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    • 专利摘要:
    一種無線通訊裝置，包括第一天線、第二天線、開關、平衡至非平衡轉換器、收發模組及基頻模組。第一天線與第二天線用於收發訊號。開關包括第一連接端、第二連接端及控制端，第一連接端連接於第二天線，控制端用於接收控制訊號。開關根據控制訊號閉合或斷開第一連接端與第二連接端之間的連接。平衡至非平衡轉換器包括第一平衡端、第二平衡端及非平衡端。第一平衡端連接於第二連接端，第二平衡端連接於第一天線。收發模組連接於非平衡端。基頻模組連接於收發模組，用於傳送控制訊號至開關的控制端以控制開關的閉合與斷開。
    公开号:TW201322655A
    申请号:TW100145445
    申请日:2011-12-09
    公开日:2013-06-01
    发明作者:Ai-Ning Song；guo-hui Peng
    申请人:Hon Hai Prec Ind Co Ltd；
    IPC主号:H04B1-00
    专利说明:
    無線通訊裝置
    本發明涉及無線通訊領域，尤其涉及一種無線通訊裝置。
    圖3為傳統無線通訊裝置的示意圖。傳統無線通訊裝置包括第一天線10a、第二天線20a、單刀雙擲開關30a、收發模組50a及基頻模組60a。其中第一天線10a為主天線，第二天線20a為備選天線。當無線通訊裝置剛開始發送訊號時，無線通訊裝置先切換至第一天線10a，即：基頻模組60a傳送控制訊號至單刀雙擲開關30a，以控制單刀雙擲開關30a連接第一天線10a與收發模組50a。此時，若發現第一天線10a接收的訊號品質不好，則無線通訊裝置再切換至第二天線20a，即：基頻模組60a傳送控制訊號至單刀雙擲開關30a以控制單刀雙擲開關30a連接第二天線20a與收發模組50a。
    由於無線通訊裝置切換至第二天線20a之前並不知道第二天線20a所接收的訊號品質的好壞，所以第二天線20a所接收的訊號品質可能比第一天線10a更糟。這樣，無線通訊裝置又需要重新切換至第一天線10a。
    因此，傳統無線通訊裝置需要頻繁的切換第一天線與第二天線，非常麻煩，且會損失輸送量（Throughput）。
    有鑑於此，有必要提供一種無線通訊裝置，可在單天線與雙天線之間進行切換，避免頻繁切換天線造成的不利影響。
    本發明實施方式中提供的無線通訊裝置，包括第一天線、第二天線、開關、平衡至非平衡轉換器、收發模組及基頻模組。第一天線用於收發訊號。第二天線用於收發訊號。開關包括第一連接端、第二連接端及控制端。該第一連接端連接於該第二天線，該控制端用於接收控制訊號，該開關根據該控制訊號閉合或斷開該第一連接端與該第二連接端之間的連接。平衡至非平衡轉換器包括第一平衡端、第二平衡端及非平衡端，該第一平衡端連接於該第二連接端，該第二平衡端連接於該第一天線。收發模組連接於該非平衡端。基頻模組連接於該收發模組，用於傳送該控制訊號至該開關的控制端以控制該開關的閉合與斷開。
    優選地，當該第一天線與該第二天線用於接收訊號且該基頻模組控制該開關閉合時，該平衡至非平衡轉換器將來自於該第一天線與該第二天線的兩路訊號轉化為單路訊號並將該單路訊號傳送至該收發模組，該收發模組將該單路訊號進行降頻並將降頻後的訊號傳送至該基頻模組，該基頻模組將該降頻後的訊號進行解調。
    優選地，當該第一天線與該第二天線用於發送訊號且該基頻模組控制該開關閉合時，該基頻模組將要發送的訊號進行調變並將調變後的訊號傳送至該收發模組，該收發模組將該調變後的訊號進行升頻並將升頻後的訊號傳送至該平衡至非平衡轉換器，該平衡至非平衡轉換器將該升頻後的訊號轉化為兩路訊號，並藉由該第一天線與該第二天線將兩路訊號發送出去。
    優選地，當該第一天線用於接收訊號且該基頻模組控制該開關斷開時，該平衡至非平衡轉換器將來自於該第一天線的單路訊號傳送至該收發模組，該收發模組將該單路訊號進行降頻並將降頻後的訊號傳送至該基頻模組，該基頻模組將該降頻後的訊號進行解調。
