TWI552431B - 具備可切換天線之通訊裝置 - Google Patents

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TWI552431B
TWI552431B TW101132204A TW101132204A TWI552431B TW I552431 B TWI552431 B TW I552431B TW 101132204 A TW101132204 A TW 101132204A TW 101132204 A TW101132204 A TW 101132204A TW I552431 B TWI552431 B TW I552431B
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Description

具備可切換天線之通訊裝置
本發明係有關於可攜式電子裝置之天線控制，尤指一種具備可切換天線之通訊裝置。
近年來由於電子電路的技術不斷地發展，各種無線通訊功能被廣泛地實施於諸多應用中。依據相關技術，於一傳統通訊裝置中通常會針對各種射頻訊號分別設置相對應的天線；這些天線的例子可包含：全球定位系统(Global Positioning System)天線(可簡稱為「GPS天線」)、藍牙(Bluetooth)/無線保真(Wireless-Fidelity)天線(可簡稱為「BT/Wi-Fi天線」)、調頻(Frequency Modulation)內部天線(可簡稱為「FM內部天線」)、針對二代(2nd Generation)/三代(3rd Generation)/四代(4th Generation)通訊標準之主天線(可簡稱為「2G/3G/4G主天線」)、類比電視/中國移動多媒體廣播(China Mobile Multimedia Broadcasting)天線(可簡稱為「ATV/CMMB天線」)、以及輔助(Auxiliary)天線(可簡稱為「AUX天線」)。請注意，設置這些天線會產生某些問題。例如：這些天線會佔用傳統通訊裝置內的空間。又例如：這些天線及/或其饋點(Feed Point)會佔用傳統通訊裝置內之印刷電路板的面積。因此，需要一種新穎的架構，以節省通訊裝置內的空間並且節省印刷電路板的面積。
因此本發明之目的之一在於提供一種具備可切換天線之通訊裝置，以解決上述問題。
本發明之另一目的在於提供一種具備可切換天線之通訊裝置，以節省通訊裝置內的空間並且節省印刷電路板的面積。
本發明之較佳實施例中提供一種具備可切換天線之通訊裝置，該通訊裝置包含一可攜式電子裝置之至少一部分，該可攜式電子裝置具備分別對應於不同通訊標準之複數個無線通訊功能，該複數個無線通訊功能包含一行動電話功能與至少一其它無線通訊功能。該通訊裝置包含有：一天線、一處理電路、複數個處理模組、以及一切換單元；其中該切換單元具有一第一端子以及複數個第二端子，該第一端子係電氣連接至該天線，而該複數個第二端子係分別耦接至該複數個處理模組。該天線係用來進行接收無線訊號與發射無線訊號中之至少一者，而該處理電路係用來控制該可攜式電子裝置之運作。另外，該複數個處理模組係分別用來提供複數個功能予該可攜式電子裝置，其中該複數個功能包含該複數個無線通訊功能中之至少一部分。此外，在該處理電路的控制下，該切換單元將該第一端子導通至該複數個第二端子中之一特定第二端子，使耦接至該特定第二端子之一特定處理模組利用該天線進行運作。
本發明的好處之一是，藉由利用該切換單元，該通訊裝置之不同部分可共用該天線，以在有限的印刷電路板面積的條件下達到最大的效益。
