CN103593002B - 电子装置及其天线收讯调整方法 - Google Patents
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Abstract
一种电子装置,包括第一本体、第二本体、感测单元以及处理单元。第二本体具有天线及匹配单元,枢设于第一本体,适于相对第一本体开合。感测单元设置于第一本体及第二本体间,用以侦测第一本体与第二本体之间的距离,并且根据距离产生控制信号,其中距离包括第一本体与第二本体之间的夹角以及开合状态。一处理单元,与感测单元及匹配单元电性连接,根据接收的控制信号调整匹配单元。
Description
技术领域
本发明是有关于一种电子装置,且特别是有关于一种电子装置的天线及其天线调整方法。
背景技术
一般而言,传统的手提式电子装置例如笔记型计算机(Notebook)的天线皆设置于屏幕的上方,屏幕和基座之间的夹角并不会影响天线接收无线信号的效能。然而近年来由于科技的发展,例如轻薄笔电(Ultrabook)等注重设计感的商品日益增多,使用金属外壳的设计的手提式电子装置也越来越多。当笔记型计算机使用金属外壳的设计时,笔记型计算机的天线即必须将天线的设置位置移动至基座上,键盘旁与屏幕交界的转轴附近。故当屏幕与基座的开合角度不同时,天线的收发特性亦会有所改变,例如天线收发信号的中心频率、辐射频率,或是指向性等特性,而因此造成天线收发信号的效能低落。再者,在Microsoft在2012年Win 8系统中,提出持续保持联机(Always on,Always connected,AOAC)的规范,并且Intel进一步订定笔记型计算机在开启及闭合时,天线效率相差不可超过50%,故如何使笔记型计算机在各种使用状态下,维持良好的天线的效能,已成为一个重要的课题。
发明内容
本发明提供一种电子装置及其天线收讯调整方法,可依电子装置中本体之间的距离调整天线的阻抗。
本发明提供一种电子装置,包括第一本体、第二本体、感测单元以及处理单元。第二本体具有至少一天线及匹配单元,枢设于第一本体,适于相对第一本体开合。感测单元设置于第一本体及第二本体间,用以侦测第一本体与第二本体之间的距离,并且根据距离产生控制信号。处理单元与感测单元及匹配单元电性连接,根据接收的控制信号调整匹配单元。
在本发明一实施例中,上述的距离包括第一本体与第二本体之间的夹角。
在本发明的一实施例中,上述的距离包括第一本体与第二本体之间的开合状态。
在本发明一实施例中,处理单元根据夹角的大小判断匹配单元的设定是否为最佳阻抗匹配电路。其中,当匹配单元为非最佳阻抗匹配电路时,处理单元根据夹角的大小取得匹配单元对应夹角大小的该最佳阻抗匹配电路,以及处理单元根据夹角的大小产生控制信号,传送控制信号至匹配单元以调整匹配单元的设定,使天线达到最佳接收信号效果。
在本发明一实施例中,当匹配单元的设定为最佳阻抗匹配电路时,处理单元维持匹配单元的设定。
在本发明一实施例中,上述电子装置更包括一数据库,耦接处理单元。处理单元对应夹角大小从数据库撷取至少一数据,根据夹角的大小,以及至少一资料取得最佳阻抗匹配电路。
在本发明一实施例中,当数据库中所储存的最佳阻抗匹配电路数据对应的是预设区间的数据时,利用内差或外差等方式计算得到当前的夹角的最佳阻抗匹配电路。
在本发明一实施例中,当匹配单元为非最佳阻抗匹配电路时,处理单元根据夹角的大小所对应的该阻抗匹配值,自动扫描微调该阻抗匹配单元,以取得匹配单元对应该夹角的该最佳阻抗匹配电路。
在本发明一实施例中,感测单元以预设时间为单位,周期性的侦测第一本体及第二本体之间的夹角的大小。
在本发明一实施例中,天线包括辐射部、短路端以及第一馈入端。匹配单元则包括第二馈入端及二极管。其中,第二馈入端位于天线的辐射部与第一馈入端之间,以及二极管耦接第二馈入端以及天线的接地端之间。