    優選地，當該第一天線用於發送訊號且該基頻模組控制該開關斷開時，該基頻模組將要發送的訊號進行調變並將調變後的訊號傳送至該收發模組，該收發模組將該調變後的訊號進行升頻並將升頻後的訊號傳送至該平衡至非平衡轉換器，該平衡至非平衡轉換器將該升頻後的訊號傳送至該第一天線，該第一天線將升頻後的訊號發送出去。
    優選地，該開關為PIN二極體開關，包括第一電容、第二電容、第一電感及二極體。該第一電容的一端作為該第一連接端連接該第二天線。該第二電容的一端連接於該第一電容的另一端，該第二電容的另一端作為該第二連接端連接該平衡至非平衡轉換器。該第一電感的一端連接於該第一電容與該第二電容的連接處，該第一電感的另一端作為該控制端接收該控制訊號。該二極體的正極連接於該第一電容、該第二電容及該第一電感三者的連接處，該二極體的負極接地。當該控制訊號為高電平訊號時，該二極體導通接地，相應地，該第一連接端與該第二連接端斷開；當該控制訊號為低電平訊號時，該二極體截止，相應地，該第一連接端與該第二連接端閉合。
    優選地，該平衡至非平衡轉換器包括第三電容、第四電容、第二電感、第五電容、第六電容及第三電感。該第三電容的一端作為該第一平衡端連接該開關的第二連接端。該第四電容的一端連接於該第三電容的另一端。該第二電感的一端連接於該第三電容與該第四電容的連接處，該第二電感的另一端接地。該第五電容的一端作為該第二平衡端連接該第一天線。該第三電感的一端連接於該第二天線與該第五電容的連接處，該第三電感的另一端連接於該第四電容的另一端。該第六電容的一端連接於該第三電感與該第四電容的連接處，該第六電容的另一端接地。該第三電感、該第六電容及該第四電容三者的連接處作為該非平衡端連接該收發模組。
    優選地，該基頻模組根據該第一天線與該第二天線的相位差傳送該控制訊號至該開關以控制該開關的閉合與斷開。
    優選地，當該第一天線與該第二天線之間的相位差介於90-180度之間時，該基頻模組控制該開關閉合；當該第一天線與該第二天線之間的相位差介於0-90度之間時，該基頻模組控制該開關斷開。
    優選地，該無線通訊裝置有最大輸入水準，該基頻模組還用於根據該第一天線與該第二天線的接收訊號強度指示與該最大輸入水準的比較結果傳送該控制訊號至該開關以控制該開關的閉合與斷開。
    藉由以下對具體實施方式詳細的描述結合附圖，將可輕易的瞭解上述內容及此項發明之諸多優點。
    圖1為本發明無線通訊裝置一實施方式的示意圖。在本實施方式中，無線通訊裝置可為平板電腦（Tablet computer）、移動網際網路設備（Mobile Internet Device，MID）、智慧手機（Smart Phone）等。
    在本實施方式中，無線通訊裝置包括第一天線10、第二天線20、開關30、平衡至非平衡轉換器（Balun）40、收發模組50及基頻模組60。其中，收發模組50可為收發器（Transceiver），基頻模組60可為基頻晶片（Baseband IC）。第一天線10與第二天線20用於收發訊號。
    開關30包括第一連接端31、第二連接端32及控制端33。其中，第一連接端31連接於第二天線20，第二連接端32連接於平衡至非平衡轉換器40，控制端33用於接收控制訊號。開關30根據控制端33所接收的控制訊號閉合或斷開第一連接端31與第二連接端32之間的連接。
    平衡至非平衡轉換器40包括第一平衡端41、第二平衡端42及非平衡端43。第一平衡端41連接於開關30的第二連接端32，第二平衡端42連接於第一天線10，非平衡端43連接於收發模組50。
    收發模組50連接於平衡至非平衡轉換器40的非平衡端43與基頻模組60之間。基頻模組60連接於收發模組50，用於傳送控制訊號至開關30的控制端33以控制開關30的閉合與斷開。
