天線開關電路及天線裝置的製作方法
2023-06-23 07:05:01
本實用新型涉及天線領域，特別涉及一種天線開關電路及天線裝置。
背景技術：
隨著移動通信技術的發展，終端的工作頻段越來越多，因此，對天線的要求也越來越高。在終端中，為了提高天線的工作帶寬，通常採用天線開關來拓寬天線的工作頻段。
現有的天線開關電路中，大部分採用特別設計的集成開關，例如採用集成晶片提供多通道開關的功能；通常，集成晶片具有多個埠，分別對應不同的通道，以實現多通道開關的功能。然而，在實現本實用新型的過程中，發明人發現現有技術中存在如下問題：現有的天線開關，大部分採用集成開關，成本較高。另外，集成開關具有多個埠，當天線只需要小於埠數目的通道開關時(例如只需要雙通道開關)，就會有剩餘的埠沒有被運用，導致集成開關的埠利用率較低，造成了浪費；且集成開關不能根據天線所需開關通道的數目進行匹配更換，使得現有的集成開關靈活度較低。
技術實現要素：
本實用新型實施例實施方式的目的在於提供一種天線開關電路及天線裝置，降低了成本，提高了天線開關電路的靈活度。
為解決上述技術問題，本實用新型的實施例提供了一種天線開關電路及天線裝置，包括：第一電阻元件、第一電感元件、第一電容元件、第二電容元件、二極體、第一匹配元件以及第二匹配元件；所述第一電阻元件的輸入端用於以接收控制信號，輸出端連接於所述第一電容元件與第一電感元件的輸入端，所述第一電容元件的輸出端接地，所述第一電感元件的輸出端連接於所述第二電容元件的第一端，所述第二電容元件的第二端用於連接天線；所述第一匹配元件的第一端連接於所述第二電容元件的第二端，第二端接地；所述二極體的陽極連接於所述第一電感元件的輸出端，陰極連接於所述第二匹配元件的第一端，所述第二匹配元件的第二端接地；其中，所述第一電阻元件的輸入端未接收到控制信號時，所述二極體處於截止狀態，所述第一匹配元件接入所述天線的匹配電路；所述第一電阻元件的輸入端接收到控制信號時，所述二極體處於導通狀態，所述第一匹配元件與所述第二匹配元件同時接入所述天線的匹配電路。
本實用新型的實施例還提供了一種天線裝置，包括：上述的天線開關電路、處理器、射頻晶片、匹配電路以及天線；所述天線包括天線本體、饋地部以及饋電部；所述饋地部接地；所述匹配電路的輸入端連接於所述射頻晶片，輸出端連接於所述饋電部；所述第二電容元件的第二端連接於所述天線本體，所述第一電阻元件的輸入端連接於所述處理器；其中，所述第一電阻元件的輸入端未接收到控制信號時，所述天線工作在第一頻段；所述第一電阻元件的輸入端接收到控制信號時，所述天線工作在第二頻段。
本實用新型的實施例相對於現有技術而言，提供了一種天線開關電路，包括二極體，二極體的陽極通過第一電感元件連接於第一匹配元件，陰極連接於第二匹配元件；即，採用一路二極體天線開關電路實現雙通道開關的功能，相對於現有技術中採用多埠的集成開關實現雙通道開關功能的方式，大大降低了成本。並且，本實用新型實施例可根據天線所需開關通道的數目，匹配對應數目的天線開關電路；即採用多個本實用新型實施例的天線開關電路，即可實現多通道開關的功能，相對於現有技術中集成開關不能根據天線所需開關通道的數目進行匹配更換的問題，本實用新型的實施例提高了天線開關電路的靈活度與利用率。
另外，第一匹配元件與第二匹配元件均為電感元件。本實施例中，提供了第一匹配元件與第二匹配元件的一種類型。
另外，第一匹配元件與所述第二匹配元件均為電容元件，所述天線開關電路還包括第二電感元件；所述第二電感元件與所述第二匹配元件並聯連接。本實施例中，提供了第一匹配元件與第二匹配元件的另外一種類型。
另外，二極體為PIN二極體。本實施例中，提供了二極體的一種類型。
另外，天線裝置還包括饋地連接件、饋電連接件以及本體連接件；所述饋地連接件連接於所述饋地部與所述接地端；所述饋電連接件連接於所述饋電部與所述匹配電路的輸出端；所述本體連接件連接於所述天線本體與所述第二電容元件的第二端。本實施例中，提供了天線與接地端、匹配電路以及第二電容元件的一種連接方式。
另外，饋地連接件、所述饋電連接件以及本體連接件為彈片或頂針。本實施例中，提供了饋地連接件、饋電連接件以及本體連接件的兩種具體結構形式。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是根據第一實施方式的天線開關電路的示意圖；
圖2是根據第二實施方式的天線開關電路的示意圖；
