CN105101373B - 电子装置及天线发射功率调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子装置及天线发射功率调整方法。电子装置包括天线模块、射频信号传送单元、耦合单元以及比较单元。射频信号传送单元耦接天线模块，通过天线模块传送射频信号。耦合单元耦合天线模块所传送的射频信号，并根据射频信号输出电压值。比较单元耦接耦合单元，当电压值的变化程度大于默认值时，调整射频信号传送单元的发射功率。可从电子装置的天线模块所耦合得到的射频信号的功率来判断是否应该调整射频信号的发射功率。

Description

电子装置及天线发射功率调整方法

【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天线发射功率调整方法。

【背景技术】

一般而言，例如移动电话等具有射频信号收发能力的电子装置通常会运用一特定机制来侦测人体与电子装置的距离，当用户靠近电子装置时，电子装置将射频信号的传送功率降低，以避免射频信号的传送功率过大而影响了使用者的健康。而此特定机制通常将运用设置于电子装置上的近接传感器(proximity sensor,或称P-sensor)所感测的得到的数据来进一步的判断用户与电子装置之间的距离为何。然而，近接传感器于电子装置上所占用的面积并不小，随着电子装置的设计日渐轻薄短小，对于近接传感器的设置上亦可能产生问题。另外，近接传感器的感测距离有限，在某些使用情境下，亦无法忠实地反应用户与电子装置的距离。

【发明内容】

本发明提供一种电子装置以及天线发射功率调整方法，可通过感测天线模块的功率变化来调整射频信号的发射功率。

本发明的电子装置包括一天线模块、一射频信号传送单元、一耦合单元以及一比较单元。射频信号传送单元耦接天线模块，通过天线模块传送一射频信号。耦合单元耦合天线模块所传送的射频信号，并根据射频信号输出一电压值。比较单元，耦接耦合单元，当电压值的一变化程度大于一默认值时，调整射频信号传送单元的一发射功率。

本发明的天线发射功率调整方法，适用于具有一天线模块的一电子装置，包括以下步骤。首先，通过天线模块传送一射频信号。接着，耦合天线模块所传送的射频信号，并根据射频信号得到一电压值。然后，当电压值的一变化程度大于一默认值时，调整射频信号的一发射功率。

相较于现有技术，本发明的电子装置以及天线功率调整方法，可从电子装置的天线模块所耦合得到的射频信号的功率来判断是否应该调整射频信号的发射功率。

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功能方块图。

图2为根据本发明一实施例所绘示天线模块与耦合单元的关系示意图。

图3为根据本发明一实施例用于收发双频的天线模块与耦合单元的关系示意图。

图4为根据本发明一实施例所绘示天线发射功率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发射功率调整方法的流程步骤图。

【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功能方块图。请参照图1，电子装置10包括天线模块110、射频信号传送单元120、耦合单元130以及比较单元140。射频信号传送单元120耦接天线模块110，通过天线模块110传送射频信号SIG。耦合单元130耦合天线模块110所传送的射频信号SIG(于图1中以虚线表示)，并根据射频信号SIG输出电压值VL。比较单元140耦接耦合单元130，当电压值VL的变化程度大于默认值时，调整射频信号传送单元120发射射频信号SIG的发射功率。

具体而言，当人体靠近天线模块110时，将造成天线模块110的操作频率(即，射频信号SIG的中心频率)发生偏移。而当天线模块110的操作频率偏移时，则使得耦合单元130从天线模块110耦合得到的射频信号SIG的功率改变(例如，功率降低)。借此，比较单元140根据上述的功率改变(对应于电压值VL)判断得知目前电子装置10是否已接近人体，进而调整射频信号传送单元120对于射频信号SIG的发射功率。

在本实施例中，耦合单元130将转换耦合得到的射频信号SIG，并侦测得到射频信号SIG的功率大小，在通过此产生电压值VL输出至比较单元140。当电压值VL的变化程度大于默认值时，比较单元140即传送通知信号NS至射频信号传送单元120以通知射频信号传送单元120降低发射功率。

