TWI519082B - 無線通信裝置及其天線的切換方法 - Google Patents

Description

無線通信裝置及其天線的切換方法

本發明是有關於一種無線通信裝置，且特別是有關於一種無線通信裝置的天線切換方法。

隨著電子科技的進步，在電子裝置上提供無線通信裝置已成為必要的趨勢。而在資訊需求爆炸的今天，為符合可接收多種類資訊的需求，習知技術提供一種在無線通信裝置上配備雙數據機及雙天線的方式來達到產品的需求。

而在習知技術中，雙數據機與天線間的對應關係是固定的，也就是說，數據機僅能藉由與之對應的單一個天線來進行資訊的傳收動作，當數據機所對應的天線，其傳收資訊的能力發生降低的現象時，電子裝置對於該數據機所對應的資訊種類的傳收能力就只能隨之變差。

本發明提供一種無線通信裝置及其天線的切換方法，可 依據通信品質進行天線的切換動作。

本發明的無線通信裝置包括第一天線、第二天線、第一數據機、第二數據機以及切換器。第一數據機產生控制信號，切換器耦接第一天線、第二天線、第一數據機以及第二數據機。切換器接收並依據控制信號進行切換，使第一天線耦接至第一數據機及第二數據機的其中之一，並使第二天線耦接至第一數據機及第二數據機的另一。

在本發明的一實施例中，上述的第一天線接收第一射頻信號，第二天線接收第二射頻信號，第一數據機依據第一射頻信號及第二射頻信號的至少其中之一的信號品質來產生控制信號。

在本發明的一實施例中，上述的第一射頻信號以及第二射頻信號的頻帶至少部分重疊。

在本發明的一實施例中，當上述的切換器使第一數據機耦接第一天線時，第一數據機接收並判斷第一射頻信號的信號品質是否大於預設臨界值來產生控制信號。

在本發明的一實施例中，當上述的第一射頻信號的信號品質不大於預設臨界值時，第一數據機產生控制信號以控制切換器使第一數據機改耦接至第二天線。

在本發明的一實施例中，上述的第一數據機接收並偵測第二射頻信號的信號品質，第一數據機並依據比較第一射頻信號以及第二射頻信號的信號品質來設定控制信號。

在本發明的一實施例中，無線通信裝置更包括第一功率 放大器以及第二功率放大器。第一功率放大器耦接在第一數據機以及切換器間，第一功率放大器接收並依據第一啟動信號以啟動或關閉。第二功率放大器耦接在第二數據機以及切換器間，第二功率放大器接收並依據第二啟動信號以啟動或關閉。其中，第一啟動信號及第二啟動信號由第一數據機所產生。

在本發明的一實施例中，上述的第一數據機設定控制信號以使切換器進行切換動作前，第一數據機產生第一啟動信號以及第二啟動信號以分別關閉第一及第二功率放大器。

在本發明的一實施例中，上述的第一數據機並在切換器的切換動作完成後透過第一啟動信號以及第二啟動信號以分別啟動第一及第二功率放大器。

在本發明的一實施例中，無線通信裝置更包括邏輯運算電路。邏輯運算電路耦接在第二數據機以及第二功率放大器間，邏輯運算電路接收第二啟動信號以及第三啟動信號並針對第二啟動信號以及第三啟動信號進行邏輯運算以產生邏輯運算結果，該邏輯運算結果被傳送至第二功率放大器以啟動或停止第二功率放大器。

本發明的無線通信裝置的天線切換方法包括：藉由第一數據機以產生控制信號，並且，藉由切換器來接收控制信號，並依據控制信號執行切換動作，使第一天線耦接至第一數據機及第二數據機的其中之一，並使第二天線耦接至第一數據機及第二數據機的另一。

