本发明涉及通信领域，尤其涉及一种天线电路、用于天线转换的耦合模块及无线通信设备。
背景技术
一般无线通信设备的内置天线常用的形式大致分为以下三种：ifa(inverted-fantenna，倒f天线)(比如，pifa(planarinverted-fantenna，平面倒f天线))、loop(环)天线、单极子天线；需要使用天线的通信模块包括第二代移动通信技术(2g)、第三代移动通信技术(3g)、第四代移动通信技术(4g)或第五代移动通信技术(5g)无线通信模块、gps(globalpositioningsystem，全球定位系统)模块、wifi(wireless-fidelity)模块、fm(frequencymodulation，频率调制)模块、nfc(nearfieldcommunication，近场通信)模块等。
目前，无线通信设备在追求小型轻薄化的同时，无线通信的频段越来越多、上下行速率要求也越来越高，gps定位的要求也越来越高、更加多样化，wifi的频段和吞吐率要求也越来越高，fm在国际很多市场依旧有着旺盛的需求，nfc应用越来越广泛。为了满足市场要求的各种天线通信需求，在同一部无线通信设备中需要实现更多的天线需求。目前针对每个天线需求需要配置独立的天线，造成天线数量众多而占据空间。随着无线通信设备的轻薄化发展，在有限尺寸、有限空间的无线通信设备中使用更多的天线来满足各种通信需求的难度越来越大。
技术实现要素：
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本申请实施例提供一种天线电路、用于天线转换的耦合模块及无线通信设备，能够实现多个通信模块同时共用天线。
本申请实施例提供一种天线电路，包括：天线、耦合模块以及至少两个通信模块；所述耦合模块电性连接所述至少两个通信模块，并能够与所述天线实现信号传输，使得所述至少两个通信模块能够同时共用所述天线，且所述至少两个通信模块在同时共用所述天线时互不干扰。
在示例性实施方式中，所述耦合模块可以包括：至少两个相互耦合的通信模块前端电路，一个通信模块前端电路电性连接一个通信模块，并能够与所述天线实现信号传输。
在示例性实施方式中，所述至少两个通信模块前端电路之间可以通过空间耦合方式实现耦合，或者，通过电气耦合方式实现耦合，或者，通过电气直连加隔离方式实现耦合。
在示例性实施方式中，所述耦合模块可以包括第一通信模块前端电路以及第二通信模块前端电路；所述至少两个通信模块可以包括第一通信模块和第二通信模块；所述第一通信模块电性连接所述第一通信模块前端电路，所述第二通信模块电性连接所述第二通信模块前端电路；所述第一通信模块通过所述第一通信模块前端电路利用所述天线进行信号传输；所述第二通信模块通过所述第二通信模块前端电路利用所述天线进行信号传输。
在示例性实施方式中，所述第一通信模块前端电路可以包括电感器，所述第一通信模块前端电路与所述第二通信模块前端电路可以通过空间耦合方式实现耦合。
在示例性实施方式中，所述第二通信模块前端电路与所述天线形成环路，所述电感器设置在所述第二通信模块前端电路的末端处，在所述环路的中心位置，以实现所述第一通信模块前端电路与所述天线进行信号传输。
在示例性实施方式中，所述至少两个通信模块可以包括：fm模块和nfc模块，所述至少两个通信模块可以通过所述耦合模块共用所述天线实现低频低功率的通信需求。
本申请实施例还提供一种用于天线转换的耦合模块，用于电性连接至少两个通信模块，并能够与天线实现信号传输，所述耦合模块包括：至少两个相互耦合的通信模块前端电路，一个通信模块前端电路电性连接一个通信模块，并能够与所述天线实现信号传输，使得所述至少两个通信模块能够同时共用所述天线，且所述至少两个通信模块同时共用所述天线时互不干扰。
在示例性实施方式中，所述至少两个通信模块前端电路之间可以通过空间耦合方式实现耦合，或者，通过电气耦合方式实现耦合，或者，通过电气直连加隔离方式实现耦合。
