CN216649682U - 天线电路及终端设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及通信技术领域，提供了一种天线电路及终端设备，该天线电路包括：射频端，第一天线支路和第二天线支路，以及与射频端连接的开关模块；开关模块用于导通第一天线支路和/或第二天线支路，第一天线支路用于实现对大于预设频率阈值的射频信号的接收与发射，第二天线支路用于实现对小于或等于预设频率阈值的射频信号的接收与发射。采用该天线电路，利用独立的开关模块分别控制第一天线支路和第二天线支路，对不同频段的射频信号进行单独处理，同时兼顾了高低频段信号性能，可以有效避免产生天线高低频信号连动的问题，使天线性能达到最优化；同时对天线结构长度要求短，能够适应现阶段终端设备设计越来越薄的需求。

Description

天线电路及终端设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种天线电路及终端设备。

背景技术

随着时代的进步和科技的发展，第五代移动通信技术(5th Generation MobileCommunication Technology简称5G)作为新一代移动通信技术，已经逐渐进入到用户的生活中，而5G网络越来越多地应用到终端设备中，在终端设备中信号的收发主要依靠天线组件来实现。尤其是在追求轻薄外形的手机终端，留给天线组件的布局空间越来越少。

目前，手机天线设计一般采用单级加寄生天线或者平面反向F天线(PIFA)加寄生天线的形式，为了增加天线处理带宽，上述天线进行分开走线，需要占用更大的天线面积；而在采用倒F形天线对不同频率的射频信号一起控制时，并不能很好地兼顾高低频性能。因此，如何实现既能够兼顾高低频段信号的性能，又能够适应手机终端设计越来越薄的需求，成为目前天线设计中亟待解决的问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种天线电路及终端设备，对不同频段的射频信号进行单独处理，能够适应现阶段终端设备设计越来越薄的需求。

第一方面，本申请提供了一种天线电路，应用于终端设备中，所述天线电路包括：射频端，第一天线支路，第二天线支路，以及与所述射频端连接的开关模块；所述开关模块用于导通所述第一天线支路和所述第二天线支路，所述第一天线支路用于实现对大于预设频率阈值的射频信号的接收与发射，所述第二天线支路用于实现对小于或等于预设频率阈值的射频信号的接收与发射。

在一个实施例中，所述开关模块包括：第一开关和第二开关；所述第一开关与所述第一天线支路连接，所述第二开关与所述第二天线支路连接。

在一个实施例中，所述天线电路还包括：控制器；所述控制器用于向所述第一开关发送第一控制信号，以及向所述第二开关发送第二控制信号。

在一个实施例中，所述第一天线支路包括第一频率选择元件、第一主板走线、第一通道开关、电容组件、第一天线走线；所述第一频率选择元件的一端连接所述开关模块，另一端通过所述第一主板走线的一端连接所述第一天线走线，以形成可调环形天线；所述第一主板走线的另一端连接所述第一通道开关动端，所述电容组件的一端与所述第一通道开关不动端相连，另一端接地；所述第一频率选择元件用于通过频率大于预设频率阈值的射频信号；所述第一通道开关包括至少一个单刀多掷开关，用于切换与所述电容组件的连接。

在一个实施例中，所述第一频率选择元件包括：固定容值电容；所述固定阻值电容的容值在0.1pF～10pF范围内。

在一个实施例中，所述电容组件包括多个可变电容；所述可变电容的容值范围为0.1pF～10pF。

在一个实施例中，所述第二天线支路包括第二频率选择元件、第二主板走线、第二通道开关、电感组件、第二天线走线；所述第二频率选择元件的一端连接所述开关模块，另一端通过所述第二主板走线的一端连接所述第二天线走线，以形成倒F形天线；所述第二主板走线的另一端连接所述第二通道开关动端，所述电感组件的一端与所述第二通道开关不动端相连，另一端接地；所述第二频率选择元件用于通过频率小于或等于预设频率阈值的射频信号；所述第二通道开关包括至少一个单刀多掷开关，用于切换与所述电感组件的连接。

在一个实施例中，所述第二频率选择元件包括电感。

在一个实施例中，所述预设频率阈值为1GHz；所述第一天线支路用于实现对频率在1GHz～6GHz的射频信号的接收与发射，所述第二天线支路用于实现对频率在600MHz～1GHz的射频信号的接收与发射。