第1圖為依據本發明一第一實施例之一種具備可切換天線之通訊裝置100的示意圖。依據某些實施例，諸如該第一實施例及其某些變化例，通訊裝置100可包含一可攜式電子裝置之至少一部分(例如：該可攜式電子裝置之一部分，諸如該可攜式電子裝置之電路板及該電路板上之元件；又例如：該可攜式電子裝置之全部，亦即整個可攜式電子裝置)，其中該可攜式電子裝置具備分別對應於不同通訊標準之複數個無線通訊功能，而該複數個無線通訊功能包含一行動電話功能與至少一其它無線通訊功能。上述之至少一其它無線通訊功能的例子可包含：藍牙(Bluetooth，以下簡稱為「BT」)無線通訊功能、無線保真(Wireless-Fidelity，以下簡稱為「Wi-Fi」)無線通訊功能、全球定位系統(Global Positioning System，以下簡稱為「GPS」)無線通訊功能、及/或全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access，以下簡稱為「WiMAX」)無線通訊功能。
如第1圖所示，通訊裝置100包含一天線100A、一切換單元SW、一處理電路110、複數個濾波器{122-1,122-2,122-3,122-4,...,122-N}(符號N代表一正整數)、複數個天線匹配(Antenna Matching) 電路{124-1,124-2,124-3,124-4,...,124-N}、複數個處理模組{126-1,126-2,126-3,126-4,...,126-N}，其中切換單元SW具有一第一端子以及複數個第二端子，而該第一端子係電氣連接至天線100A，且該複數個第二端子係分別耦接至該複數個處理模組{126-1,126-2,126-3,126-4,...,126-N}，尤其是分別透過濾波器{122-1,122-2,122-3,122-4,...,122-N}、天線匹配電路{124-1,124-2,124-3,124-4,...,124-N}耦接至該複數個處理模組{126-1,126-2,126-3,126-4,...,126-N}。另外，處理電路110執行至少一程式碼諸如程式碼110C。例如：處理電路110可包含一處理器(未顯示)，其中執行程式碼110C之處理電路110(尤其是執行程式碼110C之該處理器)可控制通訊裝置100之運作。這只是為了說明的目的而已，並非對本發明之限制。依據本實施例之某些變化例，處理電路110可藉由純硬體來實施，而程式碼110C可內嵌於處理電路110，其中執行程式碼110C之處理電路110可控制通訊裝置100之運作。
依據本實施例，天線100A係用來進行接收無線訊號與發射無線訊號中之至少一者(例如：接收無線訊號之運作、及/或發射無線訊號之運作)，而執行程式碼110C之處理電路110係用來控制該可攜式電子裝置之運作。另外，該複數個處理模組{126-1,126-2,126-3,126-4,...,126-N}係分別用來提供複數個功能予該可攜式電子裝置，其中該複數個功能包含該複數個無線通訊功能中之至少一部分。此外，在執行程式碼110C之處理電路110的控制下，切換單元SW將該第一端子導通至該複數個第二端子中之一特定第二端 子，使耦接至該特定第二端子之一特定處理模組利用天線100A進行運作。例如：處理模組126-1可為針對二代(2nd Generation)/三代(3rd Generation)/四代(4th Generation)通訊標準之射頻(Radio Frequency)控制晶片組(可簡稱為「2G/3G/4G RF晶片組」)，而處理模組126-2可為類比電視晶片組(可簡稱為「ATV晶片組」)，且處理模組126-3可為數位電視晶片組(可簡稱為「DTV晶片組」)，並且處理模組{126-4,...,126-N}可為各種週邊射頻控制晶片組(可簡稱為「週邊RF晶片組」)，其中該些週邊射頻控制晶片組可包含BT晶片組、Wi-Fi晶片組、GPS晶片組、及/或WiMAX晶片組。
於本實施例中，濾波器{122-1,122-2,122-3,122-4,...,122-N}係分別用來為該複數個處理模組{126-1,126-2,126-3,126-4,...,126-N}進行濾波。這只是為了說明的目的而已，並非對本發明之限制。依據本實施例之某些變化例，濾波器{122-1,122-2,122-3,122-4,...,122-N}中之至少一部分(例如：一部分或全部)可以省略。