一種可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)及切換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及手持式電子設(shè)備天線系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)及切換方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，手持式電子設(shè)備例如手機(jī)集成的功能模塊越來越多，而手機(jī)卻越做越薄，同時(shí)隨著4G LTE網(wǎng)絡(luò)的普及，智能手機(jī)需要支持的頻段越來越多，這些都給手機(jī)的天線設(shè)計(jì)帶來了很大的挑戰(zhàn)。4G LTE網(wǎng)絡(luò)大量使用了高頻段，如國內(nèi)的TD-LTE Band 38/39/40/41和LTE FDD Band 1/3，都是高于1700MHz的高頻段，高頻段本身覆蓋能力差，特別是室內(nèi)，信號(hào)會(huì)比較差，加上用戶瀏覽網(wǎng)頁或打電話時(shí)，由于人手對(duì)手機(jī)天線的影響，信號(hào)會(huì)更差。因此，如何改善手握狀態(tài)下的手機(jī)天線性能，特別是高頻段的性能，已經(jīng)變得越來越迫切，運(yùn)營商也越來越重視手握狀態(tài)下的天線性能，提高了性能要求，同時(shí)對(duì)于寬屏手機(jī)提出了寬手模型的測(cè)試要求，寬手模型與手機(jī)底部的天線接觸面積更大，對(duì)手機(jī)天線性能的影響更大，給手機(jī)的天線設(shè)計(jì)帶來了更大的挑戰(zhàn)。
[0003]4G智能手機(jī)由于支持的功能模塊和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同，天線設(shè)計(jì)也各不相同。4G智能手機(jī)一般有兩個(gè)2G/3G/4G天線，一個(gè)天線用于2G/3G/4G信號(hào)的發(fā)射和主接收(主天線)，另一個(gè)天線用于3G/4G信號(hào)的第二路接收(ΜΙΜΟ天線)。由于兩個(gè)接收信號(hào)來自兩個(gè)不同位置的天線，同時(shí)被手握住的概率較小，手握對(duì)接收信號(hào)的影響相對(duì)較小，而只有一個(gè)天線用于發(fā)射，一旦這個(gè)天線被手握住，發(fā)射性能會(huì)受到嚴(yán)重影響。因此，手握狀態(tài)下天線的發(fā)射性能比接收性能惡化更嚴(yán)重，上行鏈路能力不足是主要瓶頸。
[0004]圖1是典型的4G智能手機(jī)的2G/3G/4G主天線和MMO天線的位置布局。主天線一般位于手機(jī)底部，以獲得更好的輻射性能和更低的SAR值，主天線一般支持2G/3G/4G所有頻段的發(fā)射和主接收(TX和PRX) ;ΜΙΜ0天線一般位于手機(jī)的頂部，由于空間受限性能相對(duì)較差，MIMO天線一般支持3G/4G所有頻段的第二路接收(DRX)；圖中“基帶處理模塊”是基帶處理部分，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和控制；圖中“射頻處理模塊”是射頻處理部分，包括射頻收發(fā)芯片、功率放大器、雙工器和濾波器等器件，射頻處理部分的TX和PRX與主天線開關(guān)相連，主天線開關(guān)與主天線通過射頻同軸線相連，射頻處理部分的DRX與MIMO天線開關(guān)相連，MIMO天線開關(guān)與MMO天線相連；PCB位于手機(jī)上半部分；電池位于手機(jī)下半部分。
[0005]如上所述，典型的4G智能手機(jī)，由于手機(jī)底部的主天線容易被手握住，天線性能會(huì)受到嚴(yán)重影響。
[0006]在現(xiàn)有的手機(jī)中，有的雖然支持主天線和MMO天線動(dòng)態(tài)切換以改善手握狀態(tài)下的天線性能，但是手機(jī)頂部的全頻段MMO天線不僅要滿足原來的DRX的性能要求，而且要滿足新的TX和PRX的性能要求，設(shè)計(jì)難度很大，往往由于手機(jī)頂部空間有限，其無法滿足現(xiàn)有天線性能的要求。
[0007]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)及切換方法，旨在解決現(xiàn)有的手持設(shè)備的天線性能有待改進(jìn)的問題。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)，其中，包括:設(shè)置在手持設(shè)備底部的用于多個(gè)頻段信號(hào)的發(fā)射和主接收的主天線以及用于高頻段信號(hào)的第二路接收的第二 MMO天線、設(shè)置在手持設(shè)備頂部的用于低頻段信號(hào)的第二路接收的第一 MMO天線，所述第二 MMO天線與主天線之間設(shè)置有用于交叉切換的雙刀雙擲開關(guān)。