圖3是根據第三實施方式的天線裝置的示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本實用新型各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，即使沒有這些技術細節和基於以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現本申請所要求保護的技術方案。
本實用新型的第一實施方式涉及一種天線開關電路，應用於天線裝置。如圖1所示，天線開關電路包括：第一電阻元件R1、第一電感元件L1、第一電容元件C1、第二電容元件、二極體D、第一匹配元件M1以及第二匹配元件M2。
本實施方式中，第一電阻元件R1的輸入端用於接收控制信號，輸出端連接於第一電容元件C1與第一電感元件L1的輸入端，第一電容元件C1的輸出端接地，第一電感元件L1的輸出端連接於第二電容元件C2的第一端，第二電容元件C2的第二端用於連接天線。第一匹配元件M1的第一端連接於第二電容元件C2的第二端，第二端接地。二極體D的陽極連接於第一電感元件L1的輸出端，陰極連接於第二匹配元件M2的第一端，第二匹配元件M2的第二端接地。
本實施方式中，二極體D用於提供雙通道開關的功能。當第一電阻元件R1的輸入端未接收到控制信號時，二極體D處於截止狀態(即為一個斷開的開關)，第一匹配元件M1接入天線的匹配電路，用於提供天線與射頻電路之間的匹配(實際上，也就是提供天線與主板電路之間的匹配)。
本實施方式中，第一電阻元件R1用於調節接收的控制信號的電流，當第一電阻元件R1的輸入端接收到控制信號時(控制信號包括高頻信號與直流信號)，二極體D處於導通狀態，第一匹配元件M1和第二匹配元件M2同時接入天線的匹配電路(效果相當於第一匹配元件M1和第二匹配元件M2並聯)，用於提供天線與射頻電路之間的匹配。具體的，第一電容元件C1用於對第一電阻元件R1的輸入端接收到控制信號進行高頻濾波，以阻止控制電路輸出的高頻信號進入天線及射頻電路(連接於天線)，以及天線信號進入天線開關電路。第一電感元件L1用於通過直流控制信號，並阻隔高頻信號進入二極體D的直流偏置通路，避免信號能量損失以及直流偏置通路被幹擾。第二電感元件用於提供高頻信號通道，並且隔離第一電阻元件R1的輸入端輸入的直流控制信號。
本實施方式中，第一匹配元件M1與第二匹配元件M2的匹配類型相同。本實施例中，第一匹配元件M1與第二匹配元件M2均為電感元件，此時，第二匹配元件M2還用於提供控制信號的直流通路，即為二極體D提供直流偏置通路。
示例的，若現有技術的天線開關的雙通道設計中，第一匹配元件與第二匹配元件均為電感，且第一匹配元件的匹配值為L11，第二匹配元件匹配值的為L12，且L11<L12。則本實施例中，第一匹配元件M1的匹配值可以為M1＝L12，根據公式：
L11＝M1//M2＝(M1*M2)/(M1+M2)＝(L12*M2)/(L12+M2)
計算出M2＝(L11*L12)/(L12-L11)；即本實施例提供了一種根據現有技術中雙通道開關的第一匹配元件與第二匹配元件的匹配值，計算出本實施例中的第一匹配元件M1與第二匹配元件M2的匹配值的方法，然實際中不限於此，還可以採用其他方法對第一匹配元件M1與第二匹配元件M2進行取值。
本實施例中，第一電阻元件R1的阻值由二極體的導通特性和天線開關電路的最大輸出能力決定，可根據二極體的規格與天線開關電路的電壓的大小具體設置，通常在數十至數千歐姆之間。示例的，若天線開關電路的電壓為1.8伏、二極體的偏置電流為10毫安(設二極體的正嚮導通電壓為0.7伏)，則第一電阻元件R1的阻值為(1.8-0.7)/10*10^(-2)＝110歐姆；然這裡只是示例性說明，實際中不限於此，。
本實施例中，二極體D為PIN二極體，然實際中不限於此，還可以為其他能夠實現相同功能的元件。
本實用新型的實施例相對於現有技術而言，提供了一種天線開關電路，包括二極體，二極體的陽極通過第一電感元件連接於第一匹配元件，陰極連接於第二匹配元件；即，採用一路二極體天線開關電路實現雙通道開關的功能，相對於現有技術中採用多埠的集成開關實現雙通道開關功能的方式，大大降低了成本。並且，本實用新型實施例可根據天線所需開關通道的數目，匹配對應數目的天線開關電路；即採用多個本實用新型實施例的天線開關電路，即可實現多通道開關的功能，相對於現有技術中集成開關不能根據天線所需開關通道的數目進行匹配更換的問題，本實用新型的實施例提高了天線開關電路的靈活度與利用率。