在本发明一实施例中,上述的第一馈入端连接交流偏压,第二馈入端连接一直流偏压。
在本发明一实施例中,由同一同轴电缆线馈入该第一馈入端与该第二馈入端。
在本发明一实施例中,感测单元侦测到第一本体与该第二本体为闭合状态时,该直流偏压导通二极管。
本发明提供一种天线收讯调整方法,适用于电子装置,其中电子装置具有第一本体及第二本体,第一本体适于相对第二本体开合,包括以下步骤。首先,侦测第一本体及第二本体之间的距离。然后,根据距离产生控制信号。接着,根据控制信号,调整匹配单元。
在本发明一实施例中,侦测距离包括侦测第一本体及第二本体之间的夹角。
在本发明一实施例中,侦测距离包括侦测第一本体及第二本体之间的开合状态。
在本发明一实施例中,其中根据控制信号调整匹配单元的步骤更包括根据夹角的大小,判断匹配单元的设定是否为最佳阻抗匹配电路。以及,当匹配单元的设定不为最佳阻抗匹配电路时,根据夹角的大小取得匹配单元对应夹角大小的最佳阻抗匹配电路。然后,以最佳阻抗匹配电路调整匹配单元,使天线达到最佳接收信号效果。
在本发明一实施例中,当匹配单元的设定为该最佳阻抗匹配电路时,维持匹配单元的设定。
在本发明一实施例中,根据该夹角的大小计算得到匹配单元对应夹角大小的最佳阻抗匹配电路的步骤包括从数据库撷取对应的至少一数据,根据至少一数据计算得到对应夹角大小的最佳阻抗匹配电路。
在本发明一实施例中,当数据库中所储存的最佳阻抗匹配电路数据对应的是预设区间的数据时,利用内差或外差等方式计算得到当前的夹角的最佳阻抗匹配电路。
在本发明一实施例中,当匹配单元为非最佳阻抗匹配电路时,处理单元根据夹角的大小所对应的阻抗匹配值,自动扫描微调该阻抗匹配单元,以取得匹配单元对应该夹角的最佳阻抗匹配电路。
在本发明一实施例中,侦测第一本体及第二本体之间的距离的步骤包括以预设时间为单位,周期性的侦测第一本体及第二本体之间的夹角的大小。
在本发明一实施例中,其中上述的电子装置具有至少一天线。天线包括辐射部、短路端以及第一馈入端。以及,匹配单元包括第二馈入端及二极管,其中第二馈入端位于天线的辐射部与第一馈入端之间,且二极管耦接第二馈入端以及天线的接地端之间。
在本发明一实施例中,其中上述根据控制信号调整匹配单元的步骤包括当感测单元侦测到第一本体与第二本体为闭合状态时,以直流偏压连接第二馈入端以导通二极管。
基于上述,本发明提供一种电子装置及其天线收讯调整方法,使得电子装置可根据两个本体的距离,例如夹角的大小以及开合状态,来调整天线的阻抗匹配的设定状态,让电子装置的天线得以因应电子装置的本体的开合角度调整为最佳的收发状态。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为根据本发明一实施例所绘示电子装置的立体示意图。
图2为根据本发明一实施例所绘示电子装置的装置方块图。
图3为根据本发明一实施例所绘示电子装置的天线及匹配单元的结构示意图。
图4为根据本发明一实施例所绘示天线收讯调整方法的流程步骤图。
图5为根据本发明一实施例所绘示天线收讯调整方法的流程步骤图。
主要组件符号说明
10、20:电子装置
110:第一本体
120:第二本体
121:枢转轴
130:天线
140:匹配单元
150:感测单元
160:处理单元
ANG:夹角
RFP:辐射部
IN1、IN2:馈入端
GND:短路端
D1:二极管
C1:电容
CS:控制信号
SD1:侧边
CON:最佳阻抗匹配电路
INS:指令
S401~S403、S501~S506:步骤
具体实施方式
