專利名稱:雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種單石微波集成電路(MMIC),尤其涉及一種雙刀三擲(DP3T,Double-Pole-Triple-Throw)的微波開關(guān),該微波開關(guān)可用于微波到毫米波的無線通訊系統(tǒng)(wireless communication system)。
背景技術(shù):
自1990年起,無線通訊技術(shù)與網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合,創(chuàng)造了“無線網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)”(Wireless Internet)。其中無線局域網(wǎng)絡(luò)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)于1997年由IEEE標(biāo)準(zhǔn)委員會提出,并于1999年衍伸出802.11a和802.11b標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.11b使用2400-2483.5MHz頻帶,提供1~11Mbps速率。IEEE802.11a使用5150-5350MHz和5725-5825MHz頻帶,提供1~54Mbps速率。IEEE802.11g比IEEE 802.11b有更高的傳輸率,數(shù)據(jù)傳輸速度理論上可達(dá)到每秒54MB,安全性也比較好。此規(guī)格在2.4GHz的頻帶上運(yùn)作,和IEEE 802.11b可以彼此兼容。IEEE 802.15無線個(gè)人網(wǎng)絡(luò)工作群組提出藍(lán)牙(Bluetooth)系統(tǒng)規(guī)范,并在2000年衍生出IEEE802.15.4,兩者操作頻率可操作在2400-2483.5MHz頻帶,提供近距離低功率與低傳輸速率特征。若無線通訊產(chǎn)品,如筆記型電腦、掌上電腦(PDA)裝設(shè)無線局域網(wǎng)絡(luò)和藍(lán)牙雙系統(tǒng),則可提供無線上網(wǎng)和無纜線功能。
圖1所示為傳統(tǒng)無線局域網(wǎng)絡(luò)IEEE802.11b/g與藍(lán)芽共構(gòu)系統(tǒng)(WLAN andBluetooth Co-existence System)的架構(gòu)圖,其使用3支天線,其中2支天線用于IEEE802.11b/g系統(tǒng)而另一支用于藍(lán)牙系統(tǒng),所述3支天線搭配一個(gè)雙刀雙擲和一個(gè)單刀雙擲開關(guān),其中一個(gè)雙刀雙擲用于IEEE802.11b/g系統(tǒng)的天線分集和傳送/接收的切換,另一個(gè)單刀雙擲開關(guān)用于藍(lán)牙系統(tǒng)傳送/接收的切換。上述技術(shù)中用于藍(lán)牙系統(tǒng)只有一支天線并不具有天線分集的功用。
另外,在射頻開關(guān)的設(shè)計(jì)上,其所使用的架構(gòu)分別為(1)采用晶體管串并聯(lián)方式,此架構(gòu)因晶體管制程的關(guān)系,較無法符合需要較高的輸入輸出功率或較佳的植入損耗。(2)L-C共振的方式,配合晶體管操作開關(guān),來提高收發(fā)開關(guān)的線性度。
一般現(xiàn)有單刀雙擲開關(guān)的設(shè)計(jì)概念,如由Tokumitsu等人發(fā)表于Microwaveand Millimeter-Wave Monolithic Circuit Symposium、第27-30頁、1993年六月,“使用LC共振器的低電壓高功率的傳送/接收開關(guān)(Low Voltage,High Power T/RSwitch MMIC Using LC Resonators)”,其揭示一低操控電壓且高功率低失真操作的傳送/接收開關(guān)。LC共振器開關(guān)由電感器、電容器及場效晶體管(FET)開關(guān)所組成,其用于傳送端及接受端并提供一反向控制于傳送模式中消除射頻電壓機(jī)制。一個(gè)LC共振器傳送/接收開關(guān),其當(dāng)控制為0V/-2V,當(dāng)該輸入功率大于28dBm時(shí),顯現(xiàn)出的三階交互調(diào)變信號小于-40dB。由Tokumitsu等人發(fā)表于Microwave Theory and Techniques,IEEE Transactions、第43期、第997-1003頁、1995年五月,”使用電感-電容共振器的低電壓高功率的傳送/接收開關(guān)(Alow-voltage,high-power T/R-switch MMIC using LC resonators)”其揭示一低操控電壓且高功率低失真操作的傳送/接收開關(guān)。LC共振器開關(guān)由電感器、電容器及場效晶體管開關(guān)所組成,其用于傳送端及接受端并提供一反向控制于傳送模式中消除射頻電壓機(jī)制。一個(gè)1.9GHz LC共振器的傳送/接收開關(guān)單晶微波集成電路,其控制電壓為0V/-2V,當(dāng)該輸入功率大于31dBm時(shí),且三階交互調(diào)變信號小于-40dB。該單晶微波集成電路其所占空間小于2×2mm2,該傳送/接收開關(guān)將可實(shí)現(xiàn)并提升至5GHz的工業(yè)科學(xué)醫(yī)療頻段(ISM)及個(gè)人通訊服務(wù)。
