一种有源天线系统及移动终端的制作方法

本发明涉及天线技术领域，特别是涉及一种有源天线系统及移动终端。

背景技术：

现有技术中的天线系统通常为无源天线系统，若移动终端为金属外观，则无源天线系统可以将外观金属作为辐射体，但因为移动终端一旦设计好，金属外观也就确定了，则无源天线系统的工作频段也就确定了，从而导致无源天线系统支持的频段相对较少，难以满足移动终端全球频段的需求，现有技术中已经有通过增加额外的金属走线作为辐射体来解决上述技术问题，虽然比只将外观金属作为辐射体时的工作频段多了，但总体上来说天线系统的工作频段仍然较少，且无法灵活的调整天线系统的工作频段，同时还会增加结构空间和工艺成本。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种有源天线系统，一方面，能够自动切换工作频段，有效地拓宽了辐射体支持的频段；另一方面，当仅用移动终端的金属外观作为辐射体时，无需增加额外的金属走线，有效地减小了天线占用空间，提高了移动终端的内部结构空间利用率，降低了工艺成本；本发明的另一目的是提供一种包括上述有源天线系统的移动终端。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种有源天线系统，该系统包括辐射体，所述辐射体通过天线馈线与射频收发模块连接，位于所述辐射体上的天线馈点将所述辐射体分为第一区域和第二区域，该系统还包括：

第一端与所述第一区域的辐射体连接、第二端接地、控制端与通信软件模块连接的可调电容；

N个第一端相互连接，其公共端与所述第二区域的辐射体连接、第二端直接接地或者通过第一电感和/或第一电容接地、控制端与所述通信软件模块连接的天线开关，N为正整数；

与所述射频收发模块连接的所述通信软件模块，所述通信软件模块用于当所述射频收发模块检测到所述辐射体的工作频段与外网频段不一致时，接收所述射频收发模块发送的调频信号，并依据所述调频信号相应地调节可调电容的容值和/或N个所述天线开关的开关状态来使所述有源天线系统的工作频段与所述外网频段一致。

优选地，所述依据所述调频信号相应地调节可调电容的容值和/或N个所述天线开关的开关状态的过程具体为：

依据所述调频信号从预设真值表中查找与所述外网频段相对应的可调电容的容值以及N个所述天线开关的开关状态，并依据此相应地调节可调电容的容值和/或N个所述天线开关的开关状态。

优选地，该有源天线系统还包括：

第一端与所述第二区域的辐射体连接、第二端接地、用于降低N个所述天线开关的寄生电容的第二电感和/或第二电容。

优选地，N个所述天线开关为2xSPST。

优选地，每个所述天线开关为单刀双掷开关。

优选地，所述辐射体的长度为60-100mm。

优选地，所述可调电容与所述天线馈点的距离为10mm。

优选地，所述N个天线开关与所述天线馈点的距离为15-20mm。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种移动终端，包括射频收发模块，还包括如上述任一项所述的有源天线系统。

本发明提供了一种有源天线系统及移动终端，在第一区域设置有源器件可调电容，在第二区域设置N个直接接地或者通过第一电感和/或第一电容接地的有源器件天线开关。在实际应用中，可以将第一区域主要用来作为天线系统的低频段工作区域，可调电容因为是连续可调的，可以通过调整自身的容值来间接的调整第一区域的辐射体的表面电流长度，进而调整辐射体的低频段；可以将第二区域主要用来作为天线系统的终稿频段工作区域，N个天线开关不仅能够通过开关的通断改变第二区域的辐射体的表面电流长度，进而对由于天线系统的中频段和高频段进行切换，还能通过改变与第二区域的辐射体连接的第一电感和/或第一电容的个数来调整第二区域的辐射体的表面电流长度，进而调整辐射体的中高频段。另外，由于第一区域和第二区域是共用一个辐射体以及天线馈点，因此，在调整辐射体的工作频段时可以同时对可调电容和N个天线开关进行调节。

综上，本发明能够在外网频段发生变化时，灵活地通过调整可调电容的容值和/或N个所述天线开关的导通或者关断来使有源天线系统的工作频段与所述外网频段一致，一方面，能够自动切换工作频段，有效地拓宽了辐射体支持的频段；另一方面，当仅用移动终端的金属外观作为辐射体时，无需增加额外的金属走线，有效地减小了天线占用空间，提高了移动终端的内部结构空间利用率，降低了工艺成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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发明的一些实施例，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为本发明提供的一种有源天线系统的结构示意图；

图2是本发明提供的有源天线系统的8种典型工作模式对应的反射系数的示意图。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种有源天线系统，一方面，能够自动切换工作频段，有效地拓宽了辐射体支持的频段；另一方面，当仅用移动终端的金属外观作为辐射体时，无需增加额外的金属走线，有效地减小了天线占用空间，提高了移动终端的内部结构空间利用率，降低了工艺成本；本发明的另一目的是提供一种包括上述有源天线系统的移动终端。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种有源天线系统的结构示意图，该系统包括辐射体1，辐射体1通过天线馈线与射频收发模块连接，位于辐射体1上的天线馈点将辐射体1分为第一区域和第二区域，该系统还包括：

第一端与第一区域的辐射体连接、第二端接地、控制端与通信软件模块4连接的可调电容2；

需要说明的是，因为可调电容2是连续可调的，可以将第一区域主要用来作为天线系统的低频段工作区域，将第二区域主要用来作为天线系统的终稿频段工作区域，因为低频段对应的辐射体的表面电流长度比较长，中高频段对应的辐射体的表面电流长度比较短，则通常第一区域比第二区域长。

