一种移动终端的天线、控制方法及具有该天线的移动终端与流程

本发明涉及移动终端领域，尤其涉及一种移动终端的天线、控制方法及具有该天线的移动终端。

背景技术：

如今，随着通信技术的发展，2g、3g、4g、wifi、gps网络共存，为了兼容不同网络，移动设备的天线需要能够工作在多个频段上。在移动终端设备领域中，天线的设计环境非常复杂，空间有限，并且须考虑与其他的功能组件共享空间结构。其中一个限制就是单纯地设计所述的任一种天线无法覆盖所需的所有频带，为了满足在多个频段上工作的需求，就必须设计多个天线单元。

现有技术已经对解决此问题作出了努力，如中国专利公开说明书(公开号：cn105144479)公开了多天线系统，包括具有多个天线的移动设备。第一天线和第二天线可工作在相同的不同通信频带中的两个或更多个通信频带。第一天线和第二天线间隔紧密，并具有不同的基本操作模式，使得第一天线和第二天线在两个或更多个不同通信频带被基本隔离。具有不同的基本模式的第一天线和第二天线可以是线型天线，诸如单极、双极、pifa或pila，以及孔径天线，诸如槽形或环形天线。

现有技术通过在移动设备内设置多个天线来实现对多个通信频带的支持，然而仍存在以下问题：

1.移动终端内空间有限，没有足够多的空间设置多个天线，况且随着通信技术的发展，需要增加新的频段，宽范围的频段覆盖需求和有限的天线设计空间仍是主要矛盾，现有技术的设计方式无法解决该矛盾；

2.现有技术中，每个天线都需要独立的一套元器件支持天线工作，对于元器件的消耗很大，成本较高。

因此需要设计一种适用于移动终端的天线，能够利用有限的设计环境条件满足多个频段的工作需求，同时减少元器件成本。

技术实现要素：

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种移动终端的天线，通过在所述移动终端内设置切换开关组件，选择不同的馈电元器件进入工作状态，实现覆盖多频段及节省元器件成本的技术效果。

本发明公开了一种移动终端的天线，所述天线包括辐射体、调谐电路、馈电端、切换所述天线类型的第一组件、第二组件或第三组件中的一种或多种，其中，当所述天线包括第一组件时，所述第一组件包括第一接地端、第一切换开关组件，所述第一切换开关组件连接所述辐射体与所述第一接地端时，所述天线为倒f型天线；当所述天线包括第二组件时，所述第二组件包括第二接地端、第二切换开关组件，所述第二切换开关组件连接所述辐射体与所述第二接地端时，所述天线为频率可调的单极天线；当所述天线包括第三组件时，所述第三组件包括第四接地端、第三切换开关组件，所述第三切换开关组件连接所述辐射体与所述第四接地端时，所述天线为环形天线。

优选地，所述调谐电路包括信号源、第四电容、第五电容、第六电感和第五接地端，所述信号源、第六电感、第五电容依次从所述馈电端串接至所述辐射体，所述第四电容从所述第五电容与第六电感的连接处连接至所述第五接地端。

优选地，所述第一切换开关组件包括第一电容、第一电阻、第一电感和第一切换开关，所述第一电容、第一电阻和第一电感的一端并接于所述辐射体上，第一切换开关选择所述第一电容、第一电阻和第一电感中任一元器件连接至所述第一接地端。

优选地，所述第二切换开关组件包括第二电容、第二电感、第三电感、第三接地端和第二切换开关，所述第二电容、第二电感、第三电感并接于所述辐射体，所述第二电容与所述第三接地端连接，所述第二切换开关选择所述第二电感或第三电感连接至所述第二接地端。

优选地，所述第二切换开关组件还包括第四电感，所述第二电感、第三电感、第四电感一端并接于所述辐射体，所述第二切换开关选择所述第二电感、第三电感、第四电感中任一元器件连接至所述第三接地端。

优选地，所述第三切换开关组件包括第三电容、第二电阻、第五电感和第三切换开关，所述第三电容、第二电阻和第五电感的一端并接于所述辐射体上，第三切换开关选择所述第三电容、第二电阻和第五电感中任一元器件连接至所述第四接地端。