另外,見于美國專利第5,990,580,頒給The Whitaker Corporation,名稱為“單刀雙擲開關(guān)(Single Pole Double Throw Switch)”,其揭示一種電子式的單刀雙擲開關(guān)。該電子式的單刀雙擲開關(guān)其包含一串聯(lián)場效晶體管,其連接于一第一電路臂,且該第一電路臂連接于共同端口與一第一端口之間;一并聯(lián)場效晶體管,其連接于一第二電路臂,且該第二電路臂連接于該共同端口與一第二端口之間。該并聯(lián)場效晶體管為達(dá)到阻隔,其以電子長度90度或1/4波長設(shè)計(jì)于共同端口;一電源提供一上升電壓分別到該場效晶體管的源極端以及該共同端口,其用以提供一連結(jié)到該共同端口也為該第二端口;該電源提供一第一控制電壓到反相邏輯狀態(tài)也為閘極、該場效晶體管操控于空乏模式、控制電壓為0V偏壓且直流功率為中斷的狀態(tài)下,其提供一該共同端口到該第一端口的連結(jié)。然而,在先前的技術(shù)中,該單刀雙擲開關(guān)無法達(dá)到多模系統(tǒng)的操控以及利用LC共振器無法達(dá)到雙刀三擲開關(guān)。
鑒于以上問題,需要提供一種可應(yīng)用于雙模系統(tǒng)的天線分集開關(guān),其可克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),以提供雙模共構(gòu)系統(tǒng)中每個(gè)系統(tǒng)所共用,比起現(xiàn)有技術(shù)使用更少的天線數(shù)目,而且提供兩個(gè)系統(tǒng)皆具備天線分集功能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的在于提供一種天線分集開關(guān),其可用于無線通訊雙模系統(tǒng),且可制作于單一芯片以達(dá)成單芯片系統(tǒng)的應(yīng)用。
本發(fā)明另一目的在于提供一種開關(guān),其可使藍(lán)牙和無線局域網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)系統(tǒng)兼具天線分集的功能。
為達(dá)到上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案該雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān),其處理無線局域網(wǎng)絡(luò)與藍(lán)牙雙模共構(gòu)系統(tǒng)(WLAN and BluetoothDual-Mode Co-existence System)的信號接收和傳送工作。該雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分集開關(guān)包含一第一傳送端,其為第一射頻收發(fā)機(jī)的傳送端并提供該天線分集開關(guān)的一第一輸入信號;一第二傳送端,其為第二射頻收發(fā)機(jī)的傳送端并提供該天線分集開關(guān)的一第二輸入信3號;一接收端,其用于提供該天線分集開關(guān)的一輸出信號;一第一控制單元,電連接在該第一傳送端及一第一天線之間;一第二控制單元,電連接在至該第一傳送端及一第二天線之間;一第三控制單元,電連接在該第二傳送端及該第一天線之間;一第四控制單元,電連接在該第二傳送端及該第二天線之間;一第五控制單元,電連接在該接收端及該第一天線之間;以及一第六控制單元,電連接在該接收端及該第二天線之間。
根據(jù)本發(fā)明雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān)的一特征,該第一射頻信號為無線局域網(wǎng)絡(luò)IEEE 802.11b/g的射頻信號。
根據(jù)本發(fā)明雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān)的一特征,該第一控制單元、該第二控制單元、該第三控制單元、該第四控制單元、該第五控制單元與該第六控制單元皆為一場效晶體管,其源極與漏極分別與其它組件電連接,而其柵極連接控制電壓以決定晶體管的開啟或關(guān)閉。
