CN103985953A - 电子装置及其天线控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子装置及其天线控制方法，包括第一本体及第二本体。第一本体包括第一系统电路板、第一接地元件以及主天线；第一接地元件设置于第一系统电路板上；主天线设置于第一系统电路板上并且电性连接第一接地元件，用以收发至少一射频信号；第二本体包括第二系统电路板以及净空区域；净空区域位于第二系统电路板上，其中净空区域中不包括任一电路；其中，当第一本体及第二本体以第一系统电路板及第二系统电路板平行的方式叠合时，净空区域对应于主天线。

Description

电子装置及其天线控制方法

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及其天线控制方法。

背景技术

随着无线通讯科技的迅速发展，使得人们的生活与手持电子装置例如智能手机、平板电脑及笔记本电脑等，产生了密不可分的关系。同时，手持电子装置的功能更是日益强大。当中，又以智能手机以及平板电脑的成长幅度最高，无线通讯技术的进步正在改变你我的生活。

为了取得消费者的青睐，各家大厂无不卯足全力投入大量的资源以及人力来开发更先进的软硬件技术，以期能够在这个变化剧烈快速的世代中不断的抢得市场先机。以现阶段的智能手机来说，虽然荧幕尺寸已经能够放大到接近5时的大小，但在考虑使用者在握持手机时的方便性与感觉的前提之下，荧幕之尺寸应该无法再增加。所以有部分大厂已经在思考将可聚合装置(Convertible device)技术导入移动通讯领域，以期能够在有限的装置尺寸之下提供使用者更大的荧幕可视范围。

可聚合装置其实看起来很像折叠式手机的概念，不过与折叠式手机不同的是，可聚合装置可以设计成并列的两个荧幕，或者为以单一可挠式荧幕呈现。目前市面上的可聚合装置还是属于两个荧幕居多，主要是因为软性显示器尚无法达成可量产使用的阶段。

以两个荧幕所组成的可聚合装置具有两个独立的部分，亦即两个独立的荧幕，并且各自具有CPU、荧幕、电池等元件。而上述的两个部分可以个别独立操作，或者是可以组合后，由其中一部分取得主控权进行操作，因此对于使用上的弹性又较可闭合装置来的自由。不过相对的可聚合装置的天线设计难度会比目前的手机复杂的许多。

例如，以一般的折叠式手机天线设计来说，当折叠式手机折叠而处于待机状态(Close state)时，由于手机上盖相当靠近天线，天线特性便因此受到影响。但在待机状态下，折叠式手机天线的收发能力仅需维持在与基地台间保持连线即可，因此可以容许较差的天线效能。然以聚合式装置的使用情况而言，在上下完全叠合的状态时，使用者仍然可能操作此装置，进行连网或通话的功能。因此，要如何在堆叠模式下，仍让主天线具有足够以满足基本手机通讯效能需求的辐射特性，即为设计聚合式装置时的一大考量。

另一方面，聚合式装置亦有许多种的工作模式，例如上下完全重叠、上下部分重叠，以侧边相接延伸荧幕等。由于荧幕加上共同设置的主动元件以及电路，皆会对天线的特性造成影响。因此，要如何让聚合式装置的两个独立部分的天线在不同的工作模式下都能够正常的操作，则亦为设计聚合式装置时必须解决的问题。

发明内容

本发明提供一种电子装置及其天线控制方法，确保电子装置在不同的工作模式下皆具有良好的天线辐射特性。

本发明的一种电子装置，包括第一本体及第二本体。第一本体包括第一系统电路板、第一接地元件以及主天线。第一接地元件设置于第一系统电路板上。主天线设置于第一系统电路板上并且电性连接第一接地元件，用以收发至少一射频信号。第二本体包括第二系统电路板以及净空区域。净空区域位于第二系统电路板上，其中净空区域中不包括任一电路。其中，当第一本体及第二本体以第一系统电路板及第二系统电路板平行的方式叠合时，净空区域对应于主天线。

