一种单端口天线切换系统及方法与流程

本发明涉及手机频率切换操作系统技术领域，更具体地，涉及一种依据信号强弱切换频率的单端口天线切换系统及方法。

背景技术：

随着无线通讯技术的快速演进，带动了无线通讯产业的蓬勃发展，使得行动通讯装置的轻、薄、短、小以及多频带操作的整合成为非常重要的设计目标，因此应用于行动通讯装置的天线就必须具备小尺寸及多频带操作的要求，一般具无线通讯功能的电子产品，通常透过内建之天线来存取无线网路。因此，为了让使用者能更方便地存取无线通讯网路，理想天线的频宽应在许可范围内尽可能地增加，而尺寸则应尽量减小，以配合可携式无线通讯器材体积缩小之趋势，将天线整合入可携式无线通讯器材中。除此之外，随着无线通讯技术的演进，不同无线通讯系统的操作频率可能不同，因此，理想的天线应能以单一天线涵盖不同无线通讯网路所需的频带。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述弊端，本发明的目的在提供一种适用于全金属背盖设计，在同一结构内多频带工作，实现天线重构和方向图改变，根据通信状态优化gsm850/900的天线性能的单端口天线切换系统。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术措施来实现的。依据本发明提出的一种单端口天线切换系统，所述系统包括：一控制模块及一金属背盖。金属背盖上设置有谐振电路，包括第一开关、第二开关、天线结构及其通过可变电容连接的天线端口。所述天线结构配合所述天线端口，于所述第一开关导通时取得一第一信号，及于所述第一开关断开且所述第二开关切为0欧姆电阻时取得一第二信号。所述控制模块检测通过所述天线结构取得的所述第一信号及所述第二信号，取得一第一信号数值及一第二信号数值，分析所述第一信号数值及所述第二信号数值的差值是否高于一设定值，依据分析结果，控制所述第一开关及第二开关的的切换状态，以调整所述谐振电路，令所述天线端口产生低频谐振。

在本发明的一实施例中，更包括：若所述第一开关导通时，所述控制模块检测所述天线端口的一第一信号数值，此时，可变电容值为c1；

若所述第一开关断开，所述第二开关切为0欧姆电阻时，所述控制模块检测所述天线端口的一第二信号数值，此时，可变电容值为c2，与前一种状态相比c2＜c1；

当所述控制模块判断所述第二信号数值与所述第一信号数值的差值高于一设定值时，则使所述单刀单掷开关断开，而使所述单刀四掷开关切为0欧姆电阻，及调节所述可变电容的容值，使所述天线端口产生低频谐振；

当所述控制模块判断所述第二信号数值与所述第一信号数值的差值不高于所述设定值时，则使所述第一开关导通，并调节所述可变电容的容值，使所述天线端口产生低频谐振，及通过所述第二开关在电阻电路、电感电路或电容电路中其一者进行切换，使所述天线端口实现所述低频谐振的偏移。

在本发明的一实施例中，更包括：所述金属背盖的上下两端分别设置一缝隙，且以所述缝隙为界，分为一金属后盖与一天线端，所述缝隙宽度为0.5毫米至5毫米之间，所述缝隙形状为直线形、c形或者u形。

在本发明的一实施例中，更包括：所述第一开关为单刀单掷开关，所述第二开关为单刀四掷开关，所述天线结构通过所述单刀四掷开关连接电感、电容、电阻器件，且所述电感、电容、电阻器件连接所述金属后盖。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术方案进一步实现。一种单端口天线切换方法，包括如下步骤：由一控制模块通过一天线结构，在一第一开关导通时通过一天线端口取得一第一信号，及于所述第一开关断开且所述第二开关切为0欧姆电阻时，通过所述天线端口取得一第二信号，其中所述天线结构，通过一可变电容连接所述天线端口，且连接所述第一开关及所述第二开关形成一谐振电路；通过所述控制模块分析所述第一信号数值及所述第二信号数值的差值是否高于一设定值，依据分析结果控制所述第一开关及第二开关的的切换状态，以调整所述谐振电路，令所述天线端口产生低频谐振。

