专利名称：天线装置和天线切换电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子电路，且特别涉及天线装置和天线切换电路。
背景技术：
随着现今对无线通信技术的发展，而有越来越多使用两组天线的产品设计。在只需要使用一组天线运作的情况下电子产品所使用的微处理器需要切换到其中一组天线，目前的电路设计都需要在微处理器上使用一组专门用来切换天线的通用型输入输出端口(General Purposed Input Output,以下称为GPIO)、或是利用特殊的电子式或机械式切换连接器或接头来切换要使用的天线。使用GPIO的做法如果在GPIO不足的情况下就无法进行理想的天线切换。而使用特殊的电子式或机械式切换连接器或接头的方式会增加产品的生产成本。因此，需要提供一种天线装置和天线切换电路来解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种天线装置及一种天线切换电路以解决前述问题。本发明实施例的一种天线装置包括一第一天线、一第二天线装置、一切换控制电路以及一控制器。该第一天线用于传送射频信号。该第二天线装置包括一第二天线、用于检测该第二天线的一电感。该切换控制电路耦接上述第二天线装置，一旦检测到上述第二天线即产生表示第二天线存在的一第一控制信号。该控制器耦接上述第一天线、上述第二天线装置及上述切换控制电路，当收到上述第一控制信号时便耦接到上述第二天线。本发明实施例的一种天线 装置包括:一第一天线，该第一天线用于传送射频信号；一第二天线装置，该第二天线装置包括一第二天线及用于检测该第二天线的一天线检测电路，该天线检测电路包括一电感；一切换控制电路，该切换控制电路耦接上述第二天线装置，一旦检测到上述第二天线即产生表示第二天线存在的一第一控制信号；以及一控制器，该控制器耦接上述第一天线、上述天线检测电路以及上述切换控制电路，当收到上述第一控制信号时便切换耦接到上述第二天线。本发明实施例的另一种天线切换电路包括:一天线检测电路以及一切换控制电路；该天线检测电路包括用于检测一第一天线的一电感；该切换控制电路耦接上述天线检测电路，一旦检测到上述第一天线即产生表示第一天线存在的一第一控制信号，并且根据上述第一控制信号而控制一控制器耦接上述第一天线。本发明可降低生产成本以及减少控制器或微处理器所消耗的功率。为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，详细说明如下。
图1显示适用本发明的一种天线装置I的方框图。
图2显示适用本发明的一种天线装置2的电路图。主要组件符号说明:1,2 天线装置106控制器100 第一天线1060RF 模块102 第二天线装置 1062第一 IO端口1020 第二天线1064第二 IO 端口1022 天线检测电路 204天线切换电路104 天线切换电路 2040隔离电路1040 切换控制电路 2042切换控制电路
具体实施例方式
图1显示适用本发明的一种天线装置I的方框图，包括第一天线100、第二天线装置102、天线切换电路104和控制器106。控制器106耦接第一天线100和天线切换电路104，该天线切换电路104可另外耦接到第二天线装置102。天线装置I可以用于数码相机、计算机、移动电话或是任何具有通信功能的电子装置内。第一天线100可为一种内建天线，建置在天线装置I内以提供基本的数据收发。第二天线1020可为一种外部天线，其可由使用者选择而提供所需要的天线效能以及数据传输质量。外部第二天线1020可通过天线切换电路104而耦接控制器106。当外部第二天线装置102未耦接到天线切换电路104时，天线装置I使用内建的第一天线100进行数据的上行或下行传输；而当外部第二天线装置102藉由插入或其他方式耦接到天线切换电路104时，天线切换电路104即可以将电子装置的传送接收天线从内建第一天线100切换到外部第二天线1020,使用第二天线1020代替第一天线100来传送及接收无线信号。上述内建第一天线100到外部第二天线1020的切换由天线切换电路104所控制并且由外部第二天线装置102的连接所触发。控制器106可为一或多微处理器、处理器、控制器、微控制器或集成电路所构成。控制器106产生要传送的上行射频(Radio Frequency,以下称为RF)信号通过内部第一天线100或外部第二天线1020而传播到空气介质中，以及将内部第一天线100或外部第二天线1020所接收的下行RF信号进行处理。控制器106包括第一 IO端口 1062、第二 IO端口 1064、RF模块1060和基频模块(未图标)。RF模块1060包括传送器(未图示)和接收器(未图示)。该传送器将该基频模块输出的基频信号进行包括数字模拟转换处理、滤波处理、上转换处理以及放大处理的信号处理而产生要传送的上行信号。