天线切换系统、方法和移动终端与流程

本发明涉及射频通信技术领域，特别是涉及天线切换系统、方法和移动终端。

背景技术：

目前，手机正朝着多功能，小型化、低辐射损耗的方向发展，手机天线接收电磁波的性能直接决定手机辐射接收电磁波信号的性能，影响手机的通讯能力。

由于信号在传播过程中会发生衰减，所以在手机设计的时候通常采用分集技术，提高信号正确判决率，来抵抗信号衰落引起的不良影响。在目前的手机堆叠方案下，通常会使用双刀双掷(doublepoledoublethrow，dpdt)开关的工作方式来实现主集天线和分集天线两个天线之间的功能转换。随着载波聚合(carrieraggregation，ca)的要求，天线的数量越来越多，比如采用三根天线来选择性的接收相应频段的射频信号时，一般的开关切换模块是无法实现三个天线中任意两个天线之间的功能转换。当用户在手握智能手机时，如果握持了某根天线所在的部位，那么该天线的信号就会在一定程度上受到屏蔽，致使该天线的信号急剧下降，影响了移动终端的正常通信。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种天线切换系统、方法和移动终端，可以有效提高在恶劣环境下接收射频无线信号的灵敏度，提高天线性能。

一种天线切换系统，包括：第一主集天线、第二主集天线、分集天线、主集收发电路、分集接收电路及开关切换模块；其中，

所述主集收发电路经所述开关切换模块分别与所述一主集天线、第二主集天线、分集天线连接；

所述分集接收电路经所述开关切换模块分别与所述第一主集天线、分集天线连接；

所述开关切换模块中设有多个能够改变自身的工作状态的切换开关；所述开关切换模块用于根据外部的天线切换指令将所述主集收发电路用于接收射频信号的默认通讯链路切换为适用于当前通讯条件的第一切换链路或第二切换链路。

上述天线切换系统可以通过改变开关切换模块中多个切换开关的工作状态，将所述主集收发电路用于接收射频信号的默认通讯链路切换为适用于当前通讯条件的第一切换链路或第二切换链路，即可实现第一主集天线与第二主集天线之间的功能切换以及第一主集天线与分集天线之间的功能切换，进而选择性能更好的天线作为主集收发电路的信号源，可以有效提高在恶劣环境下接收无线射频信号的灵敏度，提高天线性能。

一种天线切换方法，基于上述天线切换系统，包括：

监测所述第一主集天线、第二主集天线以及分集天线接收射频信号时的信号强度；

根据所述第一主集天线、第二主集天线以及分集天线接收射频信号时的信号强度确定是否触发天线切换；

若是，则发送天线切换指令，控制多个所述切换开关改变自身的工作状态，将所述主集收发电路用于接收射频信号的默认通讯链路切换为适用于当前通讯条件的第一切换链路或第二切换链路。

一种移动终端，包括内置在所述移动终端内的所述天线切换系统。

附图说明

图1为一个实施例中天线切换系统的结构框架图；

图2为图1中天线切换系统的具体结构框架图；

图3为一个实施例中天线切换系统的默认通讯链路状态的结构图；

图4为一个实施例中天线切换系统的第一切换链路的结构图；

图5为一个实施例中天线切换系统的第二切换链路的结构图；

图6为另一个实施例中天线切换系统的结构框架图；

图7为一个实施例中天线切换方法的流程图；

图8为一个实施例中移动终端的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

可以理解，本发明所使用的术语“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，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一主集天线称为第二主集天线，且类似地，可将第二主集天线称为第一主集天线。第一主集天线和第二主集天线两者都是主集天线，但其不是同一主集天线。

本发明实施例提供的天线切换系统，应用在移动终端内，移动终端可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mid，mobileinternetdevice)、可穿戴设备(例如智能手表(如iwatch等)、智能手环、计步器等)或其他可设置天线的通信模块。

