CN104571148A - 可动态调整天线特性的电子装置及天线模组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可动态调整天线特性的电子装置及天线模组，该电子装置包含可挠性天线、感测单元、天线调谐器、储存单元以及处理单元。感测单元用以感测可挠性天线的弯曲资讯。储存单元用以储存对照表，其中对照表记录多个弯曲度范围以及多个预定设定参数，且每一个预定设定参数对应弯曲度范围的其中之一。处理单元根据弯曲资讯计算可挠性天线的弯曲度，处理单元比对弯曲度与弯曲度范围，以自预定设定参数中选取出对应弯曲度的设定参数，且处理单元以设定参数设定天线调谐器。
Description
技术领域
本发明关于一种可动态调整天线特性的电子装置及天线模组，尤指一种可根据天线的弯曲度动态调整天线特性的电子装置及天线模组。
背景技术
天线是一种用来发射或接收无线讯号的电子元件，其在无线通讯系统中扮演极为重要的角色。日常生活中有许多电子装置都装设有天线，例如智慧型手机、基地台、蓝芽装置、广播装置、电视、点对点无线电通信装置等，而无线通讯品质的好坏便取决于天线特性，例如天线效率(efficiency)、增益值(gain)、总辐射功率(total radiation power,TRP)、全向灵敏度(total isotropic sensitivity,TIS)等。天线特性除了会受天线本身设计的影响外，天线在使用时若产生弯曲，也会使天线特性产生偏差。因此，如何在天线产生弯曲时维持良好的天性特性，便成为天线设计的重要研究课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可动态调整天线特性的电子装置及天线模组，其可维持良好的天线效能。
为达到上述目的，本发明的一实施方式提供了一种可动态调整天线特性的电子装置，包含：
可挠性天线；
感测单元，用以感测该可挠性天线的弯曲资讯；
天线调谐器，电性连接于该可挠性天线；
储存单元，用以储存对照表，该对照表记录多个弯曲度范围以及多个预定设定参数，每一该预定设定参数对应该等弯曲度范围的其中之一；以及
处理单元，电性连接于该感测单元、该天线调谐器与该储存单元，该处理单元根据该弯曲资讯计算该可挠性天线的弯曲度，该处理单元比对该弯曲度与该等弯曲度范围，以自该等预定设定参数中选取出对应该弯曲度的设定参数，且该处理单元以该设定参数设定该天线调谐器。
较佳的，该可挠性天线接收无线讯号，该处理单元判断该无线讯号的无线通讯系统以及频宽，该对照表记录多个预定无线通讯系统、对应每一该预定无线通讯系统的多个频宽范围以及对应每一该频宽范围的该等弯曲度范围，该处理单元比对该无线通讯系统与该等预定无线通讯系统，比对该频宽与该等频宽范围，且比对该弯曲度与该等弯曲度范围，以自该等预定设定参数中选取出对应该无线通讯系统、该频宽与该弯曲度的该设定参数。
较佳的，该感测单元包含第一重力感测器以及第二重力感测器，该第一重力感测器设置于邻近该可挠性天线的中间部位处，该第二重力感测器设置于邻近该可挠性天线的端点部位处，该第一重力感测器用以感测该中间部位的第一位移资讯，该第二重力感测器用以感测该端点部位的第二位移资讯，该弯曲资讯由该第一位移资讯与该第二位移资讯组成。
较佳的，该处理单元根据该第一位移资讯、该第二位移资讯以及该可挠性天线的长度计算该弯曲度；或者该处理单元直接以该第一位移资讯与该第二位移资讯作为该弯曲度。
较佳的，该感测单元为可变电阻，该可变电阻邻近该可挠性天线设置。
本发明的另一实施方式提供了一种可动态调整天线特性的天线模组，包含：
可挠性天线；
感测单元，用以感测该可挠性天线的弯曲资讯；
天线调谐器，电性连接于该可挠性天线；
储存单元，用以储存对照表，该对照表记录多个弯曲度范围以及多个预定设定参数，每一该预定设定参数对应该等弯曲度范围的其中之一；以及
处理单元，电性连接于该感测单元、该天线调谐器与该储存单元，该处理单元根据该弯曲资讯计算该可挠性天线的弯曲度，该处理单元比对该弯曲度与该等弯曲度范围，以自该等预定设定参数中选取出对应该弯曲度的设定参数，且该处理单元以该设定参数设定该天线调谐器。
较佳的，该可挠性天线接收无线讯号，该处理单元判断该无线讯号的无线通讯系统以及频宽，该对照表记录多个预定无线通讯系统、对应每一该预定无线通讯系统的多个频宽范围以及对应每一该频宽范围的该等弯曲度范围，该处理单元比对该无线通讯系统与该等预定无线通讯系统，比对该频宽与该等频宽范围，且比对该弯曲度与该等弯曲度范围，以自该等预定设定参数中选取出对应该无线通讯系统、该频宽与该弯曲度的该设定参数。