在示例性实施方式中，所述耦合模块可以包括第一通信模块前端电路以及第二通信模块前端电路；所述至少两个通信模块可以包括第一通信模块和第二通信模块；所述第一通信模块电性连接所述第一通信模块前端电路，所述第二通信模块电性连接所述第二通信模块前端电路；所述第一通信模块通过所述第一通信模块前端电路利用所述天线进行信号传输；所述第二通信模块通过所述第二通信模块前端电路利用所述天线进行信号传输。
在示例性实施方式中，所述第一通信模块前端电路可以包括电感器，所述第一通信模块前端电路与所述第二通信模块前端电路可以通过空间耦合方式实现耦合。
在示例性实施方式中，所述第二通信模块前端电路与所述天线形成环路，所述电感器设置在所述第二通信模块前端电路的末端处，在所述环路的中心位置，以实现所述第一通信模块前端电路与所述天线进行信号传输。
在示例性实施方式中，所述第一通信模块可以为fm模块，所述第二通信模块可以为nfc模块，所述第一通信模块和所述第二通信模块可以通过所述耦合模块共用所述天线实现低频低功率的通信需求。
本申请实施例还提供一种无线通信设备，包括上述的天线电路。
本申请实施例中，在天线和至少两个通信模块之间设置耦合模块，通过耦合模块实现至少两个通信模块同时共用一个天线，且至少两个通信模块在同时共用一个天线时互不干扰，从而能够在同一无线通信设备中通过少量天线实现较多天线通信需求，满足对于同一无线通信设备实现更多天线通信需求的要求。而且，本申请的硬件方案成熟、可靠、成本低廉。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请实施例提供的天线电路的示意图；
图2为本申请实施例提供的天线电路的一种示例图；
图3为本申请实施例提供的两个通信模块同时共用一个天线的示意图；
图4为本申请实施例一的天线电路的示意图；
图5为本申请实施例一的物理实现示意图；
图6为本申请实施例一的天线调试示意图；
图7为本申请实施例二的天线调试示意图；
图8为本申请实施例二的天线电路的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图1所示，本申请实施例提供一种天线电路，包括：天线101、至少两个通信模块a1、a2、…、ai以及耦合模块102，耦合模块102电性连接至少两个通信模块a1、a2、…、ai，并能够与天线101实现信号传输，使得至少两个通信模块a1、a2、…、ai能够同时共用天线101，且至少两个通信模块a1、a2、…、ai在同时共用天线101时互不干扰。其中，i为正整数。换言之，耦合模块能够使至少两个通信模块同时利用一个天线进行信号或信息收发，且避免这些通信模块之间相互干扰。
需要说明的是，本申请中“电性连接”可以指物体之间通过电线、电路等方式进行物理连接。
本申请实施例提供一种天线电路，通过在多个通信模块和一个天线之间设计耦合模块，使得多个通信模块可以同时共用该天线且互不干扰，从而解决当多路通信需求需要同时工作时，无线通信设备无法提供足够多的天线通路的问题。
其中，如图2所示，耦合模块102可以包括：至少两个相互耦合的通信模块前端电路b1、b2、…、bi，其中，i为正整数，一个通信模块前端电路电性连接一个通信模块，并能够与天线101实现信号传输。在图2中，通信模块前端电路b1电性连接通信模块a1，并能够与天线101实现信号传输；通信模块前端电路b2电性连接通信模块a2，并能够与天线101实现信号传输；通信模块前端电路bi电性连接通信模块ai，并能够与天线101实现信号传输。其中，通信模块前端电路b1、b2以及bi之间相互耦合。
其中，至少两个通信模块前端电路之间可以通过空间耦合方式实现耦合，或者，通过电气耦合方式实现耦合，或者，通过电气直连加隔离方式实现耦合。比如，至少两个通信模块前端电路通过空间耦合方式进行耦合时，可以通过通信模块前端电路之间的空间放置位置，实现电磁场方式的信号传输，使得每个通信模块前端电路都能从天线获取到传输的信息或信号，并通过天线实现信号或信息发射。其中，至少两个通信模块前端电路通过电气耦合方式实现耦合时，可以采用感性器件、容性器件、感性容性器件组合或者富有前述三种电路特性的集成电路进行连接。至少两个通信模块前端电路通过电气直连加隔离方式实现耦合时，可以采用电感、电容、电阻或三者的组合，或者富有前述形式特性的集成电路进行连接，并同时实现隔离功能。
