專利名稱：天線切換系統(tǒng)及其相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種無(wú)線接收設(shè)計(jì)，特別是關(guān)于一種用以控制天線切換單 元在第一天線與第二天線之間作切換的天線切換系統(tǒng)及其相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
總的來(lái)說(shuō)，在無(wú)線接收系統(tǒng)中，天線是不可缺少的部件。對(duì)于一般的無(wú) 線接收系統(tǒng)(例如無(wú)線收發(fā)器或射頻接收器)，天線在出廠前就已經(jīng)集成到接 收系統(tǒng)中。使用者在接收系統(tǒng)中加入另一天線的可能性很小。但是，在其它
無(wú)線接收系統(tǒng)中，例如全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System, 以下簡(jiǎn)稱為GNSS)接收系統(tǒng)，或行動(dòng)電話，會(huì)提供一個(gè)天線接口(其通常被稱 為車(chē)載配置接口)以供使用者插入另一天線，其中GNSS接收系統(tǒng)包括全球定 位系統(tǒng)(global positioning system,以下簡(jiǎn)稱為GPS)。插入另一天線的優(yōu)點(diǎn)在 于，即使在所接收的傳輸信號(hào)的強(qiáng)度很弱時(shí)，無(wú)線接收系統(tǒng)仍然可以提供較 好的信號(hào)接收。但是，其缺點(diǎn)在于集成到無(wú)線接收系統(tǒng)中的天線就失去了原 有的功能。目前，在對(duì)GNSS接收系統(tǒng)(例如GPS接收系統(tǒng))的設(shè)計(jì)中，被動(dòng) 天線被集成于GNSS接收系統(tǒng)中，并預(yù)先保留一個(gè)天線接口以供插入外接的 主動(dòng)天線。主動(dòng)天線是由GNSS接收系統(tǒng)中的直流電流供電。
請(qǐng)同時(shí)參考圖1及圖2。圖1為沒(méi)有插入外接的主動(dòng)天線的現(xiàn)有的GPS 接收系統(tǒng)100的示意圖。圖2為圖1中插入了外接的主動(dòng)天線225的現(xiàn)有的 GPS接收系統(tǒng)100的示意圖。GPS接收系統(tǒng)100包括天線接口 105，天線切 換單元110，射頻扼流單元(RF choke unit)115，直流阻隔單元120，被動(dòng)天線 125，以及接收裝置130。如圖1所示，因?yàn)榇藭r(shí)GPS接收系統(tǒng)100沒(méi)有耦接外接的天線，接收裝置130控制天線切換單元110以耦合被動(dòng)天線125，因此 被動(dòng)天線125所接收的輸入無(wú)線信號(hào)(也就是GPS導(dǎo)航信號(hào))通過(guò)天線切換單 元IIO及直流阻隔單元120 (直流阻隔單元120也提供交流或射頻信號(hào)耦接功 能)被傳送到接收裝置130。當(dāng)插入主動(dòng)天線225時(shí)(如圖2所示)，接收裝置 130控制天線切換單元110以耦合主動(dòng)天線225，而不是耦合被動(dòng)天線125， 接著主動(dòng)天線225接收GPS導(dǎo)航信號(hào)，并通過(guò)天線接口 105、天線切換單元 110、以及直流阻隔單元120將GPS導(dǎo)航信號(hào)傳送到接收裝置130。通常，主 動(dòng)天線225進(jìn)一步包含低噪聲放大器(low noise amplifier,以下簡(jiǎn)稱為 LNA)230，LNA230由接收裝置130所提供的流經(jīng)射頻扼流單元115以及天線 接口 105的直流電流供電。主動(dòng)天線225的天線增益A2通常大于被動(dòng)天線125 的天線增益(也就是A,)。相應(yīng)地，通過(guò)使用主動(dòng)天線225可以增強(qiáng)接收系統(tǒng) IOO的接收靈敏度。 一般來(lái)說(shuō)，接收靈敏度具有2 5dB的增加。
主動(dòng)天線225的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以比被動(dòng)天線125具有更好的性能。這 是因?yàn)榧捎贕PS接收系統(tǒng)100中的被動(dòng)天線125通常會(huì)受到GPS接收系統(tǒng) 100的體積大小以及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的限制。特別是，在未來(lái)，由于便攜消費(fèi)裝置的 體積越來(lái)越小，會(huì)要求被動(dòng)天線125的體積也越來(lái)越小。換句話說(shuō)，對(duì)于設(shè) 計(jì)者來(lái)說(shuō)，主動(dòng)天線225的設(shè)計(jì)比被動(dòng)天線125的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。如上所述，如 果GPS接收系統(tǒng)100在具有低信號(hào)噪聲比或載波噪聲比(signal-to-noise ratio， SNR或code-to-noise ratio, CNR)的GPS導(dǎo)航信號(hào)的環(huán)境中工作，則只有主動(dòng) 天線225被用于接收GPS導(dǎo)航信號(hào)，而被動(dòng)天線125不會(huì)被使用。
