CN103259557B - 天线切换电路及其电子装置与其天线切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种天线切换电路及其电子装置与其天线切换方法。天线切换电路设置于电子装置内含内部天线、射频模块，天线切换电路包括外部天线连接器与至少一控制器。外部天线连接器具有独立接地端接收独立接地信号，且外部天线连接器电性连接外部天线。控制器具有第一射频端、第二射频端与至少一控制端。第一射频端电性连接至射频模块。第二射频端电性连接至内部天线。控制端侦测独立接地信号。当控制器通过控制端侦测独立接地信号未出现变化，则控制器将射频模块电性连接内部天线。且当控制器侦测独立接地信号出现变化，则将射频模块电性连接至外部天线。

Description

天线切换电路及其电子装置与其天线切换方法

【技术领域】

本发明是有关于一种天线切换电路，且特别是有关于与外部基座连接的一种天线切换电路及其电子装置与其天线切换方法。

【背景技术】

目前车载资通讯系统或工业计算机普遍采用基座以提高运算装置的便利性与效能。请参照图1。图1是现有电子装置连接基座的示意图。电子装置10包括一射频模块11、一内部天线12与一基座连接器13。所述基座连接器13为机械式基座连接器，其包括第一射频端13A、第二射频端13B与第三射频端13C。

当电子装置10尚未连接基座装置(未绘示于图1)时，第一射频端13A电性连接射频模块11，且第二射频端13B电性连接内部天线12。因此，射频模块11可经由电子装置10的内部天线12收发射频信号。

当电子装置10连接于基座装置时，第三射频端13C电性连接基座装置的外部天线22。因此，原本在射频模块11与内部天线12之间的电性连接断开，且射频模块11电性连接外部天线22。

图2是一种基座连接器未连接于基座的示意图。请参照图2。基座连接器13为一机械式基座连接器。当电子装置10尚未连接基座装置时，基座装置的顶针221并未实体接触至第三射频端13C。其中，第一射频端13A与第二射频端13B实体接触，且射频模块11电性连接内部天线12。

图3是一种基座连接器已连接至基座的示意图。当电子装置10连接基座装置时，基座装置的顶针221不仅实体接触第三射频端13C，且导致第一射频端13A与第二射频端13B的分离。因此，射频模块11与内部天线12之间电性不连接。经由基座连接器13以及顶针221，射频模块11电性连接外部天线22。

机械式基座连接器(基座连接器13)具有结构简单与容易使用的优点，但多次插拔后机械式基座连接器的可靠度(reliability)逐渐降低。且机械式基座连接器造成射频信号的传输功率的较高耗损。因此，如何设计具有较低传输功率耗损且可靠度稳定的基座连接器，确实为当前所属领域的重要课题。

【发明内容】

本发明提供一种天线切换电路。根据本发明一实施例，所述天线切换电路，设置于一电子装置内含一内部天线与一射频模块，所述天线切换电路包括一外部天线连接器与至少一控制器。外部天线连接器，具有一独立接地端，所述独立接地端接收一独立接地信号，且外部天线连接器用以电性连接一外部天线。另外，控制器具有一第一射频端、一第二射频端与至少一控制端，所述第一射频端电性连接至射频模块，所述第二射频端电性连接至内部天线，所述控制端侦测独立接地信号。此外，当所述控制器通过控制端侦测独立接地信号未出现变化，则所述控制器将射频模块电性连接内部天线，且当所述控制器侦测独立接地信号出现变化，则所述控制器将射频模块电性连接至外部天线。

本发明提供一种电子装置。根据本发明一实施例，所述电子装置内含一天线切换电路、一内部天线与一射频模块，所述天线切换电路包括一外部天线连接器与至少一控制器。外部天线连接器，具有一独立接地端，所述独立接地端接收一独立接地信号，且外部天线连接器用以电性连接一外部天线。另外，控制器具有一第一射频端、一第二射频端与至少一控制端，所述第一射频端电性连接至射频模块，所述第二射频端电性连接至内部天线，所述控制端侦测独立接地信号。此外，当所述控制器通过控制端侦测独立接地信号未出现变化，则所述控制器将射频模块电性连接内部天线，且当所述控制器侦测独立接地信号出现变化，则所述控制器将射频模块电性连接至外部天线。

本发明提供一种天线切换方法。根据本发明一实施例，所述天线切换方法适用于一电子装置，所述天线切换方法包括下列步骤：电性连接此电子装置中的一内部天线与一射频模块；侦测一独立接地信号；当所述独立接地信号出现变化，电性连接所述射频模块与一外部天线。

相较于现有技术，本发明的天线切换电路及其电子装置与其天线切换方法。利用电子式切换装置搭配基座系统的参考信号，可以在电子装置插入基座系统时，根据侦测外部天线连接器上的独立接地信号是否改变，来判断是否将射频模块由内部天线切换至外部天线。如此一来，可以降低外部天线连接器的成本，同时减少射频信号的路径耗损。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

