CN208836137U - 射频电路、天线装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种射频电路、天线装置和电子设备，射频电路包括射频单元、天线和第一匹配网络，其中，第一匹配网络能够接收不同频段的射频信号源并对应引入不同频段的射频信号的相位以调节天线的输入阻抗，以使输出阻抗与调节后的输入阻抗相匹配，能够在单天线支持的所有频段进行良好的匹配，提高单天线辐射不同频段的射频信号源的性能。

Description

射频电路、天线装置和电子设备

技术领域

本申请涉及射频技术领域，特别是涉及一种射频电路、天线装置和电子设备。

背景技术

随着通信技术的快速发展，电子设备通信功能不断增强，而天线是实现电子设备通信功能的主要电子元件，也是不可或缺的电子元件之一。

在天线应用中，单个天线需要支持多个工作频段的射频信号源的辐射，而传统的LC匹配网络具有一定的局限性，不能够在天线支持的所有频段进行良好的匹配，比如对低频射频信号进行匹配时，可能会导致高频射频信号和中频射频信号的失配，使部分频段的射频信号源的输出阻抗与天线的输入阻抗出现失配，影响天线的辐射性能。

实用新型内容

本申请实施例提供一种射频电路、天线装置和电子设备，可以在单天线支持的所有频段进行良好的匹配。

一种射频电路，包括：

射频单元，用于输出不同频段的射频信号源，不同频段的射频信号源的输出阻抗相同；

天线，用于辐射射频信号源，其中，天线接收不同频段的射频信号源时的输入阻抗不同；

第一匹配网络，用于接收不同频段的射频信号源，并对应引入不同频段的射频信号的相位以调节天线的输入阻抗，以使输出阻抗与调节后的输入阻抗相匹配。

此外，还提供一种天线装置，包括上述射频电路。

此外，还提供一种电子设备，包括基板以及设置在基板上的射频电路，射频电路为上述射频电路。

上述射频电路、天线装置和电子设备，包括射频单元、天线和第一匹配网络，其中，第一匹配网络能够接收不同频段的射频信号源并对应引入不同频段的射频信号的相位以调节天线的输入阻抗，以使输出阻抗与调节后的输入阻抗相匹配，能够在单天线支持的所有频段进行良好的匹配，提高单天线辐射不同频段的射频信号源的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中射频电路的结构示意图；

图2为另一个实施例中射频电路的结构示意图；

图3为又一个实施例中射频电路的结构示意图；

图4为一个实施例中第二匹配网络的电路图；

图5为一个实施例中的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一匹配网络称为第二匹配网络，且类似地，可将第二匹配网络称为第一匹配网络。第一匹配网络和第二匹配网络两者都是匹配网络，但其不是同一匹配网络。

本申请一个实施例的射频电路应用于电子设备，在一个实施例中，电子设备可以为包括手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(Mobile InternetDevice，MID)、可穿戴设备(例如智能手表、智能手环、计步器等)或其他可设置天线的通信设备。

图1为一个实施例中射频电路的示意图。在一个实施例中，射频电路包括射频单元110、第一匹配网络120和天线130。其中，射频单元110、第一匹配网络120、天线130依次连接。

射频单元110用于输出不同频段的射频信号源，不同频段的射频信号源的输出阻抗相同。其中，射频单元110可以射频收发芯片，其能够输出不同频段的射频信号源，其各个频段的射频信号源的输出阻抗相同，该输出阻抗均为50欧姆。

具体的，各个频段的射频信号源可包括无线保真(Wireless-Fidelity，WiFi)信号源、5G信号源和LTE信号源中的至少一种。其中，无线保真信号源的频段为2.4GHz或5GHz；5G信号源的频段为3.3GHz～3.6GHz、4.8GHz～5GHz；LTE信号源包括(Low band，简称LB)、中频射频信号(Middle band，简称MB)和高频射频信号(High band，简称HB)，其中，低频射频信号的频段为700MHz至960MHz的，中频射频信号的频段为1710MHz至2170MHz的、高频射频信号的频段为2300MHz至2690MHz。

天线130用于辐射射频信号源，其中，天线130接收的不同频段的射频信号源时输入阻抗不同。其中，天线130的数量为一个，也即该天线130为单天线130，且该天线130能够支持不同频段的射频信号源的辐射。

