[發明專利]可重構天線及移動終端

有效

• 申請號: 201610905770.X
• 申請日: 2016-10-17
• 公開（公告）號: CN107959120B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 郭慶余;馬強
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01Q5/50
• 分類號: H01Q5/50
• 代理公司: 深圳眾鼎專利商標代理事務所(普通合伙) 44325
• 代理人: 譚果林

本發明公開了一種可重構天線及移動終端。該可重構天線包括位于射頻前端的輸入輸出端口、切換開關、天線輻射體、設置在天線輻射體上的至少三個饋電饋地切換端、天線開關、有源可切換匹配網絡；切換開關與至少三個天線開關相連；切換開關用于切換至少三個天線開關與射頻前端的輸入輸出端口相連；天線開關用于切換與其相連的切換開關或有源可切換匹配網絡與饋電饋地切換端相連；饋電饋地切換端與射頻前端的輸入輸出端口相連通時為饋電端。該有源天線可使天線的饋電端位置可靈活切換，使天線輻射體狀態隨工作頻率/頻段也靈活切換，并可最大限度地消除對特定輻射體物理形的依賴。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種可重構天線及移動終端。

背景技術

隨著4G智能終端的普及及下一代5G智能終端的發展趨勢，現有及今后智能終端將面臨對天線頻段覆蓋范圍的要求越來越高的困境和挑戰。當前全球各國家4G頻段碎片化比較嚴重，目前3GPP規范里定義的4G頻段已經超過40個頻段，一款移動智能終端產品要做全球版本并實現全球無縫漫游，對終端天線頻段覆蓋范圍要求是非常挑戰的，“698～960MHz，1710～2690MHz”頻率范圍內的全頻段覆蓋越來越成為當下及今后的趨勢或基本需求。

天線環境越來越挑戰，使天線頻段覆蓋及其它相關性能的實現更加困難及挑戰。智能終端越來越纖薄，顯示屏/觸摸屏/USB/Speaker/AV-Jack/馬達/前后攝像頭/電池等器件越來越擠占天線有效空間，以及特別是在炎熱環境的全金屬手機ID(即IndustrialDesign，工業設計)，使天線環境越來越困難并更具挑戰。為使天線帶寬盡可能多覆蓋全球漫游頻段，近年來的一個技術突破口是有源天線概念。現有的有源天線技術，是在天線匹配網絡中引入有源的天線開關亦或天線調諧器(antenna tuner)來使天線不同阻抗匹配網絡(狀態)隨著不同頻率/頻段來切換，進而來改善天線的帶寬覆蓋范圍。

現有的有源天線概念架構包括如下三種：一，如圖1所示，在天線的饋地端40引入隨工作頻率/頻段靈活切換的第一有源可切換匹配網絡60；二，如圖2所示，在天線的饋電端30引入隨工作頻率/頻段靈活切換的第一有源可切換匹配網絡60；三，如圖3所示，在饋電端30及饋地端40分別引入隨工作頻率/頻段靈活切換的第一有源可切換匹配網絡60和第二有源可切換匹配網絡61。圖1-圖3中，饋電端30與射頻前端的輸入輸出端口20相連，其中，射頻前端(即Front End Module，簡稱FEM)。

現有有源天線技術，其架構無論是如圖1、圖2還是圖3所示，其共同點是天線的饋電端30單一并且固定不變，僅通過在饋電端30及饋地端40分別或同時引入第一有源可切換匹配網絡60和第二有源可切換匹配網絡61，使天線匹配狀態隨工作頻率/頻段靈活切換；但天線輻射體狀態固定不變，意味著該有源天線對所有工作頻率/頻段是固定不變的，從而影響有源天線的工作頻率/頻段，是現有有源天線技術最主要的局限點。天線輻射體狀態固定不變，存在如下兩方面不足：

首先，天線輻射體狀態固定不變，限制現有有源天線技術(即僅天線匹配狀態隨工作頻率/頻段靈活切換)的應用效果，特別是可切換帶寬的覆蓋范圍。在某個主要工作頻率區間上，如果天線輻射體狀態所呈現的初始天線帶寬/效率/阻抗區間性能是最優的(通常來說，在此頻率區間，如果天線輻射體10本身等效電長度接近四分之波長，其天線各項初始性能都是最優的)，這時可以最大限度發揮第一有源可切換匹配網絡60和第二有源可切換匹配網絡61所帶來的天線帶寬的改善效果，但是由于天線輻射體狀態固定不變，也必然意味著此天線輻射體狀態,在其他主要的工作頻率區間內，其呈現的初始天線帶寬/效率/阻抗區間性能是相對較差的，即便引入隨不同的工作頻率/頻段靈活切換的可變匹配網絡，其匹配的阻抗帶寬也會相對比較窄，調整范圍相對受限。特別是在天線環境比較差(如全金屬外殼)的情況下，其初始天線帶寬/效率/阻抗區間性能整體各頻率區間內會比較差，通過引入隨不同的工作頻率/頻段靈活切換的第一有源可切換匹配網絡60和第二有源可切換匹配網絡61，盡管可以改善天線帶寬覆蓋，但是其有效調整范圍比較受限，極難做到任意的理想的全頻段有效覆蓋。