CN215816374U - 一种通信天线装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通信天线装置，属于通信设备领域，该装置包括：第一通信模块、天线模块和电感；所述第一通信模块包括：第一通信芯片和第一匹配电路；所述天线模块至少包括一个用于传输第二通信信号的通信天线；其中，所述第一通信信号的频率小于所述第二通信信号的频率；所述通信天线通过所述电感与所述第一匹配电路串联。本实用新型提供的技术方案使第一通信信号和第二通信信号共用天线模块传输，且第一通信信号不受第二通信信号干扰，节约了电路体积，简化电路，缩小了终端电子产品的尺寸，并提高了天线的辐射效率。

Description

一种通信天线装置

技术领域

本实用新型涉及通信设备领域，特别涉及一种通信天线装置。

背景技术

随着科技的发展，终端电子产品的功能越来越强大，很多终端电子产品集成了近场通信技术，在支付，交通，身份验证等方面给人们的生活带来便捷。然而，近场通信功能的增加势必引入相应的近场通信模块和近场通信专用天线，增加电路的体积，最终增大终端电子产品的尺寸。技术人员发现一般包含近场通信功能的终端电子产品中至少存在如下问题：增加近场通信电路模块和近场通信专用天线，而传统的近场通信专用天线采用柔性印刷电路板加铁氧体的方式实现，占用空间大，致使终端电子产品的体积增大。在终端电子设备轻巧化发展的今天，在有限的产品尺寸内集成近场通信功能的难度越来越大。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种通信天线装置，能在信号互不干扰的情况下，使近场通信模块与高频以上信号通信模块共用通信天线发送信号，而无需引入近场通信专用天线。所述技术方案如下：

提供了一种通信天线装置，包括：

第一通信模块、天线模块和电感；

所述第一通信模块包括：用于处理第一通信信号的第一通信芯片和第一匹配电路；

所述天线模块至少包括一个通信天线，所述通信天线用于传输第二通信信号，所述第一通信信号的频率小于所述第二通信信号的频率；

所述通信天线通过所述电感与所述第一匹配电路串联，使所述天线模块能够传输所述第一通信信号且所述第一通信信号和所述第二通信信号互不干扰。

进一步地，所述天线模块串联电感接地，或者直接接地。

进一步地，所述天线模块包括至少包括两个通过电感串联的通信天线。

进一步地，所述天线模块至少包括第一通信天线和第二通信天线；

所述第一通信天线通过电感与所述第一匹配电路串联；

所述第二通信天线串联电感接地，或者直接接地。

进一步地，所述天线模块中的所述通信天线通过串联电容接地。

进一步地，所述第一通信模块还包括平衡非平衡转换器；

所述平衡非平衡转换器设置于所述第一通信芯片和所述第一匹配电路之间。

进一步地，所述平衡非平衡转换器的单端通道与所述第一匹配电路电性连接；

所述平衡非平衡转换器的接地通道接地。

进一步地，所述第一通信模块还包括用于过滤高频谐波的滤波电路；

所述滤波电路设置于所述第一通信芯片和所述平衡非平衡转换器之间；

所述滤波电路与所述第一通信芯片的信号输出端电性连接，且与所述平衡非平衡转换器的双端通道电性连接。

进一步地，所述装置还包括用于处理所述第二通信信号的第二通信模块；

所述通信天线通过电容与所述第二通信模块串联。

进一步地，所述第二通信模块包括第二通信芯片和第二匹配电路；

所述第二通信芯片用于处理所述第二通信信号；

所述第二匹配电路通过电容与所述通信天线的馈电点串联。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

1.通过采用高感值、低损耗电感串联第一通信模块和天线模块，达到使用天线模块替代第一通信模块专用天线传输第一通信信号的目的。

2.第一通信模块与第二通信模块共用天线，克服了由引入柔性PCB和铁氧体组成的第一通信专用天线带来电路体积增加的问题。节约了电路体积，缩小了终端电子产品的物理外形尺寸。

