一种用于频段切换的调谐天线电路板及终端设备的制作方法

1.本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种用于频段切换的调谐天线电路板及终端设备。


背景技术：

2.随着现今通信技术应用越来越广泛，cellular(蜂窝网络)技术应用到了各种终端。除了常见的手机通信外，学习本、商务本等行业化的需求，笔记本对cellular技术的需求也越发可见。
3.cellular信号在天线调试时，天线低频带宽随着终端的功能和外观挤压，天线的空间也受到挤压，导致天线性能无法满足通信需求。并且，当需要支持超低频率band时，终端天线会出现带宽不够的情况。手机产品已成熟应用增加tuner ic(调谐器芯片)来解决以上问题，但是，因主板方案设计差异，笔记本主板之类的产品一般采用m.2插卡式接口(微型硬盘接口)来装配cellular模块，tuner ic无法伴随cellular模块设计。为此，笔记本主板通常使用同轴线加fpc(柔性电路板)的方案，将调谐器芯片设置在fpc上再通过同轴线与主板连接，虽然能使用调谐器芯片，但无法满足笔记本cellular信号超低频率band(频段)的天线带宽要求。有的在天线的fpc上直接加调谐器芯片并通过connector(连接器)连接，但传输线阻抗难以控制，同时软板贴片造价成本高。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种用于频段切换的调谐天线电路板及终端设备，以解决现有笔记本因接口类型导致不能满足超低频段天线带宽的问题。
5.本实用新型实施例提供一种用于频段切换的调谐天线电路板，连接lte模块，其包括一印刷电路板，所述印刷电路板上设有天线本体和切换电路，所述切换电路连接天线本体上的第二地馈点和馈电点，切换电路还连接lte模块的第一控制线连接器和第一射频连接座子；
6.所述切换电路根据lte模块传输的控制信号控制切换电路内部通路的通断状态；
7.切换电路断开时，天线本体通过第一地馈点与馈电点谐振，天线本体工作在低频段和中高频段；
8.切换电路导通时，天线本体通过第二地馈点与馈电点谐振，天线本体工作在超低频段。
9.可选地，所述的用于频段切换的调谐天线电路板中，所述天线本体设置在印刷电路板的顶部，第一地馈点设置在天线本体的一端，馈电点设置在天线本体的中部，第二地馈点设置在第一地馈点与馈电点之间。
10.可选地，所述的用于频段切换的调谐天线电路板中，所述切换电路包括第二控制线连接器、第二射频连接座子和调谐模块；所述第二控制线连接器通过柔性电路板连接lte模块的第一控制线连接器，第二射频连接座子通过射频同轴线连接lte模块的第一射频连
接座子，调谐模块连接第二控制线连接器和第二地馈点，第二射频连接座子连接馈电点；
11.所述第二控制线连接器将柔性电路板传输控制信号传输给调谐模块，调谐模块根据控制信号控制调谐模块内部通路的通断状态；所述第二射频连接座子通过射频同轴线与lte模块之间传输高频模拟信号。
12.可选地，所述的用于频段切换的调谐天线电路板中，所述第二控制线连接器的第4脚输入供电电压，第二控制线连接器的第3脚和第4脚均连接调谐模块和柔性电路板；第二控制线连接器的第1脚、g1脚和g2脚均接地。
13.可选地，所述的用于频段切换的调谐天线电路板中，所述第二射频连接座子的外围电路包括第一电阻、第一电容和第二电容；
14.所述第二射频连接座子的ant脚连接第一电阻的一端和第二电容的一端，第二射频连接座子的gnd脚接地，第一电阻的另一端连接第一电容的一端和馈电点，第一电容和第二电容的另一端均接地。
15.可选地，所述的用于频段切换的调谐天线电路板中，所述调谐模块包括调谐芯片、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第二电阻和第三电阻；所述调谐芯片的rf1脚通过第三电容接地，调谐芯片u的脚通过第四电容接地，调谐芯片的gnd脚接地，调谐芯片的vdd脚输入供电电压，调谐芯片的vctl1脚连接第二控制线连接器的第3脚，调谐芯片的vctl2脚连接第二控制线连接器的第2脚，调谐芯片的rf4脚通过第六电容接地，调谐芯片的rf3脚通过第五电容接地，调谐芯片的rfc脚通过第二电阻连接第三电阻的一端和第二地馈点，第三电阻的另一端接地。
16.可选地，所述的用于频段切换的调谐天线电路板中，所述调谐模块还包括第七电容，所述第七电容设置在调谐芯片的vdd脚与地之间。
