CN202759019U - 天线系统和无线网关设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天线系统和无线网关设备，所述天线系统包括一天线、一天线接口、一第一射频开关和一第二射频开关；所述第一射频开关和第二射频开关均包括一第一端、一第二端和一第三端；所述第一射频开关的第二端电连接所述天线，所述第一射频开关的第三端电连接所述天线接口，所述第一射频开关的第一端与所述第二射频开关的第一端电连接；所述第二射频开关的第二端用于将接收的一待发送射频信号传输至所述第一射频开关的第一端，所述第二射频开关的第三端用于输出所述第一射频开关的第一端输出的射频信号。本实用新型还公开了一种使用上述天线系统的无线网关设备。本实用新型可以实现内置天线与外置天线的完美共存并满足不同客户群的要求。

Description

天线系统和无线网关设备

技术领域

本实用新型涉及一种天线系统和无线网关设备，特别是涉及一种适用于WIFI（wireless-fidelity，无线保真度）的天线系统和无线网关设备。

背景技术

随着笔记本电脑、手机、平板电脑对WIFI的支持越来越多，用户对通过WIFI上网的需求也越来越依赖，家庭网关产品支持WIFI的趋势是必然的，随着人们对家庭网关产品外观的要求越来越高，内置WIFI天线目前已成为主流设计。

然而内置天线在提升审美观的同时由于受到板子、外壳等影响、在性能上不如同规格的外置天线，另外一旦选定了内置天线就固定了增益、方向性等用户关注比较多的参数；而且WIFI的发射功率一旦出厂固定下来后，是不允许用户随意更改的，后面留给用户的只有通过改变天线增益来改变需求。

虽然内置天线可以满足大部分用户的需求，但有些客户还是需求更大的覆盖范围（比如大面积的房屋或者小型办公室），或者在固定某个方向上WIFI的信号更强（比如上下两层空间）。所以现有的内置天线极大的限制了用户对天线参数的选择和要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中内置天线不能覆盖不同用户对WIFI的各种要求的缺陷，提供一种天线系统和无线网关设备，通过提供天线接口以及射频开关，在实现满足普通用户的同时，其他用户通过在天线接口接入外置天线，从而实现特殊用户的特殊要求。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供了一种天线系统，其特点是，所述天线系统包括一天线、用于接入外界的天线的一天线接口、一第一射频开关和一第二射频开关；

其中所述第一射频开关和第二射频开关均包括一第一端、一第二端和一第三端；所述第一射频开关和第二射频开关分别基于一第一电平控制信号在第一端和第二端之间建立导电通路、或者分别基于一第二电平控制信号在第一端和第三端之间建立导电通路；

所述第一射频开关的第二端电连接所述天线，所述第一射频开关的第三端电连接所述天线接口，所述第一射频开关的第一端与所述第二射频开关的第一端电连接；

所述第二射频开关的第二端用于将接收的一待发送射频信号传输至所述第一射频开关的第一端，所述第二射频开关的第三端用于输出所述第一射频开关的第一端输出的射频信号。

由于天线接口用于接入外部的天线，所以本实用新型中通过所述第一射频开关来切换接入至所述第二射频开关的天线或外部天线，其中在任意一个时间点内，接入所述第二射频开关的天线只有一个，所述第二射频开关用于切换接入所述第二射频开关的天线的功能，即利用接入所述第二射频开关的天线发送射频信号，或者利用接入所述第二射频开关的天线从外界接收射频信号。

所以本实用新型中允许用户自由地设置接入的天线的参数，从而在预设的天线无法满足用户需要时，用户可以加入参数满足要求的外部的天线。

较佳地，所述第一电平控制信号和第二电平控制信号为一高电平信号或一低电平信号。

较佳地，所述第一射频开关和第二射频开关均为NEC公司（日本电气股份有限公司）的μPG2179芯片。

优选地，所述μPG2179芯片的一电压控制端接入所述第一电平控制信号或第二电平控制信号，所述μPG2179芯片的另一电压控制端接入反相后的所述第一电平控制信号或第二电平控制信号。

本实用新型中μPG2179芯片中控制导电通路切换的两个电平控制端之间的信号是互为非的关系。

优选地，所述天线和所述外界的天线均为2.4GHz的天线。

较佳地，所述天线接口为SMA接口（SubMiniature version A接口，一种的微波高频连接器）或TNC接口（threaded Neill-Concelman接口，一种的微波高频连接器）。

