CN201717941U - 一种手机及其电视内置天线动态调谐装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种手机及其电视内置天线动态调谐装置。手机电视内置天线动态调谐装置包括手机基带电路和电子调谐电路，电子调谐电路的输出耦合至手机中的电视接收芯片；电子调谐电路包括频段选择开关及多个调谐网络，频段选择开关和调谐网络分别与手机基带电路相连；其中手机基带电路包括：频段选择信号接收模块、频道选择信号接收模块、电视接收芯片频段设置控制模块、电视接收芯片频道设置控制模块、频段选择开关控制模块及调谐网络控制模块。本实用新型可以动态地改变最佳接收频率点，使其与当前要收看的电视频道同步，以实现最佳灵敏度动态调谐匹配，提高了天线系统的接收灵敏度。此外还具有性能稳定、成本低、体积小的优势。

Description

一种手机及其电视内置天线动态调谐装置 

技术领域

本实用新型涉及通信设备，更具体地说，涉及一种内置于便携式通信设备中的电视接收机的电视内置天线动态调谐装置。 

背景技术

随着通信网络的发展及业务的不断扩展，移动通信终端设备例如手机已成为人们日常工作、生活的必需品。用户对手机的功能要求也越来越多，例如许多用户希望手机配置电视功能，以方便在空闲时间收看其感兴趣的节目。由此手机制造商研制出带有电视功能的手机。目前手机电视的天线可分为内置和外置天线两种。 

手机电视的接收频率范围是从150MHz-870MHz，为了能正常接收宽频带的信号，手机电视的天线必须具有相应的工作带宽。 

为了获得很宽的工作带宽，现有的手机电视天线大多数都采用了拉杆天线的形式，在工作的时候通过人为调整天线长度的方式来调整天线的工作频带。这种方式有如下缺点：1，尺寸较大，为了达到足够的带宽，天线全部拉出时长度会超过30cm，不方便携带。2，无法做成内置天线，影响产品外观。3，手动调谐时由于人手的接触，影响调谐精度。 

内置天线采用PCB板制作，优点是体积小，使用方便，因此手机电视内置天线已经成为一种趋势。但其还存在一些不足之处，例如接收灵敏度低，天线带宽窄，方向性强。 

由于做成内置天线后，长度缩短，会导致接收灵敏度下降，天线带宽变窄。一般而言，在150MHz-870MHz的通带范围内，如图1所示为现有技术的电视内置天线的频带图，图中可以看出该天线的频带只能覆盖很窄的区域。即只有一个频率点(固定的)的接收灵敏度是最高的，其他频率点都比这个频率点低。而 且越靠通带边缘接收灵敏度降得越低。因此，现有内置天线技术存在内置天线带宽变窄后引起的不同频率下，接收灵敏度不同的问题。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的手机电视内置天线最佳接收频率点固定，不同频率下接收灵敏度不同的缺陷，提供一种手机电视内置天线动态调谐装置。 

本实用新型要解决的另一技术问题在于，针对现有技术的手机电视内置天线最佳接收频率点固定，不同频率下接收灵敏度不同的缺陷，提供一种配置有手机电视内置天线动态调谐装置的手机。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种手机电视内置天线动态调谐装置，其特征在于，包括手机基带电路，及与手机电视内置天线和所述手机基带电路相连的电子调谐电路，所述电子调谐电路的输出耦合至手机中的电视接收芯片；其中，所述电子调谐电路包括频段选择开关及多个调谐网络，所述频段选择开关和所述调谐网络分别与所述手机基带电路相连；其中，所述手机基带电路包括： 

频段选择信号接收模块； 

频道选择信号接收模块； 

电视接收芯片频段设置控制模块，用于基于所接收的频段选择信号控制电视接收芯片调整到所选择的频段； 

电视接收芯片频道设置控制模块，用于基于所接收的频道选择信号控制电视接收芯片调谐到所选择的频道； 

频段选择开关控制模块，用于基于所接收的频段选择信号控制所述频段选择开关将所述内置天线连接至所述多个调谐网络中的一个相应的调谐网络，以将所述电子调谐电路设置在所选择的频段； 

调谐网络控制模块，用于基于所接收的频道选择信号对所述相应的调谐网络进行调整，以使电子调谐电路到达所选择频道的调谐点。 

在本实用新型所述的手机电视内置天线动态调谐装置中，所述手机基带电 路还包括： 

电视信号强度信息接收模块，用于接收来自电视接收芯片的电视信号强度信息； 

微调模块，用于基于接收到的电视信号强度信息对所述相应的调谐网络进行微调。

在本实用新型所述的手机电视内置天线动态调谐装置中，所述电子调谐电路包括数模转换器，所述多个调谐网络中的每一个都包括变容二极管，所述变容二极管的负极与所述数模转换器的输出端相连；所述数模转换器的输入端与所述手机基带处理器相连。 

