CN117856802A - 射频电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种射频电路及电子设备，属于电子设备技术领域。该射频电路包括：多个天线单元、多个天线匹配电路、射频单元和开关单元；每个所述天线单元均与一个所述天线匹配电路的第一端连接，所述天线匹配电路的第二端通过所述开关单元与所述射频单元连接；其中，通过所述开关单元将至少两个所述天线单元与所述射频单元连接，且至少两个所述天线单元形成天线簇。

Description

射频电路及电子设备

技术领域

本申请属于电子设备技术领域，具体涉及一种射频电路及电子设备。

背景技术

随着通信技术的发展，终端需要支持的天线频段也越来越多，天线的数量也在不断增加，终端对天线的带宽要求也在不断提高。由于终端中的器件也来越多，使得天线的净空越来越小，效率不断下降。

发明内容

本申请实施例提供一种射频电路及电子设备，能够解决现有的天线由于净空较小，效率较低的问题。

第一方面，提供了一种射频电路，包括：多个天线单元、多个天线匹配电路、射频单元和开关单元；

每个所述天线单元均与一个所述天线匹配电路的第一端连接，所述天线匹配电路的第二端通过所述开关单元与所述射频单元连接；

其中，通过所述开关单元将至少两个所述天线单元与所述射频单元连接，且至少两个所述天线单元形成天线簇。

第二方面，提供了一种电子设备，包括：如第一方面所述的射频电路。

在本申请实施例公开了一种射频电路，射频电路可以包括多个天线单元、多个天线匹配电路、射频单元和开关单元，每个天线单元均与一个天线匹配电路的第一端相连，天线匹配电路的第二端通过开关单元与射频单元连接；其中，通过开关单元将至少两个天线单元与射频单元连接，且至少两个天线单元形成天线簇。本申请实施例通过将多个天线单元中的两个组成天线簇，其他的天线单元作为天线簇的寄生天线，可以拓宽天线单元的带宽，使得天线单元的工作频段增加。

附图说明

图1是本申请的一个实施例提供的射频电路的结构示意图；

图2是本申请的一个实施例提供的另一射频电路的结构示意图。

其中，

100-电子设备、

210-第一天线辐射体、211-第一子天线辐射体、212-第二子天线辐射体、220-第二天线辐射体、230-第三天线辐射体、240-第一天线匹配电路、250-第二天线匹配电路、260-第三天线匹配电路、

300-射频单元、

400-开关单元、410-第一单刀单掷开关、420-第二单刀单掷开关、430-第三单刀单掷开关。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图1-2，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的一种射频电路及电子设备100进行详细地说明。

如图1-2所示，为该射频电路的结构示意图，该射频电路可以应用于电子设备100中。该射频电路可以包括：多个天线单元、多个天线匹配电路、射频单元300和开关单元400；每个天线单元均与一个天线匹配电路的第一端相连，天线匹配电路的第二端通过开关单元400与射频单元300连接；其中，通过开关单元400将至少两个天线单元与射频单元300连接，且至少两个天线单元形成天线簇。

也就是说，可以将多个天线单元中的至少两个天线单元形成天线簇，其他的天线单元可以作为该天线簇的寄生天线，可以拓宽天线的带宽，使得天线的工作频段增加，同时由于天线单元增多，可以使得天线单元的电磁波吸收比值(Specific Absorption Rate，SAR)分散开来，降低SAR值。

在本申请实施例中，射频电路可以包括多个天线单元、多个天线匹配电路、射频单元300和开关单元400，每个天线单元均与一个天线匹配电路的第一端相连，天线匹配电路的第二端通过开关单元400与射频单元300连接；其中，通过开关单元400将至少两个天线单元与射频单元300连接，且至少两个天线单元形成天线簇。本申请实施例通过将多个天线单元中的两个组成天线簇，其他的天线单元作为天线簇的寄生天线，可以拓宽天线单元的带宽，使得天线单元的工作频段增加。

