WO2012055202A1

WO2012055202A1 - 一种以射频天线共用为fm调制天线的装置及方法

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Publication number: WO2012055202A1
Application number: PCT/CN2011/071565
Authority: WO
Inventors: 郭鹏; 刘文忠
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2012-05-03
Also published as: CN102457460A

Description

一种以射频天线共用为 FM调制天线的装置及方法技术领域

本发明涉及无线通讯技术领域，特别是涉及一种以射频天线共用为 FM 调制天线的装置及方法。背景技术

目前， FM ( Frequency Modulation, 频率调制）在电子消费类和无线通讯终端产品中非常普及，已经成为无线通讯终端产品的标配功能。当前业界用于实现 FM 天线的方式主要分为两大类：第一类是外置天线，例如普遍釆用耳机线来实现 FM信号的接收；第二类是内置 FM天线，包括陶瓷天线、 FPC ( Flexible and Rigid-Flex , 柔性电路板）天线、 PCB ( PrintedCircuitBoard, 印制电路板 )铜箔天线等。

现有技术中，利用充电接口和 /或数据接口线缆实现便携终端产品的 FM 天线，实际上属于第一类外置天线设计，存在弊端是不但成本较高，且无法实现 FM外放功能，即没有充电器、数据线时 FM就不能收听。对于第二类内置天线，在成本上有所降低，也可以实现 FM外放，但对于小型化、超薄化的终端产品趋势，非常不利于硬件设计和结构装配，且内置天线由于尺寸、面积有限，接收信号都不是很理想，且极易受干扰，甚至与人体接触和方位都有很大关系。另外，现有技术中应用于无线终端产品的内置 FM天线和外置耳机天线切换控制装置，相当于对两类 FM天线的组合控制 , 但仍然摆脱不了上述两类 FM天线的固有弊端。

目前，业界尚未发现可以有效解决上述弊端的 FM 天线装置，本发明大胆的提出了借用无线终端产品的射频天线作为 FM 天线的想法，这种想法之前尚未实现的原因可能有以下几点：首先，射频天线主要是接收高频信号，长度难以满足 FM 天线要求；其次，射频天线接收的射频信号极其微弱，属于敏感信号，处理不好可能就会影响正常通讯。本发明有效地解决了以上问题，实现了一种新颖的 FM天线装置。发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以射频天线共用为 FM调制天线的装置及方法，用以解决现有技术中使用外置 FM 天线成本较高且未携带时无法外放及使用内置 FM天线效果较差的问题。

为解决上述问题，一方面，本发明提供一种以射频天线共用为 FM调制天线的装置，所述装置包括：

射频天线，接收 FM调频信号和用于正常通讯的射频信号；

匹配隔离电路，与所述射频天线连接，用于对所述射频信号进行隔离，对所述 FM调频信号进行匹配，输出设定频段内的 FM调频信号；

低噪声放大电路，与所述匹配隔离电路连接，用于放大接收到的所述 FM调频信号；

FM调制解调芯片，与所述低噪声放大电路连接，对接收到的所述 FM 调频信号进行解调，输出模拟音频信号。

进一步，所述装置还包括：

滤波选频电路，连接在所述所述低噪声放大电路与 FM调制解调芯片之间，对经过所述低噪声放大电路放大的 FM调频信号进行滤波，并且进行选频，然后，将处理后的 FM调频信号输出给所述 FM调制解调芯片。

进一步，所述匹配隔离电路包括第一电感和第一电容，其中，所述第一电感和第一电容串联，所述第一电感的一端与所述射频天线连接，所述第一电容的一端与所述低噪声放大电路连接。

进一步，所述匹配隔离电路包括第一电感、第一电容和第二电容，其中，所述第一电感和第一电容串联，所述第一电感的一端与所述射频天线连接，所述第一电容的一端与所述低噪声放大电路连接，所述第二电容一端接地，另一端连接于所述第一电感和第一电容之间。

进一步，所述低噪声放大电路包括三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容、第四电容以及直流电源；

其中，所述三极管的基极与所述匹配隔离电路连接；所述三极管的集电极依次连接有所述第五电阻、第一电阻和直流电源，所述直流电源一端接地；所述第二电阻一端与所述三极管的基极连接，另一端连接于所述第五电阻和第一电阻之间；所述第三电阻一端与所述三极管的基极连接，另一端接地；所述第四电阻与所述第四电容并联后，一端与所述三极管的发射极连接，另一端接地；所述第三电容一端与所述三极管的集电极连接，另一端与所述滤波选频电路连接。

