CN113114292B - 一种内外置天线智能切换电路、方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种内外置天线智能切换电路，包括：用于切换主路天线类型的主路天线切换模块、用于接收内置主天线信号的内置主天线信号接收单元、外置天线、用于接收内置辅助天线信号的辅路天线信号接收单元、用于对内外置天线的切换进行控制的主控模块、用于传递所述主控模块控制信号的控制单元以及用于将接收到的主路天线信号传递到主控模块中的信号传输单元。本发明的内外置天线智能切换电路集成设置有内外置天线，能够根据不同应用场景切换内外置天线，从而有效提高接收信号的质量，提高便携性。

Description

一种内外置天线智能切换电路、方法及设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种内外置天线智能切换电路、方法及设备。

背景技术

随着工业设计技术的突飞猛进、人们审美观念的迅速转变，对终端尺寸和性能要求越来越苛刻。在人口稀有的地区，为了节约成本通常会控制基站的建设数量，这就要求使用波长更长的频段450MHz作为通信频段，这就对天线的设计尺寸提出更大的要求。

现有市场上该类产品通常有以下几种类型：

1、只有外置的拉杆天线，缺点是：拉杆天线必须一直处于拉开状态才能稳定的进行通信，不便携带，用户体验差；

2、只有内置天线无外置天线，缺点是：受手机空间的限制，天线性能不是很好，当用户身处信号弱区时，手机可能会无法通信。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种内外置天线智能切换电路，该切换电路集成设置有内置天线和外置天线，能够适应不同应用场景的使用需求，且整体结构简单，体积小，便于携带；通过设置主路天线切换模块，能够根据需要对天线类型进行切换；通过设置主控模块和控制单元相配合，能够根据信号强度对天线类型自动切换，从而保证最佳的信号接收质量。

本发明的第二目的在于提供一种内外置天线智能切换方法，该方法通过应用上述切换电路，能够根据接收到的信号强度自动切换内外置天线，从而保证了良好的信号接收质量，提高了终端的信号收发能力。

本发明的第三目的在于提供一种内外置天线智能切换设备，该设备能够智能切换内外置天线，信号接收质量好；且该设备通过设置电路自动对内外置天线进行切换，整体结构简单，体积小，便于携带。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种内外置天线智能切换电路，包括：用于切换主路天线类型的主路天线切换模块、用于接收内置主天线信号的内置主天线信号接收单元、外置天线、用于接收内置辅助天线信号的辅路天线信号接收单元、用于对内外置天线的切换进行控制的主控模块、用于传递所述主控模块控制信号的控制单元以及用于将接收到的主路天线信号传递到主控模块中的信号传输单元；

所述信号传输单元和所述辅路天线信号接收单元均与所述主控模块相连以将接收到的主路天线信号和辅路天线信号传递到所述主控模块中；所述内置主天线信号接收单元与所述主路天线切换模块的第六引脚相连；所述外置天线与所述主路天线切换模块的第十引脚相连；所述控制单元与所述主路天线切换模块的第四引脚相连以对所述主路天线切换模块的第四引脚电平进行控制；所述信号传输单元与所述主路天线切换模块的第十二引脚相连。

现有技术中，终端一般只安装有内置天线或外置天线，但是当只安装内置天线时，受手机空间的限制，天线性能不是很好，当用户身处信号弱区时，手机可能会无法通信；当只安装有外置天线时，拉杆天线必须一直处于拉开状态才能稳定的进行通信，不便携带，用户体验差。

本发明的内外置天线智能切换电路集成设置有内外置天线，通过设置主路天线切换模块，并使其分别与内置主天线信号接收单元和外置天线相连，能够自动的切换主路天线的类型；通过使主控模块分别连接信号传输单元和辅路天线信号接收单元，能够接收主天线信号和辅路天线信号，便于根据接收到的信号强度对内外置天线进行切换；通过设置控制单元与主控模块相配合，能够对主路天线切换模块的引脚电平进行控制，从而控制内外置天线的切换。

