天线组件及射频控制方法

技术领域

本发明涉及天线通信技术领域，特别是涉及一种天线装组件及射频控制方法。

背景技术

随着科技的发展，全面屏作为智能终端手机行业的一大热点，让智能终端手机的外观设计得到大幅提升，但全面屏也给手机天线设计带来挑战。全面屏的设计，意味着手机顶部空间和底部空间的缩小，手机天线空间将受到影响。

为适应较小的天线空间，可通过减少天线数量来降低对天线走线面积和天线净空高度的要求，然而天线数量的减少会导致天线带宽变窄，从而无法满足通信要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种占用空间小的天线组件及射频控制方法。

一种天线组件，包括：

天线辐射体，所述天线辐射体设有接地点及至少两个馈电点，其中所述接地点与地端连接，所述接地点与不同的所述馈电点之间的天线臂长度不同；

切换开关，包括第一端和至少两个第二端，所述切换开关的第一端与馈源连接，所述切换开关的各第二端分别与至少两个所述馈电点一一对应连接，所述切换开关用于选择导通所述馈源与任一所述馈电点之间的馈电通路；

所述天线辐射体用于在不同的所述馈电通路被导通时，在馈电电流的激励下激励出不同频段的射频信号。

在其中一个实施例中，所述天线组件还包括：

调谐电路，分别与所述接地点和所述地端连接，用于调节输入阻抗。

在其中一个实施例中，所述调谐电路包括：

调谐开关，包括第一端和多个第二端，所述调谐开关的第一端与所述接地点连接；

多个调谐单元，分别具有不同的阻抗，各所述调谐单元分别包括第一端和第二端，各所述调谐单元的第一端分别与所述调谐开关的第二端一一对应连接，各所述调谐单元的第二端分别与所述地端连接；

所述调谐开关用于选择导通所述接地点与任一所述调谐单元之间的谐振通路。

在其中一个实施例中，各所述调谐单元包括电容、电阻和电感中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述馈电点的数量为两个，所述切换开关为单刀双掷开关，两个所述馈电点与所述接地点之间分别形成第一天线臂和第二天线臂，所述切换开关用于选择以所述第一天线臂或第二天线臂激励出射频信号，其中，所述第一天线臂在所述馈电电流的激励下激励出中高频的射频信号，所述第二天线臂在所述馈电电流的激励下激励出低频的射频信号。

在其中一个实施例中，所述第二天线臂的长度大于所述第一天线臂的长度。

在其中一个实施例中，所述天线组件还包括：

线路板，所述天线辐射体设置在所述线路板上，并通过所述线路板上的走线与所述地端连接。

在其中一个实施例中，所述调谐电路设置在所述线路板上，并通过所述线路板上的走线分别与所述接地点和所述地端连接。

一种射频控制方法，应用于上述任一项所述的天线组件，所述方法包括：

接收馈电指令；

根据所述射频传导信号控制切换开关择一导通所述馈源与所述馈电点之间的馈电通路。

在其中一个实施例中，当包括调谐开关和多个调谐单元时，所述方法还包括：

接收目标指令；

根据所述目标指令控制所述调谐开关择一导通所述接地点与所述调谐单元之间的谐振通路。

上述天线组件包括天线辐射体和切换开关，其中，天线辐射体设有接地点及至少两个馈电点，接地点与地端连接，且接地点与不同的馈电点之间的天线臂长度不同，切换开关包括第一端和至少两个第二端，第一端与馈源连接，各第二端分别与至少两个馈电点一一对应连接，利用切换开关可选择导通馈源与任一馈电点之间的馈电通路，由于不同的馈电通路对应的天线臂长度不同，从而使得天线辐射体在不同的馈电通路被导通时，在馈电电流的激励下激励出不同频段的射频信号，由于只需要一个天线辐射体，且该天线辐射体可实现多种频段的信号输出，相比于设置多个天线来实现不同频段信号的输出，本发明占用空间更小。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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为一实施例的天线组件的结构示意图；

