可调谐天线及移动终端的制作方法

1.本技术实施例涉及天线技术领域，尤其涉及一种可调谐天线及移动终端。


背景技术：

2.当前，手机、平板电脑等移动设备的工作频段越来越多，从2g，3g，4g到5g，周边还有wifi，bluetooth和gps的应用，所以对应的天线就会需要包括多个频段，当一个频段工作的时候，天线需要出现正常的谐振，达到可以发射射频信号的条件。
3.在现有技术中，阻抗调谐无法对天线进行几个频段的同时调谐。例如，在612-960mhz的范围进行天线调谐的话，那么在1710-2690mhz，3300-5000mhz的范围就无法调谐。而且，阻抗调谐的方法使得天线的频带之间的影响相对较大。另外，阻抗调谐实际上是拉天线谐振点的方法，采用的是电容或者电感来改变天线的谐振特性，但电容和电感本身的损耗较大，降低了天线辐射功率。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可调谐天线及移动终端，旨在针对每个频段范围，用不同的多路开关进行天线长度的调节可以始终使得该可调谐天线工作在最适应对应的频段的状态。
5.本技术实施例提供了一种调谐天线，所述调谐天线包括天线本体、至少两组天线调谐枝节组、至少一个多路开关和控制器；
6.每组所述天线调谐枝节组包括至少两个长度不同的天线调谐枝节，各所述天线调谐枝节分别与所述多路开关不同的分路端连接，所述多路开关的公共端与所述天线本体连接，所述多路开关的控制端与所述控制器的输出端连接；
7.其中，一组所述天线调谐枝节组对应一个天线频段，且不同所述天线调谐枝节组对应不同天线频段。
8.可选地，所述天线调谐枝节组与所述多路开关一一对应设置。
9.可选地，所述天线调谐枝节与所述分路端的数量相同。
10.可选地，各所述多路开关的公共端与所述天线本体的不同位置连接。
11.可选地，所述可调谐天线还包括射频组件、耦合器和检波电路，所述射频组件的信号收发端与所述耦合器的第一端连接，所述耦合器的第二端与所述天线本体的馈电点连接，所述耦合器的耦合端与所述检波电路的输入端连接，所述检波电路的输出端与所述控制器的输入端连接；所述耦合器用于通过所述耦合端向所述检波电路输出耦合的射频信号，所述检波电路用于将所述耦合的射频信号转化为电压并将所述电压输出至所述控制器，所述控制器用于根据所述电压控制所述多路开关的通断状态。
12.可选地，所述可调谐天线还包括存储器，所述存储器与所述控制器连接，所述存储器存储有电压与多路开关通断状态的对应关系。
13.可选地，所述可调谐天线还包括基带电路，所述基带电路包括所述控制器。
14.可选地，所述至少两组天线调谐枝节组包括第一天线调谐枝节组、第二天线调谐枝节组和第三天线调谐枝节组，所述第一天线调谐枝节组对应天线高频段，所述第二天线调谐枝节组对应天线中频段，所述第三天线调谐枝节组对应天线低频段。
15.可选地，所述第一天线调谐枝节组中的任一天线调谐枝节与所述天线本体连接后的天线长度为第一天线长度，所述第二天线调谐枝节组中的任一天线调谐枝节与所述天线本体连接后的天线长度为第二天线长度，所述第三天线调谐枝节组中的任一天线调谐枝节与所述天线本体连接后的天线长度为第三天线长度，所述第一天线长度小于所述第二天线长度，且所述第二天线长度小于所述第三天线长度。
16.本技术实施例还提供了一种移动终端，包括本技术实施例所提供的可调谐天线。
17.本技术实施例所提供的一种技术方案与现有技术具有如下优点：