3.高感值、低损耗电感还增加了信号之间的隔离度，克服了第一通信信号传输时与第二通信信号之间互相干扰的问题。

4.串联电感增加了天线模块的电感量，提高了天线的辐射效率。

5.使用平衡非平衡转换器将双端传输的第一通信发射信号转换为单端传输信号；将单端传输的第一通信接收信号转换为双端传输信号，简化电路结构，获得良好的信号传输效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种通信天线装置的拓扑结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的通信天线接地结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种通信天线装置存在两个以上第二通信天线的拓扑结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，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。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。除非另有明确的规定和限定，“设置”等此类机械术语应做广义理解，例如：可以是电连接，也可以是两个模块的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

由于现有的近场通信功能需要专用近场通信天线配合近场通信模块发射信号，导致不利于电路体积缩小，进而不利于终端电子产品体积缩小的问题。因此本实用新型实施例公开一种通信天线装置，具体的技术方案如下。

提供了一种通信天线装置，包括：第一通信模块、天线模块和电感；第一通信模块包括：用于处理第一通信信号的第一通信芯片和第一匹配电路；天线模块至少包括一个通信天线，所述通信天线用于传输第二通信信号；所述第一通信信号的频率小于所述第二通信信号的频率；所述通信天线通过所述电感与所述第一匹配电路串联，使所述天线模块能够传输所述第一通信信号且所述第一通信信号和所述第二通信信号互不干扰。

其中，电感通常选用高感值、低损耗电感；第一通信信号所在频段的最高频率小于第二通信信号所在频段的最低频率；第一通信信号通常为频段在3-30MHz的高频信号，第一通信信号优选为近场通信信号；第一通信芯片用于产生第一通信信号，和处理接收到的第一通信信号，但不限于产生和接收第一通信信号；第二通信信号频率高于高频频段，通常为频段在300-3000MHz的特高频频段，第二通信信号可以是GPS信号也可以是WIFI信号；天线模块至少包括的一个通信天线，该天线传输的信号频率高于高频频段，通常用于传输频段在300-3000MHz的特高频信号。

作为一种情况的，天线模块串联电感接地，或者直接接地；该电感可以选用高感值、低损耗电感。

上述，天线模块的两种接地方式是对于天线模块中的最后一个天线而言的。

作为一种情况的，天线模块包括至少包括两个通过电感串联的通信天线；该电感可以选用高感值、低损耗电感，串联于电感两端的两个通信天线传输的信号频率皆高于高频频段，通常用于传输频段在300-3000MHz的特高频信号。

作为一种情况的，所述天线模块至少包括第一通信天线和第二通信天线；所述第一通信天线通过电感与所述第一匹配电路串联；所述第二通信天线串联电感接地，或者直接接地；该电感为高感值、低损耗电感；第二通信天线串联电感接地或者直接接地的位置为接地点，该接地点对应于第一通信模块。

作为一种情况的，所述天线模块中的所述通信天线通过串联电容接地。

上述，通过电容接地的方式是对天线模块中所有的天线而言的，对于天线模块中的最后一个天线即有电容接地的方式，又有前述的直接接地或者电感接地的方式。

作为一种情况的，所述第一通信模块还包括平衡非平衡转换器；所述平衡非平衡转换器设置于所述第一通信芯片和所述第一匹配电路之间。

作为一种情况的，所述平衡非平衡转换器包括单端通道，接地通道和双端通道；其中单端通道对应第一端口，接地通道对应第二端口，双端通道分别对应第三端口和第四端口。

所述平衡非平衡转换器的第一端口与第一匹配电路电性连接；所述平衡非平衡转换器的第二端口接地。

作为一种情况的，所述第一通信模块还包括用于过滤高频谐波的滤波电路，所述滤波电路设置于所述第一通信芯片和所述平衡非平衡转换器之间；该滤波电路为低通滤波电路，该滤波电路可选用LC低通滤波器；所述滤波电路包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；所述滤波电路的第一端口与所述平衡非平衡转换器的第三端口电性连接；所述滤波电路的第二端口与所述平衡非平衡转换器的第四端口电性连接；所述滤波电路的第三端口和所述滤波电路的第四端口与所述第一通信芯片的信号输出端电性连接。