图2为另一实施例的天线组件的结构示意图；

图3为另一实施例的天线组件的结构示意图；

图4为一实施例的天线装置的结构示意图；

图5为另一实施例的天线装置的结构框图。

附图标记说明：

元件标号说明：

馈电点：S1、S2。接地点：D；接收模块：105；馈源：103；切换开关：102；天线辐射体：101；调谐电路：104；调谐开关：1041；第一调谐单元：1042；第二调谐单元：1043；第三调谐单元：1044；第四调谐单元：1045；控制模块：106

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

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，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

天线组件包括天线辐射体101和切换开关102，天线辐射体101设有接地点及至少两个馈电点，其中接地点与地端D连接，接地点与不同的馈电点之间的天线臂长度不同；切换开关102包括第一端和至少两个第二端，第一端与馈源103连接，各第二端分别与至少两个馈电点一一对应连接，切换开关102用于选择导通馈源103与任一馈电点之间的馈电通路；天线辐射体101用于在不同的馈电通路被导通时，在馈电电流的激励下激励出不同频段的射频信号。

以馈电点数量为两个以及切换开关102具有两个第二端为例，如图1所示，两个馈电点分别为S1和S2，接地点为D，馈电点S1和S2与接地点D将天线辐射体101划分出了两个天线臂，其中馈电点S1与接地点D之间的天线臂长度为L1，馈电点S2与接地点D之间的天线臂长度为L2，L1与L2为馈电点S1及S2分别与地端之间的距离，且L1和L2不相等。切换开关102的第一端与馈源103连接，两个第二端分别与两个馈电点一一对应连接，并择一导通两个馈电点中的其中一个馈电点与馈源103之间的馈电通路，具体的，当切换开关102接通馈电点S1对应的馈电通路时，天线辐射体101中长度为L1的天线臂被接入回路中，在馈源103输出的馈电电流的激励下，长度为L1的天线臂激励出第一频段的射频信号；当切换开关102接通馈电点S2对应的馈电通路时，长度为L2的天线臂被接入回路中，在馈源103输出的馈电电流的激励下，长度为L2的天线臂激励出第二频段的射频信号，由于天线臂的长度不同，激励出的射频信号的频段也不相同，切换开关102通过择一与馈电点S1和S2中的其中一个馈电点接通以选择接入长度为L1或L2的天线臂，进而激励出第一频段的射频信号或第二频段的射频信号。

其中，图1仅示意性示出了馈电点数量为两个以及切换开关102的第二端也为两个的情况，但本发明不仅限于此。

本发明实施例的天线组件包括天线辐射体101和切换开关102，其中天线辐射体101设有接地点及至少两个馈电点，接地点D与地端连接，且接地点与不同的馈电点之间的天线臂长度不同，切换开关102包括第一端和至少两个第二端，第一端与馈源103连接，各第二端分别与至少两个馈电点一一对应连接，利用切换开关102可选择导通馈源103与任一馈电点之间的馈电通路，由于不同的馈电通路对应的天线臂长度不同，从而使得天线辐射体101在不同的馈电通路被导通时，在馈电电流的激励下激励出不同频段的射频信号，由于只需要一个天线辐射体101，且该天线辐射体101可实现多种频段的信号输出，相比于设置多个天线来实现不同频段信号的输出，本发明占用空间更小。

图2为另一实施例的天线组件的结构示意图，如图2所示，天线组件还包括调谐电路104，调谐电路104分别与接地点D和地端连接，用于调节输入阻抗。

其中，调节输入阻抗是为了调节天线组件的辐射频段，以与目标频段匹配。可以理解，馈源103与天线辐射体101之间连接有馈线，天线辐射体101的输入端电压与馈电电流的比值称为输入阻抗，当调节输入阻抗时，天线组件的辐射频段也相应改变，可在已知目标频段的条件下调整输入阻抗，从而使得天线组件的辐射频率与目标频段匹配。

本发明实施例通过在接地点D与地端之间接入调谐电路104，在天线辐射体101激励出射频信号的同时配合调谐电路104对馈电通路中的输入阻抗进行调节，从而使得天线组件的辐射频段与目标频段匹配。