18.本技术实施例所提供的技术方案通过设置控制器、至少两组天线调谐枝节组和至少一个多路开关，且天线调谐枝节组通过多路开关与天线本体连接，每组天线调谐枝节组包括至少两个长度不同的天线调谐枝节，可以通过设计天线调谐枝节的长度，来使天线调谐枝节与天线本体构成的天线长度不同，使得一组天线调谐枝节组可实现一个天线频段的调谐，且不同天线调谐枝节组对应不同天线频段的调谐。如此，本技术实施例所提供的技术方案可以同时针对两个或多个频段，通过控制器控制多路开关的通断状态来进行天线长度的调节，可以始终使得该可调谐天线工作在最适应的频段。同时，各组天线调谐枝节组之间相互独立，通过多路开关选择一组天线调谐枝节组中的任一天线调谐枝节，均不会影响其他各天线调谐枝节对应的谐振点，从而降低了天线频带之间的影响。另外，本技术避免使用电容或电感来进行天线频率的调谐，从而消除了电容或电感带来的损耗，进而提高了天线辐射功率。
附图说明
19.图1为一个实施例中一种可调谐天线的结构示意图；
20.图2为一个实施例中另一种可调谐天线的结构示意图；
21.图3为一个实施例中另一种可调谐天线的结构示意图。
具体实施方式
22.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
23.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种可调谐天线的结构示意图。参照图1，该可调谐天线包括控制器11、天线本体12、至少两组天线调谐枝节组13和至少一个多路开关14；每组天线调谐枝节组13包括至少两个长度不同的天线调谐枝节131，各天线调谐枝节131分别与多路开关14不同的分路端连接，多路开关14的公共端与天线本体12连接，多路开关14的控制端与控制器11的输出端连接；其中，一组天线调谐枝节组13对应一个天线频段，且不同天线调谐枝节组13对应不同天线频段。
24.上述技术方案中，各天线调谐枝节131分别与多路开关14不同的分路端连接，从而当多路开关14选通某一分路端时，便可使该分路端对应的天线调谐枝节131与天线本体12
连接，连接后的天线调谐枝节131与天线本体12共同确定当前的天线长度。一组天线调谐枝节组13对应一个天线频段，不同天线调谐枝节组13对应不同天线频段，即一组天线调谐枝节组13可实现一个天线频段的调谐，各组天线调谐枝节组13实现可调谐的天线频段不同。如此，由控制器11通过多路开关14选通某一天线调谐枝节组13(具体是选通该天线调谐枝节组13中的一个天线调谐枝节131)，使得天线谐振于该天线调谐枝节组13对应的天线频段。另外，天线长度不同，天线的谐振频率也会不同，因此，通过设置每组天线调谐枝节组13中的至少两个天线调谐枝节131的长度均不相同，使得每组天线调谐枝节组13中各天线调谐枝节131分别对应不同的谐振点，从而通过多路开关14控制一组天线调谐枝节组13中各天线调谐枝节131的通断状态，可以使得该组天线调谐枝节组13对应的天线频段的谐振点发生移动，进而实现对该组天线调谐枝节组13对应天线频段的调谐。
25.本实施例中，多路开关的数量小于或等于天线调谐枝节组的数量，全部天线调谐枝节组可以共用一个多路开关，或者一部分天线调谐枝节组共用一个多路开关，另一部分天线调谐枝节组分别对应设置一个多路开关，或者各天线调谐枝节组分别对应设置一个多路开关等。
26.在本实施例一实施方式中，多路开关的数量为一个，即全部天线调谐枝节组可以共用一个多路开关。示例性的，参考图1，至少两组天线调谐枝节组13包括天线调谐枝节组1和天线调谐枝节组2，天线调谐枝节组1包括天线调谐枝节1_1和天线调谐枝节1_2，天线调谐枝节组2包括天线调谐枝节2_1和天线调谐枝节2_2。此时，由于天线调谐枝节组1和天线调谐枝节组2共用一个多路开关14，所以天线调谐枝节组1和天线调谐枝节组2连接到天线本体12上的位置相同，即天线调谐枝节1_1、天线调谐枝节1_2、天线调谐枝节2_1和天线调谐枝节2_2都会连接到天线本体12上的同一点，因此，对于上述各天线调谐枝节，形成天线时对应在天线本体12部分的天线长度相同，由此，需要设计的上述各天线调谐枝节的长度必然互不相同。如此，依据实际天线频段需求，结合天线本体12部分的天线长度，通过设计各天线调谐枝节，可以实现一组天线调谐枝节组对应一个天线频段，一个天线调谐枝节对应一个谐振点。