需要注意的是，在插入主動(dòng)天線225后，接收裝置130控制天線切換單 元110耦接于天線接口 105以從主動(dòng)天線225持續(xù)地接收GPS導(dǎo)航信號(hào)，除 非主動(dòng)天線225被拔除。也就是說(shuō)，在具有高SNR/CNR的GPS導(dǎo)航信號(hào)的 環(huán)境中，即使只需要被動(dòng)天線125就可以完成信號(hào)接收，但由于主動(dòng)天線225 仍耦接于GPS接收系統(tǒng)100，則GPS接收系統(tǒng)100仍持續(xù)地提供直流電流至 主動(dòng)天線225以用于信號(hào)接收。GPS接收系統(tǒng)100的電池使用時(shí)間會(huì)因此而降低。
例如，如果GPS接收系統(tǒng)100被放置于汽車(chē)內(nèi)，有一種可能是在GPS導(dǎo)
航信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度低于預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度，此時(shí)使用主動(dòng)天線225來(lái)替代被動(dòng) 天線125進(jìn)行接收會(huì)更好。但是，當(dāng)GPS導(dǎo)航信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度高于預(yù)設(shè)的信 號(hào)強(qiáng)度時(shí)，使用被動(dòng)天線125代替主動(dòng)天線225會(huì)更好。如果GPS接收系統(tǒng) 100 —直向主動(dòng)天線225提供直流電流以使用主動(dòng)天線225來(lái)接收信號(hào)，則 GPS接收系統(tǒng)100的電池使用時(shí)間將縮短?？偟膩?lái)說(shuō)，提供給主動(dòng)天線225 的直流電流大致需要7~15毫安(mA)，其為GPS接收系統(tǒng)100總耗電量的25% 到50%。另外，GPS導(dǎo)航信號(hào)只有在某些特殊的環(huán)境下才會(huì)變差。這種從主 動(dòng)天線225被插入就一直使用主動(dòng)天線225的方法會(huì)降低電能的效率。
另外，GPS接收系統(tǒng)100使用主動(dòng)天線225進(jìn)行信號(hào)接收的另一個(gè)問(wèn)題 是容易被干擾信號(hào)源飽和。例如，當(dāng)載有GPS接收系統(tǒng)100的汽車(chē)移動(dòng)到基 站附近時(shí)，GPS導(dǎo)航信號(hào)可能會(huì)受到由基站產(chǎn)生的傳輸信號(hào)的干擾(在這種情 況下，傳輸信號(hào)可以被視為干擾信號(hào))。因?yàn)楦蓴_信號(hào)的能量通常遠(yuǎn)大于GPS 導(dǎo)航信號(hào)的能量，如果持續(xù)地使用主動(dòng)天線225來(lái)接收GPS導(dǎo)航信號(hào)，則GPS 接收系統(tǒng)100中的某些電路可能會(huì)飽和。在這種情況下，使用被動(dòng)天線125 代替主動(dòng)天線225進(jìn)行接收效果會(huì)更好。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用以在第一天線與第二天線之 間作切換的天線切換系統(tǒng)及其相關(guān)方法。
本發(fā)明提供了一種用以在第一天線與第二天線之間作切換的天線切換系 統(tǒng)，其中第一天線的增益不同于第二天線的增益。天線切換系統(tǒng)包括天線切 換單元以及切換控制裝置。天線切換單元選擇性地耦接于第一天線或第二天 線。切換控制裝置耦接于天線切換單元，用以根據(jù)至少一預(yù)設(shè)的臨界值以及 由天線切換單元接收的輸入無(wú)線信號(hào)，控制天線切換單元以在第一天線以及第二天線之間作切換。
本發(fā)明提供了天線切換方法。天線切換方法包括提供第一天線以及第 二天線，其中第一天線的增益不同于第二天線的增益；提供天線切換單元，
選擇性地耦接于第一天線或第二天線；以及控制天線切換單元，以根據(jù)至少 一預(yù)設(shè)的臨界值以及由天線切換單元接收的輸入無(wú)線信號(hào)，在第一天線以及 第二天線之間作切換。
本發(fā)明提供的用以在第一天線與第二天線之間作切換的天線切換系統(tǒng)及 其相關(guān)方法，通過(guò)根據(jù)至少一預(yù)設(shè)的臨界值以及由天線切換單元接收的輸入 無(wú)線信號(hào)來(lái)在第一天線以及第二天線之間作切換，可以在降低電能消耗并達(dá) 到抗干擾目的的同時(shí)，為無(wú)線接收系統(tǒng)提供更好的信號(hào)接收。