在一个实施例中，调谐电路104可包括调谐开关1041和多个调谐单元，其中，调谐开关1041包括第一端和多个第二端，调谐开关1041的第一端与接地点连接；多个调谐单元，分别具有不同的阻抗，各调谐单元分别包括第一端和第二端，各调谐单元的第一端分别与调谐开关1041的第二端一一对应连接，各调谐单元的第二端分别与地端连接；调谐开关1041用于选择导通接地点与任一调谐单元之间的谐振通路。

可以理解，本实施例在馈电回路中设置调谐开关1041及多个调谐单元，通过调谐开关1041与不同的调谐单元接通可相应调节输入阻抗，从而与目标频段匹配，扩大天线的频段辐射范围。

具体的，如图3所示，以调谐单元数量为4个、调谐开关1041具有4个第二端为例，分别包括第一调谐单元1042、第二调谐单元1043、第三调谐单元1044和第四调谐单元1045，各调谐单元具有不同的阻抗，当切换开关102选择导通馈源103与其中一个馈电点之间的馈电通路时，调谐开关1041可选择导通接地点与其中一个调谐单元之间的谐振通路，从而将该调谐单元接入馈电通路中，最终使得天线的辐射频段与目标频段匹配。在一个实施例中，各调谐单元可包括电容、电阻和电感中的至少一种。

可以理解，设天线辐射体101要谐振出的射频信号的频段为目标频段，在根据馈电指令接通其中一个馈电点的同时，在已知射频信号的目标频段的情况下，根据目标指令可通过调谐开关1041接通其中一个调谐单元，以实现与目标频段的匹配，从而谐振出特定频段的射频信号。

在一个实施例中，调谐开关1041可为单刀多掷开关，其第二端的数量可与调谐单元的数量相同。

其中，图3仅示意性示出了调谐单元数量为四个以及调谐开关1041的第二端也为四个的情况，但本发明不仅限于此。

在一个实施例中，馈电点的数量为两个，切换开关102为单刀双掷开关，两个馈电点与接地点之间分别形成第一天线臂和第二天线臂，切换开关102用于选择以第一天线臂或第二天线臂激励出射频信号，其中，第一天线臂在馈电电流的激励下激励出中高频的射频信号，第二天线臂在馈电电流的激励下激励出低频的射频信号。

请参考图1所示，馈电点S1和S2与接地点之间分别形成第一天线臂和第二天线臂，其中，对应天线臂长度为L1的为第一天线臂，对应天线臂长度为L2的为第二天线臂，第二天线臂的长度L2大于第一天线臂的长度L1，且第一天线臂在馈电电流的激励下能够激励出中高频的射频信号，第二天线臂在馈电电流的激励下能够激励出低频的射频信号。

可以理解，天线的主馈由馈电S1和S2分成两路，一路低频，一路中高频，根据半波振子天线理论可知，天线臂的长度为四分之一波长的时天线辐射最好，故低频的天线需要偏长，高频的天线需要偏短。通过设置一个单刀双掷开关进行切换，一方面可以将中高频信号馈送至更短的天线臂，从而提高中高频信号谐振的带宽，另一方面可以将低频信号馈送至更长的天线臂，从而提高低频信号谐振的带宽，最终实现多频段的覆盖，提高天线的辐射效率。

在一个实施例中，天线组件还可包括线路板，其中天线辐射体101设置在线路板上，并通过线路板上的走线与地端连接。

其中，线路板可为柔性线路板(FPCB)，该线路板可嵌入例如手机等终端的内部，占用空间小，且能够固定各元件，并实现各元件之间的线路连接。

在一个实施例中，调谐电路104可设置在线路板上，并通过线路板上的走线分别与接地点D和地端连接。

具体的，当调谐电路104包括调谐开关1041和多个调谐单元时，调谐开关1041和调谐元均固定设置在线路板上，并通过线路板上的走线实现各元件之间的线路连接，既实现了整体结构的稳定性，又降低了走线面积，节省了手机空间。