本发明的一种天线控制方法，适用于一电子装置，其中该电子装置包括一第一本体及一第二本体，所述方法包括以下步骤。首先，设置第一接地元件及主天线于第一本体的第一系统电路板，其中主天线用以收发至少一射频信号。然后，设置净空区域于第二本体的第二系统电路板上，其中净空区域中不包括任一电路。其中，当第一本体及第二本体以第一系统电路板及第二系统电路板平行的方式叠合时，净空区域对应于主天线。

基于上述，本发明提供一种电子装置及其天线控制方法，使得主天线对应于净空区域而不受到装置中其他电路及主动元件的影响，并藉此达到较佳的辐射特性。

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，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为根据本发明一实施例所绘示电子装置的结构示意图；

图2为根据本发明一实施例所绘示电子装置的侧视图；

图3为根据本发明一实施例所绘示天线控制方法的方法流程图；

图4A～图4D为根据本发明一实施例绘示电子装置的工作模式示意图；

图5为根据本发明一实施例所绘示电子装置的结构示意图；

图6为根据本发明一实施例所绘示电子装置中第一本体的功能方块图；

图7为根据本发明一实施例所绘示天线阻抗调整单元的功能方块图；

图8为根据本发明一实施例所绘示天线控制方法的方法流程图。

附图标记说明：

10、50：电子装置；

110：第一本体；

111：第一系统电路板；

112：第一接地元件；

113：主天线；

1131：天线本体；

1132：天线阻抗调整单元；

1133：切换器；

114：非接地区域；

123：净空区域；

120：第二本体；

121：第二系统电路板；

122：第二接地元件；

1181～1186、1281～1286：磁铁；

1151～1156、1151～115n：感应元件；

116：检测单元；

117：控制单元；

L1～L5：阻抗单元；

SS1～SSn：感应信号；

DS：检测信号；

CS：控制信号；

GP：接地点；

GND：接点；

D1：距离；

S301～S304、S801～S805：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结构示意图。请参照图1，电子装置10包括第一本体110以及第二本体120。第一本体110包括第一系统电路板111、第一接地元件112以及主天线113。第一接地元件112设置于第一系统电路板111上。主天线113设置于第一系统电路板111上并且通过接地点GP电性连接第一接地元件112，用以收发至少一射频信号。第二本体120包括第二系统电路板121以及净空区域123。净空区域123位于第二系统电路板121上，且净空区域123中不包括任一电路，例如是不包括接地元件。其中，当第一本体110及第二本体120以第一系统电路板111及第二系统电路板121平行的方式叠合时，净空区域123对应于主天线113。

换句话说，当第一本体110与第二本体120叠合时，主天线113在第二系统电路板121的投影区域必须为净空区域。同时，为了更进一步减少周遭环境对主天线113的辐射特性的影响，在本实施例中，第一系统电路板111亦设置了一非接地区域114，邻近主天线113。

在本发明中，电子装置10为一聚合式装置，而第一本体110则在上述设置外还包括了处理单元、显示单元、电源单元以及输入输出单元等主要元件，可使得第一本体110可独立于第二本体120运作。

另一方面，在本发明一实施例中，第二本体120上则亦包括了处理单元、显示单元、电源单元以及输入输出单元等主要元件，在第二本体120与第一本体110分离的情况亦可独立运作。而在此实施例中，第二本体120中则还包括了一副天线(未绘示)以及第二接地元件122，设置于第二系统电路板121上。副天线亦电性连接至第二接地元件122，用以在第二本体120独立运作时收发至少一射频信号。需特别注意的是，第二接地元件122影响辐射特性较大，不可被设置于净空区域123之中。

值得一提的是，除了上述影响天线辐射特性较大的元件，例如第二接地元件122或是数据处理量较大的主动元件等，在净空区域123及非接地区域114中，仍然可设置对主天线113的辐射特性影响较小的元件，例如麦克风、扬声器、磁铁或是数据传输量较低的连接埠等。