第二方面，本申请还提供了一种终端设备，包括如上述任意一项所述的天线电路。

本申请实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的天线电路和终端设备中，天线电路包括：射频端，第一天线支路，第二天线支路，以及与射频端连接的开关模块；开关模块用于导通第一天线支路和第二天线支路，第一天线支路用于实现对大于预设频率阈值的射频信号的接收与发射，第二天线支路用于实现对小于或等于预设频率阈值的射频信号的接收与发射。如此设置，利用独立的开关模块分别控制第一天线支路和第二天线支路，对不同频段的射频信号进行单独处理，兼顾了高低频段信号性能，可以有效避免产生天线高低频信号连动的问题，使天线性能达到最优化；同时对天线结构长度要求短，能够适应现阶段终端设备设计越来越薄的需求。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种天线电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种天线电路线缆连接示意图；

图3为本申请实施例提供的一种开关模块结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种第一天线支路结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种第二天线支路结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面将对本申请的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但本申请还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。

目前，现有手机天线方案中存在天线结构占用面积较大，在同时处理高低频段信号时并不能很好地兼顾的问题。

针对上述缺陷中的至少一个进行改进，本申请实施例提供一种天线电路及终端设备，能够同时兼顾高低频段信号性能，并适应现阶段终端设备设计越来越薄的需求。

下面结合图1-图5，对本申请实施例提供的天线电路及终端设备进行示例性说明。

图1为本申请实施例提供的一种天线电路的结构示意图，图2为本申请实施例提供的一种天线电路线缆连接示意图，结合图1和图2，该应用于终端设备中的天线电路100包括：射频端1，第一天线支路2 和第二天线支路3，以及与射频端1连接的开关模块4；其中，开关模块4用于导通第一天线支路2和第二天线支路3，第一天线支路2用于实现对大于预设频率阈值的射频信号的接收与发射，所述第二天线支路3用于实现对小于或等于预设频率阈值的射频信号的接收与发射。

需要说明的是，图2仅示例性地设置射频端1与第一天线支路2、第二天线支路3以及开关模块4之间线缆连接的相对位置关系，并非是对射频端1与第一天线支路2、第二天线支路3以及开关模块4之间位置关系的限定，本领域技术人员可实际电路需求情况做适应性调整。

可以理解的是，射频信号包括具有远距离传输能力的高频电磁波，当电磁波频率高于100kHz时，电磁波就可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力。

如图2所示，当天线电路的射频端1有射频信号输入时，可以根据射频信号中的相应高低频段进行开关模块4的控制。具体地，当大于预设频率阈值的射频信号输入时，开关模块4将第一天线支路2导通，利用第一天线支路2实现对大于预设频率阈值的射频信号的接收与发射；当小于或等于预设频率阈值的射频信号输入时，开关模块4 将第二天线支路3导通，利用第二天线支路3实现对小于或等于预设频率阈值的射频信号的接收与发射。

如此设置，利用独立的开关模块分别控制第一天线支路和第二天线支路，能够实现天线电路对不同频段的射频信号进行单独处理，同时兼顾了高低频段信号性能，可以有效避免产生天线高低频信号连动的问题，使天线性能达到最优化。

图3为本申请实施例提供的一种开关模块结构示意图。结合图2 和图3，开关模块4包括：第一开关5和第二开关6；其中第一开关5 与第一天线支路2连接，第二开关6与第二天线支路3连接。

由此，通过第一开关5控制第一天线支路2的导通，第二开关6 控制第二天线支路3的导通，既可以实现第一天线支路2和第二天线支路3单独工作，既可以实现第一天线支路2和第二天线支路3同时工作，从而实现在射频中高低频段信号的同时处理，更好地兼顾了高低频段信号性能，进而提高了射频信号频段覆盖范围，使天线性能达到最优化。

需要说明的是，第一开关5与第一天线支路2连接，以及第二天线6与第二天线支路3连接的具体位置可按照可采用本领域技术人员可知的便于设置的任意位置，本申请实施例对此不作限定。

