CN212163333U - 一种外置天线开路自动检测切换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种外置天线开路自动检测切换电路，该电路包括有：用于受控切换不同天线接入设备核心处理器的切换芯片，以及，用于检测外置天线的实时工况，并根据其实时工况产生切换信号的检测切换模块；切换芯片的具体型号为SKY13370；相比于现有技术，在本实用新型提供的外置天线开路自动检测切换电路基于外置天线的特性阻抗，通过对应设置上拉电阻以侦测外置天线的实时工况，当外置天线正常工作时，选通外置天线信号接入设备核心处理器，一旦外置天线开路或发生异常，其接入电路的阻抗值增大，则切换芯片选通内置天线信号接入，其电路架构简洁可靠，适用性强。

Description

一种外置天线开路自动检测切换电路

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，特别涉及一种适用于双天线场合的测控电路。

背景技术

在市面上广为使用的路由器、无线网关等网络设备中，为保证信号连接稳定，通常在设备中设置内置天线的同时设置外置天线。

内置天线设置在设备主体的内部，与设备的核心处理器之间保持连接，其机械机构与电气结构相对稳定，但普遍在应用时存在接收信号能力较差的问题；而外置天线通常设置在设备主体的外部，通过接线插座插接或线路板上预留的焊锡盘桥接等方式与设备的核心处理器取得连接，其接收信号的能力相对更强，但由于其暴露在设备本体的外部，在工作过程中，常受外界环境影响，存在断路或严重受损等风险。一般情况下，网络设备默认使用内置天线接入设备的核心处理器，在内置天线接收的信号不好时，将接入外置天线以增强信号。

然而上述的外置天线通过插座插接或焊锡盘桥接的方式，应用到具体的网络设备中时，用户均需要根据设备的实时网络连接情况，手动切换内置天线或外置天线，这样的设置操作繁琐，很难获得良好的用户体验。

为解决现有技术中需手动切换内置天线与外置天线的缺点，本领域技术人员开发了双天线的自动切换电路，例如在申请号为“CN201721352850.3”的专利申请文件中公开的一种可切换外接天线的天线系统，其实质为线系统的外接天线控制电路传送第一逻辑电平的控制信号至切换电路时，切换电路切换至外接天线执行接收或传送射频信号的功能，在该系统中，为实现内建天线与外接天线的切换，对应设置了微处理器，有该申请中记载的技术方案可推知，该微处理器工作的实质即执行其内部烧录的程序，依据其接收到的电平信号，遵循其内部预定的程序，向切换电路发出对应的切换电平信号用以自动切换不同的天线。

上述专利申请文件中记载的技术方案虽具有良好的天线自动切换能力，但其中设置的微处理器成本过高，且其电路功能的实现很大程度上仍依赖于微处理器中烧录的软件程序，电路构建时将相对复杂，因此很难在市场中得到推广，广泛应用在多样化的网络设备中。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种应用在同时具备内置天线与外置天线的网路设备中的电路，该电路基于外部天线的阻抗特性，采用单纯的硬件实现其检测切换功能。

本实用新型的另一个目的在于提供一种外置天线开路自动检测切换电路，该电路架构简洁，成本低，能实时监测外部天线的异常情况并及时切换，应用到具体的双天线网络设备中，能获得良好的使用效果。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种外置天线开路自动检测切换电路，该电路包括有：用于受控切换不同天线接入设备核心处理器的切换芯片，以及，用于检测外置天线的实时工况，并根据其实时工况产生切换信号的检测切换模块；

具体地，切换芯片的具体型号为SKY13370；切换芯片的RF1脚接入内置天线，切换芯片RF2脚接入外置天线，切换芯片的RFC脚连接设备核心处理器；检测切换模块的输入端接入外置天线，检测切换模块设置第一输出端与第二输出端，第一输出端接入切换芯片的V1脚，第二输出端接入切换芯片的V2脚。

切换芯片具有两个信号输入端：RF1脚和RF2脚，将其分别与外置天线和内置天线连接；而该芯片具有一个输出端：RFC脚，将其与设备核心处理器连接；在某一时刻，芯片选通哪一路信号输出则受控于V1脚的电平情况和V2脚的电平情况，如V1脚接收到高电平，则芯片选通RF1脚接入的信号，将其从RFC脚输出；如V2脚接收到高电平，则芯片选通RF2脚接入的信号，将其从RFC脚输出。

