CN201742390U - 一种手机及其fm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FM内置天线动态调谐装置。手机FM内置天线动态调谐装置包括手机基带处理器、与手机基带处理器及手机FM内置天线相连的天线动态匹配电路；手机基带处理器包括：频道选择信号接收模块；FM收音机芯片调谐控制模块，用于控制FM收音机芯片调谐到所选择的频道；天线动态匹配电路控制模块，用于基于所选择的频道对天线动态匹配电路进行调整，以使天线动态匹配电路到达所选择频道的调谐点。本实用新型通过手机基带处理器对天线动态匹配电路进行控制，可动态地改变最佳接收频率点，使其与当前要收听的FM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。

Description

一种手机及其FM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FM收音机的FM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收音机功能，以方便在空闲时间收听新闻或音乐。由此手机制造商研制出带有收音机功能的手机。目前手机FM收音机的天线可分为内置和外置天线两种。

外置天线使用耳机线，外置天线的优点是接收灵敏度高。缺点是使用起来不方便，收听FM收音机时，必须要插入耳机作为天线。

内置天线采用PCB板制作，优点是体积小，使用方便，因此手机FM收音机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。

这是因为FM天线的理论长度是1/4波长，约75cm，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88MHZ～108MHZ的通带范围内，如图1所示，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FM收音机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FM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FM收音机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FM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FM内置天线动态调谐装置，包括手机基带处理器、与所述手机基带处理器及手机FM内置天线相连的天线动态匹配电路；其中，所述手机基带处理器包括：

频道选择信号接收模块；

FM收音机芯片调谐控制模块，用于控制FM收音机芯片调谐到所选择的频道；

天线动态匹配电路控制模块，用于基于所选择的频道对天线动态匹配电路进行调整，从而使天线动态匹配电路到达所选择频道的调谐点。

在本实用新型所述的手机FM内置天线动态调谐装置中，所述手机基带处理器还包括：

FM信号强度信息接收模块，用于接收来自FM收音机芯片的FM信号强度信息；

微调模块，用于基于接收到的FM信号强度信息对所述天线动态匹配电路进行微调。

在本实用新型所述的手机FM内置天线动态调谐装置中，所述天线动态匹配电路包括数模转换器和变容二极管，所述变容二极管的压控端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，包括手机基带处理器、与其相连的FM收音机芯片，以及FM内置天线，还包括连接在所述FM内置天线和所述FM收音机芯片之间的天线动态匹配电路，且所述天线动态匹配电路还与所述手机基带处理器相连；其中，所述手机基带处理器包括：

频道选择信号接收模块；

FM收音机芯片调谐控制模块，用于控制FM收音机芯片调谐到所选择的频道；

天线动态匹配电路控制模块，用于基于所选择的频道对天线动态匹配电路进行调整，从而使天线动态匹配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，所述手机基带处理器还包括：

FM信号强度信息接收模块，用于接收来自FM收音机芯片的FM信号强度信息；

微调模块，用于基于接收到的FM信号强度信息对所述天线动态匹配电路进行微调。

在本实用新型所述的手机中，所述天线动态匹配电路包括数模转换器和变容二极管，所述变容二极管的压控端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天线动态匹配电路进行控制，可以动态地改变最佳接收频率点，使其与当前要收听的FM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FM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FM内置天线接收灵敏度的示意图；

图2是根据本实用新型的手机内置FM收音机的结构示意图；

图3是根据本实用新型的手机中的手机基带处理器的模块图；

图4A是根据本实用新型一实施例的手机内置FM收音机的结构示意图；

图4B是根据本实用新型一实施例的手机内置FM收音机中的部分组件的电路原理图；

图5是根据本实用新型的手机FM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FM收音机的工作过程的流程图。

具体实施方式

现有技术方案中，手机FM内置天线的最佳接收点是固定的，本实用新型要将此点变成动态可调，并且使其与当前要收听的FM频道同步，以完成最佳灵敏度动态调谐匹配。本实用新型要解决天线带宽变窄的问题，目的是进一步提高天线系统本身的接收灵敏度。

图2是根据本实用新型的手机内置FM收音机的结构示意图。如图2所示，本实用新型的手机内置FM收音机包括手机FM内置天线1、天线动态匹配电路2、低噪声放大器3、FM收音机芯片4及手机基带处理器5。其中，天线动态匹配电路2连接于手机FM内置天线1，并通过低噪声放大器3连接于FM收音机芯片4。手机基带处理器5分别与FM收音机芯片4和天线动态匹配电路2通信连接。

图3是根据本实用新型的手机中的手机基带处理器5的模块图。如图3所示，手机基带处理器5包括：频道选择信号接收模块51，用于接收用户输入的频道选择指令；FM收音机芯片调谐控制模块53，用于控制FM收音机芯片调谐到所选择的频道；天线动态匹配电路控制模块54，用于基于所选择的频道调整天线动态匹配电路，以使天线动态匹配电路到达所选择频道的调谐点。作为优选，还包括：FM信号强度信息接收模块55，用于接收来自FM收音机芯片的FM信号强度信息；以及微调模块56，用于基于接收到的FM信号强度信息对天线动态匹配电路进行微调。图3中，FM信号强度信息接收模块55和微调模块56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。

图4A是根据本实用新型一实施例的手机内置FM收音机的结构示意图。如图4A所示，本实施例中，手机内置FM收音机包括手机FM内置天线1、天线动态匹配电路2、低噪声放大器3、FM收音机芯片4及手机基带处理器5。其中，天线动态匹配电路2连接于手机FM内置天线1，并通过低噪声放大器3连接于FM收音机芯片4。手机基带处理器5分别与FM收音机芯片4和天线动态匹配电路2通信连接。天线动态匹配电路2包括变容二极管2a和数模转换器(DAC)2b，变容二极管2a的压控端与数模转换器2b的输出端相连。