另外，第一开关5和第二开关6的开关类型可以是单刀单掷开关，也可以是双刀双掷开关，还可采用本领域技术人员可知的可以分别控制第一天线支路2和第二天线支路3导通的任意开关类型，本申请实施例对此不作限定。

在一个实施例中，天线电路还包括：控制器；控制器用于向第一开关发送第一控制信号，以及向第二开关发送第二控制信号。

由此，控制器根据射频端输入的射频信号频段，结合天线电路所需接收和发射的信号频段，发送相应控制信号对第一开关以及第二开关进行通断控制，从而实现天线电路对不同频段的射频信号进行单独处理，使天线的通信频段跨越更多的频率宽度，以适应更复杂的通信工作环境。

可以理解的是，控制器可以采用数字信号处理(DigitalSignal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array， FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array，PLA)中的至少一种硬件形式来实现，本申请实施例对此不作限定。控制器通过运行或执行存储在存储器内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器内的数据，以发出控制信号调节第一开关和/或第二开关的工作状态。

示例性地，控制器发出的控制信号可以是数字脉冲信号，结合图2，当数字脉冲信号的编码为0000时，第一开关5的不动端和动端断开，即第一开关5处于断开状态，此时第一天线支路2与射频端1处于未导通状态；数字脉冲信号的编码为0001时，第一开关5的不动端和动端闭合，即第二开关14处于闭合状态，此时第一天线支路2与射频端 1处于导通状态。当控制器接收到需要天线电路接收与发射大于预设频率阈值的高频段信号信息时，控制器向第一开关5发送数字脉冲信号，该脉冲信号的编码为0001；第一开关5接收到数字脉冲信号后，第一天线5从断开状态切换为闭合状态，将第一天线支路2与射频端1处于导通状态，从而利用第一天线支路2实现对大于预设频率阈值的射频信号的接收与发射。

由此，通过控制器发出的信号指令对开关模块进行通断控制，以实现对第一天线支路和第二天线支路的导通调节，从而可以基于不同的射频信号通信实际需求进行灵活配置，以确保天线电路能够实现高低频段信号性能的兼顾，使天线性能达到最优化。

图4为本申请实施例提供的一种第一天线支路结构示意图。结合图2和4，第一天线支路2包括第一频率选择元件7、第一主板走线8、第一通道开关9、电容组件10、第一天线走线11；其中，第一频率选择元件7的一端连接第一开关5，另一端通过第一主板走线8的一端连接第一天线走线11，以形成可调环形天线；第一主板走线8的另一端连接第一通道开关9动端，电容组件10的一端与第一通道开关9不动端相连，另一端接地；第一频率选择元件7用于通过频率大于预设频率阈值的射频信号；第一通道开关9包括至少一个单刀多掷开关，用于切换与电容组件10的连接。

在具体应用中，当第一开关5闭合时，第一天线支路2与射频端1 处于导通状态，利用第一频率选择元件7对射频端1中的高频信号进行筛选，使得射频信号中频率大于预设频率阈值的信号能够通过第一天线支路2，然后再利用电容组件10进一步匹配第一天线支路2在处理相应高频信号中的阻抗，从而有效提高第一天线支路2对高频信号的接收和发射效果，进而实现射频端1中高频信号的天线性能达到最优化。

由此，通过在第一天线支路中形成可调环形天线，对射频信号中大于预设频率阈值的高频部分进行优化处理，不仅实现射频端中高频信号的天线性能达到最优化，而且该类环形天线对天线结构长度要求短，能够适应现阶段终端设备设计越来越薄的需求。

在一个实施例中，第一频率选择元件包括固定容值电容；固定阻值电容的容值在0.1pF～10pF范围内。

由此，采用固定容值电容作为第一频率选择元件，可以在上述第一天线支路中针对高于预设频率阈值的射频信号进行筛选，以此来实现射频端中相应高低频信号的分别处理，实现对射频端中高频信号的天线性能最优化。

可以理解的是，将固定阻值电容的容值限定在0.1pF～10pF范围内，仅用来匹配在本申请实施例中，预先设置在第一天线支路中的高频信号频率阈值，在其他实施方式中，可根据本领域技术人员在实际天线电路需处理的高频信号阈值需求，对上述固定阻值电容的容值做适应性调整，本申请实施例不作限定。