17.可选地，所述的用于频段切换的调谐天线电路板中，所述超低频段的频段范围是610mhz～750mhz，低频段的频段范围是850mhz～960mhz，中高频段的频段范围是1710mhz～2690mhz。
18.可选地，所述的用于频段切换的调谐天线电路板中，所述第二地馈点与第一地馈点之间的距离是第二地馈点与馈电点之间距离的2倍。
19.本实用新型实施例第二方面提供了一种终端设备，包括lte模块，其中，还包括所述的用于频段切换的调谐天线电路板，所述lte模块连接调谐天线电路板；
20.所述调谐天线电路板根据lte模块传输的控制信号，控制调谐天线电路板上天线的地馈点的切换，来进行超低频段和其他频段的通信。
21.本实用新型实施例提供的技术方案中，终端设备包括lte模块和用于频段切换的调谐天线电路板，所述lte模块连接调谐天线电路板；所述调谐天线电路板根据lte模块传输的控制信号，控制调谐天线电路板上天线的地馈点的切换，来进行超低频段和其他频段的通信。通过地馈点的选择即可满足超低频段和其他频段的天线带宽的需求，解决现有笔记本因接口类型导致不能满足超低频段天线带宽的问题。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例中终端设备的结构框图。
23.图2为本实用新型实施例中第二控制线连接器的电路示意图。
24.图3为本实用新型实施例中第二射频连接座子的电路示意图。
25.图4为本实用新型实施例中调谐模块的电路示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。
27.请参阅图1，本实用新型实施例提供的终端设备包括lte(long term evolution，长期演进)模块10和用于频段切换的调谐天线电路板20，lte模块10连接调谐天线电路板20；所述调谐天线电路板20根据lte模块10传输的控制信号，控制调谐天线电路板20上天线的地馈点的切换，来进行超低频段和其他频段的通信，即可满足超低频段和其他频段的天线带宽的需求，解决现有笔记本因接口类型导致不能满足超低频段天线带宽的问题。
28.本实施例中，超低频段为610mhz～750mhz，其他频段包括低频段(850mhz～960mhz)和中高频段(1710mhz～2690mhz)。终端设备可为笔记本、平板电脑、工控盒子等使用m.2插卡式接口和天线的终端设备。lte模块10为现有技术。
29.所述调谐天线电路板20采用印刷电路板(pcb)，其上设有天线本体21和切换电路22，所述切换电路22连接天线本体21上的第二地馈点24和馈电点25，切换电路22通过柔性电路板30连接lte模块10的第一控制线连接器11，切换电路22还通过射频同轴线40连接lte模块10的第一射频连接座子12；所述切换电路22根据lte模块传输的控制信号控制切换电路内部通路的通断状态，切换电路22断开时天线本体通过第一地馈点23与馈电点25来产生天线谐振，天线本体21工作在其他频段，此时可满足低频段(850mhz～960mhz)和中高频段(1710mhz～2690mhz)的谐振要求；切换电路22导通时天线本体通过第二地馈点24与馈电点25来产生天线谐振，天线本体21工作在超低频段，此时可满足超低频段(610mhz～750mhz)的谐振要求。切换电路22与lte模块10之间通过射频同轴线40传输高频模拟信号(此为现有技术)。
30.其中，本实施例将天线本体和对应的电路集成在一块印刷电路板(也可替换为fpc(柔性电路板))上，天线本体21设置在印刷电路板的顶部，印刷电路板的其他地方设置对应的电路(如阴影部分，此处仅示出与本实施例相关的部分电路，其他与天线通信相关的电路为现有技术，此处不做赘述)，如图1所示。第一地馈点23设置在天线本体21的一端(如图1所示在左端)，馈电点25设置在天线本体21的中部，第二地馈点24设置在第一地馈点23与馈电点25之间。第二地馈点24靠近馈电点25，优选地，第二地馈点24与第一地馈点23之间的距离是第二地馈点24与馈电点25之间距离的2倍。通过切换电路22将第二地馈点24接入天线本体，相当于将天线本体21的地馈点往右侧移动，缩短了天线本体21的长度，即可满足超低频段的天线带宽要求。
31.所述切换电路22包括第二控制线连接器221、第二射频连接座子222和调谐模块223；所述第二控制线连接器221通过柔性电路板30连接lte模块10的第一控制线连接器11，第二射频连接座子222通过射频同轴线40连接lte模块10的第一射频连接座子12，调谐模块223连接第二控制线连接器221和第二地馈点24，第二射频连接座子222连接馈电点25。所述
