CN111162821B - 多天线装置和可穿戴设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多天线装置，包括射频收发器、主集射频前端模块、分集射频前端模块、GNSS射频前端模块、第一天线、第二天线；所述射频收发器分别与所述主集射频前端模块、所述GNSS射频前端模块和所述分集射频前端模块连接；所述主集射频前端模块与第一天线连接；所述GNSS射频前端模块与第二天线连接；所述分集射频前端模块与所述第二天线连接；或者，所述多天线装置还包括第三天线，所述分集射频前端模块与所述第三天线连接。本发明还提供了一种应用该多天线装置的可穿戴设备。

Description

多天线装置和可穿戴设备
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种多天线装置和应用该多天线装置的可穿戴设备。
背景技术
目前可穿戴设备上天线设计主要为单主集(通信用，2G,3G,4G)和三合一(WIFI,BT,GNSS)的双天线方案，或单主集、单WIFI(含BT)和单GNSS的三天线方案，并没有外加分集天线的方案或产品。由于常规可穿戴设备的内部空间小，天线空间环境恶劣，天线效率较手机等个人通信终端低，而且没有分集天线，整机OTA性能较差，无法进一步在弱信号区提升通信质量和用户体验。
发明内容
本发明实施例公开了一种多天线装置，在现有主流双天线或三天线数量基础上，增加分集接收功能，提升接收性能，提升弱信号通信质量。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种多天线装置，包括射频收发器、主集射频前端模块、分集射频前端模块、GNSS射频前端模块、第一天线、第二天线；所述射频收发器分别与所述主集射频前端模块、所述GNSS射频前端模块和所述分集射频前端模块连接；所述主集射频前端模块与第一天线连接；所述GNSS射频前端模块与第二天线连接；所述分集射频前端模块与所述第二天线连接；或者，所述多天线装置还包括第三天线，所述分集射频前端模块与所述第三天线连接。
作为一种可选的实施方式，所述分集射频前端模块与所述第二天线连接时，所述GNSS射频前端模块和所述分集射频前端模块分别与GNSS频率抽取器的一端连接，所述GNSS频率抽取器的另一端与第二天线连接,所述多天线装置还包括第三天线，所述第三天线与WLAN/BT前端模块的一端连接，所述WLAN/BT前端模块的另一端与无线连接网络收发器连接。所述第一天线为主集天线，所述第二天线为DIV+GNSS二合一天线，所述第三天线为WLAN/BT天线。
作为一种可选的实施方式，所述分集射频前端模块与所述第二天线连接时，所述多天线装置还包括无线连接网络收发器，所述无线连接网络收发器与WLAN/BT射频前端模块的一端连接，所述WLAN/BT射频前端模块的另一端、所述GNSS射频前端模块和所述分集射频前端模块分别与SAW频率抽取器的一端连接，所述SAW频率抽取器的另一端与第二天线连接。所述第一天线为主集天线，所述第二天线为DIV+GNSS+WLAN/BT三合一天线。
作为一种可选的实施方式，所述分集射频前端模块与所述第三天线连接时，所述多天线装置还包括无线连接网络收发器，所述无线连接网络收发器与WLAN/BT射频前端模块的一端连接，所述WLAN/BT射频前端模块的另一端和所述分集射频前端模块分别与WLAN频率抽取器的一端连接，所述WLAN频率抽取器的另一端与第三天线连接。所述第一天线为主集天线，所述第二天线为GNSS天线，所述第三天线为DIV+WLAN/BT二合一天线。
作为一种可选的实施方式，所述分集射频前端模块与所述第三天线连接时，所述多天线装置还包括无线连接网络收发器，所述无线连接网络收发器与WLAN/BT射频前端模块的一端连接，所述WLAN/BT射频前端模块的另一端和所述GNSS射频前端模块分别与分频器的一端连接，所述分频器的另一端与第二天线连接。所述第一天线为主集天线，所述第二天线为GNSS/WLAN/BT天线，所述第三天线为DIV天线。