优选的，所述内置主天线信号接收单元包括：内置主天线、第一电容、第二电容、第一电阻和第一射频测试座；所述第一电阻一端与所述内置主天线相连，另一端与所述第一射频测试座的第二引脚相连；所述第一电容一端与所述内置主天线相连，另一端接地；所述第二电容一端与所述第一射频测试座的第二引脚相连，另一端接地。第一电容、第二电容和第一电阻构成了滤波网络，能够提高接收到的信号的质量；设置第一射频测试座则便于对内置主天线进行调试测试，以使内置主天线的性能达到最优。

优选的，所述控制单元包括第三电阻、第四电阻和用于测试电压的测试端；所述测试端与所述主路天线切换模块的第四引脚相连；所述第三电阻一端与所述主路天线切换模块的第四引脚相连，另一端接地；所述第四电阻一端与所述主路天线切换模块的第四引脚相连，另一端连接有所述主控模块的控制引脚。主控模块通过控制控制引脚的电平状态进而控制主路天线切换模块对内外置天线的切换，从而保证最佳的信号接收质量。具体的，当系统要切换到外置天线时，控制引脚触发高电平，主路天线切换模块工作状态为：外置天线连通主控模块，内置主天线通过第二电阻接地；当系统要切换到内置主天线时，控制引脚触发低电平，主路天线切换模块工作状态为：内置主天线连通主控模块，外置天线通过第二电阻接地。

优选的，所述信号传输单元包括：第五电阻、第一电感和第二电感；所述第五电阻的第一引脚与所述主路天线切换模块的第十二引脚相连，所述第五电阻的第二引脚与所述主控模块的第一信号接入引脚相连；所述第一电感的一端与所述主路天线切换模块的第十二引脚相连，另一端接地；所述第二电感一端与所述第五电阻的第二引脚相连，另一端接地。信号传输单元将主路天线信号传递到主控模块中，主控模块根据该信号的信号强度执行相应的天线切换操作。

优选的，所述辅路天线信号接收单元包括：第四电容、第二射频测试座、第三电感、第四电感和第六电阻；所述第四电容一端连接有内置辅助天线，另一端连接有所述第二射频测试座的第二引脚；所述第三电感的一端与所述第二射频测试座的第一引脚相连，另一端接地；所述第六电阻的第一引脚与所述第二射频测试座的第一引脚相连，所述第六电阻的第二引脚连接有所述主控模块的第二信号接入引脚；所述第四电感的一端与所述第六电阻的第二引脚相连，另一端接地。辅路天线信号接收单元将辅路天线信号传递到主控模块中，主控模块通过将该信号的信号强度与主路天线信号强度相对比，能够确定当前主路天线的信号类型。

优选的，本发明的切换电路还包括第三电容和第二电阻；所述主路天线切换模块的第二引脚连接有电源信号；所述第三电容一端与所述电源信号相连，另一端接地；所述第二电阻一端与所述主路天线切换模块的第八引脚相连，另一端接地。

本发明还提供了一种内外置天线智能切换方法，该方法应用上述的内外置天线智能切换电路，包括：

检测主路天线接收信号的强度；

对比主路天线接收信号的强度与第一预设值，并根据该对比结果对内外置天线进行切换。

现有技术中，内外置天线的切换是通过检测是否有外置天线接入来判断的，但是，当外置天线接收到的信号强度不如内置天线时，这种方法不能提供最佳的信号切换方案，无法获得最佳的信号切换质量。

本发明的内外置天线信号切换方法能够通过对比接收到的信号强度自动切换内外置天线，从而保证了良好的信号接收质量，提高了终端的信号收发能力。

优选的，在对比主路天线接收信号的强度与第一预设值之后，还包括：检测辅路天线接收信号的强度；计算所述主路天线接收信号的强度与所述辅路天线接收信号的强度的差值。

进一步的，若所述主路天线接收信号的强度高于所述第一预设值时，当所述差值不低于第二预设值时，不进行操作；当所述差值低于第二预设值时，切换到内置主天线；

若所述主路天线接收信号的强度不高于第一预设值，当所述差值低于第二预设值时，切换到内置主天线；当所述差值不低于第二预设值且低于第三预设值时，切换到外置天线；当所述差值不低于第三预设值时，此时为外置天线，不进行操作。

