CN111710977A - 通信设备及其天线装置的可调电容电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种通信设备及其天线装置的可调电容电路，本申请技术方案在天线装置的可调电容电路中，增加了与可调电容器互联的可调组件，所述可调组件包括调节元件，所述调节元件通过开关元件与所述可调电容器互联，通过控制所述开关元件，可以改变所述可调组件与所述可调电容器的互联状态，从而调节所述可调电容电路的电容值，进而可以调节天线装置调谐到更高的频率或是更低的频率，从而可以增大带宽，而且可以使得天线装置具有多种通信频段。

Description

通信设备及其天线装置的可调电容电路

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，更具体的说，涉及一种通信设备及其天线装置的可调电容电路。

背景技术

随着科学技术的不断发展，越来越多的具有通信功能的电子设备被广泛的应用于人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。

天线装置实现通信功能的主要部件是天线装置，天线装置能够用于辐射和接收无线信号，从而实现无线通信功能。随着5G时代的来临，无线传输为了更大的传输速率，势必需要更大的天线带宽来支持。故如何增加天线带宽，是通信设备领域一个亟待解决的问题。

申请内容

有鉴于此，本申请提供了一种通信设备及其天线装置的可调电容电路，方案如下：

一种天线装置的可调电容电路，所述可调电容电路的一端接地，另一端连接天线调谐点，所述可调电容电路包括：

可调电容器；

与所述可调电容器互联的可调组件，所述可调组件包括调节元件，所述调节元件通过开关元件与所述可调电容器互联，以调节所述可调电容电路的电容值。

优选的，在上述可调电容电路中，具有一个所述可调电容器和一个所述可调组件，所述可调组件与所述可调电容器串联；

或，具有一个所述可调电容器和一个所述可调组件，所述可调组件与所述可调电容器并联；

或，具有一个所述可调电容器和两个所述可调组件，一个所述可调组件与所述可调电容器并联后，与另一个所述可调组件串联。

优选的，在上述可调电容电路中，所述开关元件具有多个并联的开关路径，所述调节元件与所述开关元件串联，或所述调节元件与所述开关元件并联，或所述调节元件串联在所述开关路径中。

优选的，在上述可调电容电路中，所述调节元件包括第一电容，所述第一电容与所述开关元件并联。

优选的，在上述可调电容电路中，所述开关路径包括至少一个第一开关路径和至少一个第二开关路径；

所述第一开关路径包括串联的射频开关和第二电容；

所述第二开关路径包括射频开关。

优选的，在上述可调电容电路中，所述开关路径包括至少一个第三开关路径和至少一个第四开关路径；

所述第三开关路径包括串联的射频开关和第二电容；

所述第四开关路径包括：第三电容以及多个并联的射频开关，所述多个并联的射频开关与所述第三电容串联后与所述第三开关路径并联。

优选的，在上述可调电容电路中，所述调节元件包括第一电容，所述第一电容与所述开关元件串联。

优选的，在上述可调电容电路中，所述开关路径包括射频开关，每个所述射频开关对应串联一个所述调节元件，所述调节元件为电感或是第一电容。

优选的，在上述可调电容电路中，所述开关元件具有多个并联的开关路径；所述开关路径包括射频切换开关；

其中，所述开关路径的结构均相同，或所述开关路径的结构不完全相同。

本发明还提供了一种通信设备，包括：

天线装置以及与所述天线装置连接的可调电容电路；所述天线装置包括天线调谐点；

所述可调电容电路的一端接地，另一端连接所述天线调谐点；所述可调电容电路包括：可调电容器；与所述可调电容器互联的可调组件，所述可调组件包括调节元件，所述调节元件通过开关元件与所述可调电容器互联，以调节所述可调电容电路的电容值。

通过上述描述可知，本申请技术方案提供的通信设备及其天线装置的可调电容电路中，在天线装置的可调电容电路中，增加了与可调电容器互联的可调组件，所述可调组件包括调节元件，所述调节元件通过开关元件与所述可调电容器互联，通过控制所述开关元件，可以改变所述可调组件与所述可调电容器的互联状态，从而调节所述可调电容电路的电容值，进而可以调节天线装置调谐到更高的频率或是更低的频率，从而可以增大带宽，而且可以使得天线装置具有多种通信频段。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本申请实施例提供的一种可调电容电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种可调电容电路的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种可调电容电路的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种可调组件的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种可调组件的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的又一种可调组件的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的又一种可调组件的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的又一种可调组件的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的又一种可调组件的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的又一种可调组件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种天线装置的可调电容电路，所述可调电容电路的一端接地，另一端连接天线调谐点，所述可调电容电路包括：