图1为根据本发明一实施例所绘示电子装置的立体示意图。请参照图1,电子装置10包括第一本体110、第二本体120。第二本体120具有天线130及匹配单元(未绘示),透过枢转轴121枢设于第一本体110,适于相对第一本体110开合。其中。枢转轴121设置于第二本体120的侧边SD1。而天线130设置于第二本体120上,并且靠近枢转轴121设置的侧边SD1。
在本发明中,电子装置10可为个人笔记型计算机(Notebook),平板计算机(TabletPC)等电子装置。而天线则用以收发例如符合无线保真度(Wireless Fidelity,WiFi)的无线网络信号等,本发明并不限定于上述内容。
而由图1所示,第一本体110与第二本体120之间的距离,例如,如图1所示夹角ANG的大小即会造成天线130的收发能力的改变,例如中心频率飘移等问题。举例来说,当夹角ANG的开合角度大于90度的时候,天线的中心频率可能即会向高频位移,而当夹角ANG的开合角度小于90度的时候,天线的中心频率则会向低频偏移。而当第一本体110具有金属材料的外壳时,这样的影响则将更加的剧烈。
图2为根据本发明一实施例所绘示电子装置的装置方块图。请参照图2,电子装置20包括天线130、匹配单元140、感测单元150以及处理单元160。在本实施例中,天线130与图1所述实施例相同的设置于第二本体(图1第二本体120)上,靠近枢转轴(图1枢转轴121)设置的侧边(图1第二本体120的侧边SD1)。匹配单元140连接天线130,以一设定调整天线130的阻抗匹配,以使天线达到最佳辐射效果。感测单元150设置于如图1所示第一本体110及第二本体120之间,用以侦测如图1所示的第一本体110与第二本体120之间的距离,包括夹角ANG的大小以及第一本体110与第二本体120之间的开合状态。感测单元150即根据第一本体110与第二本体120之间的距离产生控制信号CS。
处理单元160耦接匹配单元140以及感测单元150。其中,处理单元160从感测单元150接收控制信号CS,根据接收的控制信号CS调整匹配单元140。
在本发明一实施例中,处理单元160根据第一本体110与第二本体120之间的距离之夹角ANG的大小判断匹配单元140目前的设定是否为一最佳阻抗匹配电路,也就是对应目前夹角ANG,匹配单元140中最佳的阻抗匹配值。而当匹配单元140的设定不为最佳阻抗匹配电路时,处理单元160根据夹角ANG的大小计算得到匹配单元140对应目前夹角ANG大小的最佳阻抗匹配电路。处理单元160并传送目前的最佳阻抗匹配电路CON至匹配单元140以调整匹配单元140的设定,以使天线130之辐射效率最佳。而当匹配单元140的设定为最佳阻抗匹配电路CON时,处理单元160则维持匹配单元140的设定,不对匹配单元140进行设定上的修改。
匹配单元140中可包括多个晶体管、电阻组、可变电阻、可变电容、电感或一回授电路,根据处理单元160所传送的最佳阻抗匹配电路CON调整其等效的电阻、电容或电感值。由于本领域具通常知识者可分别选用多种方式实施匹配单元140之内容,在此则不另赘述。
而处理单元160可运用多种的方法计算出上述的最佳阻抗匹配电路的内容。举例而言,在本发明的一实施例中,电子装置20更包括了一数据库(未绘示)。所述的数据库耦接处理单元160,而处理单元160对应夹角ANG大小从数据库撷取至少一数据,根据夹角ANG的大小,以及至少一数据计算得到最佳阻抗匹配电路。例如,在数据库中储存着每隔一预设单位的夹角ANG所对应的最佳阻抗匹配电路数据,例如数据库储存夹角30度至150度,每隔10度一笔最佳阻抗匹配电路数据。当处理单元160接收到当前的夹角ANG大小时,处理单元160从数据库中撷取最接近当前的夹角ANG大小的两个夹角大小所对应的最佳阻抗匹配电路数据,利用内差或是外差等方式计算得到当前的夹角ANG的最佳阻抗匹配电路CON。
