CN210296638U

CN210296638U - 天线匹配电路和终端

Info

Publication number: CN210296638U
Application number: CN201921857514.3U
Authority: CN
Inventors: 胡伟; 万逢毅; 郭海鹏; 黄丽珊; 李旭
Original assignee: Beijing ByteDance Network Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing ByteDance Network Technology Co Ltd
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2020-04-10
Anticipated expiration: 2029-10-31

Abstract

本公开涉及无线通信技术领域，具体涉及一种天线匹配电路和终端。本公开提供的天线匹配电路包括：耦接信号源的第一端点、耦接天线的第二端点、耦接于第一、二端点之间的可调电容、分别与第一、二端点耦接的N个并联支路和M个并联支路，以及一开关单元；其中，开关单元的输出端分别与并联支路耦接，输入端接地；每个并联支路包括电感元件或电容元件。本公开提供的天线匹配电路，通过在可调电容两侧均设置电感元件或电容元件，以通过开关单元使天线匹配电路可以根据工作频段的需要使用可调电容两侧的一路或多路电感或电容，进而使天线匹配电路在中高工作频段均具备较高的天线效率。

Description

天线匹配电路和终端

技术领域

本公开涉及无线通信技术领域，具体涉及一种天线匹配电路和终端。

背景技术

天线的阻抗匹配是天线设计工作中的主要方面之一，阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态,它反映了输入电路与输出电路之间的功率传输关系，当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。

现有技术中常采用天线匹配电路来实现天线的阻抗匹配。

图1是已知的一种天线匹配电路100的示意图，其中，可调电容130耦接于信号源110和天线120之间；并联支路140耦接于信号源110与接地端之间，并联支路140包括电感141。

图2是另一种已知的一种天线匹配电路200的示意图，其中，可调电容230耦接于信号源210和天线220之间，并联支路240耦接于天线220与接地端之间，并联支路240包括电感241。

我们通过实验研究发现，如图1所示的天线匹配电路100，当电感元件耦接于信号源110即位于可调电容一侧(图1中为左侧)，会影响天线在中频工作频段的天线效率；如图2所示的天线匹配电路200，当电感元件耦接于天线220即位于可调电容另一侧(图2中为右侧)，会影响天线在高频工作频段的天线效率。

实用新型内容

提供该实用新型内容部分以便以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。该实用新型内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

一方面，本公开一实施例提供了一种天线匹配电路，包括耦接信号源的第一端点、耦接天线的第二端点和可调电容，所述可调电容耦接于所述第一端点和所述第二端点之间，所述天线匹配电路还包括：

与所述第一端点耦接的N个并联支路，和与所述第二端点耦接的M个并联支路，每个所述并联支路包括一待切换元件；以及

一开关单元，所述开关单元的输出端分别与所述并联支路耦接，所述开关单元的输入端接地；

其中，N、M为正整数；所述待切换元件为电感元件或电容元件。

又一方面，本公开提供了一种终端，所述终端包括：天线、信号源、以及上述天线匹配电路；

其中，天线匹配电路耦接于所述天线和所述信号源之间。

本公开提供的天线匹配电路，通过在可调电容两侧均设置电感元件或电容元件，以通过开关单元使天线匹配电路可以根据工作频段的需要使用可调电容两侧的一路或多路电感或电容元件，进而使天线匹配电路在中高工作频段均具有较高的天线效率。

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。

图1为一种已知的天线匹配电路的示意图；

图2为另一种已知的天线匹配电路的示意图；

图3为本公开实施例提供的天线匹配电路的应用场景示意图；

图4为本公开一实施例提供的天线匹配电路的示意图；

图5为本公开又一实施例提供的天线匹配电路的示意图；

图6为本公开又一实施例提供的天线匹配电路的示意图；

图7为相关技术中天线工作频率与天线效率的关系示意图；

图8为本公开又一实施例提供的天线匹配电路的示意图；

图9为本公开一实施例提供的移动终端的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

应当理解，本公开的装置实施方式中记载的步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，装置实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

需要注意，除非在上下文另有明确指出，本公开中提及的“耦接”或“连接””包含元器件之间直接连接和间接连接两种方式。

本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

图3为本公开实施例提供的天线匹配电路的应用场景示意图。其中，天线匹配电路300耦接于信号源310和天线320之间，用以为该电路匹配阻抗。信号源310可以是功率放大器或其他可提供射频信号的电路，天线320包括但不限于单极天线、IFA天线、PIFA天线、Loop天线、金属边框天线等。

