CN105529534A - 电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子装置，包括辐射部、第一电抗元件、寄生部、第二电抗元件、第三电抗元件及延伸部。第一电抗元件耦接于辐射部的馈入支路与馈入点之间。寄生部的接地支路的接地点连接至系统接地面，接地支路及开路支路连接于连接点，而开路支路的部分平行于辐射部的开路支路。第二电抗元件设置于寄生部的接地支路上。延伸部耦接寄生部以及近接感测单元。第三电抗元件设置于延伸部上。辐射部以及寄生部形成天线，用以收发多个射频信号。近接感测单元通过延伸部以及寄生部的开路支路检测物体的接近。

Description

电子装置

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具有天线以及近接感测能力的电子装置。

背景技术

近年来的电子无线产品蓬勃发展，为使用者带来许多便利。不过在享受便利的同时，也必须兼顾使用者的使用安全性，所以相关当局针对无线通信制定了多种规范法规，尤其是由美国联邦通信委员会(FederalCommunicationsCommission，简称FCC)或欧洲合格认证(ConformitéEuropéenne,简称CE)中所制定的特定吸收率(SpecificAbsorptionRate,简称SAR)规范，更是每位天线的设计者必须遵守的规范。

在目前移动电子装置的设置中，往往会在移动电子装置的天线附近额外设置一个近接传感器来检测天线与人体之间的距离。假设近接传感器感测得到某物体(例如，人体)与电子装置的距离小于某一程度，即对应于启动天线功率下降的机制。不过上述额外设置的近接传感器由于具有面积不小的感测垫(SensorPad)，往往会造成天线与近接传感器之间互相干扰的问题，造成例如天线效率降低、近接传感器检测距离不稳定等副作用。

另外，除了上述的感测垫外，为了效能考量，甚至会在感测垫上面加上一些如电感、电容等元件。从成本方面来看，皆是额外的耗费。

发明内容

本发明提供一种电子装置，包括与接近传感器整合的可调式天线。

本发明的电子装置包括辐射部、第一电抗元件、寄生部、第二电抗元件、延伸部以及第三电抗元件。辐射部包括馈入支路以及开路支路。第一电抗元件耦接于辐射部的馈入支路与馈入点之间。寄生部，包括接地支路以及开路支路，接地支路的接地点连接至系统接地面，以及开路支路的部分平行于辐射部的开路支路。第二电抗元件设置于寄生部的接地支路上，邻近寄生部的接地点。延伸部耦接寄生部以及近接感测单元。第三电抗元件设置于延伸部上，并且邻近近接感测单元。其中，辐射部以及寄生部形成天线用以收发多个射频信号。以及，近接感测单元通过延伸部以及寄生部的开路支路检测物体的接近。

基于上述，本发明提供一种电子装置，包括与近接传感器整合的天线，使得天线与近接传感器可在运作时不互相干扰，并且同时缩小设置的面积。

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示出电子装置的示意图；

图2为根据本发明一实施例所示出电子装置的示意图；

图3为根据本发明一实施例所示出由辐射部以及寄生部所形成的天线的被动效率图。

附图标记说明：

10：电子装置；

110：辐射部；

111：馈入支路；

112：开路支路；

120：寄生部；

121：接地支路；

122：开路支路；

130：延伸部；

140～160：电抗元件；

170：近接感测单元；

180：阻抗匹配单元；

190：射频单元；

L1～L2：电感；

C1：电容；

FP：馈入点；

GP：接地点；

CP：连接点；

SP：弯折点；

OP：开路点；

DIR1～DIR3：方向；

CTL：控制信号；

S1～S3：曲线。

具体实施方式

图1为根据本发明一实施例所示出电子装置的示意图。请参照图1，电子装置10包括辐射部110、寄生部120、延伸部130、第一电抗元件140、第二电抗元件150、第三电抗元件160以及近接感测单元170。辐射部110包括馈入支路111以及开路支路112。第一电抗元件140则耦接于辐射部110的馈入支路111与馈入点FP之间。寄生部120包括接地支路121以及开路支路122，寄生部120的接地支路121的接地点GP连接至系统接地面，以及寄生部120的开路支路122的部分平行于辐射部110的开路支路112。第二电抗元件150设置于寄生部120的接地支路121上，邻近寄生部120的接地点GP。延伸部130耦接寄生部120以及近接感测单元170。例如，本实施例中，延伸部130即耦接于寄生部120上接地支路121与开路支路122相连的连接点CP上。第三电抗元件160设置于延伸部130上，并且邻近近接感测单元170。

其中，辐射部110以及寄生部120形成天线用以收发多个射频信号(例如通过馈入点FP馈入后发射，或是由辐射部110以及寄生部120接收并传送至馈入点FP)。以及，近接感测单元170通过延伸部130以及寄生部120的开路支路122检测物体的接近。例如，近接感测单元170可通过延伸部130以及寄生部120的开路支路122检测得到一电容值，并通过所述电容值的大小来判断是否周遭(例如方向DIR1)包括接近的物体。

