CN104377456A - 切换式调频天线模块、便携式电子装置及其天线调频方法 - Google Patents

Abstract

一种切换式调频天线模块、便携式电子装置及其天线调频方法，该天线调频方法包括：首先，调整上壳体相对于下壳体的可调整夹角；接着，通过感测单元，以检测上壳体相对于下壳体的可调整夹角是否已小于一第一预定角度或大于一第二预定角度；然后，当上壳体相对于下壳体的可调整夹角尚未小于第一预定角度或大于第二预定角度时，关闭切换开关，以使得切换式调频天线模块直接通过主要天线结构来提供一第一预定工作频段；当上壳体相对于下壳体的可调整夹角已小于第一预定角度或大于第二预定角度时，开启切换开关，以使得切换式调频天线模块通过主要天线结构及辅助天线结构的相互配合来提供一第二预定工作频段。

Description

切换式调频天线模块、便携式电子装置及其天线调频方法

技术领域

本发明涉及一种切换式调频天线模块（Switching FrequencyModulation Antenna Module）、便携式电子装置（Portable Electronic Device）及其天线调频方法（Method of Modifying The Antenna Frequency thereof），尤指一种在不同环境条件下依然可以提供较佳的天线效能的切换式调频天线模块、及便携式电子装置及其天线调频方法。

背景技术

已知天线模块通常会设置在笔记本电脑的上壳体或下壳体内。假设天线模块设置在笔记本电脑的下壳体的情况下，当下壳体被盖合在下壳体的正面上，或者是下壳体被旋转360度而盖合在下壳体的背面上时，天线模块会受到上壳体的遮蔽而影响到天线模块的天线效能。因此，已知天线模块无法在不同的环境条件下依然可以提供较佳的天线效能。

发明内容

本发明实施例在于提供一种切换式调频天线模块、便携式电子装置及其天线调频方法，其可在不同环境条件下（例如上壳体相对于下壳体的不同可调整夹角）依然可以提供较佳的天线效能。

本发明其中一实施例提供一种切换式调频天线模块及内建有切换式调频天线模块的便携式电子装置。切换式调频天线模块包括：一主要天线单元、一辅助天线单元及一感测单元。所述主要天线单元包括一主要天线结构。所述辅助天线单元包括一辅助天线结构及一电性连接于所述主要天线结构与所述辅助天线结构之间的切换开关。所述感测单元包括一电性连接于所述切换开关的感测元件，以用于关闭或开启所述切换开关。

本发明另外一实施例提供一种切换式调频天线模块及内建有切换式调频天线模块的便携式电子装置。切换式调频天线模块包括：一主要天线单元、一第一辅助天线单元、一第二辅助天线单元及一感测单元。所述主要天线单元包括一主要天线结构。所述第一辅助天线单元包括一第一辅助天线结构及一电性连接于所述主要天线结构与所述第一辅助天线结构之间的第一切换开关。所述第二辅助天线单元包括一第二辅助天线结构及一电性连接于所述主要天线结构与所述第二辅助天线结构之间的第二切换开关。所述感测单元包括一同时电性连接于所述第一切换开关及所述第二切换开关的感测元件，以用于关闭或开启所述第一切换开关及用于关闭或开启所述第二切换开关。

本发明另外再一实施例所提供的一种便携式电子装置的天线调频方法，其包括下列步骤：首先，调整所述上壳体相对于所述下壳体的所述可调整夹角；接着，通过所述感测单元，以检测所述上壳体相对于所述下壳体的所述可调整夹角是否已小于一第一预定角度或大于一第二预定角度；然后，当所述上壳体相对于所述下壳体的所述可调整夹角尚未小于所述第一预定角度或大于所述第二预定角度时，关闭所述切换开关，以使得所述切换式调频天线模块直接通过所述主要天线结构来提供一第一预定工作频段；接下来，当所述上壳体相对于所述下壳体的所述可调整夹角已小于所述第一预定角度或大于所述第二预定角度时，开启所述切换开关，以使得所述切换式调频天线模块通过所述主要天线结构及所述辅助天线结构的相互配合来提供一第二预定工作频段。