    在本發明第一實施方式中，當第一天線10與第二天線20用於接收訊號且基頻模組60控制開關30閉合時，平衡至非平衡轉換器40將來自於第一天線10與第二天線20的兩路訊號轉化為單路訊號並將單路訊號傳送至收發模組50，收發模組50將單路訊號進行降頻並將降頻後的訊號傳送至基頻模組60，基頻模組60再將降頻後的訊號進行解調。
    在本發明第二實施方式中，當第一天線10與第二天線20用於發送訊號且基頻模組60控制開關30閉合時，基頻模組60將要發送的訊號進行調變並將調變後的訊號傳送至收發模組50，收發模組50將調變後的訊號進行升頻並將升頻後的訊號傳送至平衡至非平衡轉換器40，平衡至非平衡轉換器40將升頻後的訊號轉化為兩路訊號，並藉由第一天線10與第二天線20將兩路訊號發送出去。
    在本發明第三實施方式中，當第一天線10用於接收訊號且基頻模組60控制開關30斷開時，平衡至非平衡轉換器40將來自於第一天線10的單路訊號傳送至收發模組50，收發模組50將單路訊號進行降頻並將降頻後的訊號傳送至基頻模組60，基頻模組60再將降頻後的訊號進行解調。
    在本發明第四實施方式中，當第一天線10用於發送訊號且基頻模組60控制開關30斷開時，基頻模組60將要發送的訊號進行調變並將調變後的訊號傳送至收發模組50，收發模組50將調變後的訊號進行升頻並將升頻後的訊號傳送至平衡至非平衡轉換器40，平衡至非平衡轉換器40將該升頻後的訊號傳送至第一天線10，第一天線10再將升頻後的訊號發送出去。
    按照天線的通訊原理，在本發明無線通訊裝置中，若第一天線10與第二天線20之間的相位差介於90-180度之間，則第一天線10與第二天線20同時接收訊號會使訊號強度增大，此時基頻模組60控制開關30閉合以使第一天線10與第二天線20同時接收訊號比較好。若第一天線10與第二天線20之間的相位差介於0-90度之間，則第一天線10與第二天線20同時接收訊號會使訊號強度削弱甚至可能發生訊號抵消，此時基頻模組60控制開關30斷開，僅採用第一天線10接收訊號比較好。
    在本實施方式中，根據無線通訊裝置符合的無線通訊協定以及工作的頻率，無線通訊裝置有一個最大輸入水準（Maximum Input Level）。例如：若無線通訊裝置符合IEEE 802.11b且工作於1MHz或2MHz，則這個最大輸入水準為-4dBm；若無線通訊裝置符合IEEE 802.11b且工作於5.5MHz或11MHz，則這個最大輸入水準為-10dBm；若無線通訊裝置符合IEEE 802.11n且工作於2.4GHz，則這個最大輸入水準為-20dBm；若無線通訊裝置符合IEEE 802.11a/n且工作於5GHz，則這個最大輸入水準為-30dBm。
    雖然從天線的通訊原理上來講，基頻模組60根據第一天線10與第二天線20之間的相位差來控制開關30的斷開或閉合比較準確，但是在實際通訊過程中，基頻模組60不容易確定第一天線10與第二天線20之間的相位差，卻非常容易確定第一天線10與第二天線20的接收訊號強度指示（Received Signal Strength Indication，RSSI）。而且，基頻模組60可以從第一天線10與第二天線20的RSSI與最大輸入水準的比較結果反推出第一天線10與第二天線20之間的相位差。因此，在本實施例中，基頻模組60可以根據第一天線10與第二天線20的RSSI與最大輸入水準的比較結果傳送控制訊號至開關30的控制端33以控制開關30的閉合與斷開。
    在本實施例中，假設第一天線10單獨接收訊號的強度為RSSI_Ant1，第一天線10與第二天線20同時接收訊號的強度為RSSI_Ant1&Ant2。如果RSSI_Ant1&Ant2>RSSI_Ant1>最大輸入水準，那麼RSSI_Ant1更有利於傳送訊號，即第一天線10與第二天線20之間的相位差可能介於0-90度之間，相應地，基頻模組60控制開關30斷開，只使用第一天線10接收或傳送訊號。
    如果RSSI_Ant1&Ant2>最大輸入水準>RSSI_Ant1，那麼RSSI_Ant1更有利於傳送訊號，即第一天線10與第二天線20之間的相位差可能介於0-90度之間，相應地，基頻模組60控制開關30斷開，只使用第一天線10接收或傳送訊號。
