CN205647519U - 手机天线调谐电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手机天线调谐电路，其包括相互连接的开关电路和调谐控制电路，开关电路包括射频单刀双掷开关、第一电阻、第一电容、第二电容、第五电容、第十电容、第十一电容、天线弹片，射频单刀双掷开关的射频公共端与天线弹片连接，射频单刀双掷开关的第一切换端、第二切换端分别与第一电容、第二电容连接，射频单刀双掷开关的控制脚与第五电容、第十电容、第十一电容连接。本实用新型适合任何天线环境恶劣的手机，当低频带宽不够的时候，通过调谐电路，动态的切换天线谐振点，从而达到天线中心频率切换，使手机一直工作在天线性能最好的状态。

Description

手机天线调谐电路

技术领域

本实用新型涉及一种天线，特别是涉及一种手机天线调谐电路。

背景技术

当前，手机作为消费电子中更新换代最快的产品之一，天线的设计是手机通信性能的决定因素，4G兴起后，运营商要求也不断提高，三模八频、五模13频等新机需要兼容2G、3G、4G，这使得手机中天线频段数量也多了，加之消费者在追求大屏高清显示以及超薄的同时，还希望金属质感，这使得电磁环境愈加恶化，射频工程师、天线工程师如何设计、调试出性能较好的天线，遇到了空前的挑战，按照传统的天线实现形式很难达到理想的效果。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种手机天线调谐电路，其适合任何天线环境恶劣的手机，当低频带宽不够的时候，通过调谐电路，动态的切换天线谐振点，从而达到天线中心频率切换，使手机一直工作在天线性能最好的状态。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种手机天线调谐电路，其特征在于，其包括相互连接的开关电路和调谐控制电路，开关电路包括射频单刀双掷开关、第一电阻、第一电容、第二电容、第五电容、第十电容、第十一电容、天线弹片，射频单刀双掷开关的射频公共端与天线弹片连接，射频单刀双掷开关的第一切换端、第二切换端分别与第一电容、第二电容连接，射频单刀双掷开关的控制脚与第五电容、第十电容、第十一电容连接；调谐控制电路包括微控制器、第一压控可变电容芯片、第二压控可变电容芯片、第三压控可变电容芯片、功率电感、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容、第四电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、防静电TVS管、射频同轴连接器，微控制器的三个电压输出脚分别与第一压控可变电容芯片的压控输入脚、第二压控可变电容芯片的压控输入脚、第三压控可变电容芯片的压控输入脚连接，第七电容、防静电TVS管、第一压控可变电容芯片、第二压控可变电容芯片、第三压控可变电容芯片都与射频同轴连接器连接，功率电感、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容、第四电容、第六电容、第八电容、第九电容都与微控制器连接。

优选地，所述射频单刀双掷开关的型号是sw-rf1141a。

优选地，所述微控制器的型号是STHVDAC-253m。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型手机天线调谐电路适合任何天线环境恶劣的手机，当低频带宽不够的时候，通过调谐电路，动态的切换天线谐振点，从而达到天线中心频率切换，使手机一直工作在天线性能最好的状态，以确保用户可以在通话与上网浏览等方面有很好的体验。本实用新型随着不同天线环境及天线走线，其工作状态会有所改变，这样能够极大的提高手机天线性能，满足消费者对于超薄、窄边框、金属壳手机天线高性能的要求。

附图说明

图1为本实用新型手机天线调谐电路的工作原理图。

图2为本实用新型中开关电路的电路图。

图3为本实用新型中调谐控制电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

如图1至图3所示，本实用新型手机天线调谐电路包括相互连接的开关电路和调谐控制电路，开关电路包括射频单刀双掷开关U105、第一电阻R101、第一电容C101、第二电容C102、第五电容C105、第十电容C110、第十一电容C111、天线弹片E102，射频单刀双掷开关U105的射频公共端RFC与天线弹片E102连接，射频单刀双掷开关U105的第一切换端RF1、第二切换端RF2分别与第一电容C101（可以根据实际调试情况使用电容或电感）、第二电容C102（可以根据实际调试情况使用电容或电感）连接，射频单刀双掷开关U105的控制脚CTL与第五电容C105、第十电容C110、第十一电容C111连接；调谐控制电路包括微控制器U101、第一压控可变电容芯片U102、第二压控可变电容芯片U103、第三压控可变电容芯片U104、功率电感L101、第二电阻R102、第三电阻R103、第四电阻R104、第五电阻R105、第三电容C103、第四电容C104、第六电容C106、第七电容C107、第八电容C108、第九电容C109、防静电TVS管T101、射频同轴连接器J101，微控制器U101的三个电压输出脚分别与第一压控可变电容芯片U102的压控输入脚、第二压控可变电容芯片U103的压控输入脚、第三压控可变电容芯片U104的压控输入脚连接，第七电容C107、防静电TVS管T101、第一压控可变电容芯片U102、第二压控可变电容芯片U103、第三压控可变电容芯片U104都与射频同轴连接器J101连接，功率电感L101、第二电阻R102、第三电阻R103、第四电阻R104、第五电阻R105、第三电容C103、第四电容C104、第六电容C106、第八电容C108、第九电容C109都与微控制器U101连接。