基於上述，本發明提供切換器以接收控制信號，並依據控制信號切換使第一數據機耦接至第一天線，第二數據機耦接至第二天線，或者，使第一數據機耦接至第二天線，第二數據機耦接至第一天線。如此一來，數據機可以選擇第一天線以及第二天線所接收的射頻信號的品質，來進行天線的切換，以使數據機可針對合適的射頻信號進行處理，以提升通信的品質。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、200‧‧‧無線通信裝置

ANT1、ANT2‧‧‧天線

110、120、210、220‧‧‧數據機

130、230‧‧‧切換器

CTRL‧‧‧控制信號

RF1、RF2‧‧‧射頻信號

211、221‧‧‧功率放大器

EN1~EN3‧‧‧啟動信號

250‧‧‧邏輯運算電路

S310~S320、S410~S440‧‧‧天線切換方法的步驟

圖1繪示本發明實施例的無線通信裝置100的示意圖。

圖2A繪示本發明另一實施例的無線通信裝置200的示意圖。

圖2B繪示本發明的無線通信裝置200實施例的另一實施方式的示意圖。

圖3繪示本發明的無線通信裝置的天線切換方法的一實施例的流程圖。

圖4繪示本發明實施例的無線通信裝置的天線切換方法實施細節的流程圖。

請參照圖1，圖1繪示本發明實施例的無線通信裝置100 的示意圖。無線通信裝置100包括天線ANT1、ANT2、數據機110、120以及切換器130。切換器130耦接至天線ANT1、ANT2以及數據機110、120。其中，數據機110產生控制信號CTRL，並傳送控制信號CTRL至切換器130。切換器130接收控制信號CTRL並依據控制信號CTRL來進行切換動作。其中，切換器130可依據控制信號CTRL來使數據機110耦接至天線ANT1，並使數據機120耦接至天線ANT2。或者，切換器130也可依據控制信號CTRL來使數據機110耦接至天線ANT2，並使數據機120耦接至天線ANT1。

在本實施例中，控制信號CTRL可以為數位信號，其中，當控制信號CTRL為第一邏輯狀態時(例如邏輯高準位)，切換器130可切換使數據機110耦接至天線ANT1，並使數據機120耦接至天線ANT2。此外，當控制信號CTRL為第二邏輯狀態時(例如邏輯低準位)，切換器130可切換使數據機110耦接至天線ANT2，並使數據機120耦接至天線ANT1。

值得注意的，數據機110可以依據由天線ANT1、ANT2所接收的射頻信號RF1及RF2中的至少其中之一來產生控制信號CTRL。在動作細節上，在當切換器130使數據機110耦接至天線ANT1的狀態下，數據機110可透過天線ANT1來接收射頻信號RF1。並且，數據機110可以依據射頻信號RF1的信號品質來來產生控制信號CTRL。若是此時數據機110判斷出射頻信號RF1的信號品質是大於預設臨界值時，表示射頻信號RF1是可以使用 的優良信號。因此，數據機110產生控制信號CTRL以使天線ANT1維持與數據機110耦接，以使數據機110可以持續接收並處理優良的射頻信號RF1。相對的，若是此時數據機110判斷出射頻信號RF1的信號品質是不大於預設臨界值時，表示射頻信號RF1並非優良信號。因此，數據機110產生控制信號CTRL以使切換器130近行切換動作，並使數據機110改耦接至天線ANT2。如此一來，數據機110可以變更接收來自於天線ANT2的射頻信號以進行處理。

承續上述的說明，數據機110在改耦接至天線ANT2後，可以偵測透過天線ANT2所接收到的射頻信號RF2的信號品質，並針對先前接收到的射頻信號RF1的信號品質與現在接收到的射頻信號RF2的信號品質進行比較，並藉此設定控制信號CTRL。具體來說明，若數據機110判斷出射頻信號RF2的信號品質是優於射頻信號RF1的信號品質時，數據機110可以產生控制信號CTRL以使切換器130維持數據機110耦接至天線ANT2。相對的，若數據機110判斷出射頻信號RF1的信號品質是優於射頻信號RF2的信號品質時，數據機110可以產生控制信號CTRL以使切換器130進行切換動作，並使數據機110改耦接至天線ANT1。