圖1為沒(méi)有插入外接的主動(dòng)天線的現(xiàn)有的GPS接收系統(tǒng)的示意圖。 圖2為插入了外接的主動(dòng)天線的現(xiàn)有的GPS接收系統(tǒng)的示意圖。 圖3為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的天線切換系統(tǒng)的示意圖。 圖4為是圖3所示的天線檢測(cè)單元以及天線電流供給單元結(jié)合運(yùn)作的電 路示意圖。
圖5為具有較佳電能效率的天線切換系統(tǒng)的運(yùn)作流程圖。 圖6為用于達(dá)到抗干擾的目的的天線切換系統(tǒng)的運(yùn)作流程圖。 圖7為在不同的環(huán)境下使用主動(dòng)天線或被動(dòng)天線來(lái)接收GPS導(dǎo)航信號(hào)Sin 的實(shí)施例的表格。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參考圖3。圖3為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的天線切換系統(tǒng)300的示意圖。 在以下描述中，為便于說(shuō)明，本實(shí)施例的天線切換系統(tǒng)300是基于全球定位 系統(tǒng)(global positioning system,以下簡(jiǎn)稱為GPS)的；但是，本發(fā)明也可以用于其它選擇性地使用第一天線或具有與第一天線不同增益的第二天線來(lái)接收 信號(hào)的天線切換系統(tǒng)，例如基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)或伽利略定位系統(tǒng)的天線切 換系統(tǒng)。請(qǐng)注意，第一天線與第二天線可以是兩個(gè)具有不同增益的主動(dòng)天線， 或兩個(gè)具有不同增益的被動(dòng)天線，或一個(gè)是主動(dòng)天線而另一個(gè)是被動(dòng)天線，
這些改動(dòng)都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。為方便描述，在本實(shí)施例中，主動(dòng)天線225
被視為第一天線，且被動(dòng)天線125被視為第二天線；但是，這并不是是對(duì)本
發(fā)明的限制。如圖3所示，天線切換系統(tǒng)300包含天線接口 105，天線切換 單元110，射頻扼流單元115，直流阻隔單元120，以及切換控制裝置305。 需要注意的是，在本實(shí)施例中，主動(dòng)天線225可能沒(méi)有被插入天線切換系統(tǒng) 300;但是，在圖3中，顯示了主動(dòng)天線225已經(jīng)與天線接口 105耦接，是為 了描述天線切換系統(tǒng)300中的切換控制裝置305如何控制天線切換單元110 在主動(dòng)天線225與被動(dòng)天線125之間作切換。切換控制裝置305除了具有與 圖1中接收裝置130相同的接收功能，還可以用于控制天線切換單元110以 根據(jù)至少一預(yù)設(shè)臨界值以及輸入無(wú)線信號(hào)Sin'在主動(dòng)天線225與被動(dòng)天線125 之間作切換，其中，輸入無(wú)線信號(hào)Sin，是通過(guò)直流阻隔單元120從天線切換單 元110接收。相應(yīng)于GPS導(dǎo)航信號(hào)Sin的輸入無(wú)線信號(hào)Sin，是由衛(wèi)星傳送并由
主動(dòng)天線225或被動(dòng)天線125接收。也就是說(shuō)，切換控制裝置305可以控制 天線切換單元110選擇性地使用主動(dòng)天線225或被動(dòng)天線125來(lái)接收GPS導(dǎo) 航信號(hào)S^以抗干擾并提高電能的效率。
具體來(lái)說(shuō)，切換控制裝置305包括天線檢測(cè)單元310，降頻轉(zhuǎn)換模塊 315，可變?cè)鲆娣糯笃?可變?cè)鲆娣糯笃?，以下?jiǎn)稱VGA)320，信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè) 器325，增益控制器330，比較單元335，天線電流供給單元340，信號(hào)處理 單元345，以及控制單元350。天線檢測(cè)單元310用于檢測(cè)主動(dòng)天線225以判 斷主動(dòng)天線225的運(yùn)作是否正確，以及如果主動(dòng)天線225的運(yùn)作正確，則天 線檢測(cè)單元310控制天線電流供給單元340以對(duì)LNA 230提供直流電流。換 句話說(shuō)，當(dāng)主動(dòng)天線225插入天線切換系統(tǒng)300時(shí)，天線檢測(cè)單元310可以立即檢測(cè)并檢測(cè)主動(dòng)天線225的狀態(tài)。如果主動(dòng)天線225短路，則天線切換 系統(tǒng)300將立即停止向LNA230提供直流電流。
