一種可調(diào)諧天線及終端的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及天線技術領域，尤其涉及一種可調(diào)諧天線及終端。
【背景技術】
[0002]天線的阻抗對天線的工作頻率有著重要影響，不同的阻抗對應著天線的不同工作頻率。由于多種通信系統(tǒng)同時存在，而且它們的工作頻段又各不相同，因此用戶設備需要支持的頻率范圍越來越寬，在不對天線進行改進的前提下，用戶設備的通信性能很難在滿足客戶外觀的基礎上同時實現(xiàn)多模多天線的同時使用。同時由于用戶設備天線自身頻帶窄的特性，目前用戶設備的天線已經(jīng)無法滿足覆蓋所有頻段的需求。
[0003]目前對天線調(diào)諧的方法主要是通過設計多個射頻通路，通過軟件控制的方式進行控制天線的工作狀態(tài)，使得天線的能夠接受多個頻段的信號。這種調(diào)諧天線的方法成本很高，調(diào)節(jié)起來并不精準，容易產(chǎn)生偏差，給通信帶來影響，而且調(diào)節(jié)起來也不是很方便。同時這種方法增加了天線的體積，增加了硬件的設計復雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例提供一種可調(diào)諧天線，用以靈活的根據(jù)需要調(diào)諧天線阻抗，實現(xiàn)天線多頻段工作。
[0005]本發(fā)明實施例提供的一種可調(diào)諧天線，該天線包括:
[0006]天線輻射單元，位于所述天線輻射單元中的信號饋電點和第一地饋電點；
[0007]信號端通過所述信號饋電點與所述天線輻射單元連接，第一開關的第一端通過所述第一地饋電點與所述天線輻射單元連接，所述第一開關的第二端接地；
[0008]調(diào)諧電路，所述調(diào)諧電路至少由第一匹配元件與第二開關串聯(lián)組成，所述第一匹配元件的第一端同時與所述信號饋電點、信號端連接，所述第一匹配元件的第二端與所述第二開關的第一端連接，所述第二開關的第二端接地。
[0009]本發(fā)明實施例提供的一種終端，包括上述可調(diào)諧天線。
[0010]根據(jù)本發(fā)明實施例提供的可調(diào)諧天線及終端，在天線中加入至少一個開關和匹配元件組成的調(diào)諧電路，通過控制調(diào)諧電路中與匹配元件連接的開關開啟或斷開，使天線獲得不同的阻抗，從而擴大天線的接收和/或發(fā)送信號的頻率覆蓋范圍。
【附圖說明】
[0011]圖1為天線的阻抗匹配電路示意圖；
[0012]圖2為無源天線的帶寬諧振示意圖；
[0013]圖3為本發(fā)明實施例提供的第一種可調(diào)諧天線的結構圖；
[0014]圖4為本發(fā)明實施例提供的第二種可調(diào)諧天線的結構圖；
[0015]圖5為本發(fā)明實施例提供的第三種可調(diào)諧天線的結構圖；
[0016]圖6為本發(fā)明實施例提供的第四種可調(diào)諧天線的結構圖；
[0017]圖7為本發(fā)明實施例提供的第一種天線工作頻率與回波損耗示意圖；
[0018]圖8為本發(fā)明實施例提供的第二種天線工作頻率與回波損耗示意圖；
[0019]圖9為本發(fā)明實施例提供的第三種天線工作頻率與回波損耗示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合說明書附圖對本發(fā)明實施例做詳細描述。
[0021]如圖1所示，傳統(tǒng)手機天線的阻抗匹配電路中，RF是天線的信號輸入端，111是天線的信號饋電點，從信號輸入端經(jīng)由121，122，123，124四個匹配元器件對天線進行匹配使天線的諧振頻率調(diào)諧到需要的頻段上。121，122串聯(lián)在信號鏈路上，123，124并聯(lián)在信號鏈路并通過接地點13進行接地。112和113是天線的地饋電點，通過接地點13進行接地。