附帶一提的是，當數據機110耦接至天線ANT1時，數據機120耦接至天線ANT2。在設計上，以手持式電子裝置為例，數據機110可以用來處理語音信號，而數據機120則可以用來處理網路信號。換句話說，數據機110是用來處理需要較佳信號品 質的射頻信號，而數據機120是用來處理可較劣質的信號品質的射頻信號。

以下請參照圖2A，圖2A繪示本發明另一實施例的無線通信裝置200的示意圖。在圖2A中，無線通信裝置200包括數據機210、220、切換器230、功率放大器211、221以及天線ANT1及ANT2。切換器230耦接在數據機210、220以及天線ANT1及ANT2間，功率放大器211耦接在切換器230與數據機210間，且功率放大器221耦接在切換器230與數據機220間。

在本實施例中，功率放大器211針對數據機210所要傳收的信號進行放大，並據以將放大後的傳收信號傳送至切換器230或數據機210。此外，數據機210並傳送啟動信號EN1至功率放大器211。功率放大器211則依據接收到的啟動信號EN1以啟動或停止其信號的放大動作。

在另一方面，功率放大器221則針對數據機220所要傳收的信號進行放大，並據以將放大後的傳收信號傳送至切換器230或數據機220。此外，數據機210並傳送啟動信號EN2至功率放大器221。功率放大器221則依據接收到的啟動信號EN2以啟動或停止其信號的放大動作。

在此請注意，若是在切換器230近行切換動作的過程中，功率放大器211以及221持續工作並對放大後的傳收信號進行輸出，那可以想見的，在切換器230中的開關動作時，有可能因為切換器230中寄生電容的殘存電荷而使得功率放大器211以及221 的輸出端上瞬間具有很大的電壓差。這個現象可能會使得切換器230與功率放大器211以及221的輸出端間產生瞬間的大電流或甚至發生火花的現象，有可能致使無線通信裝置200中的元件發生損壞。

有鑑於此，本實施例中的數據機210在發送控制信號CTRL以驅使切換器230進行切換動作前，可先分別發送啟動信號EN1以及EN2至功率放大器211及212，並透過啟動信號EN1以及EN2來分別停止功率放大器211及212的動作。並且，當在切換器230完成切換動作後，數據機210可再透過啟動信號EN1以及EN2來分別啟動功率放大器211及212的動作，以維持無線通信裝置200的正常運作。

在此，數據機210可以在設定控制信號CTRL以驅使切換器230進行切換動作後一個固定的預設時間區間後，來透過變更啟動信號EN1以及EN2以使功率放大器211及212重新運作。這個預設時間區間可以依據切換器230完成切換動作所需要的時間來進行設定。

請參照圖2B，圖2B繪示本發明的無線通信裝置200實施例的另一實施方式的示意圖。其中，無線通信裝置200更包括邏輯運算電路250。邏輯運算電路250耦接在數據機210、220以及功率放大器221間。為使功率放大器221可以被數據機210優先控制，邏輯運算電路250被設置以接收數據機210傳送的啟動信號EN2以及數據機220所傳送的啟動信號EN3，邏輯運算電路 250並針對啟動信號EN2以及啟動信號EN3進行邏輯運算，並利用運算所得的邏輯運算結果來控制功率放大器221的啟動以及關閉的動作。

值得注意的是，數據機210以及數據機220是可以分別透過啟動信號EN2、EN3控制功率放大器221的啟動以及關閉的動作。數據機210所傳送的啟動信號EN2對於控制功率放大器221的啟動以及關閉動作的優先度是高於數據機220所傳送的啟動信號EN3。具體來說，就是在數據機210傳送的啟動信號EN2以指示控制功率放大器221關閉動作的狀況下，無論數據機220傳送的啟動信號EN3為何，都無法控制使功率放大器221變更為啟動狀態。另外，在數據機210傳送的啟動信號EN2以指示控制功率放大器221在可啟動的狀況下，數據機220則可以透過啟動信號EN3來控制使功率放大器221的啟動或關閉。

