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TWI547091B - 可降低訊號損失的天線切換裝置 - Google Patents

可降低訊號損失的天線切換裝置 Download PDF

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TWI547091B
TWI547091B TW104114571A TW104114571A TWI547091B TW I547091 B TWI547091 B TW I547091B TW 104114571 A TW104114571 A TW 104114571A TW 104114571 A TW104114571 A TW 104114571A TW I547091 B TWI547091 B TW I547091B
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Taiwan
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林珩之
李建廣
何柄翰
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絡達科技股份有限公司
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Description

可降低訊號損失的天線切換裝置
本發明有關於一種可降低訊號損失的天線切換裝置，可用以降低關閉的切換模組產生的寄生電容。
請參閱第1圖，為習用天線切換裝置的構造示意圖。如圖所示，天線切換裝置10主要包括一天線單元11及複數個切換單元13，其中各個切換單元13的一端連接天線單元11，而各個切換單元13的另一端則分別連接不同的收發端15，並可透過切換單元13切換天線單元11與各個收發路徑15之間的連接關係。
在實際應用時通常會開啟(on)其中一個切換單元13，並關閉(off)其他的切換單元13，使得天線單元11透過開啟的切換單元13電性連接其中一個收發端15。天線單元11可將由外界接收的射頻訊號傳送至相連接的收發端15，而收發端15則可將射頻訊號傳送至天線單元11，並經由天線單元11傳送至外界。
上述的天線切換裝置10主要用以連接天線單元11及其中一個收發路徑15，並透過天線單元11接收或發射特定頻帶的射頻訊號，例如 各個收發端15可分別用以接收或發射特定頻帶的射頻訊號。然而在實際應用時，各個關閉的切換單元13往往都會產生寄生電容。此外由於各個關閉的切換單元13是以並聯方式連接，因此會產生具大的寄生電容，進而導致天線切換裝置10產生插入損耗(insertion loss)，並造成發射或接收的射頻訊號的能量損耗。
本發明之一目的，在於提供一種可降低訊號損失的天線切換裝置，其中天線切換裝置包括複數個切換模組，且各個切換模組包括複數個串聯的切換單元。各個切換模組中的至少一個切換單元的寬度小於其他切換單元，藉此將可有效降低天線切換裝置所產生的寄生電容，並降低射頻訊號在通過天線切換裝置時所產生的能量損耗，及改善天線切換裝置的電壓駐波比。
為達到上述目的，本發明提供一種可降低訊號損失的天線切換裝置，包括複數個切換模組，各個切換模組的一端連接一天線單元，而另一端則分別連接一收發端，其中各個切換模組包括複數個切換單元，且複數個切換單元以串聯的方式連接，其中至少一個切換單元的寬度小於其他切換單元的寬度。
本發明還提供另一種可降低訊號損失的天線切換裝置，包括：複數個第一級切換模組，電性連接一天線單元，其中各個第一級切換模組包括複數個串聯的第一級切換單元；及複數個第二級切換模組，分別電性連接各個第一級切換模組，其中第二級切換模組包括複數個串聯的第 二級切換單元，其中第一級切換模組中最靠近天線單元及最靠近第二級切換模組的第一級切換單元的寬度小於其他第一級切換單元的寬度，而第二級切換模組中最靠近第一級切換模組的第二級切換單元的寬度小於其他第二級切換單元的寬度。