具体地，这里的可调电容2为多级可调电容。通信软件模块4可以根据射频收发模块发送的射频信号对多级可调电容进行调节。

N个第一端相互连接，其公共端与第二区域的辐射体连接、第二端直接接地或者通过第一电感和/或第一电容接地、控制端与通信软件模块4连接的天线开关3，N为正整数；

具体地，这里的天线开关3有N个，其中，可以有N1个直接接地，N2个通过第一电感接地，N3个通过第一电容接地，N4个通过串联的第一电感和第一电容接地，其中，N1+N2+N3+N4＝N。这里N1、N2、N3以及N4的具体数值根据实际情况来定，本发明在此不做特别的限定。

具体地，通信软件模块4可以根据射频收发模块发送的射频信号对N个天线开关3中多少个开关断开，多少个开关闭合进行控制。

与射频收发模块连接的通信软件模块4，通信软件模块4用于当射频收发模块检测到辐射体1的工作频段与外网频段不一致时，接收射频收发模块发送的调频信号，并依据调频信号相应地调节可调电容2的容值和/或N个天线开关3的开关状态来使有源天线系统的工作频段与外网频段一致。

具体地，射频收发模块会实时的检测外网频段，当检测到辐射体1的工作频段与外网频段不一致时，射频收发模块会发送调频信号至通信软件模块4，接收射频收发模块发送的调频信号，当外网频段为低频段时，通信软件模块4会通过调整可调电容2的容值来间接的调整第一区域的辐射体的表面电流长度，进而调整辐射体1的低频段，使得有源天线系统的工作频段与外网频段一致。当外网频段为中高频段时，通信软件模块4会通过调整N个天线开关3的开关状态来间接的调整第二区域的辐射体的表面电流长度，进而调整辐射体1的中高频段，使得有源天线系统的工作频段与外网频段一致。

另外，因为第一区域和第二区域是共用一个辐射体1以及天线馈点，因此，在利用可调电容2调节低频段时，可调电容2的容值的变化也会对中高频段产生一定的影响，同理，在利用调整N个天线开关3的开关状态来调节中高频段时，N个天线开关3的开关状态也会对低频段产生一定的影响。因此，为了提高调节精度，在调整辐射体1的工作频段时可以同时对可调电容2和N个天线开关3进行调节。

作为优选地，N个天线开关3为2xSPST。

作为优选地，每个天线开关3为单刀双掷开关。

当然，这里的天线开关3还可以选用其他类型的开关，本发明在此不做特别的限定，根据实际情况来定。

作为优选地，依据调频信号相应地调节可调电容2的容值和/或N个天线开关3的开关状态的过程具体为：

依据调频信号从预设真值表中查找与外网频段相对应的可调电容2的容值以及N个天线开关3的开关状态，并依据此相应地调节可调电容2的容值和/或N个天线开关3的开关状态。

可以理解的是，这里的预设真值表是已经事先建立好的，下面以N个天线开关3为2xSPST为例作介绍，其中，SPST开用1表示，SPST关用0表示，具体地，请参照表1：

表1天线系统不同工作模式表

从表1中可以看出本发明提供的有源天线系统有多种组合状态，可以覆盖移动终端所需的低频和中高频，且可以实现软件实时控制连续可调，满足终端各种制式通信的需求。

请参照图2，图2是本发明提供的有源天线系统的8种典型工作模式对应的反射系数的示意图。

图2中，11-18分别代表表1中的工作模式1-工作模式8。

作为优选地，该有源天线系统还包括：

第一端与第二区域的辐射体连接、第二端接地、用于降低N个天线开关3的寄生电容的第二电感和/或第二电容。

具体地，这里的第二电感和/或第二电容可以紧邻N个天线开关3放置，用于降低switch自身的寄生电容，并调整天线系统的容性或感性。

作为优选地，辐射体1的长度为60-100mm。

作为优选地，可调电容2与天线馈点的距离为10mm。

作为优选地，N个天线开关3与天线馈点的距离为15-20mm。

当然，本发明对于辐射体1的具体长度、可调电容2与天线馈点之间的距离以及天线开关3与天线馈点的距离均不作特别的限定，根据实际情况来定。

本发明提供了一种有源天线系统，在第一区域设置有源器件可调电容，在第二区域设置N个直接接地或者通过第一电感和/或第一电容接地的有源器件天线开关。在实际应用中，可以将第一区域主要用来作为天线系统的低频段工作区域，可调电容因为是连续可调的，可以通过调整自身的容值来间接的调整第一区域的辐射体的表面电流长度，进而调整辐射体的低频段；可以将第二区域主要用来作为天线系统的终稿频段工作区域，N个天线开关不仅能够通过开关的通断改变第二区域的辐射体的表面电流长度，进而对由于天线系统的中频段和高频段进行切换，还能通过改变与第二区域的辐射体连接的第一电感和/或第一电容的个数来调整第二区域的辐射体的表面电流长度，进而调整辐射体的中高频段。另外，由于第一区域和第二区域是共用一个辐射体以及天线馈点，因此，在调整辐射体的工作频段时可以同时对可调电容和N个天线开关进行调节。

综上，本发明能够在外网频段发生变化时，灵活地通过调整可调电容的容值和/或N个所述天线开关的导通或者关断来使有源天线系统的工作频段与所述外网频段一致，一方面，能够自动切换工作频段，有效地拓宽了辐射体支持的频段；另一方面，当仅用移动终端的金属外观作为辐射体时，无需增加额外的金属走线，有效地减小了天线占用空间，提高了移动终端的内部结构空间利用率，降低了工艺成本。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种移动终端，包括射频收发模块，还包括如上述所述的有源天线系统。

对于本发明提供的一种移动终端中的有源天线系统的介绍请具体参照上述天线系统实施例，本发明在此不再赘述。

需要说明的是，在本说明书中，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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，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。