本实用新型解决其技术问题所采用的另一技术方案是：构造一种手机，其特征在于，包括手机基带电路及与其相连的电视接收芯片，手机电视内置天线，以及连接在所述手机电视内置天线和所述电视接收芯片之间的电子调谐电路；所述电子调谐电路包括频段选择开关及多个调谐网络；所述频段选择开关和所述调谐网络分别与所述手机基带电路相连；其中，所述手机基带处理器包括： 

频段选择信号接收模块； 

频道选择信号接收模块； 

电视接收芯片频段设置控制模块，用于基于所接收的频段选择信号控制电视接收芯片调整到所选择的频段； 

电视接收芯片频道设置控制模块，用于基于所接收的频道选择信号控制电视接收芯片调谐到所选择的频道； 

频段选择开关控制模块，用于基于所接收的频段选择信号控制所述频段选择开关将所述内置天线连接至所述多个调谐网络中的一个相应的调谐网络，以将所述电子调谐电路设置在所选择的频段； 

调谐网络控制模块，用于基于所接收的频道选择信号对所述相应的调谐网络进行调整，以使电子调谐电路到达所选择频道的调谐点。 

在本实用新型所述的手机中，所述手机基带电路还包括： 

电视信号强度信息接收模块，用于接收来自电视接收芯片的电视信号强度信息； 

微调模块，用于基于接收到的电视信号强度信息对所述相应的调谐网络进行微调。

在本实用新型所述的手机中，所述电子调谐电路包括数模转换器，所述多个调谐网络中的每一个都包括变容二极管，所述变容二极管的负极与所述数模转换器的输出端相连；所述数模转换器的输入端与所述手机基带处理器相连。 

实施本实用新型，具有以下有益效果：本实用新型通过手机基带处理器对电子调谐电路进行控制，可以动态地改变最佳接收频率点，使其与当前要收看的电视频道同步，以实现最佳灵敏度动态调谐匹配。从而解决了天线带宽变窄的问题，进一步提高了天线系统的接收灵敏度。 

另外，由于采用软硬件结合来实现本实用新型的手机电视内置天线动态调谐装置，使得该装置具有性能稳定、成本低、体积小的优势。 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中： 

图1是现有技术的手机电视内置天线的频带图； 

图2是根据本实用新型一实施例的手机内置电视接收机的结构示意图； 

图3是根据本实用新型的手机中的手机基带电路的模块图； 

图4是根据本实用新型一实施例的手机内置电视接收机中的电子调谐电路的原理图； 

图5是根据本实用新型的手机电视内置天线动态调谐方法的流程图； 

图6是根据本实用新型一实施例的手机内置电视接收机的工作过程的流程图； 

图7是根据本实用新型的手机电视内置天线的频带图。 

具体实施方式

本实用新型构思一种电子调谐技术方案，利用本实用新型的技术方案可以抛弃大尺寸的拉杆天线而使用较小的内置天线并保证其接收性能。 

图2是根据本实用新型一实施例的手机内置电视接收机的结构示意图。如 图2所示，手机内置电视接收机包括手机电视内置天线6、电子调谐电路1、电视接收芯片2和手机基带电路3。其中，电子调谐电路1包括频段选择开关11、调谐网络12a-12c、低噪声放大器13a-3c及数模转换器(DAC)14。手机电视内置天线6连接于频段选择开关11。频段选择开关11的输出分别与第一调谐网络12a、第二调谐网络12b和第三调谐网络12c相连，用以将内置天线连接至与所选择的电视频段和频道对应的调谐网络。第一调谐网络12a、第二调谐网络12b和第三调谐网络12c分别通过低噪声放大器13a-13c连接至电视接收芯片2。 

在本实施例中，调谐网络12a-12c中的每一个都包括一个变容二极管，变容二极管的负极与数模转换器14的输出端相连。通过改变数模转换器的输出电压，即可改变变容二极管的电容，从而使电子调谐电路到达所选择频道的调谐点。为实现频段设置和频道调谐，手机基带电路3有一个I/O端口连接至频段选择开关11，用于输出频段选择信号；手机基带电路3还有一个I/O端口连接至DAC 14，用于接收来自手机基带电路3的数据并转换成模拟电压，从而生成输出控制电压。另外，手机基带电路3有一个I/O端口用于向电视接收芯片2发送控制信号，以控制电视接收芯片2调谐到所选择的频段和频道。作为选择，手机基带电路3有一个IO端口用于从电视接收芯片2接收关于电视信号强度信息的信号强度报告。 