在本發明天線切換裝置一實施例中，其中切換模組中最靠近天線單元的切換單元的寬度小於其他切換單元的寬度。
在本發明天線切換裝置一實施例中，其中切換模組中最靠近天線單元的兩個切換單元的寬度小於其他切換單元的寬度。
在本發明天線切換裝置一實施例中，其中切換模組中的切換單元的寬度由收發端往連接天線單元的方向逐漸減小。
在本發明天線切換裝置一實施例中，還包括複數個接地切換模組，分別電性連接各個切換模組及接地端。
在本發明天線切換裝置一實施例中，其中各個切換單元包括複數個電晶體元件，且各個電晶體元件以並聯的方式連接。
在本發明天線切換裝置一實施例中，其中切換單元的寬度為各個電晶體元件的寬度的總合。
在本發明天線切換裝置一實施例中，其中切換模組中最靠近天線單元的切換單元的電晶體元件的數量小於其他切換單元。
在本發明天線切換裝置一實施例中，其中第一級切換模組中最靠近天線單元及最靠近第二級切換模組的兩個第一級切換單元的寬度小於其他第一級切換單元的寬度。
在本發明天線切換裝置一實施例中，其中第一級切換單元及 第二級切換單元包括複數個電晶體元件，且各個電晶體元件以並聯的方式連接。
10‧‧‧天線切換裝置
11‧‧‧天線單元
13‧‧‧切換單元
15‧‧‧收發端
20‧‧‧天線切換裝置
200‧‧‧天線切換裝置
21‧‧‧切換模組
211‧‧‧切換單元
2111‧‧‧第一切換單元
2113‧‧‧第二切換單元
2117‧‧‧第(n-1)切換單元
2119‧‧‧第n切換單元
23‧‧‧天線單元
25‧‧‧收發端
27‧‧‧接地切換模組
30‧‧‧天線切換裝置
31‧‧‧第一級切換模組
311‧‧‧第一級切換單元
33‧‧‧第二級切換模組
331‧‧‧第二級切換單元
35‧‧‧天線單元
37‧‧‧收發端
39‧‧‧接地切換模組
第1圖：為習用天線切換裝置的構造示意圖。
第2圖：為本發明可降低訊號損失的天線切換裝置一實施例的電路連接示意圖。
第3圖：為本發明可降低訊號損失的天線切換裝置又一實施例的電路連接示意圖。
第4圖：為本發明可降低訊號損失的天線切換裝置又一實施例的電路連接示意圖。
雖然已透過舉例方式在圖式中描述了本發明的具體實施方式，並在本文中對其作了詳細的說明，但是本發明還允許有各種修改和替換形式。本發明之圖式內容可為不等比例，圖式及其詳細的描述僅為特定型式的揭露，並不為本發明的限制，相反的，依據專利範圍之精神和範圍內進行修改、均等構件及其置換皆為本發明所涵蓋的範圍。
請參閱第2圖，為本發明可降低訊號損失的天線切換裝置一實施例的電路連接示意圖。如圖所示，本發明所述的天線切換裝置20包括複數個切換模組21，其中各個切換模組21的一端連接一天線單元23，而各個切換模組21的另一端則分別連接不同的收發端25。
在實際應用時可分別切換各個切換模組21，例如開啟(on)其中一個切換模組21，並關閉(off)其他的切換模組21，使得天線單元23透過開啟的切換模組21電性連接其中一個收發端25。藉此天線單元23可將由外界接收的射頻訊號經由切換模組21傳送至其中一個收發端25，或是由其中一個收發端25將射頻訊號經由切換模組21傳送天線單元23，並透過天線單元23發射射頻訊號。
本發明實施例所述的各個切換模組21包括複數個切換單元211，其中各個切換單元211以串聯的方式連接，此外各個切換模組21中的至少一個切換單元211的寬度小於其他的切換單元211的寬度，例如小於其他切換單元211寬度的80%。本發明所述之切換單元211的寬度為電晶體閘極通道寬度。
在本發明一較佳實施例中，各個切換模組21中最靠近天線單元23的一個或兩個切換單元211的寬度小於其他切換單元211的寬度。本發明所述的各個切換單元211可包括複數個並聯的電晶體元件，例如複數個並聯的金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET；Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)，其中各個切換單元211的寬度為並聯的電晶體元件的寬度的總合，例如各個場效電晶體的通道寬度(channel width)的總合。
