二馈点分别与移动终端的金属边框相连,并馈入射频信号;射频信号经过匹配网络获取目标频段的信号;然后送入到天线,接收通过所述匹配网络馈送信号;通过第一馈点与第二馈点的输入阻抗不同,有效进行区分不同频段信号,且便于对不同频段的信号设置不同的滤波电路,且降低频段间干扰,因此,解决了现有技术中主天线或者分集天线通信能力差的问题。应用本发明实施例,通过两个馈电点在手持模式等情况下,触碰到左边天线馈点,而不影响到另一个馈点的性能,提高通信能力。
附图说明
图1为实现本发明各个实施例中一可选的移动终端的硬件结构示意图;
图2为如图1所示的移动终端的无线通信系统示意图;
图3为本发明实施例所提供的天线装置的一可选的流程示意图;
图4为本发明实施例所提供的天线装置一可选应用场景示意图;
图5为本发明实施例所提供的天线装置的另一可选应用场景示意图。
附图标记:
本发明目的实现、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
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在后续的描述中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
终端可以以各种形式来实施。例如,本发明中描述的终端可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、便捷式媒体播放器(Portable Media Player,PMP)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端,以及诸如数字TV、台式计算机等固定终端。
后续描述中将以移动终端为例进行说明,本领域技术人员将理解的是,除了特别用于移动目的元件之外,根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。
请参阅图1,其为实现本发明各个实施例的一种移动终端的硬件结构示意图,该移动终端100可以包括:RF(Radio Frequency,射频)单元101、WiFi模块102、音频输出单元103、A/V(音频/视频)输入单元104、传感器105、显示单元106、用户输入单元107、接口单元108、存储器109、处理器110、以及电源111等部件。本领域技术人员可以理解,图1中示出的移动终端结构并不构成对移动终端的限定,移动终端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1对移动终端的各个部件进行具体的介绍:
射频单元101可用于收发信息或通话过程中,信号的接收和发送,具体的,将基站的下行信息接收后,给处理器110处理;另外,将上行的数据发送给基站。通常,射频单元101包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外,射频单元101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GSM(Global System of Mobile communication,全球移动通讯系统)、GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线服务)、CDMA2000(CodeDivision Multiple Access 2000,码分多址2000)、WCDMA(Wideband Code DivisionMultiple Access,宽带码分多址)、TD-SCDMA(Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access,时分同步码分多址)、FDD-LTE(Frequency DivisionDuplexing-Long Term Evolution,频分双工长期演进)和TDD-LTE(Time DivisionDuplexing-Long Term Evolution,分时双工长期演进)等。
WiFi属于短距离无线传输技术,移动终端通过WiFi模块102可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等,它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图1示出了WiFi模块102,但是可以理解的是,其并不属于移动终端的必须构成,完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。
音频输出单元103可以在移动终端100处于呼叫信号接收模式、通话模式、记录模式、语音识别模式、广播接收模式等等模式下时,将射频单元101或WiFi模块102接收的或者在存储器109中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且,音频输出单元103还可以提供与移动终端100执行的特定功能相关的音频输出(例如,呼叫信号接收声音、信息接收声音等等)。音频输出单元103可以包括扬声器、蜂鸣器等等。