    如果最大輸入水準>RSSI_Ant1&Ant2>RSSI_Ant1，那麼RSSI_Ant1&Ant2更有利於傳送訊號，即第一天線10與第二天線20之間的相位差可能介於90-180度之間，相應地，基頻模組60控制開關30閉合，同時使用第一天線10與第二天線20接收或傳送訊號。
    舉例來講，假設無線通訊裝置符合IEEE 802.11b且工作於1MHz，對應的最大輸入水準為-4dBm，RSSI_Ant1等於-53dBm，RSSI_Ant1&Ant2等於-50dBm。此時最大輸入水準（-4dBm）> RSSI_Ant1&Ant2（-50）> RSSI_Ant1（-53dBm），故，RSSI_Ant1&Ant2更有利於傳送訊號，相應地，基頻模組60控制開關30閉合，同時使用第一天線10與第二天線20接收或傳送訊號。
    應當注意的是，本發明並不局限於根據第一天線10與第二天線20的RSSI與最大輸入水準的比較結果來控制開關30的閉合與斷開，在其它實施例中，基頻模組60還可根據其它通訊參數來反推第一天線10與第二天線20之間的相位差，進而根據其它的通訊參數來控制開關30的閉合與斷開。
    另外，還應當注意的是，設計第一天線10與第二天線20時，需要保持第一天線10與第二天線20之間距離大於所輻射訊號波長的二分之一，這樣做的目的是為了使第一天線10與第二天線20所接收的訊號相位差180度創造有利條件。
    在現有技術中，平衡至非平衡轉換器的非平衡端一般連接於天線側，兩個平衡端則連接於收發模組側。與現有技術相比，本發明採用平衡至非平衡轉換器40反接的方式，即：第一平衡端41、第二平衡端42連接於第二天線20與第一天線10側，非平衡端43則連接於收發模組50側。這樣就可以將來自第一天線10與第二天線20的兩路訊號轉化為單路訊號，當兩路訊號相位差接近180度的時候，促使訊號增強，且避免頻繁切換天線的問題。
    此外，與現有技術相比，本發明無線通訊裝置任何時間段都有至少一個天線（即第一天線10）處於通路狀態，可在單天線與雙天線之間進行切換，避免頻繁切換天線造成的不利影響。
    圖2為本發明無線通訊裝置中開關30與平衡至非平衡轉換器40一實施方式的電路圖。應當注意的是，圖2中開關30與平衡至非平衡轉換器40是本發明具體實施例的一種，本發明並不局域於此，採用其它的開關30與平衡至非平衡轉換器40亦可達成本發明的效果。
    在本實施方式中，開關30為PIN二極體開關（PIN Diode Switch），其包括第一電容C1、第二電容C2、第一電感L1及二極體D1。第一電容C1的一端作為開關30的第一連接端31連接第二天線20。第二電容C2的一端連接於第一電容C1的另一端，第二電容C2的另一端作為開關30的第二連接端32連接平衡至非平衡轉換器40。
    第一電感L1的一端連接於第一電容C1與第二電容C2的連接處，第一電感L1的另一端作為開關30的控制端33接收控制訊號Vcont。
    二極體D1的正極連接於第一電容C1與第二電容C2的連接處，二極體D1的負極接地。在本實施例中，當控制訊號Vcont為高電平訊號時，二極體D1導通接地，相應地，開關30的第一連接端31與第二連接端32斷開。當控制訊號Vcont為低電平訊號時，二極體D1截止，相應地，開關30的第一連接端31與第二連接端32閉合。
    在本實施例的開關30中，第一電感L1用於阻斷高頻訊號，達到控制邏輯切換的目的。第一電容C1與第二電容C2用於阻隔直流訊號，以使射頻訊號可以通過。這樣可以避免當第一天線10與第二天線20接收的訊號同相且訊號強度相近時，會導致訊號抵消的問題。
    在本實施方式中，平衡至非平衡轉換器40包括第三電容C3、第四電容C4、第二電感L2、第五電容C5、第六電容C6、第三電感L3。第三電容C3的一端作為平衡至非平衡轉換器40的第一平衡端41連接開關30的第二連接端32。第四電容C4的一端連接於第三電容C3的另一端。第二電感L2的一端連接於第三電容C3與第四電容C4的連接處，第二電感L2的另一端接地。