在上述实施方式中，射频收发器负责2G,3G,4G信号的高低频转换(其中，高频为射频信号，低频为IQ信号)，具有收发功能；同时负责GNSS信号的高低频转换(其中，高频为射频信号，低频为IQ信号)，仅具有接收功能。主集射频前端模块包含发射信号放大器PA、前端开关、接收滤波器和匹配电路，负责2G,3G,4G主集前端信号处理，以及与第一天线连接实现2G,3G,4G主集前端信号向空间的辐射、空间2G,3G,4G信号的接收以及电路信号和空间2G,3G,4G信号的耦合转换。GNSS射频前端模块包含前级滤波器、LNA低噪放大器、后级滤波器及匹配电路，负责GNSS前端信号处理，其相对射频收发器的另一端与第二天线连接，从而实现GNSS空间信号的接收以及GNSS空间信号到电路信号的耦合转换。分集射频前端模块负责分集前端信号处理，主要包含2G,3G,4G频段滤波器、天线开关和匹配电路，并通过第三天线实现2G,3G,4G分集空间信号接收、空间信号到电路信号的耦合转换以及电路信号和空间信号的耦合转换。
本发明实施例还提供了一种包含上述多天线装置的可穿戴设备。
与现有技术相比，本发明提供的一种多天线装置的有益效果在于：在现有主流双天线或三天线数量基础上，增加分集接收功能，提升接收性能，提升弱信号通信质量。
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多天线装置的结构示意图；
图2是本发明另一实施例公开的一种多天线装置的结构示意图；
图3是本发明另一实施例公开的一种多天线装置的结构示意图；
图4是本发明另一实施例公开的一种多天线装置的结构示意图；
图5是本发明另一实施例公开的一种多天线装置的结构示意图；
图6是本发明另一实施例公开的一种多天线装置的结构示意图；
图7为本发明实施例公开的含有多天线装置的可穿戴设备的结构示意图。
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做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。
术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
下面将结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例1：
请参阅图1，本发明实施例提供了一种多天线装置，包括射频收发器(RFTransceiver)101、主集射频前端模块(PRX RFFE)102、分集射频前端模块(DIV RFFE)103、GNSS射频前端模块(GNSS RFFE)104、第一天线(Ant1)105及第二天线(Ant2)106。射频收发器101分别与主集射频前端模块102、GNSS射频前端模块104和分集射频前端模块103连接。主集射频前端模块102与第一天线(Ant1)105连接，GNSS射频前端模块104和分集射频前端模块103与第二天线(Ant2)106连接。其中，第一天线105、主集射频前端模块102与射频收发器101之间为双向连接，信号可双向传输；第二天线106、GNSS射频前端模块104与射频收发器101之间，以及第二天线106、分集射频前端模块103与射频收发器101之间为单向连接，信号单向从第二天线106传输至射频收发器101。
实施例2：
在实施例1的基础上，如图2所示，射频收发器201分别与主集射频前端模块202、GNSS射频前端模块204和分集射频前端模块203连接，多天线装置进一步在GNSS射频前端模块204、分集射频前端模块203与第二天线206之间设置GNSS频率抽取器208，该GNSS频率抽取器208用于负责将2G,3G,4G分集信号和GNSS信号分离。具体地，GNSS射频前端模块204和分集射频前端模块203分别与GNSS频率抽取器208的一端连接，GNSS频率抽取器208的另一端与第二天线206连接。另外，在本实施例中，多天线装置还可设有第三天线207、WLAN/BT前端模块209以及无线连接网络收发器(WCN Transceiver)210，相应地，第三天线207与WLAN/BT前端模块209的一端连接，WLAN/BT前端模块209的另一端与无线连接网络收发器210连接。