另一方面，图1所示实施例中第一本体110及第二本体120的大小相同。但在其他实施方式中，第一本体110及第二本体120的则可为不同的大小。上述第一本体110及第二本体120所包括的处理单元的运算能力，和/或主天线113及副天线的信号收发能力可能有所不同。例如，第一本体110处理单元的运算能力较佳，并且具有播打/接听通话的能力。而第二本体120的处理单元的运算能力较弱，但具有较大的荧幕尺寸等。本发明并不限定于上述的实施方式。

在本发明一实施例中，当第一本体110及第二本体120电性连接时，电子装置10则禁能副天线的收发能力，仅利用主天线113收发至少一射频信号。因此，副天线可设置于第二系统电路板121上，除了净空区域123外的任何一处。值得一提的是，当第一本体110及第二本体120电性连接时，可视实际实施状况电性连接第一接地元件112及第二接地元件122。

图2为根据本发明一实施例所绘示电子装置的侧视图。请参照图1和图2，由此图可知，在考量电子装置10内外部具有的元件、支撑结构或是包覆的机壳的情况下，第一系统电路板111及第二系统电路板121的距离D1仍可能十分的接近，例如小于10厘米。因此，若没有净空区域123的设置，当第一本体110及第二本体120堆叠时，设置于第二本体120上的第二接地元件122及第二系统电路板121上的各主动元件及电路皆会对主天线113的辐射特性造成影响。

另外，图1及图2所示皆为第一主体110堆叠于第二主体120上。上述关于主天线113以及净空区域123的设置方式，亦适用于第二主体120堆叠至第一主体110上的情况。而在图1、图2中主天线113及净空区域123皆设置于电子装置10的底端，但本发明并不限定主天线113及净空区域123设置于第一本体110及第二本体120上的位置，只要当第一本体110及第二本体120以第一系统电路板111及第二系统电路板121平行的方式叠合时，净空区域123对应于主天线113即可。

主天线113及副天线的实施方式则根据实际实施时的状态而定，例如用以收发的信号以及设置空间大小等，本发明并不限定。在本发明一实施例中，主天线113为一回路天线，具有介于824～960兆赫(Million Hertz，MHz)以及1710～2170MHz的射频信号的收发能力。

因此，在此实施例中，主天线113便可用以收发无线广域网路(WirelessWide Area Network，WWAN)中，全球移动通信系统(Global System forMobile Communications，GSM)的850/900/180/1900兆赫(Million Hertz，MHz)，以及宽频分码多工(Wideband Code Division Multiple Access，之后简称为WCDMA)的第一频带(Band I)五种频率的射频信号。而副天线则可设置以收发与主天线113相同频带的射频信号，亦可以设置以收发不同频带的信号，随实际实施中状况而调整，本发明并不限定于上述实施方式。

本发明亦提供一种天线控制方法，适用于如图1所示实施例的电子装置10。图3为根据本发明一实施例所绘示天线控制方法的方法流程图。请参照图3，首先在步骤S301时，设置第一接地元件及主天线于第一本体的第一系统电路板，其中主天线用以收发至少一射频信号。然后在步骤S302时，设置净空区域于第二本体的第二系统电路板上，其中净空区域中不包括任一电路。其中，当第一本体及第二本体以第一系统电路板及第二系统电路板平行的方式叠合时，净空区域对应于主天线。

请继续参照图3，在本发明一实施例中，所述方法在步骤S302后还包括以下的步骤。首先，在步骤S303时，设置副天线于第二系统电路板上。在步骤S304时，也就是当第一本体的第一系统电路板与第二本体的系统电路板电性连接时，禁能副天线。至于上述各步骤的方法的详细说明则可参考上述图1、2所示实施例的说明。