本发明的有益效果可以在于，本发明实施例所提供的切换式调频天线模块、便携式电子装置及其天线调频方法，其可通过“所述感测元件电性连接于所述切换开关，以用于开启或关闭所述切换开关”或“所述感测元件电性连接于所述第一切换开关及所述第二切换开关，以用于开启或关闭所述第一切换开关及用于开启或关闭所述第二切换开关”的设计，以使得（1）当上壳体相对于下壳体的可调整夹角尚未小于第一预定角度或大于第二预定角度时，关闭切换开关，以使得切换式调频天线模块直接通过主要天线结构来提供一第一预定工作频段；（2）当上壳体相对于下壳体的可调整夹角已小于第一预定角度或大于第二预定角度时，开启切换开关，以使得切换式调频天线模块通过主要天线结构及辅助天线结构的相互配合来提供一第二预定工作频段。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明第一实施例的切换式调频天线模块关闭切换开关的功能方块图。

图2为本发明第一实施例的切换式调频天线模块开启切换开关的功能方块图。

图3为本发明第一实施例的便携式电子装置的上壳体相对于下壳体的可调整夹角为0度时的侧视示意图。

图4为本发明第一实施例的便携式电子装置的上壳体相对于下壳体的可调整夹角为90度时的侧视示意图。

图5为本发明第一实施例的便携式电子装置的上壳体相对于下壳体的可调整夹角为180度时的侧视示意图。

图6为本发明第一实施例的便携式电子装置的上壳体相对于下壳体的可调整夹角为360度时的侧视示意图。

图7为本发明第一实施例的切换式调频天线模块在不同的工作频率下所能够提供的相对应最佳驻波比的曲线图。

图8为本发明第一实施例的切换式调频天线模块在不同的工作频率下所能够提供的相对应最佳天线效率的曲线图。

图9为本发明第一实施例的便携式电子装置的天线调频方法的流程图。

图10为本发明第二实施例的切换式调频天线模块的功能方块图。

【符号说明】

便携式电子装置      Z

下壳体              B

上壳体              T

枢接器              H

可调整夹角          θ

切换式调频天线模块  M

主要天线单元        1

主要天线结构        10

辅助天线单元        2

辅助天线结构        20

切换开关            21

第一辅助天线单元    2A

第一辅助天线结构    20A

第一切换开关        21A

第二辅助天线单元    2B

第二辅助天线结构    20B

第二切换开关        21B

感测单元            3

感测元件            30

匹配电路            4

射频系统            5

具体实施方式

〔第一实施例〕

请参阅图1及图2所示，本发明第一实施例提供一种切换式调频天线模块M，其包括：一主要天线单元1、一辅助天线单元2及一感测单元3。其中，主要天线单元1包括一具有一第一预定天线轨迹图案的主要天线结构10。辅助天线单元2包括一具有一第二预定天线轨迹图案的辅助天线结构20及一电性连接于主要天线结构10与辅助天线结构20之间的切换开关21。感测单元3包括一电性连接于切换开关21的感测元件30，以用于关闭切换开关21（如图1所示的断路状态）或开启切换开关21（如图2所示的电性导通状态）。更进一步来说，切换式调频天线模块M还进一步包括：一电性连接于主要天线结构10的匹配电路4及一电性连接于匹配电路4的射频系统5。

举例来说，首先，如图1所示，当切换开关21通过感测元件30的控制而呈现关闭状态时，主要天线结构10与辅助天线结构20彼此电性绝缘。因此，当切换开关21通过感测元件30的控制而被关闭时（断路状态），切换式调频天线模块M可直接单独通过主要天线结构10来提供一第一预定工作频段。另外，如图2所示，当切换开关21通过感测元件30的控制而呈现开启状态时（电性导通状态），主要天线结构10会通过切换开关21以电性连接于辅助天线结构20，以使得主要天线结构10及辅助天线结构20彼此电性耦合。因此，当切换开关21通过感测元件30的控制而被开启时，切换式调频天线模块M可通过主要天线结构10及辅助天线结构20的相互配合来提供一第二预定工作频段。

请参阅图3至图6所示，本发明第一实施例提供一种便携式电子装置Z，其中便携式电子装置Z包括一下壳体B、一通过一枢接器H以枢接于下壳体B的上壳体T、及一内建在下壳体B内的切换式调频天线模块M，并且上壳体T具有一相对于下壳体B的一可调整夹角θ。举例来说，便携式电子装置Z可为笔记本电脑，其中笔记本电脑的下壳体B具有键盘，并且笔记本电脑的上壳体T具有显示器。然而，本发明不以此为限。