[0010]所述的可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)，其中，所述天線系統(tǒng)還包括相連的基帶處理模塊與射頻處理模塊，所述第一 MMO天線通過第一 MMO天線開關(guān)與射頻處理模塊相連，所述第一 MIMO天線開關(guān)用于低頻段的第二路接收的不同頻段信號(hào)之間的切換。
[0011]所述的可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)，其中，所述雙刀雙擲開關(guān)通過第二MIMO天線開關(guān)以及主天線開關(guān)與射頻處理模塊相連，所述第二 MMO天線開關(guān)用于高頻段的第二路接收的不同頻段信號(hào)之間的切換，所述主天線開關(guān)用于所有頻段的發(fā)射和主接收的不同頻段信號(hào)之間的切換。
[0012]所述的可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)，其中，所述雙刀雙擲開關(guān)具有四個(gè)端口:連接于主天線的端口 Al、連接于第二 MMO天線的端口 A2、連接于主天線開關(guān)的端口 SI及連接于第二 MMO天線開關(guān)的端口 S2。
[0013]所述的可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)，其中，所述第一 MIMO天線支持頻率小于1700MHz的頻段，所述第二 MIMO天線支持頻率大于1700MHz的頻段。
[0014]所述的可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)，其中，所述雙刀雙擲開關(guān)由基帶處理模塊控制。
[0015]所述的可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)，其中，所述雙刀雙擲開關(guān)與主天線開關(guān)通過PCB射頻走線相連，所述雙刀雙擲開關(guān)與第二 MMO天線開關(guān)通過PCB射頻走線相連。
[0016]所述的可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)，其中，所述雙刀雙擲開關(guān)與主天線通過第一射頻同軸線或者PCB射頻走線相連，所述雙刀雙擲開關(guān)與第二 MIMO天線通過第二射頻同軸線或者PCB射頻走線相連。
[0017]一種如上所述的可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)的切換方法，其中，包括步驟:
A、選擇主天線來發(fā)射和主接收高頻段信號(hào)；并選擇第二MMO天線來作為高頻段信號(hào)的第二路接收，然后實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主天線主接收和第二 MMO天線第二路接收的電平值；
B、判斷主天線主接收和第二MMO天線第二路接收的電平值之差是否大于閥值，當(dāng)是時(shí)進(jìn)入步驟C，否則不觸發(fā)天線切換；
C、觸發(fā)天線切換，用第二MMO天線作為高頻段信號(hào)的發(fā)射和主接收，用主天線作為高頻段信號(hào)的第二路接收，然后實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)第二 MMO天線主接收和主天線第二路接收的電平值，并根據(jù)電平值之差是否大于閥值確定是否觸發(fā)天線切換，并依次類推完成天線切換。
[0018]所述的可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)的切換方法，其中，閥值為2dB。
[0019]有益效果:本發(fā)明將傳統(tǒng)的一個(gè)全頻段的MMO天線拆分為用于低頻段信號(hào)的第一 MIMO天線和用于高頻段信號(hào)的第二 MMO天線，第一 MMO天線設(shè)置于在手持設(shè)備頂部，第二 MMO天線設(shè)置于在手持設(shè)備底部，第二 MMO天線與原來的手持設(shè)備底部的主天線可智能切換。通過本發(fā)明可以降低天線設(shè)計(jì)難度，改善高頻段的發(fā)射性能，解決高頻段信號(hào)覆蓋差時(shí)，手握狀態(tài)下上行鏈路能力不足的問題。
【附圖說明】