在本实施例中，可在手机的存储器(例如非易失存储器FLASH)中存储天线动态匹配电路的频率-电压关系表或频率-电压关系算法，需要接收FM信号时，手机基带处理器5，具体来说，是其中的天线动态匹配电路控制模块54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。

其工作原理为：首先，用户选择一个FM频道，并通过用户接口(例如键盘或触摸屏等)发送给手机基带处理器5。手机基带处理器5控制FM收音机芯片4调谐到该频道，并根据频率-电压的关系表或算法得到DAC输出电压，利用DAC去驱动变容二极管到达该频道谐振点。FM收音机芯片收到目标频道信号后，返回信号强度给手机基带处理器。手机基带处理器5根据该信号强度，进一步微调变容二极管，使动态匹配达到最佳。

需要说明的是，本实施例中，动态调谐使用DAC芯片调谐变容二极管，是一种连续调谐方式。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4B是根据本实用新型一实施例的手机内置FM收音机中的部分组件的电路原理图，其中示出了手机FM内置天线1、天线动态匹配电路2(包括变容二极管2a和数模转换器2b)和低噪声放大器3。如图4B所示，数模转换器2b的输出(管脚8)通过电阻R32连接于变容二极管的压控端。变容二极管2a与电容C41、电感L41及电容C25构成π型网络，用以动态地调谐谐振点。低噪声放大器3包括晶体管T4和电阻R53、R54、R55、R51和电容C40。天线动态匹配电路2的输出端通过隔直电容C411与低噪声放大器3中的晶体管T4的基极相连，晶体管T4的集电极通过电容C42连接于FM收音机芯片。

图5是根据本实用新型的手机FM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，手机基带处理器接收频道选择信号。之后，在步骤530，手机基带处理器控制FM收音机芯片调谐到所选择的频道。在步骤540，手机基带处理器基于所选择的频道调整天线动态匹配电路，以使天线动态匹配电路到达所选择频道的调谐点。需要说明的是，步骤530与步骤540可以同时进行，也可以先后进行，例如先进行步骤530，后进行步骤540，反之亦可。之后，在步骤550，FM收音机芯片将接收到的FM信号的强度信息传送至手机基带处理器。随后，在步骤560，手机基带处理器基于所接收到的FM信号的强度信息，对天线动态匹配电路进行微调。步骤570，调谐过程结束。

图5中，步骤550和步骤560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FM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FM收音机的工作过程的流程图，其对应于如图4A和4B所示实施例的手机内置FM收音机。如图6所示，在步骤610，启动FM接收机，例如当接收到用户的指令后。在步骤620，对FM收音机芯片和天线动态匹配电路进行初始化处理。在步骤630，当接收到用户的频道选择指令后，手机基带处理器设置FM收音机芯片到用户所需的频道。之后，在步骤640，手机基带处理器基于天线动态匹配电路的频率-电压关系，设置DAC输出电压，并利用DAC去驱动变容二极管使天线动态匹配电路到达该频道谐振点。在步骤650，手机基带处理器接收来自FM收音机芯片的FM信号强度信息。之后，在步骤660，手机基带处理器监控FM信号强度，设置DAC输出电压，以对变容二极管进行微调。在步骤670，手机基带处理器判断是否接收到频道转换指令。如是，则返回步骤630。如否，返回步骤650，继续监控FM信号强度。

Claims (6)

1.一种手机FM内置天线动态调谐装置，其特征在于，包括手机基带处理器、与所述手机基带处理器及手机FM内置天线相连的天线动态匹配电路；其中，所述手机基带处理器包括：

频道选择信号接收模块；

用于控制FM收音机芯片调谐到所选择的频道的FM收音机芯片调谐控制模块；

用于基于所选择的频道对天线动态匹配电路进行调整从而使天线动态匹配电路到达所选择频道的调谐点的天线动态匹配电路控制模块。

2.根据权利要求1所述的手机FM内置天线动态调谐装置，其特征在于，所述手机基带处理器还包括：

用于接收来自FM收音机芯片的FM信号强度信息的FM信号强度信息接收模块；

用于基于接收到的FM信号强度信息对所述天线动态匹配电路进行微调的微调模块。

3.根据权利要求1或2所述的手机FM内置天线动态调谐装置，其特征在于，所述天线动态匹配电路包括数模转换器和变容二极管，所述变容二极管的压控端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，包括手机基带处理器、与其相连的FM收音机芯片，以及FM内置天线，其特征在于，还包括连接在所述FM内置天线和所述FM收音机芯片之间的天线动态匹配电路，且所述天线动态匹配电路还与所述手机基带处理器相连；其中，所述手机基带处理器包括：

频道选择信号接收模块；

用于控制FM收音机芯片调谐到所选择的频道的FM收音机芯片调谐控制模块；

用于基于所选择的频道对天线动态匹配电路进行调整从而使天线动态匹配电路到达所选择频道的调谐点的天线动态匹配电路控制模块。

5.根据权利要求4所述的手机，其特征在于，所述手机基带处理器还包括：

用于接收来自FM收音机芯片的FM信号强度信息的FM信号强度信息接收模块；

用于基于接收到的FM信号强度信息对所述天线动态匹配电路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，所述天线动态匹配电路包括数模转换器和变容二极管，所述变容二极管的压控端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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