更进一步来说，图3呈现“上壳体T被盖合在下壳体B上”的状态，此时上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ大约为0度。图4呈现“上壳体T被掀开以大致垂直于下壳体B”的状态，此时上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ大约为90度。图5呈现“上壳体T被掀开以大致平行于下壳体B”的状态，此时上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ大约为180度。图6呈现“上壳体T被翻转到下壳体B的背面上”的状态，此时上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ大约为360度。

举例来说，如图1所示，当切换开关21被关闭（OFF）时，上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ分别为0度、90度、180度及360度的情况下，可得到不同的工作频率所相对应的天线效率值（antennaefficiency），如下表所示：

举例来说，如图2所示，当切换开关21被开启（ON）时，上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ分别为0度、90度、180度及360度的情况下，可得到不同的工作频率所相对应的天线效率值，如下表所示：

频率(MHz)	2400	2420	2440	2460	2480	2500
							θ=0度	52.83	47.86	56.69	47.25	54.73	43.70
θ=90度	52.83	47.86	56.69	47.25	54.73	43.70

θ=180度	65.20	61.54	69.03	55.90	64.57	51.16
							θ=360度	41.40	38.40	47.08	39.99	46.35	38.40

因此，当使用者翻转上壳体T，以使得上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ分别为0度及360度时（如图3及图6所示），切换式调频天线模块M会通过感测元件30的检测而得知上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ分别为0度及360度，此时切换式调频天线模块M会通过感测元件30的控制来开启切换开关21（如图2所示），以使得即使是上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ分别为0度及360度的情况下，切换式调频天线模块M依然可以在相对应的工作频率下提供最佳增益值（如下表所示）、最佳驻波比（Standing Wave Ratio，SWR）（如图7所示）、及最佳天线效率（如图8所示）。

再者，依据上述相同的原理，当用户翻转上壳体T，以使得上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ分别为90度及180度时（如图4及图5所示），切换式调频天线模块M会通过感测元件30的检测而得知上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ分别为90度及180度，此时切换式调频天线模块M会通过感测元件30的控制来关闭切换开关21（如图1所示），以使得上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ分别为90度及180度的情况下，切换式调频天线模块M依然可以在相对应的工作频率下提供最佳天线增益值（如下表所示）、最佳驻波比（Standing Wave Ratio，SWR）（如图7所示）、及最佳天线效率（如图8所示）。因此，本发明切换式调频天线模块M可以在不同的环境条件下，依然可以提供较佳的天线效能。

请参阅图9所示，本发明第一实施例还进一步提供一种便携式电子装置Z的天线调频方法，其包括下列步骤：首先，配合图3至图6所示，调整上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ（S100），并且通过感测单元3，以检测上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ是否已小于一第一预定角度或大于一第二预定角度（S102）；接着，配合图1、图4及图5所示，当上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ尚未小于第一预定角度或大于第二预定角度时，关闭切换开关21，以使得切换式调频天线模块M直接通过主要天线结构10来提供一第一预定工作频段（S104）；然后，配合图2、图3及图6所示，当上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ已小于第一预定角度或大于第二预定角度时，开启切换开关21，以使得切换式调频天线模块M通过主要天线结构10及辅助天线结构20的相互配合来提供一第二预定工作频段（S106）。

举例来说，当上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ小于10度时或大于350度时，由于具有金属材质的上壳体T会非常靠近位于下壳体B内部的切换式调频天线模块M，所以主要天线结构10的天线效能会受到上壳体T的遮蔽所影响。此时，本发明可开启切换开关21，以使得切换式调频天线模块M可通过主要天线结构10及辅助天线结构20的相互配合来提供一较佳的第二预定工作频段。然而，当上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ位于10度及350度之间时，由于具有金属材质的上壳体T会比较远离位于下壳体B内部的切换式调频天线模块M，所以主要天线结构10的天线效能比较不会受到上壳体T的遮蔽所影响。此时，本发明可关闭切换开关21，以使得切换式调频天线模块M可直接单独通过主要天线结构10来提供一第一预定工作频段。

