CN104883216B - 可降低信号损失的天线切换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可降低信号损失的天线切换装置，主要包括多个切换模块，其中各个切换模块的一端连接一天线单元，而另一端则连接一收发端。各个切换模块包括多个串联的切换单元，其中各个切换模块上的至少一个切换单元的宽度小于其他的切换单元。藉此将可降低关闭的切换模块产生的寄生电容，并改善天线切换装置的电压驻波比。
Description
技术领域
本发明涉及一种可降低信号损失的天线切换装置，可用以降低关闭的切换模块产生的寄生电容。
背景技术
请参阅图1，为现有天线切换装置的构造示意图。如图所示，天线切换装置10主要包括一天线单元11及多个切换单元13，其中各个切换单元13的一端连接天线单元11，而各个切换单元13的另一端则分别连接不同的收发端15，并可通过切换单元13切换天线单元11与各个收发路径15之间的连接关系。
在实际应用时通常会开启(on)其中一个切换单元13，并关闭(off)其他的切换单元13，使得天线单元11通过开启的切换单元13电性连接其中一个收发端15。天线单元11可将由外界接收的射频信号传送至相连接的收发端15，而收发端15则可将射频信号传送至天线单元11，并经由天线单元11传送至外界。
上述的天线切换装置10主要用以连接天线单元11及其中一个收发路径15，并通过天线单元11接收或发射特定频带的射频信号，例如各个收发端15可分别用以接收或发射特定频带的射频信号。然而在实际应用时，各个关闭的切换单元13往往都会产生寄生电容。此外由于各个关闭的切换单元13是以并联方式连接，因此会产生具大的寄生电容，进而导致天线切换装置10产生插入损耗(insertion loss)，并造成发射或接收的射频信号的能量损耗。
发明内容
本发明的一目的，在于提供一种可降低信号损失的天线切换装置，其中天线切换装置包括多个切换模块，且各个切换模块包括多个串联的切换单元。各个切换模块中的至少一个切换单元的宽度小于其他切换单元，藉此将可有效降低天线切换装置所产生的寄生电容，并降低射频信号在通过天线切换装置时所产生的能量损耗，及改善天线切换装置的电压驻波比。
为达到上述目的，本发明提供一种可降低信号损失的天线切换装置，包括多个切换模块，各个切换模块的一端连接一天线单元，而另一端则分别连接一收发端，其中各个切换模块包括多个切换单元，且多个切换单元以串联的方式连接，其中至少一个切换单元的宽度小于其他切换单元的宽度。
本发明还提供另一种可降低信号损失的天线切换装置，包括：多个第一级切换模块，电性连接一天线单元，其中各个第一级切换模块包括多个串联的第一级切换单元；及多个第二级切换模块，分别电性连接各个第一级切换模块，其中第二级切换模块包括多个串联的第二级切换单元，其中第一级切换模块中最靠近天线单元及最靠近第二级切换模块的第一级切换单元的宽度小于其他第一级切换单元的宽度，而第二级切换模块中最靠近第一级切换模块的第二级切换单元的宽度小于其他第二级切换单元的宽度。
在本发明天线切换装置一实施例中，其中切换模块中最靠近天线单元的切换单元的宽度小于其他切换单元的宽度。
在本发明天线切换装置一实施例中，其中切换模块中最靠近天线单元的两个切换单元的宽度小于其他切换单元的宽度。
在本发明天线切换装置一实施例中，其中切换模块中的切换单元的宽度由收发端往连接天线单元的方向逐渐减小。
在本发明天线切换装置一实施例中，还包括多个接地切换模块，分别电性连接各个切换模块及接地端。
在本发明天线切换装置一实施例中，其中各个切换单元包括多个晶体管组件，且各个晶体管组件以并联的方式连接。
在本发明天线切换装置一实施例中，其中切换单元的宽度为各个晶体管组件的宽度的总合。
在本发明天线切换装置一实施例中，其中切换模块中最靠近天线单元的切换单元的晶体管组件的数量小于其他切换单元。
在本发明天线切换装置一实施例中，其中第一级切换模块中最靠近天线单元及最靠近第二级切换模块的两个第一级切换单元的宽度小于其他第一级切换单元的宽度。
在本发明天线切换装置一实施例中，其中第一级切换单元及第二级切换单元包括多个晶体管组件，且各个晶体管组件以并联的方式连接。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为现有天线切换装置的构造示意图；