由此，在本实施例中，第一天线205为主集天线，与主集射频前端模块202连接，负责2G,3G,4G主集前端信号向空间的辐射、空间2G,3G,4G信号的接收以及电路信号和空间信号的双向耦合转换；第二天线206为DIV+GNSS二合一天线，负责2G,3G,4G分集信号空间接收、GNSS空间信号接收以及空间信号到电路信号的单向耦合转换；第三天线207为WLAN/BT天线，负责WLAN/BT电路信号和空间信号的双向耦合转换。其中，第一天线205、主集射频前端模块202与射频收发器201之间为双向连接，信号可双向传输；第二天线206、GNSS频率抽取器208、GNSS射频前端模块204与射频收发器201之间，以及第二天线206、GNSS频率抽取器208、分集射频前端模块203与射频收发器201之间为单向连接，信号单向从第二天线206传输至射频收发器201；第三天线207、WLAN/BT前端模块209与无线连接网络收发器210之间为双向连接，信号可双向传输。第三天线207单独与WLAN/BT前端模块209连接，避免分集信号与GNSS信号的干扰，能进一步提升多天线装置的WLAN/BT性能。
实施例3：
在实施例1的基础上，如图3所示，射频收发器301分别与主集射频前端模块302、GNSS射频前端模块304和分集射频前端模块303连接，多天线装置还设置有WLAN/BT前端模块309以及无线连接网络收发器(WCN Transceiver)310，WLAN/BT前端模块309与无线连接网络收发器310连接，并进一步在GNSS射频前端模块304、分集射频前端模块303、WLAN/BT前端模块309与第二天线306之间设置SAW频率抽取器(SAW Extractor)311，该SAW频率抽取器311用于负责将2G,3G,4G分集信号、GNSS信号和WLAN/BT信号分离。具体地，GNSS射频前端模块304、分集射频前端模块303和WLAN/BT前端模块309分别与SAW频率抽取器311的一端连接，SAW频率抽取器311的另一端与第二天线306连接。
由此，在本实施例中，第一天线305为主集天线，与主集射频前端模块302连接，负责2G,3G,4G主集前端信号向空间的辐射、空间2G,3G,4G信号的接收以及电路信号和空间信号的双向耦合转换；第二天线306为DIV+GNSS+WLAN/BT三合一天线，负责2G,3G,4G分集信号空间接收、GNSS空间信号接收以及空间信号到电路信号的单向耦合转换以及WLAN/BT电路信号和空间信号的双向耦合转换。其中，第一天线305、主集射频前端模块302与射频收发器301之间为双向连接，信号可双向传输；第二天线306、SAW频率抽取器311、GNSS射频前端模块304、与射频收发器301之间，以及第二天线306、SAW频率抽取器311、分集射频前端模块303与射频收发器301之间为单向连接，信号单向从第二天线306传输至射频收发器301；而SAW频率抽取器311、WLAN/BT前端模块309与无线连接网络收发器310之间为双向连接，信号可双向传输。
实施例4：
本实施例与实施例1的区别在于，分集射频前端模块与第三天线连接。具体的方案如图4所示，射频收发器401分别与主集射频前端模块402、GNSS射频前端模块404和分集射频前端模块403连接。主集射频前端模块402与第一天线(Ant1)405连接，GNSS射频前端模块404与第二天线(Ant2)406连接。多天线装置还进一步设置第三天线(Ant3)407，分集射频前端模块403与第三天线407连接，分集射频前端模块403负责分集前端信号处理，主要包含2G,3G,4G频段滤波器、天线开关和匹配电路，并通过第三天线407实现2G,3G,4G分集空间信号接收、空间信号到电路信号的耦合转换以及电路信号和空间信号的耦合转换。其中，第一天线405、主集射频前端模块402与射频收发器401之间为双向连接，信号可双向传输；第二天线406、GNSS射频前端模块404与射频收发器401之间为单向连接，信号单向从第二天线406传输至射频收发器401；第二天线406与分集射频前端模块403为单向连接，信号单向从第二天线406传输至分集射频前端模块403，而分集射频前端模块403与射频收发器401之间为双向连接，信号可双向传输。