一般來說，大尺寸的電晶體元件在佈局上經常畫成手指狀(finger-type)，以本發明所述的切換單元211來說，若各個切換單元211的電晶體元件皆為相同規格的元件，並具有相同的寬度，則各個切換單元211的寬度將可以是電晶體元件的寬度乘於指狀(finger)的數量。
換言之，若各個切換單元211的電晶體元件皆為相同規格的 元件，則各個切換模組21中最靠近天線單元23的一個或兩個切換單元211的指狀數量小於其他切換單元211的指狀數量，或者是各個切換模組21中最靠近天線單元23的一個或兩個切換單元211的電晶體元件的數量小於其他切換單元211的電晶體元件的數量。
在本發明上述實施例中，最靠近天線單元23的一個或兩個切換單元211的寬度較小，而其他切換單元211的寬度則約略相等。在本發明另一實施例中，切換模組21的各個切換單元211的寬度亦可皆不相同，其中切換單元211的寬度由收發端25往連接天線單元23的方向逐漸減小，同樣可降低關閉的切換模組21所產生的寄生電容。
具體來說各個切換模組21內串聯的切換單元211可分別被定義為第一切換單元2111、第二切換單元2113、...、第(n-1)切換單元2117及第n切換單元2119，其中第一切換單元2111、第二切換單元2113、...、第(n-1)切換單元2117及第n切換單元2119依序串聯，且第一切換單元2111最靠近天線單元23，而第n切換單元2119則最遠離天線單元23。在本發明一實施例中，第一切換單元2111的寬度小於第二切換單元2113的寬度；…；及第(n-1)切換單元2117的寬度小於第n切換單元2119的寬度。
在本發明一實施例中，各個切換模組21亦可分別透過一接地切換模組27連接接地端，例如接地切換模組27的一端電性連接切換模組21及收發端25，而另一端則連接接地端。藉此將可透過切換各個接地切換模組27，使得各個切換模組21分別連接接地端。
在本發明實施例中，如第2圖所示，天線單元23的數量為一個，而收發端25及切換模組21的數量則為兩個，其中天線單元23電性連接 兩個切換模組21，並透過兩個切換單元21分別連接兩個收發端25。當然在實際應用時，天線單元23的數量亦可為複數個，而收發端25及切換模組21的數量亦可為兩個以上。
在實際應用時當天線切換裝置20的其中一個切換模組21開啟(on)時，另一個切換模組21則會關閉(off)。由於本發明所述的切換模組21最靠近天線單元23的一個或兩個切換單元211的寬度較小，因此可降低天線單元23與最靠近的一個或兩個切換單元211之間重疊的面積，例如天線單元23及切換單元211上通常會設置至少一導電部，透過縮小切換單元211的寬度，將可降低天線單元23的導電部與最靠近的一個或兩個切換單元211的導電部之間的重疊面積，藉此將可有效降低關閉的切換模組21與天線單元23之間所產生的寄生電容，並可避免關閉的切換模組21損耗傳輸或接收之射頻訊號的能量，及改善天線切換裝置20的電壓駐波比。
在不同實施例中，如第3圖所示，切換模組21及收發端25的數量亦可為兩個以上，而在傳輸或接收訊號時通常會開啟(on)其中一個切換模組21，並關閉(off)其他的切換模組21。由於各個關閉的切換模組21是以並聯的方式連接，因此各個關閉的切換模組21所產生的寄生電容將會彼此並聯，進而形成一個巨大的寄生電容。
在本發明中由於各個切換模組21最靠近天線單元23的一個或兩個切換單元211的寬度較小，或者是各個切換單元211的寬度由收發端25往連接天線單元23的方向逐漸減小，因此可降低各個關閉的切換模組21與天線單元23之間所產生的寄生電容，並大幅降低天線切換裝置200整體的寄生電容，以及減少傳輸或接收的射頻訊號的能量損耗。
請參閱第4圖，為本發明可降低訊號損失的天線切換裝置又一實施例的電路連接示意圖。如圖所示，本發明所述的天線切換裝置30包括複數個第一級切換模組31及複數個第二級切換模組33，其中各個第一級切換模組31的一端連接一天線單元35，而各個第一級切換模組33的另一端則分別連接複數個第二級切換模組33，此外各個第二級切換模組33的另一端則連接收發端37。