如图1所示，在本申请的一个可能的实施方式中，多个天线单元包括第一天线单元、第二天线单元和第三天线单元，第一天线单元包括第一子天线辐射体211，第二天线单元包括第二子天线辐射体212，第三天线单元包括第二天线辐射体220，第一子天线辐射体211与第二子天线辐射体212相连接，且形成第一天线辐射体210，第一天线辐射体210与第二天线辐射体220间隔设置；多个天线匹配电路包括第一天线匹配电路240、第二天线匹配电路250和第三天线匹配电路260；第一子天线辐射体211与第一天线匹配电路240的第一端连接，第二子天线辐射体212与第二天线匹配电路250的第一端连接，第二天线辐射体220与第三天线匹配电路260的第一端连接，第一天线匹配电路240的第二端、第二天线匹配电路250的第二端和第三天线匹配电路260的第二端均与开关单元400的第一端连接，开关单元400的第二端与射频单元300连接。

其中，在开关单元400与第一天线辐射体210导通的情况下，第一子天线辐射体211和第二子天线辐射体212处于工作状态，且第一子天线辐射体211和第二子天线辐射体212形成第一天线簇，第二天线辐射体220为第一天线簇的寄生天线；在开关单元400与第二天线辐射体220导通的情况下，第二天线辐射体220处于工作状态，第一天线辐射体210为第二天线辐射体220的寄生天线。

也就是说，第一子天线辐射体211和第二子天线辐射体212可以形成第一天线簇，第二天线辐射体220可以作为该第一天线簇的寄生天线，可以增加天线单元的带宽，使得天线的工作频段增加。其中，第二天线辐射体220可以位于第一天线辐射体210的左侧，也可以位于第一天线辐射体210的右侧，也可以位于其他位置，只要处于第一天线辐射体210的周围即可。天线簇中的天线可以是是任意形式的天线，天线簇是由两个及两个以上结构基本相同的单元组合而成。

具体地，第一天线辐射体210为天线簇，其包括第一子天线辐射体211和第二子天线辐射体212，第一子天线辐射体211和第二子天线辐射体212均具有接地点，用于连接地线，第一子天线辐射体211与第一天线匹配电路240的第一端连接，第二子天线辐射体212与第二天线匹配电路250的第一端连接，第一天线匹配电路240的第二端、第二天线匹配电路250的第二端均与开关单元400的第一端连接，开关单元400的第二端与射频单元300连接。第一天线辐射体210可以工作在第一频段，形成第一天线簇，其工作频点为f1，第一天线辐射体210为单一频段天线。

在第一辐射体的左侧具有一个第二天线辐射体220，该第二天线辐射体220可以为电子设备100原有的结构，例如一些器件，如摄像头、电池等的支架，还可以是其他可以辐射出信号的单元等。第二天线辐射体220与第一天线辐射体210的相对位置可以是任意位置，可以是位于第一天线辐射体210的左侧，也可以是位于第一天线辐射体210的右侧，也可以是位于第一天线辐射体210的其他位置，只要是位于第一天线辐射体210的周围即可。第二天线辐射体220具有接地点，用于连接地线，第二天线辐射体220与第三天线匹配电路260的第一端连接，第三天线匹配电路260的第二端与开关单元400的第一端连接，开关单元400的第二端与射频单元300连接。第二天线辐射体220的结构可以与第一天线辐射体210的结构相同或相似，其工作频点为f3，第二天线辐射体220为单一频段天线。

在开关单元400与第一天线辐射体210连通的情况下，第一子天线辐射体211和第二子天线辐射体212形成第一天线簇进行工作，第一天线辐射体210为馈入单元，第二天线辐射体220为寄生单元，用以拓宽第一天线辐射体210的工作带宽，天线单元工作在f1状态，此时形成天线簇与寄生天线组合的新的天线形式，可以进一步拓宽第一天线辐射体210，即第一天线簇的工作带宽，提高天线单元的工作效率；在天线单元与第二天线辐射体220连通的情况下，第二天线辐射体220进行工作，第二天线辐射体220为馈入单元，第一天线辐射体210为寄生单元，用以拓宽第二天线辐射体220的工作带宽，天线工作在f3状态。

其中，开关单元400可以是一个单刀双掷开关，也可以是两个单刀单掷开关，为了更好地对接入的天线进行控制，在本申请的一个实施方式中，开关单元400包括：第一单刀单掷开关410和第二单刀单掷开关420；第一单刀单掷开关410的第一端与第三天线匹配电路260的第二端连接，第一单刀单掷开关410的第二端与射频单元300连接；第二单刀单掷开关420的第一端分别与第一天线匹配电路240的第二端和第二天线匹配电路250的第二端连接，第二单刀单掷开关420的第二端与射频单元300连接。