在上述的實施方式中，當無線通信裝置200的切換器230有發生切換動作的狀況時，數據機210將會接管功率放大器211以及221的啟動與否的操控動作。而相對的，在當切換器230沒有進行切換動作的需求時，數據機210以及220可分別控制所對應的功率放大器211以及221的啟動與否的操控動作。也就是說，此時數據機220可透過邏輯運算電路250來直接傳送啟動信號EN3以控制使功率放大器221的啟動或關閉。

以下請參照圖3，圖3繪示本發明的無線通信裝置的天線切換方法的一實施例的流程圖。無線通信裝置的天線切換方法的 步驟包括：在步驟S310中，藉由第一數據機來產生控制信號，並且在步驟S320中，則藉由切換器來接收控制信號，並透過切換器依據控制信號所進行的切換動作來使第一天線耦接到第一數據機及第二數據機的其中之一，並使第二天線耦接到第一數據機及第二數據機的其中的另一。具體來說，就是切換器會依據控制信號使第一天線耦接到第一數據機(此時第二天線耦接至第二數據機)，或使第二天線耦接到第一數據機(此時第一天線耦接至第二數據機)。

以下請參照圖4，圖4繪示本發明實施例的無線通信裝置的天線切換方法實施細節的流程圖。其中，在步驟S410中，針對第一數據機是否要藉由控制信號來啟動切換器的切換動作，若步驟S410的判斷結果為否，則持續進行此項判斷步驟，相對的，若步驟S410的判斷結果為是，則進行步驟S420使第一數據機關閉第一功率放大器，並且，第一數據機傳送啟動信號至邏輯運算電路來關閉第二功率放大器。接著，步驟S430中，第一數據機使切換器進行切換動作，並在步驟S440中，在當切換器的切換動作完成後，第一數據機重新啟動第一功率放大器，並透過所傳送的啟動信號至邏輯運算電路以啟動第二功率放大器。

綜上所述，本發明藉由在第一數據機、第二數據機、第一天線以及第二天線中設置切換器，並由第一數據機來傳送控制信號以控制切換器的切換動作，以使第一數據機可以選擇接收由第一天線或第二天線所接收的射頻信號，以維持無線通信裝置的 通信品質可以達到最佳化。

100‧‧‧無線通信裝置

ANT1、ANT2‧‧‧天線

110、120‧‧‧數據機

130‧‧‧切換器

CTRL‧‧‧控制信號

RF1、RF2‧‧‧射頻信號

Claims (14)

