天線開關電路及天線裝置的制作方法

本發明涉及天線領域，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，通常采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，大部分采用特別設計的集成開關，例如采用集成芯片提供多通道開關的功能；通常，集成芯片具有多個端口，分別對應不同的通道，以實現多通道開關的功能。然而，在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中存在如下問題：現有的天線開關，大部分采用集成開關，成本較高。另外，集成開關具有多個端口，當天線只需要小于端口數目的通道開關時(例如只需要雙通道開關)，就會有剩余的端口沒有被運用，導致集成開關的端口利用率較低，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：

本發明實施例實施方式的目的在于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，本發明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、二極管、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于以接收控制信號，輸出端連接于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于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于連接天線；所述第一匹配元件的第一端連接于所述第二電容元件的第二端，第二端接地；所述二極管的陽極連接于所述第一電感元件的輸出端，陰極連接于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，所述二極管處于截止狀態，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，所述二極管處于導通狀態，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。

本發明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、射頻芯片、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于所述射頻芯片，輸出端連接于所述饋電部；所述第二電容元件的第二端連接于所述天線本體，所述第一電阻元件的輸入端連接于所述處理器；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。

本發明的實施例相對于現有技術而言，提供了一種天線開關電路，包括二極管，二極管的陽極通過第一電感元件連接于第一匹配元件，陰極連接于第二匹配元件；即，采用一路二極管天線開關電路實現雙通道開關的功能，相對于現有技術中采用多端口的集成開關實現雙通道開關功能的方式，大大降低了成本。并且，本發明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；即采用多個本發明實施例的天線開關電路，即可實現多通道開關的功能，相對于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，本發明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并聯連接。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，二極管為pin二極管。本實施例中，提供了二極管的一種類型。

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于所述饋地部與所述接地端；所述饋電連接件連接于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于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發明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發明的一些實施例，對于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

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明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，在本發明各實施方式中，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于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。

本發明的第一實施方式涉及一種天線開關電路，應用于天線裝置。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、二極管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的輸入端用于接收控制信號，輸出端連接于第一電容元件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的輸出端連接于第二電容元件c2的第一端，第二電容元件c2的第二端用于連接天線。第一匹配元件m1的第一端連接于第二電容元件c2的第二端，第二端接地。二極管d的陽極連接于第一電感元件l1的輸出端，陰極連接于第二匹配元件m2的第一端，第二匹配元件m2的第二端接地。

本實施方式中，二極管d用于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，二極管d處于截止狀態(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，用于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用于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)，二極管d處于導通狀態，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(效果相當于第一匹配元件m1和第二匹配元件m2并聯)，用于提供天線與射頻電路之間的匹配。具體的，第一電容元件c1用于對第一電阻元件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(連接于天線)，以及天線信號進入天線開關電路。第一電感元件l1用于通過直流控制信號，并阻隔高頻信號進入二極管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干擾。第二電感元件用于提供高頻信號通道，并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還用于提供控制信號的直流通路，即為二極管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，則l11的阻抗為m1與m2的并聯阻抗，根據電感并聯公式：

l11＝(m1*m2)/(m1+m2)

則l11＝(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，然實際中不限于此，還可以采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的阻值由二極管的導通特性和天線開關電路的最大輸出能力決定，可根據二極管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、二極管的偏置電流為10毫安(設二極管的正向導通電壓為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；然這里只是示例性說明，實際中不限于此。

本實施例中，二極管d為pin二極管，然實際中不限于此，還可以為其他能夠實現相同功能的元件。

本發明的實施例相對于現有技術而言，提供了一種天線開關電路，包括二極管，二極管的陽極通過第一電感元件連接于第一匹配元件，陰極連接于第二匹配元件；即，采用一路二極管天線開關電路實現雙通道開關的功能，相對于現有技術中采用多端口的集成開關實現雙通道開關功能的方式，大大降低了成本。并且，本發明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；即采用多個本發明實施例的天線開關電路，即可實現多通道開關的功能，相對于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，本發明的實施例提高了天線開關電路的靈活度與利用率。

本發明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，主要區別之處在于：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。而在本發明第二實施方式中，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并聯連接，此時，第二電感元件l2提供控制信號的直流通路，即為二極管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，則c12的阻抗為m1與m2的并聯阻抗，根據電容并聯公式：

c12＝m1+m2

則，c12＝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，然實際中不限于此，還可以采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，對于長期演進(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。

本發明的實施例相對于第一實施方式而言，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。

本發明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、射頻芯片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。匹配電路用于調整天線1和射頻芯片3之間的阻抗匹配，匹配電路的輸入端連接于射頻芯片3，輸出端連接于饋電部13。第二電容元件c2的第二端連接于天線本體11，第一電阻元件r1的輸入端連接于處理器2，用于接收處理器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的輸入端連接于射頻芯片3，輸出端連接于第三電容元件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的輸入端連接于第三電容元件c3的第一端，輸出端連接于第四電容元件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于饋電部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。饋地連接件連接于饋地部12與接地端；饋電連接件連接于饋電部13與所述匹配電路的輸出端；本體連接件連接于天線本體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，然實際中不限于此。

本發明的實施例相對于現有技術而言，天線裝置包括本發明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件來完成，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，芯片等)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、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤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發明的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本發明的精神和范圍。