另外,在本发明另一实施例中,处理单元160则以较为简化方式得到对应当下夹角ANG大小的最佳阻抗匹配电路。在此实施例中,数据库中所储存的最佳阻抗匹配电路数据对应的是一预设区间的数据,例如设定每10度为一预设区间,也就是说10度内的夹角ANG大小皆对应相同的最佳阻抗匹配电路数据。当处理单元160接收到当前的夹角ANG大小时,则直接从数据库撷取出对应的最佳阻抗匹配电路数据作为当前的夹角ANG的最佳阻抗匹配电路CON。但本发明并不限定于上述的计算方式,本领域具通常知识者可根据实际情况调整实施的方式。
在本发明一实施方式中,电子装置具有持续保持联机(Always on,Alwaysconnected,AOAC)的工作模式,即使电子装置处于未被使用的状态时,例如第一本体与第二本体闭合(夹角0度)时,天线亦需保持联机。由于一般在使用中的电子装置的夹角大约落于90度左右的角度。因应这样的工作模式,则可将第一本体与第二本体之间的距离中的开合状态划分为闭合(夹角0度)以及开启(夹角大于0度)两种情况。本发明一实施例则根据这样的情况针对天线130及匹配单元140进行一种不同的设置方式。
图3为根据本发明一实施例所绘示电子装置的天线及匹配单元的结构示意图。在本实施例中提供了一种如图2所示实施例中,天线130与匹配单元140将第一本体与第二本体之间的距离中的开合状态划分为开启与闭合两种情况的实施方式。请参照图2及图3,天线130包括辐射部RFP、短路端GND以及第一馈入端IN1,其中在辐射部RFP至短路端GND的路径中设置有电容C1。而匹配单元140则包括第二馈入端IN2以及二极管D1。其中,第二馈入端IN2位于天线的辐射部RFP及第一馈入端IN1之间,而二极管D1则设置于第二馈入端IN2及短路端GND之间。天线从第一馈入端IN1馈入一交流电压(射频信号),并利用从第一馈入端IN1经过辐射部RFP到短路端GND之间的路径共振出一模态,以发射上述的射频信号。第二馈入端IN2馈入一直流偏压,用以导通二极管D1。在本实施例中,利用同轴电缆线连接一高通滤波器或一电容与第一馈入端IN1,提供交流电压的信号,利用同轴电缆线连接一低通滤波器或一电感与第二馈入端IN2,提供直流电压的信号。简言之,天线仅需搭配滤波器或电容电感,即可利用一同轴电缆线完成天线直流电压与交流电压的馈入。
当处理单元160从感测单元150接收目前的电子装置20的控制信号CS,便能判别目前电子装置20的开合状态。在本实施例中,当处理单元160得知目前电子装置20的开合状态为开启时,处理单元160设定最佳阻抗匹配电路CON为一低准位电压至匹配单元140的第二馈入端IN2,二极管D1的两端则为断路的状态。其中,上述的低准位电压亦可为一接地电压。
而当处理单元160判断得知目前电子装置20的开合状态为闭合时,处理单元160设定最佳阻抗匹配电路CON为一高准位电压至匹配单元140的第二馈入端IN2,此时,直流偏压导通二极管D1的两端接通。此时,从辐射部RFP至短路端GND之间的路径则多了从辐射部RFP经过二极管D1至短路端GND的路径。匹配单元140便借着导通上述的路径以调整天线的阻抗匹配值,使天线达到最佳辐射效率。值得一提的是,从辐射部RFP到短路端GND的路径为射频信号的四分之一波长。简言之,处理单元160会根据电子装置20的开合状态,决定是否导通二极管D1。
本发明亦提供一种天线收讯调整方法。图4为根据本发明一实施例所绘示天线收讯调整方法的流程步骤图。其中,所述方法适用于电子装置,所述的电子装置具有第一本体及第二本体,而第一本体适于相对第二本体开合。请参照图4,首先在步骤S401时,侦测第一本体及第二本体之间的距离,其中距离包括第一本体及第二本体之间的一夹角以及一开合状态。然后,在步骤S402时,根据距离产生一控制信号。接着,在步骤S403时,根据控制信号调整匹配单元的设定,以使天线达到最佳的辐射效果。
