一種終端信號收發(fā)裝置及信號收發(fā)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種終端信號收發(fā)裝置，包括用于收發(fā)射頻信號的主天線和輔助天線，分別與主天線和輔助天線連接的主天線匹配電路和輔助天線匹配電路，用于將主天線和輔助天線接收的信號進行疊加的合路器，及用于將終端發(fā)射的信號進行分配并且分別發(fā)送至主天線和輔助天線的功分器；本發(fā)明輔助天線有效的提高終端信號的收發(fā)性能。
【專利說明】
一種終端信號收發(fā)裝置及信號收發(fā)方法
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉通訊技術(shù)領域，尤其涉及一種終端信號收發(fā)裝置及信號收發(fā)方法。【背景技術(shù)】
[0002]在科技領域飛速發(fā)展的今天，終端電子產(chǎn)品等作為當今生活中人們的隨身必帶品，其支持的頻段功能也越來越多。然而，由于終端電子產(chǎn)品支持的功能頻段越來越多，夕卜形越來越薄，屏幕越來越大，正在向超薄超大屏幕發(fā)展的道路上，如何提高終端電子產(chǎn)品的接收發(fā)射性能是一直在探究的問題。
[0003]以手機為例，目前，通過測量手機在特殊模式下的接收發(fā)射指標能夠客觀實際的反映手機在現(xiàn)實使用中接收發(fā)射的性能指標，由于手機外形的限制，手機的內(nèi)置天線多采用柔性電路板 FPC(Flexible Printed Circuit board)和錯射天線 LDS(Laser Direct Structuring)的方式，且天線位置多處于手機的底部，通常天線處于手機底部位置時進行頭手模式測試時就會發(fā)現(xiàn)手機的輻射功率和接收靈敏度OTA (Over The Air)性能由于手模的覆蓋變的很差。根據(jù)測試時能夠提高手機在頭手模型下的接收發(fā)射性能的手機內(nèi)部設置應用到實際手機設備則能夠達到良好的改善效果。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例的目的是提供一種能夠有效提高信號收發(fā)性能的終端及其信號收發(fā)方法。
[0005]為達上述目的，本發(fā)明實施例提供一種終端信號收發(fā)裝置，包括用于收發(fā)射頻信號的主天線和輔助天線，分別與主天線和輔助天線連接的主天線匹配電路和輔助天線匹配電路，用于將主天線和輔助天線接收的信號進行疊加的信號合并裝置，及用于將終端發(fā)射的信號進行分配并且分別發(fā)送至主天線和輔助天線的信號分配裝置。
[0006]優(yōu)選的，上述信號收發(fā)裝置還包括與輔助天線匹配電路連接的射頻開關及控制射頻開關打開或者關閉的信號處理模塊。
[0007]優(yōu)選的，上述輔助天線包括輔助接收天線和輔助發(fā)射天線，所述輔助匹配電路包括與輔助接收天線連接的輔助接收匹配電路及與輔助發(fā)射天線連接的輔助發(fā)射匹配電路。
[0008]優(yōu)選的，上述輔助接收天線設置于終端后殼內(nèi)側(cè)，所述輔助發(fā)射天線設于終端的側(cè)面。
[0009]優(yōu)選的，上述射頻開關包括與輔助接收天線匹配電路連接的輔助接收天線射頻開關及與輔助發(fā)射天線匹配電路連接的輔助發(fā)射天線射頻開關。
[0010]優(yōu)選的，上述信號合并裝置分別與所述輔助接收天線射頻開關及主天線匹配電路連接，所述信號分配裝置分別與所述發(fā)射天線射頻開關及主天線匹配電路連接。
[0011]優(yōu)選的，上述的信號收發(fā)裝置還包括依次與合路器連接的濾波器和雙工器，及分別與雙工器和功分器連接的信號放大器。
[0012]為達上述目的，本發(fā)明實施例提供一種終端信號收發(fā)的方法，包括:
[0013]利用主天線和輔助天線對接收的信號進行疊加獲得增強信號，將增強信號發(fā)送至射頻主芯片；
[0014]和/或，對發(fā)射的信號進行分配獲得第一信號和第二信號，將第一信號和第二信號分別發(fā)送至主天線和輔助天線。
[0015]優(yōu)選的，上述方法之前還包括:當主天線的信號強度低于一閥值時，導通輔助天線。
