双馈点天线系统及其馈点切换的方法

摘要

本发明实施例提供一种双馈点天线系统及其馈点切换的方法。该系统包括：小板的天线左右两侧对称设置的第一馈点和第二馈点、第一开关及第二开关、设置在主板上的第三开关。通过控制指令控制第一开关、第二开关及第三开关，使得系统处于第一连接状态及第二连接状态，分别检测第一连接状态和第二连接状态所对应的信号强度，若第一连接状态所对应的信号强度大于第二连接状态所对应的信号强度，则通过指令控制各个开关使系统处于第一连接状态，第一馈点工作；否则，通过指令控制各个开关使系统处于第二连接状态，第二馈点工作。本发明实施例通过开关切换馈点，可平衡左右头手模差异，提升传统天线中较差的一边头手模性能。

说明书

技术领域

本发明实施例涉及天线技术，尤其涉及一种双馈点天线系统及其馈点切 换的方法。

背景技术

随着通信技术的发展，越来越多的运营商对无线性能的衡量标准从原来 的仅自由空间性能的总辐射功率（Total Radiated Power,以下简称TRP）、总 全向灵敏度（Total Isotropic Sensitivity，以下简称TIS），转变为对人头模型 （Phantom Head）甚至是人头手模型（Phantom Head and Hand）的要求。目 前，几家大的运营商如沃达丰（Vodafone，以下简称VDF）、德国电信公司 （T-Mobile，以下简称TMO）已经率先将原来的单边头手模（右头手）性能 要求改为左右头手模的性能要求。预计在不久的将来，左右头手模的无线性 能要求将成为市场上大多数运营商的主流要求。而传统的天线方案中，馈点 一般是靠主板的某一侧放置，这就使得左右头手模性能不均衡，一般情况下， 两边头手模的差异有3dB左右。因此，如何平衡左右头手模的差异已成为业 界非常关注的问题。

在实现本发明实施例的过程中，发明人发现现有的双馈天线技术，通 过双馈点实现低频和高频信号的分离，高、低频信号分别通过不同的路径到 达射频芯片，通过匹配电路分别调节高、低频天线谐振可达到增加各自带宽 或提高头手模性能的目的，对拓宽天线带宽以及提升单边头手模性能有一定 作用，但对均衡左右头手摸性能作用不大，甚至另一边头手模还有恶化的可 能。

发明内容

本发明实施例提供一种双馈点天线系统及其馈点切换的方法。

本发明实施例一方面提供一种双馈点天线系统，包括：

设置在小板上的天线，所述天线的左右两侧对称设置有第一馈点和第二 馈点；

所述小板上设置有第一开关，所述第一开关包括第一固定连接端和第一 选择连接端，所述第一固定连接端与所述小板上的第一匹配电路的一端连接， 所述第一选择连接端与所述第一馈点连接；

所述小板上还设置有第二开关，所述第二开关包括第二固定连接端和第 三选择连接端，所述第二固定连接端与所述小板上的第二匹配电路的一端连 接，所述第三选择连接端与所述第二馈点连接；

主板上设置有第三开关，所述第三开关包括第三固定连接端、第五选择 连接端和第六选择连接端；所述第一匹配电路的另一端与所述第五选择连接 端连接，所述第二匹配电路的另一端与所述第六选择连接端连接，所述第三 固定连接端与所述主板上的收发器连接；

所述第一开关的控制线、所述第二开关的控制线、所述第三开关的控制 线分别与所述主板连接；

所述第一馈点工作时系统为第一连接状态，所述第一连接状态为所述第 三固定连接端和所述第五选择连接端连接，所述第一固定连接端和所述第一 选择连接端连接，所述第二固定连接端和所述第三选择连接端断开；

所述第二馈点工作时所述系统为第二连接状态，所述第二连接状态为所 述第三固定连接端和所述第六选择连接端连接，所述第二固定连接端和所述 第三选择连接端连接，所述第一固定连接端和所述第一选择连接端断开；

分别检测所述第一连接状态和所述第二连接状态所对应的信号强度，若 所述第一连接状态所对应的信号强度大于所述第二连接状态所对应的信号强 度，则通过指令控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关切换达到 所述第一连接状态，所述第一馈点工作；否则，通过指令控制所述第一开关、 所述第二开关、所述第三开关切换到所述第二连接状态，所述第二馈点工作。

