CN108845189A - 无线终端及其天线的检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线终端及其天线的检测电路，所述天线内设有第一电阻，检测电路包括第一电流支路、第二电流支路、第三电流支路、第一电源端和电压输出端口；第一电流支路的一端与第一电源端电连接，另一端分别与第二电流支路的一端和第三电流支路的一端电连接；第二电流支路的另一端与天线电连接；第三电流支路中设有一节点，电压输出端口与节点电连接；电压输出端口用于输出节点的电压；电压用于表征天线的连接状态。本发明的检测电路，电路结构简单，不仅能够实现对无线终端连接状态(正常连接、开路、短路对地)检测，还能够对天线短路至电源端、天线短路至其他天线的情况进行检测，有效地保护了天线，避免了天线管脚损坏等情况。

Description

无线终端及其天线的检测电路

技术领域

本发明涉及无线设备技术领域，特别涉及一种无线终端及其天线的检测电路。

背景技术

随着科技的发展，通信行业得到了飞速的发展，在无线通信领域，天线作为无线终端必不可少的部分，其天线的工作状态就显的尤为重要，尤其在车载及其智能驾驶领域，天线直接影响其定位，并最终影响汽车是否能够安全准确的行驶。这时天线作为电子元件，同时又是一个结构部件，其在恶劣环境下是否保持工作良好，对于整车而言非常重要，因此需要在通信过程对天线的工作状态进行全程检测及记录，从而能采取相应的保护机制，使载有移动终端的设备如智能驾驶汽车准确定位，安全行驶。

现有技术中，一般通过2个GPIO(通用输入输出接口)的高低电平组合来判断天线的3种状态，即正常连接状态、开路状态及短路对地状态。此种方式电路复杂，同时无法检测天线是否短路至电源端，从而当天线短路至电源端时，容易造成天线管脚损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中通过两个GPIO的高低电平组合只能判断出天线的三种状态，且电路复杂，还不能检测出天线是否短路至电源端、天线是否短路至其他天线的缺陷，提供一种无线终端及其天线的检测电路。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种天线的检测电路，所述天线内设有第一电阻，所述检测电路包括第一电流支路、第二电流支路、第三电流支路、第一电源端和电压输出端口；

所述第一电流支路的一端与第一电源端电连接，所述第一电流支路的另一端分别与所述第二电流支路的一端和所述第三电流支路的一端电连接，所述第二电流支路的另一端与所述天线电连接，所述第三电流支路的另一端接地；

所述第三电流支路中设有一节点，所述电压输出端口与所述节点电连接；

所述第一电源端用于输入电源；

所述电压输出端口用于输出所述节点的电压；

其中，所述电压用于表征所述天线的连接状态。

较佳地，所述第一电流支路包括第二电阻，第二电流支路包括稳压二极管和电感器，第三电流支路包括第三电阻和第四电阻；

所述第二电阻的一端与所述第一电源端电连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端、所述稳压二极管的阳极电连接，所述稳压二极管的阴极与所述电感器的一端电连接，所述电感器的另一端与所述天线电连接，所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端电连接并形成所述节点，所述第四电阻的另一端接地。