〔第二实施例〕

请参阅图10所示，本发明第二实施例提供一种切换式调频天线模块M，其包括：一主要天线单元1、一第一辅助天线单元2A、一第二辅助天线单元2B及一感测单元3，其中第一辅助天线单元2A及第二辅助天线单元2B属于并联的设计，因此并联的辅助天线单元的数量不以此为限。由图10与图1的比较可知，本发明第二实施例与第一实施例最大的差别在于：第一辅助天线单元2A包括一第一辅助天线结构20A及一电性连接于主要天线结构10与第一辅助天线结构20A之间的第一切换开关21A。第二辅助天线单元2B包括一第二辅助天线结构20B及一电性连接于主要天线结构10与第二辅助天线结构20B之间的第二切换开关21B。感测单元3包括一同时电性连接于第一切换开关21A及第二切换开关21B的感测元件30，以用于开启或关闭第一切换开关21A及用于开启或关闭第二切换开关21B。

因此，（1）当第一切换开关21A通过感测元件30的控制而呈现开启状态时，主要天线结构10会通过第一切换开关21A以电性连接于第一辅助天线结构20A，以使得主要天线结构10及第一辅助天线结构20A彼此电性耦合，藉此切换式调频天线模块M可通过主要天线结构10及第一辅助天线结构20A的相互配合来提供所需的工作频段。（2）当第二切换开关21B通过感测元件30的控制而呈现开启状态时，主要天线结构10会通过第二切换开关21B以电性连接于第二辅助天线结构20B，以使得主要天线结构10及第二辅助天线结构20B彼此电性耦合，藉此切换式调频天线模块M可通过主要天线结构10及第二辅助天线结构20B的相互配合来提供所需的工作频段。（3）当第一切换开关21A通过感测元件30的控制而呈现关闭状态时，主要天线结构10及第一辅助天线结构20A会彼此电性绝缘，藉此切换式调频天线模块M可直接单独通过主要天线结构10来提供所需的工作频段。当第二切换开关21B通过感测元件30的控制而呈现关闭状态时，主要天线结构10及第二辅助天线结构20B会彼此电性绝缘，藉此切换式调频天线模块M可直接单独通过主要天线结构10来提供所需的工作频段。

〔实施例的可能效果〕

综上所述，本发明的有益效果可以在于，本发明实施例所提供的切换式调频天线模块M、及便携式电子装置Z及其天线调频方法，其可通过“感测元件30电性连接于切换开关，以用于开启或关闭切换开关20”或“感测元件30同时电性连接于第一切换开关21A及第二切换开关21B，以用于开启或关闭第一切换开关21A及用于开启或关闭第二切换开关21B”的设计，以使得（1）当上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ尚未小于第一预定角度或大于第二预定角度时，关闭切换开关21，以使得切换式调频天线模块M直接通过主要天线结构10来提供一第一预定工作频段；（2）当上壳体T相对于下壳体B的可调整夹角θ已小于第一预定角度或大于第二预定角度时，开启切换开关21，以使得切换式调频天线模块M通过主要天线结构10及辅助天线结构20的相互配合来提供一第二预定工作频段。

以上所述仅为本发明的优选可行实施例，非因此局限本发明的专利范围，所以凡是运用本发明说明书及图示内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种切换式调频天线模块，其特征在于，所述切换式调频天线模块包括：

一主要天线单元，所述主要天线单元包括一主要天线结构；

一辅助天线单元，所述辅助天线单元包括一辅助天线结构及一电性连接于所述主要天线结构与所述辅助天线结构之间的切换开关；以及

一感测单元，所述感测单元包括一电性连接于所述切换开关的感测元件，以用于关闭或开启所述切换开关。

2.根据权利要求1所述的切换式调频天线模块，其特征在于，当所述切换开关通过所述感测元件的控制而呈现开启状态时，所述主要天线结构通过所述切换开关以与所述辅助天线结构电性连接，以使得所述主要天线结构与所述辅助天线结构彼此电性耦合。

3.根据权利要求1所述的切换式调频天线模块，其特征在于，当所述切换开关通过所述感测元件的控制而呈现关闭状态时，所述主要天线结构与所述辅助天线结构彼此电性绝缘。

4.根据权利要求1所述的切换式调频天线模块，其特征在于，所述切换式调频天线模块还进一步包括：一与所述主要天线结构电性连接的匹配电路及一与所述匹配电路电性连接的射频系统。