从SKY13370的工作原理可以看出，该芯片可作为一个无需烧录软件即可实现其电路功能的高频开关，无需额外烧录控制程序，将两路天线信号分别接入后，通过检测切换模块控制芯片的V1脚电平与V2脚电平，单纯用硬件即可展现具有良好的信号选通特性。将该芯片设置在两天线与设备核心处理器之间，用以在两天线之间选通不同的信道接入设备核心处理器，在保证电路架构简洁可靠的同时，还降低了电路成本，提高电路的普适性。

进一步地，检测切换模块中包括有检测单元，检测单元包括有上拉电阻、偏置电感和分压电阻上拉电阻的一端接入外部具有规定幅值的直流电压，上拉电阻的另一端连接外置天线；上拉电阻与外置天线的公共端处设置引出端以引出检测电平。偏置电感与分压电阻置于上拉电阻与外置天线之间：偏置电感的一端连接外置天线，偏置电感的另一端连接分压电阻的一端，分压电阻的另一端连接上拉电阻；分压电阻与上拉电阻的公共端设置引出端以引出检测电平。

与此同时，检测切换模块中还包括有切换单元，切换单元设置第一输入端、第一输出端以及第二输出端；第一输入端连接上拉电阻与外置天线的公共端处设置的引出端，从该处获取检测电平；第一输出端接入切换芯片的V1脚，第二输出端接入切换芯片的V2脚。

具体地，检测切换模块中还包括有切换单元，切换单元包括有第一控制MOS和第二控制MOS；第一控制MOS的栅极连接上拉电阻与外置天线的公共端，第一控制MOS的源极接地，第一控制MOS的漏极连接外部具有规定幅值的直流电压；第二控制MOS的栅极连接第一控制MOS的漏极，第二控制MOS的源极接地，第二控制MOS的漏极连接外部具有规定幅值的直流电压；第二控制MOS的栅极还与切换芯片的V1脚连接，第二控制MOS的漏极还与切换芯片的V2脚连接。

设备中具有的内置天线通常为无源天线，接入电路中时不表现阻性，即无阻抗天线，而外置天线通常为有源天线，接入电路中时表现出一定的阻性，常具有定量的特性阻抗，基于外置天线的特性阻抗，本电路中设置上拉电阻、偏置电感以及分压电阻，设备分压电阻的阻值与外置天线的特性阻抗值相近，同时上拉电阻的阻值远大于二者，则当外置天线正常工作时，其特性阻抗正常接入电路，此时上拉电阻与分压电阻的公共端处保持低电平状态，第一控制MOS截止，第二控制MOS栅极呈现高电平，第二控制MOS导通，第二控制MOS的漏极电平被拉低，对应地切换芯片的V1脚呈现低电平，V2脚呈现高电平；则切换芯片保持外置天线信号接入；而相对地，如外置天线开路，则认为外置天线接入电路的阻抗为无穷大，此时上拉电阻与分压电阻的公共端处电平被拉高，第一控制MOS导通，进而使得第二控制MOS的栅极呈现低电平，第二控制MOS截止，其漏极呈现高电平，对应地，对应地切换芯片的V1脚呈现高电平，而V2脚呈现低电平，此时切换芯片选通内置天线信号接入设备核心处理器。

本实用新型的优势在于：相比于现有技术，在本实用新型提供的外置天线开路自动检测切换电路基于外置天线的特性阻抗，通过对应设置上拉电阻以侦测外置天线的实时工况，当外置天线正常工作时，选通外置天线信号接入设备核心处理器，一旦外置天线开路或发生异常，其接入电路的阻抗值增大，则切换芯片选通内置天线信号接入，其电路架构简洁可靠，适用性强。

附图说明

图1是具体实施方式中所实现的外置天线开路自动检测切换电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

请参阅图1。

一种外置天线开路自动检测切换电路，该电路包括有：用于受控切换不同天线接入设备核心处理器的切换芯片U1，以及，用于检测外置天线的实时工况，并根据其实时工况产生切换信号的检测切换模块；