具体地，该天线130可以为在导电边框上形成的辐射体，也可以为微带贴片天线130，还可以为线圈天线130等，在此，对天线130的具体呈现形式或形成方式不做进一步的限定。当天线130在辐射不同频段的射频信号源时，其天线130的输入阻抗不同。

例如，当天线130辐射频段为700MHz至960MHz的低频射频信号源时，其天线130的输入阻抗为a欧姆；当天线130辐射频段为1710MHz至2170MHz的中频射频信号源时，其天线130的输入阻抗为b欧姆；当天线130辐射频段为2300MHz至2690MHz的高频射频信号源时，其天线130的输入阻抗为c欧姆；当天线130辐射频段为2.4GHz的无线保真信号源时，其天线130的输入阻抗为d欧姆；当天线130辐射频段为3.3GHz～3.6GHz的5G信号源时，其天线130的输入阻抗为e欧姆。其中，a、b、c、d、e的数值均不相等，且均小于50欧姆。

第一匹配网络120用于接收不同频段的射频信号源并对应引入不同频段的射频信号的相位以调节天线130的输入阻抗，以使输入阻抗与调节后的输出阻抗相匹配。由于天线130在辐射不同频段的射频信号源时，其天线130的输入阻抗均小于射频信号源的输入阻抗。

当不同频段的射频信号源输入至该第一匹配网络120时，该第一匹配网络120可以对接收的各个频段的射频信号源的相位进行调节，也即，各个频段的射频信号源在第一匹配网络120中可以引入不同大小的附加相位，以得到不同的匹配网络特性以调节天线130的输入阻抗，以使射频信号源的输出阻抗与经该第一匹配网络120调节后的天线130的输入阻抗相等，能够在天线130支持的所有频段进行良好的匹配，提高单天线130辐射不同频段的射频信号源的性能。

上述射频电路，包括射频单元110、天线130和第一匹配网络120，其中，第一匹配网络120能够接收不同频段的射频信号源并对应引入不同频段的射频信号的相位以调节天线130的输入阻抗，以使输出阻抗与调节后的输入阻抗相匹配，能够在天线130支持的所有频段进行良好的匹配实现宽带精细化的匹配，提高单天线130辐射不同频段的射频信号源的性能，当前匹配电路窄带，插损大的问题。

在一个实施例中，参考图2，第一匹配网络120包括控制器121、移相器P和电容C。其中，射频单元110、控制器121、移相器P和电容C依次连接。

控制器121，与射频单元110连接，用于接收信号源并获取信号源的频段，以确定射频信号源的待引入相位。也即，控制器121可以接收当前射频单元110发出的射频信号源，并判断该射频信号源的频段以确定该射频信号源的待引入相位。

进一步的，控制器121可以为中央处理器(CPU，Central Processing Unit)是一块超大规模的集成电路，可在控制器121内预先存储有不同频段的射频信号源的待引入相位。

例如，若射频信号源为700MHz至960MHz的低频射频信号源时，则控制器121可以确定低频射频信号源的待引入相位为与(50-a)欧姆相匹配的相位；若射频信号源为2.4GHz的无线保真信号源，则控制器121可以确定低频射频信号源的待引入相位为与(50-d)欧姆相匹配的相位。

移相器,(Phaser)，与控制器121连接，用于接收待引入相位，并输出用于调节相位的控制信号。在一个实施例中，移相器P为0-360度连续可调移相器，能够在0-360°范围内达到任一角度的超前或滞后移相目的。具体的，该0-360度连续可调移相器可以为数字移相器，其采用三相三芯变压器，每相均有四个的等边绕组，交叉连线形成不同夹角，形成对角线项链的六边形，形成12档，每档30度，三相同步调节，细调由三只同轴自耦变压器与电容C组成，使输出三相在0-360度范围内不同调节，以保证三相输出的平衡。

进一步的，在移相器P中可预先存储各个相位与电容值的对应关系，根据该对应关系，例如，0-360度的相位分别对应于0-360个电容值。移相器P可以输出相应的控制信号，该控制信号中携带了电容值的大小。

电容C，与移相器P连接，用于根据接收的控制信号调节电容C的电容值，以调节移相器P的相位。其中，该电容C为可变电容C，可变电容器是一种电容量可以在一定范围内调节的电容C器，通过改变极片间相对的有效面积或片间距离改变时，它的电容量就相应地变化。可变电容器可为空气介质可变电容器和固体介质可变电容器。

