[发明专利]可重构天线及移动终端

说明书

本发明公开了一种可重构天线及移动终端。该可重构天线包括位于射频前端的输入输出端口、切换开关、天线辐射体、设置在天线辐射体上的至少三个馈电馈地切换端、天线开关、有源可切换匹配网络；切换开关与至少三个天线开关相连；切换开关用于切换至少三个天线开关与射频前端的输入输出端口相连；天线开关用于切换与其相连的切换开关或有源可切换匹配网络与馈电馈地切换端相连；馈电馈地切换端与射频前端的输入输出端口相连通时为馈电端。该有源天线可使天线的馈电端位置可灵活切换，使天线辐射体状态随工作频率/频段也灵活切换，并可最大限度地消除对特定辐射体物理形的依赖。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种可重构天线及移动终端。

背景技术

随着4G智能终端的普及及下一代5G智能终端的发展趋势，现有及今后智能终端将面临对天线频段覆盖范围的要求越来越高的困境和挑战。当前全球各国家4G频段碎片化比较严重，目前3GPP规范里定义的4G频段已经超过40个频段，一款移动智能终端产品要做全球版本并实现全球无缝漫游，对终端天线频段覆盖范围要求是非常挑战的，“698～960MHz，1710～2690MHz”频率范围内的全频段覆盖越来越成为当下及今后的趋势或基本需求。

天线环境越来越挑战，使天线频段覆盖及其它相关性能的实现更加困难及挑战。智能终端越来越纤薄，显示屏/触摸屏/USB/Speaker/AV-Jack/马达/前后摄像头/电池等器件越来越挤占天线有效空间，以及特别是在炎热环境的全金属手机ID(即IndustrialDesign，工业设计)，使天线环境越来越困难并更具挑战。为使天线带宽尽可能多覆盖全球漫游频段，近年来的一个技术突破口是有源天线概念。现有的有源天线技术，是在天线匹配网络中引入有源的天线开关亦或天线调谐器(antenna tuner)来使天线不同阻抗匹配网络(状态)随着不同频率/频段来切换，进而来改善天线的带宽覆盖范围。

现有的有源天线概念架构包括如下三种：一，如图1所示，在天线的馈地端40引入随工作频率/频段灵活切换的第一有源可切换匹配网络60；二，如图2所示，在天线的馈电端30引入随工作频率/频段灵活切换的第一有源可切换匹配网络60；三，如图3所示，在馈电端30及馈地端40分别引入随工作频率/频段灵活切换的第一有源可切换匹配网络60和第二有源可切换匹配网络61。图1-图3中，馈电端30与射频前端的输入输出端口20相连，其中，射频前端(即Front End Module，简称FEM)。

现有有源天线技术，其架构无论是如图1、图2还是图3所示，其共同点是天线的馈电端30单一并且固定不变，仅通过在馈电端30及馈地端40分别或同时引入第一有源可切换匹配网络60和第二有源可切换匹配网络61，使天线匹配状态随工作频率/频段灵活切换；但天线辐射体状态固定不变，意味着该有源天线对所有工作频率/频段是固定不变的，从而影响有源天线的工作频率/频段，是现有有源天线技术最主要的局限点。天线辐射体状态固定不变，存在如下两方面不足：

首先，天线辐射体状态固定不变，限制现有有源天线技术(即仅天线匹配状态随工作频率/频段灵活切换)的应用效果，特别是可切换带宽的覆盖范围。在某个主要工作频率区间上，如果天线辐射体状态所呈现的初始天线带宽/效率/阻抗区间性能是最优的(通常来说，在此频率区间，如果天线辐射体10本身等效电长度接近四分之波长，其天线各项初始性能都是最优的)，这时可以最大限度发挥第一有源可切换匹配网络60和第二有源可切换匹配网络61所带来的天线带宽的改善效果，但是由于天线辐射体状态固定不变，也必然意味着此天线辐射体状态,在其他主要的工作频率区间内，其呈现的初始天线带宽/效率/阻抗区间性能是相对较差的，即便引入随不同的工作频率/频段灵活切换的可变匹配网络，其匹配的阻抗带宽也会相对比较窄，调整范围相对受限。特别是在天线环境比较差(如全金属外壳)的情况下，其初始天线带宽/效率/阻抗区间性能整体各频率区间内会比较差，通过引入随不同的工作频率/频段灵活切换的第一有源可切换匹配网络60和第二有源可切换匹配网络61，尽管可以改善天线带宽覆盖，但是其有效调整范围比较受限，极难做到任意的理想的全频段有效覆盖。