A/V输入单元104用于接收音频或视频信号。A/V输入单元104可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)1041和麦克风1042,图形处理器1041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元106上。经图形处理器1041处理后的图像帧可以存储在存储器109(或其它存储介质)中或者经由射频单元101或WiFi模块102进行发送。麦克风1042可以在电话通话模式、记录模式、语音识别模式等等运行模式中经由麦克风1042接收声音(音频数据),并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频(语音)数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元101发送到移动通信基站的格式输出。麦克风1042可以实施各种类型的噪声消除(或抑制)算法以消除(或抑制)在接收和发送音频信号的过程中产生的噪声或者干扰。
移动终端100还包括至少一种传感器105,比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地,光传感器包括环境光传感器及接近传感器,其中,环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板1061的亮度,接近传感器可在移动终端100移动到耳边时,关闭显示面板1061和/或背光。作为运动传感器的一种,加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小,静止时可检测出重力的大小及方向,可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等;至于手机还可配置的指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器,在此不再赘述。
显示单元106用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元106可包括显示面板1061,可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板1061。
用户输入单元107可用于接收输入的数字或字符信息,以及产生与移动终端的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地,用户输入单元107可包括触控面板1071以及其他输入设备1072。触控面板1071,也称为触摸屏,可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板1071上或在触控面板1071附近的操作),并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。触控面板1071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中,触摸检测装置检测用户的触摸方位,并检测触摸操作带来的信号,将信号传送给触摸控制器;触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给处理器110,并能接收处理器110发来的命令并加以执行。此外,可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板1071。除了触控面板1071,用户输入单元107还可以包括其他输入设备1072。具体地,其他输入设备1072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种,具体此处不做限定。
进一步地,触控面板1071可覆盖显示面板1061,当触控面板1071检测到在其上或附近的触摸操作后,传送给处理器110以确定触摸事件的类型,随后处理器110根据触摸事件的类型在显示面板1061上提供相应的视觉输出。虽然在图1中,触控面板1071与显示面板1061是作为两个独立的部件来实现移动终端的输入和输出功能,但是在某些实施例中,可以将触控面板1071与显示面板1061集成而实现移动终端的输入和输出功能,具体此处不做限定。
接口单元108用作至少一个外部装置与移动终端100连接可以通过的接口。例如,外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。接口单元108可以用于接收来自外部装置的输入(例如,数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到移动终端100内的一个或多个元件或者可以用于在移动终端100和外部装置之间传输数据。