图2为本发明可降低信号损失的天线切换装置一实施例的电路连接示意图；
图3为本发明可降低信号损失的天线切换装置又一实施例的电路连接示意图；
图4为本发明可降低信号损失的天线切换装置又一实施例的电路连接示意图。
其中，附图标记
10 天线切换装置 11 天线单元
13 切换单元 15 收发端
20 天线切换装置 200 天线切换装置
21 切换模块 211 切换单元
2111 第一切换单元 2113 第二切换单元
2117 第(n-1)切换单元 2119 第n切换单元
23 天线单元 25 收发端
27 接地切换模块
30 天线切换装置 31 第一级切换模块
311 第一级切换单元 33 第二级切换模块
331 第二级切换单元 35 天线单元
37 收发端 39 接地切换模块
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
在本说明书及后续的权利要求范围中，「耦接」及「连接」一词包含任何直接及间接的连接或电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置连接于一第二装置，则代表第一装置可直接连接于第二装置，或通过其他装置或连接手段间接连接第二装置。
请参阅图2，为本发明可降低信号损失的天线切换装置一实施例的电路连接示意图。如图所示，本发明所述的天线切换装置20包括多个切换模块21，其中各个切换模块21的一端连接一天线单元23，而各个切换模块21的另一端则分别连接不同的收发端25。
在实际应用时可分别切换各个切换模块21，例如开启(on)其中一个切换模块21，并关闭(off)其他的切换模块21，使得天线单元23通过开启的切换模块21电性连接其中一个收发端25。藉此天线单元23可将由外界接收的射频信号经由切换模块21传送至其中一个收发端25，或是由其中一个收发端25将射频信号经由切换模块21传送天线单元23，并通过天线单元23发射射频信号。
本发明实施例所述的各个切换模块21包括多个切换单元211，其中各个切换单元211以串联的方式连接，此外各个切换模块21中的至少一个切换单元211的宽度小于其他的切换单元211的宽度，例如小于其他切换单元211宽度的80％。
在本发明一较佳实施例中，各个切换模块21中最靠近天线单元23的一个或两个切换单元211的宽度小于其他切换单元211的宽度。本发明所述的各个切换单元211可包括多个并联的晶体管组件，例如多个并联的金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET；Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)，其中各个切换单元211的宽度为并联的晶体管组件的宽度的总合，例如各个场效晶体管的通道宽度(channel width)的总合。
一般来说，大尺寸的晶体管组件在布局上经常画成手指状(finger-type)，以本发明所述的切换单元211来说，若各个切换单元211的晶体管组件皆为相同规格的组件，并具有相同的宽度，则各个切换单元211的宽度将可以是晶体管组件的宽度乘于指状(finger)的数量。
换言之，若各个切换单元211的晶体管组件皆为相同规格的组件，则各个切换模块21中最靠近天线单元23的一个或两个切换单元211的指状数量小于其他切换单元211的指状数量，或者是各个切换模块21中最靠近天线单元23的一个或两个切换单元211的晶体管组件的数量小于其他切换单元211的晶体管组件的数量。
在本发明上述实施例中，最靠近天线单元23的一个或两个切换单元211的宽度较小，而其他切换单元211的宽度则约略相等。在本发明另一实施例中，切换模块21的各个切换单元211的宽度亦可皆不相同，其中切换单元211的宽度由收发端25往连接天线单元23的方向逐渐减小，同样可降低关闭的切换模块21所产生的寄生电容。
具体来说各个切换模块21内串联的切换单元211可分别被定义为第一切换单元2111、第二切换单元2113、…、第(n-1)切换单元2117及第n切换单元2119，其中第一切换单元2111、第二切换单元2113、…、第(n-1)切换单元2117及第n切换单元2119依序串联，且第一切换单元2111最靠近天线单元23，而第n切换单元2119则最远离天线单元23。在本发明一实施例中，第一切换单元2111的宽度小于第二切换单元2113的宽度；…；及第(n-1)切换单元2117的宽度小于第n切换单元2119的宽度。