本发明实施例另一方面提供一种双馈点天线系统的馈点切换的方法，包 括：

通过控制指令控制所述系统中的所述第一开关、所述第二开关和所述第 三开关动作，达到第一连接状态，所述第一连接状态为所述第三固定连接端 和所述第五选择连接端连接，所述第一固定连接端和所述第一选择连接端连 接，所述第二固定连接端和所述第三选择连接端断开；

通过控制指令控制所述系统中的所述第一开关、所述第二开关和所述第 三开关动作，达到第二连接状态，所述第二连接状态为所述第三固定连接端 和所述第六选择连接端连接，所述第二固定连接端和所述第三选择连接端连 接，所述第一固定连接端和所述第一选择连接端断开；

分别检测所述第一连接状态和所述第二连接状态所对应的信号强度，若 所述第一连接状态所对应的信号强度大于所述第二连接状态所对应的信号强 度，则通过指令控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关切换到所 述第一连接状态，所述第一馈点工作；否则，通过指令控制所述第一开关、 所述第二开关、所述第三开关切换到所述第二连接状态，所述第二馈点工作。

本发明实施例提供的双馈点天线系统及其馈点切换的方法，通过控制指 令控制第一开关导通、第二开关断开，使得系统处于第一连接状态，检测第 一连接状态系统所对应的信号强度；通过控制指令控制第二开关导通、第一 开关断开，使得系统处于第二连接状态，若第一连接状态所对应的信号强度 大于第二连接状态所对应的信号强度，则通过指令控制第一开关、第二开关、 第三开关切换到第一连接状态，第一馈点工作；否则，通过指令控制第一开 关、第二开关、第三开关切换到第二连接状态，第二馈点工作，通过开关的 控制确保只有一边馈点工作，检测到另一边馈点的性能更加优越时，切换到 性能高的馈点以平衡左右头手模差异。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下 面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在 不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明双馈点天线系统实施例一的结构示意图；

图2为本发明双馈点天线系统实施例二的结构示意图；

图3为本发明双馈点天线系统实施例三的结构示意图；

图4为本发明双馈点天线系统的馈点切换方法实施例一的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发 明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明双馈点天线系统实施例一的结构示意图。如图1所示，本 实施例的双馈点天线系统包括：设置在小板上的天线4，在天线4的左右两 侧对称设置的第一馈点41和第二馈点42、设置在小板上的第一开关1、第二 开关2及设置在主板上的第三开关3。

设置在小板上的第一开关，包括第一固定连接端10和第一选择连接端 11，第一固定连接端10与小板上的第一匹配电路的一端连接，第一选择连接 端11与第一馈点41连接；小板上还设置有第二开关2，该第二开关2包括 固定连接端20、第三选择连接端23，第二固定连接端20与小板上的第二匹 配电路连接，第三选择连接端23与第二馈点连接42，

设置在主板上的第三开关3，该第三开关3包括第三固定连接端30、第 五选择连接端35及第六选择连接端36，第一匹配电路的另一端与第三开关3 的第五选择连接端35连接，第二匹配电路的另一端与第六选择连接端36连 接，第三开关3的固定连接端30与主板上的收发器连接。

第一开关1的控制线、第二开关2的控制线和第三开关3的控制线分别 和主板连接，主板通过控制线发送指令给各个开关，以控制各个开关的通断， 进而控制馈点的工作。

具体的，主板通过控制指令控制第一开关1和第三开关3同时导通，第 二开关2端开，此时第三开关3的第三固定连接端30和第五选择连接端35 连接，第一开关1的第一固定连接端10和第一选择连接端11连接，第二开 关2的第二固定连接端20和第三选择连接端23断开，使得系统处于第一连 接状态，即第一馈点工作；主板通过控制指令控制第二开关2和第三开关3 同时导通，第一开关断开，此时第三开关3的第三固定连接端30和第六选择 连接端36连接，第二开关的第二固定连接端20和第三选择连接端23连接， 第一开关1的第一固定连接端10和第一选择连接端11断开，使得系统处于 第二连接状态，即第二馈点工作。