[0022]在寬頻天線設計時，常規(guī)無源天線一般的帶寬諧振如圖2所示。圖2中Sll是天線的回波損耗曲線，f是頻率。Spec是天線諧振深度的標準值，一般低于Spec值的諧振寬度才會有較好的天線輻射效率。圖2中，天線在頻段fl、f2和f4處可以實現(xiàn)較好的輻射性能，但是在頻道f3處無法保證有效的性能指標。如果將f2和f4的諧振位置往中間f3處調(diào)諧，則f2的低頻邊沿和f4的高頻邊沿處的性能指標又會變差。同樣的，當?shù)皖lf I處的帶寬需求增加時，低頻Π處的帶寬覆蓋也是一個比較難以解決的問題。
[0023]在無線設備發(fā)送數(shù)據(jù)時，將數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼、調(diào)制、放大以及濾波等操作，最后將承載數(shù)據(jù)的信號通過天線的阻抗匹配電路傳輸?shù)教炀€的發(fā)射端。在無線設備接收數(shù)據(jù)時，通過天線的輸入端將承載數(shù)據(jù)的信號通過天線的阻抗匹配電路傳輸?shù)叫盘柦邮諜C。
[0024]阻抗匹配是天線技術中常見的一種工作狀態(tài)，當天線接收的信號的頻率和天線實現(xiàn)阻抗匹配時，將獲得傳輸效率。反之，當電路阻抗失配時，天線不但接收不到該信號，還可能對電路產(chǎn)生損害。例如，無線電發(fā)信機的輸出阻抗與饋線的阻抗、饋線與天線的阻抗也應達到一致。如果阻抗值不一致，發(fā)信機輸出的高頻能量將不能全部由天線發(fā)射出去。這部分沒有發(fā)射出去的能量會反射回來，產(chǎn)生駐波，嚴重時會引起饋線的絕緣層及發(fā)信機末級功放管的損壞。為了使信號和能量有效地傳輸，必須使電路工作在阻抗匹配狀態(tài)，即信號源或功率源的內(nèi)阻等于電路的輸入阻抗，電路的輸出阻抗等于負載的阻抗。在一般的輸入、輸出電路中常含有電阻、電容和電感元件，由它們所組成的電路稱為電抗電路，其中只含有電阻的電路稱為純電阻電路。
[0025]天線的一個阻抗對應一個接收頻率，若需要接收多個頻率的信號，則需要對天線的阻抗進行調(diào)諧，現(xiàn)有技術中是通過在天線中加入可變電容器或可變電感器等，通過調(diào)節(jié)可變電容器或可變電感器實現(xiàn)獲得不同的阻抗，由于可變電容器或可變電感器的精確度不高，且很昂貴，所以很難得到推廣。
[0026]本發(fā)明實施例提供一種可調(diào)諧天線，通過開關對接入天線的電路中的匹配元件進行選擇性連接，從而使得天線獲得不同的阻抗，使得天線能夠接收和發(fā)送不同頻段的信號。
[0027]需要說明的是，本發(fā)明實施例提供的可調(diào)諧天線可以應用于多種無線系統(tǒng)，如全球移動通訊系統(tǒng)、通用分組無線業(yè)務系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)絡、藍牙網(wǎng)絡、全球定位系統(tǒng)、近場通信系統(tǒng)等，本發(fā)明實施例對此并不限定。
[0028]同時本發(fā)明實施例提供的可調(diào)諧天線還可以應用于多種終端，例如手機、平板電腦等。
[0029]如圖3所示，本發(fā)明實施例提供的第一種可調(diào)諧天線的結構圖，包括:
[0030]天線輻射單元306，位于所述天線輻射單元306中的信號饋電點301和第一地饋電點 302 ；
[0031]信號端300通過所述信號饋電點301與所述天線輻射單元306連接，第一開關303的第一端通過所述第一地饋電點302與所述天線福射單元306連接，所述第一開關303的第二端接地；
[0032]調(diào)諧電路，所述調(diào)諧電路至少由第一匹配元件304與第二開關305串聯(lián)組成，所述第一匹配元件304的第一端同時與所述信號饋電點301、信號端300連接，所述第一匹配元件304的第二端與所述第二開關305的第一端連接，所述第二開關305的第二端接地。