另外，於第1圖所示之實施例中，該複數個天線匹配電路{124-1,124-2,124-3,124-4,...,124-N}係分別用來為該複數個處理模組{126-1,126-2,126-3,126-4,...,126-N}進行天線匹配，其中每一天線匹配電路係耦接於該複數個處理模組{126-1,126-2,126-3,126-4,...,126-N}中之一者與該複數個第二端子中之一者之間。實作上，該複數個天線匹配電路{124-1,124-2,124-3,124-4,...,124-N}可利用電阻器、電容器、及/或電感器來實施。例如：該複數個天線匹配電路{124-1,124-2,124-3,124-4,...,124-N}中之一天線匹配電路可包含至少一電 阻器、至少一電容器、及/或至少一電感器。尤其是，該複數個天線匹配電路{124-1,124-2,124-3,124-4,...,124-N}可彼此相異。
依據本實施例之某些變化例，該複數個處理模組{126-1,126-2,126-3,126-4,...,126-N}可包含至少一無線通訊處理模組，其中執行程式碼110C之處理電路110可控制切換單元SW動態地切換，使該至少一無線通訊處理模組以及該複數個處理模組{126-1,126-2,126-3,126-4,...,126-N}中之另一處理模組同時運作。尤其是，該些變化例中之通訊裝置100可另包含至少一緩衝器，其中上述之至少一緩衝器係用來為該另一處理模組進行緩衝處理。例如：上述之至少一無線通訊處理模組可代表處理模組126-1諸如上述之2G/3G/4G RF晶片組，而該另一處理模組可代表一電視接收器諸如上述之DTV晶片組。又例如：上述之至少一無線通訊處理模組可代表處理模組126-1諸如上述之2G/3G/4G RF晶片組，而該另一處理模組可代表一廣播接收器。這只是為了說明的目的而已，並非對本發明之限制。依據本實施例之某些變化例，在未設置有上述之至少一緩衝器的狀況下，該複數個處理模組{126-1,126-2,126-3,126-4,...,126-N}可包含至少一類比電視接收器、至少一數位電視接收器、及/或至少一廣播接收器。例如：該複數個處理模組{126-1,126-2,126-3,126-4,...,126-N}可包含一類比電視接收器與一數位電視接收器中之至少一者。又例如：該複數個處理模組{126-1,126-2,126-3,126-4,...,126-N}可包含至少一廣播接收器。
第2圖繪示第1圖所示之通訊裝置100於一實施例中所涉及之一天線匹配電路，其中第2圖所示之天線匹配電路可作為該複數個天線匹配電路{124-1,124-2,124-3,124-4,...,124-N}中之任一者的例子。如第2圖所示，該天線匹配電路可包含複數個阻抗元件Z11、Z12、Z13，其中該些阻抗元件Z11、Z12、Z13中之任一者可為電阻器、電容器、或電感器。例如：在第2圖所示之天線匹配電路代表天線匹配電路124-n(索引n可代表落入區間[1,N]的範圍之一正整數)的狀況下，節點NA可透過濾波器122-n耦接至該複數個第二端子中對應之第二端子，而節點NB可電氣連接至對應的處理模組126-n。
於本實施例中，該天線匹配電路中之阻抗元件Z11、Z12、Z13之排列對應於英文字母「T」的形狀，故第2圖所示之天線匹配電路可稱為T型匹配電路。
第3圖繪示第1圖所示之通訊裝置100於另一實施例中所涉及之一天線匹配電路，其中第3圖所示之天線匹配電路可作為該複數個天線匹配電路{124-1,124-2,124-3,124-4,...,124-N}中之任一者的例子。如第3圖所示，該天線匹配電路可包含複數個阻抗元件Z21、Z22、Z23，其中該些阻抗元件Z21、Z22、Z23中之任一者可為電阻器、電容器、或電感器。例如：在第3圖所示之天線匹配電路代表天線匹配電路124-n(索引n可代表落入區間[1,N]的範圍之一正整數)的狀況下，節點NA可透過濾波器122-n耦接至該複數個第二端子中對應之第二端子，而節點NB可電氣連接至對應的處理模組 126-n。
於本實施例中，該天線匹配電路中之阻抗元件Z21、Z22、Z23之排列對應於希臘字母「Π」(或「π」)的形狀，故第3圖所示之天線匹配電路可稱為Π(或π)型匹配電路。