也就是说，可以通过控制与天线辐射体连接的开关的导通状态，来控制天线辐射体的工作状态，以使得天线单元可以工作在不同的频段。

在本申请的一个实施方式中，天线单元还可以包括第三单刀单掷开关430；第三单刀单掷开关430的第一端与第一子天线辐射体211连接，第三单刀单掷开关430的第二端与第一天线匹配电路240的第一端连接。

其中，在第一单刀单掷开关410开关导通，第二单刀单掷开关420和第三单刀单掷开关430断开的情况下，第二天线辐射体220处于工作状态，第一天线辐射体210为第二天线辐射体220的寄生天线；在第一单刀单掷开关410断开，第二单刀单掷开关420和第三单刀单掷开关430导通的情况下，第一子天线辐射体211和第二子天线辐射体212均处于工作状态，且第一子天线辐射体211和第二子天线辐射体212形成第一天线簇，第二天线辐射体220为第一天线簇的寄生天线；在第一单刀单掷开关410和第二单刀单掷开关420导通，第三单刀单掷开关430断开的情况下，第一天线辐射体210和第二天线辐射体220形成第二天线簇。

在本申请实施例中，可以在第一天线辐射体210中的一个子天线辐射体的通路中增加开关，以使得第一天线辐射体210可以形成两个天线，也就是说，在第三单刀单掷开关430断开的情况下，第一天线辐射体210为单天线，其结构为两个基本相同的天线组成的一个新的单天线，也即第一子天线辐射体211和第二子天线辐射体212形成一个天线，只采用一个馈电点进行馈电，其工作频点为f2，由于此时的天线结构为两个天线组成，因此，f2≈0.5f1。

具体地，在仅第一单刀单掷开关410闭合的情况下，第二天线辐射体220进行工作，第二天线辐射体220为馈入单元，第一天线辐射体210为寄生单元，用以拓宽第二天线辐射体220的工作带宽，天线工作在f3状态。在第二单刀单掷开关420和第三单刀单掷开关430闭合，第一单刀单掷开关410断开的情况下，第一天线辐射体210进行工作，第一天线辐射体210为馈入单元，第二天线辐射体220为寄生单元，用以拓宽第一天线辐射体210的工作带宽，天线单元工作在f1状态，此时形成天线簇与寄生天线组成的新的天线形式，可以进一步拓宽第一天线辐射体210，即第一天线簇的工作带宽，提高天线单元的工作效率。在第一单刀单掷开关410和第二单刀单掷开关420闭合，第三单刀单掷开关430断开的情况下，形成一个新的天线簇，即第二天线簇，天线单元工作在f2状态，可以通过控制权重系数动态调整频带的范围。

通过上述实施例，可以使得天线单元工作具有不同的工作带宽，满足多种场景需求。在电子设备100处于较好的信号环境中，可仅第二天线辐射体220馈入工作，第一天线辐射体210作为寄生天线，简化电子设备100的工作逻辑；当电子设备100处于弱信号环境中或者通话场景中，第二天线辐射体220与第一天线辐射体210同时馈入工作，可根据实际场景需求利用开关单元400控制f1和f2的工作频段，此时天线簇有更好的方向性和更宽的带宽。

本申请实施例，通过开关单元400控制天线单元以第一天线簇或第二天线簇的状态进行工作，从而实现天线单元在多个频段之间相互切换，使得天线单元具有多频段、高天线辐射效率和更优的方向性系数。

如图2所示，在本申请的一个可能的实施方式中，多个天线包括第一天线单元、第二天线单元和第三天线单元，第一天线单元包括第一天线辐射体210，第二天线单元包括第二天线辐射体220，第三天线单元包括第三天线辐射体230；多个天线匹配电路包括第一天线匹配电路240、第二天线匹配电路250和第三天线匹配电路260；第一天线辐射体210与第一天线匹配电路240的第一端连接，第二天线辐射体220与第二天线匹配电路250的第一端连接，第三天线辐射体230与第三天线匹配电路260的第一端连接，第一天线匹配电路240的第二端、第二天线匹配电路250的第二端和第三天线匹配电路260的第二端均与开关单元400的第一端连接，开关单元400的第二端与射频单元300连接。