在本发明一实施例中，各个切换模块21亦可分别通过一接地切换模块27连接接地端，例如接地切换模块27的一端电性连接切换模块21及收发端25，而另一端则连接接地端。藉此将可通过切换各个接地切换模块27，使得各个切换模块21分别连接接地端。
在本发明实施例中，如图2所示，天线单元23的数量为一个，而收发端25及切换模块21的数量则为两个，其中天线单元23电性连接两个切换模块21，并通过两个切换单元21分别连接两个收发端25。当然在实际应用时，天线单元23的数量亦可为多个，而收发端25及切换模块21的数量亦可为两个以上。
在实际应用时当天线切换装置20的其中一个切换模块21开启(on)时，另一个切换模块21则会关闭(off)。由于本发明所述的切换模块21最靠近天线单元23的一个或两个切换单元211的宽度较小，因此可降低天线单元23与最靠近的一个或两个切换单元211之间重叠的面积，例如天线单元23及切换单元211上通常会设置至少一导电部，通过缩小切换单元211的宽度，将可降低天线单元23的导电部与最靠近的一个或两个切换单元211的导电部之间的重叠面积，藉此将可有效降低关闭的切换模块21与天线单元23之间所产生的寄生电容，并可避免关闭的切换模块21损耗传输或接收的射频信号的能量，及改善天线切换装置20的电压驻波比。
在不同实施例中，如图3所示，切换模块21及收发端25的数量亦可为两个以上，而在传输或接收信号时通常会开启(on)其中一个切换模块21，并关闭(off)其他的切换模块21。由于各个关闭的切换模块21是以并联的方式连接，因此各个关闭的切换模块21所产生的寄生电容将会彼此并联，进而形成一个巨大的寄生电容。
在本发明中由于各个切换模块21最靠近天线单元23的一个或两个切换单元211的宽度较小，或者是各个切换单元211的宽度由收发端25往连接天线单元23的方向逐渐减小，因此可降低各个关闭的切换模块21与天线单元23之间所产生的寄生电容，并大幅降低天线切换装置200整体的寄生电容，以及减少传输或接收的射频信号的能量损耗。
请参阅图4，为本发明可降低信号损失的天线切换装置又一实施例的电路连接示意图。如图所示，本发明所述的天线切换装置30包括多个第一级切换模块31及多个第二级切换模块33，其中各个第一级切换模块31的一端连接一天线单元35，而各个第一级切换模块33的另一端则分别连接多个第二级切换模块33，此外各个第二级切换模块33的另一端则连接收发端37。
第一级切换模块31包括多个串联的第一级切换单元311，其中各个第一级切换模块31中最靠近天线单元35的一个或两个第一级切换单元311，与最靠近第二级切换模块33的一个或两个第一级切换单元311的宽度较其他第一级切换单元311的宽度小。
第二级切换模块33则包括多个串联的第二级切换单元331，其中各个第二级切换模块33中最靠近第一级切换模块31的一个或两个第二级切换单元331的宽度小于其他第二级切换单元331的宽度。
第一级切换模块31的第一级切换单元311及第二级切换模块33的第二级切换单元331皆包括多个并联的晶体管组件，例如多个并联的金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET；Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)，其中第一级切换单元311及第二级切换单元331的宽度为并联的晶体管组件的宽度的总合，例如各个场效晶体管的通道宽度(channel width)的总合。
由于第一级切换模块31最靠近天线单元35的一个或两个第一级切换单元311的宽度较小，因此可降低天线单元35与最靠近的一个或两个第一级切换单元311之间重叠的面积，例如降低天线单元35的导电部与最靠近的一个或两个第一级切换单元311的导电部之间的重叠面积，并降低天线单元35与第一级切换模块31之间所产生的寄生电容。