1. 一種無線通信裝置，包括：一第一天線；一第二天線；一第一數據機，產生一控制信號；一第二數據機；一切換器，耦接該第一天線、該第二天線、該第一數據機以及該第二數據機，該切換器接收並依據該控制信號進行切換，使該第一天線耦接至該第一數據機及該第二數據機的其中之一，並使該第二天線耦接至該第一數據機及該第二數據機的另一；一第一功率放大器，耦接在該第一數據機以及該切換器間，該第一功率放大器接收並依據一第一啟動信號以啟動或關閉；一第二功率放大器，耦接在該第二數據機以及該切換器間，該第二功率放大器接收並依據一第二啟動信號以啟動或關閉，其中，該第一啟動信號及該第二啟動信號由該第一數據機所產生；以及一邏輯運算電路，耦接在該第二數據機以及該第二功率放大器間，該邏輯運算電路接收該第二啟動信號以及一第三啟動信號並針對該第二啟動信號以及該第三啟動信號進行邏輯運算以產生一邏輯運算結果，該邏輯運算結果被傳送至該第二功率放大器以啟動或停止該第二功率放大器， 其中，該第二啟動信號的優先度大於該第三啟動信號，當該第二啟動信號指示停止該第二功率放大器時，該第二功率放大器依據該邏輯運算結果被停止。
2. 如申請專利範圍第1項所述的無線通信裝置，其中該第一天線接收一第一射頻信號，該第二天線接收一第二射頻信號，該第一數據機依據該第一射頻信號及該第二射頻信號的至少其中之一的信號品質來產生該控制信號。
3. 如申請專利範圍第2項所述的無線通信裝置，其中該第一射頻信號以及該第二射頻信號的頻帶至少部分重疊。
4. 如申請專利範圍第2項所述的無線通信裝置，其中當該切換器使該第一數據機耦接該第一天線時，該第一數據機接收並判斷該第一射頻信號的信號品質是否大於一預設臨界值來產生該控制信號。
5. 如申請專利範圍第4項所述的無線通信裝置，其中當該第一射頻信號的信號品質不大於該預設臨界值時，該第一數據機產生該控制信號以控制該切換器使該第一數據機改耦接至該第二天線。
6. 如申請專利範圍第5項所述的無線通信裝置，其中該第一數據機接收並偵測該第二射頻信號的信號品質，該第一數據機並依據比較該第一射頻信號以及該第二射頻信號的信號品質來設定該控制信號。
7. 如申請專利範圍第1項所述的無線通信裝置，其中該第 一數據機設定該控制信號以使該切換器進行切換動作前，該第一數據機產生該第一啟動信號以及該第二啟動信號以分別關閉該第一及該第二功率放大器。
8. 如申請專利範圍第1項所述的無線通信裝置，其中該第一數據機並在該切換器的切換動作完成後透過該第一啟動信號以及該第二啟動信號以分別啟動該第一及該第二功率放大器。
9. 一種無線通信裝置的天線切換方法，包括：藉由一第一數據機以產生一控制信號；藉由一切換器來接收該控制信號，並依據該控制信號執行切換動作，使一第一天線耦接至該第一數據機及一第二數據機的其中之一，並使一第二天線耦接至該第一數據機及該第二數據機的另一：以及在該切換器依據該控制信號進行切換動作前，藉由該第一數據機產生一第一啟動信號以及一第二啟動信號以分別關閉一第一及一第二功率放大器，其中，該第一功率放大器耦接至該第一數據機，且該第二功率放大器耦接至該第二數據機；其中該第一數據機更在該切換器的切換動作完成後透過該第一啟動信號以及該第二啟動信號以分別啟動該第一及該第二功率放大器。
10. 如申請專利範圍第9項所述的無線通信裝置的天線切換方法，該控制信號由該第一數據機依據一第一射頻信號及一第二射頻信號的至少其中之一的信號品質來產生， 其中，該第一射頻信號及該第二射頻信號分別由該第一天線以及該第二天線所接收。
11. 如申請專利範圍第10項所述的無線通信裝置的天線切換方法，其中該第一射頻信號以及該第二射頻信號的頻帶至少部分重疊。
12. 如申請專利範圍第10項所述的無線通信裝置的天線切換方法，該控制信號由該第一數據機依據該第一射頻信號及該第二射頻信號的至少其中之一的信號品質來產生的步驟包括：當該切換器使該第一數據機耦接該第一天線時，藉由該第一數據機接收並判斷該第一射頻信號的信號品質是否大於一預設臨界值來產生該控制信號。
13. 如申請專利範圍第10項所述的無線通信裝置的天線切換方法，其中藉由該第一數據機接收並判斷該第一射頻信號的信號品質是否大於該預設臨界值來產生該控制信號的步驟包括：當該第一射頻信號的信號品質不大於該預設臨界值時，藉由該第一數據機產生該控制信號以控制該切換器使該第一數據機改耦接至該第二天線。
14. 如申請專利範圍第13項所述的無線通信裝置的天線切換方法，其中更包括：藉由該第一數據機接收並偵測該第二射頻信號的信號品質，該控制信號並藉由該第一數據機依據比較該第一射頻信號以及該第二射頻信號的信號品質來設定。