請(qǐng)參考圖4。圖4是圖3所示的天線檢測(cè)單元310以及天線電流供給單元 340結(jié)合運(yùn)作的電路示意圖。當(dāng)主動(dòng)天線225沒(méi)有被插入無(wú)線接收系統(tǒng)時(shí)，晶 體管M2是導(dǎo)通的，使得節(jié)點(diǎn)A的電壓電平為低邏輯電平，且晶體管M,是導(dǎo) 通的。在這種情況下，天線接口 105不會(huì)消耗直流電流。當(dāng)主動(dòng)天線225被 插入天線接口 105，節(jié)點(diǎn)A的電壓電平仍然保持為低邏輯電平，但是提供給 主動(dòng)天線225的直流電流所產(chǎn)生的壓降存在于電阻R4上，所以天線接口 105 的電壓電平會(huì)略低于電源所提供的電壓電平。當(dāng)耦接于主動(dòng)天線225的天線 接口 105短路時(shí)，因?yàn)樘炀€接口 105的電壓電平為低邏輯電平，所以晶體管 M3導(dǎo)通。因此，在節(jié)點(diǎn)A電壓電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦哌壿嬑粶?zhǔn)，則晶體管M,不導(dǎo)通 且沒(méi)有直流電流提供給主動(dòng)天線225。因此，在無(wú)線接收系統(tǒng)接收到來(lái)自主動(dòng) 天線225的GPS導(dǎo)航信號(hào)Sin前，主動(dòng)天線225可以被檢測(cè)。當(dāng)然，電阻R4 的電阻值也可設(shè)計(jì)為可以提供過(guò)流保護(hù)。例如，如果由電源提供的電壓電平 設(shè)計(jì)為4V，則電阻R4的電阻值可以設(shè)計(jì)為lOOhms。因此，如果由天線接口 105提供的直流電流超過(guò)400mA，則晶體管M,將關(guān)閉。
如果確認(rèn)主動(dòng)天線225的運(yùn)作是正確的，接著降頻轉(zhuǎn)換模塊315通過(guò)天 線檢測(cè)單元310降頻轉(zhuǎn)換無(wú)線信號(hào)Sin'，并執(zhí)行低通濾波操作以產(chǎn)生低頻信號(hào)。 低頻信號(hào)可在一個(gè)信號(hào)電平范圍內(nèi)被放大，其中信號(hào)電平范圍可由信號(hào)處理 單元345來(lái)處理，信號(hào)處理單元345通常包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器及任何數(shù)模處理模 塊。放大的操作可由VGA 320，信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)器325，以及增益控制器330 完成，其中增益控制器330可以是可編程增益控制器或自動(dòng)增益控制器。
如上所述，當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)器325檢測(cè)到由VGA 320輸出的對(duì)應(yīng)于無(wú)線 信號(hào)Sin'的輸出信號(hào)的信號(hào)電平為低時(shí)，由信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)器325產(chǎn)生的指示信 號(hào)被傳送到增益控制器330，接著增益控制器330決定一個(gè)高增益值給VGA 320，直到輸出信號(hào)的信號(hào)電平符合信號(hào)處理單元345的要求。當(dāng)輸出信號(hào)的信號(hào)電平為高時(shí)，指示信號(hào)被傳送到增益控制器330以決定一個(gè)低增益值給 VGA320，直到輸出信號(hào)的信號(hào)電平符合信號(hào)處理單元345的要求。需要注意 的是，通過(guò)增益控制器330決定的增益值被傳送到比較單元335，以及由信號(hào) 處理單元345輸出的檢測(cè)的信噪比值也被傳送到比較單元335，其中信噪比包 括信號(hào)噪聲比(SNR)或載波噪聲比(CNR)。另外，在本實(shí)施例中，控制單元350 設(shè)置兩個(gè)預(yù)設(shè)的臨界值，包括一個(gè)預(yù)設(shè)的信噪比值以及一個(gè)預(yù)設(shè)的增益值， 并將這兩個(gè)預(yù)設(shè)的臨界值傳送到比較單元335。因此，通過(guò)比較檢測(cè)的信噪比 值與預(yù)設(shè)的信噪比值或比較增益值與預(yù)設(shè)增益值，比較單元335可以開(kāi)啟或 關(guān)閉天線電流供給單元340以間接地控制天線切換單元110在主動(dòng)天線225 及被動(dòng)天線125之間切換。比較增益值與預(yù)設(shè)增益值來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉天線電流 供給單元340的優(yōu)先級(jí)可以設(shè)計(jì)為高于比較預(yù)設(shè)的信噪比值與檢測(cè)的信噪比 值來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉天線電流供給單元340的值的優(yōu)先級(jí)。以下將進(jìn)行詳細(xì)的描 述。