而图5为根据本发明一实施例所绘示天线收讯调整方法的流程步骤图,提供了一种相较于图4所示实施例较为详细的实施方式。请同时参照图2及图5,首先在步骤S501时,感测单元150侦测第一本体及第二本体之间的距离,包括夹角的大小及开合状态,并根据目前的距离产生控制信号CS传送至处理单元160。接着在步骤S502时,处理单元160根据控制信号CS判断匹配单元140目前的设定是否为最佳阻抗匹配电路。
当目前匹配单元140的设定为最佳阻抗匹配电路时,处理单元160则维持匹配单元140目前的设定不进行更改(步骤S503)。而当目前匹配单元140的设定不为最佳阻抗匹配电路时,处理单元160则根据控制信号CS计算得到最佳阻抗匹配电路CON(步骤S504),并传送最佳阻抗匹配电路CON至调整匹配单元140,以此最佳阻抗匹配电路调整匹配单元140的设定(步骤S505)。
值得注意的是,当环境发生变化时,根据控制信号CS得到的最佳阻抗匹配电路CON为非最佳阻抗匹配电路时,此时,处理单元160根据夹角的大小所对应的阻抗匹配值,自动扫描微调该阻抗匹配单元140,以取得匹配单元140对应该夹角的最佳阻抗匹配电路CON,以因应环境的变化进行最佳阻抗匹配电路CON的调整。
最后,在步骤S506时,处理单元160判断是否已到达预设时间,当到达预设时间时,处理单元160传送指令INS至感测单元150使感测单元150侦测目前第一本体及第二本体之间的距离,包括夹角ANG的大小及开合状态,并根据距离产生控制信号CS回传处理单元160(步骤S501)。当感测单元150侦测回传处理单元160夹角ANG的大小及开合状态时,则继续的执行如同上述的步骤S502至S506的动作。
在本发明另一实施例中,当预设时间到达时,感测单元150则主动回传控制信号CS至处理单元160,不需要处理单元160另行传送指令INS。而预设时间的长短,则根据实际实施的状况进行设定,本发明并不限定。
综上所述,本发明提供一种电子装置及其天线调整方法,根据目前装置中两个本体之间的开合角度或开合状态,实时的调整匹配单元的阻抗匹配值,使得天线可以保持在一个较佳性能收发无线信号。
虽然本发明已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围以权利要求中所记载的内容为准。
Claims (20)
1.一种电子装置,其特征在于,包括:
一第一本体;
一第二本体,具有至少一天线及一匹配单元,枢设于该第一本体,适于相对该第一本体开合;
一感测单元,设置于该第一本体及该第二本体间,用以侦测该第一本体与该第二本体之间的一距离,并且根据该距离产生一控制信号,该距离包括该第一本体与第二本体之间的一夹角;以及
一处理单元,与该感测单元及该匹配单元电性连接,根据接收的该控制信号调整该匹配单元,该处理单元根据该夹角的大小判断该匹配单元的设定是否为一最佳阻抗匹配电路;
其中,当该匹配单元为非该最佳阻抗匹配电路时,该处理单元根据该夹角的大小取得该匹配单元对应该夹角大小的该最佳阻抗匹配电路,以及该处理单元根据该夹角的大小产生该控制信号,传送该控制信号至该匹配单元以调整该匹配单元的该设定,使该天线达到最佳接收信号效果。
2.如权利要求1所述电子装置,其特征在于,该距离包括该第一本体与第二本体之间的一开合状态。
3.如权利要求1所述电子装置,其特征在于,
当该匹配单元的设定为该最佳阻抗匹配电路时,该处理单元维持该匹配单元的设定。
4.如权利要求1所述电子装置,其特征在于,所述装置更包括:
一数据库,耦接该处理单元,该处理单元对应该夹角大小从该数据库撷取至少一数据,根据该夹角的大小,以及该至少一数据取得该最佳阻抗匹配电路。