第一級切換模組31包括複數個串聯的第一級切換單元311，其中各個第一級切換模組31中最靠近天線單元35的一個或兩個第一級切換單元311，與最靠近第二級切換模組33的一個或兩個第一級切換單元311的寬度較其他第一級切換單元311的寬度小。
第二級切換模組33則包括複數個串聯的第二級切換單元331，其中各個第二級切換模組33中最靠近第一級切換模組31的一個或兩個第二級切換單元331的寬度小於其他第二級切換單元331的寬度。本發明所述之第一級切換單元311及第二級切換單元331的寬度為電晶體閘極通道寬度。
第一級切換模組31的第一級切換單元311及第二級切換模組33的第二級切換單元331皆包括複數個並聯的電晶體元件，例如複數個並聯的金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET；Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)，其中第一級切換單元311及第二級切換單元331的寬度為並聯的電晶體元件的寬度的總合，例如各個場效電晶體的通道寬度(channel width)的總合。
由於第一級切換模組31最靠近天線單元35的一個或兩個第 一級切換單元311的寬度較小，因此可降低天線單元35與最靠近的一個或兩個第一級切換單元311之間重疊的面積，例如降低天線單元35的導電部與最靠近的一個或兩個第一級切換單元311的導電部之間的重疊面積，並降低天線單元35與第一級切換模組31之間所產生的寄生電容。
此外第一級切換模組31最靠近第二級切換模組33的一個或兩個第一級切換單元311的寬度較小，且第二級切換模組33最靠近第一級切換模組31的一個或兩個第二級切換單元331的寬度較小，因此可降低相近的第一級切換單元311與第二級切換單元331之間重疊的面積，例如降低相近的第一級切換單元311的導電部與第二級切換單元331的導電部之間的重疊面積，並降低第一級切換模組31與第二級切換模組33之間所產生的寄生電容。
在本發明一實施例中，各個第二級切換模組33亦可分別透過一接地切換模組39連接接地端，例如接地切換模組39的一端電性連接第二級切換模組33及收發端37，而另一端則連接接地端。藉此將可透過切換各個接地切換模組39，使得各個第二級切換模組33分別連接接地端。
在實際應用時通常會開啟其中一個第一級切換模組31，並開啟連接該第一級切換模組31的其中一個第二級切換模組33，而其他第一級切換模組31及第二級切換模組33則會關閉。藉此天線單元35將可透過開啟的第一級切換模組31及第二級切換模組33連接其中一個收發端37，使得天線單元35可與電性相連接的收發端37之間可進行射頻訊號的傳輸。
在本發明所述的天線切換裝置30可降低關閉的第一級切換模組31與第二級切換模組33產生的寄生電容，因此可有效解決習用的關閉 的切換模組彼此並聯而產生巨大的寄生電容，藉此以降低射頻訊號在通過天線切換裝置30時產生的能量損耗。
在本發明中所述之連接指的是一個或多個物體或構件之間的直接連接或者是間接連接，例如可在一個或多個物體或構件之間存在有一個或多個中間連接物。
說明書之系統中所描述之也許、必須及變化等字眼並非本發明之限制。說明書所使用的專業術語主要用以進行特定實施例的描述，並不為本發明的限制。說明書所使用的單數量詞(如一個及該個)亦可為複數個，除非在說明書的內容有明確的說明。例如說明書所提及之一個裝置可包括有兩個或兩個以上之裝置的結合，而說明書所提之一物質則可包括有多種物質的混合。
以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
20‧‧‧天線切換裝置
200‧‧‧天線切換裝置
21‧‧‧切換模組
211‧‧‧切換單元
2111‧‧‧第一切換單元
2113‧‧‧第二切換單元
2117‧‧‧第(n-1)切換單元