分别检测第一连接状态和第二连接状态所对应的信号强度，若第一连接 状态所对应的信号强度大于第二连接状态所对应的信号强度，则通过指令控 制第一开关、第二开关、第三开关切换到第一连接状态，第一馈点工作；否 则，通过指令控制第一开关、第二开关、第三开关切换到第二连接状态，第 二馈点工作。

本实施例提供的双馈点天线系统，通过控制指令控制第一开关导通、第 二开关断开，使得系统处于第一连接状态，检测第一连接状态系统所对应的 信号强度；通过控制指令控制第二开关导通、第一开关断开，使得系统处于 第二连接状态，检测第二连接状态系统所对应的信号强度，通过开关的控制 确保只有一边馈点工作，检测到另一边馈点的性能更加优越时，切换到性能 高的馈点。

图2为本发明双馈点天线系统实施例二的结构示意图。如图2所示，本 实施例的双馈点天线系统包括：设置在小板上的天线4、在天线4的左右两 侧对称设置的第一馈点41和第二馈点42、设置在小板上的第一开关1、第二 开关2及设置在主板上的第三开关3。

设置在小板上的第一开关1，该第一开关1包括第一固定连接端10、第 一选择连接端11及第二选择连接端12，第一固定连接端10与小板上的第一 匹配电路的一端连接，第一选择连接端11与第一馈点41连接，第二选择连 接端12悬空。小板上还设置有第二开关2，该第二开2关包括第二固定连接 端20、第三选择连接端23、第四选择连接端24，第二固定连接端20与小板 上的第二匹配电路连接，第三选择连接端23与第二馈点连接42，第四选择 连接端24悬空。

设置在主板上的第三开关3，该第三开关3包括第三固定连接端30、第 五选择连接端35及第六选择连接端36，第一匹配电路的另一端与第三开关3 的第五选择连接端35连接，第二匹配电路的另一端与第六选择连接端36连 接，第三开关3的固定连接端30与主板上的收发器连接。

第一开关1的控制线、第二开关2的控制线和第三开关3的控制线分别 和主板连接，主板通过控制线发送指令给各个开关，以控制各个开关的通断， 进而控制馈点的工作。

本实施例中，在天线的左右两侧对称设置了第一馈点41及第二馈点42， 对第一馈点41设置第一开关1，对第二馈点41设置第二开关2，第一开关 41、第二开关42的控制线通过板对板连接器（Board to Board Connectors，以 下简称BTB）连接到主板上。在主板上还有一个第三开关3，上述第一开关1、 第二开关2、第三开关3例如是单刀双掷开关（single-pole double-throw，以 下简称SP2T）。当第一馈点工作时，SP2T 3固定连接端30接通第五选择连 接端35，SP2T 1的第一固定连接端10接通第一选择连接端11，SP2T 1开 始工作，SP2T 2的第二固定连接端20接通第四选择连接端24，即接通悬空 端，SP2T 2断开。反之，当第二馈点42工作时，SP2T 3的固定连接端30 接通第六选择连接端36，SP2T 2的第二固定连接端20接通第三选择连接端 23，SP2T 2开始工作，SP2T 1的第一固定连接端10接通第二选择连接端12， 即接通悬空端，SP2T 1断开。

由于双馈点天线系统高频带宽还未优化，因此仅先对比850/1900MHZ频 段。在具体的测试场景中，一般来说，第一馈点工作时，高频频段中，右头 手性能优于左头手性能，低频频段中，左头手性能优于右头手性能；第二馈 点工作时，高频频段中，左头手性能优于右头手性能，低频频段中，右头手 性能优于左头手性能。例如，左头手的测量场景中，第一馈点工作，此时检 测到第一馈点的左头手性能较差，通过开关通断，进行馈点切换，切换后第 二馈点工作，由于高频点时第二馈点工作左头手性能优于右头手，因此，第 一馈点工作时左头手差的2-3dB就被弥补了，实现了左右头手性能的均衡。

表1

如表1所示，以1850MHz频点为例，在右头手的量测场景中，第一馈点 工作其右头手性能为-8.8dB，第二馈点工作其右头手性能为-14.6dB（比第一 馈点工作时右头手性能差了5.8dB），因此我们可以通过软件控制使得在右头 手测试场景中第一馈点工作，第二馈点断开，此时测得右头手性能为-8.8dB； 同理在左头手量测场景中，如第一馈点工作其左头手性能为-13.6dB，如第二 馈点工作其左头手性能为-8.3dB（比第一馈点工作时性能提升5.3dB），因此 我们可以通过软件控制使得在左头手测试场景中第二馈点工作，第一馈点断 开，这时测得左头手性能为-8.3dB。通过控制第一馈点一及第二馈点在各自 针对的右/左头手模测试场景中的切换，可以弥补掉单边馈点左右头手模5dB 左右的差异。