在本实施例中，为了降低电路实现的难度，把整个频带分为三段分别调谐，三个调谐网络通过频段选择开关(例如可以选择单刀三掷的高频开关)11与内置天线6相连。调谐网络里包含有变容二极管，可以根据外加电压改变其电容量，从而改变网络的匹配参数，实现输入阻抗的转换。电子调谐电路的输入控制信号有两个，一个是频段选择信号，该信号决定内置天线与三个网络中的哪一个相连，该信号由手机基带电路提供。另一个控制信号是调谐电压，该信号由DAC模数转换器提供。在本实施例中，可在手机的存储器(例如非易失存储器FLASH)中存储电子调谐电路的频率-电压关系表或频率-电压关系算法，需要接收电视信号时，手机基带电路3，具体来说，是其中的调谐网络控制模块34调用该频率-电压关系表或频率-电压关系算法，基于所选择的频道查找 对应的数模转换器的输出电压，或者计算对应的数模转换器的输出电压，并控制数模转换器的输出。电子调谐电路的原理如图4所示。 

在本实施例中，调谐电压是连续可变的，可以获得很高的调谐精度。作为替代方案，在另一实施例中，可以取消数模转换器(DAC)，而使用若干个固定电压来实现分段调谐，但调谐精度会比较低。 

另外，还可使用其他调谐方法：例如，利用若干固定电容，通过开关选择，达到调谐目的；或者，利用几组固定分压，调谐变容二极管，达到调谐目的。前一种为固定电容法，可以省掉变容管和DAC；后一种为固定电阻法，可以省掉DAC。但这两种方法都属于不连续调谐，精度偏低。 

这两种方法都需要手机基带处理器参与，需要软件实现。在具体实施中，固定电容法利用几个固定电容替代变容二极管，并通过一个多路开关选择不同的电容(根据当前频率)，达到调谐的目的。此方案中，手机基带处理器基于所选择的频道，通过算法或查表方式得出需要接通哪个电容，并输出控制信号至多路开关，使其连接到所需要的那个电容。 

固定电阻法利用一个多路开关和几个固定电阻构成网络，取代DAC芯片，根据当前频率，匹配不同的电阻，分压后产生相应的电压值，去调谐变容二极管。此方案中，手机基带处理器基于所选择的频道，通过算法或查表方式得出需要匹配多大的电阻，并输出控制信号至多路开关，使其连接到所需要的匹配电阻。 

图3是根据本实用新型的手机中的手机基带电路3的模块图，手机基带电路3内含微处理器，可以对电子调谐电路1和电视接收芯片2进行控制。如图3所示，手机基带电路3包括频段选择信号接收模块31；频道选择信号接收模块32；电视接收芯片频段设置控制模块38，用于基于所接收的频段选择信号控制电视接收芯片调整到所选择的频段；电视接收芯片频道设置控制模块33，用于基于所接收的频道选择信号控制电视接收芯片调谐到所选择的频道；频段选择开关控制模块37，用于基于所接收的频段选择信号控制频段选择开关将内置天线连接至多个调谐网络中的一个相应的调谐网络，以将电子调谐电路设置在所选择的频段；调谐网络控制模块34，用于基于所接收的频道选择信号对所述相应的调 谐网络进行调整，以使电子调谐电路到达所选择频道的调谐点。还包括：电视信号强度信息接收模块35，用于接收来自电视接收芯片的电视信号强度信息；微调模块36，用于基于接收到的电视信号强度信息对电子调谐电路进行微调。图3中，电视信号强度信息接收模块35和微调模块36采用虚线框，表示这两个组件是可选项，在其他实施例中，也可以不包括这两个组件。 

相对于前述实施例，调谐网络12a-12c中的每一个都包括一个变容二极管，变容二极管的负极与数模转换器(DAC)14的输出端相连。频段选择开关11、和DAC 14分别接收频段选择开关控制模块37和调谐网络控制模块34的输出的频段选择信号和控制电压信号。 

图4是根据本实用新型一实施例的手机内置电视接收机中的电子调谐电路的原理图。如图4所示，天线通过频段选择开关U1与三个调谐网络相连。在本实施例中，频段选择开关采用的是单刀三掷的高频开关，其有三个输出端RX3、RX2和RX1，分别连接至第三调谐网络、第一调谐网络和第二调谐网络；其输入端V1、V2和V3(管脚1、12和4)连接于手机基带电路，用于接收频段选择信号。作为选择，频段选择开关还可以采用包含多个带通滤波器的一进多出选频模块来实现。 