【附图说明】

图1是现有电子装置连接基座的示意图。

图2是一种基座连接器未连接于基座的示意图。

图3是一种基座连接器已连接至基座的示意图。

图4是本发明第一实施例的电子装置方块图。

图5是本发明第二实施例的电子装置方块图。

图6是本发明第一实施例电子装置未连接基座装置的示意图。

图7是本发明第一实施例电子装置连接基座装置的示意图。

图8是本发明第三实施例的电子装置方块图。

图9是本发明第四实施例的电子装置示意图。

图10是本发明第五实施例天线切换方法的流程图。

【具体实施方式】

图4是本发明第一实施例的电子装置方块图。请参照图4，电子装置30可连接一基座装置20(或一基座系统20)。基座装置20包括连接器260与外部天线22。

电子装置30包括一天线切换电路31、射频模块311、内部天线312与一参考信号源35。

天线切换电路31包括一外部天线连接器313与一或多个控制器314。

内部天线312收发射频信号。射频模块311产生或处理射频信号。控制器314电性连接于外部天线连接器313。

参考信号源35具有一第一接地信号GND1。于本实施例中，第一接地信号GND1为电子装置30的一共享接地信号。

外部天线连接器313，具有一连接端点313A与一独立接地端313B。独立接地端313B具有一第二接地信号GND2。连接端点313A具有一第三接地信号GND3。外部天线连接器313用以电性连接基座装置20的外部天线22。于本实施例中，外部天线连接器313与参考信号源35未电性连接时，第三接地信号GND3预设为无信号，故连接端点313A视为未被施加任何信号。接下来，外部天线连接器313与参考信号源35电性连接后，连接端点313A与参考信号源35共享第一接地信号GND1。此时，第三接地信号GND3视为等同第一接地信号GND1。

其中，外部天线连接器313可为单一连接器(如图4所示)，或两个连接器315、316(如图5所示)，其中第一、第二连接器315、316皆为外部天线连接器。当电子装置30连接至基座装置20时，第一、第二连接器315、316可连接到基座装置20的连接器260。图5是本发明第二实施例的电子装置方块图。若外部天线连接器313为两个连接器(第一、第二连接器315、316)，则连接端点313A设于两个连接器中的一个(如图5中第一连接器315)，独立接地端313B设于两个连接器中的另一个(如图5中第二连接器316)。

控制器314具有一第一射频端314A、一第二射频端314B与至少一控制端314C。第一射频端314A电性连接至射频模块311。第二射频端314B可以电性连接至内部天线312。控制端314C可以侦测在独立接地端313B的第二接地信号GND2。

当电子装置30尚未连接至基座装置20时(如图4、6所示)，独立接地端313B的第二接地信号GND2具有一预设电位，例如为浮动信号(floatingsignal)电位。于本实施例中，所述预设电位为一独立接地信号。由于电子装置30尚未连接至基座装置20，第二接地信号GND2视为未出现变化。当控制器314通过控制端314C侦测并判断第二接地信号GND2未出现变化时，则射频模块311通过控制器314电性连接到内部天线312。

当电子装置30连接至基座装置20时，独立接地端313B经由基座装置20的连接器260(如图4、7所示)电性连接至连接端点313A。因此，独立接地端313B与连接端点313A共享第一接地信号GND1。其中，第二接地信号GND2视为等同第一接地信号GND1(且视为等同第三接地信号GND3)。同时，第二接地信号GND2视为被改变。当控制器314经由控制端314C侦测并判断第二接地信号GND2出现变化时，射频模块311通过控制器314电性连接外部天线22。另外，当所述控制器314侦测并判断第二接地信号GND2出现变化时，则通过控制器314截停(disconnect)射频模块311与内部天线312的电性连接。

以下将利用图6、7来详述第二接地信号GND2被改变的方式。图6是本发明第一实施例电子装置未连接基座装置的示意图。请参照图6，外部天线连接器313包括连接端点313A与独立接地端313B。当电子装置30尚未连接至基座装置20时，电子装置30的外部天线连接器313未接触基座装置20的连接器260，且连接端点313A与独立接地端313B非电性连接。同时，第二接地信号GND2视为未被改变。

图7是本发明第一实施例电子装置连接基座装置的示意图。当电子装置连接基座装置20时，电子装置30的外部天线连接器313接触基座装置20的连接器260，且独立接地端313B则经由基座装置20的连接器260与连接端点313A电性连接。其中，独立接地端313B的第二接地信号GND2视为等同第一接地信号GND1(且视为等同第三接地信号GND3)。同时，第二接地信号GND2视为被改变。