為獲得較佳的電能效率，比較單元335比較檢測(cè)的信噪比值與預(yù)設(shè)的信 噪比值以決定是否需要使用主動(dòng)天線225來(lái)接收信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)的信噪比值大 于預(yù)設(shè)的信噪比值時(shí)，比較單元335控制天線切換單元110耦接于被動(dòng)天線 125(也就是，天線切換單元110將從主動(dòng)天線225切換到被動(dòng)天線125，或保 持耦接于被動(dòng)天線125)。這是由于檢測(cè)的信噪比值大于預(yù)設(shè)的信噪比值，就 表示此時(shí)GPS導(dǎo)航信號(hào)Sin的能量較強(qiáng)，因此，此時(shí)僅需使用被動(dòng)天線125 就可以完成信號(hào)接收。當(dāng)檢測(cè)的信噪比值不大于預(yù)設(shè)的信噪比值時(shí)，比較單 元335仍然控制天線切換單元110耦接于主動(dòng)天線225，以使用主動(dòng)天線225 來(lái)接收信號(hào)。請(qǐng)參考圖5。圖5為具有較佳電能效率的天線切換系統(tǒng)300的 運(yùn)作流程圖。以下將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的描述-
步驟500:開(kāi)始。
步驟505:主動(dòng)天線225是否插入 如果主動(dòng)天線225插入，則進(jìn)行至步 驟510;否則，進(jìn)行至步驟535。步驟510:主動(dòng)天線225的運(yùn)作是否正確 如果主動(dòng)天線225的運(yùn)作是正 確的，進(jìn)行至步驟515;否則，關(guān)閉主動(dòng)天線225并進(jìn)行至步驟535。
步驟515:切換控制裝置305控制天線切換單元110耦接于主動(dòng)天線225 以利用主動(dòng)天線225來(lái)接收GPS導(dǎo)航信號(hào)Sin。
步驟520:信號(hào)處理單元345根據(jù)GPS導(dǎo)航信號(hào)Sb產(chǎn)生檢測(cè)的信噪比值。
步驟525:檢測(cè)的信噪比值是否大于預(yù)設(shè)的信噪比值 如果檢測(cè)的信噪比 值大于預(yù)設(shè)的信噪比值，進(jìn)行至步驟530;否則，進(jìn)行至步驟540。
步驟530:切換控制裝置305通過(guò)停止向主動(dòng)天線225中的LNA 230提 供直流電流來(lái)關(guān)閉主動(dòng)天線225。
步驟535:切換控制裝置305控制天線切換單元110耦接于被動(dòng)天線125。
步驟540:切換控制裝置305開(kāi)啟主動(dòng)天線225。
步驟545:主動(dòng)天線225的運(yùn)作是否正確 如果主動(dòng)天線225的運(yùn)作是正 確的，進(jìn)行至步驟550;否則，進(jìn)行至步驟530。
步驟550:切換控制裝置305控制天線切換單元110耦接于主動(dòng)天線225， 并返回步驟520。
根據(jù)圖5所示的步驟，切換控制裝置305可以持續(xù)地監(jiān)視對(duì)應(yīng)于GPS導(dǎo) 航信號(hào)Sin的檢測(cè)的信噪比值，用于選擇性地利用主動(dòng)天線225或被動(dòng)天線125 來(lái)接收信號(hào)以獲得較佳的電能效率。例如，假設(shè)預(yù)設(shè)的信噪比值為40dBc/Hz， 且LNA230的增益為30dB。通常，在開(kāi)闊的戶外空間(例如，在鄉(xiāng)村的高速 公路上)，GPS導(dǎo)航信號(hào)Sin的功率可以達(dá)到-125 dBm，且因?yàn)椴徽撌鞘褂弥?動(dòng)天線225還是被動(dòng)天線125，對(duì)應(yīng)于GPS導(dǎo)航信號(hào)Sin的檢測(cè)的信噪比值均 大于40dBc/Hz，所以天線切換單元110耦接于被動(dòng)天線125以利用被動(dòng)天線 125來(lái)進(jìn)行信號(hào)接收。實(shí)際上，通過(guò)用于信號(hào)接收的主動(dòng)天線225所檢測(cè)的信 噪比值可以達(dá)到48dBc/Hz，通過(guò)用于信號(hào)接收的被動(dòng)天線125所接收的檢測(cè) 的信噪比值可以達(dá)到43dBc/Hz。當(dāng)天線切換系統(tǒng)300位于城市中時(shí)，由于城 市中的建筑物的影響，通過(guò)用于信號(hào)接收的被動(dòng)天線125所產(chǎn)生的檢測(cè)的信噪比值可能會(huì)低于40dBc/Hz。在這種情況下，切換控制裝置305控制天線切 換單元100耦接于主動(dòng)天線225，而不是耦接于被動(dòng)天線125。