在本具体实施方式中，切换芯片U1的具体型号为SKY13370；切换芯片U1的RF1脚接入内置天线，切换芯片U1RF2脚接入外置天线，切换芯片U1的RFC脚连接设备核心处理器；检测切换模块的输入端接入外置天线，检测切换模块设置第一输出端与第二输出端，第一输出端接入切换芯片的V1脚，第二输出端接入切换芯片的V2脚。

外置天线中正常工作时，具有约1.48K特性阻抗，在本具体实施方式提供的进一步地，检测切换模块中包括有检测单元，检测单元包括有上拉电阻R10、偏置电感L1和分压电阻R7；上拉电阻R10的阻值设置为10M，其一端接入3.3V直流电压，偏置电感L1与分压电阻R7置于上拉电阻R10与外置天线之间：设置偏置电感L1感抗值为15nH，偏置电感L1的一端连接外置天线，偏置电感L1的另一端连接分压电阻R7的一端，设置分压电阻R7的阻抗值为1K，分压电阻R7的另一端连接上拉电阻R10；分压电阻R7与上拉电阻R10的公共端设置引出端以引出检测电平。

与此同时，在本具体实施方式中，检测切换模块中还包括有切换单元，切换单元设置第一输入端、第一输出端以及第二输出端；第一输入端连接上拉电阻与外置天线的公共端处设置的引出端，从该处获取检测电平；第一输出端接入切换芯片U1的V1脚，第二输出端接入切换芯片U1的V2脚。

具体地，检测切换模块中还包括有切换单元，切换单元包括有第一控制MOS Q2和第二控制MOS Q1；第一控制MOS Q2的栅极连接上拉电阻R10与分压电阻R7的公共端，第一控制MOS Q2的源极接地，第一控制MOS Q2的漏极连接外部3.3V直流电压；第二控制MOS Q1的栅极连接第一控制MOS Q2的漏极，第二控制MOS Q1的源极接地，第二控制MOS Q1的漏极连接外部3.3V直流电压；第二控制MOS Q1的栅极还与切换芯片U1的V1脚连接，第二控制MOSQ1的漏极还与切换芯片U1的V2脚连接。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种外置天线开路自动检测切换电路，其特征在于，该电路包括有：用于受控切换不同天线接入设备核心处理器的切换芯片，以及，用于检测外置天线的实时工况，并根据其实时工况产生切换信号的检测切换模块；

所述切换芯片的具体型号为SKY13370；所述切换芯片的RF1脚接入内置天线，所述切换芯片RF2脚接入外置天线，所述切换芯片的RFC脚连接设备核心处理器；

所述检测切换模块的输入端接入外置天线，所述检测切换模块设置第一输出端与第二输出端，所述第一输出端接入所述切换芯片的V1脚，所述第二输出端接入所述切换芯片的V2脚。

2.如权利要求1所述的外置天线开路自动检测切换电路，其特征在于，所述检测切换模块中包括有检测单元，所述检测单元包括有上拉电阻，所述上拉电阻的一端接入外部具有规定幅值的直流电压，所述上拉电阻的另一端连接外置天线；所述上拉电阻与外置天线的公共端处设置引出端以引出检测电平。

3.如权利要求2所述的外置天线开路自动检测切换电路，其特征在于，所述检测单元还包括有偏置电感和分压电阻，所述偏置电感与分压电阻置于上拉电阻与外置天线之间：所述偏置电感的一端连接外置天线，所述偏置电感的另一端连接所述分压电阻的一端，所述分压电阻的另一端连接所述上拉电阻；所述分压电阻与所述上拉电阻的公共端设置引出端以引出检测电平。

4.如权利要求3所述的外置天线开路自动检测切换电路，其特征在于，所述检测切换模块中还包括有切换单元，所述切换单元包括有第一控制MOS和第二控制MOS；

所述第一控制MOS的栅极连接上拉电阻与外置天线的公共端，所述第一控制MOS的源极接地，所述第一控制MOS的漏极连接外部具有规定幅值的直流电压；所述第二控制MOS的栅极连接所述第一控制MOS的漏极，所述第二控制MOS的源极接地，所述第二控制MOS的漏极连接外部具有规定幅值的直流电压；

所述第二控制MOS的栅极还与切换芯片的V1脚连接，所述第二控制MOS的漏极还与所述切换芯片的V2脚连接。

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