CN111146563A - 一种移动通讯设备及其天线组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天线组件，包括：多个通讯模块、多个主天线以及天线切换装置，每个所述通讯模块通过所述天线切换装置与所述多个主天线中的其中一个主天线通讯连接，所述天线切换装置用于在处于空闲状态的主天线中选择一个信号最强的天线与所述通讯模块连接，所述多个主天线、天线切换装置和所述多个通讯模块分别与主控制器连接。本发明通过设置天线切换装置和主控制器，在空闲状态的天线中为每个通讯模块选择匹配信号最强的天线，相对于现有技术中每个通讯模块都是固定的天线而言，增加了选择性，从而大大提高了通讯模块的通信的信号强度。
Description
技术领域
本发明涉及通讯设备领域，具体为一种移动通讯设备及其天线组件。
背景技术
天线，即通讯设备上用于接收信号的设备，旧式通讯设备有外凸式天线，新式通讯设备多数已隐藏在机身内。这类天线主要都在通讯设备内部，通讯设备外观上看不到里面的东西。
其中，移动通讯设备的天线，例如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。
目前，现有的智能手机功能越来越多，内置的天线的数量和类型也越来越多、例如，一般的智能手机都包括有主天线、蓝牙天线、NFC(Near Field Communication，近距离无线通信技术)天线、GPS天线等，但是由于为了美观和方便，现有技术都是将这些天线内置在手机壳内部，在信号较弱的情况下，内置天线的接收和发出信号的强度必然比外置天线的强度小，从而导致处理信息速度减慢，影响工作等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种移动通讯设备及其天线组件，旨在解决目前天线信号弱的问题。
本发明是这样实现的：
第一方面本发明提供一种天线组件，其特征在于，包括：多个通讯模块、多个主天线以及天线切换装置，每个所述通讯模块通过所述天线切换装置与所述多个主天线中的其中一个主天线通讯连接，所述天线切换装置用于在处于空闲状态的主天线中选择一个信号最强的天线与所述通讯模块连接，所述多个主天线、天线切换装置和所述多个通讯模块分别与主控制器连接。
进一步，所述多个通讯模块的数量小于或等于所述多个主天线的数量。
进一步，所述天线组件还包括至少一个备用天线。
进一步，所述天线切换装置采用开关矩阵，所述开关矩阵包括一个矩阵开关、多根输入总线以及多根输出总线，每个所述通讯模块通过选择器分别与所述多根输入总线连接，所述选择器与所述主控制器连接，所述多根输入总线与所述矩阵开关的输入端连接，所述矩阵开关的输出端与所述多根输出总线连接，所述多根总线分别与所述多个主天线对应连接。
进一步，所述选择器包括多个单刀多掷开关，每个所述单刀多掷开关的输入端与一个所述通讯模块连接，每个所述单刀多掷开关的输出端分别对应与多根输入总线连接。
进一步，每根所述输出总线分别通过子开关矩阵与所述备用天线连接，所述子开关矩阵包括多根连接线、子矩阵开关，一个输出线，所述多根连接线的数量与输出总线的数量相同，每根输出总线对应连接一根连接线，所述连接线连接所述子开关矩阵的输入端，所述子开关矩阵的输出端连接所述输出线，所述输出线与所述备用天线连接。
进一步，所述备用天线的数量为两个以上时，所述输出线与备用天线之间设有选择切换开关。进一步，所述多个通讯模块至少包括蓝牙通讯模块、NFC通讯模块、GPS通讯模块以及WiFi通讯模块。
进一步，所述多个主天线至少包括蓝牙天线、NFC天线、GPS天线以及WiFi天线。
第二方面，本发明提供一种移动通讯设备，其特征在于，包括第一方面中任一所述的天线组件，所述天线组件安装在所述移动通讯设备内部的主电路板上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过设置天线切换装置和主控制器，在空闲状态的天线中为每个通讯模块选择匹配信号最强的天线，相对于现有技术中每个通讯模块都是固定的天线而言，增加了选择性，从而大大提高了通讯模块的通信的信号强度。
2、通过设置备用天线，保证了通讯模块的正常工作。
3、天线切换装置采用开关矩阵，能够对大量的通讯模块进行切换，满足大量的通讯模块的切换需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明实施例的一种天线组件的整体结构示意图；
图2是本发明又一实施例的一种天线组件的结构示意图；