27.当多路开关的数量为一个时，随着天线调谐枝节组的数量的增加，多路开关的分路端的数量也应增加。考虑到多路开关的分路端的数量越多，多路开关的制作难度越大，多路开关的成本相对更大，而且全部天线调谐枝节组共用一个多路开关时，由于全部天线调谐枝节都连接在天线本体的一个位置上，在需要同时设计天线高频段和天线低频段的调谐时，对应天线低频段的天线调谐枝节组中各天线调谐枝节的长度会比较长，移动终端中原本较小的天线区域可能没有足够的空间来布设该部分天线调谐枝节。基于上述原因，在本实施例一实施方式中，天线调谐枝节组与多路开关一一对应设置。示例性的，如图2所示，至少两组天线调谐枝节组13包括天线调谐枝节组1、天线调谐枝节组2和天线调谐枝节组3，天线调谐枝节组1包括天线调谐枝节1_1和天线调谐枝节1_2，天线调谐枝节组2包括天线调谐枝节2_1和天线调谐枝节2_2，天线调谐枝节组3包括天线调谐枝节3_1和天线调谐枝节3_2；至少一个多路开关14包括多路开关1、多路开关2和多路开关3；天线调谐枝节组1与多路开关1对应设置，天线调谐枝节组2与多路开关2对应设置，天线调谐枝节组3与多路开关3对应设置。如此，通过将天线调谐枝节组13与多路开关14一一对应设置，可选用分路端数量较少的多路开关14，从而降低了多路开关的成本。
28.可选的，各多路开关14的公共端与天线本体12的不同位置连接。如此，可根据实际需求的天线频段来合理设置各多路开关14的公共端在天线本体12上的连接位置，以使对应于天线低频段或天线中频段的天线调谐枝节组13所对应的在天线本体12部分的天线长度较长，从而减少对应于天线低频段或天线中频段的天线调谐枝节组13中天线调谐枝节的长度，以满足移动终端对该部分天线调谐枝节的空间设计需求。
29.进一步的，天线调谐枝节与分路端的数量相同。如此，在保证多路开关可选通任一天线调谐枝节的情况下，最大程度地减少多路开关的分路端的数量，从而进一步降低多路开关的成本。
30.可以理解的是，图1和图2仅示意性地示出了两种可实施的可调谐天线的结构。本技术实施例对天线本体的结构不作限制，且每组天线调谐枝节组中天线调谐枝节的数量还可以为三个或三个以上，天线调谐枝节组的数量还可以为四个或四个以上，具体视实际需求而定。
31.本实施例提供的可调谐天线通过设置控制器、至少两组天线调谐枝节组和至少一个多路开关，且天线调谐枝节组通过多路开关与天线本体连接，每组天线调谐枝节组包括至少两个长度不同的天线调谐枝节，可以通过设计天线调谐枝节的长度，来使天线调谐枝节与天线本体构成的天线长度不同，使得一组天线调谐枝节组可实现一个天线频段的调谐，且不同天线调谐枝节组对应不同天线频段的调谐。如此，本技术实施例所提供的技术方案可以同时针对两个或多个频段，通过控制器控制多路开关的通断状态来进行天线长度的调节，可以始终使得该可调谐天线工作在最适应的频段。同时，各组天线调谐枝节组之间相互独立，通过多路开关选择一组天线调谐枝节组中的任一天线调谐枝节，均不会影响其他各天线调谐枝节对应的谐振点，从而降低了天线频带之间的影响。另外，本技术避免使用电容或电感来进行天线频率的调谐，从而消除了电容或电感带来的损耗，进而提高了天线辐射功率。