本发明还公开了一种移动终端天线的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述辐射体与所述调谐电路连接；

控制所述第一切换开关连接所述第一电容与所述第一接地端。

优选地，控制所述第一切换开关连接所述第一电容与所述第一接地端的步骤可替换为：

控制所述第一切换开关连接所述第一电感与所述第一接地端。

优选地，所述控制方法还包括以下步骤：

控制所述第二切换开关选择所述第二电感、第三电感、第四电感中任一元器件与所述第三接地端连接，使得所述天线工作在不同频段。

控制所述第三切换开关连接所述第三电容与所述第四接地端。

本发明还公开了一种移动终端，包括上述的天线。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.实现天线的集成设计，只需一个馈电端即可实现覆盖多频段，无需多个独立的天线单元；

2.可对天线的工作频段灵活调整，增加了频率覆盖范围；

3.减少天线所需的元器件数目，降低成本。

附图说明

图1为符合本发明一优选实施例中移动终端的天线的结构示意图；

图2为符合本发明一优选实施例中移动终端的天线的拓扑结构示意图；

图3为符合本发明一优选实施例中调谐电路的结构示意图；

图4为符合本发明一优选实施例中第一组件的结构示意图；

图5为符合本发明一优选实施例中第二组件的结构示意图；

图6为符合本发明一优选实施例中第三组件的结构示意图；

图7为符合本发明一优选实施例中移动终端的天线的控制方法的流程示意图。

附图标记：

10-天线、20-辐射体、30-调谐电路、31-信号源、32-第四电容、33-第五电容、34-第六电感、35-第五接地端、40-馈电端、50-第一组件、51-第一接地端、52-第一切换开关组件、53-第一电容、54-第一电阻、55-第一电感、56-第一切换开关、60-第二组件、61-第二接地端、62-第二切换开关组件、63第二电容、64第二电感、65第三电感、66-第四电感、67第三接地端、68第二切换开关、70-第三组件、71-第四接地端、72-第三切换开关组件、73-第三电容、74-第二电阻、75-第五电感、76-第三切换开关。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

参阅图1，为符合本发明一优选实施例中移动终端的天线10的结构示意图，所述天线10包括：

-辐射体20

辐射体20，设于所述移动终端端部，与所述调谐电路30、第一组件50、第二组件60、第三组件70连接，发送或接收无线电信号，支持所述天线10工作在多个频段上。所述辐射体20是狭义上的天线，它是一种变换器，它把有线介质上传播的信号，变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换；是在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。通常天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线；同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的；即天线的互易定理。本实施例中，所述天线10的内涵比狭义的天线要丰富，还包括了调谐电路30及其他组件，使得所述天线10能够工作在多个频段上，且频率可调节。所述天线10工作在移动通信网络的频段，包括2g、3g、4g等多种网络制式，支持所述移动终端与外部进行信息交互。本实施例中，所述辐射体20的构造应满足与所述调谐电路30、第一组件50、第二组件60、第三组件70配合工作的要求，至少应包括若干个延伸部，所述延伸部与上述组件连接。图1所示的辐射体20的构造仅是一种具体应用，并不作为所述辐射体20构造的技术特征限制。

-调谐电路30

调谐电路30，与所述辐射体20连接，产生谐振信号，并通过所述辐射体20以电磁波的形式发送出去。所谓调谐，即调节一个振荡电路的频率使它与另一个正在发生振荡的振荡电路(或电磁波)发生谐振。所述调谐电路30在所述天线10中的作用是至关重要的，没有所述调谐电路30，所述天线10就无法产生震荡，也就无法发送或接收电磁波信号。

-馈电端40

馈电端40，与所述调谐电路30连接。所述馈电端40连接所述天线10和馈线，成为所述天线10的信号输入端或输出端。本实施例中，所述馈电端40仅有一个，即通过一个馈电端40实现所述天线10的多频段覆盖，这也是本发明的技术优点，节约了设计空间，充分利用了既有天线结构资源。