进一步，所述低噪声放大电路包括三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第三电容、第四电容以及直流电源；

其中，所述三极管的基极与所述匹配隔离电路连接；所述三极管的集电极依次连接有所述第一电阻和直流电源，所述直流电源一端接地；所述第二电阻一端与所述三极管的基极连接，另一端与所述直流电源连接；所述第三电阻一端与所述三极管的基极连接，另一端接地；所述第四电阻与所述第四电容并联后，一端与所述三极管的发射极连接，另一端接地；所述第三电容一端与所述三极管的集电极连接，另一端与所述滤波选频电路连接。

进一步，所述滤波选频电路包括第二电感和第五电容，所述第二电感一端与所述 FM调制解调芯片连接，另一端接地；所述第五电容一端与所述低噪声放大电路连接，另一端接地。

进一步，所述射频天线以压接或者焊接的方式直接连接在天线接触焊盘上。另一方面，本发明还提供一种以射频天线共用为 FM调制天线的方法，所述方法包括以下步骤：

射频天线接收 FM调频信号和用于正常通讯的射频信号；

对所述射频信号进行隔离，并对所述 FM调频信号进行匹配，输出设定频段内的 FM调频信号；

放大匹配后的 FM调频信号；

对放大后的 FM调频信号进行解调，输出模拟音频信号。

进一步，对放大后的 FM调频信号进行解调之前，还包括：

对经过放大的 FM调频信号进行滤波，并且进行选频。

本发明有益效果如下：

本发明将射频天线共用为 FM 天线，通过匹配隔离电路将两路信号有效分离， FM信号质量良好，抗干扰能力强，既可以支持耳机播放，也可以接喇叭外放；而且不会带来结构装配上的问题，成本低，易于设计实现，适用于所有支持 FM功能的无线终端产品。附图说明

图 1 是本发明实施例中一种以射频天线共用为 FM调制天线的装置的结构示意图；

图 2 是本发明实施例中再一种以射频天线共用为 FM调制天线的装置的结构示意图；

图 3 是本发明实施例中又一种以射频天线共用为 FM调制天线的装置的结构示意图；

图 4 是本发明实施例中一种以射频天线共用为 FM调制天线的方法的流程图。具体实施方式

为了解决现有技术中使用外置 FM 天线成本较高且未携带时无法外放及使用内置 FM 天线效果较差的问题，本发明提供了一种以射频天线共用为 FM调制天线的装置及方法，以下结合附图以及实施例，对本发明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发明，并不限定本发明。

如图 1所示，本发明实施例涉及一种以射频天线共用为 FM调制天线的装置，包括：

射频天线 101 , 用于接收射频信号和 FM调频信号；射频天线目前有很多形式，装配方式有内置也有外置，材料也有很多，用于接收微弱的空中信号，本发明适用所有的射频天线。

匹配隔离电路 102, 与射频天线 101连接，用于对射频信号进行隔离，对 FM调频信号进行匹配，输出设定频段内的 FM调频信号；匹配隔离电路 102接收到射频天线 101传来的信号，可以进行有效的频率分离，对于 FM 调频信号达到最佳匹配状态，只选通 FM波段（ 65-108MHZ ), 对于其它频率呈高阻抗状态，以防止射频信号泄露；即实现对射频信号的隔离，这样就可以保证在不影响正常通讯的情况下使用 FM 功能。匹配隔离电路 102 釆用目前的分频电路也可以实现上述功能。

低噪声放大电路 103 , 与匹配隔离电路 102连接，用于放大接收到的 FM调频信号；低噪声放大电路 103将匹配隔离电路 102传来的 FM波段信号进行适度放大，对于噪声放大倍数极小，可以有效地提高信噪比，同比 FM独立内置天线，抗干扰能力增强。

FM调制解调芯片 104, 与低噪声放大电路 103连接，对接收到的 FM 调频信号进行解调，输出模拟音频信号。 FM调制解调芯片 104对于从低噪声放大电路 103接收到的 FM信号进行解调，输出为模拟音频，可外接耳机或者喇口八收听。