图1为一个实施例中天线切换系统的结构框架图。天线切换系统包括：第一主集天线101、第二主集天线102、分集天线103、开关模块20、主集收发电路30以及分集接收电路40。其中，主集收发电路30经开关切换模块20分别与第一主集天线101、第二主集天线102、分集天线103连接。分集接收电路40经开关切换模块20分别与第一主集天线101、分集天线103连接。开关切换模块20中设有多个能够改变自身的工作状态的切换开关(210、220、230)，开关切换模块20用于根据外部的天线切换指令将主集收发电路30接收射频信号的默认通讯链路切换为适用于当前通讯条件的第一切换链路或第二切换链路。

通过改变开关切换模块20中多个切换开关的工作状态，将主集收发电路30用于接收射频信号的默认通讯链路切换为适用于当前通讯条件的第一切换链路或第二切换链路，即可实现第一主集天线101与第二主集天线102之间的功能切换以及第一主集天线101与分集天线103之间的功能切换，进而选择性能更好的天线作为主集收发电路的信号源，可以有效提高在恶劣环境下接收无线射频信号的灵敏度，提高天线性能。

移动终端采用第一主集天线101、第二主集天线102和分集天线103共同运行的机制来接收和发射射频信号。其中，第一主集天线101、第二主集天线102负责射频信号的接收和发送。分集天线103负责射频信号的接收，分集天线103能够在弱信号环境或第一主集天线101或第二主集天线102受干扰时，配合第一主集天线101或第二主集天线102，有效提高移动终端在恶劣环境下接收无线射频信号的灵敏度。

其中，由于第一主集天线101、第二主集天线102和分集天线103的不同作用，第一主集天线101、第二主集天线102可以设置在移动终端的底部、分集天线103可以设置在移动终端的顶部。在此，对第一主集天线101、第二主集天线102和分集天线103在移动终端中的位置不作进一步限定，可以根据实际需求进行设置。

第一主集天线101、第二主集天线102，各自支持哪些频段，可根据手持设备的结构空间和各频段天线性能要求来选择。

进一步地，第一主集天线101可以为主集低频天线，用于收发低频射频信号，第二主集天线102可以为主集中高频天线，用于收发中高频频射频信号。可选的，第一主集天线101还可以为主集高频天线，用于收发高频射频信号，第二主集天线102还可以为主集中低频天线，用于收发中低频射频信号。其中，低频射频信号可以为b5、b6、b8、b12-b14、b17-b20、b26-b28、b44等频带的射频信号，中频射频信号可以为b1、b2、b3、b9-b10、b39等频带的频信号，高频射频信号可以为b40、b30、b41、b38、b7频带的射频信号。

在一个实施例中，开关切换模块20可以根据第一主集天线101、第二主集天线102以及分集天线103接收射频信号时的信号强度，将主集收发电路30的默认通讯链路切换为适用于当前通讯条件的第一切换链路或第二切换链路。

其中，开关切换模块20包括多个切换开关(210、220、230)。多个切换开关包括第一切换开关210、第二切换开关220和第三切换开关230。主集收发电路30经第一切换开关210分别与第一主集天线101、第二主集天线102连接；分集接收电路40经第二切换开关与分集天线103连接；第三切换开关230设置所在第一切换开关210与第二主集天线102之间，且第三切换开关230分别与第一切换开关210、第二切换开关220、第二主集天线102连接。

第一切换开关210包括用于切换连接的第一端口、第二端口以及固定不动的第三端口、第四端口；第二切换开关220包括用于切换连接的第一端口、第二端口以及固定不动的第三端口、第四端口；第三开关230包括用于切换连接的动端、用于固定连接的第一不动端、第二不动端。其中，第一切换开关210的第一端口与主集收发电路30连接，第一切换开关210的第二端口与第二切换开关220的第三端口连接，第一切换开关210的第三端口与第一主集天线101连接，第一切换开关210的第四端口与所述第三切换开关230的动端连接。第二切换开关220的第一端口与第三切换开关230的第二不动端连接，第二切换开关220的第二端口与分集接收电路40连接，第二切换开关220的第四端口与分集天线103连接。第三切换开关230的第一不动端与第二主集天线102连接。