[0033]此時，可以通過控制第一開關303的開啟和閉合使得第一地饋電點302選擇性的與該天線連接，從而使得天線獲得不同的阻抗。同樣的道理，可以通過控制第二開關305的開啟和閉合，使得第一匹配元件304選擇性的與該天線連接，從而使得天線獲得不同的阻抗。
[0034]調(diào)諧電路中的第一匹配元件304 —般為固定電容器或者固定電感器，第一匹配元件304為固定電容器時，如果需要在低頻段對天線的阻抗進行調(diào)諧，第一匹配元件304的電容量的范圍為6nF至1nF之間的任意值；如果需要在高頻段對天線的阻抗進行調(diào)諧，第一匹配元件304的電容量的范圍為IpF至4pF之間的任意值，具體可以根據(jù)實際情況去選取。當然，為了獲得更覆蓋范圍更廣的天線，第一匹配元件304也可以為可變電容器。
[0035]配置有該天線的終端會根據(jù)自身所處的無線環(huán)境信息，發(fā)出開啟或閉合第一開關303和/或第二開關305的指令。無線環(huán)境信息是通過該終端的傳感器或者檢測器獲取到的信息，包括無線環(huán)境中偵聽到的可用頻段、信道質(zhì)量等信息。例如，終端的天線工作在第一頻段，此時第一開關303為開啟狀態(tài)，當終端根據(jù)其所處的無線環(huán)境信息，確定出需要工作在第二頻段時，通過調(diào)諧電路關閉第一開關303，此時天線能夠工作在第二頻段。
[0036]為了使得天線的接收或發(fā)送信號的頻率的覆蓋范圍更廣，可以增加多個匹配元件，使得天線的阻抗變化范圍更廣。
[0037]具體的，如圖4所示，本發(fā)明實施例提供的第二種可調(diào)諧天線的結構圖，包括:天線輻射單元306，位于所述天線輻射單元306中的信號饋電點301和第一地饋電點302 ;
[0038]信號端300通過所述信號饋電點301與所述天線輻射單元306連接，第一開關303的第一端通過所述第一地饋電點302與所述天線福射單元306連接，所述第一開關303的第二端接地；
[0039]圖4中的調(diào)諧電路中還包括第二匹配元件307和第三匹配元件308 ；
[0040]第一匹配元件304的第一端通過所述第二匹配元件307與所述信號端300連接，所述第一匹配元件304的第一端通過所述第三匹配元件308與所述信號饋電點301連接，所述第一匹配元件304的第二端與第二開關305的第一端連接，所述第二開關305的第二端接地。
[0041]圖4中第二匹配元件307和第三匹配元件308可以為固定電容器、電阻或者固定電感器，當然，第二匹配元件307和第三匹配元件308也可以為可變電容器或者可變電感器，本發(fā)明實施例對此并不限定。
[0042]進一步的，還可以通過控制多個地饋電點實現(xiàn)擴大天線的工作頻率范圍。詳見下面的描述。
[0043]如圖5所示，本發(fā)明實施例提供的第三種可調(diào)諧天線結構圖，包括:
[0044]天線輻射單元306，位于所述天線輻射單元306中的信號饋電點301和第一地饋電點302，第二地饋電點309 ；
[0045]信號端300通過所述信號饋電點301與所述天線輻射單元306連接，第一開關303的第一端通過所述第一地饋電點302與所述天線福射單元306連接，所述第一開關303的第二端接地；
[0046]調(diào)諧電路中的第一匹配元件304的第一端通過第二匹配元件307與所述信號端300連接，所述第一匹配元件304的第一端通過第三匹配元件308與所述信號饋電點301連接，所述第一匹配元件304的第二端與第二開關305的第一端連接，所述第二開關305的第二端接地；
[0047]調(diào)諧電路中還包括第三開關310，第三開關310的第一端與所述第二地饋電點309連接，所述第三開關310的第二端接地。
[0048]圖5中通過在調(diào)諧電路中通過第三開關310，使得天線的阻抗有更多的選擇，從而獲得更寬的工作頻段。第一開關303、第二開關305以及第三開關310的開啟或閉合的狀態(tài)互相獨立，彼此并不干擾。
[0049]如圖6所示，本發(fā)