CN102842748A

CN102842748A - 有源式天线及电子装置

Info

Publication number: CN102842748A
Application number: CN201110166957XA
Authority: CN
Inventors: 李佳典; 颜丽真
Original assignee: Wistron Neweb Corp
Current assignee: Wistron Neweb Corp
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2012-12-26

Abstract

一种有源式天线及电子装置。该有源式天线具有宽带操作特性，该有源式天线包含有一辐射体，该辐射体包含有至少二馈入点，分别对应于至少二模态；一切换控制电路，该切换控制电路用来产生一切换控制信号；以及一有源式切换电路，该有源式切换电路用来根据该切换控制信号，切换耦接至该至少二馈入点当中的一个。本发明的有源式天线具有较广操作带宽范围及较小尺寸。

Description

有源式天线及电子装置

技术领域

本发明涉及一种有源式天线(active antenna)及电子装置，尤指一种具有较广操作带宽范围及较小尺寸的有源式天线及电子装置。

背景技术

近年来由于无线通信的蓬勃发展，对于无线通信的需求与日俱增，愈来愈多的信息通过无线网络来传递，使得带宽需求增加；而轻、薄、短、小也同时成为设计通信装置时的考量，即造成设计空间缩小。

目前既有应用于移动式电子装置的天线多为无源式天线，近来亦有部分设计因天线空间不足，采用有源式切换电路搭配天线，以争取较佳的设计空间及通信质量。举例来说，公知技术中可由一手机天线切换电路搭配多组执行无线电发射与接收的内置天线(即多组辐射体)，在待机周期期间自动选择接收频段高的天线，并在语音通话期间，选择具有良好天线特性的天线。

然而，公知的通过切换多组天线进行发射与接收的方式，其成本及空间要求较高，且多利用单一平面的架构进行，可应用空间有限，相对减少了设计的灵活性。有鉴于此，公知技术实有改进的必要。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种具有宽带操作特性及较小尺寸的有源式天线及电子装置。

本发明公开一种有源式天线，该有源式天线具有宽带操作特性，该有源式天线包含有一辐射体，该辐射体包含有至少二馈入点，分别对应于至少二模态；一切换控制电路，该切换控制电路用来产生一切换控制信号；以及一有源式切换电路，该有源式切换电路用来根据该切换控制信号，切换耦接至该至少二馈入点当中的一个。

本发明还公开一种电子装置，该电子装置包含有一射频处理单元，该射频处理单元用来处理一射频信号；以及一有源式天线，该有源式天线具有宽带操作特性，该有源式天线包含有一辐射体，该辐射体包含有至少二馈入点，分别对应于至少二模态；一切换控制电路，该切换控制电路用来产生一切换控制信号；以及一有源式切换电路，该有源式切换电路用来根据该切换控制信号，切换耦接至该至少二馈入点当中的一个。

本发明的有源式天线具有较广操作带宽范围及较小尺寸。

附图说明

图1为本发明实施例的一有源式天线的示意图。

图2A为图1所示的一有源式切换电路分别耦接至馈入点时，有源式天线的一返回损失的示意图

图2B为图1所示的有源式切换电路分别耦接至馈入点时，有源式天线的一天线辐射效率的示意图。

请参考图3A及图3B，分别为图1所示的有源式天线的一较佳返回损失及一较佳天线辐射效率示意图。

主要组件符号说明：

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明实施例的一有源式天线10的示意图。如图1所示，有源式天线10包含有一辐射体102(斜线部分)、一切换控制电路104、一有源式切换电路106及一信号馈入端108。简单来说，辐射体102包含有馈入点FP1、FP2，分别对应于两个模态。切换控制电路104可产生一切换控制信号Con予有源式切换电路106，使有源式切换电路106根据切换控制信号Con，切换耦接至馈入点FP1、FP2当中的一个，使辐射体102操作于两个模态当中的一个。如此一来，有源式天线10可通过切换耦接至辐射体102的不同馈入点，操作于不同模态，以具有较广操作带宽。

详细来说，在发射信号时，切换控制电路104可根据通信状况，控制有源式切换电路106耦接至馈入点FP1、FP2当中的一个，使得信号馈入端108可经由有源式切换电路106，将一射频信号RFin馈入至馈入点FP1、FP2当中的一个，再经由辐射体102中不同天线路径发射射频信号RFin。换言之，由于在不同馈入点馈入射频信号RFin时，射频信号RFin在辐射体102所经天线路径亦不同，使辐射体102操作于不同模态，因此共振频率亦会随之改变或移动。相似地，在接收信号时，切换控制电路104亦可根据通信状况控制有源式切换电路106耦接至馈入点FP1、FP2当中的一个，以操作于适当模态。如此一来，切换控制电路104可根据通信状况，控制有源式切换电路106耦接至辐射体102中适当的馈入点，以增加天线操作带宽并提升通信质量。

具体而言，请参考图2A及图2B，图2A为有源式切换电路106分别耦接至馈入点FP1、FP2时，有源式天线10的一返回损失(return loss)的示意图，而图2B为有源式切换电路106分别耦接至馈入点FP1、FP2时，有源式天线10的一天线辐射效率的示意图。如图2A及图2B所示，当有源式切换电路106分别耦接至馈入点FP1、FP2时，有源式天线10会分别操作于相对应的两个模态，其在两个不同模态下的返回损失及天线辐射效率分别如实线与虚线所示。如此一来，如图3A及图3B所示，在较佳的情况下，当切换控制电路104根据通信状况，控制有源式切换电路106耦接至馈入点FP1、FP2当中适当的馈入点时，有源式天线10可操作于两个模态中较低的返回损失及较高的天线辐射效率，以增加天线操作带宽并提升通信质量。