可调电容器；

与所述可调电容器互联的可调组件，所述可调组件包括调节元件，所述调节元件通过开关元件与所述可调电容器互联，以调节所述可调电容电路的电容值。

本申请实施例所述可调电容电路中，通过控制所述开关元件，可以改变所述可调组件与所述可调电容器的互联状态，从而调节所述可调电容电路的电容值，进而可以调节天线装置调谐到更高的频率或是更低的频率，从而可以增大带宽，而且所述可调电容还可以调节天线装置的频段，使得天线装置具有多种不同的通信频段。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

如图1所示，图1为本申请实施例提供的一种可调电容电路的结构示意图，所述可调电容电路的一端接地，即连接接地端GND，另一端连接天线调谐点A，所述可调电容电路包括：可调电容器11；与所述可调电容器11互联的可调组件12，所述可调组件12包括调节元件，所述调节元件通过开关元件与所述可调电容器11互联，以调节所述可调电容电路的电容值。

当开关元件的开关状态不同时，可调组件12与可调电容器11的互联状态不同，此时整个电路的等效总电容的取值范围不同。每种开关状态对应一个不同的等效总电容取值范围，不同等效总电容的最小电容值和/或最大电容值不同，故调谐最低频率和/或调谐最高频率不同，不同等效总电容对应不同的通信频段。

通过控制所述开关元件，可以改变所述可调组件12与所述可调电容器11的互联状态，从而调节所述可调电容电路的电容值，进而可以调节天线装置调谐到更高的频率或是更低的频率，从而可以增大带宽，而且所述可调电容还可以调节天线装置的频段，使得天线装置具有多种不同的通信频段。

本申请实施例所述可调电容电路中，所述开关元件具有多个并联的开关路径，如所述开关元件可以为射频切换开关。其中，所述开关路径的结构均相同，或所述开关路径的结构不完全相同。所述调节元件为与所述开关元件分离的无源元件，如可以包括电容和/或电感。

发明人研究发现，针对使用射频开关与天线装置固有的可调电容器11互联组成的可调电容电路中，通过使用与可调电容器11串联、并联、或串并混联的调节元件，可以扩展可调电容电路的最低电容值和/或最高电容值，能够更加灵活的扩展调谐LTE频段的高频范围和低频范围，同时相比于通过芯片级的可调电容器封装结构的调谐方案，射频开关加分离调节元件组合的频率调谐方式，占用空间尺寸更小，即增加了电路设计的灵活性，同时具有更低的成本，经济性更好。

所述可调组件12以与所述可调电容器11串联、并联、或串并混联的方式对天线装置频率进行调谐。所述可调组件12中的开关元件具有初始化开关状态，在该初始化开关状态下，能够使得所述可调电容器11直接连接于天线调谐点A与接地端GND，此时所述可调组件12无效，所述可调电容电路的电容值范围仅取决于可调电容器11的电容值范围。

在图1所示方式中，示出了所述可调组件12与所述可调电容器11串联调谐的方式。该方式中，所述可调电容电路具有一个所述可调电容器11和一个所述可调组件12，所述可调电容器11与所述可调电容器11串联。该方式中，在初始化开关状态能够短路所述可调组件12，从而能够使得所述可调电容器11直接连接于天线调谐点A与接地端GND。

在串联方式中，如设定可调电容器11的电容值为C₁，可调组件12为C₂，则此时的总电容C₃表示为：

电容值为C₁与总电容C₃差值为：

相对于单独采用可调电容器11的方式，图1所示方式能够降低电容值，又由于在初始化开关状态时，可调组件12无效，此时总电容的最大值仍为C₁的最大值，故图1所示方式能够降低最小电容值，可以使得天线装置调谐到更高的频率。可调电容电路等效总电容越小，则天线装置可以调谐到更高的频率，反之可调电容电路等效总电容越大，则天线装置可以调谐到更低的频率。

所述可调组件12与所述可调电容器11并联的实现方式可以如图2所示，所述可调组件12与所述可调电容器11串并混联的实现方式可以如图3所示。

如图2所示，图2为本申请实施例提供的另一种可调电容电路的结构示意图，该方式中，所述可调电容电路具有一个所述可调电容器11和一个所述可调组件12，所述可调组件12与所述可调电容器11并联。该方式中，在初始化开关状态能够断路所述可调组件12，从而能够使得所述可调电容器11直接连接于天线调谐点A与接地端GND。

在并联方式中，如设定可调电容器11的电容值为C₁，可调组件12为C₂，则此时的总电容C₃表示为：

C₃＝C₁+C₂

总电容C₃与电容值为C₁差值为：

C₃-C₁＝C₂＞0

相对于单独采用可调电容器11的方式，图2所示方式能够增大电容值，又由于在初始化开关状态时，可调组件12无效，此时总电容的最小值仍为C₁的最小值，故图2所示方式能够增大最大电容值，可以使得天线装置调谐到更低的频率。