第一调谐网络用于VHF1频段，如图4所示，其包括第二变容二极管D2、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第三电感L3、第四电感L4和第五电感L5。其中，第二变容二极管D2的正极通过第二电容C2与单刀三掷的高频开关U1的RX2端(管脚5)相连，第二变容二极管D2的负极通过第三电容C3与电视接收芯片的输入端相连；第三电感L3连接在单刀三掷的高频开关U1的RX2端(管脚5)和电视接收芯片的输入端之间；第四电感L4连接在第二电容C2和第二变容二极管D2的节点与地之间；第五电感L5连接在第三电容C3和第三电感L3的节点与地之间；此外，第二变容二极管D2的负极还通过第一电阻R1连接至DAC的输出端。 

第二调谐网络用于VHF2频段，如图4所示，其包括第三变容二极管D3、第三电阻R3和第六电感L6。其中，第三变容二极管D3的正极接地；第三变容二极管D3的负极通过第六电感L6连接于单刀三掷的高频开关U1的RX1 端(管脚8)，并通过第三电阻R3连接至DAC的输出端，还连接于电视接收芯片的输入端。 

第三调谐网络用于UHF频段，如图4所示，其包括第一变容二极管D1、第一电容C1、第四电容C4、第二电阻R2、第一电感L1、第二电感L2和第七电感L7。其中，第一变容二极管D1的正极通过第一电容C1与单刀三掷的高频开关U1的RX3端(管脚2)相连，第一变容二极管D2的负极通过第四电容C4与电视接收芯片的输入端相连；第一电感L1连接在单刀三掷的高频开关U1的RX3端(管脚2)和电视接收芯片的输入端之间；第二电感L2连接在第一电容C1和第一变容二极管D1的节点与地之间；第七电感L7连接在第四电容C4和第一电感L1的节点与地之间；此外，第一变容二极管D1的负极还通过第二电阻R2连接至DAC的输出端。 

另外，需要说明的是，信号从调谐网络输出后，在进入电视接收芯片之前，可先通过低噪声放大器(如图2中所示的13a-13c)进行放大。另外，虽然本实用新型是以三个调谐网络为例进行描述的，但本实用新型不限于此。本实用新型也可以包括二个调谐网络，或四个、五个或更多个调谐网络，以接收不同频段的节目。 

图5是根据本实用新型的手机电视内置天线动态调谐方法的流程图。如图5所示，在开始步骤510之后，进行步骤520，手机基带电路接收频段选择信号和频道选择信号。在步骤530，手机基带电路控制电视接收芯片调谐到所选择的频段和频道。在步骤540，手机基带电路基于所选择的频段通过频段选择开关将所述内置天线连接至电子调谐电路中多个调谐网络中的一个相应的调谐网络，以将所述电子调谐电路设置在所选择的频段。在步骤550，手机基带电路基于所选择的频道对相应的调谐网络进行调整，以使电子调谐电路到达所选择频道的调谐点。之后，在步骤560，电视接收芯片将接收到的电视信号的强度信息传送至所述手机基带电路。在步骤570，手机基带电路基于所接收到的电视信号的强度信息，对所述相应的调谐网络进行微调。步骤580，调谐过程结束。 

图5中，步骤560和步骤570是可选步骤，在一些实施例中，可以省去这 两个步骤，不进行微调。另外，在另一些实施例中，还可以重复进行步骤550和560，对电视信号强度进行实时监测，并据此对变容二极管进行微调。 

图6是根据本实用新型一实施例的手机内置电视接收机的工作过程的流程图，其对应于调谐网络包括变容二极管，通过DAC控制变容二极管的电容量的实施例。如图6所示，在步骤610，启动手机内置电视接收机，例如当接收到用户的指令后。在步骤620，对电视接收芯片进行初始化处理。在步骤630，当接收到用户的频段和频道选择指令后，手机基带电路将电视接收芯片设到用户所需的频段和频道。在步骤640，将电子调谐电路设置到工作频段(即所选择的频段)。在步骤650，手机基带电路基于要接收的频道的频率及电子调谐电路的频率-电压关系，设置DAC输出电压(例如通过查表或计算)，并利用DAC去驱动变容二极管使电子调谐电路到达该频道谐振点。在步骤660，手机基带电路接收来自电视接收芯片的电视信号强度报告。之后，在步骤670，手机基带电路判断电视信号强度是否符合要求。如是，则返回步骤660，继续监控电视信号强度。如否，返进行步骤680，对DAC的输出电压进行微调。步骤680之后，又返回660，继续监控电视信号强度。步骤660至680反复进行，以对电视信号强度进行实时监控及调整，直到关闭手机内置电视接收机。 