-第一组件50

第一组件50，包括第一接地端51、第一切换开关组件52，所述第一切换开关组件52连接所述辐射体20与所述第一接地端51时，所述天线10为倒f型天线。所述第一组件50工作时，与所述辐射体20及所述调谐电路30组成倒f型天线。从图1中可以看出，所述第一组件50设于最边缘的位置，旁边是所述调谐电路30，两者与所述辐射体20构成倒f型。倒f型天线是移动终端领域天线设计常见的形式，充分利用了所述移动终端的内部空间，具有较好的辐射效果。

-第二组件60

第二组件60，包括第二接地端61、第二切换开关组件62，所述第二切换开关组件62连接所述辐射体20与所述第二接地端61时，所述天线10为频率可调的单极天线。从图1中可以看出，所述第二组件60呈单极状，靠近所述辐射体20中部位置。所述单极天线为垂直的四分之一波长的天线，天线等效在一个接地平面上，它可以是实际地面，也可以是车体、人体等等效地面。本实施例中，所述第二组件60的接地平面为所述移动终端的壳体，所述第二组件60通过所述第二接地端61接地。

-第三组件70

第三组件70，包括第四接地端71、第三切换开关组件72，所述第三切换开关组件72连接所述辐射体20与所述第四接地端71时，所述天线10为环形天线。所述第三组件70设于与所述第一组件50相对应的另一端，所连接的所述辐射体20部分为半环型。所述第三组件70与所述调谐电路30即所述辐射体20构成环形天线。环形天线是将一根金属导线绕成一定形状，如圆形、方形、三角形等，以导体两端作为输出端的结构。特别是小型的环形天线是实际中应用最多的，如收音机中的天线、便携式电台接受天线、无线电导航定位天线、场强计的探头天线等。本实施例中所述第三组件70构成的环形天线即小型的环形天线，终端负载阻抗可以为零，也可以等于环的特性阻抗，其上的电流分布和平行传输线类似。

综上所述，图1中所示的实施例，将所述辐射体20、调谐电路30、馈电端40、第一组件50、第二组件60、第三组件70按照图1中所述的结构组合起来，使得所述天线10分别以倒f型、单极、环形天线的状态工作，实现了多频段的覆盖。

参阅图2，为符合本发明一优选实施例中移动终端的天线10的拓扑结构示意图，清楚地展示了所述天线10各组成部分之间的连接关系。所述辐射体20设于所述天线10的上方，即所述移动终端的端部，分别与所述第一切换开关组件52、调谐电路30、第二切换开关组件62、第三切换开关组件72连接。所述第一切换开关组件52与所述第一接地端51连接；所述调谐电路30与所述馈电端40连接；所述第二切换开关组件62与所述第二接地端61连接；所述第三切换开关组件72与所述第四接地端71连接。

参阅图3，为符合本发明一优选实施例中调谐电路30的结构示意图，所述调谐电路30包括：

-信号源31

信号源31，一端与所述馈电端40连接，另一端与所述第六电感34连接。所述信号源31发出某个频率的电信号，在所述天线10内产生谐振，通过所述辐射体20以电磁波形式发射。

-第四电容32

第四电容32，一端与所述第五接地端35连接，另一端与所述第六电感34并接，产生并联谐振。

-第五电容33

第五电容33，一端与所述第六电感34串接，另一端与所述辐射体20连接，与所述第六电感34串联谐振。

-第六电感34

第六电感34，一端与所述信号源31连接，另一端连接所述第四电容32和第五电容33。

-第五接地端35

第五接地端35，连接所述第四电容32，使之接地。

参阅图4，为符合本发明一优选实施例中第一组件50的结构示意图，所述第一组件50包括：

-第一接地端51

第一接地端51，与所述第一切换开关56的固定端连接，使之接地。

-第一电容53

第一电容53，一端与所述辐射体20连接，另一端与所述第一切换开关56的选择端连接，根据所述第一切换开关56的工作状态处于接地或悬空状态。

-第一电阻54

第一电阻54，一端与所述辐射体20连接，另一端与所述第一切换开关56的选择端连接，根据所述第一切换开关56的工作状态处于接地或悬空状态。

-第一电感55

第一电感55，一端与所述辐射体20连接，另一端与所述第一切换开关56的选择端连接，根据所述第一切换开关56的工作状态处于接地或悬空状态。

-第一切换开关56

第一切换开关56，包括固定端和选择端，所述固定端与所述第一接地端51连接，所述选择端分别与所述第一电容53、第一电阻54、第一电感55连接。所述第一切换开关56连接所述第一电容53、第一电阻54、第一电感55中的一项，使得所述天线10处于不同的工作状态。