参考图2，具体地，第一切换开关为双刀双掷开关dpdt1、第二切换开关为双刀双掷开关dpdt2、第三切换开关为单刀双掷开关spdt。

其中，每一个双刀双掷开关具有四个端口：第一端口a1、第二端口a2、第三端口s1和第四端口s2。当双刀双掷开关的第一端口a1与第三端口s1连接，且第二端口a2与第四端口a2连接时，双刀双掷开关的切换状态为第一切换状态，记为“00”通路状态，其中“00”通路状态为双刀双掷开关dpdt默认通路状态。当双刀双掷开关的第一端口a1与第四端口s2连接，且第二端口a2与第三端口s1连接时，双刀双掷开关的切换状态为第二切换状态，记为“11”通路状态。第一切换开关dpdt1、第二切换开关dpdt2可以根据接收的切换指令来改变自身的工作状态，可以为“00”通路状态，也可以为“11”通路状态。

单刀双掷开关具有三个端口：动端a0、第一不动端s1'和第二不动端s2'。单刀双掷开关的动端a0与第一不动端s1'连接时，单刀双掷开关的切换状态为第一切换状态，记为“0”通路状态，其中，“0”通路状态为单刀双掷开关spdt的默认通路状态。单刀双掷开关的动端a0与第二不动端s2'连接时，单刀双掷开关的切换状态为第二切换状态，记为“1”通路状态。单刀双掷开关可以根据接收的切换指令来改变自身的工作状态，可以为“0”通路状态，也可以为“1”通路状态。

进一步地，第一切换开关dpdt1的第一端口a1与主集收发电路30连接，第一切换开关dpdt1的第二端口a2与第二切换开关dpdt2的第三端口s1连接，第一切换开关dpdt1的第三端口s1与第一主集天线101连接，第一切换开关dpdt1的第四端口s2与第三切换开关spdt的动端连接。第二切换开关dpdt2的第一端口a1与第三切换开关spdt的第二不动端a2'连接，第二切换开关dpdt2的第二端口a2与分集接收电路40连接，第二切换开关dpdt2的第四端口s2s2与分集天线103连接。第三切换开关spdt的第一不动端a1'与第二主集天线102连接。

在默认情况下，其主集收发电路30用于接收射频信号的默认通讯链路为主集收发电路30能够接收来自第一主集天线101的通讯链路；分集接收电路40用于接收射频信号的默认通讯链路为分集接收电路40能够接收来自分集天线103的通讯链路。

具体地，参考图3，在默认情况下，第一切换开关dpdt1、第二切换开关dpdt2处于“00”状态，同时，第三切换开关spdt处于“0”状态，主集收发电路30通过默认通讯链路接收来自第一主集天线101的射频信号，分集接收电路40通过默认通讯链路接收来自分集天线103的射频信号。其中，第一主集天线101可以为中低频主集天线、高频主集天线、低频主集天线或中低频主集天线。

在一个实施例中，若在使用移动终端的过程中，用单手上网，或者双手横屏玩游戏时，握持了第一主集天线101所在的部位，第一主集天线101所接收的射频信号的信号强度就会急剧下降。此时，如图4所示，开关切换模块20能够将默认通讯链路切换为适用于当前通讯条件的第一切换链路，也即，控制第一切换开关dpdt1处于“11”状态，第二切换开关dpdt2处理“00”状态，第三切换开关spdt处理“0”状态，使主集收发电路30接收来自第二主集天线102接收的射频信号，以增加接收信号强度，实现第一主集天线101和第二主集天线102的功能进行切换。

当然，若在使用移动终端的过程中握持了第二主集天线102所在的部位，第二主集天线102所接收的射频信号的信号强度就会急剧下降，也可以使其恢复到默认通讯链路，采用第一主集天线101接收射频信号，以增加移动终端接收信号强度。

在一个实施例中，若在使用移动终端的过程中，若单手同时握在第一主集天线101和第二主集天线102的位置，就会在一定程度上弱化第一主集天线101和第二主集天线102接收的射频信号的信号强度。此时，如图5所示，开关切换模块20能够将默认通讯链路切换为适用于当前通讯条件的第二切换链路，也即，控制第一切换开关dpdt1处于“11”状态，第二切换开关dpdt2处理“11”状态，第三切换开关spdt处理“1”状态，使主集收发电路30接收来自分集天线103接收的射频信号，就可以实现第一主集天线101和第二主集天线102的组合形式与分集天线103进行功能切换，以增加接收信号强度。