[0016]優(yōu)選的，上述當主天線的信號強度低于一閥值時，導通輔助天線包括:
[0017]根據(jù)主天線收發(fā)的信號獲得主天線收發(fā)信號的強度；
[0018]當強度低于一閥值時，輔助天線射頻開關根據(jù)接收的導通指令，導通輔助天線；否則輔助天線射頻開關根據(jù)接收的屏蔽指令，屏蔽輔助天線。
[0019]本發(fā)明實施例的有益效果是:通過在終端后殼上設置輔助接收天線和在終端側(cè)面設置輔助發(fā)射天線，當接收信號收到干擾時導通輔助接收天線，將主天線接收的信號和輔助天線接收的信號通過合路器進行疊加；當終端發(fā)射的信號受到干擾時，通過功分器將發(fā)射信號進行分配并分別發(fā)送至主天線和輔助天線進行發(fā)送出去，從而有效的提高終端信號的收發(fā)性能?！靖綀D說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例終端信號收發(fā)裝置的輔助天線的位置示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實施例終端信號收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實施例終端信號收發(fā)方法的流程圖；
[0023]圖4為本發(fā)明實施例終端信號收發(fā)方法的對輔助天線導通或者屏蔽的判斷流程圖?！揪唧w實施方式】
[0024]為了便于本領域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進一步的描述，并不能用來限制本發(fā)明的保護范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的各種方式可以相互組合。
[0025]圖1為本發(fā)明實施例終端信號收發(fā)裝置的輔助天線的位置示意圖，如圖1所示，本發(fā)明實施例中輔助天線包括輔助接收天線和輔助發(fā)射天線，其中輔助接收天線設置在終端后殼上部分，輔助發(fā)射天線設置在終端的側(cè)面。典型實施例中主天線為全向天線，主天線始終導通，而輔助天線為數(shù)量從1到N不等的定向天線，可以是目前常用的單極子天線，印制板天線，平板倒置F天線(Planar Inverted F Antenna，PIFA天線)，LDS錯射雕刻天線等， 定向的范圍由實際的位置和數(shù)量來決定。具體的，輔助發(fā)射天線可以直接放置在終端側(cè)邊框上的中下部位置，由于遠離了終端頂部，避開了輔助發(fā)射天線對于終端SAR電磁波吸收率(Specific Absorpt1n Rate)性能的影響；輔助接收天線位于手機后殼的上部位置，避開了手模型、振動器等其他金屬器件的干擾。
[0026]圖2為本發(fā)明實施例終端信號收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，包括:用于收發(fā)射頻信號的主天線和輔助天線，分別與主天線和輔助天線連接的主天線匹配電路和輔助天線匹配電路，用于將主天線和輔助天線接收的信號進行疊加的信號合并裝置，及用于將終端發(fā)射的信號進行分配并且分別發(fā)送至主天線和輔助天線的信號分配裝置。本發(fā)明實施例中的信號合并裝置為合路器，信號分配裝置為功分器。信號收發(fā)裝置還包括與輔助天線匹配電路連接的射頻開關及控制射頻開關打開或者關閉的信號處理模塊，本發(fā)明實施例的信號處理模塊為一信號數(shù)據(jù)分析處理芯片，在其他實施例中也可以是控制射頻開關打開或者關閉的控制電路。射頻開關包括與輔助接收天線匹配電路連接的輔助接收天線射頻開關及與輔助發(fā)射天線匹配電路連接的輔助發(fā)射天線射頻開關。輔助匹配電路包括與輔助接收天線連接的輔助接收匹配電路及與輔助發(fā)射天線連接的輔助發(fā)射電路。合路器與所述輔助接收天線射頻開關及主天線匹配電路連接，功分器與所述發(fā)射天線射頻開關及主天線匹配電路連接。終端還包括依次與合路器連接的濾波器和雙工器，及分別與雙工器和功分器連接的信號放大器。