如图3所示，图3为本申请实施例提供的另一种可调电容电路的结构示意图，该方式中，所述可调电容电路具有一个所述可调电容器11和两个所述可调组件12，一个所述可调组件12与所述可调电容器11并联后，与另一个所述可调组件12串联。设定该两个所述可调组件12分别为第一可调组件和第二可调组件。第一可调组件与可调电容器11并联后，再与第二可调组件串联。该方式中，在初始化开关状态能够断路第一可调组件，并短路第二可调组件，从而能够使得所述可调电容器11直接连接于天线调谐点A与接地端GND。

在图3所示方式中，由于同时存在串联与并联方式，通过开关元件使得第一可调组件断路，此时等效电路为图1所示方式，能够降低总电容的最小值，通过开关元件使得第二可调组件短路，此时等效电路为图2的并联方式，能够增大最大电容值，故图3所示方式不仅可以降低最小电容值，还可以增大最大电容值，使得天线装置具有更低的频率(即更小的低频)以及更高的频率(即更高的高频)。该方式中，两个所述可调组件12的结构相同，或不同。

如图4所示，图4为本申请实施例提供的一种可调组件的结构示意图，该方式中，可调组件12具有调节元件22和开关元件21，调节元件22为第一电容C1。开关元件12具有多个并行的开关路径，每个开关路径均包括一个射频开关K。通过调节各个开关路径中射频开关K的开关状态，可以改变可调组件12与可调电容器11的互联状态。第一电容C1与所述开关元件21并联，即与各个开关路径并联。

在图4所示方式中，如果至少一个开关路径导通，能够将调节元件22短路，多路开关路径导通能够降低导通阻抗，能够减少开关损耗，提升天线装置的效率。

如图5所示，图5为本申请实施例提供的另一种可调组件的结构示意图，基于上述实施例，该方式中，所述开关路径包括至少一个第一开关路径211和至少一个第二开关路径212；所述第一开关路径211包括串联的射频开关K和第二电容C2；所述第二开关路径212包括射频开关K。如果具有多个第一开关路径211，各个第一开关路径211并联。如果具有多个第二开关路径212，各个第二开关路径212并联。

图5所示方式中，如果至少一个第二开关路径212导通，能够将第一开关路径211和调节元件22短路，优选设置具有多个第二开关路径212，以降低第二开关路径212中射频开关K的开关损耗。同时设置具有多个第一开关路径211，以降低第一开关路径211中射频开关K的开关损耗，而且还可以增大第一开关路径211中并联的电容值。

如图6所示，图6为本申请实施例提供的又一种可调组件的结构示意图，基于上述实施例，该方式中，所述开关路径包括至少一个第三开关路径213和至少一个第四开关路径214；所述第三开关路径213包括串联的射频开关K和第二电容C2；所述第四开关路径214包括：第三电C3容以及多个并联的射频开关K，所述多个并联的射频开关K与所述第三电容C3串联后与所述第三开关路径213并联。

在图6所示方式中，可以在调节元件22的两端并联至少一个短路控制开关支路(图6中未示出)，用于短路可调组件12，可以设置多路短路控制开关支路，以降低短路控制开关支路的开关损耗。如果具有多个第三开关路径213，各个第三开关路径213并联，可以降低第三开关路径213的开关损耗。如果具有多个第四开关路径214，各个第四开关路径214并联，可以降低第四开关路径214的开关损耗。该方式中，在调控可调组件12所提供的有效串联电容方面具有更大的灵活性。各个开关路径中可以通过增加其他分离无源元件(如电感)，以进一步细化有效串联电容，从而细化由可调电容器11实现的最小电容值。

在图4-图6所示方式中，仅是以图1所示的串联方式为例进行说明，显然图5所示结构的可调组件12同样可以用于图2所示并联方式和图3所示串并混联的方式。

如图7所示，图7为本申请实施例提供的又一种可调组件的结构示意图，该方式中，可调组件12具有调节元件22和开关元件21，调节元件22为第一电容C1。所述第一电容C1与所述开关元件21串联。每个开关路径均包括一个射频开关K，多路开关路径导通能够降低导通阻抗，能够减少开关损耗，提升天线装置效率。该方式以可调组件12与可调电容器11并联为例进行说明，该方式能够使得电路具有更大的电容，使得天线装置实现更低的频率。

如图8所示，图8为本申请实施例提供的又一种可调组件的结构示意图，该方式中，所述开关路径包括射频开关K，每个所述射频开关K对应串联一个所述调节元件22，所述调节元件22为电感L或是第一电容C1。该方式中，可以如图8所示，一部分射频开关K单独串联一个第一电容C1，另一部分射频开关K单独串联一个电感L，其他方式中，也可设置所有射频开关K均单独一个第一电容C1，或设置所有射频开关K均单独一个电感L。该方式中，每个开关路径中均设置离散无源元件作为调节元件22，使得电路中有效电容的调节更加灵活，有助于有效提高有效最大电容值，从而实现更低的频率。