5.一种切换式调频天线模块，其特征在于，所述切换式调频天线模块包括：

一主要天线单元，所述主要天线单元包括一主要天线结构；

一第一辅助天线单元，所述第一辅助天线单元包括一第一辅助天线结构及一电性连接于所述主要天线结构与所述第一辅助天线结构之间的第一切换开关；

一第二辅助天线单元，所述第二辅助天线单元包括一第二辅助天线结构及一电性连接于所述主要天线结构与所述第二辅助天线结构之间的第二切换开关；以及

一感测单元，所述感测单元包括一同时与所述第一切换开关及所述第二切换开关电性连接的感测元件，以用于关闭或开启所述第一切换开关、及用于关闭或开启所述第二切换开关。

6.根据权利要求5所述的切换式调频天线模块，其特征在于，当所述第一切换开关通过所述感测元件的控制而呈现开启状态时，所述主要天线结构通过所述第一切换开关以与所述第一辅助天线结构电性连接，以使得所述主要天线结构与所述第一辅助天线结构彼此电性耦合。

7.根据权利要求5所述的切换式调频天线模块，其特征在于，当所述第二切换开关通过所述感测元件的控制而呈现开启状态时，所述主要天线结构通过所述第二切换开关以与所述第二辅助天线结构电性连接，以使得所述主要天线结构与所述第二辅助天线结构彼此电性耦合。

8.根据权利要求5所述的切换式调频天线模块，其特征在于，当所述第一切换开关通过所述感测元件的控制而呈现关闭状态时，所述主要天线结构与所述第一辅助天线结构彼此电性绝缘。

9.根据权利要求5所述的切换式调频天线模块，其特征在于，当所述第二切换开关通过所述感测元件的控制而呈现关闭状态时，所述主要天线结构与所述第二辅助天线结构彼此电性绝缘。

10.根据权利要求5所述的切换式调频天线模块，其特征在于，所述切换式调频天线模块还进一步包括：一与所述主要天线结构电性连接的匹配电路及一与所述匹配电路电性连接的射频系统。

11.一种便携式电子装置，所述便携式电子装置内建有一切换式调频天线模块，其特征在于，所述切换式调频天线模块包括：

一主要天线单元，所述主要天线单元包括一主要天线结构；

一辅助天线单元，所述辅助天线单元包括一辅助天线结构及一电性连接于所述主要天线结构与所述辅助天线结构之间的切换开关；以及

一感测单元，所述感测单元包括一电性连接于所述切换开关的感测元件，以用于关闭或开启所述切换开关。

12.根据权利要求11所述的便携式电子装置，其特征在于，所述便携式电子装置还进一步包括：一下壳体及一枢接于所述下壳体的上壳体，其中，所述上壳体具有一相对于所述下壳体的可调整夹角，且所述切换式调频天线模块内建于所述下壳体内。

13.一种根据权利要求12所述的便携式电子装置的天线调频方法，其特征在于，所述便携式电子装置的天线调频方法包括下列步骤：

调整所述上壳体相对于所述下壳体的所述可调整夹角；

通过所述感测单元以检测所述上壳体相对于所述下壳体的所述可调整夹角是否已小于一第一预定角度或大于一第二预定角度；

当所述上壳体相对于所述下壳体的所述可调整夹角尚未小于所述第一预定角度或大于所述第二预定角度时，关闭所述切换开关，以使得所述切换式调频天线模块直接通过所述主要天线结构来提供一第一预定工作频段；以及

当所述上壳体相对于所述下壳体的所述可调整夹角已小于所述第一预定角度或大于所述第二预定角度时，开启所述切换开关，以使得所述切换式调频天线模块通过所述主要天线结构与所述辅助天线结构的相互配合来提供一第二预定工作频段。

14.一种便携式电子装置，所述便携式电子装置内建有一切换式调频天线模块，其特征在于，所述切换式调频天线模块包括：

一主要天线单元，所述主要天线单元包括一主要天线结构；

一第一辅助天线单元，所述第一辅助天线单元包括一第一辅助天线结构及一电性连接于所述主要天线结构与所述第一辅助天线结构之间的第一切换开关；

一第二辅助天线单元，所述第二辅助天线单元包括一第二辅助天线结构及一电性连接于所述主要天线结构与所述第二辅助天线结构之间的第二切换开关；以及

一感测单元，所述感测单元包括一同时与所述第一切换开关及所述第二切换开关电性连接的感测元件，以用于关闭或开启所述第一切换开关、及用于关闭或开启所述第二切换开关。

15.根据权利要求14所述的便携式电子装置，其特征在于，所述便携式电子装置还进一步包括：一下壳体及一枢接于所述下壳体的上壳体，其中，所述上壳体具有一相对于所述下壳体的可调整夹角，且所述切换式调频天线模块内建于所述下壳体内。