作为一种情况的，所述装置还包括用于处理所述第二通信信号的第二通信模块；所述第二通信天线通过电容与所述第二通信模块串联；第二通信模块处理的信号频率高于高频频段，通常为频段在300-3000MHz的特高频信号。

作为一种情况的，所述第二通信模块包括第二通信芯片和第二匹配电路；所述第二通信芯片用于处理所述第二通信信号；所述第二匹配电路通过电容与所述第二通信天线的馈电点串联。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本实用新型的可选实施例，下面以其中两个较佳的结合方式，对本实用新型提供的技术方案做具体说明。

实施例一

如图1所示，一种通信天线装置，包括：第一通信模块11，天线模块12，第二通信模块13，电感L110，电感L120和电容C121。

第一通信模块11通过电感L110与天线模块12串联，天线模块12(包括一个天线)，通过电容C121与第二通信模块13串联。

第一通信模块11包括：第一通信芯片111，第一匹配电路112；平衡非平衡转换器113；滤波电路114。

优选地，第一通信模块11可以是近场通信信号的近场通信模块；天线模块12可以是用于传输特高频信号的天线模块；第一通信芯片111可以是近场通信芯片；第一匹配电路112可以是近场通信匹配电路；滤波电路114可以是低通滤波电路；电感L110、电感L120可以是高感值、低损耗电感；电容C121可以是高容值，低损耗电容。

平衡非平衡转换器113包括：第一端口113-1，第二端口113-2，第三端口113-3，第四端口113-4。

滤波电路114包括：第一端口114-1，第二端口114-2，第三端口114-3，第四端口114-4。

第一通信芯片111的信号输出端与滤波电路114的第三端口114-3和第四端口114-4电性连接，滤波电路114的第一端口114-1与平衡非平衡转换器113的第三端口113-3电性连接，滤波电路114的第二端口114-2与平衡非平衡转换器113的第四端口113-4电性连接，平衡非平衡转换器113的第一端口113-1与近场通信匹配电路112电性连接，第二端口113-2接地，第一匹配电路112通过高感值，低损耗电感L110与天线模块12串联。

第二通信模块13包括：第二信号模块131和第二匹配电路132。

优选地，第二通信模块13可以是特高频通信模块；第二信号模块131可以是特高频信号模块；第二匹配电路132可以是特高频信号匹配电路。

第二信号模块131与第二匹配电路132之间电性连接，第二匹配电路132通过电容C121串联至天线模块12中的一个馈电点。

在本实施例中，天线模块12的接地结构如图2所示。其中，如图2(1)所示，若天线模块12中的天线为单极天线，天线模块12可以通过高感值、低损耗电感L120串连接地；如图2(2)所示，若天线模块12中的天线为非单极天线，天线包括至少一个接地点，其中有个一是直接接地，其他各接地点可以根据实际调试需要串联电容接地。

第一通信芯片111产生的近场通信信号频率为13.56MHz，经过滤波电路114过滤高频谐波，得到干净的近场通信信号，通过平衡非平衡转换器113将双端传输的近场发射信号转换为单端传输信号，进行传输，经过第一匹配电路112匹配后，将近场通信信号传输至高感值、低损耗电感L110。由于近场通信信号为高频信号，其信号频率为10¹MHz级别，相对于GPS，WIFI等特高频信号(信号频率在300-3000MHz级别)来说频率很低。而高感值、低损耗电感L110对于频率低的信号相当于通路，对于频率高的信号相当于断路。由于高感值、低损耗电感L110对频率高的信号具有阻隔作用，频率较低近场通信信号经过高感值、低损耗电感L110可以传导至天线模块12，由天线模块12进一步向空间发射信号。