在图7和图8所示方式中，以可调组件12与可调电容器11并联为例进行说明，显然该两种方式所述可调组件12也可以用于图1所示串联方式，或图3所示串并混联的方式。

如果采用图3所示串并混联的方式，两个所述可调组件12的结构相同，或不同。图9和图10为两种两个可调组件12的结构不相同电路实现方式。

如图9所示，图9为本申请实施例提供的又一种可调组件的结构示意图，该方式中，第一可调组件121与图4所示结构中可调组件12相同，第二可调组件122与图7所示结构中可调组件12相同。

如图10所示，图10为本申请实施例提供的又一种可调组件的结构示意图，该方式中，第一可调组件121与图5所示结构中可调组件12相同，第二可调组件122与图8所示结构中可调组件12相同。

通过上述描述可知，本申请实施例所述可调组件中，所述开关元件21具有多个并联的开关路径，所述调节元件22与所述开关元件21串联，或所述调节元件22与所述开关元件21并联，或所述调节元件22串联在所述开关路径中。所述开关元件21具有多个并联的开关路径；所述开关路径包括射频切换开关K；其中，所述开关路径的结构均相同，或所述开关路径的结构不完全相同。

基于上述实施例，本申请另一实施例还提供了一种通信设备，所述通信设备包括：天线装置以及与所述天线装置连接的可调电容电路。所述天线装置包括天线调谐点；所述可调电容电路的一端接地，另一端连接所述天线调谐点；所述可调电容电路包括：可调电容器；与所述可调电容器互联的可调组件，所述可调组件包括调节元件，所述调节元件通过开关元件与所述可调电容器互联，以调节所述可调电容电路的电容值。

所述可调电容电路为上述实施例所述的可调电容电路，从而可以使得通信设备的天线装置实现更低的调谐频率，更高的调谐频率，更宽的带宽以及更多的通信频段，可以用于5G通信。所述电子设备包括但不限于为手机、智能穿戴设备或是平板电脑等。

本说明书中各个实施例采用递进、或并列、或递进和并列结合的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

需要说明的是，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种天线装置的可调电容电路，所述可调电容电路的一端接地，另一端连接天线调谐点，所述可调电容电路包括：

可调电容器；

与所述可调电容器互联的可调组件，所述可调组件包括调节元件，所述调节元件通过开关元件与所述可调电容器互联，以调节所述可调电容电路的电容值。

2.根据权利要求1所述的可调电容电路，具有一个所述可调电容器和一个所述可调组件，所述可调组件与所述可调电容器串联；

或，具有一个所述可调电容器和一个所述可调组件，所述可调组件与所述可调电容器并联；

或，具有一个所述可调电容器和两个所述可调组件，一个所述可调组件与所述可调电容器并联后，与另一个所述可调组件串联。

3.根据权利要求2所述可调电容电路，所述开关元件具有多个并联的开关路径，所述调节元件与所述开关元件串联，或所述调节元件与所述开关元件并联，或所述调节元件串联在所述开关路径中。

4.根据权利要求3所述的可调电容电路，所述调节元件包括第一电容，所述第一电容与所述开关元件并联。

5.根据权利要求4所述的可调电容电路，所述开关路径包括至少一个第一开关路径和至少一个第二开关路径；

所述第一开关路径包括串联的射频开关和第二电容；

所述第二开关路径包括射频开关。

6.根据权利要求4所述的可调电容电路，所述开关路径包括至少一个第三开关路径和至少一个第四开关路径；

所述第三开关路径包括串联的射频开关和第二电容；

所述第四开关路径包括：第三电容以及多个并联的射频开关，所述多个并联的射频开关与所述第三电容串联后与所述第三开关路径并联。

7.根据权利要求3所述的可调电容电路，所述调节元件包括第一电容，所述第一电容与所述开关元件串联。

8.根据权利要求3所述的可调电容电路，所述开关路径包括射频开关，每个所述射频开关对应串联一个所述调节元件，所述调节元件为电感或是第一电容。

9.根据权利要求1-8任一项所述的可调电容电路，所述开关元件具有多个并联的开关路径；所述开关路径包括射频切换开关；

其中，所述开关路径的结构均相同，或所述开关路径的结构不完全相同。

10.一种通信设备，包括：

天线装置以及与所述天线装置连接的可调电容电路；所述天线装置包括天线调谐点；

所述可调电容电路的一端接地，另一端连接所述天线调谐点；所述可调电容电路包括：可调电容器；与所述可调电容器互联的可调组件，所述可调组件包括调节元件，所述调节元件通过开关元件与所述可调电容器互联，以调节所述可调电容电路的电容值。

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