较佳的，该感测单元包含第一重力感测器以及第二重力感测器，该第一重力感测器设置于邻近该可挠性天线的中间部位处，该第二重力感测器设置于邻近该可挠性天线的端点部位处，该第一重力感测器用以感测该中间部位的第一位移资讯，该第二重力感测器用以感测该端点部位的第二位移资讯，该弯曲资讯由该第一位移资讯与该第二位移资讯组成。
较佳的，该处理单元根据该第一位移资讯、该第二位移资讯以及该可挠性天线的长度计算该弯曲度。
较佳的，该处理单元直接以该第一位移资讯与该第二位移资讯作为该弯曲度。
较佳的，该感测单元为可变电阻，该可变电阻邻近该可挠性天线设置。
与现有技术相比，本发明中，当可挠性天线产生弯曲时，处理单元即会根据感测单元所感测到的弯曲资讯计算可挠性天线的弯曲度，再根据储存单元所储存之对照表以对应此弯曲度之设定参数设定天线调谐器，使得可挠性天线可在此弯曲度下得到较佳的天线特性。换言之，只要可挠性天线产生弯曲，本发明即可根据可挠性天线的弯曲度动态调整天线特性，以维持良好的天线效能。
关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
附图说明
图1为根据本发明实施例的可动态调整天线特性的电子装置的功能方块图。
图2为图1中的天线调谐器的电路示意图。
图3为图1中的可挠性天线于三维空间座标系统中弯曲前的示意图。
图4为图1中的可挠性天线于三维空间座标系统中弯曲后的示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请参阅图1至图4，图1为根据本发明一实施例的可动态调整天线特性的电子装置1的功能方块图，图2为图1中的天线调谐器14的电路示意图，图3为图1中的可挠性天线10于三维空间座标系统中弯曲前的示意图，图4为图1中的可挠性天线10于三维空间座标系统中弯曲后的示意图。
如图1所示，可动态调整天线特性的电子装置1包含可挠性天线10、感测单元12、天线调谐器14、储存单元16、处理单元18以及无线射频晶片20，其中天线调谐器14电性连接于可挠性天线10与无线射频晶片20，且处理单元18电性连接于感测单元12、无线射频晶片20与储存单元16。于此实施例中，处理单元18经由无线射频晶片20电性连接于天线调谐器14。于实际应用中，电子装置1可为任何具有通讯功能的电子装置，例如智慧型手机、基地台、蓝芽装置、广播装置、电视、点对点无线电通信装置等；可挠性天线10可为单极天线(monopole antenna)、偶极天线(dipole antenna)、平板倒F形天线(PatchedInverse F Antenna,PIFA)或其它形式天线；储存单元16可为记忆体、记忆卡、硬碟或其它资料储存装置；处理单元18可为具有资料处理功能的处理器或控制器。
于此实施例中，储存单元16用以储存对照表160，其中对照表160记录多个弯曲度范围以及多个预定设定参数，且每一个预定设定参数对应弯曲度范围的其中之一。此外，对照表160可另记录多个预定无线通讯系统、对应每一个预定无线通讯系统的多个频宽范围以及对应每一个频宽范围的多个弯曲度范围。请参阅表1，表1显示对照表160的一实施例。
表1
本发明可以下列方式产生对照表160。首先，在已知无线通讯系统的特定频宽范围内将可挠性天线10固定于特定的弯曲度范围内。接着，调整天线调谐器的设定参数，以使可挠性天线10得到较佳的天线特性。接着，再将此设定参数记录于对照表160中。最后，针对每一个无线通讯系统的每一个频宽范围执行上述步骤，即可完成对照表160。在完成对照表160后，本发明可于电子装置1出厂前将对照表160储存于储存单元16中，以作为调整天线特性的依据。
可挠性天线10用以接收无线讯号，且感测单元12用以感测可挠性天线10的弯曲资讯。当可挠性天线10接收无线讯号时，处理单元18即会判断此无线讯号的无线通讯系统以及频宽，而当可挠性天线10产生弯曲时，处理单元18即会根据感测单元12所感测到的弯曲资讯计算可挠性天线10的弯曲度。接着，处理单元18即会比对此无线讯号的无线通讯系统与对照表160中的预定无线通讯系统，比对此无线讯号的频宽与对照表160中的频宽范围，且比对可挠性天线10的弯曲度与对照表160中的弯曲度范围，以自对照表160中的预定设定参数中选取出对应此无线讯号的无线通讯系统、此无线讯号的频宽与可挠性天线10的弯曲度的设定参数。接着，处理单元18再以选取出的设定参数经由无线射频晶片20设定天线调谐器14，使得可挠性天线10可在此弯曲度下得到较佳的天线特性。在实际运作中，有些处理单元18产生的资料及/或控制指令是不需要经由无线射频晶片20的处理或讯号放大，而可由处理单元18直接传送至天线调谐器14。换言之，只要可挠性天线10产生弯曲，本发明即可根据可挠性天线10的弯曲度动态调整天线特性，以维持良好的天线效能。