[0027]射頻開關可采用開關、二極管或三極管來實現(xiàn)對輔助天線的導通或屏蔽。信號數(shù)據(jù)分析處理芯片實現(xiàn)輔助天線導通或屏蔽的控制指令是事先預置的，例如高低電平或電壓值。在信號數(shù)據(jù)處理芯片中可預先設置一關聯(lián)表，將各輔助天線的編號與對應的控制指令相關聯(lián)，以便信號數(shù)據(jù)處理芯片導通不同的輔助天線時發(fā)送不同的控制指令。
[0028]終端可以通過信號數(shù)據(jù)分析處理芯片控制射頻開關從而選擇在主天線收發(fā)信號的受到干擾時導通輔助天線，或當終端能量充足時，使輔助天線一直處于導通狀態(tài)。
[0029]圖4為本發(fā)明實施例終端信號收發(fā)方法的對輔助天線導通或者屏蔽的判斷流程圖，如圖4所示，工作時，終端的信號數(shù)據(jù)分析處理芯片通過接收主天線收發(fā)的信號，判斷主天線收發(fā)信號的信號強度如信號場強或信號靈敏度，當該收發(fā)的信號強度高于或等于預設的閥值時，說明信號良好，則發(fā)送屏蔽控制指令至輔助天線射頻開關，使輔助天線處于不導通的閑置狀態(tài)，以節(jié)省終端能量。當主天線收發(fā)信號的信號強度低于上述閥值時，則說明主天線信號受到干擾，需發(fā)送預先設置的導通控制指令至輔助天線的射頻開關，導通輔助天線。
[0030]具體的，當終端接收信號時，終端的射頻主芯片根據(jù)主天線的接收信號情況獲得接收信號強度指示RSSI (Received Signal Strength Indicator);信號處理芯片根據(jù)射頻主芯片獲取的RSSI數(shù)值進行判斷，例如，無干擾時RSSI數(shù)值為-60,如獲取的數(shù)值是-75， 此時就可判定終端受到干擾，此時信號處理芯片通過命令程序控制打開輔助接收天線的輔助接收天線射頻開關，此時輔助接收天線開始處于工作狀態(tài)，接收外部信號；當輔助接收天線接收到外部信號后，該信號通過輔助接收天線的輔助接收天線匹配電路，經(jīng)過輔助接收天線射頻開關進入合路器中，同時主天線接收到的信號也進入合路器，此時假設主、輔天線的接收能力一致，通過合路器兩路接收信號合成后從合路器輸出的信號電平會有3dB的提高；由于主、輔天線接收到的信號中會存在一些不需要的信號，經(jīng)過合路后的信號需要通過濾波器，濾除其它無用信號；濾除無用信號的增強信號通過雙工器后進入射頻主芯片獲得新的接收信號強度。
[0031]當終端發(fā)送信號時，終端射頻主芯片根據(jù)主天線接收發(fā)射的信號情況獲得發(fā)射信號強度指示RSSI ;信號處理芯片根據(jù)射頻主芯片獲取的RSSI數(shù)值進行判斷，例如，無干擾時RSSI數(shù)值為-60,如獲取的數(shù)值是-75,此時就可判定終端受到干擾，受到干擾時終端的發(fā)射能力同時都會受到干擾，因此需要提高終端發(fā)射能力；信號處理芯片通過命令程序控制打開輔助發(fā)射天線的輔助發(fā)送天線射頻開關，此時輔助發(fā)射天線開始處于工作狀態(tài)，功率放大器PA輸出的射頻功率經(jīng)過功分器進行功率分配至輔助發(fā)射天線及主天線發(fā)射出去。假設功分器具有2個輸出端口功率電平一致，2個輸出端口的發(fā)射信號分別經(jīng)過主天線和輔助發(fā)射天線發(fā)射后，發(fā)射功率相當于提高了一倍3dB ;例如，當未打開輔助發(fā)射天線射頻開關時，主天線的入口功率為10dB，輔助發(fā)射天線的入口功率也為10的話，發(fā)射功率相當于提升了一倍3dB左右。
[0032]圖3為本發(fā)明實施例終端信號收發(fā)方法的流程圖，如圖3所示包括:
[0033]S202:利用主天線和輔助天線對接收的信號進行疊加獲得增強信號，將增強信號發(fā)送至射頻主芯片；所述輔助天線為輔助接收天線；和/或?qū)Πl(fā)射的信號進行分配獲得第一信號和第二信號，將第一信號和第二信號分別發(fā)送至主天線和輔助天線；所述輔助天線為輔助發(fā)射天線。
[0034]S202之前包括S201:當主天線的信號強度低于一閥值時，導通輔助天線。
[0035]具體的S201包括:
[0036]根據(jù)主天線獲得發(fā)射信號強度；