根據(jù)本發(fā)明雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān)的一特征,做為該第一控制單元、該第二控制單元、該第三控制單元、該第四控制單元、該第五控制單元與該第六控制單元的該場效晶體管的柵極還連接一電感器以增加該天線分集開關(guān)的整體隔離度。
根據(jù)本發(fā)明雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān)的一特征,該第一天線與該第二天線皆為無線局域網(wǎng)絡(luò)和藍(lán)牙系統(tǒng)的分集天線。
根據(jù)本發(fā)明所揭示的雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān),其可有效地應(yīng)用于雙模系統(tǒng)且降低所需分集天線數(shù)目。
圖1為傳統(tǒng)雙模共構(gòu)系統(tǒng)的架構(gòu)圖;圖2為本發(fā)明實(shí)施例的雙模共構(gòu)系統(tǒng)的架構(gòu)圖;圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的電路結(jié)構(gòu)圖;圖4為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的第一控制單元及該第二控制單元及該第三控制單元及該第四控制單元及該第五控制單元及該第六控制單元的等效電路圖;圖5為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式一的該第一傳送端及該第二傳送端的植入損耗及反射損失的仿真圖;圖6為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式一的各單元之間的隔離度的仿真圖;圖7為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式一的該第一傳送端及該第二傳送端的1dB增益壓縮點(diǎn)的仿真圖;圖8為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式二的該接收端的植入損耗及反射損失的仿真圖;圖9為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式三的該第一傳送端及該第二傳送端的植入損耗及反射損失的仿真圖;圖10為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式二與三的各單元之間的隔離度的仿真圖;圖11為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式二的該接收端的1dB增益壓縮點(diǎn)的仿真圖;圖12為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式三的該輸入單元的1dB增益壓縮點(diǎn)的仿真圖;圖13為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式四的該接收端的植入損耗及反射損失的仿真圖;圖14為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式四的各單元之間的隔離度的仿真圖;圖15為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式四的該接收端的1dB增益壓縮點(diǎn)的仿真圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的目的、特征及有益效果作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例的雙模共構(gòu)系統(tǒng)的架構(gòu)圖,其使用2支天線,其中2支天線皆可用于IEEE802.11b/g系統(tǒng)與藍(lán)牙系統(tǒng)信號的接收與傳送,搭配根據(jù)本發(fā)明的雙刀三擲開關(guān)100。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例中,一種雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān)的整合由操控所有控制單元以達(dá)到傳輸開路及傳輸短路狀態(tài),其可用于操控雙模系統(tǒng)且降低射頻模塊面積。參見圖3,其顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)100的電路結(jié)構(gòu)圖。該天線分集開關(guān)100,其包含一第一傳送端111;一第一天線121;一第二傳送端112;一接收端130一第二天線122;一第一控制單元141,電連接在該第一傳送端111及該第一天線121之間;一第二控制單元142,電連接在至該第一傳送端111及該第二天線122之間;一第三控制單元143,電連接在該第二傳送端112及該第一天線121之間;一第四控制單元144,電連接在該第二傳送端112及該第二天線122之間;一第五控制單元145,電連接在該接收端130及該第一天線121之間;一第六控制單元146,電連接在該接收端130及該第二天線122之間。