請注意，第2圖與第3圖所示之架構可分別作為通訊裝置100中之至少一天線匹配電路(諸如一個或多個天線匹配電路)的例子。這只是為了說明的目的而已，並非對本發明之限制。依據本發明之不同的實施例，通訊裝置100中之天線匹配電路不限於T型匹配電路或是Π(或π)型匹配電路。例如：通訊裝置100中之一天線匹配電路(或其多個天線匹配電路中之每一者)可為至少一T型匹配電路以及至少一Π(或π)型匹配電路的排列組合。又例如：通訊裝置100中之一天線匹配電路(或其多個天線匹配電路中之每一者)可為至少一T型匹配電路以及至少一Π(或π)型匹配電路的混合架構。
第4圖繪示第1圖所示之通訊裝置100於一實施例中所涉及之緩衝切換方案。如第4圖所示，通訊裝置100可另包含至少一緩衝器150與另一切換單元SW_B。
依據本實施例，該複數個處理模組{126-1,126-2,126-3,126-4,...,126-N}可包含至少一無線通訊處理模組諸如上述之2G/3G/4G RF晶 片組，其中執行程式碼110C之處理電路110可控制切換單元SW動態地切換，使上述之至少一無線通訊處理模組(例如：上述之2G/3G/4G RF晶片組)以及該複數個處理模組{126-1,126-2,126-3,126-4,...,126-N}中之至少一其它處理模組(例如：上述之電視接收器諸如上述之DTV晶片組；又例如：上述之廣播接收器)同時運作。尤其是，上述之至少一緩衝器150係用來進行緩衝處理，而該另一切換單元SW_B係用來將上述之至少一緩衝器150分享予上述之至少一無線通訊處理模組(例如：上述之2G/3G/4G RF晶片組)以及上述之至少一其它處理模組(例如：上述之電視接收器諸如上述之DTV晶片組；又例如：上述之廣播接收器)中之至少一部分，諸如上述之至少一無線通訊處理模組(例如：上述之2G/3G/4G RF晶片組)以及上述之至少一其它處理模組(例如：上述之電視接收器諸如上述之DTV晶片組；又例如：上述之廣播接收器)中之全體。
本發明的好處之一是，藉由利用切換單元SW，通訊裝置100之不同部分可共用天線100A，以在有限的印刷電路板面積的條件下達到最大的效益。另外，由於執行程式碼110C之處理電路110可控制切換單元SW動態地切換，故上述之至少一無線通訊處理模組以及該複數個處理模組中之一個或多個其它處理模組(例如：上述之另一處理模組；又例如：上述之至少一其它處理模組)可同時運作，其中上述之至少一無線通訊處理模組可持續地監控其對應的通訊系統，尤其是週期性地監控其對應的通訊系統；於是，使用者可在不漏接任何電話的狀況下看電視或聽廣播。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100‧‧‧通訊裝置
100A‧‧‧天線
110‧‧‧處理電路
110C‧‧‧程式碼
122-1、122-2、122-3、122-4、... 122-N‧‧‧濾波器
124-1、124-2、124-3、124-4、... 124-N‧‧‧天線匹配電路
126-1、126-2、126-3、126-4、...126-N‧‧‧處理模組
150‧‧‧緩衝器
NA、NB‧‧‧節點
SW、SW_B‧‧‧切換單元
Z11、Z12、Z13、Z21、Z22、Z23‧‧‧阻抗元件
第1圖為依據本發明一第一實施例之一種具備可切換天線之通訊裝置的示意圖。
第2圖繪示第1圖所示之通訊裝置於一實施例中所涉及之一天線匹配電路。
第3圖繪示第1圖所示之通訊裝置於另一實施例中所涉及之一天線匹配電路。
第4圖繪示第1圖所示之通訊裝置於一實施例中所涉及之緩衝切換方案。
100‧‧‧通訊裝置
100A‧‧‧天線
110‧‧‧處理電路
110C‧‧‧程式碼
122-1、122-2、122-3、122-4、... 122-N‧‧‧濾波器
124-1、124-2、124-3、124-4、... 124-N‧‧‧天線匹配電路
126-1、126-2、126-3、126-4、... 126-N‧‧‧處理模組
SW‧‧‧切換單元

Claims (10)