另一方面，请继续参考图1，如图1所示，有源式切换电路106的一延伸平面PL1较佳地与辐射体102的一延伸平面PL2具有一角度θ。其中，角度θ可为90度(即平面PL1、PL2互相垂直)或其他特定角度，即有源式天线10为一立体结构。在此情况下，辐射体102的一天线接地面可如图1所示与有源式切换电路106的延伸平面PL1设置于一基板Sub上，或平行有源式切换电路106的延伸平面PL1(未显示)，或为有源式切换电路106的一接地面的延伸(未显示)。如此一来，由于有源式天线10利用三维空间实现天线架构(即辐射体102)与有源式切换电路106，可有效利用空间，因此具有较小尺寸。

值得注意的是，本发明的主要精神在于有源式天线10可通过切换耦接至辐射体102的不同馈入点，操作于不同模态，以具有较广操作带宽，且利用三维空间实现，可有效利用空间，因而具有较小尺寸。除此之外，本领域普通技术人员应当可据以进行修饰或变化，而不限于此。举例来说，在图1的实施例中同时具有将切换耦接至辐射体102的不同馈入点及利用三维空间实现的特征，然而上述两个特征亦可分开实施而仍保有其各自的优点；此外，图1仅绘示两个馈入点FP1、FP2分别对应于两个模态，实际上有源式切换电路106可切换耦接大于两个馈入点当中的一个，使辐射体102操作于大于两个模态当中的一个；再者，辐射体102的设计可配合需求有不同的结构，而不限于图1所示的结构。

另一方面，信号馈入端108较佳为一同轴线信号馈入端，即有源式天线10应用于如笔记本型计算机，平板计算机，手机或电子书等移动式电子装置中，但亦可应用于其他电子装置，只要电子装置包含有可处理传输或接收的射频信号的射频处理单元即可；此外，切换控制电路104可为一电压控制电路，利用具有不同控制电压的切换控制信号Con，将有源式切换电路106切换耦接至不同馈入点，而不限于此。再者，有源式天线10的尺寸、材质等未有所限，本领域普通技术人员应当根据系统所需，适当调整，使之符合操作频段的需求。

在公知技术中，通过切换多组天线进行发射与接收的方式，其成本及空间要求较高，且设计多利用单一平面的架构进行，可应用空间有限，相对减少了设计的灵活性。相比之下，本发明的有源式天线10可根据通信状况，控制有源式切换电路106耦接至辐射体102中适当的馈入点，以增加天线操作带宽并提升通信质量，且利用三维空间实现，可有效利用空间，因而具有较小尺寸。

综上所述，本发明的有源式天线具有较广操作带宽范围及较小尺寸。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡是根据本发明权利要求书的范围所作的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种有源式天线，具有宽带操作特性，该有源式天线包括：

一辐射体，该辐射体包括至少二馈入点，分别对应于至少二模态；

一切换控制电路，该切换控制电路用来产生一切换控制信号；以及

一有源式切换电路，该有源式切换电路用来根据该切换控制信号，切换耦接至该至少二馈入点当中的一个。

2.如权利要求1所述的有源式天线，该有源式天线还包括一信号馈入端，用来经由该有源式切换电路，将一射频信号馈入至该至少二馈入点当中的一个。

3.如权利要求2所述的有源式天线，其中该信号馈入端为一同轴线信号馈入端。

4.如权利要求1所述的有源式天线，其中该有源式切换电路的一第一延伸平面与该辐射体的一第二延伸平面具有一角度。

5.如权利要求1所述的有源式天线，其中该辐射体的一天线接地面与该有源式切换电路的一第一延伸平面设置于一基板上。

6.如权利要求1所述的有源式天线，其中该辐射体的一天线接地面平行该有源式切换电路的一第一延伸平面。

7.如权利要求1所述的有源式天线，其中该辐射体的一天线接地面为该有源式切换电路的一接地面的延伸。

8.一种电子装置，该电子装置包括：

一射频处理单元，该射频处理单元用来处理一射频信号；以及

一有源式天线，具有宽带操作特性，该有源式天线包括：

9.如权利要求8所述的电子装置，其中该有源式天线还包括一信号馈入端，用来经由该有源式切换电路，将该射频信号馈入至该至少二馈入点当中的一个。

10.如权利要求9所述的电子装置，其中该信号馈入端为一同轴线信号馈入端。

11.如权利要求8所述的电子装置，其中该有源式切换电路的一第一延伸平面与该辐射体的一第二延伸平面具有一角度。

12.如权利要求8所述的电子装置，其中该辐射体的一天线接地面与该有源式切换电路的一第一延伸平面设置于一基板上。

13.如权利要求8所述的电子装置，其中该辐射体的一天线接地面平行该有源式切换电路的一第一延伸平面。

14.如权利要求8所述的电子装置，其中该辐射体的一天线接地面为该有源式切换电路的一接地面的延伸。