32.基于上述实施例，在本技术一实施例中，如图3所示，提供了另一种可调谐天线的结构示意图。参照图3，与上述实施例不同的是，本实施例中的可调谐天线还包括射频组件15、耦合器16和检波电路17，射频组件15的信号收发端与耦合器16的第一端连接，耦合器16的第二端与天线本体12的馈电点连接，耦合器16的耦合端与检波电路17的输入端连接，检波电路17的输出端与控制器的输入端连接；耦合器16用于通过耦合端向检波电路17输出耦合的射频信号，检波电路17用于将耦合的射频信号转化为电压并将电压输出至控制器，控制器用于根据电压控制多路开关14的通断状态。当耦合器16耦合的射频信号小的时候，检波电路17输出的电压也小，说明天线正常工作；当天线的谐振不满足频段的要求时，天线端口会反射射频的功率到耦合器16的耦合端，耦合器16耦合的射频信号就会偏大，检波电路17输出的电压也会相应的偏大。因此，控制器可以通过检波电路17输出的电压的大小来判断天线的工作是否正常，并且根据检波电路17输出的电压来控制各多路开关14的通断状态，使得天线工作于合适的工作频段。
33.在本实施例一实施方式中，可调谐天线还包括存储器，存储器与控制器连接，存储器存储有检波电路输出的电压与多路开关通断状态的对应关系。示例性的，可预先记录检波电路输出的电压与多路开关通断状态的对应关系并存储到存储器中。当天线工作于某个频段时，通过控制器控制多路开关的所有通断状态，记录下各通断状态下的检波电路输出
的电压，形成检波电路输出的电压与多路开关通断状态的对应关系，该对应关系可以以表格的形式存储于存储器中。后续天线在该频段实际工作的时候，可以通过查询上述表格来确定最小电压所对应的多路开关的通断状态，从而控制器基于该通断状态控制多路开关。之后，控制器还可以检测该通断状态下检波电路输出的电压，进一步判断检波电路输出的电压与表格中的检波电路输出的电压是否一致，如果一致，则说明天线工作良好；否则，说明天线的状态发生了变化，需要更新表格，将当前检测的检波电路输出的电压替换掉原表格中的检波电路输出的电压。
34.在本实施例一实施方式中，继续参考图3，可调谐天线还包括基带电路18，基带电路18包括本技术实施例中用于控制多路开关通断状态的控制器。如此，可利用天线本身的基带电路18实现对多路开关的控制，避免外加控制器，降低了天线成本。
35.基于上述实施例，在本技术一具体实施例中，至少两组天线调谐枝节组包括第一天线调谐枝节组(可参照图2中的天线调谐枝节组1)、第二天线调谐枝节组(可参照图2中的天线调谐枝节组2)和第三天线调谐枝节组(可参照图2中的天线调谐枝节组3)，第一天线调谐枝节组对应天线高频段，第二天线调谐枝节组对应天线中频段，第三天线调谐枝节组对应天线低频段。由此，可实现天线全频段可调。具体的，第一天线调谐枝节组中的任一天线调谐枝节与天线本体连接后的天线长度为第一天线长度，第二天线调谐枝节组中的任一天线调谐枝节与天线本体连接后的天线长度为第二天线长度，第三天线调谐枝节组中的任一天线调谐枝节与天线本体连接后的天线长度为第三天线长度，第一天线长度小于第二天线长度，且第二天线长度小于第三天线长度。进一步的，第一天线调谐枝节组所对应的在天线本体部分的天线长度小于第二天线调谐枝节组所对应的在天线本体部分的天线长度，第二天线调谐枝节组所对应的在天线本体部分的天线长度小于第三天线调谐枝节组所对应的在天线本体部分的天线长度，从而减少对应于天线低频段或天线中频段的天线调谐枝节组中天线调谐枝节的长度，以满足移动终端对该部分天线调谐枝节的空间设计需求。
36.本技术实施例还提供了一种移动终端，该移动终端包括本技术实施例中任意一实施方式所提供的可调谐天线。
37.示例性的，移动终端可以是手机、平板电脑、膝上型电脑、个人数字助理、移动上网装置或可穿戴式设备等等。
38.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。
39.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。