2119‧‧‧第n切換單元
23‧‧‧天線單元
25‧‧‧收發端
27‧‧‧接地切換模組

Claims (10)

  1. 一種可降低訊號損失的天線切換裝置，包括複數個切換模組，各個切換模組的一端連接一天線單元，而另一端則分別連接一收發端，其中各個切換模組包括複數個切換單元，且該複數個切換單元以串聯的方式連接，其中至少一個切換單元的寬度小於其他切換單元的寬度，其中該切換模組中最靠近該天線單元的該切換單元的寬度小於其他切換單元的寬度，該切換單元的寬度為電晶體閘極通道寬度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的天線切換裝置，還包括複數個接地切換模組，分別電性連接該各個切換模組及接地端。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的天線切換裝置，其中該各個切換單元包括複數個電晶體元件，且該各個電晶體元件以並聯的方式連接。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的天線切換裝置，其中該切換單元的寬度為該各個電晶體元件的寬度的總合。
  5. 一種可降低訊號損失的天線切換裝置，包括：複數個第一級切換模組，電性連接一天線單元，其中各個第一級切換模組包括複數個串聯的第一級切換單元；及複數個第二級切換模組，分別電性連接該各個第一級切換模組，其中該第二級切換模組包括複數個串聯的第二級切換單元，其中該第一級切換模組中最靠近該天線單元及最靠近該第二級切換模組的該第一級切換單元的寬度小於其他該第一級切換單元的寬度，而該第二級切換模組中最靠近該第一級切換模組的該第二級切換單元的寬度小於其他該第二級切換單元的寬度，該第一級切換單元及該第二級切換單元的寬度為電晶體閘極通道寬度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的天線切換裝置，其中該第一級切換模組中最靠近該天線單元及最靠近該第二級切換模組的兩個第一級切換單元的寬度小於其他第一級切換單元的寬度。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的天線切換裝置，其中該第一級切換單元及該第二級切換單元包括複數個電晶體元件，且該各個電晶體元件以 並聯的方式連接。
  8. 一種可降低訊號損失的天線切換裝置，包括複數個切換模組，各個切換模組的一端連接一天線單元，而另一端則分別連接一收發端，其中各個切換模組包括複數個切換單元，且該複數個切換單元以串聯的方式連接，其中至少一個切換單元的寬度小於其他切換單元的寬度，其中該切換模組中最靠近該天線單元的兩個切換單元的寬度小於其他切換單元的寬度，該切換單元的寬度為電晶體閘極通道寬度。
  9. 一種可降低訊號損失的天線切換裝置，包括複數個切換模組，各個切換模組的一端連接一天線單元，而另一端則分別連接一收發端，其中各個切換模組包括複數個切換單元，且該複數個切換單元以串聯的方式連接，其中至少一個切換單元的寬度小於其他切換單元的寬度，其中該切換模組中的該切換單元的寬度由該收發端往連接該天線單元的方向逐漸減小，該切換單元的寬度為電晶體閘極通道寬度。
  10. 一種可降低訊號損失的天線切換裝置，包括複數個切換模組，各個切換模組的一端連接一天線單元，而另一端則分別連接一收發端，其中各個切換模組包括複數個切換單元，且該複數個切換單元以串聯的方式連接，其中至少一個切換單元的寬度小於其他切換單元的寬度，該切換單元的寬度為電晶體閘極通道寬度，其中該各個切換單元包括複數個電晶體元件，且該各個電晶體元件以並聯的方式連接，其中該切換模組中最靠近該天線單元的該切換單元的電晶體元件的數量小於其他切換單元。
TW104114571A 2015-02-17 2015-05-07 可降低訊號損失的天線切換裝置 TWI547091B (zh)

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