如图2所示，天线调谐器14的电路设计可包含开关S1、S2、S3以及电容C1、C2。上述的设定参数可为电容C1、C2的电容值设定。于此实施例中，处理单元18可通过控制开关S1、S2、S3的切换来调整电容C1、C2的电容值，以调整可挠性天线10的天线特性。
于此实施例中，感测单元12可包含第一重力感测器G1以及第二重力感测器G2，如图3与图4所示。第一重力感测器G1可设置于邻近可挠性天线10的中间部位100处，且第二重力感测器G2可设置于邻近可挠性天线10的一端点部位102处，其中第一重力感测器G1用以感测中间部位100的第一位移资讯，且第二重力感测器G2用以感测端点部位102的第二位移资讯。上述弯曲资讯可由第一位移资讯与第二位移资讯组成，例如：弯曲资讯为第一位移资讯与第二位移资讯的相对位移。
于此实施例中，处理单元18可根据第一位移资讯、第二位移资讯以及可挠性天线10的长度L计算可挠性天线10的弯曲度，亦可直接以第一位移资讯与第二位移资讯作为可挠性天线10的弯曲度。可挠性天线10的弯曲度可以下列方式计算得到。
如图3与图4所示，当可挠性天线10产生弯曲时，第一重力感测器G1与第二重力感测器G2也会随之产生位移。首先，于单位时间tn内，计算第一重力感测器G1于X、Y、Z轴产生的位移xg1(tn)、yg1(tn)、zg1(tn)，且计算第二重力感测器G2于X、Y、Z轴产生的位移xg2(tn)、yg2(tn)、zg2(tn)。接着，于单位时间tn内，计算第一重力感测器G1与第二重力感测器G2于X、Y、Z轴之相对位移Xtn、Ytn、Ztn，其中Xtn＝xg1(tn)-xg2(tn)，Ytn＝yg1(tn)-yg2(tn)，且Ztn＝zg1(tn)-zg2(tn)。接着，计算第一重力感测器G1与第二重力感测器G2的目前相对位移Xn、Yn、Zn，其中Xn＝Xn-1+Xtn，Yn＝Yn-1+Ytn，Zn＝Zn-1+Ztn，X0＝0，Y0＝0，且Z0＝0。
如上所述，本发明可直接以第一重力感测器G1与第二重力感测器G2的目前相对位移Xn、Yn、Zn作为可挠性天线10的弯曲度。此时，对照表160所记录的弯曲度范围系设定为第一重力感测器G1与第二重力感测器G2的位移范围。
此外，本发明亦可根据第一重力感测器G1与第二重力感测器G2的目前相对位移Xn、Yn、Zn以及可挠性天线10的长度L计算弯曲角度，以作为可挠性天线10的弯曲度。本发明可将可挠性天线10设计为只能往两轴弯曲，且可挠性天线10弯曲的特性为上半部天线和下半部天线弯曲状一致，例如，可挠性天线10只能往Y、Z轴弯曲，而无法往X轴弯曲，且上半部天线和下半部天线都是往Y轴方向弯曲，Z轴方向上下颠倒。此时，可挠性天线10的弯曲度可定义为2*Yn/(L-2*Zn)，其中若弯曲度值为0，则代表可挠性天线10未弯曲；若弯曲度值为1，则代表可挠性天线10中度弯曲；若弯曲度值很大，则代表可挠性天线10非常弯曲。本发明可针对可挠性天线10的弯曲度定义不同的范围。
于另一实施例中，感测单元12亦可为可变电阻，邻近可挠性天线10设置。当可挠性天线10产生弯曲时，可变电阻也会随之产生弯曲。此时，即可根据可变电阻的电阻值的变化来计算可挠性天线10的弯曲度。
需说明的是，本发明中可挠性天线10、感测单元12、天线调谐器14、储存单元16、处理单元18与无线射频晶片20亦可组成独立的可动态调整天线特性的天线模组，不以设置于电子装置中为限。
综上所述，当可挠性天线产生弯曲时，处理单元即会根据感测单元所感测到的弯曲资讯计算可挠性天线的弯曲度，再根据储存单元所储存的对照表以对应此弯曲度的设定参数设定天线调谐器，使得可挠性天线可在此弯曲度下得到较佳的天线特性。换言之，只要可挠性天线产生弯曲，本发明即可根据可挠性天线的弯曲度动态调整天线特性，以维持良好的天线效能。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