较佳地，所述电压输出端口用于外接模数转换器，并将所述电压输出至所述模数转换器；

和/或，所述连接状态包括正常连接、开路、短路对地、短路至第二电源端和短路至其他天线之中的一种。

较佳地，所述第一电流支路还包括开关二极管，所述第二电流支路还包括第一电容和第二电容；

所述开关二极管的阳极与所述第一电源端电连接，所述开关二极管的阴极与所述第二电阻的一端电连接；

所述第一电容的一端与所述稳压二极管的阳极电连接，所述第一电容的另一端接地；

所述第二电容的一端与所述稳压二极管的阳极电连接，所述第二电容的另一端接地。

较佳地，所述检测电路还包括第三电容；

所述第三电容的一端与所述电压输出端口电连接，所述第三电容的另一端接地。

较佳地，所述检测电路还包括第四电容和天线接口；

所述第四电容的一端与所述天线接口电连接，所述第四电容的另一端与所述天线电连接。

较佳地，所述检测电路还包括滤波电路；

所述滤波电路的一端与所述天线接口电连接，所述滤波电路的另一端与所述第四电容的一端电连接。

较佳地，所述滤波电路包括第五电阻、第五电容和第六电容；

所述第五电阻的一端与所述天线接口电连接，所述第五电阻的另一端与所述第四电容的一端电连接；

所述第五电容的一端与所述第五电阻的一端电连接，所述第五电容的另一端接地；

所述第六电容的一端与所述第五电阻的另一端电连接，所述第六电容的另一端接地。

较佳地，所述检测电路还包括静电二极管；

所述静电二极管的一端分别与所述天线电连接，所述静电二极管的另一端接地。

本发明还提供一种无线终端，包括上述的天线的检测电路。

本发明的积极进步效果在于：

本发明中的天线的检测电路，不仅能够实现对无线终端的天线的多种连接状态，如正常连接、开路、短路对地等状态的检测，同时还能够对天线短路至电源端、天线短路至其他天线的情况进行检测，有效地保护了天线，避免了天线管脚损坏等情况；且具有电路结构简单的优点。

附图说明

图1为本发明实施例1的天线的检测电路的第一电路结构示意图。

图2为本发明实施例2的天线的检测电路的第二电路结构示意图。

图3为本发明实施例2的天线的检测电路的第三电路结构示意图。

图4为本发明实施例2的天线的检测电路的第四电路结构示意图。

图5为本发明实施例2的天线的检测电路的第五电路结构示意图。

图6为本发明实施例2的天线的检测电路的第六电路结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1所示，本实施例的天线的检测电路包括第一电流支路I1、第二电流支路I2、第三电流支路I3、第一电源端VCC和电压输出端口A。

第一电源端用于输入电源，给天线的检测电路供电。

具体地，第一电流支路I1的一端与第一电源端VCC电连接，第一电流支路I1的另一端分别与第二电流支路I2的一端和第三电流支路I3的一端电连接，第二电流支路I2的另一端与天线M电连接，第三电流支路I3的另一端接地。

第三电流支路I3中设有一节点a，电压输出端口A与节点a电连接。

电压输出端口用于输出节点a的电压；其中，电压用于表征天线的连接状态。

其中，连接状态包括正常连接、开路、短路对地、短路至第二电源端和短路至其他天线等连接状态。

本实施例中的天线的检测电路，不仅能够实现对无线终端的天线的多种连接状态，如正常连接、开路、短路对地等状态的检测，同时还能够对天线短路至电源端、天线短路至其他天线的情况进行检测，有效地保护了天线，避免了天线管脚损坏等情况；且具有电路结构简单的优点。

实施例2

如图2所示，本实施例的天线的检测电路是对实施例1的进一步改进，具体地，

电压输出端口A用于外接模数转换器ADC，并将电压输出至模数转换器ADC。模数转换器ADC用于将接收的电压转换为对应的电压值。其中，电压值的大小与天线的不同连接状态相对应。

第一电流支路I1包括第二电阻R2和开关二极管D1。

第二电流支路I2包括稳压二极管D2、电感器L、第一电容C1和第二电容C2。

第三电流支路I3包括第三电阻R3和第四电阻R4。

检测电路还包括第三电容C3、第四电容C4、天线接口ANT、滤波电路RC和静电二极管D3。其中，滤波电路RC为π型滤波电路。

开关二极管D1的阳极与第一电源端VCC电连接，开关二极管D1的阴极与第二电阻R2的一端电连接，第二电阻R2的另一端分别与第三电阻R3的一端、稳压二极管D2的阳极电连接，稳压二极管D2的阴极与电感器L的一端电连接，电感器L的另一端与天线M电连接，第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的一端电连接并形成节点a，第四电阻R4的另一端接地。