該第一天線121與該第二天線122可以是任何形式的天線,但最好為分集天線。一般而言,該分集天線的動(dòng)作可分預(yù)測式分集接收(Predictive Diversity)與純自動(dòng)選訊接收(TRUE-DIVERSITY)。該預(yù)測式分集接收(PredictiveDiversity)或稱雙天線自動(dòng)選訊(Antenna-Diversity)是采用兩支位于不同方位的天線,經(jīng)過控制且自動(dòng)切換選擇接收訊號較強(qiáng)的一邊,因此永遠(yuǎn)保持訊號較強(qiáng)的一邊。純自動(dòng)選訊接收或稱雙調(diào)諧器自動(dòng)選訊接收是采用兩組特性完全相同的接收模塊,各自連接到不同位置的天線,將基頻訊號各自連接到快速比較器及開關(guān)電路,以選擇輸出基頻訊號較佳的一邊。
該第一傳送端111與該第二傳送端112是指射頻收發(fā)機(jī)的傳送端。參見圖3,來自雙模系統(tǒng)中的第一射頻收發(fā)機(jī)的一第一射頻信號經(jīng)由該第一傳送端111后可以選擇經(jīng)過該第一控制單元141由該第一天線121傳送出去,或是經(jīng)過該第二控制單元142由該第二天線122傳送出去。同理,來自雙模系統(tǒng)中的第二射頻收發(fā)機(jī)的一第二射頻信號經(jīng)由該第二傳送端112后可以選擇經(jīng)過該第三控制單元143由該第一天線121傳送出去,或是經(jīng)過該第四控制單元144由該第二天線122傳送出去。
該第一射頻信號與該第二射頻信號為經(jīng)過射頻收發(fā)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)算的信號,即基頻信號經(jīng)中頻信號處理與射頻模處理后的信號。該第一射頻信號與該第二射頻信號可以是不同頻率的微波信號,如來自美規(guī)的進(jìn)階移動(dòng)電話服務(wù)系統(tǒng)(Advanced Mobile Phone System,AMPS)或分碼多址系統(tǒng)(Code DivisionMultiple Access,CDMA)、寬頻分碼多址系統(tǒng)(Wideband Code Division MultipleAccess,WCDMA)、全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)(Global System for MobileCommunications,GSM)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)、個(gè)人手持電話系統(tǒng)(Personal Handyphone System,PHS)、工業(yè),科學(xué),醫(yī)療(industrial scientific and medical,ISM)、無線局域網(wǎng)絡(luò)(Wireless Local AreaNetworks,WLAN)或是藍(lán)牙(Bluetooth)系統(tǒng)等。然而在本發(fā)明中,該第一射頻信號最好選用無線局域網(wǎng)絡(luò)IEEE802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)的射頻信號,且該第二射頻信號最好選用藍(lán)牙系統(tǒng)的射頻信號。
同理,該接收端130是指射頻收發(fā)機(jī)的接收端。參見圖3所示,來自該第一天線121的該第一射頻信號經(jīng)過該第五控制單元145到達(dá)該接收端130后進(jìn)入射頻收發(fā)機(jī)以進(jìn)行后續(xù)處理,同理來自該第二天線122的該第二射頻信號經(jīng)過該第六控制單元146到達(dá)該接收端130后進(jìn)入射頻收發(fā)機(jī)以進(jìn)行后續(xù)處理。一多路功率分配器(Power divider、圖中未顯示)電連接于該接收端130之后,用以將來自接收端130的射頻信號作功率分配以進(jìn)入后續(xù)的多個(gè)射頻前端處理。
該第一控制單元141、該第二控制單元142、該第三控制單元143、該第四控制單元144、該第五控制單元145與該第六控制單元146皆為晶體管,最好選用一場效晶體管,其源極與漏極分別與其它組件電連接,而其柵極連接控制電壓以決定晶體管的開啟或關(guān)閉。該晶體管形式可以被下列種類實(shí)現(xiàn)雙極型晶體管(BJT),異質(zhì)結(jié)雙極晶體管7(HBT),高電子遷移率晶體管(HEMT),偽形態(tài)高電子遷移率晶體管(PHEMT),互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體(CMOS)以及橫擴(kuò)散金屬氧化物硅場效應(yīng)管(LDMOS)。用于該晶體管的半導(dǎo)體基板材料包含有硅、絕緣體上外延硅(Silicon on Insulator,SOI)、硅鍺化合物(SiGe)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)與硅鍺-碳化合物。