下面以两个具体实施例进行详细说明，如图 2所示，本发明一优选实施例提供一种以射频天线共用为 FM调制天线的装置，该装置包括：

射频天线 21 , 以压接或者焊接的方式直接连接在天线接触焊盘 22上，射频单元 23接收到天线接触焊盘 22传来的射频信号用于正常通讯。

匹配隔离电路 24, 釆用最简单的 LC 串联谐振网络来实现两种天线信号的隔离，选用适当的参数，可使 LC网络谐振于 100MHz, 对于较高的射频信号该网络呈现高阻抗，对于百兆的 FM信号，则达到最佳匹配状态。匹配隔离电路 24包括第一电感 L1和第一电容 C1 , 其中，第一电感 L1和第一电容 C1 串联，第一电感 L1的一端与连接有射频天线 21的天线接触焊盘 22连接，第一电容 C1的一端与低噪声放大电路 25连接。

低噪声放大电路 25 , 釆用的放大管为高频三极管，使用干净的 DC直流电源提供直流偏置电压，当然也可以使用经过滤波处理的有效电源。经过适当的参数调整使三极管处于放大区，对于交流的 FM信号处于合适的放大倍数。低噪声放大电路 25具体包括三极管、第一电阻 Rl、第二电阻 R2、第三电阻 R3、第四电阻 R4、第五电阻 R5、第三电容 C3、第四电容 C4以及直流电源 DC；其中，三极管的基极与匹配隔离电路 24连接；三极管的集电极依次连接有第五电阻 R5、第一电阻 R1和直流电源 DC, 直流电源 DC—端接地；第二电阻 R2—端与三极管的基极连接，另一端连接于第五电阻 R5和第一电阻 R1之间；第三电阻 R3—端与三极管的基极连接，另一端接地；第四电阻 R4与第四电容 C4并联后，一端与三极管的发射极连接，另一端接地；第三电容 C3—端与三极管的集电极连接，另一端与滤波选频电路 26连接。

滤波选频电路 26,对于经过低噪声放大电路 25放大的 FM信号进行滤波，消除掉一些由于电路本身或者环境带来的干扰噪声，同时实现选频的功能，该处釆用 LC并联网络，经过参数匹配可使其谐振在 100MHz, 对于 FM波段信号呈现高阻抗状态，对于其它高频干扰信号处于低阻抗状。滤波选频电路 26包括第二电感 L2和第五电容 C5 , 其中，第二电感 L2—端与 FM调制解调芯片 27连接，另一端接地；第五电容 C5—端与低噪声放大电路 25连接，另一端接地。

FM调制解调芯片 27,负责解调从滤波选频电路 26接收到的 FM信号，输出为模拟音频，可直接驱动外部发声器件，可外接耳机或者喇八收听。

如图 3所示，本发明另一优选实施例涉及一种以射频天线共用为 FM调制天线的装置，包括：

射频天线 31、天线接触焊盘 32、射频单元 33、匹配隔离电路 34、低噪声放大电路 35、滤波选频电路 36和 FM调制解调芯片 37 , 其中，射频天线 31、天线接触焊盘 32、射频单元 33、滤波选频电路 36和 FM调制解调芯片 37与上一实施例中的射频天线 21、天线接触焊盘 22、射频单元 23、滤波选频电路 26和 FM调制解调芯片 27在电路结构和功能上相同，在此不再详述。

匹配隔离电路 34, 釆用典型的 T形网络，经试验，通过参数调整，可使该部分电路对于百兆 FM信号和高频射频信号具有很好的隔离作用。匹配隔离电路 34包括第一电感 Ll、第一电容 C1和第二电容 C2 , 其中，第一电感 L1和第一电容 C1 串联，第一电感 L1的一端与连接有射频天线 31 的天线接触焊盘 32连接，第一电容 C1的一端与低噪声放大电路 35连接，第二电容 C2—端接地，另一端连接于第一电感 L1和第一电容 C1之间。