实施例5:
在实施例4的基础上，如图5所示，射频收发器501分别与主集射频前端模块502、GNSS射频前端模块504和分集射频前端模块503连接，多天线装置还设置有WLAN/BT前端模块509以及无线连接网络收发器(WCN Transceiver)510，WLAN/BT前端模块509与无线连接网络收发器510连接，并进一步在分集射频前端模块503、WLAN/BT前端模块509与第三天线507之间设置WLAN频率抽取器(WLAN Extractor)512，该WLAN频率抽取器512用于负责将2G,3G,4G分集信号和WLAN/BT信号分离。具体地，分集射频前端模块503和WLAN/BT前端模块509分别与WLAN频率抽取器512的一端连接，WLAN频率抽取器512的另一端与第三天线507连接。
由此，在本实施例中，第一天线505为主集天线，与主集射频前端模块502连接，负责2G,3G,4G主集前端信号向空间的辐射、空间2G,3G,4G信号的接收以及电路信号和空间信号的双向耦合转换；第二天线506为GNSS天线，负责GNSS空间信号接收以及GNSS空间信号到电路信号的单向耦合转换。第三天线507为DIV+WLAN/BT二合一天线，负责2G,3G,4G分集信号空间接收、空间信号到电路信号的单向耦合转换，以及WLAN/BT电路信号和空间信号的双向耦合转换。其中，第一天线505、主集射频前端模块502与射频收发器501之间为双向连接，信号可双向传输；第二天线506、GNSS射频前端模块504与射频收发器501之间为单向连接，信号单向从第二天线506传输至射频收发器501；第三天线507与WLAN频率抽取器512之间为双向连接，WLAN频率抽取器512、分集射频前端模块503和射频收发器501之间为单向连接，信号单向从WLAN频率抽取器512传输至射频收发器501，而WLAN频率抽取器512、WLAN/BT前端模块509和无线连接网络收发器510之间为双向连接，信号可双向传输。第三天线507单独与GNSS射频前端模块504连接，避免分集信号与WLAN/BT信号的干扰，能进一步提升多天线装置的GNSS性能。
实施例6：
在实施例1的基础上，如图6所示，射频收发器601分别与主集射频前端模块602、GNSS射频前端模块603和分集射频前端模块604连接，多天线装置还设置有WLAN/BT前端模块609以及无线连接网络收发器610(WCN Transceiver)，WLAN/BT前端模块609与无线连接网络收发器610连接，并进一步在GNSS射频前端模块603、WLAN/BT前端模块609与第二天线606之间设置分频器(DPX)613。具体地，GNSS射频前端模块603和WLAN/BT前端模块609分别与分频器613的一端连接，分频器613的另一端与第二天线606连接。
由此，在本实施例中，第一天线605为主集天线，与主集射频前端模块602连接，负责2G,3G,4G主集前端信号向空间的辐射、空间2G,3G,4G信号的接收以及电路信号和空间信号的双向耦合转换；第二天线606为GNSS+WLAN/BT二合一天线，负责GNSS空间信号接收以及GNSS空间信号到电路信号的单向耦合转换，以及WLAN/BT电路信号和空间信号的双向耦合转换；第三天线607为DIV天线，负责2G,3G,4G分集信号空间接收、空间信号到电路信号的单向耦合转换。其中，第一天线605、主集射频前端模块602与射频收发器601之间为双向连接，信号可双向传输；第三天线607、分集射频前端模块604与射频收发器601之间为单向连接，信号单向从第三天线607传输至射频收发器601；第二天线606与分频器613之间为双向连接，分频器613、GNSS射频前端模块603和射频收发器601之间为单向连接，信号单向从分频器613传输至射频收发器601，而分频器613、WLAN/BT前端模块609和无线连接网络收发器610之间为双向连接，信号可双向传输。第三天线607单独与分集射频前端模块604连接，避免GNSS信号与WLAN/BT信号的干扰，能进一步提升多天线装置的分集性能。