射频单刀双掷开关U105的型号可以是sw-rf1141a，降低成本。微控制器U101的型号可以是STHVDAC-253m，降低成本，方便采购。

射频单刀双掷开关U105的射频公共端RFC与天线弹片E102连接，用于接触天线本体，射频单刀双掷开关U105的第一切换端RF1、第二切换端RF2分别与第一电容C101（可以根据实际调试情况使用电容或电感）、第二电容C102（可以根据实际调试情况使用电容或电感）连接，用于不同频段天线选择不同位置来回地，射频单刀双掷开关U105的开关供电脚VDD通过2.8V电压经第一电阻R101来提供，射频单刀双掷开关U105的EN脚长高便于开关随时处于工作状态，控制脚CTL切换至第一切换端RF1还是第二切换端RF2。

微控制器U101通过手机电池电压端VBAT经内部DC-DC电路及功率电感L101来升压，确保输出的电压可以满足压控可变电容芯片的输入需求，其IO电压通过系统的1.8V电压提供，微控制器U101的输出电压的控制采用通用MIPI接口，通过系统提供的MIPI信号MIPI-CLK和MIPI-DATA来控制输出电压的高低，微控制器U101的三个电压输出脚分别与第一压控可变电容芯片U102的压控输入脚、第二压控可变电容芯片U103的压控输入脚、第三压控可变电容芯片U104的压控输入脚连接，用于通过变化的电压来使压控可变电容的芯片第一切换端RF1和第二切换端RF2之间的电容值，从而实现天线谐振频率的便宜达到调谐天线的目的。

本设计实例可以用于一款出往北美市场的LTE+WCDMA+GSM手机，其支持频段如下：GSM850/900/1800/1900、WCDMA-B2/4/5、LTE-B2/4/5/7/12/17，工作频段高低频划分为：低频GSM850/GSM900/LTE-B12/17，高频LTE-B2/4/7GSM1800/1900。具体包括以下五个工作状态：

第一工作状态1： 当手机工作在GSM900的时候，手机modem通过MIPI接口（Mobile Industry Processor Interface，移动产业处理器接口）控制微控制器U101的第一输出端OUTA输出电压给第一压控可变电容芯片U102的BIAS脚，使得第一压控可变电容芯片U102的第一切换端RF1和第二切换端RF2之间的电容值达到可以满足天线谐振频率落在GSM900工作频段（880-960MHz）内，且效率可以达到35%--40%。

第二工作状态2：当手机需要工作在GSM850的时候，手机modem通过MIPI接口控制微控制器U101的第二输出端OUTB输出电压给第二压控可变电容芯片U103的BIAS脚，使得第二压控可变电容芯片U103的第一切换端RF1和第二切换端RF2之间的电容值达到可以满足天线谐振频率落在GSM850工作频段（824-894MHz）内，且效率可以达到35%--40%。

第三工作状态3：当手机需要工作在LTE-B12/17的时候，手机modem通过MIPI接口控制微控制器U101的第三输出端OUTC输出电压给第三压控可变电容芯片U104的BIAS脚，使得第三压控可变电容芯片U104的第一切换端RF1和第二切换端RF2之间的电容值达到可以满足天线谐振频率落在LTE-B12/17工作频段（699--746MHz）内，且效率可以达到35%--40%。

第四工作状态4：当手机需要工作在LTE-B7的时候，手机modem通过GPIO接口控制射频单刀双掷开关U105的开关从第一切换端RF1切换到第二切换端RF2，使天线回地点从第一电容C101位置及等效电容切换到第二电容C102位置及等效电容状态，此时天线谐振频率可以落在LTE-B7工作频段（2500--2690MHz）内，且效率可以达到35%--40%。

默认工作状态：该调谐电路设计，低频默认工作在GSM900频段，高频默认工作在B2/4/GSM1800/1900，分别用可变电容切换低频的GSM850和LTE-B12/17以及用开关切换高频的LTE-B7。

本专利天线调谐的实质是通过压控可变电容芯片和射频单刀双掷开关，动态的调节天线谐振点来搬移天线频谱，从而达到整体提高全频段天线性能的目的。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种手机天线调谐电路，其特征在于，其包括相互连接的开关电路和调谐控制电路，开关电路包括射频单刀双掷开关、第一电阻、第一电容、第二电容、第五电容、第十电容、第十一电容、天线弹片，射频单刀双掷开关的射频公共端与天线弹片连接，射频单刀双掷开关的第一切换端、第二切换端分别与第一电容、第二电容连接，射频单刀双掷开关的控制脚与第五电容、第十电容、第十一电容连接；调谐控制电路包括微控制器、第一压控可变电容芯片、第二压控可变电容芯片、第三压控可变电容芯片、功率电感、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容、第四电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、防静电TVS管、射频同轴连接器，微控制器的三个电压输出脚分别与第一压控可变电容芯片的压控输入脚、第二压控可变电容芯片的压控输入脚、第三压控可变电容芯片的压控输入脚连接，第七电容、防静电TVS管、第一压控可变电容芯片、第二压控可变电容芯片、第三压控可变电容芯片都与射频同轴连接器连接，功率电感、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容、第四电容、第六电容、第八电容、第九电容都与微控制器连接。

2.如权利要求1所述的手机天线调谐电路，其特征在于，所述射频单刀双掷开关的型号是sw-rf1141a。

3.如权利要求1所述的手机天线调谐电路，其特征在于，所述微控制器的型号是STHVDAC-253m。