参阅图5，为符合本发明一优选实施例中第二组件60的结构示意图，所述第二组件60包括：

-第二接地端61

第二接地端61，与所述第二切换开关68的固定端连接，使之接地。

-第二电容63

第二电容63，一端与所述第三接地端67连接，另一端与所述辐射体20连接。所述第二电容63作为旁路电容接地。

-第二电感64

第二电感64，一端与所述辐射体20连接，另一端与所述第二切换开关68的选择端连接，根据所述第二切换开关68的工作状态处于接地或悬空状态。

-第三电感65

第三电感65，一端与所述辐射体20连接，另一端与所述第二切换开关68的选择端连接，根据所述第二切换开关68的工作状态处于接地或悬空状态。

-第四电感66

第四电感66，一端与所述辐射体20连接，另一端与所述第二切换开关68的选择端连接，根据所述第二切换开关68的工作状态处于接地或悬空状态。

-第三接地端67

第三接地端67，与所述第二电容63连接，使之接地。

-第二切换开关68

第二切换开关68，包括固定端和选择端，所述固定端与所述第二接地端61连接，所述选择端分别与所述第二电感64、第三电感65、第四电感66连接。所述第二切换开关68连接所述第二电感64、第三电感65、第四电感66中的一项，与所述第二电容63并联谐振，使得所述天线10处于不同的工作频段。

参阅图6，为符合本发明一优选实施例中第三组件70的结构示意图，所述第三组件70包括：

-第四接地端71

第四接地端71，与所述第三切换开关76的固定端连接，使之接地。

-第三电容73

第三电容73，一端与所述辐射体20连接，另一端与所述第三切换开关76的选择端连接，根据所述第三切换开关76的工作状态处于接地或悬空状态。

-第二电阻74

第二电阻74，一端与所述辐射体20连接，另一端与所述第三切换开关76的选择端连接，根据所述第三切换开关76的工作状态处于接地或悬空状态。

-第五电感75

第五电感75，一端与所述辐射体20连接，另一端与所述第三切换开关76的选择端连接，根据所述第三切换开关76的工作状态处于接地或悬空状态。

-第三切换开关76

第三切换开关76，包括固定端和选择端，所述固定端与所述第四接地端71连接，所述选择端分别与所述第三电容73、第二电阻74、第五电感75连接。所述第三切换开关76连接所述第三电容73、第二电阻74、第五电感75中的一项，使得所述天线10处于不同的工作状态。

参阅图7，为符合本发明一优选实施例中移动终端天线的控制方法，包括以下步骤：

s1：所述辐射体20与所述调谐电路30连接。

本步骤将所述辐射体20与所述调谐电路30连接，其中所述信号源31处于工作状态，使得所述调谐电路30发射电信号，所述电信号可传入所述辐射体20。

s2：控制所述第一切换开关56连接所述第一电容53与所述第一接地端51。

本步骤使所述第一切换开关组件52中的所述第一电容53接地，即所述第一组件50处于电容接地状态。

s3：控制所述第二切换开关68选择所述第二电感64、第三电感65、第四电感66中任一元器件与所述第三接地端67连接，使得所述天线10工作在不同频段。

本步骤中，所述第二电感64、第三电感65、第四电感66分别具有不同的电感值，当选择不同的电感进行工作时，所述第二组件60的谐振频率不同，实现使所述天线10工作在不同频段的技术效果。

s4：控制所述第三切换开关76连接所述第三电容73与所述第四接地端71。

本步骤中使所述第三切换开关组件72中的所述第三电容73接地，即所述第三组件70处于电容接地状态。

作为所述控制方法的进一步改进，步骤s2可替换为：控制所述第一切换开关56连接所述第一电感55与所述第一接地端51。本步骤使所述第一切换开关组件52中的所述第一电感55接地，即所述第一组件50处于电感接地状态，所述第一组件50与所述调谐电路30及辐射体20构成倒f型天线。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡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修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。