参考图4，本公开实施例提供了一天线匹配电路400，其中，可调电容430耦接于第一端点410和第二端点420之间，第一端点410用于耦接信号源，第二端点420用于耦接天线。天线匹配电路400还包括与第一端点410耦接的N个并联支路L1、L2……Ln，和与第二端点420耦接的M个并联支路R1、R2……Rm，以及开关单元470。N个并联支路L1、L2……Ln分别包括待切换元件l1、l2……ln，M个并联支路R1、R2……Rn分别包括待切换元件r1、r2……rm；开关单元470的输出端分别与并联支路耦接，开关单元470的输入端接地。

其中，N、M为正整数；待切换元件为电感元件或电容元件。在本公开实施例中，开关单元可以为一多路开关，其具有一个输入端和不少于(N+M)个输出端，其可从多路并联支路中选择一路或多路导通；开关单元还可以为不少于(N+M)个单路开关组成的开关组，每个单路开关的输出端分别与一并联支路相连，每个单路开关的输入端均接地。需要说明的是，本公开的“耦接”不包括通过本公开提供的可调电容的间接耦接方式；本公开提及的开关单元的“输入端”和“输出端”仅用于对开关单元的两端进行区分，分别标识开关单元的一端和另一端，并非用于限定开关单元两端的具体结构和功能。

这样，本公开实施例提供的天线匹配电路，通过在可调电容两侧均设置电感元件或电容元件，以通过开关单元使天线匹配电路可以根据工作频段的需要使用可调电容两侧的一路或多路电感或电容元件，进而使天线匹配电路在中高工作频段均具有较高的天线效率。

在一些的实施例中，N个并联支路中的一个或多个并联支路与M个并联支路中的一个或多个并联支路不同时导通。在本公开实施例中，天线匹配电路工作时，开关单元仅导通该N个并联支路中的一路或多路，或者仅导通该M个并联支路中的一路或多路，以使天线匹配电路在同一时间内处于导通状态的并联支路均在可调电容的一侧。这样，天线匹配电路根据工作频段的需要使用可调电容一侧的一个或多个电感或电容元件而停用另一侧的一个或多个电感或电容元件，进而使天线匹配电路在中高工作频段均具有较高的天线效率。

在一些的实施例中，天线匹配电路在同一时间内处于导通状态的并联支路的数量不大于1。在本公开实施例中，天线匹配电路工作时，开关单元仅导通一个并联支路，以使天线匹配电路在同一时间内有且只有一个并联支路处于导通状态。

在上述实施例中，进一步地，开关单元至少包括(N+M)个单路开关，每个单路开关的一端分别与一个并联支路耦接，每个单路开关的另一端接地。其中，单路开关是只能耦接于1个电路的开关。在本公开实施例中，天线匹配电路的每个并联支路均连接有一个单路开关，单路开关的另一端接地，并联支路均由各自的单路开关控制。

在一些的实施例中，N个并联支路的待切换元件的电感值或电容值不同；M个并联支路的待切换元件的电感值或电容值不同。

在一些的实施例中，N＜M。

在优选的实施例中，待切换元件为电感元件，其电感值为0nH～10nH。通过实验研究发现，当可调电容两侧的电感值为0nH～10nH时，可以使天线在中频和高频工作频段的天线效率更加均衡。

参考图5，本公开又一实施例提供了一天线匹配电路500，其中，可调电容耦530接于第一端点510和第二端点520之间，第一端点510用于耦接信号源，第二端点520用于耦接天线。天线匹配电路500还包括并联支路540、550和两路开关560。其中，并联支路540的第一端与第一端点510耦接，并联支路550的第一端与第二端点520耦接，并联支路540和550分别包括电感元件541、551；两路开关560的两路输出端分别与并联支路540和550的第二端耦接，两路开关560的输入端接地。天线匹配电路500工作时，两路开关560从两路输出端中选择一路导通，以使天线匹配电路500在同一时间内有且仅有一个并联支路处于导通状态。

参考图6，本公开又一实施例提供了一天线匹配电路600，其中，可调电容耦630接于第一端点610和第二端点620之间，第一端点610用于耦接信号源，第二端点620用于耦接天线。天线匹配电路600还包括并联支路640、650、660和三路开关670。其中，并联支路640的第一端与第一端点610耦接，并联支路650和660的第一端与第二端点620耦接，并联支路640、650和660分别包括电感元件641、651和661；三路开关670的三路输出端分别与并联支路640、650和660的第二端耦接，三路开关670的输入端接地。三路开关670为从三路输出端中选择一路导通，以使天线匹配电路600在同一时间内有且仅有一个并联支路处于导通状态。