图3是本发明另一实施例的一种天线组件的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种移动通讯设备的示意图。
其中，1、主控制器；2、天线切换装置；3、通讯模块；4、主天线；5、选择器；6、矩阵开关；7、输入总线；8、输出总线；9、子矩阵开关；10、备用天线。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供一种天线组件，包括：多个通讯模块3、多个主天线4以及天线切换装置2，每个所述通讯模块3通过所述天线切换装置2与所述多个主天线4中的其中一个主天线4通讯连接，所述天线切换装置2用于在处于空闲状态的主天线4中选择一个信号最强的天线与所述通讯模块3连接，所述多个主天线4、天线切换装置2和所述多个通讯模块3分别与主控制器1连接。
在本申请实施例中，具体的，所述多个通讯模块3至少包括蓝牙通讯模块3、NFC通讯模块3、GPS通讯模块3以及WiFi通讯模块3。
具体的，所述多个主天线4至少包括蓝牙天线、NFC天线、GPS天线以及WiFi天线。
在本申请实施例中，多个通讯模块3、多个主天线4以及天线切换装置2均安装在移动通讯设备的内部。在一个示例中，可以采用焊接的方式焊接在移动通讯设备的内部主电路板上。
在一个示例中，移动通讯设备可以是移动手机、平板或电脑等。
进一步，所述多个通讯模块3的数量小于或等于所述多个主天线4的数量。
在本申请实施例中，主天线4还包括移动通讯设备内部的分集天线等，所以多个通讯模块3的数量小于或等于多个主天线4的数量。
进一步，所述天线组件还包括至少一个备用天线10。
在本申请实施例中，为了防止主天线4出现故障或者损坏的情况下，影响通讯模块3接收信号，所以设置了备用天线10，在主天线4出现故障时，采用备用天线10，从而保证了通讯模块3的正常工作。其中，主天线4出现故障时，信号强度为0，当主控制器1检测到其中任何一个主天线4的信号强度为0时，说明该主天线4出现了故障，那么就需要切换到备用天线10。
进一步，如图2和图3所示，所述天线切换装置2采用开关矩阵，所述开关矩阵包括一个矩阵开关6、多根输入总线7以及多根输出总线8，每个所述通讯模块3通过选择器5分别与所述多根输入总线7连接，所述选择器5与所述主控制器1连接，所述多根输入总线7与所述矩阵开关6的输入端连接，所述矩阵开关6的输出端与所述多根输出总线8连接，所述多根总线分别与所述多个主天线4对应连接。
在本申请实施例中，通讯模块3的数量与输入总线7的数量相同，输入总线7的数量与输出总线8的数量相同。
在本申请实施例中，一个输入总线7与一个输出总线8对应，一个输出总线8与一个天线连接。
进一步，所述选择器5包括多个单刀多掷开关，每个所述单刀多掷开关的输入端与一个所述通讯模块3连接，每个所述单刀多掷开关的输出端分别对应与多根输入总线7连接。
在本申请实施例中，单刀多掷开关的数量与通讯模块3的数量相同。
在一个示例中，例如有三个通讯模块3A、B和C，那么选择器5中有三个单刀多掷开关，分别为单刀多掷开关A、单刀多掷开关B和单刀多掷开关C，单刀多掷开关A的输入端与通讯模块3A连接，单刀多掷开关A的三个输出端分别对应与三根输入总线7连接。同样，单刀多掷开关B的输入端与通讯模块3B连接，单刀多掷开关B的三个输出端也分别对应与三根输入总线7连接，单刀多掷开关C的输入端与通讯模块3C连接，单刀多掷开关C的三个输出端也分别对应与三根输入总线7连接。
进一步，如图3所示，每根所述输出总线8分别通过子开关矩阵与所述备用天线10连接。
在本申请实施例中，输出总线8与备用天线10之间设有子开关矩阵，所述子开关矩阵包括多根连接线、子矩阵开关9，一个输出线，所述多根连接线的数量与输出总线8的数量相同，每根输出总线8对应连接一根连接线，所述连接线连接所述子开关矩阵的输入端，所述子开关矩阵的输出端连接所述输出线，所述输出线与所述备用天线10连接。
在本申请实施例中，只有当主天线4发生故障时，该子矩阵开关96才会开启，以便启动备用天线10。
进一步，所述备用天线10的数量为两个以上时，所述输出线与备用天线10之间设有选择切换开关。
在一个示例中，例如有两个备用天线10，该选择切换开关采用单刀双掷开关，该单刀双掷开关的输入端与所述输出线，所述单刀双掷开关的两个输出端分别对应与两个备用天线10连接。