需要说明的是，图2示例出了对固定容值电容设置的数量和位置，但仅为示例，而并不构成对本申请实施例提供的固定容值电容设置的具体数量和位置的限定。在其他实施方式中，本领域技术人员可基于实际天线电路的结构需求做适应性调整。

在一个实施例中，电容组件包括多个可变电容；可变电容的容值范围为0.1pF～10pF。

需要说明的是，可变电容可以理解为电容量能够在一定范围内调节的电容器，通常在无线电接收电路中作调谐电容器使用，例如空气介质可变电容器和固体介质可变电容器。此外，还可采用本领域技术人员可知的其他可变电容种类作为电容组件来使用，本申请实施例在此不限定。

其中，可变电容的容值范围为0.1pF～10pF，是针对本申请实施例中，第一天线支路需要接收和发射的高频信号频率范围进行相应可变电容的容值范围来限定，在其他实施方式中，本领域技术人员可基于不同的射频信号通信实际需求，采用其他容值范围的可变电容作为电容组件，本申请实施例在此也不限定。

由此，利用具有不同的电容值电容元件作为电容组件，可以通过相应不同频段的高频信号，通过动态调节可变电容的不同电容值，匹配在处理相应高频信号中的阻抗，从而有效提高第一天线支路对高频信号的接收和发射效果，进而实现射频端高频信号的天线性能最优化。

具体地，对于设置可变电容元件的数量和位置，本领域技术人员可实际天线电路需求情况做适应性调整，本申请实施例对设置可变电容元件的具体数量和位置不作限定。

图5为本申请实施例提供的一种第二天线支路结构示意图。结合图2和5，第二天线支路包括第二频率选择元件12、第二主板走线13、第二通道开关14、电感组件15、第二天线走线16；其中，第二频率选择元件12的一端连接第二开关6，另一端通过第二主板走线13的一端连接第二天线走线16，以形成倒F形天线；第二主板走线13的另一端连接第二通道开关14动端，电感组件15的一端与第二通道开关14不动端相连，另一端接地；其中第二频率选择元件12用于通过频率小于或等于预设频率阈值的射频信号；第二通道开关14包括至少一个单刀多掷开关，用于切换与电感组件15的连接。

在具体应用中，当第二开关6闭合时，第二天线支路3与射频端1 处于导通状态，利用第一频率选择元件12对射频端1中的低频信号进行筛选，使得射频信号中频率小于或等于预设频率阈值的信号能够通过第二天线支路3，然后再利用电感组件15进一步匹配第二天线支路 3在处理相应低频信号中的阻抗，从而有效提高第二天线支路3对低频信号的接收和发射效果，进而实现射频端1中低频信号的天线性能达到最优化。

在一个实施例中，第二频率选择元件包括电感。

由此，通过在第二天线支路中设置电感元件作为第二频率选择元件，利用电感元件能够通低频信号阻高频信号的特性，实现对各频段射频信号中低频段信号的筛选，从而可以使从射频端输入的低频信号在第二天线支路中实现天线功能。

在具体应用中，在利用电感元件对射频信号中低频段信号的筛选时，需要对电感元件的基本参数进行设置，其中电感元件基本参数包括但不限于电感量、允许偏差、品质因数、分布电容及额定电流等。可以理解的是，上述电感元件基本参数可根据本领域技术人员在实际天线电路应用需求做适应性设置。

在其他实施方式中，第二频率选择元件还可采用本领域技术人员可知的能够实现低频段信号筛选的其他元件类型，本申请实施例在此不限定。

在一个实施例中，结合图2，在天线电路中，预设频率阈值为1GHz；其中，第一天线支路2用于实现对频率在1GHz～6GHz的射频信号的接收与发射，第二天线3支路用于实现对频率在600MHz～1GHz的射频信号的接收与发射。

其中，通过设置射频信号处理的频率阈值，射频端各频段射频信号进行分频段筛选，其中大于预设频率阈值的高频信号进入第一天线支路进行接收和发射，而小于或等于频率阈值的低频信号进入第二天线支路进行接收和发射。

由此，结合预设频率阈值，利用第一天线支路和第二天线支路实现在射频中高低频段信号的同时处理，更好地兼顾了高低频段信号性能，进而提高了射频信号频段覆盖范围，使天线性能达到最优化。