另外，在本发明一实施例中，默认值可能不只为单一数值，也可能为多个数值。而这些数值则对应于大小不同的功率调整。当比较单元140判断电压值VL的变化程度大于上述的数值之一时，即根据此数值产生通知信号，以通知射频信号传送单元120降低对应比例的发射功率。

图2为根据本发明一实施例所绘示天线模块与耦合单元的关系示意图。请参照图2，在本实施例中，天线模块110为一平面倒F型天线(Planar Inverted F Antenna,PIFA)，包括了辐射部RS、具有馈入点FP的馈入部FS以及具有连接系统接地面GND的接地部GS。当天线模块110从射频信号传送单元120接收射频信号SIG时，天线模块110即可通过馈入部FS的馈入点FP至辐射部RS的开路端OP之间的电流路径共振射频信号SIG以发送射频信号SIG。

耦合单元130即邻设于辐射部RS以耦合得到射频信号SIG。在本实施例中，耦合单元130包括寄生天线131、耦合器132以及功率转换器133。寄生天线131邻设并平行于辐射部RS，其一端耦接系统接地面GND，而另一端为开路。寄生天线131亦可被视为天线模块110的一种寄生组件，因此其形状及面积的设置可根据实际需求(例如阻抗匹配等要求)调整。当天线模块110发送射频信号SIG时，寄生天线131即耦合辐射部RS而有一电流信号由寄生天线131的开路端流向系统接地面GND。

耦合器132邻设于寄生天线131。当天线模块110传送射频信号SIG时，耦合器132即耦合寄生天线131中的电流信号以产生耦合信号CP并输入至功率转换器133。接着，耦合信号CP被转换为上述的电压值VL，并传送电压值VL至比较单元140。

而在本发明其他实施例中，天线模块110则可能具有收发多个不同频带的能力，而因应这样的不同，多个如图2所示的耦合单元130即可对应的设置于天线模块110周围以取得对应不同频带的射频信号SIG的功率。

图3为根据本发明一实施例用于收发双频的天线模块与耦合单元的关系示意图。请参照图3，在本实施例中，天线模块110具有辐射部RS1、RS2，分别可利用馈入点到辐射部RS1、RS2的开路端之间的电流路径发送中心频率不同(即第一频率以及较第一频率为低的第二频率)的射频信号SIG。

在本实施例中，耦合单元150、160则分别平行邻设于辐射部RS1、RS2的周围并耦接至比较单元140。当天线模块110于发送中心频率为第一频率或第二频率的射频信号SIG时，电子装置10皆可通过耦合单元150、160取得对应于目前射频信号SIG的发射功率的电压值VL，进而判断是否需要调整射频信号SIG的发射功率。至于耦合单元150、160的详细实施方式则可参考图2所示实施例的说明，在此则不赘述。

本发明亦提供一种天线发射功率调整方法，适用于具有天线模块的电子装置，例如图1所示的电子装置10。图4为根据本发明一实施例所绘示天线发射功率调整方法的流程步骤图。请参照图4，首先在步骤S401时，通过天线模块110传送射频信号。接着在步骤S402时，耦合天线模块110所传送的射频信号，并根据射频信号得到电压值。然后在步骤S403时，当电压值的变化程度大于一默认值时，调整射频信号的发射功率。

图5为根据本发明一实施例所绘示天线发射功率调整方法的流程步骤图。其中，相较于图4所示实施例，图5所示实施例中提供了本发明中天线发射功率调整方法较为详细的实施方式。请参照图1以及图5，首先耦合单元130判断是否可从天线模块110耦合得到耦合信号(步骤S501)。在本实施例中，电子装置10可如耦合射频信号SIG得到耦合信号。若是，则耦合单元130将耦合信号转换为电压值VL。(步骤S502)