存储器109可用于存储软件程序以及各种数据。存储器109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(比如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外,存储器109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110是移动终端的控制中心,利用各种接口和线路连接整个移动终端的各个部分,通过运行或执行存储在存储器109内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器109内的数据,执行移动终端的各种功能和处理数据,从而对移动终端进行整体监控。处理器110可包括一个或多个处理单元;优选的,处理器110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110中。
移动终端100还可以包括给各个部件供电的电源111(比如电池),优选的,电源111可以通过电源管理系统与处理器110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。
尽管图1未示出,移动终端100还可以包括蓝牙模块等,在此不再赘述。
为了便于理解本发明实施例,下面对本发明的移动终端所基于的通信网络系统进行描述。
请参阅图2,图2为本发明实施例提供的一种通信网络系统架构图,该通信网络系统为通用移动通信技术的LTE系统,该LTE系统包括依次通讯连接的UE(User Equipment,用户设备)201,E-UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network,演进式UMTS陆地无线接入网)202,EPC(Evolved Packet Core,演进式分组核心网)203和运营商的IP业务204。
具体地,UE201可以是上述终端100,此处不再赘述。
E-UTRAN202包括eNodeB2021和其它eNodeB2022等。其中,eNodeB2021可以通过回程(backhaul)(例如X2接口)与其它eNodeB2022连接,eNodeB2021连接到EPC203,eNodeB2021可以提供UE201到EPC203的接入。
EPC203可以包括MME(Mobility Management Entity,移动性管理实体)2031,HSS(Home Subscriber Server,归属用户服务器)2032,其它MME2033,SGW(Serving GateWay,服务网关)2034,PGW(PDN GateWay,分组数据网络网关)2035和PCRF(Policy and ChargingRules Function,政策和资费功能实体)2036等。其中,MME2031是处理UE201和EPC203之间信令的控制节点,提供承载和连接管理。HSS2032用于提供一些寄存器来管理诸如归属位置寄存器(图中未示)之类的功能,并且保存有一些有关服务特征、数据速率等用户专用的信息。所有用户数据都可以通过SGW2034进行发送,PGW2035可以提供UE201的IP地址分配以及其它功能,PCRF2036是业务数据流和IP承载资源的策略与计费控制策略决策点,它为策略与计费执行功能单元(图中未示)选择及提供可用的策略和计费控制决策。
IP业务204可以包括因特网、内联网、IMS(IP Multimedia Subsystem,IP多媒体子系统)或其它IP业务等。
虽然上述以LTE系统为例进行了介绍,但本领域技术人员应当知晓,本发明不仅仅适用于LTE系统,也可以适用于其他无线通信系统,例如GSM、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA以及未来新的网络系统等,此处不做限定。
基于上述移动终端硬件结构以及通信网络系统,提出本发明方法各个实施例。
为解决现有技术问题,本发明实施例提出一种天线装置、移动终端以及存储介质,下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
需要说明的是,手机天线,即手机上用于接收信号的设备,旧式手机有外凸式天线,而现有的智能手机多数已隐藏在机身内,主要都在手机内部。
手机天线是一种驻波天线,天线的阻抗不匹配,将导致大量的信号反射,使天线的辐射效率降低,同时由于反射的影响使得天线在宽频带内的增益有抖动,如果天线的驻波为6,手机前端的击穿电压将降为原来的1/6,而功率容量就会下降。手机天线驻波对天线效率的影响不可不慎。天线的驻波要求,我们目前统一要求为小于3。