本实用新型还提供了一种无线网关设备，其特点是，使用如上所述的天线系统。

较佳地，所述无线网关设备还包括一附加天线，所述附加天线与所述无线系统的天线接口电连接。

优选地，所述附加天线为2.4GHz的天线。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型的天线系统和无线网关设备，通过提供天线接口以及射频开关，既可以简单实现内置天线与外置天线的完美共存，灵活的内外置天线切换可以满足不同客户群的要求，也可以作为新增功能或者卖点。

而且使用标准的SMA接口或TNC接口等可拆卸地接入的外置天线相比内置天线就有了更多的灵活性，用户可以根据自己的需求选择使用产品自带的内置天线，还是使用高增益的外置天线等。

附图说明

图1为本实用新型的天线系统的较佳实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

本实施例中利用两个μPG2179芯片来控制内置天线和外置天线之间的切换。

其中如图1所示，本实施例的天线系统包括μPG2179芯片U1、μPG2179芯片U2、一天线ANT1、一天线接口U3。

其中所述μPG2179芯片包括一INPUT端、一OUTPUT1端、一OUTPUT2端、一Vcont1端和一Vcont2端。

所述Vcont1端和Vcont2端用于控制INPUT端和OUTPUT1端之间或者所述INPUT端和OUTPUT2端之间的导通。

即当Vcont1端为低电平，Vcont2端为高电平时，所述INPUT端和OUTPUT1端之间导通，所述INPUT端和OUTPUT2端之间断开。

当Vcont1端为高电平，Vcont2端为低电平时，所述INPUT端和OUTPUT1端之间断开，所述INPUT端和OUTPUT2端之间导通。

具体所述μPG2179芯片的具体逻辑和工作方式可以参考NEC公司的μPG2179芯片的产品说明书，此处就不再详细赘述。

本实施例中所述μPG2179芯片U1的OUTPUT1端接外部设备中CPU（中央处理器）的射频发射端TX_OUT_FROM_CPU，μPG2179芯片U1的OUTPUT2端接所述CPU的射频接收端RX_IN_TO_CPU，μPG2179芯片U1的INPUT端与μPG2179芯片U2的INPUT端电连接。

所述μPG2179芯片U2的OUTPUT1端接天线ANT1，本实施例中所述天线ANT1为内置天线。所述μPG2179芯片U2的OUTPUT2端接天线接口U3。所述天线接口U3与一外置天线ANT2电连接，本实施例中所述天线接口U3为SMA接口与外置天线ANT2电连接，所以本实施例中所有具有SMA接头的天线均可以连接至所述天线接口U3。

此外，所述天线接口U3还可以是TNC接口等，从而可以适用于接入具有不同连接头的天线。

其中所述天线ANT1和外置天线ANT2均为适用于WIFI通信的2.4GHz的天线。

本实施例中所述μPG2179芯片U1的Vcont1端连接一TRN端，所述μPG2179芯片U1的Vcont2端连接一TRNB端，所述TRN端和TRNB端均来自所述CPU的控制端，而且本实施例中为了满足所述Vcont1端和Vcont2端的非关系，所述TRN端和TRNB端中的电平信号是反相的。

同样所述μPG2179芯片U2的Vcont1端连接一GPIO1端，所述μPG2179芯片U2的Vcont2端连接一GPIO2端，所述GPIO1端和GPIO2端也均来自所述CPU的控制端，所述GPIO1端和GPIO2端中的电平信号是反相的。

具体的说，本实施例中所述TRN端和TRNB端的电平控制信号为来自CPU中WIFI驱动，所述GPIO1端和GPIO2端的电平控制信号则可以通过CPU中预设的程序来控制。

本实施例的天线系统的工作流程如下所述：

流程1、当需要切换至天线ANT1发射射频信号时，CPU将TRN端置为低电平，将TRNB置为高电平，此时所述μPG2179芯片U1的OUTPUT1端和INPUT端之间导通，所述INPUT端和OUTPUT2端之间断开。此时射频发射端TX_OUT_FROM_CPU通过所述μPG2179芯片U1的OUTPUT1端和INPUT端之间的导电通路输出至所述μPG2179芯片U2的INPUT端。

然后，CPU将GPIO1端置为低电平，将GPIO2置为高电平，此时所述μPG2179芯片U2的OUTPUT1端和INPUT端之间导通，所述INPUT端和OUTPUT2端之间断开。此时所述μPG2179芯片U2的INPUT端处的射频信号通过所述μPG2179芯片U2的OUTPUT1端和INPUT端之间的导电通路传输至所述天线ANT1。

最后，所述天线ANT将所述射频信号发送至外部空间中。

流程2、当需要切换至通过天线ANT1接收射频信号时，此时所述μPG2179芯片U2中形成的导电通路与流程1中所述μPG2179芯片U2中形成的导电通路是相同的，所以此处不再赘述。