再者，电子装置10的第一本体110及第二本体120的堆叠方式并不仅限于如同图1所示实施例的上下重合的堆叠方式。同时，在配合第一本体110与第二本体120所装设的荧幕为触控荧幕的情况下，第一本体110与第二本体120的堆叠方式还直接对应了电子装置10不同的工作模式。图1所示实施例中，第一本体110与第二本体120互相重合，可视为电子装置10的第一工作模式。在第一模式中，仅有第一本体110的银幕外露，或是第一本体110与第二本体120的银幕外露并互相相对。在此工作模式下，通常可让使用者用以进行通话等工作。

图4A～图4D为根据本发明一实施例绘示电子装置的工作模式示意图。请参考图4A，图4A所绘示为电子装置10处于第二工作模式的示意图。在第二工作模式中，第一本体110与第二本体120部分重叠。而第一本体110上的荧幕则主要作为显示之用，第二本体120外露部分的则可设置多个虚拟按键接收使用者的操作。图4B所绘示为电子装置10处于第三工作模式的示意图。在第三工作模式中，第一本体110与第二本体120部分重叠，与图4A所示第二工作模式相似。但与图4A所示所不同的是，第一本体110与第二本体120之间所重叠的区域较小。在第一本体110作为显示之用时，第二本体120的荧幕上则可设置完整的虚拟键盘供使用者键入数据。

图4C所绘示为电子装置10处于第四工作模式的示意图。在第四工作模式中，第一本体110与第二本体120以平行的方式利用侧边相连，而电子装置10便可通过第一本体110与第二本体120所合并的荧幕显示数据。图4D所绘示为电子装置10处于第五工作模式的示意图。在第五工作模式中，第一本体110与第二本体120为分开独立运作的状态，因此在图4D中省略未绘示第二本体120。在第五工作模式时，使用者可分别独立的使用第一本体110与第二本体120，例如将第一本体110靠近耳朵进行通话，并将第二本体120置于眼前以观看视频。值得注意的是，上述图1、图4A～图4D的工作模式及各个工作模式对应的使用者动作仅为举例说明，本发明并不限定于上述的工作模式。

值得一提的是，在本发明中，无论电子装置10处于何种工作模式，例如第一工作模式、第二工作模式以及第三工作模式，主天线113于第二本体120上的投影区域皆必须为净空区域(如图1所示净空区域123)，以确保主天线113的辐射特性。

另外，在上述各个工作模式中，第一本体110与第二本体120的相对关系不同，第二本体120对主天线113的辐射特性的影响亦有所不同，因此，本发明亦针对这样的改变调整天线的辐射特性，使得主天线113的收发能力得以处于最佳状态。

图5为根据本发明一实施例所绘示电子装置的结构示意图。请参照图5，与图1所示实施例不同的是，电子装置50中，第一本体110还包括磁铁1181～1186，以及感应元件1151～1156。第二本体120则还包括了磁铁1281～1286，分别对应第一本体110的磁铁1181～1186设置。在本实施例中，磁铁1181～1186、1281～1286可用以协助使用者在各个工作模式时固定第一本体110及第二本体120。

另外，在本实施例中，感应元件1151～1156分别为磁力传感器，对应设置于上述磁铁1181～1186旁，根据感测的磁力产生感应信号。而电子装置50则还可根据上述的感应信号判断目前的工作模式，并且根据目前的工作模式调整主天线113的阻抗匹配值，以维持主天线113的辐射特性。以下则将配合图式详细说明。

图6为根据本发明一实施例所绘示电子装置中第一本体的功能方块图。请参照图5及图6，第一本体110中包括感应元件1151～115n、检测单元116、控制单元117以及主天线113，而第一系统电路板111及第一接地元件112在图6中则省略未绘示。感应元件1151～115n，对应于图5所示感应元件1151～1156，通过感测磁力产生感应信号SS1～SSn。检测单元116耦接感应元件1151～1156，接收感应信号SS1～SSn，并且当感应信号SS1～SSn中部分或全部改变时，根据感应信号SS1～SSn，产生检测信号DS。控制单元117，耦接检测单元116及主天线113，根据检测信号DS判断目前的工作模式，并根据工作模式产生控制信号CS。主天线113则根据控制信号CS调整主天线113的阻抗匹配值。