如图6所示，在一个实施例中，天线切换系统还包括还包括射频主控模块50，射频主控模块50分别与开关切换模块20、主集收发电路30、分集接收电路40连接；射频主控模块50用于监测和处理第一主集天线101、第二主集天线102、分集天线103接收射频信号时的信号强度，并根据信号强度输出相应的切换指令给多个切换开关以改变自身的工作状态。

具体地，射频主控模块50用于分别监测第一主集天线101接收射频信号时的第一信号强度、第二主集天线102接收射频信号时的第二信号强度以及分集天线103接收射频信号时的第三信号强度。

在监测射频信号的信号强度的过程中，监测的量包括参考信号接收功率(referencesignalreceivedpower，rsrp)和参考信号接收质量(referencesignalreceivedquality，rsrq))中至少一项。需要说明的是，射频主控模块50对第一主集天线101、第二主集天线102和分集天线103接收信号时的信号强度的监测可以是分开进行的也可以同步进行。

进一步的，射频主控模块50还用于处理所监测的第一主集天线101接收射频信号时的第一信号强度、第二主集天线102接收射频信号时的第二信号强度以及分集天线103接收射频信号时的第三信号强度。当第一信号强度小于第二信号强度时，将主集收发电路30用于接收射频信号的默认通讯链路切换为适用于当前通讯条件的第一切换链路。也即，控制第一切换开关dpdt1处于“11”状态，第二切换开关dpdt2处理“00”状态，第三切换开关spdt处理“0”状态，使主集收发电路30接收来自第二主集天线102接收的射频信号，以增加接收信号强度，实现第一主集天线101和第二主集天线102的功能进行切换。当第一信号强度、第二信号强度均小于第三信号强度时，将主集收发电路30用于接收射频信号的默认通讯链路切换为适用于当前通讯条件的第二切换链路。也即，控制第一切换开关dpdt1处于“11”状态，第二切换开关dpdt2处理“11”状态，第三切换开关spdt处理“1”状态，使主集收发电路30接收来自分集天线103接收的射频信号，就可以实现第一主集天线101和第二主集天线102的组合形式与分集天线103进行功能切换，以增加接收信号强度。

本发明实施例还提供了一种天线切换方法，基于上述任一实施例中的天线切换系统。图7为一个实施例中天线切换方法的流程图。天线切换方法，包括：

步骤s710：监测第一主集天线、第二主集天线以及分集天线接收射频信号时的信号强度。

射频主控模块用于分别监测第一主集天线接收射频信号时的第一信号强度、第二主集天线接收射频信号时的第二信号强度以及分集天线接收射频信号时的第三信号强度。

在监测射频信号的信号强度的过程中，监测的量包括参考信号接收功率(referencesignalreceivedpower，rsrp)和参考信号接收质量(referencesignalreceivedquality，rsrq))中至少一项。需要说明的是，射频主控模块对第一主集天线、第二主集天线和分集天线接收信号时的信号强度的监测可以是分开进行的也可以同步进行。

步骤s720：根据第一主集天线、第二主集天线以及分集天线接收射频信号时的信号强度确定是否触发天线切换。若触发天线切换则执行步骤s730，则发送天线切换指令，控制多个切换开关改变自身的工作状态，将主集收发电路的默认通讯链路切换为适用于当前通讯条件的第一切换链路或第二切换链路。若不触发天线切换，则保持主集收发电路用于接收射频信号的默认链路。

具体的，当第一信号强度小于第二信号强度时，将主集收发电路用于接收射频信号的默认通讯链路切换为适用于当前通讯条件的第一切换链路。也即，控制第一切换开关dpdt1处于“11”状态，第二切换开关dpdt2处理“00”状态，第三切换开关spdt处理“0”状态，使主集收发电路接收来自第二主集天线接收的射频信号，以增加接收信号强度，实现第一主集天线和第二主集天线的功能进行切换。当第一信号强度、第二信号强度均小于第三信号强度时，将主集收发电路用于接收射频信号的默认通讯链路切换为适用于当前通讯条件的第二切换链路。也即，控制第一切换开关dpdt1处于“11”状态，第二切换开关dpdt2处理“11”状态，第三切换开关spdt处理“1”状态，使主集收发电路接收来自分集天线接收的射频信号，就可以实现第一主集天线和第二主集天线的组合形式与分集天线进行功能切换，以增加接收信号强度。