优选的，当切换到外置天线时，提醒用户拉出外置天线。

本发明还提供了一种内外置天线智能切换设备，包括：外壳，所述外壳内设置有电路板，所述电路板上集成有上述的内外置天线智能切换电路。

本发明的内外置天线智能切换设备能够智能切换内外置天线，信号接收质量好；且整体结构简单，体积小，便于携带。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明的内外置天线智能切换电路集成设置有内外置天线，整体电路结构，切换高效，能够适应不同应用场景的使用需求；

(2)通过设置主路天线切换模块，并使其分别与内置主天线信号接收单元和外置天线相连，能够自动的切换主路天线的类型；

(3)通过使主控模块分别连接信号传输单元和辅路天线信号接收单元，能够接收主天线信号和辅路天线信号，便于根据接收到的信号强度对内外置天线进行切换；

(4)通过设置控制单元与主控模块相配合，能够对主路天线切换模块的引脚电平进行控制，从而控制内外置天线的切换。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的内外置天线智能切换电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的内置主天线信号接收单元的电路示意图；

图3为本发明实施例提供的主路天线切换模块的电路示意图；

图4为本发明实施例提供的控制单元的电路示意图；

图5为本发明实施例提供的信号传输单元的电路示意图；

图6为本发明实施例提供的辅路天线信号接收单元的电路示意图；

图7为本发明实施例提供的内外置天线切换方法的流程框图。

其中：

10-内置主天线信号接收单元； 20-外置天线；

30-主路天线切换模块； 40-信号传输单元；

50-控制单元； 60-主控模块；

601-第一信号接入引脚； 602-控制引脚；

603-第二信号接入引脚； 70-辅路天线信号接收单元。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了更加清晰的对本发明中的技术方案进行阐述，下面以具体实施例的形式进行说明。

实施例

参阅图1-7所示，本实施例提供了一种内外置天线智能切换电路。如图1所示，包括：用于切换主路天线类型的主路天线切换模块30、用于接收内置主天线信号的内置主天线信号接收单元10、外置天线20、用于接收内置辅助天线信号的辅路天线信号接收单元70、用于对内外置天线20的切换进行控制的主控模块60、用于传递主控模块60控制信号的控制单元50以及用于将接收到的主路天线信号传递到主控模块60中的信号传输单元40；图中，主路天线切换模块30为U132，外置天线20为TP。

其中，信号传输单元40和辅路天线信号接收单元70均与主控模块60相连以将接收到的主路天线信号和辅路天线信号传递到主控模块60中；内置主天线信号接收单元10与主路天线切换模块30的第六引脚相连；外置天线20与主路天线切换模块30的第十引脚相连；控制单元50与主路天线切换模块30的第四引脚相连以对主路天线切换模块30的第四引脚电平进行控制；信号传输单元40与主路天线切换模块30的第十二引脚相连。

如图2所示，内置主天线信号接收单元10包括：内置主天线ANT88&ANT89、第一电容C1327、第二电容C1328、第一电阻R689和第一射频测试座J12；第一电阻R689一端与内置主天线ANT88&ANT89相连，另一端与第一射频测试座J12的第二引脚相连；第一电容C1327一端与内置主天线ANT88&ANT89相连，另一端接地；第二电容C1328一端与第一射频测试座J12的第二引脚相连，另一端接地。其中，第一电容C1327、第二电容C1328和第一电阻R689构成了滤波网络，能够提高接收到的信号的质量。

如图3所示，本实施例的电路还包括第三电容C809和第二电阻R808；主路天线切换模块30的第二引脚连接有电源信号VDD；第三电容C809一端与电源信号VDD相连，另一端接地；第二电阻R808一端与主路天线切换模块30的第八引脚相连，另一端接地。