给出一个具体的例子，例如，通讯模块3有3个，分别是NFC通讯模块3、WiFi通讯模块3和GPS通讯模块3，那么对应的，有3根输入总线7，分别是输入总线7A、输入总线7B和输入总线7C，有3根输出总线8，分别是输出总线8A、输出总线8B和输出总线8C。有三根主天线4，分别是RF1、RF2和RF3。输入总线7A与输出总线8A对应，输出总线8A连接RF1，输入总线7B与输出总线8B对应，输出总线8B连接RF2，输入总线7C与输出总线8C对应，输出总线8C连接RF3。
在三个通讯模块3未工作时，开关矩阵关闭，天线不工作，这样能够节约电能。例如，当用户扫码刷卡过地铁时，NFC通讯模块3开始工作，并发送信号给主控制器1，请求连接天线，主控制器1收到命令后，分别检测三根主天线4的信号强度，例如检测到RF1的信号强度最强，那么就发送执行信号分别给选择器5和矩阵开关6，选择器5将单刀多掷开关切换到对应的输入总线7A上，即输入总线7A与NFC通讯模块3信号连通，然后矩阵开关6再将输入总线7A与天线RF1连通。
如果NFC通讯模块3工作结束，那么再将该链路断开，以便让其他的通讯模块3继续使用。如果NFC通讯模块3还未结束工作，此时WiFi通讯模块3也开始工作了，那么按照上述原理，主控制器1检测处于空闲状态的天线RF2和RF3的信号强度，然后选择信号较强的一个天线进行连接。
如果WiFi通讯模块3选择了天线RF2，当GPS通讯模块3工作时，RF3出现了故障，那么此时，将备用天线10与输入总线7C之间的子矩阵开关9打开，以便让GPS通讯模块3与备用天线10进行连接。
本发明通过设置天线切换装置2和主控制器1，在空闲状态的天线中为每个通讯模块3选择匹配信号最强的天线，相对于现有技术中每个通讯模块3都是固定的天线而言，增加了选择性，从而大大提高了通讯模块3的通信的信号强度。通过设置备用天线10，保证了通讯模块3的正常工作。天线切换装置2采用开关矩阵，能够对大量的通讯模块3进行切换，满足大量的通讯模块3的切换需求。
第二方面，如图4所示，本发明提供一种移动通讯设备，其特征在于，包括第一方面中任一所述的天线组件，所述天线组件安装在所述移动通讯设备内部的主电路板上。
以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种天线组件，其特征在于，包括：多个通讯模块、多个主天线以及天线切换装置，每个所述通讯模块通过所述天线切换装置与所述多个主天线中的其中一个主天线通讯连接，所述天线切换装置用于在处于空闲状态的主天线中选择一个信号最强的天线与所述通讯模块连接，所述多个主天线、天线切换装置和所述多个通讯模块分别与主控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种天线组件，其特征在于，所述多个通讯模块的数量小于或等于所述多个主天线的数量。
3.根据权利要求2所述的一种天线，其特征在于，所述天线组件还包括至少一个备用天线。
4.根据权利要求3所述的一种天线组件，其特征在于，所述天线切换装置采用开关矩阵，所述开关矩阵包括一个矩阵开关、多根输入总线以及多根输出总线，每个所述通讯模块通过选择器分别与所述多根输入总线连接，所述选择器与所述主控制器连接，所述多根输入总线与所述矩阵开关的输入端连接，所述矩阵开关的输出端与所述多根输出总线连接，所述多根总线分别与所述多个主天线对应连接。
5.根据权利要求4所述的一种天线组件，其特征在于，所述选择器包括多个单刀多掷开关，每个所述单刀多掷开关的输入端与一个所述通讯模块连接，每个所述单刀多掷开关的输出端分别对应与多根输入总线连接。
6.根据权利要求4所述的一种天线组件，其特征在于，每根所述输出总线分别通过子开关矩阵与所述备用天线连接，所述子开关矩阵包括多根连接线、子矩阵开关，一个输出线，所述多根连接线的数量与输出总线的数量相同，每根输出总线对应连接一根连接线，所述连接线连接所述子开关矩阵的输入端，所述子开关矩阵的输出端连接所述输出线，所述输出线与所述备用天线连接。
7.根据权利要求6所述的一种天线组件，其特征在于，所述备用天线的数量为两个以上时，所述输出线与备用天线之间设有选择切换开关。
8.根据权利要求1所述的一种天线组件，其特征在于，所述多个通讯模块至少包括蓝牙通讯模块、NFC通讯模块、GPS通讯模块以及WiFi通讯模块。
9.根据权利要求1所述的一种天线组件，其特征在于，所述多个主天线至少包括蓝牙天线、NFC天线、GPS天线以及WiFi天线。
10.一种移动通讯设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的天线组件，所述天线组件安装在所述移动通讯设备内部的主电路板上。
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