所以天线ANT1接收的射频信号通过所述μPG2179芯片U2的OUTPUT1端输出至INPUT端。

本流程中CPU将TRN端置为高电平，将TRNB置为低电平，此时所述μPG2179芯片U1的OUTPUT2端和INPUT端之间导通，所述INPUT端和OUTPUT1端之间断开。此时射频接收端RX_IN_TO_CPU通过所述μPG2179芯片U1的OUTPUT2端和INPUT端之间的导电通路与所述μPG2179芯片U2的INPUT端导通。

最后，天线ANT1接收的射频信号通过所述μPG2179芯片U1的OUTPUT2端和INPUT端之间的导电通路输入至所述射频接收端RX_IN_TO_CPU。

流程3、当需要切换至与天线接口U3连接的外置天线ANT2发射射频信号时，此时所述μPG2179芯片U1中形成的导电通路与流程1中所述μPG2179芯片U1中形成的导电通路是相同的，所以此处不再赘述。

所以所述射频发射端TX_OUT_FROM_CPU输出的射频信号输出至所述μPG2179芯片U2的INPUT端。

此时所述CPU将GPIO1端置为高电平，将GPIO2置为低电平，此时所述μPG2179芯片U2的OUTPUT2端和INPUT端之间导通，所述INPUT端和OUTPUT1端之间断开。此时所述μPG2179芯片U2的INPUT端处的射频信号通过所述μPG2179芯片U2的OUTPUT2端和INPUT端之间的导电通路传输至所述天线接口U3，进而通过外置天线ANT2发送至外部空间中。

流程4、当需要通过与天线接口U3连接的外置天线ANT2接收射频信号时，此时所述μPG2179芯片U2中形成的导电通路与流程3中所述μPG2179芯片U2中形成的导电通路是相同的，所以此处不再赘述。

所以所述外置天线ANT2接收的射频信号通过所述μPG2179芯片U2中OUTPUT2端和INPUT端之间的导电通路输出至所述μPG2179芯片U1的INPUT端。

而且所述μPG2179芯片U1中形成的导电通路与流程2中所述μPG2179芯片U1中形成的导电通路是相同的，所以此处不再赘述。

所以，所述射频信号通过所述μPG2179芯片U1的OUTPUT2端和INPUT端之间的导电通路输入至所述射频接收端RX_IN_TO_CPU。

本实施例的天线系统可以应用于一无线网关设备中，所以此时无线网关设备的天线增益等不再仅仅局限于内置天线自身的参数特性，还可以通过天线接口U3加入适合其要求或需求的外置天线。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种天线系统，其特征在于，所述天线系统包括一天线、用于接入外界的天线的一天线接口、一第一射频开关和一第二射频开关；

所述第一射频开关和第二射频开关均包括一第一端、一第二端和一第三端；所述第一射频开关和第二射频开关分别基于一第一电平控制信号在第一端和第二端之间建立导电通路、或者分别基于一第二电平控制信号在第一端和第三端之间建立导电通路；

所述第一射频开关的第二端电连接所述天线，所述第一射频开关的第三端电连接所述天线接口，所述第一射频开关的第一端与所述第二射频开关的第一端电连接；

所述第二射频开关的第二端用于将接收的一待发送射频信号传输至所述第一射频开关的第一端，所述第二射频开关的第三端用于输出所述第一射频开关的第一端输出的射频信号。

2.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一电平控制信号和第二电平控制信号为一高电平信号或一低电平信号。

3.如权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述第一射频开关和第二射频开关均为NEC公司的μPG2179芯片。

4.如权利要求3所述的天线系统，其特征在于，所述μPG2179芯片的一电压控制端接入所述第一电平控制信号或第二电平控制信号，所述μPG2179芯片的另一电压控制端接入反相后的所述第一电平控制信号或第二电平控制信号。

5.如权利要求3所述的天线系统，其特征在于，所述天线和所述外界的天线均为2.4GHz的天线。

6.如权利要求1-5中任一项所述的天线系统，其特征在于，所述天线接口为SMA接口或TNC接口。

7.一种无线网关设备，其特征在于，所述无线网关设备使用如权利要求1-6中任一项所述的天线系统。

8.如权利要求7所述的无线网关设备，其特征在于，所述无线网关设备还包括一附加天线，所述附加天线与所述无线系统的天线接口电连接。

9.如权利要求7或8所述的无线网关设备，其特征在于，所述附加天线为2.4GHz的天线。

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