如图4所示，控制单元50包括第三电阻R810、第四电阻R809和用于测试电压的测试端JP55；测试端JP55与主路天线切换模块30的第四引脚相连；第三电阻R810一端与主路天线切换模块30的第四引脚相连，另一端接地；第四电阻R809一端与主路天线切换模块30的第四引脚相连，另一端连接有主控模块60的控制引脚602M_D_SWITCH。主控模块60通过控制控制引脚602的电平状态进而控制主路天线切换模块30对内外置天线20的切换，从而保证最佳的信号接收质量。具体的，当系统要切换到外置天线20时，控制引脚602触发高电平，主路天线切换模块30工作状态为：外置天线20连通主控模块60，内置主天线通过第二电阻R808接地；当系统要切换到内置主天线时，控制引脚602触发低电平，主路天线切换模块30工作状态为：内置主天线连通主控模块60，外置天线20通过第二电阻R808接地。

如图5所示，信号传输单元40包括：第五电阻R245、第一电感L161和第二电感L162；第五电阻R245的第一引脚与主路天线切换模块30的第十二引脚相连，第五电阻R245的第二引脚与主控模块60的第一信号接入引脚601相连；第一电感的L161一端与主路天线切换模块30的第十二引脚相连，另一端接地；第二电感L162一端与第五电阻R245的第二引脚相连，另一端接地。

如图6所示，辅路天线信号接收单元70包括：第四电容C808、第二射频测试座J56、第三电感L163、第四电感L164和第六电阻R267；第四电容C808一端连接有内置辅助天线DRX450，另一端连接有第二射频测试座J56的第二引脚；第三电感L163的一端与第二射频测试座J56的第一引脚相连，另一端接地；第六电阻的第一引脚与第二射频测试座J56的第一引脚相连，第六电阻R267的第二引脚连接有主控模块60的第二信号接入引脚603；第四电感L164的一端与第六电阻R267的第二引脚相连，另一端接地。辅路天线信号接收单元70将辅路天线信号传递到主控模块60中，主控模块60通过将该信号的信号强度与主路天线信号强度相对比，能够确定当前主路天线的信号类型。

本实施例的切换电路的切换方法如下，

首先，检测主路天线接收信号的强度；然后，对比主路天线接收信号的强度与第一预设值；接着，检测辅路天线接收信号的强度；计算所述主路天线接收信号的强度与所述辅路天线接收信号的强度的差值；最后，根据该对比结果对内外置天线20进行切换。

具体的，如图7所示，本实施例的切换方法如下：

首先检测Rx0，并对比主路天线接收信号的强度与第一预设值的大小；

若Rx0≤-110dBm，继续计算Rx0与Rx1的差值，当5≤|Rx0-Rx1|＜15时，切换到外置天线20，并提醒用户拉出外置天线20；当|Rx0-Rx1|＜5时，切换到内置主天线，当|Rx0-Rx1|≥15时，此时主路天线为外置天线20，不进行操作；

若Rx0＞-110dBm，计算Rx0与Rx1的差值，当|Rx0-Rx1|＜5时，切换到内置主天线；当|Rx0-Rx1|≥5时，不进行操作。

其中，主路天线接收信号的强度为Rx0，辅路天线接收信号的强度为Rx1，第一预设值为-110dBm，第二预设值为5，第三预设值为15。实际上，第二预设值和第三预设值的确定是根据内置主天线和内置辅助天线的安装环境确定的，具体数值可根据实际进行调整。

本实施例还提供了一种内外置天线智能切换设备，包括：外壳，外壳内设置有电路板，电路板上集成有上述的内外置天线智能切换电路。

总之，本发明的内外置天线智能切换电路集成设置有内外置天线，能够根据不同应用场景切换内外置天线，从而有效提高接收信号的质量，提高便携性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种内外置天线智能切换电路，其特征在于，包括：用于切换主路天线类型的主路天线切换模块、用于接收内置主天线信号的内置主天线信号接收单元、外置天线、用于接收内置辅助天线信号的辅路天线信号接收单元、用于对内外置天线的切换进行控制的主控模块、用于传递所述主控模块控制信号的控制单元以及用于将接收到的主路天线信号传递到主控模块中的信号传输单元；