图8是根据本发明第三实施例的电子装置方块图。请同时参照图4与图8，图8提供图3的电子装置30的一种更详细实施方式。本实施例与第一实施例的差异不大。因此，以下大略描述本实施例与第一实施例的主要差异。

于本实施例中，电子装置40的控制器314包括切换单元41与感测单元42。切换单元41电性连接至第一射频端314A、第二射频端314B与外部天线连接器313。在本实施例中，切换单元41具有将射频模块311电性连接内部天线312或外部天线22的功能。

感测单元42电性连接至控制端314C与切换单元41。感测单元42具有侦测并判断第二接地信号GND2是否出现变化的功能。

当感测单元42侦测并判断第二接地信号GND2出现变化时，则感测单元42通知切换单元41。当切换单元41接收到感测单元42的通知(例如，通知信号或改变预设电位)后，射频模块311通过切换单元41电性连接至外部天线22。同时，切换单元41在接收到感测单元42的通知后，通过切换单元41截停射频模块311与内部天线312的电性连接。

图9是本发明第四实施例的电子装置示意图。本实施例与第一实施例的差异不大。因此，以下大略描述本实施例与第一实施例的主要差异。

请参照图9，电子装置50包括参考信号源35、天线切换电路51、射频模块511、内部天线512、切换单元52、参考信号源53、参考信号源55、电阻R1与电阻R2。

天线切换电路51包括一外部天线连接器513与一或多个控制器514。

参考信号源55、射频模块511与内部天线512的实施方式可以参照图4绘示的实施例的技术内容，射频模块511与内部天线512类似于射频模块311与内部天线312。控制器514电性连接至外部天线连接器513，并耦接至切换单元52。控制器514具有第一射频端514A、第二射频端514B、第一控制端514C与第二控制端514D。第一射频端514A、第二射频端514B分别电性连接至射频模块511与内部天线512。

当电子装置50插入基座装置20时，外部天线连接器513可以电性连接至外部天线22。外部天线连接器513具有一连接端点513A与一独立接地端513B，用来接收第二接地信号GND2，并可以将此第二接地信号GND2提供至切换单元52为参考信号(或作独立接地信号)IG1。外部天线连接器513的连接端点513A接收第三接地信号GND3。实际上，参考信号源35连接至外部天线连接器513，并提供第一接地信号GND1至连接端点513A，因此第三接地信号GND3与第一接地信号GND1相同。

参考信号源53例如为提供一电源或一参考信号的电路。参考信号源53电性连接至电阻R1的一端，而电阻R1的另一端电性连接至切换单元52的第一端T2，切换单元52的第二端接地T3。切换单元52的控制端T1电性连接至电阻R2的一端，电阻R2的另一端电性连接至参考信号源55。第一控制端514C与第二控制端514D分别电性连接至切换单元52的第一端T2与控制端T1，并分别侦测参考信号(或作独立接地信号)IG2与第二接地信号GND2。

当电子装置50没有插入基座装置20时，参考信号源55提供参考信号IG1至切换单元52的控制端T1，所以此时第二接地信号GND2为逻辑“高”电位。此时，第二接地信号GND2导通切换单元52，使得第一控制端514C接地，所此此时参考信号IG2为逻辑“低”电位。

如前所述，当电子装置50连接基座装置20时，连接器260将独立接地端513B与连接端点513A连接，因此导通第二接地信号GND2与第一接地信号GND1。同时，第二接地信号GND2将切换单元52的控制端T1接地，而第二接地信号GND2进一步断开切换单元52，因此第一控制端514C直接电性连接于参考信号源52，且参考信号IG2的电位被提高至逻辑“高”电位。

在本实施例中，当控制器514侦测到第二接地信号GND2为逻辑“高”电位且参考信号IG2为逻辑“低”电位时，控制器514致使射频模块511电性连接至内部天线512。相对地，当电子装置50已插入基座装置20时，如前所述，控制器514会侦测到第二接地信号GND2改变为逻辑“低”电位且参考信号IG2改变为逻辑“高”电位时，则此时控制器514致使射频模块511电性连接至外部天线22，并截停内部天线512与射频模块513的电性连接。

图10是本发明第五实施例天线切换方法的流程图。请同时参照图10与图4、图8或图9。所述天线切换方法适用于电子装置30、40或50，并包括下列步骤：电性连接此电子装置中的一内部天线与一射频模块(步骤610)；侦测此电子装置的一独立接地端上的一独立接地信号(步骤620)；当所述独立接地信号出现变化，电性连接所述射频模块与一外部天线(步骤630)。

在步骤630之后，所述天线切换方法还包括：当独立接地端上的独立接地信号出现变化，截停内部天线与射频模块的电性连接。

综上所述，本发明提出一种天线切换电路及其电子装置与其天线切换方法。利用电子式切换装置搭配基座系统的参考信号，可以在电子装置插入基座系统时，根据侦测外部天线连接器上的独立接地信号是否改变，来判断是否将射频模块由内部天线切换至外部天线。如此一来，可以降低外部天线连接器的成本，同时减少射频信号的路径耗损。