第二控制线连接器221将柔性电路板30传输控制信号传输给调谐模块223，调谐模块223根据控制信号控制调谐模块内部通路的通断状态，即可选择是第一地馈点23还是第二地馈点24与馈电点25产生天线谐振。第二射频连接座子222通过射频同轴线40与lte模块10之间传输高频模拟信号，如lte模块10将需要输出的信号依次通过第一射频连接座子12、射频同轴线40、第二射频连接座子222、馈电点传输至天线本体发射；反之，接收的信号通过天线本体接收后，通过馈电点、第二射频连接座子222、射频同轴线40、第一射频连接座子12传输给lte模块10。
32.请一并参阅图2，所述第二控制线连接器221的第4脚输入供电电压vdd，第二控制线连接器221的第3脚和第4脚均连接调谐模块223和柔性电路板30；第二控制线连接器221的第1脚、g1脚和g2脚均接地。
33.其中，柔性电路板30传输的控制信号(ant_ctl1、ant_ctl 2)通过第二控制线连接器221的第3脚和第4脚传输给调谐模块223。
34.请一并参阅图3，所述第二射频连接座子222的外围电路包括第一电阻r1、第一电容c1和第二电容c2；所述第二射频连接座子222的ant脚连接第一电阻r1的一端和第二电容c2的一端，第二射频连接座子222的gnd脚(即gnd1、gnd2和gnd3脚)接地，第一电阻r1的另一端连接第一电容c1的一端和馈电点25，第一电容c1和第二电容c2的另一端均接地。
35.其中，sht1表示馈电点25，第一电阻r1、第一电容c1和第二电容c2组成π型滤波电路，射频同轴线40与天线的馈电点25之间传输的高频模拟信号通过π型滤波电路滤波后再传输。
36.请一并参阅图4，所述调谐模块223包括调谐芯片u、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第二电阻r2和第三电阻r3；所述调谐芯片u的rf1脚通过第三电容c3接地，调谐芯片u的rf2脚通过第四电容c4接地，调谐芯片u的gnd脚(即gnd3和gnd7)接地，调谐芯片u的vdd脚输入供电电压vdd，调谐芯片u的vctl1脚连接第二控制线连接器221的第3脚，调谐芯片u的vctl2脚连接第二控制线连接器221的第2脚，调谐芯片u的rf4脚通过第六电容c6接地，调谐芯片u的rf3脚通过第五电容c5接地，调谐芯片u的rfc脚通过第二电阻r2连接第三电阻r3的一端和第二地馈点24，第三电阻r3的另一端接地。
37.其中，sht2表示第二地馈点24；第三电容c3至第六电容c6是调谐芯片u(型号优选为rf1694)的外围匹配电容；第三电阻r3是下拉电阻，可在调谐芯片u关闭时将rfc脚下拉，避免第二地馈点24的误触发。当控制信号(ant_ctl1、ant_ctl 2)控制调谐芯片u关闭时，rfc脚与第二地馈点24断开连接，天线本体是通过第一地馈点23与馈电点25来产生天线谐振，此时可满足低频段(850mhz～960mhz)和中高频段(1710mhz～2690mhz)的谐振要求。当控制信号(ant_ctl1、ant_ctl 2)控制调谐芯片u打开时，第二地馈点24与rfc脚连接，相当于地馈点右侧移动，此时天线本体是通过第二地馈点24与馈电点25来产生天线谐振，此时可以满足超低频段610mhz～750mhz的谐振要求。
38.优选地，所述调谐模块223还包括第七电容c7，所述第七电容c7设置在调谐芯片u的vdd脚与地之间。通过第七电容c7对供电电压vdd滤波，可使调谐芯片u工作更加稳定。
39.综上所述，本实用新型提供的用于频段切换的调谐天线电路板及终端设备，将天线本体及调谐开关相关的电路放到一张pcb板上，通过射频同轴线连接lte模块来传输高频模拟信号，避免了主板采用m.2插卡式接口(微型硬盘接口)来装配cellular模块，导致
tuner ic无法伴随cellular模块设计的局限性。通过柔性电路板连接lte模块来传输控制信号，根据频段需求输出的控制信号可选择第一地馈点还是第二地馈点与馈电点谐振，即可满足超低频段和其他频段的天线带宽需求，电路线路简单，零件数量少，成本低，线路性能稳定，所有采用m.2插卡式接口和天线的终端设备都适用，兼容性强。
40.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。