在示例性实施方式中，耦合模块可以包括第一通信模块前端电路以及第二通信模块前端电路；至少两个通信模块可以包括第一通信模块和第二通信模块；第一通信模块电性连接第一通信模块前端电路，第二通信模块电性连接第二通信模块前端电路；第一通信模块通过第一通信模块前端电路利用所述天线进行信号传输；第二通信模块通过第二通信模块前端电路利用所述天线进行信号传输。
在示例性实施方式中，第一通信模块前端电路可以包括电感器，第一通信模块前端电路与第二通信模块前端电路通过空间耦合方式实现耦合。
在示例性实施方式中，第二通信模块前端电路与所述天线形成环路，第一通信模块前端电路的电感器设置在第二通信模块前端电路的末端处，在所述环路的中心位置，以实现第一通信模块前端电路与天线进行信号传输。
在本实施例中，至少两个通信模块的天线通信需求可以相同或不同；比如，可以是同频段的，也可以是不同频段的；或者，可以都是宽带的，也可以是各种带宽混合的。比如，通信模块可以是2g无线通信模块、3g无线通信模块、4g无线通信模块或5g无线通信模块，用于实现不同频段的无线通信功能；通信模块还可以为gps模块，用于实现定位功能，或者可以为wifi模块，用于实现网络访问功能，或者，可以为fm模块，用于实现广播收听功能、或者，可以为nfc模块，用于实现近距离无线通信功能等。然而，本申请对于通信模块的种类并不限定。
在示例性实施方式中，至少两个通信模块可以包括：fm模块和nfc模块，所述至少两个通信模块通过耦合模块共用所述天线实现低频低功率的通信需求。
本申请实施例还提供一种用于天线转换的耦合模块，用于电性连接至少两个通信模块，并能够与天线实现信号传输，所述耦合模块包括：至少两个相互耦合的通信模块前端电路，一个通信模块前端电路电性连接一个通信模块，并能够与所述天线实现信号传输，使得所述至少两个通信模块能够同时共用所述天线，且所述至少两个通信模块同时共用所述天线时互不干扰。
其中，至少两个通信模块前端电路之间可以通过空间耦合方式实现耦合，或者，通过电气耦合方式实现耦合，或者，通过电气直连加隔离方式实现耦合。
在示例性实施方式中，耦合模块可以包括第一通信模块前端电路以及第二通信模块前端电路；至少两个通信模块包括第一通信模块和第二通信模块；第一通信模块电性连接第一通信模块前端电路，第二通信模块电性连接第二通信模块前端电路；第一通信模块通过第一通信模块前端电路利用所述天线进行信号传输；第二通信模块通过第二通信模块前端电路利用所述天线进行信号传输。
在示例性实施方式中，第一通信模块前端电路可以包括电感器，第一通信模块前端电路与第二通信模块前端电路通过空间耦合方式实现耦合。其中，第二通信模块前端电路与天线形成环路，第一通信模块前端电路中的电感器可以设置在第二通信模块前端电路的末端处，在环路的中心位置，以实现第一通信模块前端电路利用天线进行信号传输。
下面以一个天线，存在两路通信需求的情况为例进行说明。
如图3所示，天线301可以覆盖两路的频段f1、f2；两个通信模块302a、302b分别通过通信模块前端电路303a、303b连接天线301。通信模块302a可以直接通过匹配选择自己需要的频段，比如频段f2，此时，通信模块302a的通信模块前端电路303a设计为相应的匹配电路；通信模块302b的通信模块前端电路303b可以与通信模块302a的通信模块前端电路303a耦合，以实现对天线301的同时共用，从而获取自己需要的频段，比如频段f1。另外，通信模块前端电路303a和303b的设计需要考虑隔离度，使得通信模块302a和302b在同时共用天线301时相互之间不产生干扰。即通信模块302a在使用天线301进行信息或信号收发时，不影响通信模块302b使用天线301进行信号或信息收发；通信模块302b在使用天线301进行信息或信号收发时，也不影响通信模块302a使用天线301进行信号或信息收发。
举例而言，在天线301为通信模块302a的独立天线时，而通信模块302b本身无独立天线，需要借用天线301时，通信模块302b的前端电路303b可以作为天线同时使用前端，类似天线功能，作用是给通信模块302b提供有天线功能的前端。相应地，通信模块302a的前端电路303a通过收发链路改造，以匹配通信模块302b的前端电路303b。如此，同时使用天线301的通信模块302a和302b能够同时进行信号或信息接收和发射，同时满足多路通信需求。