Claims (14)

1.一种天线切换电路，设置于一电子装置，该电子装置内含一内部天线与一射频模块以及一参考信号源，该参考信号源具有一第一接地信号，其特征在于，该天线切换电路包括：

一外部天线连接器，该外部天线连接器具有一独立接地端及一连接端点，该独立接地端接收一第二接地信号，该第二接地信号为一独立接地信号，该连接端点具有一第三接地信号，且该外部天线连接器用以电性连接一基座装置的连接器，当该外部天线连接器未电性连接到该基座装置的连接器时，该独立接地端与该连接端点未电性连接，当该外部天线连接器电性连接到该基座装置的连接器时，该独立接地端经该基座装置的连接器与该连接端点电性连接，该连接端点分享该第一接地信号，该第二接地信号及该第三接地信号等同该第一接地信号，该基座装置的连接器不使用机械式插拔方式；以及

至少一控制器，该控制器具有一第一射频端、一第二射频端与至少一控制端，该第一射频端电性连接至该射频模块，该第二射频端电性连接至该内部天线，该控制端侦测该独立接地信号；

其中，当该控制器通过该控制端侦测该独立接地信号未出现变化，则该控制器将该射频模块电性连接该内部天线，且当该控制器侦测该独立接地信号出现变化，则该控制器将该射频模块电性连接至该外部天线。

2.如权利要求1所述的天线切换电路，其特征在于，该外部天线设置于一基座系统。

3.如权利要求1所述的天线切换电路，其特征在于，当该控制器侦测该独立接地信号出现变化，则该控制器截停该射频模块与该内部天线的电性连接。

4.如权利要求1所述的天线切换电路，其特征在于，该控制器选择将该射频模块电性连接该内部天线或该外部天线的功能由一切换单元执行。

5.如权利要求1所述的天线切换电路，其特征在于，该控制器侦测该独立接地信号是否出现变化的功能由一感测单元执行。

6.如权利要求4所述的天线切换电路，其特征在于，该控制器侦测该独立接地信号是否出现变化的功能由一感测单元执行，且在该感测单元侦测该独立接地信号出现变化，则该感测单元通知该切换单元，该切换单元则于接收到该感测单元的通知后，该切换单元将该射频模块电性连接至该外部天线。

7.一种电子装置，内含一天线切换电路，其特征在于，该天线切换电路包括：

一内部天线；

一射频模块；

一参考信号源，具有一第一接地信号；

一外部天线连接器，该外部天线连接器具有一独立接地端及一连接端点，该独立接地端接收一第二接地信号，该第二接地信号为一独立接地信号，该连接端点具有一第三接地信号，且该外部天线连接器用以电性连接一基座装置的连接器，当该外部天线连接器未电性连接到该基座装置的连接器时，该独立接地端与该连接端点未电性连接，当该外部天线连接器电性连接到该基座装置的连接器时，该独立接地端经该基座装置的连接器与该连接端点电性连接，该连接端点分享该第一接地信号，该第二接地信号及该第三接地信号等同该第一接地信号，该基座装置的连接器不使用机械式插拔方式；

至少一控制器，该控制器具有一第一射频端、一第二射频端与至少一控制端，该第一射频端电性连接至该射频模块，该第二射频端电性连接至该内部天线，该控制端侦测该独立接地信号；

其中，当该控制器通过该控制端侦测该独立接地信号未出现变化，则该控制器将该射频模块电性连接该内部天线，且当该控制器侦测该独立接地信号出现变化，则该控制器将该射频模块电性连接至该外部天线。

8.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，该外部天线设置于一基座系统。

9.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，当该控制器侦测该独立接地信号出现变化，则该控制器截停该射频模块与该内部天线的电性连接。

10.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，该控制器选择将该射频模块电性连接该内部天线或该外部天线的功能一切换单元执行。

11.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，该控制器侦测该独立接地信号是否出现变化的功能由一感测单元执行。

12.如权利要求10所述的电子装置，其特征在于，该控制器侦测该独立接地信号是否出现变化的功能由一感测单元执行，且在该感测单元侦测该独立接地信号出现变化，则该感测单元通知该切换单元，该切换单元则于接收到该感测单元的通知后，该切换单元将该射频模块电性连接至该外部天线。

13.一种天线切换方法，应用于一如权利要求7-12中任一项所述的电子装置，其特征在于，该天线切换方法包括：

电性连接该电子装置中的一内部天线与一射频模块；

侦测一独立接地信号；

当该独立接地信号出现变化，电性连接该射频模块与一外部天线。

14.如权利要求13所述的天线切换方法，其特征在于，当该独立接地信号出现变化，截停该内部天线与该射频模块的电性连接。