表2

经实验验证，如表2所示可知：常规天线方案单边头手性能好，但由于 两边头手性能差异2－3dB，造成另一边头手性能不如双馈点天线方案(差1dB 左右)；馈点居中的环天线方案(Dual Loop)两边头手差异不大，低频性能优于 双馈点天线，但高频性能比双馈点天线方案差了2dB以上，因此，综合考虑： 双馈点天线综合性能最优，加上后续在天线Pattern上的优化，整体性能还可 再进一步提升。

需要说明的是：表1及表2为本发明实施过程中测试而得出的部分数据， 然本发明并不以此为限。在实际操作过程中，数据会因为测试条件的不同、 仪器的误差、人为的因素而导致不同。

本发明上述实施例中，判断馈点是否切换可通在馈点旁边设置感测器 （Sensor）感应，或者通过软件控制第一馈点及第二馈点分别接通，在终端 与基站接通瞬间，比较两个馈点接收到的电平值（RSSI），通过开关切换到 信号好的馈点一侧，然本发明判断馈点是否可以切换并不以此为限。

现有的天线方案中，无论将馈点放在哪一侧，必然会出现左右头手性能 不均衡的问题，本实施例提供的双馈点天线系统，在小板的左右两侧对称设 置第一馈点与第二馈点，通过开关切换控制保证只有一边馈点工作，可平衡 左右头手模差异。另外，本发明实施例提供的双馈点天线系统，天线走线基 本对称，保证两边馈点分别工作时天线谐振位置基本一样。

图3为本发明双馈点天线系统实施例三的结构示意图。如图3所示，本 实施例的双馈点天线系统包括：设置在小板上的天线4、在天线4的左右两 侧对称设置的第一馈点41和第二馈点42、设置在小板上的第一开关1、第二 开关2及设置在主板上的第三开关3。本实施例的双馈点天线系统类似与图2 实施例，相同部分请参照图2，此处不再赘述。本实施例与上述系统实施例 二的双馈点天线系统的差异之处在于：本实施例中在第一馈点41旁设置有第 一接地点GND1，在第二馈点42旁边设置有第二接地点GND2，且本实施例 中，第一开关1及第二开关2分别为双刀双掷开关（double pole DoubleThrow， 以下简称DPDT）。具体的，请参照图3。

如图3所示，在天线上临近第一馈点41的位置设置有第一接地点GND1； 对应的，第一开关1还包括第四固定连接端40、第七选择连接端17和第八 选择连接端18，与第一固定连接端10、第一选择连接端11、第二选择连接 端12组成双刀双掷开关。GND1与第七选择连接端17连接，第四固定连接 端40与主板的接地端连接，第八选择连接端18悬空。

同理，在天线上临近第二馈点42的位置设置有第二接地点GND2；对应 的，第二开关2还包括第五固定连接端50、第九选择连接端29和第十选择 连接端210，与第二固定连接端20、第三选择连接端23及第四选择连接端 24组成双刀双掷开关。GND2与第九选择连接端29连接，第五固定连接端 50与主板的接地端连接，第10固定连接端210悬空。

本实施例提供的双馈点天线系统，可以通过开关的控制确保只有一边馈 点工作，检测到另一边馈点的性能更加优越时，切换到性能高的馈点。另外， 本实施例中，天线走线基本对称，保证两边馈点分别工作是天线的谐振位置 基本一样，且由于在各个馈点的旁边分别加设一接地点，增加天线的带宽和 走线的灵活性。

图4为本发明双馈点天线系统的馈点切换方法实施例一的流程图。本实 施例的双馈点天线系统的馈点切换方法适用于图1的双馈点天线系统，以下 即配合图1中的附图标记说明本方法的详细步骤：