举例而言，使用者将电子装置50的工作模式从第一工作模式(如图1所示)改变为第四工作模式(如图4C所示)，使得第一本体110与第二本体120的相对位置改变。因此，由感应元件1151～115n(感应元件1151～1156)所感测得到的磁力便发生改变，由其所产生的感应信号SS1～SSn便随之改变。由于电子装置50从第一工作模式切换至第四工作模式，便可推得设置于电子装置50一侧的感应元件(例如感应元件1151～1153)所感测到的磁力具有小幅度的变化，而另一侧的感应元件(例如感应元件1154～1156)所感测到的磁力则具有较大幅度的变化。

检测单元116接收感应信号SS1～SSn，当检测到感应信号SS1～SSn中的部分或全部发生改变时，则根据变化不一的感应信号SS1～SSn产生检测信号DS。控制单元117则根据检测信号DS判断得知目前的工作模式为第四工作模式。控制单元117则进一步根据第四工作模式产生控制信号CS传送至主天线113，使得主天线113可对应第四工作模式调整阻抗匹配值。

而在本实施例中，控制单元117内预设多个工作模式于一表单中，例如图1以及图4A～4D所绘示的第一工作模式至第五工作模式。控制单元117则根据检测信号DS以及上述表单以一查表方式判断目前电子装置50的工作模式为何。

主天线113中包括天线本体1131以及天线阻抗调整单元1132。其中，天线阻抗调整单元1132耦接控制单元117以及天线本体1131，根据控制信号CS调整主天线113的阻抗匹配值。以下则将配合实施例及图式说明天线阻抗调整单元1132的实施方式。

图7为根据本发明一实施例所绘示天线阻抗调整单元的功能方块图。请参照图5、图6及图7，天线阻抗调整单元1132包括阻抗单元L1～L5，以及切换器1133。阻抗单元L1～L5耦接于天线本体1131的接地点GP以及接点GND之间。其中，接点GND则耦接至第一本体110上的第一接地元件112。而切换器1133则耦接于阻抗单元L1～L5及接点GND之间，根据控制信号CS导通阻抗单元L1～L5之一与接点GND(第一接地元件112)之间的路径。

在本实施例中，阻抗单元L1～L5分别对应于由图1、图4A～图4D所绘示的第一工作模式至第五工作模式，分别具有对应各个工作模式的最佳电感值。切换器1133便根据控制信号CS切换导通对应目前的工作模式的阻抗单元(阻抗单元L1～L5之一)与接点GND的路径。例如，在上述的实施例中，电子装置50从第一工作模式切换至第四工作模式，切换器1133则根据控制信号CS，从导通阻抗单元L1与接点GND的路径，切换成导通阻抗单元L4与接点GND之间的路径。

值得一提的是，控制单元117以查表方式判断电子装置50目前的工作模式配合图7所示的天线阻抗调整单元1132的实施方式仅为本发明的一例示，本发明并不限定于此。任何利用感应元件所感应的信号判断目前的工作模式，并进而利用工作模式调整天线的阻抗匹配值的装置皆落入本发明的范畴中。

图8为根据本发明一实施例所绘示天线控制方法的方法流程图，其中在图8所示的步骤为图3所示步骤S302或步骤S304后接续的动作。请参照图8，首先，接收多个感应信号(步骤S801)。然后，判断感应信号中部分或全部是否改变(步骤S802)。当感应信号中部分或全部改变时，根据感应信号产生检测信号(步骤S803)。接着，根据检测信号判断工作模式，并根据工作模式产生控制信号(步骤S804)。再者，根据控制信号调整主天线的阻抗匹配值(步骤S805)。至于天线控制方法中步骤S801～S805的详细实施方式则可参考前述图1～图7的实施例的说明，在此则不赘述。