該場效晶體管的漏極(Drain)與源極(Source)間,還連接一電感器以增加該天線分集開關(guān)的整體隔離度。參見圖4為該第一控制單元及該第二控制單元及該第三控制單元及該第四控制單元及該第五控制單元及該第六控制單元的等效電路圖。該等效電路圖200中電阻210及電容220為該晶體管的等效電路,而不同的晶體管將有不同電阻值及電容值。利用補(bǔ)償電感230為增加開關(guān)隔離度。在開關(guān)關(guān)閉時(shí),電感-電容(LC)諧振電路則具有帶拒的頻率響應(yīng)使得所需的頻帶上形成隔離的效果。在開關(guān)導(dǎo)通時(shí),該晶體管呈現(xiàn)短路的特性使得該頻帶形成阻抗匹配。該帶拒的頻率響應(yīng)中心角頻率為ω=1LC,]]>其中ω=2πf,C為晶體管的參數(shù),L為設(shè)計(jì)中心頻率時(shí)所需的電感值。通過控制該晶體管的柵極電壓決定晶體管操作于開/關(guān)模式,以傳送信號或接收信號或停止動(dòng)作。
接下來將說明本發(fā)明的天線分集開關(guān)100的操作原理。參見3圖,來說明其操作原理。由于該天線分集開關(guān)100采用接收或傳送兩個(gè)不同無線通訊系統(tǒng)的射頻信號,因此共可以分出四種主要的操作模式。
操作模式一操作模式一是指兩個(gè)通訊系統(tǒng)皆同時(shí)發(fā)射訊號的狀態(tài)。當(dāng)該第一控制單元141為開啟狀態(tài)、該第二控制單元142為關(guān)閉狀態(tài)、該第三控制單元143為關(guān)閉狀態(tài)、該第四控制單元144為開啟狀態(tài)、該第五控制單元145為關(guān)閉狀態(tài)及該第六控制單元146為關(guān)閉狀態(tài),則該第一傳送端111傳送一第一射頻信號至該第一天線121以及該第二傳送端112會傳送一第二射頻信號至該第二天線122,則此時(shí)主要與第一至第四控制單元有關(guān)。
另一方面,由于該第一天線121與該第二天線122為分集天線,所以當(dāng)該第一控制單元141為關(guān)閉狀態(tài)、該第二控制單元142為開啟狀態(tài)、該第三控制單元143為開啟狀態(tài)、該第四控制單元144為關(guān)閉狀態(tài)、而該第五控制單元145與該第六控制單元146不需改變狀態(tài),即保持為關(guān)閉狀態(tài),則該第一傳送端111傳送一第一射頻信號至該第二天線122以及該第二傳送端112會傳送一第二射頻信號至該第一天線121。
須注意的是,以上2種開關(guān)控制方式皆是將收發(fā)機(jī)的兩個(gè)不同或相同的射頻信號分別經(jīng)由兩支天線傳送出去,因此整個(gè)天線分集開關(guān)100中訊號路徑是不重疊的。
圖5為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式一的該第一傳送端111及該第二傳送端112的植入損耗及反射損失的仿真圖。圖6為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式一的該第一傳送端111及該第二傳送端112的各單元之間的隔離度仿真圖。圖7為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式一的該第一傳送端111及該第二傳送端112的1dB增益壓縮點(diǎn)的仿真圖。在圖5中仿真結(jié)果顯示,從1到4GHz中該輸入單元至傳送單元的植入損耗小于0.68dB。其該輸入單元反射損失大于40dB,該傳送單元反射損失大于35dB。圖6仿真結(jié)果顯示,從1到4GHz中該第一傳送端111和該第二傳送端112之間的隔離度大于38dB、該第一傳送端111和該接收端130之間的隔離度大于38dB、該第二傳送端112和該接收端130之間的隔離度大于38dB。圖7仿真結(jié)果顯示,從1到4GHz中該輸入單元的1dB增益壓縮點(diǎn)為34.5dBm。
操作模式二操作模式二是指某一系統(tǒng)接收訊號與另一系統(tǒng)為傳送訊號的工作狀態(tài)。
當(dāng)該第一控制單元141為開啟狀態(tài)、該第二控制單元142為關(guān)閉狀態(tài)、該第三控制單元143為關(guān)閉狀態(tài)、該第四控制單元144為關(guān)閉狀態(tài)、該第五控制單元145為關(guān)閉狀態(tài)及該第六控制單元146為開啟狀態(tài),則該第一傳送端111將依第一射頻信號經(jīng)由該第一天線121傳送出去,另一方面該第二天線122將第二射頻信號傳送至該接收端130以使得第二射頻信號進(jìn)入收發(fā)機(jī)。