其中，第一电容C1的一端与稳压二极管D2的阳极电连接，第一电容C1的另一端接地；

第二电容C2的一端与稳压二极管D2的阳极电连接，第二电容C2的另一端接地。

第三电容C3的一端与电压输出端口A电连接，第三电容C3的另一端接地。

其中，开关二极管D1作用在于当天线短路到第二电源端V2时，且第二电源端V2的电压值大于第一电源端VCC的电压值时，保护第一电源端VCC不会因外部天线短路到第二电源端V2的电压过高而损坏第一电源端VCC处的外接电源。利用稳压二极管D2的反向特性，降低了被检测节点a的输出电压，使其电压降低到合理可测的范围。即通过在检测电路中串联了稳压二极管D2才使得该检测电路能够实现检测短路至第二电源端的功能。

电感器L为高频电感，其作用在于隔离高频信号，防止高频信号进入天线的检测电路导致射频性能降低。

π型滤波电路的一端与天线接口ANT电连接，π型滤波电路的另一端与第四电容C4的一端电连接，第四电容C4的另一端与天线M电连接。

其中，π型滤波电路包括第五电阻R5、第五电容C5和第六电容C6。

第五电阻R5的一端与天线接口ANT电连接，第五电阻R5的另一端与第四电容C4的一端电连接；

第五电容C5的一端与第五电阻R5的一端电连接，第五电容C5的另一端接地；

第六电容C6的一端与第五电阻R5的另一端电连接，第六电容C6的另一端接地。

其中，第四电容C4为低电容值的电容，其作用在于隔离直流信号，防止直流信号倒灌到天线接口ANT中。

另外，静电二极管D3的一端分别与天线M电连接，静电二极管D3的另一端接地。

静电二极管D3用于对检测电路进行ESD保护(静电保护)。

上述的天线M为无源定制天线，天线M内设有第一电阻R1，第一电阻R1的一端分别与天线M的屏蔽层电连接、静电二极管D3的一端电连接，第一电阻R1的另一端接地。

具体地，本实施例中天线在不同连接状态下，节点a对应的电压值的计算过程为：

1)如图2所示，在天线处于正常连接状态时(此时记第三电流支路中的电流为i1)，则节点a的电压值的计算公式如下：

V_ADC＝V_a＝i1*R4＝Vb*R4/(R3+R4)＝VCC*R4*R1/((R3+R4)*R1+R2*(R3+R4+R1))，其中，忽略开关二极管D1的压降。

2)如图3所示，在天线处于开路状态时，即整个天线M与电感L、静电二极管D3的一端和第四电容C4的另一端均断开连接(此时第二电流支路中的电流i2为0)，则节点a的电压值的计算公式如下：

V_ADC＝V_a＝i1*R4＝(VCC*R4)/(R2+R3+R4)

其中，忽略开关二极管D1的压降。

3)如图4所示，在天线短路对地状态时，即整个天线M对地的阻抗为0欧姆，即稳压二极管D2的正向导通压降为V_F，则节点a的电压值的计算公式如下：

V_ADC＝V_a＝V_F*R4/(R3+R4)

其中，忽略开关二极管D1的压降。

4)如图5所示，在天线短路到第二电源端V2时，记第二电源端V2的电压值为Vbat，稳压二极管D2的反向压降值为Vz；当Vbat大于Vz时，节点a的电压值的计算公式如下：

V_ADC＝V_a＝(Vbat-Vz)*R4/(R3+R4)

根据不同的检测电压的需要选择不同的反向压降值Vz的稳压二极管D2，以满足Vbat>Vz，且同时满足Vbat-Vz>VCC。

5)如图6所示，在天线短路到其他天线M1时，获取到节点a的电压值的计算公式如下：

V_ADC＝V_a＝i1*R4＝Vb*R4/(R3+R4)＝VCC*R4*R1/((R3+R4)*R1+2R2*(R3+R4+R1/2))，其中，忽略开关二极管D1的压降。

将上述计算的节点a电压值作为判断阈值，将模数转换器获取的电压值与上述判断阈值进行比较来确定天线的连接状态。

本实例中，当由第一电源端VCC的电压值1.8V，第二电源端V2的电压值Vbat＝12V，R2＝10KΩ,R3＝0Ω，R4＝1MΩ，开关二极管D1型号为RB520S-30，稳压二极管D2的反向压降值Vz＝9.1V时构成天线的检测电路的各个实验参数，则天线的不同连接状态下获取到节点a的电压值为如下表所示：