為了達(dá)到抗干擾的目的，比較單元335比較增益值與預(yù)設(shè)增益值以決定 是否需要使用主動(dòng)天線225來(lái)進(jìn)行信號(hào)接收。當(dāng)增益值小于預(yù)設(shè)增益值，比 較單元335控制天線切換單元以耦接于被動(dòng)天線125 (也就是說(shuō)，天線切換單 元110將由主動(dòng)天線225切換到被動(dòng)天線125)。這是因?yàn)楫?dāng)所需的增益值小 于預(yù)設(shè)增益值時(shí)，表示附近常有干擾信號(hào)源存在，由于干擾信號(hào)源的存在， 信號(hào)處理單元345可能會(huì)飽和。因此，天線切換系統(tǒng)300使用被動(dòng)天線125 來(lái)進(jìn)行信號(hào)接收，而不使用主動(dòng)天線225。否則，當(dāng)增益值不小于預(yù)設(shè)增益值， 比較單元335仍控制天線切換單元110耦接于主動(dòng)天線225，以使用主動(dòng)天線 225來(lái)接收信號(hào)。請(qǐng)參考圖6。圖6為用于達(dá)到抗干擾目的的天線切換系統(tǒng)300 的運(yùn)作流程圖。以下將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的描述
步驟600:開(kāi)始。
步驟605:主動(dòng)天線225是否插入 如果主動(dòng)天線225插入，進(jìn)行至步驟 610，否則，進(jìn)行至步驟635。
步驟610:主動(dòng)天線225的運(yùn)作是否正確 如果主動(dòng)天線225的運(yùn)作是正 確的，進(jìn)行至步驟615;否則，關(guān)閉主動(dòng)天線225并進(jìn)行至步驟635。
步驟615:切換控制裝置305控制天線切換單元110耦接于主動(dòng)天線225， 以利用主動(dòng)天線225來(lái)接收GPS導(dǎo)航信號(hào)Sin。
步驟620:由增益控制器330所決定并指定給VGA 320的增益被輸出到 比較單元335。
步驟625:被指定給VGA320的增益值是否小于預(yù)設(shè)增益值 如果被指定 給VGA320的增益值小于預(yù)設(shè)增益值，進(jìn)行至步驟630;否則，進(jìn)行至步驟 640。
步驟630:切換控制裝置305通過(guò)停止向主動(dòng)天線225中的LNA 230提
供直流電流來(lái)關(guān)閉主動(dòng)天線225。步驟635:切換控制裝置305控制天線切換單元IIO耦接于被動(dòng)天線125。 步驟640:切換控制裝置305開(kāi)啟主動(dòng)天線225。
步驟645:主動(dòng)天線225的運(yùn)作是否正確 如果主動(dòng)天線225的運(yùn)作是正 確的，進(jìn)行至步驟650;否則，進(jìn)行至步驟630。
步驟650:切換控制裝置305控制天線切換單元110耦接于主動(dòng)天線225， 并返回步驟620。
根據(jù)圖6所示的步驟，切換控制裝置305可以持續(xù)地監(jiān)視被指定給VGA 320的增益值，以用于在主動(dòng)天線225及被動(dòng)天線125中選擇一個(gè)來(lái)進(jìn)行信號(hào) 接收，以達(dá)到抗干擾的目的。請(qǐng)參考圖7。圖7為在不同的環(huán)境下使用主動(dòng)天 線225或被動(dòng)天線125來(lái)接收GPS導(dǎo)航信號(hào)Sin的實(shí)施例的表格。如圖7所示， 假設(shè)LNA230的增益為30dB，且LNA230的可變?cè)鲆娴姆秶鸀?到50dB。 同時(shí)假設(shè)經(jīng)由降頻轉(zhuǎn)換模塊315的信號(hào)增益固定等于60dB，且信號(hào)處理單元 345所要求的從VGA 320輸出的輸出信號(hào)的信號(hào)電平為-10dBm(也就是 100mV)到-3dBm(也就是200mV)。首先，如果天線切換系統(tǒng)300附近沒(méi)有干 擾信號(hào)源，因?yàn)橥ㄟ^(guò)控制指定給VGA 320的增益值為10dB或40dB (如圖7 所示)，容易達(dá)到信號(hào)處理單元345的要求，所以主動(dòng)天線225或被動(dòng)天線125 都可用于進(jìn)行信號(hào)接收。但是，如果干擾信號(hào)源存在于天線切換系統(tǒng)300附 近(干擾信號(hào)源的功率為-85dBm)，使用被動(dòng)天線125來(lái)進(jìn)行信號(hào)接收仍可以 容易地達(dá)到信號(hào)處理單元345的要求，但是利用主動(dòng)天線225來(lái)進(jìn)行信號(hào)接 收則很難達(dá)到信號(hào)處理單元345的要求。這是因?yàn)榧词怪付ńoVGA320的增 益值被調(diào)整為0，由VGA 320輸出的輸出信號(hào)的信號(hào)電平(5dBm)仍大于 -3dBm。因此，在這種情況下，為避免干擾信號(hào)源所造成的飽和，切換控制 裝置305控制天線切換單元110從主動(dòng)天線225切換到被動(dòng)天線125以進(jìn)行 信號(hào)接收。