需要说明的是，上述例子以两个同时工作的通信需求为例，但是本申请对于通信需求的数目并不限定。
另外，本申请对多个通信需求的特点不做限定，可以是同频段的，也可以是不同频段的；可以都是宽带的，也可以是各种带宽混合。
下面通过多个实施例对本申请进行详细说明。
实施例一
本实施例说明低频低功率天线同时使用的实现方式。
如图4所示，本实施例的耦合模块包括以下两部分电路：一部分是通信模块402a(即原有天线模块)的前端匹配电路，该部分电路为对称型结构，经过重新设计，在满足自身性能的基础上，能够匹配通信模块402b(即借用天线模块)的耦合前端电路403b，实现借用天线模块的性能；另一部分是通信模块402b的前端电路403b，作为收发节点，类似天线功能，该前端电路与原有天线模块的前端匹配电路耦合，进而借用天线401做收发。
在本实施例中，上述两部分电路，在具体硬件物理实现和调试中，要实现耦合强度和隔离度。其中，耦合强度指要实现最终借用天线模块的效率满足要求；隔离度指要实现两个通信模块同时工作互不干扰。
图5是图4所示电路的一种硬件物理实现方案。如图4和图5所示，其中，借用天线模块可以使用一颗z轴绕线的电感器作为前端电路，其中，z轴绕线的电感器的感值、其他电感器、电容、电阻的参数可以根据调试情况进行选择，z轴绕线的电感器设计在原有天线模块(即通信模块402a)的前端电路匹配天线的末端，环路中心位置，即场强较强位置，z轴绕线的电感器与原有环路耦合，做借用天线模块(即通信模块402b)的收发。同时，原有天线模块可以设计隔离匹配电路，防止两个模块工作互扰。
本实施例中，借用天线模块的前端电路与原有天线电路之间没有物理连接关系，将z轴绕线的电感器设置在原有环路的场强较强位置，通过电磁场方式借用天线401进行收发。
本实施例中，通信模块402a可以为fm模块，通信模块402b可以为nfc模块，或者，通信模块402a可以为nfc模块，通信模块402b可以为fm模块；通过以上设计经实际调试可知，fm模块和nfc模块可以同时正常工作，且互不影响。其中，如图6所示，两种通信需求nfc和fm同时共用的天线的谐振可以满足要求。
实施例二
本实施例说明低频通信需求和高频通信需求天线同时使用的实现方式。
针对一根天线，在对应低频和高频的理想谐振可以如图7所示。
如图8所示，本实施例的耦合模块包括以下两部分电路：一部分是高频通信需求的通信模块802a的前端电路803a(即高频通信需求的天线匹配模块)，该部分电路通过重新设计，在满足自身性能的基础上，能够匹配低频通信需求的通信模块802b的前端电路803b(即低频通信需求的耦合电路模块)，实现借用天线模块(即通信模块802b)的性能；另一部分是低频通信需求的通信模块802b的前端电路803b，作为低频通信需求的收发节点，类似天线功能，该前端电路803b与原有天线模块(即通信模块802a)的前端电路耦合，进而借用天线801做收发。
本实施例中，上述前端电路803a和803b经过实际调试，可以确定其中各个电路元件的参数，从而使低频通信需求和高频通信需求可以同时共用一个天线正常工作，且互不影响。
此外，本申请实施例还提供一种无线通信设备，包括如上述实施例所述的天线电路。关于本实施例的天线电路的说明可以参照前述实施例的描述，故于此不再赘述。
综上所述，本申请实施例通过在天线和至少两个通信模块之间设置耦合模块，实现至少两个通信模块同时共用一个天线，且至少两个通信模块在同时共用一个天线时互不干扰，从而能够在同一无线通信设备中通过少量天线实现较多天线通信需求，满足对于同一无线通信设备实现更多天线通信需求的要求。而且，本申请的硬件方案成熟、可靠、成本低廉。
以上显示和描述了本申请的基本原理和主要特征和本申请的优点。本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下，本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请范围内。