在本发明的一实施例中，更包括：若所述第一开关导通时，所述控制模块检测所述天线端口的一第一信号数值，此时，可变电容值为c1；

若所述第一开关断开，所述第二开关切为0欧姆电阻时，所述控制模块检测所述天线端口的一第二信号数值，此时，可变电容值为c2，与前一种状态相比c2＜c1；

当所述控制模块判断所述第二信号数值与所述第一信号数值的差值高于一设定值时，则使所述单刀单掷开关断开，而使所述单刀四掷开关切为0欧姆电阻，及调节所述可变电容的容值，使所述天线端口产生低频谐振；

当所述控制模块判断所述第二信号数值与所述第一信号数值的差值不高于所述设定值时，则使所述第一开关导通，并调节所述可变电容的容值，使所述天线端口产生低频谐振，及通过所述第二开关在电阻电路、电感电路或电容电路中其一者进行切换，使所述天线端口实现所述低频谐振的偏移。

在本发明的一实施例中，更包括：所述金属背盖的上下两端分别设置一缝隙，且以所述缝隙为界，分为一金属后盖与一天线端，所述缝隙宽度为0.5毫米至5毫米之间，所述缝隙形状为直线形、c形或者u形。

在本发明的一实施例中，更包括：所述第一开关为单刀单掷开关，所述第二开关为单刀四掷开关，所述天线结构通过所述单刀四掷开关连接电感、电容、电阻器件，且所述电感、电容、电阻器件连接所述金属后盖。

藉由上述技术方案，本发明的一种单端口天线切换系统及方法至少具有下列优点及有益效果：适用于全金属背盖设计，在同一结构内多频带工作，实现天线重构和方向图改变，根据通信状态优化gsm850/900的天线性能。

综上所述，本发明在技术上有显着的进步，并具有明显的积极技术效果，成为一新颖、进步、实用的新发明。

上述说明仅用以本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征以及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是本发明单端口天线切换系统的原件示意图。

图2至图3是本发明单端口天线切换方法的步骤流程图。

图4至图7是本发明单端口天线切换系统及方法的实施例示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的单端口天线切换系统及方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参照图1，是本发明单端口天线切换系统的原件示意图，其特征在于，单端口天线切换系统包括：一控制模块110及一金属背盖120。所述控制模块110包括：一射频通路模块111，用以收发一通信信号；一接收信号检测模块112，依据所述通信信号判别所述通信信号的强弱；一开关逻辑控制模块113，依据所述通信信号的强弱传送一控制信号。

图1中所述金属背盖120的上下两端分别设置一缝隙，所述缝隙宽度为0.5～5mm，所述缝隙通常是塑胶，所述金属背盖120是以所述缝隙为界，分为一金属后盖130与一天线端140。所述金属背盖120设有第一开关及第二开关，此例中，第一开关为一单刀单掷(spst)开关150、第二开关为一单刀四掷(sp4t)开关160、一天线结构170一天线端口180、一可变电容190，依据开关逻辑控制模块113传送的所述控制信号切换所述单刀单掷(spst)开关150及所述单刀四掷(sp4t)开关160，并通过控制模块110调节所述可变电容190的容值，使所述天线端口180产生低频谐振。