综上所述，本发明提供一种电子装置及其天线控制方法，确保当电子装置的第一本体及第二本体堆叠时，第一本体上的主天线得以不受第二本体上的接地元件或其他主动元件的影响，而降低了对于射频信号的收发能力。另外，本发明亦根据电子装置的第一本体及第二本体的堆叠、排列方式，动态的调整主天线的阻抗匹配值，使得电子装置无论于处在何种工作模式的操作下，皆具有良好的射频信号收发能力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种电子装置，其特征在于，包括：

一第一本体，包括：

一第一系统电路板；

一第一接地元件，设置于该第一系统电路板上；

一主天线，设置于该第一系统电路板上并且电性连接该第一接地元件，用以收发至少一射频信号；以及

一第二本体，包括：

一第二系统电路板；以及

一净空区域，位于该第二系统电路板上，其中该净空区域中不包括任一电路，

其中，当该第一本体及该第二本体以该第一系统电路板及该第二系统电路板平行的方式叠合时，该净空区域对应于该主天线。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该第二本体包括：

一第二接地元件，设置于该第二系统电路板上；以及

一副天线，设置于该第二系统电路板上，用以收发该至少一射频信号，

其中，该第二接地元件及该副天线皆设置于该净空区域以外；以及

当该第一本体的该第一系统电路板与该第二本体的该系统电路板电性连接时，该副天线被禁能。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该第一本体包括：

多个感应元件，产生多个感应信号；

一检测单元，耦接该些感应元件，接收该些感应信号，并且当该些感应信号中部分或全部改变时，根据该些感应信号，产生一检测信号；以及

一控制单元，耦接该检测单元及该主天线，根据该检测信号判断一工作模式，并根据该工作模式产生一控制信号，

其中，该主天线根据该控制信号调整该主天线的一阻抗匹配值。

4.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于，该主天线包括：

一天线本体，包括一接地点；以及

一天线阻抗调整单元，耦接该控制单元以及该天线本体，根据该控制信号调整该阻抗匹配值。

5.根据权利要求4所述的电子装置，其特征在于，该天线阻抗调整单元包括：

多个阻抗单元，耦接该天线本体的该接地点；以及

一切换器，耦接于该接地点以及该第一接地元件之间，根据该控制信号导通该些阻抗单元之一与该第一接地元件之间的一路径。

6.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于：

该些感应元件分别为一磁力传感器；以及

该第二本体还包括多个磁铁，对应该些感应元件设置，

其中，该些感应元件根据感测的磁力产生该些感应信号。

7.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于：

该控制单元根据该工作模式以一查表方式产生该控制信号。

8.一种天线控制方法，适用于一电子装置，其特征在于，该电子装置包括一第一本体及一第二本体，所述方法包括：

设置一第一接地元件及一主天线于该第一本体的一第一系统电路板，其中该主天线用以收发至少一射频信号；以及

设置一净空区域于该第二本体的一第二系统电路板上，其中该净空区域中不包括任一电路，

其中，当该第一本体及该第二本体以该第一系统电路板及该第二系统电路板平行的方式叠合时，该净空区域对应于该主天线。

9.根据权利要求8所述的天线控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

设置一第二接地元件于该第二本体的该第二系统电路板上；以及

设置一副天线于该第二系统电路板上，

其中，当该第一本体的该第一系统电路板与该第二本体的该系统电路板电性连接时，禁能该副天线。

10.根据权利要求8所述的天线控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收多个感应信号；

当该些感应信号中部分或全部改变时，根据该些感应信号产生一检测信号；

根据该检测信号判断一工作模式，并根据该工作模式产生一控制信号；以及

根据该控制信号调整该主天线的一阻抗匹配值。

11.根据权利要求10所述的天线控制方法，其特征在于，该电子装置还包括多个阻抗单元，以及根据该控制信号调整该主天线的该阻抗匹配值的步骤还包括：

导通该些阻抗单元之一与该第一接地元件之间的一路径。

12.根据权利要求10所述的天线控制方法，其特征在于，所述产生该些感应信号的步骤包括：

分别根据感测的磁力产生该些感应信号。