Claims (12)
1.一种可动态调整天线特性的电子装置，其特征在于，包含：
可挠性天线；
感测单元，用以感测该可挠性天线的弯曲资讯；
天线调谐器，电性连接于该可挠性天线；
储存单元，用以储存对照表，该对照表记录多个弯曲度范围以及多个预定设定参数，每一该预定设定参数对应该等弯曲度范围的其中之一；以及
处理单元，电性连接于该感测单元、该天线调谐器与该储存单元，该处理单元根据该弯曲资讯计算该可挠性天线的弯曲度，该处理单元比对该弯曲度与该等弯曲度范围，以自该等预定设定参数中选取出对应该弯曲度的设定参数，且该处理单元以该设定参数设定该天线调谐器。
2.如权利要求1所述的可动态调整天线特性的电子装置，其特征在于，该可挠性天线接收无线讯号，该处理单元判断该无线讯号的无线通讯系统以及频宽，该对照表记录多个预定无线通讯系统、对应每一该预定无线通讯系统的多个频宽范围以及对应每一该频宽范围的该等弯曲度范围，该处理单元比对该无线通讯系统与该等预定无线通讯系统，比对该频宽与该等频宽范围，且比对该弯曲度与该等弯曲度范围，以自该等预定设定参数中选取出对应该无线通讯系统、该频宽与该弯曲度的该设定参数。
3.如权利要求1所述的可动态调整天线特性的电子装置，其特征在于，该感测单元包含第一重力感测器以及第二重力感测器，该第一重力感测器设置于邻近该可挠性天线的中间部位处，该第二重力感测器设置于邻近该可挠性天线的端点部位处，该第一重力感测器用以感测该中间部位的第一位移资讯，该第二重力感测器用以感测该端点部位的第二位移资讯，该弯曲资讯由该第一位移资讯与该第二位移资讯组成。
4.如权利要求3所述的可动态调整天线特性的电子装置，其特征在于，该处理单元根据该第一位移资讯、该第二位移资讯以及该可挠性天线的长度计算该弯曲度。
5.如权利要求3所述的可动态调整天线特性的电子装置，其特征在于，该处理单元直接以该第一位移资讯与该第二位移资讯作为该弯曲度。
6.如权利要求1所述的可动态调整天线特性的电子装置，其特征在于，该感测单元为可变电阻，该可变电阻邻近该可挠性天线设置。
7.一种可动态调整天线特性的天线模组，其特征在于，包含：
可挠性天线；
感测单元，用以感测该可挠性天线的弯曲资讯；
天线调谐器，电性连接于该可挠性天线；
储存单元，用以储存对照表，该对照表记录多个弯曲度范围以及多个预定设定参数，每一该预定设定参数对应该等弯曲度范围的其中之一；以及
处理单元，电性连接于该感测单元、该天线调谐器与该储存单元，该处理单元根据该弯曲资讯计算该可挠性天线的弯曲度，该处理单元比对该弯曲度与该等弯曲度范围，以自该等预定设定参数中选取出对应该弯曲度的设定参数，且该处理单元以该设定参数设定该天线调谐器。
8.如权利要求7所述的可动态调整天线特性的天线模组，其特征在于，该可挠性天线接收无线讯号，该处理单元判断该无线讯号的无线通讯系统以及频宽，该对照表记录多个预定无线通讯系统、对应每一该预定无线通讯系统的多个频宽范围以及对应每一该频宽范围的该等弯曲度范围，该处理单元比对该无线通讯系统与该等预定无线通讯系统，比对该频宽与该等频宽范围，且比对该弯曲度与该等弯曲度范围，以自该等预定设定参数中选取出对应该无线通讯系统、该频宽与该弯曲度的该设定参数。
9.如权利要求7所述的可动态调整天线特性的天线模组，其特征在于，该感测单元包含第一重力感测器以及第二重力感测器，该第一重力感测器设置于邻近该可挠性天线的中间部位处，该第二重力感测器设置于邻近该可挠性天线的端点部位处，该第一重力感测器用以感测该中间部位的第一位移资讯，该第二重力感测器用以感测该端点部位的第二位移资讯，该弯曲资讯由该第一位移资讯与该第二位移资讯组成。
10.如权利要求9所述的可动态调整天线特性的天线模组，其特征在于，该处理单元根据该第一位移资讯、该第二位移资讯以及该可挠性天线的长度计算该弯曲度。
11.如权利要求9所述的可动态调整天线特性的天线模组，其特征在于，该处理单元直接以该第一位移资讯与该第二位移资讯作为该弯曲度。
12.如权利要求7所述的可动态调整天线特性的天线模组，其特征在于，该感测单元为可变电阻，该可变电阻邻近该可挠性天线设置。
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| PB01 | Publication | ||
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