當(dāng)然，天線切換系統(tǒng)300也可以在取得較佳的電能效率的同時(shí)達(dá)到抗干 擾的目的。也就是說(shuō)，圖6中所示的步驟與圖5中所示的步驟可以結(jié)合。這種情形也在本發(fā)明將要申請(qǐng)的專利范圍內(nèi)。另外，雖然在上述實(shí)施例中天線
切換單元110是由射頻開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，天線切換單元110也可以由其它的功率 組合器來(lái)實(shí)現(xiàn)。原因是切換控制裝置305可以通過(guò)停止向主動(dòng)天線225提供 直流電流，以較容易地控制功率組合器僅接收來(lái)自于被動(dòng)天線125的GPS導(dǎo) 航信號(hào)Sin。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以做一些改動(dòng)， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)與權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種用于在第一天線以及第二天線之間作切換的天線切換系統(tǒng)，其特征 在于，該系統(tǒng)包括天線切換單元，選擇性地耦接于所述的第一天線或第二天線；以及 切換控制裝置，耦接于所述的天線切換單元，用以根據(jù)至少一預(yù)設(shè)的臨界值以及由該天線切換單元接收的輸入無(wú)線信號(hào)，控制該天線切換單元以在所述的第一天線以及第二天線之間作切換；其中所述的第一天線的增益不同于所述的第二天線的增益。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于在第一天線以及第二天線之間作切換的天線 切換系統(tǒng)，其特征在于，所述的天線切換系統(tǒng)為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收系統(tǒng)。
3. 如權(quán)利要求1所述的用于在第一天線以及第二天線之間作切換的天線 切換系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一天線與所述的第二天線中的一者為主動(dòng) 天線，以及該第一天線與該第二天線中的另一者為被動(dòng)天線。
4. 如權(quán)利要求1所述的用于在第一天線以及第二天線之間作切換的天線 切換系統(tǒng)，其特征在于，所述的預(yù)設(shè)的臨界值為預(yù)設(shè)的信噪比值，以及所述 的切換控制裝置包括信號(hào)處理單元，耦接于所述的天線切換單元，用以產(chǎn)生檢測(cè)的信噪比值， 該檢測(cè)的信噪比值對(duì)應(yīng)于所述的天線切換單元所接收的所述的輸入無(wú)線信 號(hào)；控制單元，用以設(shè)置預(yù)設(shè)的信噪比值；以及比較單元，耦接于所述的信號(hào)處理單元以及所述的控制單元，用以從該 信號(hào)處理單元接收所述的檢測(cè)的信噪比值，以及通過(guò)比較該檢測(cè)的信噪比值 與所述的預(yù)設(shè)的信噪比值，控制所述的天線切換單元以在所述的第一天線以 及第二天線之間作切換。
5. 如權(quán)利要求4所述的用于在第一天線以及第二天線之間作切換的天線切換系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述的檢測(cè)的信噪比值大于所述的預(yù)設(shè)的信噪比值時(shí)，所述的比較單元控制所述的天線切換單元耦接于所述的第二天線；以 及當(dāng)所述的檢測(cè)的信噪比值不大于所述的預(yù)設(shè)的信噪比值時(shí)，所述的比較單 元控制所述的天線切換單元耦接于所述的第一天線。
6. 如權(quán)利要求1所述的用于在第一天線以及第二天線之間作切換的天線 切換系統(tǒng)，其特征在于，所述的預(yù)設(shè)的臨界值為預(yù)設(shè)增益值，以及所述的切 換控制裝置包括可變?cè)鲆娣糯笃?，用以放大由所述的天線切換單元所接收的所述的輸入 無(wú)線信號(hào)；增益控制器，耦接于所述的可變?cè)鲆娣糯笃鳎靡詻Q定指定給該可變?cè)?益放大器的增益值；控制單元，用以設(shè)置所述的預(yù)設(shè)增益值；以及比較單元，耦接于所述的增益控制器以及所述的控制單元，用以接收由 該增益控制器所決定的所述的增益值，以及通過(guò)比較該增益值與所述的預(yù)設(shè) 增益值，用以控制所述的天線切換單元在所述的第一天線與第二天線之間作 切換。