当天线模块12接收到信号，由于高感值、低损耗电感L110对频率高的信号具有阻隔租用，例如：GPS，WIFI等特高频信号将被高感值、低损耗电感L110阻隔；而频率较低的近场通信信号经过高感值、低损耗电感L110可以传导至通信模块11，由平衡非平衡转换器113将单端传输的近场接收信号转换为双端传输信号，进行传输，最终由第一通信模块11中的第一通信芯片111对近场接收信号进行处理。实现近场通信信号与特高频信号共用天线模块，并且近场通信信号与其他特高频信号互不干扰。

由于高感值、低损耗电感L110串联在天线模块12的回路中，增加了通信天线回路的电感值，便于进行阻抗匹配，有利于降低通信天线的电压驻波比，有利于提高天线模块12的辐射效率，有利于信号向空间辐射。

实施例二

如图3所示，一种通信天线装置，包括：第一通信模块11，天线模块12，第二通信模块13，电感L110，电感L120和电容C121。

第一通信模块11通过电感L110与天线模块12串联，天线模块12(包括两个以上天线)，通过电容C121与第二通信模块13串联。

第一通信模块11包括：第一通信芯片111，第一匹配电路112；平衡非平衡转换器113；滤波电路114。

优选地，第一通信模块11可以是近场通信信号的近场通信模块；天线模块12可以是用于传输特高频信号的天线模块；第一通信芯片111可以是近场通信芯片；第一匹配电路112可以是近场通信匹配电路；滤波电路114可以是低通滤波电路；电感L110、电感L120可以是高感值、低损耗电感；电容C121可以是高容值，低损耗电容。

平衡非平衡转换器113包括：第一端口113-1，第二端口113-2，第三端口113-3，第四端口113-4。

滤波电路114包括：第一端口114-1，第二端口114-2，第三端口114-3，第四端口114-4。

第一通信芯片111的信号输出端与滤波电路114的第三端口114-3和第四端口114-4电性连接，滤波电路114的第一端口114-1与平衡非平衡转换器113的第三端口113-3电性连接，滤波电路114的第二端口114-2与平衡非平衡转换器113的第四端口113-4电性连接，平衡非平衡转换器113的第一端口113-1与近场通信匹配电路112电性连接，第二端口113-2接地，第一匹配电路112通过高感值，低损耗电感L110与天线模块12串联。通信天线121通过电感L121与通信天线122串联，通信天线122依次串联电感L122和后续的通信天线，直至串联到最后一个通信天线12n。

天线模块12中的通信天线通过电容与对应的第二信号模块串联。例如：通信天线121的通过电容C121连接第二通信模块131；通信天线122通过电容C122连接第二通信模块132；通信天线12n通过电容C12n连接第二通信模块13n。

任意一个通信天线的接地结构如图2所示。实际接地时需要注意：如图2(1)所示：当通信天线12n串联电感接地时，天线模块12中的其他天线，如通信天线121，通信天线122，……通信天线12n的对应接地点串联电容接地；如图2(2)，当天线模块12中，除了通信天线12n以外存在直接接地的通信天线，则通信天线12n不再通过电感接地，天线模块12中直接接地的通信天线之外的其他通信天线可以通过串联电容接地，也可以直接接地，接地方式可以根据实际调试情况进行选择。

第一通信芯片111产生的近场通信信号频率为13.56MHz，经过滤波电路114过滤高频谐波，得到干净的近场通信信号，通过平衡非平衡转换器113将双端传输的近场发射信号转换为单端传输信号，进行传输，经过第一匹配电路112匹配后，将近场通信信号传输至高感值、低损耗电感L110。由于近场通信信号为高频信号，其信号频率为10¹MHz级别，相对于GPS，WIFI等特高频信号(信号频率在300-3000MHz级别)来说频率很低。而高感值、低损耗电感L110对于频率低的信号相当于通路，对于频率高的信号相当于断路。由于高感值、低损耗电感L110对频率高的信号具有阻隔作用，频率较低近场通信信号经过高感值、低损耗电感L110可以传导至通信天线121，122，……，12n，由上述串联的通信天线回路进一步向空间发射信号。