其中，在开关单元与其中两个天线辐射体导通的情况下，两个天线辐射体形成天线簇，另一个天线辐射体为天线簇的寄生天线。

也就是说，除上述实施例中的第一天线辐射体210本身即为一个天线簇的情况外，还可以是利用两个天线辐射体形成天线簇，即通过该第一天线辐射体210和第二天线辐射体220共同形成一个天线簇，第三天线辐射体230可以作为寄生单元进行工作。也可以是第一天线辐射体210和第三天线辐射体230共同形成一个天线簇，第二天线辐射体220作为寄生单元，具体的可以根据实际应用，以及各个天线簇的工作频段来确定哪些天线辐射体共同作为天线簇。

在本申请实施例中，通过一个馈电端口，连接开关单元400，开关单元400连接多个单独的天线辐射体，其中两个天线辐射体导通时可以形成天线簇，其他天线辐射体可以作为寄生单元。在电子设备100处于弱信号环境或者较高要求的方向性的情况下，根据电子设备100需要的频段通过开关单元400切换形成不同的频段的天线簇；当电子设备100的信号环境较好或者对天线的方向性要求不高的场景中，可控制不同频段的单个天线辐射体导通，进行单独工作，可以使得天线单元具有多个工作频段，还可以形成多个不同的天线簇，进一步增加天线单元的工作频段。

其中，开关单元400可以是一个单刀三掷开关，以使得不同的天线辐射体单独接入电路中，也可以是三个单刀单掷开关，使得天线辐射体可以单独，也可以共同接入电路中。

在本申请的一个可能的实施方式中，开关单元400包括：三个单刀单掷开关；每个单刀单掷开关的第一端分别与第一天线匹配电路240的第二端、第二天线匹配电路250的第二端和第三天线匹配电路260的第二端连接，每个单刀单掷开关的第二端均与射频单元300连接。

也就是说，通过三个单刀单掷开关控制三个天线辐射体工作，使得天线单元可以工作在不同的频段，还可以形成多个不同的天线簇，进一步增加天线单元的工作频段。

在本申请的一个可能的实施方式中，射频电路还可以包括：控制单元，控制单元与开关单元400连接，控制单元用于控制开关单元400的导通或关断。

也就是说，可以通过控制单元来控制开关单元400的导通或关断，使得不同的天线辐射体接入电路中，进而实现天线单元工作在不同的频段，增加天线单元的工作带宽。

在本申请的一个可能的实施方式中，天线匹配电路可以包括电容或电感。

也就是说，可以通过在不同的天线辐射体的通路上设置不同的电容或电感，使得不同通路匹配到不同的发射功率，使得不同的天线辐射体可以工作在不同的频段。

在本申请的一个可能的实施方式中，天线匹配电路包括电容和电感，电感的第一端分别与天线单元和电容的第一端连接，电感的第二端接地，电容的第二端与开关单元400连接。

在本申请实施例中，可以通过并联的电容和电感实现不同通路匹配到不同的发射功率，以使得不同的天线辐射体可以工作在不同的频段。同时还可以减少驻波，使信号在传输中能量损耗最小。

本申请还提供了一种电子设备100，该电子设备100可以包括上述任一实施例提供的射频电路。且具有相同的效果，本实施例中不再赘述。

其中，电子设备100除了包括上述实施例提供的射频电路外，还可以包括天线支架、主板、中框等结构，以及电池、显示屏、摄像模组等结构，本申请中不做具体说明。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

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，本申请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终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种射频电路，其特征在于，包括：多个天线单元、多个天线匹配电路、射频单元和开关单元；

每个所述天线单元均与一个所述天线匹配电路的第一端连接，所述天线匹配电路的第二端通过所述开关单元与所述射频单元连接；

其中，通过所述开关单元将至少两个所述天线单元与所述射频单元连接，且至少两个所述天线单元形成天线簇。

2.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述多个天线单元包括第一天线单元、第二天线单元和第三天线单元，所述第一天线单元包括第一子天线辐射体，第二天线单元包括第二子天线辐射体，第三天线单元包括第二天线辐射体，所述第一子天线辐射体与所述第二子天线辐射体相连接，且形成第一天线辐射体，所述第一天线辐射体与所述第二天线辐射体间隔设置；所述多个天线匹配电路包括第一天线匹配电路、第二天线匹配电路和第三天线匹配电路；