[0037]當信號強度低于一閥值時，輔助天線射頻開關根據(jù)接收的導通指令，導通輔助天線；否則輔助天線射頻開關根據(jù)接受的屏蔽指令，屏蔽輔助天線。[〇〇38]優(yōu)選的，利用主天線和輔助天線對接收的信號進行疊加獲得增強信號，將增強信號發(fā)送至射頻主芯片；包括將增強信號進行濾波后發(fā)送至終端的射頻主芯片。
[0039]優(yōu)選的，對發(fā)射的信號進行分配獲得第一信號和第二信號，將第一信號和第二信號分別發(fā)送至主天線和輔助天線之前包括對發(fā)射信號放大。
[0040]下面詳細介紹本發(fā)明終端信號接收的方法的工作原理。
[0041]圖1為本發(fā)明實施例終端信號收發(fā)裝置的輔助天線的位置示意圖，如圖1所示，輔助接收天線設置在終端后殼上部分；輔助發(fā)射天線，其輔助發(fā)射天線設置在終端的側(cè)面。
[0042]典型實施例中主天線為全向天線，主天線始終導通，而輔助天線為數(shù)量從1到N 不等的定向天線，可以是目前常用的單極子天線，印制板天線，平板倒置F天線(Planar Inverted F Antenna，PIFA天線)，LDS錯射雕刻天線等，定向的范圍由實際的位置和數(shù)量來決定。具體的，輔助發(fā)射天線可以直接放置在終端側(cè)邊框上的中下部位置，由于遠離了終端頂部，避開了輔助發(fā)射天線對于終端SAR電磁波吸收率(Specific Absorpt1n Rate)性能的影響；輔助接收天線位于手機后殼的上部位置，避開了手模型、振動器等其他金屬器件的干擾。[〇〇43]具體的，終端可以通過信號數(shù)據(jù)分析處理芯片或者控制電路控制射頻開關從而選擇在主天線收發(fā)的受到干擾時導通輔助天線，或當終端能量充足時，使輔助天線一直處于導通狀態(tài)。
[0044]射頻開關可采用開關、二極管或三極管來實現(xiàn)對輔助天線的導通或屏蔽。信號數(shù)據(jù)分析處理芯片實現(xiàn)輔助天線導通或屏蔽的控制指令是事先預置的，例如高低電平或電壓值。在信號數(shù)據(jù)處理芯片中可預先設置一關聯(lián)表，將各輔助天線的編號與對應的控制指令相關聯(lián)，以便信號數(shù)據(jù)處理芯片導通不同的輔助天線時發(fā)送不同的控制指令。
[0045]終端可以通過信號數(shù)據(jù)分析處理芯片控制射頻開關從而選擇在主天線收發(fā)信號的受到干擾時導通輔助天線，或當終端能量充足時，使輔助天線一直處于導通狀態(tài)。
[0046]圖4為本發(fā)明實施例終端信號收發(fā)方法的對輔助天線導通或者屏蔽的判斷流程圖，如圖4所示，工作時，終端的信號數(shù)據(jù)分析處理芯片通過接收主天線收發(fā)的信號，判斷主天線收發(fā)信號的信號強度如信號場強或信號靈敏度，當該收發(fā)的信號強度高于或等于預設的閥值時，說明信號良好，則發(fā)送屏蔽控制指令至輔助天線射頻開關，使輔助天線處于不導通狀態(tài)，以節(jié)省終端能量。當主天線收發(fā)信號的信號強度低于上述閥值時，則說明主天線信號受到干擾，需發(fā)送預先設置的導通控制指令至輔助天線的射頻開關，導通輔助天線。 [〇〇47] 具體的，當終端接收信號時，終端的射頻主芯片根據(jù)主天線的接收信號情況獲得接收信號強度指示RSSI (Received Signal Strength Indicator);信號處理芯片根據(jù)射頻主芯片獲取的RSSI數(shù)值進行判斷，例如，無干擾時RSSI數(shù)值為-60,如獲取的數(shù)值是-75， 此時就可判定終端受到干擾，此時信號處理芯片通過命令程序控制打開輔助接收天線的輔助接收天線射頻開關，此時輔助接收天線開始處于工作狀態(tài)，接收外部信號；當輔助接收天線接收到外部信號后，該信號通過輔助接收天線的輔助接收天線匹配電路，經(jīng)過輔助接收天線射頻開關進入合路器中，同時主天線接收到的信號也進入合路器，此時假設主、輔天線的接收能力一致，通過合路器兩路接收信號合成后從合路器輸出的信號電平會有3dB的提高；由于主、輔天線接收到的信號中會存在一些不需要的信號，經(jīng)過合路后的信號需要通過濾波器，濾除其它無用信號；濾除無用信號的增強信號通過雙工器后進入射頻主芯片獲得新的接收信號強度。