手机中包含射频功率放大器(RFPA),是各种无线发射机的重要组成部分。在发射机的前级电路中,调制振荡电路所产生的射频信号功率很小,需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级,获得足够的射频功率以后,才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率,必须采用射频功率放大器。
此外,馈线在有线传输系统中起传输信号的作用,通过它将天线接收的信号传给前端系统,因此馈线的质量和型号是直接影响接收效果和信号传输质量的重要因素。因此,馈线的它的主要任务是有效地传输信号能量,将发射机发出的信号功率以最小的损耗传送到发射天线的输入端,或将天线接收到的信号以最小的损耗传送到接收机输入端,同时本身不产生杂散干扰信号,这样,就要求传输线必须屏蔽。
本发明实施例提供的一种天线12装置,应用于移动终端,图3为实现本发明实施例所提供的天线12装置的一可选的结构示意图,如图3所示,该天线12装置包括:匹配网络11,用于获取目标频段的信号;天线12,用于进行信号的发送或者接收,与所述匹配网络11相连,用于接收通过所述匹配网络11馈送信号;第一馈点13,其一端与移动终端的金属边框相连,另一端与匹配网络11的第一端相连;第二馈点14,其一端与移动终端的金属边框相连,另一端与匹配网络11的第二端相连,所述匹配网络11的第三端与天线12相连;其中,所述第一馈点13与所述第二馈点14的输入阻抗不同。
可以理解的是,基于现有手机结构环境,无边框窄净空的情况下,使用外部的金属边框当做手机天线12的一部分,使手机在使用状态下,如通话,手持模式,插USB模式等情况,人体会触碰到天线12,影响到天线12性能,会使得终端设备的通讯性能进一步恶化,因此,很大程度上提高通讯设备的信号接收和发射性能。
需要说明的是,匹配网络11用于对所接收到的信号进行过滤后得到所需频段的信号。示例性的,采用匹配网络11获得的目标频段包括使得在全部通信通频段的信号,如低频信号为800-960MHz,中频信号为1710-2170MHz,高频信号为2300-3700MHz。
具体的,匹配网络11可以采用滤波器对接收到的信号进行滤波,从而获得所需频段的信号。
本发明实施例中,金属边框手机上,在金属边框的底部或顶部天线12,有两个天线12馈点,即第一馈点13和第二馈点14。
需要说明的是,馈点是天线12与馈线所连接的点为馈点。本发明的具体实现中,第一馈点13的一端与移动终端的金属边框相连,另一端与匹配网络11的第一端相连;第二馈点14的一端与移动终端的金属边框相连,另一端与匹配网络11的第二端相连,所述匹配网络11的第三端与天线12相连。
可以理解的是,射频功率放大器通过馈线连接至第一馈点13和第二馈点14,第一馈点13和第二馈点14分别与匹配网络11相连,匹配网络11与天线12相连。从而实现天线12接收数据以及发射数据的过程。
天线12的第一个重要特性是馈电点的阻抗,具体可以在指定的频段内选择工作频率之前,必须获得天线12的馈电点阻抗,从而根据阻抗确定如何在一个波段内随工作频率变化的。天线12有两种形式的阻抗:自阻抗和互阻抗,自阻抗是天线12完全远离其他任何导体时在馈电点终端所测得的阻抗。互抗有称为耦合阻抗,是由于附近导体寄生效应而产生的,也就是说,互阻抗是由于有导体处于天线12的电抗近场区产生的。互阻抗包括地的影响—地是一个有损的导体,但它毕竟是一个导体,和自抗一样,互阻抗也是由欧姆定律定义的。但互阻抗是一个导体中的电压和另一个(耦合)导体中的电流中的比。相互耦合的导体货使有高度方向性的天线12的方向图发生扭曲,也会改变馈电点处的阻抗。
一般情况下,RF系统一般用50欧姆来匹配,保证最大功率传输。一般天线12的阻抗要大于50欧姆,可以用LC(电感/电容)来匹配。在目前的手机射频前端系统中,天线12和射频前端的器件一般用阻抗匹配器来匹配。阻抗匹配器实际就是个电容开关阵列,再配合一些高Q值的电感,道理和LC匹配是一样的。
因此,应用本发明提供的天线12装置,通过第一馈点13和第二馈点14分别与移动终端的金属边框相连,并馈入射频信号;射频信号经过匹配网络11获取目标频段的信号;然后送入到天线12,接收通过所述匹配网络11馈送信号;通过第一馈点13与第二馈点14的输入阻抗不同,有效进行区分不同频段信号,且便于对不同频段的信号设置不同的滤波电路,且降低频段间干扰,因此,解决了现有技术中主天线12或者分集天线12通信能力差的问题。应用本发明实施例,通过两个馈电点在手持模式等情况下,触碰到左边天线12馈点,而不影响到另一个馈点的性能,提高通信能力。
本发明实施例中,为了实现所述第一馈点13与所述第二馈点14的输入阻抗不同,本发明实施例中所述第一馈点13对应第一天线12输入端口、所述第二馈点14对应第二天线12输入端口;所述第一天线12输入端口的尺寸与所述第二天线12输入端口的尺寸不同。
需要说明的是,第一馈点13和第二馈点14的输入阻抗不相同,需要有所区别,主要措施可以采用调整天线12输入端口物理尺寸,第一馈点13和第二馈点14所对应的天线12输入端口的尺寸不同,如图4所示。通过设置输入端口的尺寸不同便于加入滤波电路,通过不同的滤波器用于获取不同频率的信号,从而在输入端降低频段间干扰。