所述第一子天线辐射体与所述第一天线匹配电路的第一端连接，所述第二子天线辐射体与所述第二天线匹配电路的第一端连接，所述第二天线辐射体与所述第三天线匹配电路的第一端连接，所述第一天线匹配电路的第二端、所述第二天线匹配电路的第二端和所述第三天线匹配电路的第二端均与所述开关单元的第一端连接，所述开关单元的第二端与所述射频单元连接；

其中，在所述开关单元与所述第一天线辐射体导通的情况下，所述第一子天线辐射体和所述第二子天线辐射体处于工作状态，且所述第一子天线辐射体和所述第二子天线辐射体形成第一天线簇，所述第二天线辐射体为所述第一天线簇的寄生天线；在所述开关单元与所述第二天线辐射体导通的情况下，所述第二天线辐射体处于工作状态，所述第一天线辐射体为所述第二天线辐射体的寄生天线。

3.根据权利要求2所述的射频电路，其特征在于，所述开关单元包括：第一单刀单掷开关和第二单刀单掷开关；

所述第一单刀单掷开关的第一端与所述第三天线匹配电路的第二端连接，所述第一单刀单掷开关的第二端与所述射频单元连接；所述第二单刀单掷开关的第一端分别与所述第一天线匹配电路的第二端和所述第二天线匹配电路的第二端连接，所述第二单刀单掷开关的第二端与所述射频单元连接。

4.根据权利要求3所述的射频电路，其特征在于，所述天线单元还包括：第三单刀单掷开关；

所述第三单刀单掷开关的第一端与所述第一子天线辐射体连接，所述第三单刀单掷开关的第二端与所述第一天线匹配电路的第一端连接；

其中，在所述第一单刀单掷开关导通，所述第二单刀单掷开关和所述第三单刀单掷开关断开的情况下，所述第二天线辐射体处于工作状态，所述第一天线辐射体为所述第二天线辐射体的寄生天线；在所述第一单刀单掷开关断开，所述第二单刀单掷开关和所述第三单刀单掷开关导通的情况下，所述第一子天线辐射体和所述第二子天线辐射体均处于工作状态，且所述第一子天线辐射体和所述第二子天线辐射体形成第一天线簇，所述第二天线辐射体为所述第一天线簇的寄生天线；在所述第一单刀单掷开关和所述第二单刀单掷开关导通，所述第三单刀单掷开关断开的情况下，所述第一天线辐射体和所述第二天线辐射体形成第二天线簇。

5.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述多个天线包括第一天线单元、第二天线单元和第三天线单元，所述第一天线单元包括第一天线辐射体，所述第二天线单元包括第二天线辐射体，所述第三天线单元包括第三天线辐射体；所述多个天线匹配电路包括第一天线匹配电路、第二天线匹配电路和第三天线匹配电路；

所述第一天线辐射体与所述第一天线匹配电路的第一端连接，所述第二天线辐射体与所述第二天线匹配电路的第一端连接，所述第三天线辐射体与所述第三天线匹配电路的第一端连接，所述第一天线匹配电路的第二端、所述第二天线匹配电路的第二端和所述第三天线匹配电路的第二端均与所述开关单元的第一端连接，所述开关单元的第二端与所述射频单元连接；

其中，在所述开关单元与其中两个天线辐射体导通的情况下，两个所述天线辐射体形成天线簇，另一个天线辐射体为所述天线簇的寄生天线。

6.根据权利要求5所述的射频电路，其特征在于，所述开关单元包括：三个单刀单掷开关；

每个所述单刀单掷开关的第一端分别与所述第一天线匹配电路的第二端、所述第二天线匹配电路的第二端和所述第三天线匹配电路的第二端连接，每个所述单刀单掷开关的第二端均与所述射频单元连接。

7.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述射频电路还包括：控制单元，所述控制单元与所述开关单元连接，所述控制单元用于控制所述开关单元的导通或关断。

8.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述天线匹配电路包括电容或电感。

9.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述天线匹配电路包括电容和电感，所述电感的第一端分别与所述天线单元和电容的第一端连接，所述电感的第二端接地，所述电容的第二端与所述开关单元连接。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一项所述的射频电路。