相对的该接收器将接收到的下行RF信号进行包括放大处理、下转换处理、滤波处理以及模拟数字转换处理的信号处理而产生进行数字处理的基频信号。控制器106只会耦接到内部第一天线100或外部第二天线1020中的一者，利用该选择的天线而进行上行及下行信号传输。在一些实施例中，控制器106可以藉由一开关来选择耦接到内部第一天线100或外部第二天线1020。在另一些实施例中，控制器106可以藉由一多任务器(multiplexer,未图示)来选择使用内部第一天线100或外部第二天线1020。控制器106接收第一控制信号Ssw ext及第二控制信号Ssw int分别控制要耦接到外部第二天线1020或内部第一天线100。在一些实施例中，第一控制信号Ssi^xt及第二控制信号Ssw int为互补的信号，使得当连接到第一天线100和第二天线1020中的其中的一者时，会同时切断另一者。例如，第一控制信号Ssw ext为3.3V的预定电压Vkf，用以表示外部第二天线的存在及建立到第二天线的连接，同时第二控制信号Ssw int为OV的地极电压V_，用以切断到第一天线100的连接。RF模块1060根据第一控制信号Sswext及第二控制信号Ssw int分别控制到第一天线100或第二天线1020的耦接。当第一控制信号Ssw—ext为预定电压Vkf且第二控制信号Ssw int为OV时，将RF模块1060从第一 IO端口1062切换连接到第二 IO端口 1064，使RF模块1060和外部第二天线通过第二 IO端口 1064和天线切换电路104建立连接。相反地，当第一控制信号Ssw ext为OV且第二控制信号Sswint为预定电压Vkf时，将RF模块1060从第二 IO端口 1064切换连接到第一 IO端口 1062，藉以使用内部第一天线100进行运作。天线切换电路104可藉由离散组件(discrete component)电路在印刷电路板上实现。天线切换电路104包括切换控制电路1040。第二天线装置102包括第二天线1020与天线检测电路1022，可用于检测第二天线1020。天线检测电路1022在第二天线1020连接端和地极之间串接电感LI。当外部第二天线装置102未连接到天线切换电路104时天线检测信号Sdet为一开路(open-circuited)路径。相对地，当外部第二天线装置102连接到天线切换电路104时电感LI对低频信号形成一短路路径而将该低频信号导入地极电压，例如0V，高频信号将电感LI视为一开路路径，使得天线检测电路1022输出天线检测信号Sdet，藉以通知切换控制电路1040第二天线1020的存在。切换控制电路1040藉由天线检测信号Sdet而判断外部第二天线1020的存在，一旦检测到第二天线1020即产生表示第二天线存在的第一控制信号Ssw ext，藉以启用外部第二天线1020来传送和接收RF信号。在一些实施例中，切换控制电路1040判断外部第二天线1020连接上天线装置I后也会同时产生第二控制信号Ssw int以同时切断内部第一天线100到控制器106的连接。天线装置I不使用特殊的RF连接器或是高成本的微处理器，而使用离散电路所构成的天线切换电路，来达到电子式的天线切换，藉以降低生产成本以及减少控制器或微处理器所消耗的功率。图2显示适用本发明的一种天线装置2的电路图，包括第一天线100、第二天线装置102、天线切换电路204和控制器 106。图2的天线装置2的电路连接和操作和图1的天线装置I完全相同，相关描述可以参考前面段落，这里不再重复。天线切换电路204详细显示天线切换电路104的其中一种实现，包括隔离电路2040以及切换控制电路2042。天线检测电路1022耦接隔离电路2040，其接着耦接切换控制电路2042。图2中的天线检测电路1022和切换控制电路2042分别对应到图1中的天线检测电路1022和切换控制电路1040，并且其功能完全相同。隔离电路2040耦接于天线检测电路1022和切换控制电路2042之间，用以隔离天线检测电路1022和切换控制电路2042，并且在检测到来自天线检测电路1022的天线检测信号Sdrt后即输出一隔离电路输出信号至切换控制电路2042，藉以触发切换控制电路2042而产生第一控制信号Ssw ext。隔离电路2040可包括一偏压电阻及耦接该偏压电阻的晶体管M3。在一些实施例中晶体管M3可以由一 NMOS晶体管实现。当第二天线装置102未被接上而且天线检测信号Sdrt为一预定电压Vdrt时，NMOS晶体管M3被打开并且输出上述隔离电路输出信号OV至切换控制电路2042以通知切换控制电路2042第二天线1020不存在。当第二天线装置102被接到天线检测信号Sdet为OV时，NMOS晶体管M3被关闭并且输出上述隔离电路输出信号Vkf至切换控制电路2042以通知第二天线1020的存在。