[〇〇48]當終端發(fā)送信號時，終端射頻主芯片根據(jù)主天線接收發(fā)射的信號情況獲得發(fā)射信號強度指示RSSI ;信號數(shù)據(jù)分析處理芯片根據(jù)射頻主芯片獲取的RSSI數(shù)值進行判斷，例如，無干擾時RSSI數(shù)值為-60,如獲取的數(shù)值是-75,此時就可判定終端受到干擾，受到干擾時終端的發(fā)射能力同時都會受到干擾，因此需要提高終端發(fā)射能力；信號分析處理芯片通過命令程序控制打開輔助發(fā)射天線的輔助發(fā)送天線射頻開關，此時輔助發(fā)射天線開始處于工作狀態(tài)，功率放大器PA輸出的射頻功率經(jīng)過功分器進行功率分配至輔助發(fā)射天線及主天線發(fā)射出去。假設功分器具有2個輸出端口功率電平一致，2個輸出端口的發(fā)射信號分別經(jīng)過主天線和輔助發(fā)射天線發(fā)射后，發(fā)射功率相當于提高了一倍3dB ;例如，當未打開輔助發(fā)射天線射頻開關時，主天線的入口功率為10dB，輔助發(fā)射天線的入口功率也為10的話，發(fā)射功率相當于提升了一倍3dB左右。
[0049] 以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，當然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種終端信號收發(fā)裝置，其特征在于，包括:用于收發(fā)射頻信號的主天線和輔助天 線，分別與主天線和輔助天線連接的主天線匹配電路和輔助天線匹配電路，用于將主天線 和輔助天線接收的信號進行疊加的信號合并裝置，和/或用于將終端發(fā)射的信號進行分配 并且分別發(fā)送至主天線和輔助天線的信號分配裝置。2.如權(quán)利要求1所述的信號收發(fā)裝置，其特征在于，還包括與輔助天線匹配電路連接 的射頻開關及控制射頻開關打開或者關閉的信號處理模塊。3.如權(quán)利要求2所述的信號收發(fā)裝置，其特征在于，所述輔助天線包括輔助接收天線 和輔助發(fā)射天線，所述輔助匹配電路包括與輔助接收天線連接的輔助接收匹配電路及與輔 助發(fā)射天線連接的輔助發(fā)射匹配電路。4.如權(quán)利要求3所述的信號收發(fā)裝置，其特征在于，所述輔助接收天線設置于終端后 殼內(nèi)側(cè)，所述輔助發(fā)射天線設于終端的側(cè)面。5.如權(quán)利要求3所述的信號收發(fā)裝置，其特征在于，所述射頻開關包括與輔助接收天 線匹配電路連接的輔助接收天線射頻開關，及與輔助發(fā)射天線匹配電路連接的輔助發(fā)射天 線射頻開關。6.如權(quán)利要求5所述的信號收發(fā)裝置，其特征在于，所述信號合并裝置分別與所述輔 助接收天線射頻開關及主天線匹配電路連接，所述信號分配裝置分別與所述發(fā)射天線射頻 開關及主天線匹配電路連接。7.如權(quán)利要求6所述的信號收發(fā)裝置，其特征在于，還包括依次與合路器連接的濾波 器和雙工器，及分別與雙工器和功分器連接的信號放大器。8.—種終端信號收發(fā)的方法，其特征在于，包括:利用主天線和輔助天線對接收的信號進行疊加獲得增強信號，將增強信號發(fā)送至射頻 主芯片；和/或，對發(fā)射的信號進行分配獲得第一信號和第二信號，將第一信號和第二信號分 別發(fā)送至主天線和輔助天線。9.如權(quán)利要求8所述的終端信號收發(fā)的方法，其特征在于，所述方法之前還包括:當主 天線的信號強度低于一閥值時，導通輔助天線。10.如權(quán)利要求9所述的終端信號收發(fā)的方法，其特征在于，所述當主天線的信號強度 低于一閥值時，導通輔助天線包括:根據(jù)主天線收發(fā)的信號獲得收發(fā)信號的強度；當強度低于一閥值時，輔助天線射頻開關根據(jù)接收的導通指令，導通輔助天線；否則輔 助天線射頻開關根據(jù)接受的屏蔽指令，屏蔽輔助天線。
【文檔編號】H04B1/38GK105991149SQ201510090051
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月27日
【發(fā)明人】秦波
【申請人】中興通訊股份有限公司