另一方面,由于該一天線121與該第二天線122為分集天線,所以當(dāng)該第一控制單元141為關(guān)閉狀態(tài)、該第二控制單元142為開啟狀態(tài)、該第三控制單元143為關(guān)閉狀態(tài)、該第四控制單元144為關(guān)閉狀態(tài)、該第五控制單元145為開啟狀態(tài)及該第六控制單元146為關(guān)閉狀態(tài),則該第一傳送端111將依第一射頻信號經(jīng)由該第二天線122傳送出去,另一方面該第一天線121將第二射頻信號傳送至該接收端130以使得第二射頻信號進(jìn)入收發(fā)機(jī)。
須注意的是,以上2種開關(guān)控制方式皆是該第一傳送端111將依第一射頻信號經(jīng)由一分集天線傳送出去,另一方面另一分集天線將第二射頻信號傳送至該接收端130以使得第二射頻信號進(jìn)入收發(fā)機(jī)。由于信號有進(jìn)有出,因此整個(gè)天線分集開關(guān)100是在強(qiáng)干擾(strong interface)的狀態(tài)下。
操作模式三由于該天線分集開關(guān)100為一對稱架構(gòu),因此操作模式三的動(dòng)作原理和操作模式二是類似的。
當(dāng)該第一控制單元141為關(guān)閉狀態(tài)、該第二控制單元142為關(guān)閉狀態(tài)、該第三控制單元143為關(guān)閉狀態(tài)、該第四控制單元144為開啟狀態(tài)、該第五控制單元145為開啟狀態(tài)及該第六控制單元146為關(guān)閉狀態(tài),則該第一天線121將第一射頻信號傳送至該接收端130以使得第一射頻信號進(jìn)入收發(fā)機(jī),另一方面該第二傳送端112將依第二射頻信號經(jīng)由該第二天線122傳送出去。
另一方面,由于該一天線121與該第二天線122為分集天線,所以當(dāng)該第一控制單元141為關(guān)閉狀態(tài)、該第二控制單元142為關(guān)閉狀態(tài)、該第三控制單元143為開啟狀態(tài)、該第四控制單元144為關(guān)閉狀態(tài)、該第五控制單元145為關(guān)閉狀態(tài)及該第六控制單元146為開啟狀態(tài),則該第二天線122將第一射頻信號傳送至該接收端130以使得第一射頻信號進(jìn)入收發(fā)機(jī),另一方面該第二傳送端112將第二射頻信號經(jīng)由該第一天線121傳送出去。
須注意的是,以上2種開關(guān)控制方式皆是該第二傳送端112將第二射頻信號經(jīng)由一分集天線傳送出去,另一方面另一分集天線將第一射頻信號傳送至該接收端130以使得第二射頻信號進(jìn)入收發(fā)機(jī)。由于信號有進(jìn)有出,因此整個(gè)天線分集開關(guān)100也是在強(qiáng)干擾(strong interface)的狀態(tài)。
以上4種開關(guān)控制方式皆是接收端與傳送端同時(shí)工作的狀態(tài)。圖8為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式二中該接收端130的植入損耗及反射損失仿真圖。圖9為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式三的該第一傳送端111及該第二傳送端112的植入損耗及反射損失仿真圖。圖10為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式二與三中各單元之間的隔離度仿真圖。圖11為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式二中該接收端130的1dB增益壓縮點(diǎn)仿真圖。圖12為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式三中該輸入單元的1dB增益壓縮點(diǎn)的仿真圖。圖8仿真結(jié)果顯示,從1到4GHz中該接收端130至傳送單元的植入損耗小于0.67dB。其該接收端130反射損失大于25dB,該傳送單元反射損失大于23dB。圖9仿真結(jié)果顯示,從1到4GHz中該輸入單元至傳送單元的植入損耗小于0.76dB。其該輸入單元反射損失大于40dB,該傳送單元反射損失大于35dB。圖10仿真結(jié)果顯示,從1到4GHz中該第一傳送端111和該第二傳送端112之間的隔離度大于-38.7dB、該第一傳送端111和該接收端130之間的隔離度大于38.7dB、該第二傳送端112和該接收端130之間的隔離度大于38.8dB。圖11仿真結(jié)果顯示,從1到4GHz中該接收端130的1dB增益壓縮點(diǎn)為35dBm、該輸入單元的1dB增益壓縮點(diǎn)為35dBm。圖12仿真結(jié)果顯示,從1到4GHz中該接收端130的1dB增益壓縮點(diǎn)為35dBm、該輸入單元的1dB增益壓縮點(diǎn)為35dBm。