切换控制电路2042可包括一第一电阻、连接到该第一电阻的第一晶体管Ml、一第二电阻、连接到该第二电阻的第二晶体管M2。当切换控制电路2042收到代表第二天线装置102未连接的上述隔离电路输出信号为OV时，第一晶体管Ml会被关闭且第二晶体管M2会被打开，产生第一控制信号Ssw ext为OV且第二控制信号Ssw int为预定电压VKF。相应地，控制器106会连接到内部第一天线100且切断到第二天线1020的连接。当切换控制电路2042收到代表第二天线装置102已连接的上述隔离电路输出信号为Vkf时，第一晶体管Ml会被打开且第二晶体管M2会被关闭，产生第一控制信号Ssw—ext为预定电压Vkf且第二控制信号Sswjnt为0V。相应地，控制器106会切断到内部第一天线100的连接且连接到第二天线1020。天线装置2提供一种天线切换电路204，不使用特殊的RF连接器或是高成本的微处理器，而仍可达到电子式的天线切换，藉以降低生产成本以及减少控制器或微处理器所消耗的功率。本发明描述的各种逻辑区块、模块以及电路的操作和功能可以利用电路硬件或嵌入式软件代码加以实现，该嵌入式软件代码可以由一处理器存取以及执行。虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围应当视所附的 权利要求书的范围所界定者为准。
权利要求
1.一种天线装置，该天线装置包括: 一第一天线，该第一天线用于传送射频信号； 一第二天线装置，该第二天线装置包括一第二天线及用于检测该第二天线的一天线检测电路，该天线检测电路包括一电感； 一切换控制电路，该切换控制电路耦接上述第二天线装置，一旦检测到上述第二天线即产生表不第二天线存在的一第一控制信号；以及 一控制器，该控制器耦接上述第一天线、上述天线检测电路以及上述切换控制电路，当收到上述第一控制信号时便切换耦接到上述第二天线。
2.如权利要求1所述的天线装置，其中，该切换控制电路包括耦接上述电感的第一和第二晶体管，一旦检测到上述第二天线，该第二晶体管便产生一第二控制信号以及该第一晶体管便产生该第一控制信号，以及当收到第二控制信号时上述控制器便切断上述第一天线到上述控制器的耦接。
3.如权利要求1所述的天线装置，还包括一隔离电路，该隔离电路耦接于上述天线检测电路和上述切换控制电路之间，用以隔离上述天线检测电路和上述切换控制电路，并且在检测到上述第二天线时即触发上述切换控制电路以产生上述第一控制信号。
4.如权利要求1所述的天线装置，其中，该电感耦接于上述第二天线以及一地极之间，并且藉由上述第二天线检测到的信号而检测上述第二天线的存在。
5.如权利要求1所述的天线装置，该电感耦接于上述第二天线以及具有一地极电压的一地极之间，并且当上述第二天线不存在时输出该地极电压。
6.一种天线切换电路，该天线切换电路包括: 一天线检测电路，该天线检测电路包括用于检测一第一天线的一电感；以及 一切换控制电路，该切换控制电路耦接上述天线检测电路，一旦检测到上述第一天线即产生表示第一天线存在的一第一控制信号，并且根据上述第一控制信号而控制一控制器率禹接上述第一天线。
7.如权利要求6所述的天线切换电路，其中，该切换控制电路包括耦接上述电感的第一和第二晶体管，一旦检测到上述第一天线，该第二晶体管便产生一第二控制信号以及该第一晶体管便产生该第一控制信号，以及根据上述第二控制信号还控制上述控制器切断到一第二天线的耦接。
8.如权利要求6所述的天线切换电路，还包括一隔离电路，该隔离电路耦接于上述天线检测电路和上述切换控制电路之间，用以隔离上述天线检测电路和上述切换控制电路，并且在检测到上述第二天线时即触发上述切换控制电路以产生上述第一控制信号。
9.如权利要求6所述的天线切换电路，其中，该电感耦接于上述第一天线以及一地极之间，并且藉由上述第二天线检测到的信号而检测上述第一天线的存在。
10.如权利要求6所述的天线切换电路，该电感耦接于上述第一天线以及具有一地极电压的一地极之间， 并且当上述第二天线不存在时输出该地极电压。
全文摘要
一种天线装置和天线切换电路。该天线装置包括一第一天线、一第二天线装置、一切换控制电路以及一控制器；该第一天线用于传送射频信号；该第二天线装置包括一第二天线及用于检测该第二天线的一天线检测电路，该天线检测电路包括一电感；该切换控制电路耦接上述第二天线装置，一旦检测到上述第二天线即产生表示第二天线存在的一第一控制信号；该控制器耦接上述第一天线、上述天线检测电路以及上述切换控制电路，当收到上述第一控制信号时便切换耦接到上述第二天线。本发明可降低生产成本以及减少控制器或微处理器所消耗的功率。
文档编号H04B7/04GK103248409SQ20121002253
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月1日 优先权日2012年2月1日
发明者彭志翔, 陈保衡, 吕正雄 申请人:启碁科技股份有限公司