实施例7：
本实施例提供一种包含上述实施例中多天线装置1的可穿戴设备2，该可穿戴设备2可为智能手表、智能手环、智能眼镜等，此处不作限定。
上述实施例的多天线装置，在现有主流双天线或三天线数量基础上，增加分集接收功能，提升接收性能，提升弱信号通信质量，尤其适用于内部空间小，天线空间环境恶劣的可穿戴设备。
以上对本发明实施例公开的一种多天线装置以及采用该多天线装置的可穿戴设备进行了详细介绍，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一种多天线装置及其核心思想；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，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种多天线装置，其特征在于，所述多天线装置包括射频收发器、主集射频前端模块、分集射频前端模块、GNSS射频前端模块、第一天线、第二天线、第三天线、WLAN/BT前端模块及无线连接网络收发器；
所述射频收发器分别与所述主集射频前端模块、所述GNSS射频前端模块和所述分集射频前端模块连接；
所述主集射频前端模块与第一天线连接；
所述GNSS射频前端模块及所述分集射频前端模块与所述第二天线连接；
所述第三天线与WLAN/BT前端模块连接，所述无线连接网络收发器与所述WLAN/BT前端模块连接。
2.根据权利要求1所述的多天线装置，其特征在于，所述多天线装置还包括GNSS频率抽取器，所述GNSS射频前端模块和所述分集射频前端模块分别连接于所述GNSS频率抽取器，且所述GNSS频率抽取器连接于第二天线。
3.根据权利要求1所述的多天线装置，其特征在于，所述第一天线为主集天线，所述第二天线为DIV+GNSS二合一天线，所述第三天线为WLAN/BT天线。
4.根据权利要求1所述的多天线装置，其特征在于，所述多天线装置还包括SAW频率抽取器，所述SAW频率抽取器与所述第二天线、所述GNSS射频前端模块及所述分集射频前端模块连接。
5.根据权利要求4所述的多天线装置，其特征在于，所述多天线装置还包括无线连接网络收发器及连接于所述无线连接网络收发器及所述SAW频率抽取器的WLAN/BT射频前端模块。
6.根据权利要求5所述的多天线装置，其特征在于，所述第一天线为主集天线，所述第二天线为DIV+GNSS+WLAN/BT三合一天线。
7.一种多天线装置，其特征在于，所述多天线装置包括射频收发器、主集射频前端模块、分集射频前端模块、GNSS射频前端模块、第一天线、第二天线及第三天线；
所述射频收发器分别与所述主集射频前端模块、所述GNSS射频前端模块和所述分集射频前端模块连接；所述主集射频前端模块与第一天线连接；所述GNSS射频前端模块与第二天线连接，所述第三天线与所述分集射频前端模块连接。
8.根据权利要求7所述的多天线装置，其特征在于，所述多天线装置还包括WLAN频率抽取器、WLAN/BT射频前端模块及无线连接网络收发器，所述无线连接网络收发器与所述WLAN/BT射频前端模块连接，所述WLAN/BT射频前端模块和所述分集射频前端模块分别与WLAN频率抽取器连接，所述WLAN频率抽取器与所述第三天线连接。
9.根据权利要求8所述的多天线装置，其特征在于，所述第一天线为主集天线，所述第二天线为GNSS天线，所述第三天线为DIV+WLAN/BT二合一天线。
10.根据权利要求9所述的多天线装置，其特征在于，所述多天线装置还包括无线连接网络收发器、WLAN/BT射频前端模块及分频器，所述无线连接网络收发器与WLAN/BT射频前端模块连接，所述WLAN/BT射频前端模块和所述GNSS射频前端模块分别与分频器连接，所述分频器还与所述第二天线连接。
11.根据权利要求10所述的多天线装置，其特征在于，所述第一天线为主集天线，所述第二天线为GNSS/WLAN/BT天线，所述第三天线为DIV天线。
12.一种可穿戴设备，其特征在于，包括如权利要求1-11任一所述的多天线装置。
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