请参照图2至图3，是本发明的单端口天线切换方法的步骤流程图。

在图2中，主要步骤如下：

步骤s210：信号处理和控制周期开始。

步骤s220：通过接收信号检测模块，将上一周期存储状态设置为第一状态，并存储第一信号数值。

步骤s230：在通信空隙时段，通过开关逻辑控制模块切换开关状态为第二状态，通过接收信号检测模块存储第二信号数值。

步骤s240：判断所述第二信号数值与所述第一信号数值差距是否高于设定值。若高于设定值(典型的10db)则续接步骤s250；反之，若低于设定值则续接步骤s260。

步骤s250：通过所述开关逻辑控制模块将开关状态维持在所述第二状态。

步骤s260：通过所述开关逻辑控制模块将开关状态调回所述第一状态。

步骤s270：周期结束，下一周期开始。

在图3中，主要步骤与图2大致相同，仅是设定的状态差异，主要步骤如下：

步骤s310：信号处理和控制周期开始。

步骤s320：通过接收信号检测模块，将上一周期存储状态设置为第二状态，并存储第二信号数值。

步骤s330：在通信空隙时段，通过开关逻辑控制模块切换开关状态为第一状态，通过接收信号检测模块存储第一信号数值。

步骤s340：判断所述第一信号数值与所述第二信号数值差距是否高于设定值。若高于设定值(典型的10db)则续接步骤s350；反之，若低于设定值则续接步骤s360。

步骤s350：通过所述开关逻辑控制模块将开关状态维持在所述第一状态。

步骤s360：通过所述开关逻辑控制模块将开关状态调回所述第二状态。

步骤s370：周期结束，下一周期开始。

请参阅图4至图7是本发明单端口天线切换系统及方法的实施例示意图。其主要原件请参照图1。

在图4中主要是说明，所述金属背盖120的上下两端分别设置一缝隙，所述缝隙宽度为0.5～5mm，所述缝隙通常是塑胶，所述金属背盖120是以所述缝隙为界，分为一金属后盖130与一天线端140。所述金属背盖120设有一单刀单掷(spst)开关150、一单刀四掷(sp4t)开关160、一天线结构170及一天线端口180，依据开关逻辑控制模块113所传送所述控制信号切换所述单刀单掷(spst)开关150及所述单刀四掷(sp4t)开关160，并通过控制模块110调节所述可变电容190的容值，使所述天线端口180产生低频谐振。其中，天线端口180设置在所述金属后盖130，并通过所述可变电容190与所述天线结构170相连，天线结构170通过所述单刀单掷(spst)开关150连接所述金属后盖130，天线结构170通过所述单刀四掷(sp4t)开关160连接电感、电容、电阻器件，最后连接到所述金属后盖130。

在图5的实施例中，右边的单刀单掷(spst)开关150导通。此时，单端口天线切换系统的电流路径图如图5所示，通过调节可变电容190，天线端口180可以实现3个频率的谐振，分别是天线端口180通过可变电容190到天线结构170左边末端的低频路径，以产生低频谐振f1；天线端口180通过可变电容190直接到天线结构170右边末端的路径，以产生高频谐振f3。单刀单掷(spst)开关150到天线结构170右边末端的路径以产生中频谐振f2。该状态一下，可变电容190的容值为c1，产生了3工作频段，f1<f2<f3，此时，左边的单刀四掷(sp4t)开关160在电阻电路、电感电路或电容电路中至少其一者进行切换，实现低频谐振f1的偏移。

在图6的实施例中，单刀单掷(spst)开关150断开，单刀四掷(sp4t)开关160打到0欧姆电阻，通过调节可变电容190，天线端口180可以实现2个频率的谐振，分别是天线端口180通过0欧姆电阻经过单刀四掷(sp4t)开关160到右边末端的低频路径，以产生低频谐振f4；天线端口180通过可变电容190直接到天线结构170右边末端的高频路径，以产生高频谐振f5。该状态二下，可变电容190的容值为c2，产生了2工作频段，f4<f5。其中f4为gsm850/900频段。和上一种状态的c1相比，c2<c1。

承上所述，单端口天线切换系统检测天线端口180的信号质量，同时控制单刀四掷(sp4t)开关160、单刀单掷(spst)开关150和射频通路111，当发生触发条件时，进行天线系统切换。当天线处于状态一时，系统工作在低频gsm850/900时，用户的手握住了左边缝隙导致天线端口180收到的f1频段信号质量下降，此时开关逻辑控制模块113控制单刀四掷(sp4t)开关160、单刀单掷(spst)开关150和射频通路111配置，将单刀四掷(sp4t)开关160配置0欧姆，单刀单掷(spst)开关150断开，使得天线端口180通过天线结构170右边覆盖低频gsm850/900。通过天线结构170右边缝隙继续完成低频f1的信号发射和接收，保证低频信号质量。同理人手握住右边缝隙，系统将低频切换到左边。

在本实施例中，缝隙可以是一条直线，也可以是c形或者u形，如图7所示。

在本实施例中，金属背盖可以弯曲成一定弧度，适应整机的外形设计。

在本实施例中，至少包含一个可变电容。

在本实施例中，金属背盖也可以是上下分离的两片，中间形成缝隙，缝隙通常是塑胶。

在本实施例中，对于低频gsm850/900频段，天线至少有两个工作状态，且这两个工作状态的辐射缝隙分别为天线两边，并可以进行可控制的切换。

本发明单端口天线切换系统及方法优点在于：适用于全金属背盖设计，在同一结构内多频带工作，实现天线重构和方向图改变，根据通信状态优化gsm850/900的天线性能。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。