    第五電容C5的一端作為平衡至非平衡轉換器40的第二平衡端42連接第一天線10。第三電感L3的一端連接於第一天線10與第五電容C5的連接處，第三電感L3的另一端連接於第四電容C4的另一端。第六電容C6的一端連接於第三電感L3的與第四電容C4的連接處，第六電容C6的另一端接地。第三電感L3、第六電容C6及第四電容C4三者的連接處作為平衡至非平衡轉換器40的非平衡端43連接收發模組50。
    在本實施例中，第三電容C3、第四電容C4、第二電感L2的組合可以將第二天線20所接收的訊號相位前置90度。第五電容C5、第六電容C6、第三電感L3的組合可以將第一天線10所接收的訊號相位推後90度。這樣有利於平衡至非平衡轉換器40將第一天線10與第二天線20所接收的兩路訊號合併為一路訊號，使訊號強度增強。
    因此，本實施方式中無線通訊裝置藉由開關30與平衡至非平衡轉換器40在單天線（第一天線10）與雙天線（第一天線10與第二天線20）之間進行切換，避免頻繁切換天線造成的不利影響。
    綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。
    10、10a．．．第一天線
    20、20a．．．第二天線
    30．．．開關
    30a．．．單刀雙擲開關
    31．．．第一連接端
    32．．．第二連接端
    33．．．控制端
    40．．．平衡至非平衡轉換器
    41．．．第一平衡端
    42．．．第二平衡端
    43．．．非平衡端
    50、50a．．．收發模組
    60、60a．．．基頻模組
    C1．．．第一電容
    C2．．．第二電容
    C3．．．第三電容
    C4．．．第四電容
    C5．．．第五電容
    C6．．．第六電容
    D1．．．二極體
    L1．．．第一電感
    L2．．．第二電感
    L3．．．第三電感
    圖1為本發明無線通訊裝置一實施方式的示意圖。
    圖2為本發明無線通訊裝置中開關與平衡至非平衡轉換器一實施方式的電路圖。
    圖3為傳統無線通訊裝置的示意圖。
    10．．．第一天線
    20．．．第二天線
    30．．．開關
    31．．．第一連接端
    32．．．第二連接端
    33．．．控制端
    40．．．平衡至非平衡轉換器
    41．．．第一平衡端
    42．．．第二平衡端
    43．．．非平衡端
    50．．．收發模組
    60．．．基頻模組
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] 一種無線通訊裝置，包括：第一天線，用於收發訊號；第二天線，用於收發訊號；開關，包括第一連接端、第二連接端及控制端，該第一連接端連接於該第二天線，該控制端用於接收控制訊號，該開關根據該控制訊號閉合或斷開該第一連接端與該第二連接端之間的連接；平衡至非平衡轉換器，包括第一平衡端、第二平衡端及非平衡端，該第一平衡端連接於該開關的第二連接端，該第二平衡端連接於該第一天線；收發模組，連接於該非平衡端；及基頻模組，連接於該收發模組，用於傳送該控制訊號至該開關的控制端以控制該開關的閉合與斷開。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中當該第一天線與該第二天線用於接收訊號且該基頻模組控制該開關閉合時，該平衡至非平衡轉換器將來自於該第一天線與該第二天線的兩路訊號轉化為單路訊號並將該單路訊號傳送至該收發模組，該收發模組將該單路訊號進行降頻並將降頻後的訊號傳送至該基頻模組，該基頻模組將該降頻後的訊號進行解調。