[0020]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中手機(jī)天線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3與圖4為本發(fā)明天線系統(tǒng)兩種不同實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5為本發(fā)明可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)的切換方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明提供一種可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)及切換方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明一種可智能切換的手持設(shè)備的天線系統(tǒng)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，其包括:設(shè)置在手持設(shè)備(如手機(jī))底部的用于多個(gè)頻段信號(hào)的發(fā)射(TX)和主接收(PRX)的主天線以及用于高頻段信號(hào)的第二路接收(DRX)的第二 MMO天線、設(shè)置在手持設(shè)備頂部的用于低頻段信號(hào)的第二路接收(DRX)的第一 MIMO天線，所述第二MIMO天線與主天線之間設(shè)置有用于交叉切換的雙刀雙擲開關(guān)(DTOT)。
[0026]如果不拆分全頻段MMO天線，將放在手持設(shè)備頂部的全頻段MMO天線與主天線進(jìn)行智能切換，此時(shí)，手持設(shè)備頂部的全頻段MMO天線不僅要滿足原來的DRX的性能要求，同時(shí)還要滿足新的TX和PRX的性能要求，TX和PRX的性能要求比DRX的性能要求高很多，但是手持設(shè)備頂部空間有限且容易受人頭影響，而且手持設(shè)備頂部的天線用作TX時(shí)，會(huì)有較大的SAR值，因此會(huì)大幅提高該全頻段MMO天線的設(shè)計(jì)難度。如果不拆分全頻段MMO天線，將全頻段MMO天線放在手持設(shè)備底部與主天線進(jìn)行智能切換，此時(shí)，手持設(shè)備底部要放下兩個(gè)全頻段天線，特別是低頻段天線要求較大的天線空間，在緊湊的智能手機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)里，難度很大。
[0027]本發(fā)明將傳統(tǒng)的一個(gè)全頻段的MMO天線拆分為用于低頻段信號(hào)的第一 MMO天線和用于高頻段信號(hào)的第二 MIMO天線，第二 MMO天線與原來的手持設(shè)備底部的主天線可智能切換，根據(jù)第二 MMO天線與主天線的接收信號(hào)強(qiáng)度，選擇性能更好的天線作為高頻段信號(hào)的發(fā)射和主接收，選擇另外一個(gè)天線作為高頻段信號(hào)的第二路接收，從而改善手持設(shè)備高頻段發(fā)射性能，且降低了設(shè)計(jì)難度，第二 MMO天線放在手持設(shè)備底部，具有更好的輻射性能和更低的SAR值。圖3和圖4是本發(fā)明兩種不同設(shè)計(jì)實(shí)例，手持設(shè)備底部的第二 MIMO天線可以設(shè)置于主天線的左邊，也可以設(shè)置在主天線的右邊。
[0028]如圖2所示，所述天線系統(tǒng)還包括相連的基帶處理模塊與射頻處理模塊，所述第一 MIMO天線通過第一 MIMO天線開關(guān)與射頻處理模塊相連，所述第一 MIMO天線開關(guān)用于低頻段的第二路接收的不同頻段信號(hào)之間的切換。
[0029]如圖2所示，所述雙刀雙擲開關(guān)通過第二MMO天線開關(guān)以及主天線開關(guān)與射頻處理模塊相連，所述第二 MMO天線開關(guān)用于高頻段的第二路接收的不同頻段信號(hào)之間的切換，所述主天線開關(guān)用于所有頻段的發(fā)射和主接收的不同頻段信號(hào)之間的切換。
[0030]所述雙刀雙擲開關(guān)與主天線開關(guān)通過PCB射頻走線相連，所述雙刀雙擲開關(guān)與第二MIMO天線開關(guān)通過PCB射頻走線相連。
[0031]所述雙刀雙擲開關(guān)與主天線通過第一射頻同軸線或者PCB射頻走線相連，所述雙刀雙擲開關(guān)與第二 MIMO天線通過第二射頻同軸線或者PCB射頻走線相連。
[0032]所述雙刀雙擲開關(guān)具有四個(gè)端口:連接于主天線的端口 Al、連接于第二 MMO天線的端口 A2、連接于主天線開關(guān)的端口 SI及連接于第二 MMO天線開關(guān)的端口 S2。
[0033]所述雙刀雙擲開關(guān)由基帶處理模塊控制