具体的,所述匹配网络11,包括:第一滤波网络111,用于过滤第一频段范围外的射频信号,其一端与所述第一馈点13相连,另一端与所述天线12相连;第二滤波网络112,用于过滤第二频段范围外的射频信号,其一端与所述第二馈点14相连,另一端与所述天线12相连。
本发明实施例通过两个滤波网络实现获取第一频率范围的信号和第二频率范围的信号,通过第一滤波器过滤掉除了第一频率范围外的其他信号;通过第二滤波器过滤掉除了第二频率范围外的其他信号,从而在匹配网络11的输出端获得第一频率范围的信号和第二频率范围的信号。
本发明的具体实现方式中,所述第一滤波网络111为低通滤波器、所述第二滤波网络112为高通滤波器;所述第一滤波网络111位于所述匹配网络11的前端,所述第二滤波网络112网络位于所述匹配网络11的后端。
需要说明的是,低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过,但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。高通滤波器,又称低截止滤波器、低阻滤波器,允许高于某一截频的频率通过,而大大衰减较低频率的一种滤波器。它去掉了信号中不必要的低频成分或者说去掉了低频干扰。因此,通过低通滤波器和高通滤波器的组合,能够获得两个频率范围的信号。
具体实现中,所述第一频段范围为800-960MHz;所述第二频段范围为1710-2700MHz。
由于第一馈点13和第二馈点14出都和匹配网络11进行连接,且第一馈点13处设有一个低通滤波器,在第二馈点14处设有一个高通滤波器,通过滤波器的参数可以设置两个滤波器的截止频率相同,一般设置为1200M-1500M,能够有效避开通讯频段,防止滤掉通信所需的频段(低频信号800-960M,高频信号1710-2700M)。
为了提高第一馈点13和第二馈点14所对应端口的隔离度,滤波器在电路中设施为:第一馈点13所对应的低通滤波器设置在匹配网络11的前端;第二馈点14所对应的高通滤波器设置在匹配网络11的后端。从而能够实现低段频率和高段频率互不干扰,实现利用滤波电路加匹配网络11的设计,使得在全部通信通频段。
本发明的一种实现方式中,所述第一滤波网络111包括:第一电感L1、第二电感L2、第一电容C1;所述第一馈点13与所述第一电感L1的一端相连,所述第一电感L1的另一端与所述第二电感L2的一端、第一电容C1的一端相连,所述第一电容C1的另一端接地,所述第二电感L2的另一端与所述天线12相连。
本发明实施例中的第一滤波网络111采用LC电路实现,LC电路也称为谐振电路、槽路或调谐电路,是包含一个电感和一个电容连接在一起的电路。该电路可以用作电谐振器,储存电路共振时振荡的能量。其振荡频率与每一个电感和电容的大小有关。
可以理解的是,LC电路既用于产生特定频率的信号,也用于从更复杂的信号中分离出特定频率的信号。它们是许多电子设备中的关键部件,特别是无线电设备,用于振荡器、滤波器、调谐器和混频器电路中。本发明图示的参数构成的第一滤波网络111过滤其他信号后得到频率为800-960M的信号。
此外,所述匹配网络11包括:第二电容C2、第三电感L3;所述第一馈点13与所述第二电容C2的一端、所述第一滤波网络111的输入端相连,所述第二电容C2的另一端接地,所述第一滤波网络111的输出端分别与所述第三电感L3的一端、所述天线12相连,所述第三电感L3的另一端接地。
可以理解的是,第一馈点13的亏馈入信号通过第二电容C2耦合后进入第一滤波网络111,第一滤波网络111的输出端输出至电线。
另外,本发明实施例中,所述匹配网络11还包括:第四电感L4、第三电容C3;所述第二馈点14与所述第四电感L4的一端相连,所述第四电感L4的另一端与所述第三电容C3的一端、所述第二滤波网络112的输入端相连,所述第二滤波网络112的输出端与所述天线12相连。通过设置第四电感L4、第三电容C3所构成的LC震荡电路能够过滤射频发射的杂波,将过滤后的信号发送至第二滤波网络112进行滤波。
此外,所述第二滤波网络112包括:第四电容C4、第五电容C5、第五电感L5;所述第四电容C4的一端与所述第四电感L4的另一端,所述第四电容C4的另一端与所述第五电感L5的一端、所述第五电容C5的一端相连,所述第五电感L5的另一端接地,所述第五电容C5的另一端与所述天线12相连。
本发明图示的参数构成的第二滤波网络112过滤其他信号后得到频率为1710-2700MHz的信号。
本发明的具体实现方式中,金属边框手机上,在金属边框的底部或顶部天线12,有两个天线12馈点,并利用滤波电路加匹配网络11的设计,使得在全部通信通频段,低频(800-960M),中频(1710-2170),高频(2300-3700),都会有两个谐振频率,增强了天线12的带宽。且不需要额外增加调谐开关。