    [3] 如申請專利範圍第2項所述之無線通訊裝置，其中當該第一天線與該第二天線用於發送訊號且該基頻模組控制該開關閉合時，該基頻模組將要發送的訊號進行調變並將調變後的訊號傳送至該收發模組，該收發模組將該調變後的訊號進行升頻並將升頻後的訊號傳送至該平衡至非平衡轉換器，該平衡至非平衡轉換器將該升頻後的訊號轉化為兩路訊號，並藉由該第一天線與該第二天線將兩路訊號發送出去。
    [4] 如申請專利範圍第3項所述之無線通訊裝置，其中當該第一天線用於接收訊號且該基頻模組控制該開關斷開時，該平衡至非平衡轉換器將來自於該第一天線的單路訊號傳送至該收發模組，該收發模組將該單路訊號進行降頻並將降頻後的訊號傳送至該基頻模組，該基頻模組將該降頻後的訊號進行解調。
    [5] 如申請專利範圍第4項所述之無線通訊裝置，其中當該第一天線用於發送訊號且該基頻模組控制該開關斷開時，該基頻模組將要發送的訊號進行調變並將調變後的訊號傳送至該收發模組，該收發模組將該調變後的訊號進行升頻並將升頻後的訊號傳送至該平衡至非平衡轉換器，該平衡至非平衡轉換器將該升頻後的訊號傳送至該第一天線，該第一天線將該升頻後的訊號發送出去。
    [6] 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中該開關包括：第一電容，該第一電容的一端作為該第一連接端連接於該第二天線；第二電容，該第二電容的一端連接於該第一電容的另一端，該第二電容的另一端作為該第二連接端連接該平衡至非平衡轉換器；第一電感，該第一電感的一端連接於該第一電容與該第二電容的連接處，該第一電感的另一端作為該控制端接收該控制訊號；及二極體，該二極體的正極連接於該第一電容、該第二電容及該第一電感三者的連接處，該二極體的負極接地；其中，當該控制訊號為高電平訊號時，該二極體導通接地，相應地，該第一連接端與該第二連接端斷開；當該控制訊號為低電平訊號時，該二極體截止，相應地，該第一連接端與該第二連接端閉合。
    [7] 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中該平衡至非平衡轉換器包括：第三電容，該第三電容的一端作為該第一平衡端連接該開關的第二連接端；第四電容，該第四電容的一端連接於該第三電容的另一端；第二電感，該第二電感的一端連接於該第三電容與該第四電容的連接處，該第二電感的另一端接地；第五電容，該第五電容的一端作為該第二平衡端連接該第一天線；第三電感，該第三電感的一端連接於該第二天線與該第五電容的連接處，該第三電感的另一端連接於該第四電容的另一端；第六電容，該第六電容的一端連接於該第三電感與該第四電容的連接處，該第六電容的另一端接地，該第三電感、該第六電容及該第四電容三者的連接處作為該非平衡端連接該收發模組。
    [8] 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中該基頻模組根據該第一天線與該第二天線的相位差傳送該控制訊號至該開關以控制該開關的閉合與斷開。
    [9] 如申請專利範圍第8項所述之無線通訊裝置，其中當該第一天線與該第二天線之間的相位差介於90-180度之間時，該基頻模組控制該開關閉合；當該第一天線與該第二天線之間的相位差介於0-90度之間時，該基頻模組控制該開關斷開。
    [10] 如申請專利範圍第9項所述之無線通訊裝置，其中該無線通訊裝置有最大輸入水準，該基頻模組還用於根據該第一天線與該第二天線的接收訊號強度指示與該最大輸入水準的比較結果傳送該控制訊號至該開關以控制該開關的閉合與斷開。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    TWI478511B|2015-03-21|無線通訊裝置
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    CN201110371149.7A|CN103124186B|2011-11-21|2011-11-21|无线通信装置|
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