步骤S401：通过控制指令控制系统中的第一开关，第三开关同时导通， 第二开关断开，使系统处于第一连接状态。

本步骤中，第一连接状态例如可以是第一馈点41工作状态：第三开关3 的第三固定连接点30与第五选择连接端35连接，第一开关1的第一固定连 接端10与第一选择连接端11连接，第二开关2的第二固定连接端20与第三 选择连接端23断开，即第一馈点41工作时，第二馈点42处于断开状态，保 证系统中只有一边的馈点工作。

步骤S402：通过控制指令控制系统的第二开关、第三开关同时导通和第 一开关断开，使系统处于第二连接状态。

本步骤中，第二连接状态例如可以是第二馈点42工作状态：第三开关3 的第三固定连接端30与第六选择连接端36连接，第二开关2的第二固定连 接端20与第三选择连接端23连接，第一开关1的第一固定连接端10与第一 选择连接端11断开，即第二馈点42工作时，第一馈点41处于断开状态，保 证系统中只有一边的馈点工作。

步骤S403：分别检测第一连接状态和第二连接状态所对应的信号强度， 并将系统各开关的连接关系保持在信号强度大的连接状态下。

若第一连接状态所对应的信号强度大于第二连接状态所对应的信号强 度，则通过指令控制第一开关、第二开关、第三开关切换到第一连接状态， 第一馈点工作；否则，通过指令控制第一开关、第二开关、第三开关切换到 第二连接状态，第二馈点工作。

本发明上述实施例中，判断馈点是否可以切换可通在馈点旁边设置感测 器（Sensor）感应，或者通过软件控制第一馈点及第二馈点分别接通，在终 端与基站接通瞬间，比较两个馈点接收到的电平值（RSSI），通过开关切换 到信号好的馈点一侧，然本发明判断馈点是否可以切换并不以此为限。

本实施例提供的双馈点天线系统的切换馈点的方法，通过开关切换控制 保证只有一边馈点工作，可平衡左右头手模差异。

请参照图2，在本发明的另适用于图2的双馈点天线系统切换馈点方法 的实施例中，第一连接状态例如可以是第一馈点41工作状态：第三开关3的 第三固定连接点30与第五选择连接端35连接，第一开关1的第一固定连接 端10与第一选择连接端11连接，第二开关2的第二固定连接端20与第四选 择连接端24连接，即第一馈点41工作时，第二馈点42处于断开状态，保证 系统中只有一边的馈点工作。

第二连接状态例如可以是第二馈点42工作状态：第三开关3的第三固定 连接端30与第六选择连接端36连接，第二开关2的第二固定连接端20与第 三选择连接端23连接，第一开关1的第一固定连接端10与第二选择连接端 12连接，即第二馈点42工作时，第一馈点41处于断开状态，保证系统中只 有一边的馈点工作。

系统分别检测第一馈点41与第二馈点42工作时各自的信号强度，并将 通过控制开关的通断将系统保持在信号强度大的连接状态下。

请参照图3，在本发明的另适用于图3的双馈点天线系统切换馈点的实 施例中，在第一馈点41旁设置第一接地点GND1，第二馈点42旁边设置第 二接地点GND2，且第一开关1及第二开关2分别为双刀双掷开关（double pole  DoubleThrow，以下简称DPDT）。第一连接状态还包括第一开关1的第七选 择连接端17与第四固定连接端40连接，第二开关2的第十选择连接端210 与第五固定连接端50连接，即第一馈点41工作，第二馈点42断开；第二连 接状态还包括第一开关1的第八选择连接端18与第四固定连接端40连接， 第二开关2的第九选择连接端29与第五固定连接端50连接，即第一馈点41 断开，第二馈点42工作。

本实施例中，天线走线基本对称，保证两边馈点分别工作时天线的谐振 位置基本一样，且由于在各个馈点的旁边分别加设一接地点，增加天线的带 宽和走线的灵活性。

本发明实施例提供的双馈点天线系统及其馈点切换方法，可以通过开关 的控制确保只有一边馈点工作，检测到另一边馈点的性能更加优越时，切换 到性能高的馈点。另外，本实施例中，天线走线基本对称，保证两边馈点分 别工作时天线的谐振位置基本一样，且还可以在各个馈点的旁边分别加设一 接地点，增加天线的带宽和走线的灵活性。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步 骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可 读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而 前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码 的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对 其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通 技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并 不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。