在本实施例中，电子装置10可如图3所示实施例中包括两个耦合单元150、160(或两个以上)。耦合单元150、160则分别判断是否耦合而产生第一耦合信号或第二耦合信号(步骤S501)。若是，耦合单元150、160则分别将第一耦合信号或第二耦合信号转换为电压值VL(步骤S502)。其中，由于天线模块110单一时间内仅会通过馈入点到辐射部RS1或辐射部RS2的开路端之间的电流路径的一传送射频信号SIG，因此耦合单元150、160仅有一者可从天线模块110耦合射频信号SIG而产生第一耦合信号或第二耦合信号。

接着，比较单元140则将判断从耦合单元130(或图3所示耦合单元150、160之一)接收到的电压值VL的变化程度是否大于默认值(步骤S503)。若否，则比较单元140将持续从耦合单元130(或图3所示耦合单元150、160之一)接收电压值VL并判断电压值VL的变化程度是否大于默认值。若是，此时则表示以有人体或其他物体接近天线模块110，比较单元140则产生通知信号NS传送至射频信号传送单元120以通知射频信号传送单元120降低射频信号SIG的发射频率(步骤S504)。

而在比较单元140传送通知信号NS之后，比较单元140亦持续从耦合单元130(或图3所示耦合单元150、160之一)接收电压值VL，并判断电压值VL的变化程度是否大于默认值(步骤S505)。若否，比较单元140则周期性的接收电压值VL并判断电压值VL的变化程度是否大于默认值。若是，则表示此时前一刻接近天线模块110的人体或其他物体已远离天线模块110，比较单元140则可包括不同信息的通知信号NS传送至射频信号传送单元120以通知射频信号传送单元120提高/恢复射频信号SIG的发射频率(步骤S506)。

在实际应用中，以图2所示的架构，配合使用PIFA作为天线模块110来进行测试，当天线模块110以20dBm的发射功率发射中心频率为900MHz的射频信号，配合用户的手与天线模块110的距离，可得到下表1的结果。

距离	侦测功率(dBm)
		∞	7.8
10cm	7.64
		5cm	7.58
3cm	7.54
		1cm	7.2
0.5cm	5.9
		0.3cm	5.2
0cm	2.3

表1

其中，上表中的距离即为使用者(在此以手作为测试)与天线模块110之间的距离。侦测功率则是由如图2所示由寄生天线131作为侦测用的天线，转换耦合得到的射频信号的功率(与图2所示实施例中则将此功率转换为电压值VL)。在此实例中，寄生天线131即针对射频信号的中心频率(即900MHz)而设置，因此，当手靠近天线模块110时，使得天线模块110的900MHz中心频率发生偏移，也因此寄生天线131所侦测到的功率发生改变。举例来说，由表1可知，当手靠近至天线模块110 0.5cm至1cm时，由寄生天线131所侦测到的功率便有显著的改变。因此，电子装置10在出厂前，其内的比较单元140中的默认值便可随着表1的数值而变动，使得射频信号传送单元120可以实时调整发射功率。

值得注意的是，寄生天线131亦可针对射频信号的中心频率(即900MHz)以外的频率进行设置。例如，寄生天线131操作在900MHz以下的频率且当手接近天线模块110时，由寄生天线131所侦测到的功率即会因为天线模块110的频偏效应而增高。但上述的实例仅用于阐述本发明的原理，并不用以限制本发明的设置方式。

综上所述，本发明提供一种电子装置及天线发射功率调整方法，通过人体接近天线(即，天线模块)而造成天线的操作频率偏移的现象，利用耦合得到的信号判断天线是否发生频偏来判断是否需要降低射频信号的发射功率，以降低当用户接近电子装置时，射频信号的辐射特定吸收率(Specific Absorption Rate,SAR)值。由于在本发明实施例中利用耦合天线的寄生组件(即，寄生天线)来判断发射功率的变化，使得电子装置的设置者不需要额外设置近接侦测器等需要占用较大面积的组件，即可达成相同的效果，甚至具有更高的敏感度。