图7是根据本实用新型的手机电视内置天线的频带图。其示出了经动态调谐后，窄频带天线的工作频带可以动态改变，从而达到宽频带覆盖的目的。 

本实用新型提出了内置天线+电子调谐的方法，实现了手机电视天线的小型化。相比现有技术，具有以下优势：

1、实现了天线小型化，通过动态电子调谐技术，可以使窄频带的内置天线的工作频带动态变化，从而满足宽频带的性能要求，这就使得内置天线的使用成为可能。 

2、使用小型天线，就可以把天线放置到手机内部，使产品外观的设计更加灵活，外形更美观。 

3、电子调谐技术比拉杆天线的手工调谐技术精度更高。 

4、利用这种技术可以使用窄带的内置天线取代体积庞大的拉杆天线，有利于减少产品的体积，提高便携性。 

Claims (6)

1.一种手机电视内置天线动态调谐装置，其特征在于，包括手机基带电路，及与手机电视内置天线和所述手机基带电路相连的电子调谐电路，所述电子调谐电路的输出耦合至手机中的电视接收芯片；其中，所述电子调谐电路包括频段选择开关及多个调谐网络，所述频段选择开关和所述调谐网络分别与所述手机基带电路相连；其中，所述手机基带电路包括：

频段选择信号接收模块；

频道选择信号接收模块；

用于基于所接收的频段选择信号控制电视接收芯片调整到所选择的频段的电视接收芯片频段设置控制模块；

用于基于所接收的频道选择信号控制电视接收芯片调谐到所选择的频道的电视接收芯片频道设置控制模块；

用于基于所接收的频段选择信号控制所述频段选择开关将所述内置天线连接至所述多个调谐网络中的一个相应的调谐网络以将所述电子调谐电路设置在所选择的频段的频段选择开关控制模块；

用于基于所接收的频道选择信号对所述相应的调谐网络进行调整以使电子调谐电路到达所选择频道的调谐点的调谐网络控制模块。

2.根据权利要求1所述的手机电视内置天线动态调谐装置，其特征在于，所述手机基带电路还包括：

用于接收来自电视接收芯片的电视信号强度信息的电视信号强度信息接收模块；

用于基于接收到的电视信号强度信息对所述相应的调谐网络进行微调的微调模块。

3.根据权利要求1或2所述的手机电视内置天线动态调谐装置，其特征在于，所述电子调谐电路包括数模转换器，所述多个调谐网络中的每一个都包括变容二极管，所述变容二极管的负极与所述数模转换器的输出端相连；所述数模转换器的输入端与所述手机基带处理器相连。 

4.一种手机，其特征在于，包括手机基带电路及与其相连的电视接收芯片，手机电视内置天线，以及连接在所述手机电视内置天线和所述电视接收芯片之间的电子调谐电路；所述电子调谐电路包括频段选择开关及多个调谐网络；所述频段选择开关和所述调谐网络分别与所述手机基带电路相连；其中，所述手机基带处理器包括：

频段选择信号接收模块；

频道选择信号接收模块；

用于基于所接收的频段选择信号控制电视接收芯片调整到所选择的频段的电视接收芯片频段设置控制模块；

用于基于所接收的频道选择信号控制电视接收芯片调谐到所选择的频道的电视接收芯片频道设置控制模块；

用于基于所接收的频段选择信号控制所述频段选择开关将所述内置天线连接至所述多个调谐网络中的一个相应的调谐网络以将所述电子调谐电路设置在所选择的频段的频段选择开关控制模块；

用于基于所接收的频道选择信号对所述相应的调谐网络进行调整以使电子调谐电路到达所选择频道的调谐点的调谐网络控制模块。

5.根据权利要求4所述的手机，其特征在于，所述手机基带电路还包括：

用于接收来自电视接收芯片的电视信号强度信息的电视信号强度信息接收模块；

用于基于接收到的电视信号强度信息对所述相应的调谐网络进行微调的微调模块。

6.根据权利要求4或5所述的手机，其特征在于，所述电子调谐电路包括数模转换器，所述多个调谐网络中的每一个都包括变容二极管，所述变容二极管的负极与所述数模转换器的输出端相连；所述数模转换器的输入端与所述手机基带处理器相连。 

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