本发明实施例还提供一种射频控制方法，应用于上述任一实施例所述的天线组件，该方法包括步骤S110至步骤S120。

步骤S110，接收馈电指令。

其中，馈点指令可为用户下达的谐振出低频信号或高频信号的指令。

步骤S120，根据所述馈电指令控制切换开关择一导通所述馈源与所述馈电点之间的馈电通路。

可以理解，馈电电流通过单刀双掷开关被一分为二。基于用户下达的馈电指令，当需要谐振出低频信号时，馈电指令可为高电平，在接收到馈电指令为高电平时，可控制单刀双掷开关切换至与馈点S2接触，从而将馈电电流馈送至较长的天线臂，谐振出低频驻波；当需要谐振出低中高频信号时，馈电指令可为低电平，在接收到馈电指令为低电平时，可控制单刀双掷开关切换至与馈点S1接触，从而将馈电电流馈送至较短的天线臂，谐振出中高频驻波。

在一个实施例中，当包括调谐开关和多个调谐单元时，射频控制方法还包括接收目标指令，然后根据目标指令控制调谐开关择一导通接地点与调谐单元之间的谐振通路。

可以理解，设天线辐射体101要谐振出的射频信号的频段为目标频段，该目标指令用于指示目标频段，在根据馈电指令接通其中一个馈电点的同时，根据目标指令控制调谐开关1041接通其中一个调谐单元，以实现与目标频段的匹配，从而谐振出特定频段的射频信号。

本发明实施例还提供一种天线装置，如图4所示，该天线装置包括馈源103及上述任一实施例所述的天线组件。其中馈源103用于输出馈电电流。

在一个实施例中，馈源103可包括射频收发器。

图5为一实施例的天线装置的结构框图，与图1实施例的天线组件相比，本实施例的天线装置还包括接收模块105和控制模块106，其中接收模块105用于接收馈电指令；控制模块106分别与接收模块105和切换开关102连接，用于根据馈电指令控制切换开关102择一导通馈电通路。

具体的，馈电电流通过单刀双掷开关被一分为二。接收模块105可接受用户下达的馈电指令，并传输至控制模块106，控制模块106通过软件层控制，当需要谐振出低频信号时，馈电指令可为高电平，经接收模块105接收后传输至控制模块106，由控制模块106控制单刀双掷开关切换至与馈点S2接触，从而将馈电电流馈送至较长的天线臂，谐振出低频驻波；当需要谐振出低中高频信号时，馈电指令可为低电平，经接收模块105接收后传输至控制模块106，由控制模块106控制单刀双掷开关切换至与馈点S1接触，从而将馈电电流馈送至较短的天线臂，谐振出中高频驻波。

在一个实施例中，接收模块还用于接收目标指令，控制模块还与调谐电路104连接，用于根据目标指令控制控制调谐电路104调节输入阻抗。本发明实施例的调谐电路104还可包括图3实施例中的调谐开关1041和多个调谐单元，其中多个调谐单元分别具有不同的阻抗，控制电路与调谐开关连接，用于根据目标指令控制调谐开关1041择一导通接地点与调谐单元之间的谐振通路。

具体的，如图3所示，以调谐单元数量为4个、调谐开关1041具有4个第二端为例，分别包括第一调谐单元1042、第二调谐单元1043、第三调谐单元1044和第四调谐单元1045，各调谐单元具有不同的阻抗，当切换开关102选择导通馈源103与其中一个馈电点之间的馈电通路时，为了实现与目标频段的匹配，调谐开关1041可选择导通接地点与其中一个调谐单元之间的谐振通路，从而将该调谐单元接入馈电通路中，最终通过改变馈电电流的频率实现辐射频段的调节。在一个实施例中，各调谐单元可包括电容、电阻和电感中的至少一种。

可以理解，设天线辐射体101要谐振出的射频信号的频段为目标频段，目标指令用于指示目标频段，在根据馈电指令接通其中一个馈电点的同时，根据目标指令控制调谐开关1041接通其中一个调谐单元，以实现与目标频段的匹配，使得谐振出特定频段的射频信号。其中，调谐开关1041可为单刀多掷开关，其第二端的数量可与调谐单元的数量相同。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述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。

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