可以理解的是，在其他实施方式中，本领域技术人员可基于不同频段的射频信号通信实际需求，采用其他预设频率阈值作为高低频信号的筛选，本申请实施例在此也不限定。

本申请实施例还提供一种终端设备，该终端设备包括上述实施方式中的任一种天线电路，能够实现对应的有益效果，可参照上文理解，在此不赘述。

可以理解的是，终端设备(terminal device)包括但不限于移动台 (MobileStation，MS)、移动电话(Mobile Telephone)、手机(handset)及便携设备(portableequipment)等，该终端设备可以经无线接入网(Radio Access Network，RAN)与一个或多个核心网进行通信，例如，终端设备可以是移动电话、具有无线通信功能的计算机等，终端设备还可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置或设备。

由此，本申请实施例通过提供的天线电路及终端设备，包括：射频端，第一天线支路和第二天线支路，以及与所述射频端连接的开关模块，利用独立的开关模块控制分别第一天线支路和第二天线支路，对不同频段的射频信号进行单独处理，同时兼顾了高低频段信号性能，可以有效避免产生天线高低频信号连动的问题，使天线性能达到最优化；同时对天线结构长度要求短，能够适应现阶段终端设备设计越来越薄的需求。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种天线电路，应用于终端设备中，其特征在于，所述天线电路包括：射频端，第一天线支路和第二天线支路，以及与所述射频端连接的开关模块；

所述开关模块用于导通所述第一天线支路和/或所述第二天线支路，所述第一天线支路用于实现对大于预设频率阈值的射频信号的接收与发射，所述第二天线支路用于实现对小于或等于预设频率阈值的射频信号的接收与发射。

2.根据权利要求1所述的天线电路，其特征在于，所述开关模块包括：第一开关和第二开关；

所述第一开关与所述第一天线支路连接，所述第二开关与所述第二天线支路连接。

3.根据权利要求2所述的天线电路，其特征在于，还包括：控制器；

所述控制器用于向所述第一开关发送第一控制信号，以及向所述第二开关发送第二控制信号。

4.根据权利要求1所述的天线电路，其特征在于，所述第一天线支路包括第一频率选择元件、第一主板走线、第一通道开关、电容组件、第一天线走线；

所述第一频率选择元件的一端连接所述开关模块，另一端通过所述第一主板走线的一端连接所述第一天线走线，以形成可调环形天线；所述第一主板走线的另一端连接所述第一通道开关动端，所述电容组件的一端与所述第一通道开关不动端相连，另一端接地；

所述第一频率选择元件用于通过频率大于预设频率阈值的射频信号；

所述第一通道开关包括至少一个单刀多掷开关，用于切换与所述电容组件的连接。

5.根据权利要求4所述的天线电路，其特征在于，所述第一频率选择元件包括固定阻值电容；

所述固定阻值电容的容值范围为0.1pF～10pF。

6.根据权利要求4所述的天线电路，其特征在于，所述电容组件包括多个可变电容；

所述可变电容的容值范围为0.1pF～10pF。

7.根据权利要求1所述的天线电路，其特征在于，所述第二天线支路包括第二频率选择元件、第二主板走线、第二通道开关、电感组件、第二天线走线；

所述第二频率选择元件的一端连接所述开关模块，另一端通过所述第二主板走线的一端连接所述第二天线走线，以形成倒F形天线；所述第二主板走线的另一端连接所述第二通道开关动端，所述电感组件的一端与所述第二通道开关不动端相连，另一端接地；

所述第二频率选择元件用于通过频率小于或等于预设频率阈值的射频信号；

所述第二通道开关包括至少一个单刀多掷开关，用于切换与所述电感组件的连接。

8.根据权利要求7所述的天线电路，其特征在于，所述第二频率选择元件包括电感。

9.根据权利要求1-8任一项所述的天线电路，其特征在于，所述预设频率阈值为1GHz；

所述第一天线支路用于实现对频率在1GHz～6GHz的射频信号的接收与发射，所述第二天线支路用于实现对频率在600MHz～1GHz的射频信号的接收与发射。

10.一种终端设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的天线电路。

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