得到如图5所示的是低频(800-960M)的带宽示意图。低频处有两个谐振频段(连个波谷处),在824-960M的整个低频范围都可以覆盖。常规的单馈点方案,只能实现824-880M(LTE5),或者880-960M(LTE8),需要通过增加调谐开关的方案,将LTE5调整到LTE8(或者LTE8调整到LTE5)。同样的中频(1710-2170),高频(2300-3700)也有同样的效果。
而且此方案,当手持模式等情况下,触碰到左边天线12馈电系统,或者右边天线12馈电系统的情况下,影响到一边的天线12性能,另一边受影响较小。
进一步地,本发明提供了一种移动终端,包括天线装置,所述天线装置包括:
匹配网络,用于获取目标频段的信号;
天线,用于进行信号的发送或者接收,与所述匹配网络相连,用于接收通过所述匹配网络馈送信号;
第一馈点,其一端与移动终端的金属边框相连,另一端与匹配网络的第一端相连;
第二馈点,其一端与移动终端的金属边框相连,另一端与匹配网络的第二端相连,所述匹配网络的第三端与天线相连;
其中,所述第一馈点与所述第二馈点的输入阻抗不同。
需要说明的是,手机天线,即手机上用于接收信号的设备,旧式手机有外凸式天线,而现有的智能手机多数已隐藏在机身内,主要都在手机内部。
手机天线是一种驻波天线,天线的阻抗不匹配,将导致大量的信号反射,使天线的辐射效率降低,同时由于反射的影响使得天线在宽频带内的增益有抖动,如果天线的驻波为6,手机前端的击穿电压将降为原来的1/6,而功率容量就会下降。手机天线驻波对天线效率的影响不可不慎。天线的驻波要求,我们目前统一要求为小于3。
手机中包含射频功率放大器(RFPA),是各种无线发射机的重要组成部分。在发射机的前级电路中,调制振荡电路所产生的射频信号功率很小,需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级,获得足够的射频功率以后,才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率,必须采用射频功率放大器。
此外,馈线在有线传输系统中起传输信号的作用,通过它将天线接收的信号传给前端系统,因此馈线的质量和型号是直接影响接收效果和信号传输质量的重要因素。因此,馈线的它的主要任务是有效地传输信号能量,将发射机发出的信号功率以最小的损耗传送到发射天线的输入端,或将天线接收到的信号以最小的损耗传送到接收机输入端,同时本身不产生杂散干扰信号,这样,就要求传输线必须屏蔽。
馈线在有线传输系统中起传输信号的作用,通过它将天线接收的信号传给前端系统,因此馈线的质量和型号是直接影响接收效果和信号传输质量的重要因素。因此,馈线的它的主要任务是有效地传输信号能量,将发射机发出的信号功率以最小的损耗传送到发射天线的输入端,或将天线接收到的信号以最小的损耗传送到接收机输入端,同时本身不产生杂散干扰信号,这样,就要求传输线必须屏蔽。
可以理解的是,基于现有手机结构环境,无边框窄净空的情况下,使用外部的金属边框当做手机天线的一部分,使手机在使用状态下,如通话,手持模式,插USB模式等情况,人体会触碰到天线,影响到天线性能,会使得终端设备的通讯性能进一步恶化,因此,很大程度上提高通讯设备的信号接收和发射性能。
需要说明的是,匹配网络用于对所接收到的信号进行过滤后得到所需频段的信号。示例性的,采用匹配网络获得的目标频段包括使得在全部通信通频段的信号,如低频信号为800-960MHz,中频信号为1710-2170MHz,高频信号为2300-3700MHz。
具体的,匹配网络可以采用滤波器对接收到的信号进行滤波,从而获得所需频段的信号。
本发明实施例中,金属边框手机上,在金属边框的底部或顶部天线,有两个天线馈点,即第一馈点和第二馈点。
需要说明的是,馈点是天线与馈线所连接的点为馈点。本发明的具体实现中,第一馈点的一端与移动终端的金属边框相连,另一端与匹配网络的第一端相连;第二馈点的一端与移动终端的金属边框相连,另一端与匹配网络的第二端相连,所述匹配网络的第三端与天线相连。
可以理解的是,射频功率放大器通过馈线连接至第一馈点和第二馈点,第一馈点和第二馈点分别与匹配网络相连,匹配网络与天线相连。从而实现天线接收数据以及发射数据的过程。
可选地,所述第一馈点对应第一天线输入端口、所述第二馈点对应第二天线输入端口;所述第一天线输入端口的尺寸与所述第二天线输入端口的尺寸不同。
可选地,所述匹配网络,包括:
第一滤波网络,用于过滤第一频段范围外的射频信号,其一端与所述第一馈点相连,另一端与所述天线相连;
第二滤波网络,用于过滤第二频段范围外的射频信号,其一端与所述第二馈点相连,另一端与所述天线相连。
可选地,所述第一滤波网络为低通滤波器、所述第二滤波网络为高通滤波器;所述第一滤波网络位于所述匹配网络的前端,所述第二滤波网络网络位于所述匹配网络的后端。
可选地,所述第一频段范围为800-960MHz;所述第二频段范围为1710-2700MHz。
可选地,所述第一滤波网络包括:第一电感、第二电感、第一电容;
所述第一馈点与所述第一电感的一端相连,所述第一电感的另一端与所述第二电感的一端、第一电容的一端相连,所述第一电容的另一端接地,所述第二电感的另一端与所述天线相连。