5.如权利要求4所述电子装置,其特征在于,
当该数据库中所储存的该最佳阻抗匹配电路数据对应的是一预设区间的数据时,利用内差或外差等方式计算得到当前的夹角的该最佳阻抗匹配电路。
6.如权利要求1所述电子装置,其特征在于,
当该匹配单元为非该最佳阻抗匹配电路时,该处理单元根据该夹角的大小所对应的阻抗匹配值,自动扫描微调该阻抗匹配单元,以取得该匹配单元对应该夹角的该最佳阻抗匹配电路。
7.如权利要求1所述电子装置,其特征在于,
该感测单元以一预设时间为单位,周期性的侦测该第一本体及该第二本体之间的该夹角的大小。
8.如权利要求2所述电子装置,其特征在于,
该天线包括一辐射部、一短路端以及一第一馈入端:以及
该匹配单元包括一第二馈入端及一二极管,其中该第二馈入端位于该天线的辐射部与该第一馈入端之间,以及该二极管耦接该第二馈入端以及该天线的接地端之间。
9.如权利要求8所述电子装置,其特征在于,该第一馈入端连接一交流偏压,该第二馈入端连接一直流偏压。
10.如权利要求9所述电子装置,其特征在于,该感测单元侦测到该第一本体与该第二本体为闭合状态时,该直流偏压导通该二极管。
11.如权利要求9所述电子装置,其特征在于,由同一同轴电缆线馈入该第一馈入端与该第二馈入端。
12.一种天线收讯调整方法,适用于一电子装置,其特征在于,该电子装置具有一第一本体及一第二本体,该第一本体适于相对该第二本体开合,包括:
侦测该第一本体及该第二本体之间的一距离,侦测该距离包括侦测该第一本体及该第二本体之间的一夹角;
根据该距离产生一控制信号;以及
根据该控制信号,调整一匹配单元,包括:
根据该夹角的大小,判断该匹配单元的一设定是否为一最佳阻抗匹配电路;
当该匹配单元的该设定不为该最佳阻抗匹配电路时,根据该夹角的大小取得该匹配单元对应该夹角大小的该最佳阻抗匹配电路;以及
以该最佳阻抗匹配电路调整该匹配单元,使该天线达到最佳接收信号效果。
13.如权利要求12所述方法,其特征在于,侦测该距离包括侦测该第一本体及该第二本体之间的一开合状态。
14.如权利要求12所述方法,其特征在于,
当该匹配单元的该设定为该最佳阻抗匹配电路时,维持该匹配单元的该设定。
15.如权利要求12所述方法,其特征在于,根据该夹角的大小计算得到该匹配单元对应该夹角大小的该最佳阻抗匹配电路的步骤包括:
从一数据库撷取对应的至少一资料,根据该至少一资料计算得到对应该夹角大小的该最佳阻抗匹配电路。
16.如权利要求15所述方法,其特征在于,
当该数据库中所储存的该最佳阻抗匹配电路数据对应的是一预设区间的数据时,利用内差或外差等方式计算得到当前的夹角的该最佳阻抗匹配电路。
17.如权利要求12所述方法,其特征在于,
当该匹配单元为非该最佳阻抗匹配电路时,处理单元根据夹角的大小所对应的阻抗匹配值,自动扫描微调该阻抗匹配单元,以取得该匹配单元对应该夹角的该最佳阻抗匹配电路。
18.如权利要求12所述方法,其特征在于,侦测该第一本体及该第二本体之间的该距离的步骤包括:
以一预设时间为单位,周期性的侦测该第一本体及该第二本体之间的该夹角的大小。
19.如权利要求13所述方法,其特征在于,该电子装置具有至少一天线,该天线包括一辐射部、一短路端以及一第一馈入端;以及
该匹配单元包括一第二馈入端及一二极管,其中该第二馈入端位于该天线的辐射部与该第一馈入端之间,且该二极管耦接该第二馈入端以及该天线的接地端之间。
20.如权利要求19所述方法,其特征在于,根据该控制信号,调整该匹配单元的步骤包括:
当感测单元侦测到该第一本体与该第二本体为闭合状态时,以一直流偏压连接该第二馈入端以导通该二极管。
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