操作模式四操作模式四是皆由接收端在工作的狀態(tài),此時(shí)的操作為該第一控制單元141為關(guān)閉狀態(tài)、該第二控制單元142為關(guān)閉狀態(tài)、該第三控制單元143為關(guān)閉狀態(tài)、該第四控制單元144為關(guān)閉狀態(tài)。需注意的是其中該第五控制單元145與該第六控制單元146的開關(guān)狀態(tài)須視該第一天線121與該該第二天線122的接收而定。若該第一與第二射頻信號皆由該第一天線121接收且傳送至該接收端130,則第五控制單元145為開啟狀態(tài)與該第六控制單元146的關(guān)閉狀態(tài);若該第一與第二射頻信號皆由該第二天線122接收且傳送至該接收端130,則第五控制單元145為關(guān)閉狀態(tài)與該第六控制單元146的開啟狀態(tài)。
須注意的是,以上開關(guān)控制方式皆是兩個(gè)分集天線分別將第一射頻信號與該第二射頻信號傳送至該接收端130后進(jìn)入射頻收發(fā)機(jī)。
圖13為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式四的該接收端130的植入損耗及反射損失仿真圖。圖14為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式四的該接收端130的各單元之間的隔離度仿真圖。圖15為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線分集開關(guān)的操作模式四的該接收端130的1dB增益壓縮點(diǎn)的仿真圖。圖13仿真結(jié)果顯示,從1到4GHz中該接收端至傳送單元的植入損耗小于0.76dB。其該接收端反射損失大于25dB,該傳送單元反射損失大于23dB。圖14仿真結(jié)果顯示,從1到4GHz中該第一傳送端111和該第二傳送端112之間的隔離度大于67dB、該第一傳送端111和該接收端130之間的隔離度大于38.7dB、該第二傳送端112和該接收端130之間的隔離度大于38.8dB。圖15仿真結(jié)果顯示,從1到4GHz中該接收端的1dB增益壓縮點(diǎn)為29dBm。
上述具體實(shí)施方式
以較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明,但這只是為了便于理解而舉的一個(gè)形象化的實(shí)例,不應(yīng)被視為是對本發(fā)明范圍的限制。同樣,根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其較佳實(shí)施例的描述,可以做出各種可能的等同改變或替換,而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān),其處理一第一射頻信號與一第二射頻信號的接收或傳送工作,其特征在于,其包含一第一傳送端,其為一射頻收發(fā)機(jī)的傳送端;一第二傳送端,其用于提供該天線分集開關(guān)的一第二輸入信號;一接收端,其用于提供該天線分集開關(guān)的一輸出信號;一第一控制單元,電連接在該第一傳送端及一第一天線之間;一第二控制單元,電連接在至該第一傳送端及一第二天線之間;一第三控制單元,電連接在該第二傳送端及該第一天線之間;一第四控制單元,電連接在該第二傳送端及該第二天線之間;一第五控制單元,電連接在該接收端及該第一天線之間;以及一第六控制單元,電連接在該接收端及該第二天線之間。
2.如權(quán)利要求1所述的雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān),其特征在于,該第一射頻信號為無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN,Wireless Local AreaNetworks)的射頻信號,且該第二射頻信號為藍(lán)牙(Bluetooth)系統(tǒng)的射頻信號。
3.如權(quán)利要求2所述的雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān),其特征在于,該第一射頻信號為無線局域網(wǎng)絡(luò)IEEE 802.11b/g的射頻信號。
4.如權(quán)利要求1所述的雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān),其特征在于,該第一控制單元、該第二控制單元、該第三控制單元、該第四控制單元、該第五控制單元與該第六控制單元皆為一場效晶體管,其源極與漏極分別與其它組件電連接,而其柵極連接控制電壓以決定晶體管的開啟或關(guān)閉。
5.權(quán)利要求4所述的雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān),其特征在于,做為該第一控制單元、該第二控制單元、該第三控制單元、該第四控制單元、該第五控制單元與該第六控制單元的該場效晶體管的漏極與源極還連接一電感器以增加該天線分集開關(guān)的整體隔離度。