  1. 一種具備可切換天線之通訊裝置，該通訊裝置包含一可攜式電子裝置之至少一部分，該可攜式電子裝置具備分別對應於不同通訊標準之複數個無線通訊功能，該複數個無線通訊功能包含一行動電話功能與至少一其它無線通訊功能，該通訊裝置包含有：一天線，用來進行接收無線訊號與發射無線訊號中之至少一者；一處理電路，用來控制該可攜式電子裝置之運作，其中該處理電路進一步執行至少一程式碼以控制該通訊裝置之運作；複數個處理模組，分別用來提供複數個功能予該可攜式電子裝置，其中該複數個功能包含複數個影音功能以及該複數個無線通訊功能中之至少一部分；一切換單元，該切換單元具有一第一端子以及複數個第二端子，該第一端子係電氣連接至該天線，而該複數個第二端子係分別耦接至該複數個處理模組；至少一緩衝器，用來進行緩衝處理；另一切換單元，用來將該至少一緩衝器分享予該複數個處理模組中之至少一處理模組；以及複數個天線匹配(Antenna Matching)電路，分別耦接於該複數個處理模組與該複數個第二端子之間，分別用來為該 複數個處理模組進行天線匹配，其中每一天線匹配電路係耦接於該複數個處理模組中之一者與該複數個第二端子中之一者之間；其中，該處理電路控制該切換單元動態地切換，使該至少一處理模組中的至少一無線通訊處理模組以及該至少一處理模組中之至少一其它處理模組同時運作，其中，該至少一無線通訊處理模組利用該天線週期性地監控對應的通訊系統。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該複數個天線匹配電路包含至少一電阻器、至少一電容器、及/或至少一電感器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該複數個天線匹配電路彼此相異。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中在該處理電路的控制下，該切換單元將該第一端子導通至該複數個第二端子中之一特定第二端子，使耦接至該特定第二端子之一特定處理模組利用該天線進行運作。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之通訊裝置，其另包含有：至少一緩衝器，用來為該另一處理模組進行緩衝處理。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之通訊裝置，其中該另一處理模組係為一電視接收器。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之通訊裝置，其中該另一處理模組係為一廣播接收器。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該複數個處理模組包含一類比電視接收器與一數位電視接收器中之至少一者，且該複數個影音功能包含一類比電視功能與一數位電視功能。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之通訊裝置，其中該複數個處理模組包含至少一廣播接收器，且該複數個影音功能包含一廣播功能。
  10. 一種具備可切換天線之通訊裝置，適用於一可攜式電子裝置，該通訊裝置包含有：一天線，用來接收或發射無線訊號；複數個處理模組，該複數個處理模組包含有複數個第一處理模組以及複數個第二處理模組，該複數個第一處理模組分別用來提供複數個無線通訊功能予該可攜式電子裝置，且該複數個第二處理模組分別用來提供複數個影音功能 予該可攜式電子裝置；一第一切換單元，耦接於該天線與該複數個處理模組之間；至少一緩衝器，用來進行緩衝處理；一第二切換單元，耦接於該至少一緩衝器與該複數個處理模組之間；以及一處理電路，耦接至該第一切換單元與該第二切換單元；其中，該處理電路控制該第一切換單元動態地切換，使該複數個第一處理模組中的至少一第一處理模組以及該複數個第二處理模組中的至少一第二處理模組同時運作，其中，該至少一第一處理模組利用該天線週期性地監控對應的通訊系統。
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