此外第一级切换模块31最靠近第二级切换模块33的一个或两个第一级切换单元311的宽度较小，且第二级切换模块33最靠近第一级切换模块31的一个或两个第二级切换单元331的宽度较小，因此可降低相近的第一级切换单元311与第二级切换单元331之间重叠的面积，例如降低相近的第一级切换单元311的导电部与第二级切换单元331的导电部之间的重叠面积，并降低第一级切换模块31与第二级切换模块33之间所产生的寄生电容。
在本发明一实施例中，各个第二级切换模块33亦可分别通过一接地切换模块39连接接地端，例如接地切换模块39的一端电性连接第二级切换模块33及收发端37，而另一端则连接接地端。藉此将可通过切换各个接地切换模块39，使得各个第二级切换模块33分别连接接地端。
在实际应用时通常会开启其中一个第一级切换模块31，并开启连接该第一级切换模块31的其中一个第二级切换模块33，而其他第一级切换模块31及第二级切换模块33则会关闭。藉此天线单元35将可通过开启的第一级切换模块31及第二级切换模块33连接其中一个收发端37，使得天线单元35可与电性相连接的收发端37之间可进行射频信号的传输。
在本发明所述的天线切换装置30可降低关闭的第一级切换模块31与第二级切换模块33产生的寄生电容，因此可有效解决现有的关闭的切换模块彼此并联而产生巨大的寄生电容，藉此以降低射频信号在通过天线切换装置30时产生的能量损耗。
说明书的系统中所描述的也许、必须及变化等字眼并非本发明的限制。说明书所使用的专业术语主要用以进行特定实施例的描述，并不为本发明的限制。说明书所使用的单数量值(如一个及该个)亦可为多个，除非在说明书的内容有明确的说明。例如说明书所提及的一个装置可包括有两个或两个以上的装置的结合，而说明书所提的一物质则可包括有多种物质的混合。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种可降低信号损失的天线切换装置，其特征在于，包括多个切换模块，各个切换模块的一端连接一天线单元，而另一端则分别连接一收发端，其中各个切换模块包括多个切换单元，且该多个切换单元以串联的方式连接，其中至少一个切换单元的宽度小于其他切换单元的宽度，其中该切换模块中最靠近该天线单元的该切换单元的宽度小于其他切换单元的宽度，其中该各个切换模块中最靠近该天线单元的两个切换单元的宽度小于其他切换单元的宽度。
2.如权利要求1所述的天线切换装置，其特征在于，还包括多个接地切换模块，其中该接地切换模块的一端电性连接该切换模块及该收发端，而该接地切换模块的另一端则连接接地端。
3.如权利要求1所述的天线切换装置，其特征在于，其中该各个切换单元包括多个晶体管组件，且该各个晶体管组件以并联的方式连接。
4.如权利要求3所述的天线切换装置，其特征在于，其中该切换单元的宽度为该各个晶体管组件的宽度的总合。
5.如权利要求3所述的天线切换装置，其特征在于，其中该切换模块中最靠近该天线单元的该切换单元的晶体管组件的数量小于其他切换单元。
6.一种可降低信号损失的天线切换装置，其特征在于，包括：
多个第一级切换模块，电性连接一天线单元，其中各个第一级切换模块包括多个串联的第一级切换单元；及
多个第二级切换模块，分别电性连接该各个第一级切换模块，其中该第二级切换模块包括多个串联的第二级切换单元，其中该第一级切换模块中最靠近该天线单元及最靠近该第二级切换模块的该第一级切换单元的宽度小于其他该第一级切换单元的宽度，而该第二级切换模块中最靠近该第一级切换模块的该第二级切换单元的宽度小于其他该第二级切换单元的宽度。
7.如权利要求6所述的天线切换装置，其特征在于，其中该第一级切换模块中最靠近该天线单元及最靠近该第二级切换模块的两个第一级切换单元的宽度小于其他第一级切换单元的宽度。
8.如权利要求6所述的天线切换装置，其特征在于，其中该第一级切换单元及该第二级切换单元包括多个晶体管组件，且该各个晶体管组件以并联的方式连接。
9.一种可降低信号损失的天线切换装置，其特征在于，包括多个切换模块，各个切换模块的一端连接一天线单元，而另一端则分别连接一收发端，其中各个切换模块包括多个切换单元，且该多个切换单元以串联的方式连接，其中至少一个切换单元的宽度小于其他切换单元的宽度，其中该切换模块中的该切换单元的宽度由该收发端往连接该天线单元的方向逐渐减小。
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