当天线模块12接收到信号，由于高感值、低损耗电感L110对频率高的信号具有阻隔租用，例如：GPS，WIFI等特高频信号将被高感值、低损耗电感L110阻隔；而频率较低的近场通信信号经过高感值、低损耗电感L110可以传导至通信模块11，由平衡非平衡转换器113将单端传输的近场接收信号转换为双端传输信号，进行传输，最终由第一通信模块11中的第一通信芯片111对近场接收信号进行处理。实现近场通信信号与特高频信号共用天线模块，并且近场通信信号与其他特高频信号互不干扰。

由于高感值、低损耗电感L110，电感121，电感122，电感12n串联在天线模块12的回路中，增加了通信天线回路的电感值，便于进行阻抗匹配，有利于降低通信天线的电压驻波比，有利于提高天线模块12的辐射效率，有利于信号向空间辐射。

尽管已描述了本实用新型实施例中的较佳实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的各种变更、变型和修改而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，凡在本实用新型的精神和原则之内，对本实用新型所作的任何变更、变型和修改属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，均应包含在本实用新型的保护范围之内。所附权利要求意欲解释为包括优选实施例，以及落入本实用新型的精神和原则之内，实用新型实施例中范围的所有变更、变型和修改。

Claims (10)

1.一种通信天线装置，其特征在于，包括：第一通信模块、天线模块和电感；

所述第一通信模块包括：用于处理第一通信信号的第一通信芯片和第一匹配电路；

所述天线模块至少包括一个通信天线，所述通信天线用于传输第二通信信号，所述第一通信信号的频率小于所述第二通信信号的频率；

所述通信天线通过所述电感与所述第一匹配电路串联，使所述天线模块能够传输所述第一通信信号且所述第一通信信号和所述第二通信信号互不干扰。

2.根据权利要求1所述的一种通信天线装置，其特征在于，所述天线模块串联电感接地，或者直接接地。

3.根据权利要求2所述的一种通信天线装置，其特征在于，所述天线模块包括至少包括两个通过电感串联的通信天线。

4.根据权利要求3所述的一种通信天线装置，其特征在于，所述天线模块至少包括第一通信天线和第二通信天线；

所述第一通信天线通过电感与所述第一匹配电路串联；

所述第二通信天线串联电感接地，或者直接接地。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种通信天线装置，其特征在于，所述天线模块中的所述通信天线通过串联电容接地。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种通信天线装置，其特征在于，所述第一通信模块还包括平衡非平衡转换器；

所述平衡非平衡转换器设置于所述第一通信芯片和所述第一匹配电路之间。

7.根据权利要求6所述的一种通信天线装置，其特征在于，所述平衡非平衡转换器的单端通道与所述第一匹配电路电性连接；

所述平衡非平衡转换器的接地通道接地。

8.根据权利要求6所述的一种通信天线装置，其特征在于，所述第一通信模块还包括用于过滤高频谐波的滤波电路；

所述滤波电路设置于所述第一通信芯片和所述平衡非平衡转换器之间；

所述滤波电路与所述第一通信芯片的信号输出端电性连接，且与所述平衡非平衡转换器的双端通道电性连接。

9.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种通信天线装置，其特征在于，所述装置还包括用于处理所述第二通信信号的第二通信模块；

所述通信天线通过电容与所述第二通信模块串联。

10.根据权利要求9所述的一种通信天线装置，其特征在于，所述第二通信模块包括第二通信芯片和第二匹配电路；

所述第二通信芯片用于处理所述第二通信信号；

所述第二匹配电路通过电容与所述通信天线的馈电点串联。

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