在一个实施例中，移相器P可为0-180度连续可调移相器，且0-180度连续可调移相器的数量为两个，参考图2，分别为移相器P1和移相器P2，其中，移相器P1与可变电容C1串联，移相器P2与可变电容C2串联，且移相器P1和移相器P2并联，以实现0-360度相位的连续可调。

可选的，移相器P还可为0-90度连续可调移相器，其数量为4个，其4个0-90度连续可调移相器并联，且每个0-90度连续可调移相器分别对应于与可变电容C串联连接，以实现0-360度相位的连续可调。

在本实施例中，不同频段的射频信号源通过该移相器P和电容C时，可以相应的引入附加的相位，该附加的相位的大小有可变电容C的电容值进行决定，通过引入相位来调节天线130的输入阻抗，以使射频信号源的输出阻抗与调节后的输入阻抗相匹配，能够在单天线130支持的所有频段进行良好的匹配，提高单天线130辐射不同频段的射频信号源的性能。

图3为另一个实施例中射频电路的示意图。在一个实施例中，射频电路包括射频单元110、第一匹配网络120、天线130和第二匹配网络140，其中，第二匹配网络140分别与射频单元110、第一匹配网络120连接，用于辅助匹配输出阻抗与调节后的输入阻抗。

图4为一个实施例中第二匹配网络的电路示意图。具体的，第二匹配网络140包括可变电容C3、C4和可调电感L1、L2，可变电容C3、C4和可调电感L1、L2构成了双L型匹配网络，双L型匹配网络的一端连接至射频单元110，另一端连第一匹配网络120。通过设置或调节电容C和电感的值，可以辅助引入相位来调节天线130的输入阻抗，使其射频信号源的输出阻抗与调节后的输入阻抗匹配。

可选的，第二匹配网络140还可以为π型匹配网络、T型匹配网络或双π型匹配网络。在此，对于第二匹配网络140的具体类型不做进一步的限定。

在一个实施例中，如图3所示，射频电路还包括电源单元150，电源单元150分别与射频单元110、第一匹配网络120、天线130连接，用于为射频电路中的各器件提供电源。

本申请实施例还提供了一种天线装置。天线装置包括上述任一实施例中的射频电路。该天线装置包括射频单元、天线和第一匹配网络。其中，第一匹配网络能够接收不同频段的射频信号源并对应引入不同频段的射频信号的相位以调节天线的输入阻抗，以使输出阻抗与调节后的输入阻抗相匹配，能够在天线支持的所有频段进行良好的匹配实现宽带精细化的匹配，提高单天线辐射不同频段的射频信号源的性能，当前匹配电路窄带，插损大的问题。

本申请实施例还提供了一种电子设备。电子设备包括基板、以及设置在基板上的射频电路，射频电路为上述任一实施例中的射频电路。该电子设备基于该射频电路，可以使各频段的射频信号源的输出阻抗与调节后的天线的输入阻抗相匹配，能够在单天线支持的所有频段进行良好的匹配实现宽带精细化的匹配，提高单天线辐射不同频段的射频信号源的性能，当前匹配电路窄带，插损大的问题。同时，还可以改善电子设备天线端与射频端的匹配状态，得到了更好的通信性能。

本申请实施例还提供了一种电子设备，电子设备包括上述任一实施例中的射频电路。具有上述任一实施例的射频电路的电子设备，其窄净空的区域能容纳上述结构布局紧凑的射频电路，从而提高天线性能。该电子设备可以为包括手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(Mobile Internet Device，MID)、可穿戴设备(例如智能手表、智能手环、计步器等)或其他可设置天线的通信设备。

图5为与本实用新型实施例提供的电子设备相关的手机500的部分结构的框图。参考图5，手机500包括：射频电路510、存储器520、输入单元530、显示单元540、传感器550、音频电路560、无线保真(wireless fidelity，WIFI)模块570、处理器580、以及电源590等部件。本领域技术人员可以理解，图5所示的手机结构并不构成对手机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

其中，射频电路510可用于收发信息或通话过程中信号的接收和发送，可将基站的下行信息接收后，给处理器580处理；也可以将上行的数据发送给基站。存储器520可用于存储软件程序以及模块，处理器580通过运行存储在存储器520的软件程序以及模块，从而执行手机的各种功能应用以及数据处理。存储器520可主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能的应用程序、图像播放功能的应用程序等)等；数据存储区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、通讯录等)等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