Claims (7)

1.一种电子装置，其特征在于，其包括：

一天线模块，包括一第一辐射部；

一射频信号传送单元，耦接该天线模块，通过该天线模块的该第一辐射部传送一射频信号；

一耦合单元，耦合该天线模块所传送的该射频信号，并根据该射频信号输出一电压值，该耦合单元包括一第一寄生天线、一第一耦合器以及一功率转换器，其中该第一寄生天线邻设并平行于该第一辐射部，该第一寄生天线的一端耦接一系统接地面，而另一端为开路，该第一寄生天线耦合该第一辐射部而有一电流信号由该开路端流向该系统接地面，该第一耦合器邻设于该第一寄生天线，该第一耦合器耦合该第一寄生天线中的该电流信号以产生一第一耦合信号，该功率转换器耦接该第一耦合器并将该第一耦合信号转换为该电压值；以及

一比较单元，耦接该耦合单元，当该电压值的一变化程度大于一默认值时，调整该射频信号传送单元的一发射功率。

2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于：

该射频信号传送单元通过该第一辐射部传送中心频率为一第一频率的该射频信号；

当该天线模块传送中心频率为该第一频率的该射频信号时，该第一耦合器耦合该第一寄生天线以产生该第一耦合信号。

3.如权利要求2所述的电子装置，其特征在于：

该天线模块还包括一第二辐射部，该射频信号传送单元通过该第二辐射部传送中心频率为一第二频率的该射频信号；

该耦合单元还包括：一第二寄生天线，邻设并平行于该第二辐射部，其一端耦接一系统接地面，而另一端为开路；一第二耦合器，邻设于该第二寄生天线，当该天线模块传送中心频率为该第二频率的该射频信号时，该第二耦合器耦合该第二寄生天线以产生一第二耦合信号；其中，该功率转换器耦接该第二耦合器并将该第二耦合信号转换为该电压值。

4.一种天线发射功率调整方法，适用于具有一天线模块的一电子装置，其特征在于，包括：

通过该天线模块的一第一辐射部传送一射频信号；

耦合该天线模块所传送的该射频信号，并根据该射频信号得到一电压值，其中一第一寄生天线邻设并平行于该第一辐射部，该第一寄生天线的一端耦接一系统接地面，而另一端为开路，该第一寄生天线耦合该第一辐射部而有一电流信号由该开路端流向该系统接地面，一第一耦合器邻设于该第一寄生天线，该第一耦合器耦合该第一寄生天线中的该电流信号以产生一第一耦合信号，一功率转换器耦接该第一耦合器并将该第一耦合信号转换为该电压值；

当该电压值的一变化程度大于一默认值时，调整该射频信号的一发射功率。

5.如权利要求4所述的天线发射功率调整方法，其特征在于，所述耦合该天线模块所传送的该射频信号，并根据该射频信号得到该电压值的步骤包括：

耦合中心频率为一第一频率的该射频信号得到该第一耦合信号；

转换该第一耦合信号为该电压值。

6.如权利要求5所述的天线发射功率调整方法，其特征在于，所述耦合该天线模块所传送的该射频信号，并根据该射频信号得到该电压值的步骤包括：

耦合中心频率为一第二频率的该射频信号得到一第二耦合信号；以及

转换该第二耦合信号为该电压值。

7.如权利要求4所述的天线发射功率调整方法，其特征在于，所述调整该射频信号的一发射功率的步骤包括：

降低该射频信号的该发射功率；

所述降低该射频信号的该发射功率的步骤后，天线发射功率调整方法还包括：

持续判断该电压值的该变化程度是否大于该默认值，当该电压值的该变化程度大于该默认值时，增加该发射功率。