本实施例中的天线的检测电路，不仅能够实现对无线终端的天线的多种连接状态，如正常连接、开路、短路对地等状态的检测，同时还能够对天线短路至电源端、天线短路至其他天线的情况进行检测，有效地保护了天线，避免了天线管脚损坏等情况；且具有电路结构简单的优点。

实施例3

本实施例的无线终端包括实施例1和/或实施例2的天线的检测电路。

本实施例中的无线终端包括天线的检测电路，不仅能够实现对无线终端的天线的多种连接状态，如正常连接、开路、短路对地等状态的检测，同时还能够对天线短路至电源端、天线短路至其他天线的情况进行检测，有效地保护了天线，避免了天线管脚损坏等情况；且具有电路结构简单的优点。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种天线的检测电路，所述天线内设有第一电阻，其特征在于，所述检测电路包括第一电流支路、第二电流支路、第三电流支路、第一电源端和电压输出端口；

所述第一电流支路的一端与第一电源端电连接，所述第一电流支路的另一端分别与所述第二电流支路的一端和所述第三电流支路的一端电连接，所述第二电流支路的另一端与所述天线电连接，所述第三电流支路的另一端接地；

所述第三电流支路中设有一节点，所述电压输出端口与所述节点电连接；

所述第一电源端用于输入电源；

所述电压输出端口用于输出所述节点的电压；

其中，所述电压用于表征所述天线的连接状态。

2.如权利要求1所述的天线的检测电路，其特征在于，所述第一电流支路包括第二电阻，第二电流支路包括稳压二极管和电感器，第三电流支路包括第三电阻和第四电阻；

所述第二电阻的一端与所述第一电源端电连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端、所述稳压二极管的阳极电连接，所述稳压二极管的阴极与所述电感器的一端电连接，所述电感器的另一端与所述天线电连接，所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端电连接并形成所述节点，所述第四电阻的另一端接地。

3.如权利要求2所述的天线的检测电路，其特征在于，所述电压输出端口用于外接模数转换器，并将所述电压输出至所述模数转换器；

和/或，所述连接状态包括正常连接、开路、短路对地、短路至第二电源端和短路至其他天线之中的一种。

4.如权利要求2所述的天线的检测电路，其特征在于，所述第一电流支路还包括开关二极管，所述第二电流支路还包括第一电容和第二电容；

所述开关二极管的阳极与所述第一电源端电连接，所述开关二极管的阴极与所述第二电阻的一端电连接；

所述第一电容的一端与所述稳压二极管的阳极电连接，所述第一电容的另一端接地；

所述第二电容的一端与所述稳压二极管的阳极电连接，所述第二电容的另一端接地。

5.如权利要求1所述的天线的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括第三电容；

所述第三电容的一端与所述电压输出端口电连接，所述第三电容的另一端接地。

6.如权利要求1所述的天线的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括第四电容和天线接口；

所述第四电容的一端与所述天线接口电连接，所述第四电容的另一端与所述天线电连接。

7.如权利要求6所述的天线的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括滤波电路；

所述滤波电路的一端与所述天线接口电连接，所述滤波电路的另一端与所述第四电容的一端电连接。

8.如权利要求7所述的天线的检测电路，其特征在于，所述滤波电路包括第五电阻、第五电容和第六电容；

所述第五电阻的一端与所述天线接口电连接，所述第五电阻的另一端与所述第四电容的一端电连接；

所述第五电容的一端与所述第五电阻的一端电连接，所述第五电容的另一端接地；

所述第六电容的一端与所述第五电阻的另一端电连接，所述第六电容的另一端接地。

9.如权利要求1所述的天线的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括静电二极管；

所述静电二极管的一端分别与所述天线电连接，所述静电二极管的另一端接地。

10.一种无线终端，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的天线的检测电路。