本實用新型的第二實施方式涉及一種天線開關電路。第二實施方式與第一實施方式大致相同，主要區別之處在於：在第一實施方式中，第一匹配元件M1與第二匹配元件M2均為電感元件。而在本實用新型第二實施方式中，如圖2所示，第一匹配元件M1與第二匹配元件M2均為電容元件。
本實施方式中，第一匹配元件M1與第二匹配元件M2均為電容元件時，天線開關電路還包括第二電感元件L2；第二電感元件L2與第二匹配元件M2並聯連接，此時，第二電感元件L2提供控制信號的直流通路，即為二極體D提供直流偏置通路，而對天線工作頻段而言，具有隔離作用。
示例的，若現有技術的天線開關的雙通道設計中，第一匹配元件與第二匹配元件均為電容，且第一匹配元件的匹配值為C11，第二匹配元件匹配值的為C12，且C11<C12。則本實施例中，第一匹配元件M1的匹配值可以為M1＝C11，根據公式：
C12＝M1//M2＝M1+M2＝C11+M2
計算出M2＝C12－C11；即本實施例提供了一種根據現有技術中雙通道開關的第一匹配元件與第二匹配元件的匹配值，計算出本實施例中的第一匹配元件M1與第二匹配元件M2的匹配值的方法，然實際中不限於此，還可以採用其他方法對第一匹配元件M1與第二匹配元件M2進行取值。
本實施例中，對於長期演進(LET)多模終端而言，第二電感元件L2的取值可以在數十納亨(NH)左右(例如56納亨)；此時，第二電感元件L2對直流控制信號是低阻，對高頻信號是高阻。
本實用新型的實施例相對於第一實施方式而言，第一匹配元件M1與第二匹配元件M2均為電容元件，提供了第一匹配元件與第二匹配元件的另外一種類型。
本實用新型的第三實施方式涉及一種天線裝置，如圖3所示，包括：第一實施方式或第二實施方式的天線開關電路、天線1、處理器2、射頻晶片3以及匹配電路。
其中，天線1包括天線本體11、饋地部12以及饋電部13。
本實施方式中，以第一實施方式中的天線開關電路為例。饋地部11接地。匹配電路用於調整天線1和射頻晶片3之間的阻抗匹配，匹配電路的輸入端連接於射頻晶片3，輸出端連接於饋電部13。第二電容元件C2的第二端連接於天線本體11，第一電阻元件R1的輸入端連接於處理器2，用於接收處理器2輸出的控制信號。
其中，第一電阻元件R1的輸入端未接收到控制信號時，第一匹配元件M1接入天線1的匹配電路，天線1工作在第一頻段；第一電阻元件R1的輸入端接收到控制信號時，第一匹配元件M1與第二匹配元件M2同時接入天線1的匹配電路，天線1工作在第二頻段。其中，第一頻段與第二頻段可以是天線1實際工作的兩個頻段，本實施例對第一頻段與第二頻段的具體頻段不作任何限制。
本實施方式中，匹配電路包括第二電阻元件R2、第三電阻元件R3、第三電容元件C3以及第四電容元件C4。具體而言，第二電阻元件R2的輸入端連接於射頻晶片3，輸出端連接於第三電容元件C3的第一端，第三電容元件C3的第二端接地。第三電阻元件R3的輸入端連接於第三電容元件C3的第一端，輸出端連接於第四電容元件C4的第一端，第四電容元件C4的第二端接地；第四電容元件的C4第一端作為匹配電路的輸出端連接於饋電部13。
本實施方式中，天線裝置還包括饋地連接件、饋電連接件以及本體連接件。饋地連接件連接於饋地部12與接地端；饋電連接件連接於饋電部13與所述匹配電路的輸出端；本體連接件連接於天線本體11與第二電容元件C2的第二端。
本實施方式中，饋地連接件、饋電連接件以及本體連接件為彈片或頂針，然實際中不限於此。
本實用新型的實施例相對於現有技術而言，天線裝置包括本實用新型實施例提供的天線開關電路，降低了成本；且本裝置可根據天線需要的通道數目，匹配對應數目的天線開關電路，靈活度高。
本領域技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬體來完成，該程序存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一個設備(可以是單片機，晶片等)或處理器(processor)執行本申請各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬碟、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。
本領域的普通技術人員可以理解，上述各實施方式是實現本實用新型的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本實用新型的精神和範圍。