参考图7，其示出了本公开实施例提供的天线匹配电路600与已知的天线匹配电路100和200中天线单元工作频率与天线效率的关系示意图，天线效率是指天线辐射出去的功率(即有效地转换电磁波部分的功率)和输入到天线的有功功率之比。在图7中，E1、E2和E3分别代表天线匹配电路100、200和600的天线效率曲线。在移动通信领域中，中频频段通常约为1700MHz～2170MHz，高频频段通常约为2300MHz～2700MHz。可见，本公开实施例提供的天线匹配电路相对于现有的天线匹配电路在中高频工作频段均具有较高的天线效率。

参考图8，本公开又一实施例提供了一天线匹配电路700，其中，可调电容730耦接于第一端点710和第二端点720之间，第一端点710用于耦接信号源，第二端点720用于耦接天线。天线匹配电路700还包括并联支路740、750、和760。其中，并联支路740、750耦接于第一端点710和接地端之间，并联支路760耦接于第二端点720和接地端之间，并联支路740、750和770分别包括电感元件741和单路开关742、电感元件751和单路开关752、电感元件761和单路开关762。单路开关742、752和762在同一时间内仅有一个开关闭合，以使天线匹配电路700在同一时间内有且仅有一个并联支路处于导通状态。

参考图9，本公开一实施例提供了一种移动终端800(移动终端的轮廓通过移动终端的金属框810示出)，包括：金属框810、天线812、天线匹配电路400和信号源830。其中，金属框820具有断点811，天线匹配电路400耦接于天线812和信号源810之间。天线匹配电路400的具体结构如图4所示，此处不再赘述。在本公开实施例中，天线812为单级天线。

综上所述，本公开实施例提供的天线匹配电路，通过在可调电容两侧均设置电感元件或电容元件，以通过开关单元使天线匹配电路可以根据工作频段的需要使用可调电容两侧的一路或多路电感或电容元件，进而使天线匹配电路在中高工作频段均具有较高的天线效率。

根据本公开一个或多实施例，提供了一种天线匹配电路，包括耦接信号源的第一端点、耦接天线的第二端点和可调电容，可调电容耦接于第一端点和第二端点之间，天线匹配电路还包括：与第一端点耦接的N个并联支路，和与第二端点耦接的M个并联支路，每个并联支路包括一待切换元件；以及一开关单元，开关单元的输出端分别与并联支路耦接，开关单元的输入端接地；其中，N、M为正整数；待切换元件为电感元件或电容元件。

根据本公开一个或多实施例，N个并联支路中的一个或多个并联支路与M个并联支路中的一个或多个并联支路不同时导通。

根据本公开一个或多实施例，在同一时间内处于导通状态的并联支路的数量不大于1。

根据本公开一个或多实施例，开关单元至少包括(N+M)个单路开关，每个单路开关的一端分别与一个并联支路耦接，每个单路开关的另一端接地。

根据本公开一个或多实施例，N个并联支路的待切换元件的电感值或电容值不同；M个并联支路的待切换元件的电感值或电容值不同。

根据本公开一个或多实施例，当待切换元件为电感元件时，电感元件的电感值为0nH～10nH。

根据本公开一个或多实施例，N＜M。

根据本公开一个或多实施例，N等于1，M等于2。

根据本公开一个或多实施例，提供了终端包括：天线、信号源、以及上述天线匹配电路；其中，天线匹配电路耦接于天线和信号源之间。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易的想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种天线匹配电路，包括耦接信号源的第一端点、耦接天线的第二端点和可调电容，所述可调电容耦接于所述第一端点和所述第二端点之间，其特征在于，所述天线匹配电路还包括：

2.如权利要求1所述的天线匹配电路，其特征在于，所述N个并联支路中的一个或多个并联支路与所述M个并联支路中的一个或多个并联支路不同时导通。

3.如权利要求1所述的天线匹配电路，其特征在于，在同一时间内处于导通状态的所述并联支路的数量不大于1。

4.如权利要求2或3中任一项所述的天线匹配电路，其特征在于，所述开关单元至少包括(N+M)个单路开关，每个所述单路开关的一端分别与一个所述并联支路耦接，每个所述单路开关的另一端接地。

5.如权利要求1所述的天线匹配电路，其特征在于，所述N个并联支路的待切换元件的电感值或电容值不同；所述M个并联支路的待切换元件的电感值或电容值不同。

6.如权利要求1所述的天线匹配电路，其特征在于，当所述待切换元件为所述电感元件时，所述电感元件的电感值为0nH～10nH。

7.如权利要求1所述的天线匹配电路，其特征在于，N＜M。

8.如权利要求1所述的天线匹配电路，其特征在于，N等于1，M等于2。

9.一种终端，其特征在于，所述终端包括：天线、信号源、以及如权利要求1至8中任一项所述的天线匹配电路；

其中，天线匹配电路耦接于所述天线和所述信号源之间。