上述天线切换方法能够根据监测的第一主集天线、第二主集天线以及分集天线接收射频信号时的信号强度，改变开关切换模块中多个切换开关的工作状态，及可以改变主集收发电路接收射频信号的通讯链路，即可实现第一主集天线与第二主集天线之间的功能切换以及第一主集天线与分集天线之间的功能切换，进而选择性能更好的天线作为主集收发电路的信号源，可以有效提高在恶劣环境下接收无线射频信号的灵敏度，提高天线性能。

本发明实施例还提供了一种移动终端，移动终端包括上述一实施例中的天线切换系统。具有上述任一实施例的天线切换系统的移动终端，其能提高手机在恶劣环境下接收无线信号的灵敏度，提高天线性能。如图8所示，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例天线切换系统部分。该移动终端可以为包括手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mid，mobileinternetdevice)、可穿戴设备(例如智能手表(如iwatch等)、智能手环、计步器等)或其他可设置天线的通信模块，以移动终端为手机为例：

图8为与本发明实施例提供的移动终端相关的手机800的部分结构的框图。参考图8，手机800包括：天线切换系统810、存储器820、输入单元830、显示单元840、传感器850、音频电路860、无线保真(wirelessfidelity，wifi)模块870、处理器880、以及电源890等部件。本领域技术人员可以理解，图8所示的手机结构并不构成对手机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

其中，天线切换系统810可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，可将基站的下行信息接收后，给处理器880处理；也可以将上行的数据发送给基站。存储器820可用于存储软件程序以及模块，处理器880通过运行存储在存储器820的软件程序以及模块，从而执行手机的各种功能应用以及数据处理。存储器820可主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能的应用程序、图像播放功能的应用程序等)等；数据存储区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、通讯录等)等。此外，存储器820可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

输入单元830可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与手机800的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，输入单元830可包括触控面板831以及其他输入设备832。触控面板831，也可称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板831上或在触控面板831附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。在一个实施例中，触控面板831可包括触摸测量装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸测量装置测量用户的触摸方位，并测量触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸测量装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器880，并能接收处理器880发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板831。除了触控面板831，输入单元830还可以包括其他输入设备832。具体地，其他输入设备832可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)等中的一种或多种。

显示单元840可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机的各种菜单。显示单元840可包括显示面板841。在一个实施例中，可以采用液晶显示器(liquidcrystaldisplay，lcd)、有机发光二极管(organiclight-emittingdiode，oled)等形式来配置显示面板841。在一个实施例中，触控面板831可覆盖显示面板841，当触控面板831测量到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器880以确定触摸事件的类型，随后处理器880根据触摸事件的类型在显示面板841上提供相应的视觉输出。虽然在图8中，触控面板831与显示面板841是作为两个独立的部件来实现手机的输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板831与显示面板841集成而实现手机的输入和输出功能。

手机800还可包括至少一种传感器850，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板841的亮度，接近传感器可在手机移动到耳边时，关闭显示面板841和/或背光。运动传感器可包括加速度传感器，通过加速度传感器可测量各个方向上加速度的大小，静止时可测量出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等。此外，手机还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器等。

音频电路860、扬声器861和传声器862可提供用户与手机之间的音频接口。音频电路860可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器861，由扬声器861转换为声音信号输出；另一方面，传声器862将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路860接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器880处理后，经rf电路810可以发送给另一手机，或者将音频数据输出至存储器820以便后续处理。

wifi属于短距离无线传输技术，手机通过wifi模块870可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图8示出了wifi模块870，但是可以理解的是，其并不属于手机700的必须构成，可以根据需要而省略。

处理器880是手机的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器820内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器820内的数据，执行手机的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。在一个实施例中，处理器880可包括一个或多个处理单元。在一个实施例中，处理器880可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器880中。

手机800还包括给各个部件供电的电源890(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器880逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

在一个实施例中，手机800还可以包括摄像头、蓝牙模块等。

以上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。