7. 如權(quán)利要求6所述的用于在第一天線以及第二天線之間作切換的天線 切換系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一天線的增益大于所述的第二天線的增益， 以及當(dāng)該增益值小于所述的預(yù)設(shè)增益值時(shí)，所述的比較單元控制所述的天線 切換單元耦接于所述的第二天線；以及當(dāng)所述的增益值不小于所述的預(yù)設(shè)增 益值時(shí)，所述的比較單元控制所述的天線切換單元耦接于所述的第一天線。
8. —種天線切換方法，其特征在于，該方法包括提供第一天線以及第二天線，其中該第一天線的增益不同于該第二天線 的增益；提供天線切換單元，選擇性地耦接于所述的第一天線或第二天線；以及 控制該天線切換單元，以根據(jù)至少一預(yù)設(shè)的臨界值以及由所述的天線切換單元接收的輸入無(wú)線信號(hào)，在所述的第一天線以及第二天線之間作切換。
9. 如權(quán)利要求8所述的天線切換方法，其特征在于，所述的方法可以應(yīng)用 在全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收系統(tǒng)。
10. 如權(quán)利要求8所述的天線切換方法，其特征在于，提供所述的第一天 線與所述的第二天線的步驟包括提供主動(dòng)天線以及被動(dòng)天線。
11. 如權(quán)利要求8所述的天線切換方法，其特征在于，所述的預(yù)設(shè)的臨界 值為預(yù)設(shè)的信噪比值，以及控制所述的天線切換單元以在所述的第一天線與第二天線之間作切換的步驟包括產(chǎn)生檢測(cè)的信噪比值，該檢測(cè)的信噪比值對(duì)應(yīng)于所述的天線切換單元所接收的所述的輸入無(wú)線信號(hào)；設(shè)置所述的預(yù)設(shè)的信噪比值；以及從所述的信號(hào)處理單元接收所述的檢測(cè)的信噪比值，以及通過(guò)比較該檢 測(cè)的信噪比值與所述的預(yù)設(shè)的信噪比值，控制所述的天線切換單元以在所述 的第一天線以及第二天線之間作切換。
12. 如權(quán)利要求11所述的天線切換方法，其特征在于，所述的第一天線的 增益大于所述的第二天線的增益，以及控制所述的天線切換單元以在所述的 第一天線與第二天線之間作切換的步驟包括當(dāng)所述的檢測(cè)的信噪比值大于所述的預(yù)設(shè)的信噪比值時(shí)，控制所述的天 線切換單元耦接于所述的第二天線；以及當(dāng)所述的檢測(cè)的信噪比值不大于所述的預(yù)設(shè)的信噪比值時(shí)，控制所述的 天線切換單元耦接于所述的第一天線。
13. 如權(quán)利要求8所述的天線切換方法，其特征在于，所述的預(yù)設(shè)的臨界 值為預(yù)設(shè)增益值，以及控制所述的天線切換單元以在所述的第一天線與所述 的第二天線之間作切換的步驟包括提供可變?cè)鲆娣糯笃?，以及利用所述的可變?cè)鲆娣糯笃鱽?lái)放大由所述的天線切換單元所接收的所述的輸入無(wú)線信號(hào)；決定指定給所述的可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆嬷担?設(shè)置所述的預(yù)設(shè)增益值；以及接收指定給所述的可變?cè)鲆娣糯笃鞯乃龅脑鲆嬷?，以及通過(guò)比較該增 益值與所述的預(yù)設(shè)增益值控制所述的天線切換單元在所述的第一天線與第二 天線之間作切換。
14.如權(quán)利要求13所述的天線切換方法，其特征在于，控制所述的天線切 換單元以在所述的第一天線與第二天線之間作切換的步驟包括當(dāng)所述的增益值小于所述的預(yù)設(shè)增益值時(shí)，控制所述的天線切換單元耦 接于所述的第二天線；以及當(dāng)所述的增益值不小于所述的預(yù)設(shè)增益值時(shí)，控制所述的天線切換單元 耦接于所述的第一天線。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于在第一天線以及第二天線之間作切換的天線切換系統(tǒng)，其中第一天線的增益不同于第二天線的增益。天線切換系統(tǒng)包括天線切換單元以及切換控制裝置。天線切換單元選擇性地耦接于第一天線或第二天線。切換控制裝置耦接于天線切換單元，用以根據(jù)至少一預(yù)設(shè)臨界值以及由天線切換單元接收的輸入無(wú)線信號(hào)，控制天線切換單元以在第一天線以及第二天線之間作切換，可以在降低電能消耗并達(dá)到抗干擾目的的同時(shí)，為無(wú)線接收系統(tǒng)提供更好的信號(hào)接收。
文檔編號(hào)H04B7/185GK101312373SQ20071014927
公開(kāi)日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2007年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月21日
發(fā)明者歐陽(yáng)正一 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司