可选地,所述匹配网络包括:第二电容、第三电感;
所述第一馈点与所述第二电容的一端、所述第一滤波网络的输入端相连,所述第二电容的另一端接地,所述第一滤波网络的输出端分别与所述第三电感的一端、所述天线相连,所述第三电感的另一端接地。
可选地,所述匹配网络还包括:第四电感、第三电容;
所述第二馈点与所述第四电感的一端相连,所述第四电感的另一端与所述第三电容的一端、所述第二滤波网络的输入端相连,所述第二滤波网络的输出端与所述天线相连。
可选地,所述第二滤波网络包括:第四电容、第五电容、第五电感;
所述第四电容的一端与所述第四电感的另一端,所述第四电容的另一端与所述第五电感的一端、所述第五电容的一端相连,所述第五电感的另一端接地,所述第五电容的另一端与所述天线相连。
相较于现有技术,本发明实施例所提出的移动终端,通过第一馈点和第二馈点分别与移动终端的金属边框相连,并馈入射频信号;射频信号经过匹配网络获取目标频段的信号;然后送入到天线,接收通过所述匹配网络馈送信号;通过第一馈点与第二馈点的输入阻抗不同,有效进行区分不同频段信号,且便于对不同频段的信号设置不同的滤波电路,且降低频段间干扰,因此,解决了现有技术中主天线或者分集天线通信能力差的问题。应用本发明实施例,通过两个馈电点在手持模式等情况下,触碰到左边天线馈点,而不影响到另一个馈点的性能,提高通信能力。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台移动终端(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备,机器人等)执行本发明各个实施例所述的方法。
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 (10)
1.一种天线装置,其特征在于,应用于移动终端,所述装置包括:
匹配网络,用于获取目标频段的信号;
天线,用于进行信号的发送或者接收,与所述匹配网络相连,用于接收通过所述匹配网络馈送信号;
第一馈点,其一端与移动终端的金属边框相连,另一端与匹配网络的第一端相连;
第二馈点,其一端与移动终端的金属边框相连,另一端与匹配网络的第二端相连,所述匹配网络的第三端与天线相连;
其中,所述第一馈点与所述第二馈点的输入阻抗不同。
2.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述第一馈点对应第一天线输入端口、所述第二馈点对应第二天线输入端口;所述第一天线输入端口的尺寸与所述第二天线输入端口的尺寸不同。
3.根据权利要求1或2所述的天线装置,其特征在于,所述匹配网络,包括:
第一滤波网络,用于过滤第一频段范围外的射频信号,其一端与所述第一馈点相连,另一端与所述天线相连;
第二滤波网络,用于过滤第二频段范围外的射频信号,其一端与所述第二馈点相连,另一端与所述天线相连。
4.根据权利要求3所述的天线装置,其特征在于,所述第一滤波网络为低通滤波器、所述第二滤波网络为高通滤波器;所述第一滤波网络位于所述匹配网络的前端,所述第二滤波网络网络位于所述匹配网络的后端。
5.根据权利要求4所述的天线装置,其特征在于,所述第一频段范围为800-960MHz;所述第二频段范围为1710-2700MHz。
6.根据权利要求4或5所述的天线装置,其特征在于,所述第一滤波网络包括:第一电感(L1)、第二电感(L2)、第一电容(C1);
所述第一馈点与所述第一电感(L1)的一端相连,所述第一电感(L1)的另一端与所述第二电感(L2)的一端、第一电容(C1)的一端相连,所述第一电容(C1)的另一端接地,所述第二电感(L2)的另一端与所述天线相连。
7.根据权利要求6所述的天线装置,其特征在于,所述匹配网络包括:第二电容(C2)、第三电感(L3);
所述第一馈点与所述第二电容(C2)的一端、所述第一滤波网络的输入端相连,所述第二电容(C2)的另一端接地,所述第一滤波网络的输出端分别与所述第三电感(L3)的一端、所述天线相连,所述第三电感(L3)的另一端接地。
8.根据权利要求7所述的天线装置,其特征在于,所述匹配网络还包括:第四电感(L4)、第三电容(C3);
所述第二馈点与所述第四电感(L4)的一端相连,所述第四电感(L4)的另一端与所述第三电容(C3)的一端、所述第二滤波网络的输入端相连,所述第二滤波网络的输出端与所述天线相连。
9.根据权利要求8所述的天线装置,其特征在于,所述第二滤波网络包括:第四电容(C4)、第五电容(C5)、第五电感(L5);
所述第四电容(C4)的一端与所述第四电感(L4)的另一端,所述第四电容(C4)的另一端与所述第五电感(L5)的一端、所述第五电容(C5)的一端相连,所述第五电感(L5)的另一端接地,所述第五电容(C5)的另一端与所述天线相连。
10.一种移动终端,其特征在于,包括权利要求1至9任一项所述的天线装置。
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