低噪声放大电路 35 , 釆用的放大管为高频三极管，使用干净的 DC电源提供直流偏置电压，当然也可以使用经过滤波处理的有效电源。经过适当的参数调整使三极管处于放大区，对于交流的 FM信号处于合适的放大倍数，该放大电路与上个实施例的不同之处在于基极偏置电阻和集电极的限流电阻连接形式不同，釆用分离形式，不再加入反馈，比较通用。具体为：低噪声放大电路 35包括三极管、第一电阻 Rl、第二电阻 R2、第三电阻 R3、第四电阻 R4、第三电容 C3、第四电容 C4以及直流电源 DC; 其中，三极管的基极与匹配隔离电路 34连接；三极管的集电极依次连接有第一电阻 R1和直流电源 DC ,直流电源 DC—端接地；第二电阻 R2—端与三极管的基极连接，另一端与直流电源 DC连接；第三电阻 R3—端与三极管的基极连接，另一端接地；第四电阻 R4与第四电容 C4并联后，一端与三极管的发射极连接，另一端接地；第三电容 C3—端与三极管的集电极连接，另一端与滤波选频电路 36连接。

如图 4所示，本发明实施例还涉及一种以射频天线共用为 FM调制天线的方法，包括以下步骤：

步骤 S401 , 射频天线接收 FM调频信号和用于正常通讯的射频信号；步骤 S402, 对射频信号进行隔离，并对 FM调频信号进行匹配，输出设定频段内的 FM调频信号；

步骤 S403 , 放大匹配后的 FM调频信号；

步骤 S404, 对放大后的 FM调频信号进行解调，输出模拟音频信号。其中，对放大后的 FM调频信号进行解调之前，还包括：

对经过放大的 FM调频信号进行滤波，并且进行选频。

由上述实施例可以看出，本发明将射频天线共用为 FM 天线，通过低噪声放大电路满足了 FM 天线要求的长度要求；通过匹配隔离电路将两路信号有效分离，既保证了射频天线接收射频信号，不会影响正常通讯，又保证了 FM信号质量良好，抗干扰能力强，既可以支持耳机播放，也可以接喇叭外放；而且不会带来结构装配上的问题，成本低，易于设计实现，适用于所有支持 FM功能的无线终端产品。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims

权利要求书

1、一种以射频天线共用为 FM调制天线的装置，其特征在于，所述装置包括：

射频天线，接收 FM调频信号和用于正常通讯的射频信号；

低噪声放大电路，与所述匹配隔离电路连接，用于放大接收到的所述

FM调频信号；

2、如权利要求 1所述的以射频天线共用为 FM调制天线的装置，其特征在于，所述装置还包括：

滤波选频电路，连接在所述低噪声放大电路与 FM调制解调芯片之间，对经过所述低噪声放大电路放大的 FM调频信号进行滤波，并且进行选频，然后，将处理后的 FM调频信号输出给所述 FM调制解调芯片。

3、如权利要求 1或 2所述的以射频天线共用为 FM调制天线的装置，其特征在于，所述匹配隔离电路包括第一电感和第一电容，其中，所述第一电感和第一电容串联，所述第一电感的一端与所述射频天线连接，所述第一电容的一端与所述低噪声放大电路连接。

4、如权利要求 1或 2所述的以射频天线共用为 FM调制天线的装置，其特征在于，所述匹配隔离电路包括第一电感、第一电容和第二电容，其中，所述第一电感和第一电容串联，所述第一电感的一端与所述射频天线连接，所述第一电容的一端与所述低噪声放大电路连接，所述第二电容一端接地，另一端连接于所述第一电感和第一电容之间。

5、如权利要求 1或 2所述的以射频天线共用为 FM调制天线的装置，其特征在于，所述低噪声放大电路包括三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容、第四电容以及直流电源；

6、如权利要求 1或 2所述的以射频天线共用为 FM调制天线的装置，其特征在于，所述低噪声放大电路包括三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第三电容、第四电容以及直流电源；

7、如权利要求 2所述的以射频天线共用为 FM调制天线的装置，其特征在于，所述滤波选频电路包括第二电感和第五电容，所述第二电感一端与所述 FM调制解调芯片连接，另一端接地；所述第五电容一端与所述低噪声放大电路连接，另一端接地。

8、如权利要求 1所述的以射频天线共用为 FM调制天线的装置，其特征在于，所述射频天线以压接或者焊接的方式直接连接在天线接触焊盘上。

9、一种以射频天线共用为 FM调制天线的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

射频天线接收 FM调频信号和用于正常通讯的射频信号；

放大匹配后的 FM调频信号；

对放大后的 FM调频信号进行解调，输出模拟音频信号。

10、如权利要求 9所述的以射频天线共用为 FM调制天线的方法，其特征在于，对放大后的 FM调频信号进行解调之前，还包括：

对经过放大的 FM调频信号进行滤波，并且进行选频。