6.權(quán)利要求1所述的雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān),其特征在于,該第一天線與該第二天線皆為分集天線。
7.權(quán)利要求1所述的雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān),其特征在于,當(dāng)該第一控制單元為開啟狀態(tài)、該第二控制單元為關(guān)閉狀態(tài)、該第三控制單元為關(guān)閉狀態(tài)、該第四控制單元為開啟狀態(tài)、該第五控制單元為關(guān)閉狀態(tài)及該第六控制單元為關(guān)閉狀態(tài)時(shí),則該第一傳送端傳送該第一射頻信號至該第一天線以及該第二傳送端會傳送該第二射頻信號至該第二天線。
8.權(quán)利要求1所述的雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān),其特征在于,當(dāng)該第一控制單元為開啟狀態(tài)、該第二控制單元為關(guān)閉狀態(tài)、該第三控制單元為關(guān)閉狀態(tài)、該第四控制單元為關(guān)閉狀態(tài)、該第五控制單元為關(guān)閉狀態(tài)及該第六控制單元為開啟狀態(tài)時(shí),該第一傳送端將依第一射頻信號經(jīng)由該第一天線傳送出去,另一方面該第二天線將第二射頻信號傳送至該接收端以使得第二射頻信號進(jìn)入收發(fā)機(jī)。
9.權(quán)利要求1所述的雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān),其特征在于,當(dāng)該第一控制單元為關(guān)閉狀態(tài)、該第二控制單元為關(guān)閉狀態(tài)、該第三控制單元為關(guān)閉狀態(tài)、該第四控制單元為開啟狀態(tài)、該第五控制單元為開啟狀態(tài)及該第六控制單元為關(guān)閉狀態(tài),則該第一天線將第一射頻信號傳送至該接收端以使得該第一射頻信號進(jìn)入收發(fā)機(jī),且該第二傳送端將該第二射頻信號經(jīng)由該第二天線傳送出去。
10.權(quán)利要求1所述的雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān),其特征在于,此時(shí)的操作為該第一控制單元為關(guān)閉狀態(tài)、該第二控制單元為關(guān)閉狀態(tài)、該第三控制單元為關(guān)閉狀態(tài)、該第四控制單元為關(guān)閉狀態(tài)、第五控制單元為開啟狀態(tài)與該第六控制單元為關(guān)閉狀態(tài),則該第一射頻信號與該第二射頻信號皆由該第一天線接收且傳送至該接收端。
11.權(quán)利要求4所述的雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān),其特征在于,此時(shí)的操作為該第一控制單元為關(guān)閉狀態(tài)、該第二控制單元為關(guān)閉狀態(tài)、該第三控制單元為關(guān)閉狀態(tài)、該第四控制單元為關(guān)閉狀態(tài)、第五控制單元為關(guān)閉狀態(tài)與該第六控制單元的開啟狀態(tài)。需注意的是其中該第五控制單元與該第六控制單元為開關(guān)狀態(tài),則該第一射頻信號與第二射頻信號皆由該第二天線接收且傳送至該接收端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān),其處理無線局域網(wǎng)絡(luò)與藍(lán)牙雙模共構(gòu)系統(tǒng)的接收或傳送工作。該雙模共構(gòu)系統(tǒng)的天線分級開關(guān)包含一第一傳送端;一第二傳送端;一接收端;一第一控制單元,電連接在該第一傳送端及一第一天線間;一第二控制單元,電連接在至該第一傳送端及一第二天線間;一第三控制單元,電連接在該第二傳送端及該第一天線間;一第四控制單元,電連接在該第二傳送端及該第二天線之間;一第五控制單元,電連接在該接收端及該第一天線之間;以及一第六控制單元,電連接在該接收端及該第二天線之間。本發(fā)明以較低的開關(guān)電路復(fù)雜度和較少的天線數(shù)目,達(dá)到無線局域網(wǎng)絡(luò)與藍(lán)牙雙系統(tǒng)共構(gòu)時(shí)所需的天線分集功效,以降低信號衰落。
文檔編號H04B1/44GK1913352SQ200510089960
公開日2007年2月14日 申請日期2005年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月8日
發(fā)明者張盛富, 陳文林, 盧宜佑, 陳泓誠, 唐淑芬, 陳逸萍 申請人:張盛富, 創(chuàng)杰科技股份有限公司