输入单元530可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与手机500的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。在一个实施例中，输入单元530可包括触控面板531以及其他输入设备532。触控面板531，也可称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板531上或在触控面板531附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。在一个实施例中，触控面板531可包括触摸测量装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸测量装置测量用户的触摸方位，并测量触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸测量装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器580，并能接收处理器580发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容C式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板531。除了触控面板531，输入单元530还可以包括其他输入设备532。在一个实施例中，其他输入设备532可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)等中的一种或多种。

显示单元540可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机的各种菜单。显示单元540可包括显示面板541。在一个实施例中，可以采用液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)等形式来配置显示面板541。在一个实施例中，触控面板531可覆盖显示面板541，当触控面板531测量到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器580以确定触摸事件的类型，随后处理器580根据触摸事件的类型在显示面板541上提供相应的视觉输出。虽然在图5中，触控面板531与显示面板541是作为两个独立的部件来实现手机的输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板531与显示面板541集成而实现手机的输入和输出功能。

手机500还可包括至少一种传感器550，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。在一个实施例中，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板541的亮度，接近传感器可在手机移动到耳边时，关闭显示面板541和/或背光。运动传感器可包括加速度传感器，通过加速度传感器可测量各个方向上加速度的大小，静止时可测量出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等。此外，手机还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器等。

音频电路560、扬声器561和传声器562可提供用户与手机之间的音频接口。音频电路560可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器561，由扬声器561转换为声音信号输出；另一方面，传声器562将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路560接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器580处理后，经射频电路510可以发送给另一手机，或者将音频数据输出至存储器520以便后续处理。

WIFI属于短距离无线传输技术，手机通过WIFI模块570可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图5示出了WIFI模块570，但是可以理解的是，WIFI模块570并不属于手机500的必须构成，可以根据需要而省略。

处理器580是手机的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器520内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器520内的数据，执行手机的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。在一个实施例中，处理器580可包括一个或多个处理单元。在一个实施例中，处理器580可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器580中。

手机500还包括给各个部件供电的电源590(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器580逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

在一个实施例中，手机500还可以包括摄像头、蓝牙模块等。

本申请所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。合适的非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)，它用作外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种射频电路，其特征在于，包括：

射频单元，用于输出不同频段的射频信号源，不同频段的所述射频信号源的输出阻抗相同；

天线，用于辐射所述射频信号源，其中，所述天线接收不同频段的所述射频信号源时的输入阻抗不同；

第一匹配网络，用于接收不同频段的所述射频信号源，并对应引入不同频段的射频信号的相位以调节所述天线的输入阻抗，以使所述输出阻抗与调节后的所述输入阻抗相匹配。

2.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述第一匹配网络包括：

控制器，与所述射频单元连接，用于接收所述信号源并获取信号源的频段，以确定所述射频信号源的待引入相位；

移相器，与所述控制器连接，用于接收所述待引入相位，并输出用于调节所述相位的控制信号；

电容，与所述移相器连接，用于根据接收的所述控制信号调节所述电容的电容值，以调节所述移相器的相位。

3.根据权利要求2所述的射频电路，其特征在于，所述移相器为0-360度连续可调移相器。

4.根据权利要求2所述的射频电路，其特征在于，所述移相器的数量为多个，多个所述移相器并联，且所述移相器为0-90度连续可调移相器或0-180度连续可调移相器。

5.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，还包括第二匹配网络，所述第二匹配网络分别与所述射频单元、第一匹配网络连接，用于辅助匹配所述输出阻抗与调节后的所述输入阻抗。

6.根据权利要求5所述的射频电路，其特征在于，所述第二匹配网络为π型匹配网络、T型匹配网络、双T型匹配网络和双π型匹配网络中的一种。

7.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述射频信号源包括无线保真信号源、5G信号源和LTE信号源中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，还包括电源单元，所述电源单元分别与所述射频单元、第一匹配网络、天线连接，用于提供电源。

9.一种天线装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项的所述射频电路。

10.一种电子设备，其特征在于，包括基板以及设置在所述基板上的射频电路，所述射频电路为权利要求1-8任一项的所述射频电路。