所述信号传输单元和所述辅路天线信号接收单元均与所述主控模块相连以将接收到的主路天线信号和辅路天线信号传递到所述主控模块中；所述内置主天线信号接收单元与所述主路天线切换模块的第六引脚相连；所述外置天线与所述主路天线切换模块的第十引脚相连；所述控制单元与所述主路天线切换模块的第四引脚相连以对所述主路天线切换模块的第四引脚电平进行控制；所述信号传输单元与所述主路天线切换模块的第十二引脚相连；

所述内外置天线智能切换电路的切换方法包括：

检测主路天线接收信号的强度；

对比主路天线接收信号的强度与第一预设值，并根据对比结果对内外置天线进行切换；

在对比主路天线接收信号的强度与第一预设值之后，还包括：检测辅路天线接收信号的强度；计算所述主路天线接收信号的强度与所述辅路天线接收信号的强度的差值；

若所述主路天线接收信号的强度高于所述第一预设值时，当所述差值不低于第二预设值时，不进行操作；当所述差值低于第二预设值时，切换到内置主天线；

若所述主路天线接收信号的强度不高于第一预设值，当所述差值低于第二预设值时，切换到内置主天线；当所述差值不低于第二预设值且低于第三预设值时，切换到外置天线；当所述差值不低于第三预设值时，此时为外置天线，不进行操作。

2.根据权利要求1所述的内外置天线智能切换电路，其特征在于，所述内置主天线信号接收单元包括：内置主天线、第一电容、第二电容、第一电阻和第一射频测试座；所述第一电阻一端与所述内置主天线相连，另一端与所述第一射频测试座的第二引脚相连；所述第一电容一端与所述内置主天线相连，另一端接地；所述第二电容一端与所述第一射频测试座的第二引脚相连，另一端接地。

3.根据权利要求1所述的内外置天线智能切换电路，其特征在于，所述控制单元包括第三电阻、第四电阻和用于测试电压的测试端；所述测试端与所述主路天线切换模块的第四引脚相连；所述第三电阻一端与所述主路天线切换模块的第四引脚相连，另一端接地；所述第四电阻一端与所述主路天线切换模块的第四引脚相连，另一端连接有所述主控模块的控制引脚。

4.根据权利要求1所述的内外置天线智能切换电路，其特征在于，所述信号传输单元包括：第五电阻、第一电感和第二电感；所述第五电阻的第一引脚与所述主路天线切换模块的第十二引脚相连，所述第五电阻的第二引脚与所述主控模块的第一信号接入引脚相连；所述第一电感的一端与所述主路天线切换模块的第十二引脚相连，另一端接地；所述第二电感一端与所述第五电阻的第二引脚相连，另一端接地。

5.根据权利要求1所述的内外置天线智能切换电路，其特征在于，所述辅路天线信号接收单元包括：第四电容、第二射频测试座、第三电感、第四电感和第六电阻；所述第四电容一端连接有内置辅助天线，另一端连接有所述第二射频测试座的第二引脚；所述第三电感的一端与所述第二射频测试座的第一引脚相连，另一端接地；所述第六电阻的第一引脚与所述第二射频测试座的第一引脚相连，所述第六电阻的第二引脚连接有所述主控模块的第二信号接入引脚；所述第四电感的一端与所述第六电阻的第二引脚相连，另一端接地。

6.根据权利要求1所述的内外置天线智能切换电路，其特征在于，还包括第三电容和第二电阻；所述主路天线切换模块的第二引脚连接有电源信号；所述第三电容一端与所述电源信号相连，另一端接地；所述第二电阻一端与所述主路天线切换模块的第八引脚相连，另一端接地。

7.一种内外置天线智能切换设备，其特征在于，包括：外壳，所述外壳内设置有电路板，所述电路板上集成有权利要求1-6任一项所述的内外置天线智能切换电路。

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