具有关断状态电容减小的多掷天线开关的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]领域
[0002]本申请一般涉及电子电路的操作和设计，尤其涉及天线开关的操作和设计。
[0003]背景
[0004]常规多掷天线开关操作用于从天线接收具有各种功率电平的信号并且将这些信号引导至恰适的处理电路系统。由于处于关断状态的开关路径中出现的大电容，增加天线开关投掷数目导致在高频处有高插入损耗。此外，每个开关路径可能需要处置不同的信号功率电平；然而常规天线开关中的所有开关通常被设计成处置最高预期信号功率，因此增加了成本和电路尺寸。
[0005]相应地，公开了具有关断状态电容减小以实现低插入损耗、减小的电路尺寸和更低成本的多掷天线开关。
[0006]附图简述
[0007]通过参照以下结合附图考虑的描述，本文中所描述的以上方面将变得更易于明了，在附图中:
[0008]图1示出了常规多掷天线开关；
[0009]图2示出了新颖的多掷天线开关的示例性实施例；
[0010]图3不出了解说其相关联的关断状态电容的开关的不例性实施例；
[0011]图4示出了控制器的示例性实施例；
[0012]图5示出了用于操作具有多级以减小关断状态电容的天线开关的示例性方法；以及
[0013]图6示出了天线开关装置的示例性实施例。
[0014]详细描述
[0015]下面结合附图阐述的详细描述旨在作为对本发明的示例性实施例的描述，而非旨在代表可在其中实践本发明的仅有实施例。贯穿本描述使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或解说”，并且不应一定解释成优于或胜于其它示例性实施例。本具体实施例部分包括具体细节以提供对本发明的示例性实施例的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践本发明的示例性实施例。在一些实例中，公知的结构和设备以框图形式示出以免煙没本文中给出的示例性实施例的新颖性。图1示出了常规多掷天线开关100。天线开关100包括多个个体开关102，其中每个开关具有到天线104的连接。开关102的输出106连接到各种发射和接收电路(未示出)。
[0016]在操作期间，其中一个开关被启用或即“闭合”以启用天线104到其中一个发射/接收电路的连接。由于开关100的配置，所有个体开关102 —般被设计为处置该系统中的最尚功率。这意味着每个开关包括可能$父大且成本尚昂的尚击穿电压器件。进一步，当一开关被闭合时，剩余断开的开关提供关断状态电容。开关102的并联配置意味着这些断开的开关102的关断状态电容将会组合以形成出现在天线端口处的大电容值并且由此导致大插入损耗。
[0017]图2示出了新颖的多掷天线开关200的示例性实施例。例如，开关200适于用在无线设备中。开关200包括耦合到天线202的第一级开关224和耦合到第一级开关224的第二级开关226以形成连接到天线202的多个信号路径。例如，第一级开关224包括一个第一级开关群204，该第一级开关群204包括耦合到天线202的三个第一级开关(SW_CM1、SW_CM2、SW_CM3)。第二级开关226包括三个第二级开关群206、208和210，在每群中包括多个第二级开关。例如，群 206 包括开关(SW_CM1_1、SW_CM1_2、SW_CM1_3、SW_CM1_4)，群 208 包括开关(SW_CM2_1、SW_CM2_2、SW_CM2_3)，并且群 210 包括开关(SW_CM3_1、SW_CM3_2、Sff_CM3_3)。
[0018]第二级开关群206、208和210分别具有连接到各个发射和接收电路(未示出)的开关输出212、214和216。在示例性实施例中，第二级开关群206、208和210中的开关耦合到第一级开关群204中的开关，从而减小天线端口 228处的关断状态电容。应当注意，开关200可以配置成包括耦合到任何数目的第二级开关群的任何数目的第一级开关群。
[0019]提供了操作用于控制开关200的控制器218。控制器218从该无线设备处的另一实体(诸如基带处理器)接收天线控制信号220。在示例性实施例中，天线控制信号220由控制器218使用以生成四个控制信号，包括一个级I控制信号(Stagel_gl)和三个级2控制信号(Stage2_gl、Stage2_g2、和Stage2_g3)。如图2中解说的，这四个控制信号被连接成控制开关群204、206、208和210中的开关的操作。在示例性实施例中，每个控制信号包括多个控制位并且每个位被用来断开或闭合相应开关。控制器218可以配置成生成任何数目的控制信号以控制可能在开关200中使用的任何数目的开关群。
[0020]在操作期间，一个或多个第一级开关224和一个或多个第二级开关226被启用或即“闭合”以提供天线202与该无线设备处选定的发射/接收电路系统之间的一个或多个信号路径。由于开关200的配置，剩余的关断状态(或即断开)开关相组合以产生降低的电容值，从而导致开关200具有低插入损耗。例如，当第一级开关224和第二级开关226中的选定开关被闭合时，未连通的信号路径中剩余的断开的开关相组合以产生比图1中所示的常规多掷天线开关更低的关断状态电容。例如，若路径222中的开关SW_CM1和SW_CM1_1被闭合并且剩余的开关断开，则天线端口 228处的总关断状态电容可以从以下所示的电容A、B和C的并联组合(可以被表达为(A//B//C))来确定。
[0021]A.群206中的剩余非闭合开关(称为SW_CM1_XX)并联组合的电容
[0022]B.群208中的非闭合开关(称为SW_CM2_XX)并联组合的电容与第一级开关SW_CM2的电容串联组合。
[0023]C.第一级开关SW_CM3的电容与群210的非闭合开关(称为SW_CM3_XX)的电容串联组合。
[0024]以上的关断状态电容结果低于常规开关100，常规开关100具有等于[(n_l)*(SW_CMX_XX)]的关断状态电容，其中η等于天线端口处的开关投掷的总数。在各种示例性实施例中，开关200的配置可以被延展到具有更大数目的开关投掷的天线开关，诸如SP14T或者16Τ。
[0025]在示例性实施例中，第一级开关群204中的个体开关被设计为处置系统中的最高功率，这意味着第一级开关群204中的每个开关包括高击穿电压器件。然而，第二级开关群206、208和210既包括高击穿电压(高功率)器件也包括低击穿电压(低功率)器件，以实现提尚的效率。例如，第一级开关群206中的开关具有親合到尚功率?目号路径的输出212并且因此包括高击穿电压器件。然而，第二级开关群208、210中的开关具有耦合到低功率信号路径的输出214、216，并且因此这些开关包括低击穿电压器件以节省尺寸和成本。由此，开关200提供了减小的成本和电路尺寸，因为至少一个开关群(即，本示例中的群208和210)可以被配置成具有低击穿电压器件，这些低击穿电压器件与在常规天线开关中典型使用的更大器件相比具有更小尺寸和更低成本。应当注意，基于开关200形成的信号路径的预期信号功率，高击穿电压器件和低击穿电压器件的任何组合可以被利用以节省空间和降低成本。
[0026]因此，一般而言，开关200的总关断状态电容是从与多个开关分支的断开的开关相关联的电容的并联电容组合来确定的，其中每个开关分支包括第一级开关以及该第一级开关串联地连接到的所有第二级开关。例如，开关分支230包括第一级开关(SW_CM3)和第二级开关(SW_CM3_1、SW_CM3_2、SW_CM3_3)。由此，每个开关分支具有从其断开的开关确定的电容，并且该开关的总关断状态电容是从与所有开关分支相关联的电容的并联电容组合来确定的。
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