另一方面，在本发明中，所述的射频信号的中心频率皆位于一高频频段(例如800MHz以上)第一电抗元件140以及第二电抗元件150为于高频频段导通，而于基频频段(例如0～1MHz)断路的电抗元件，而第三电抗元件160则为于高频频段断路，而于基频频段通路的电抗元件。如此一来，当辐射部110以及寄生部120所形成的天线收发于上述高频频段中的射频信号时，第三电抗元件160对上述的射频信号而言形成断路，使得辐射部110以及寄生部120所形成的天线的效能可因与近接感测单元170隔绝而不受到影响。

近接感测单元170进行物体的近接感测(即，通过延伸部130以及寄生部120的开路支路122检测电容值)时，第二电抗元件150则亦隔绝了电流经由寄生部120的接地支路121而流入系统接地面，使得进行近接感测时的检测电流可以集中地流回近接感测单元170。同时，近接感测单元170进行物体的近接感测时，第一电抗元件140对近接感测单元170亦为断路，这么一来，近接感测单元170的感测能力即可完整地覆盖至前缘(即，寄生部120的开路点)，辐射部110所可能对近接感测单元170的近接感测的影响亦可降到最低。进一步而言，由辐射部110以及寄生部120所形成的天线以及近接感测单元170是可以同时做动互相不受到干扰的。

在本实施例中，第一电抗元件140包括了一电感L1，第二电抗元件150包括了电容C1而第三电抗元件160则包括电感L2。上述各电抗元件中所包括的电容值以及电感值则可需实际需求而调整。但由于其耦接关系的不同，第一到第三电抗元件140～160所需要的电容值或电感值亦有所不同。例如，由于第一电抗元件140中所包括的电感L1耦接于馈入点FP以及辐射部110之间，其电感值即相对第三电抗元件160中的电感L2小的许多。例如，电感L1的电感值可设置为小于10nH，而电感L2则可设置为近于100nH。第二电抗元件150的电容C1为了要阻断上述的感测地流，则可设置相对大的电容，例如电容值接近15pF的电容。在本发明其他的实施例中，亦可选用其他的电抗元件来达成相同的阻断效果，本发明并不限定于上述。

在本实施例中，所述射频信号中至少包括了第一射频信号以及第二射频信号。辐射部110的长度则可被设置为接近于第一射频信号的四分之一波长，而寄生部120的长度可被设置为接近第二射频信号的四分之一波长。但值得注意的是，由于第一电抗元件140中的电感L1耦接于馈入点FP与辐射部110之间，辐射部110则可以还可因电感的效应缩短所需的长度。换句话说，辐射部110的长度则可被设置为但小于等于第一射频信号四分之一波长。寄生部120同样地可根据上述的影响而对应调整其长度，本发明并不限定于上述的设置。

辐射部110可以以单极天线的作动原理产生一模态来收发第一射频信号(例如第一射频信号通过馈入点FP被馈入辐射部110，或第一射频信号通过辐射部110被传送至馈入点FP)。而天线10亦可通过辐射部110耦合寄生部120的方式共振产生出另一模态来收发第二射频信号。

通过这样的设置，设置所述天线的电子装置10便可通过天线来收发上述的第一射频信号以及第二射频信号以及中心频率接近于上述第一射频信号以及第二射频信号的其他射频信号。就一般的设置而言(例如图1所示实施例的设置)，寄生部120可设置的长度将长于辐射部110的长度，因此，第一射频信号的中心频率可被设置为高于第二射频信号的中心频率。例如，上述的第一射频信号以及第二射频信号的中心频率分别为1.88GHz以及900MHz，但本发明并不限定于上述。

在本实施例中，辐射部110以及寄生部120皆为L型，即，辐射部110的馈入支路111与开路支路112之间的夹角为90度，且寄生部120的接地支路121与开路支路122之间的夹角为90度。设置者亦可根据实际实施状况调整辐射部110的馈入支路111与开路支路112之间的夹角，以及寄生部120的接地支路121与开路支路122之间的夹角。辐射部110以及寄生部120亦可设置多个弯折，但本发明并不限定于此。

图2为根据本发明一实施例所示出电子装置的示意图。请参照图2，相较于图1所示实施例，图2所示实施例中，寄生部120的开路支路122增加了一弯折，电子装置10则还包括耦接于寄生部120的接地点GP与系统接地面之间的阻抗匹配单元180，以及耦接馈入点FP以及上述阻抗匹配单元180的射频单元190。而其他的元件设置以及耦接关系则可参考图1所示实施例，在此则不赘述。

请继续参照图2，由于由近接感测单元170通过多一个弯折的设置，近接感测单元170便可在感测到方向DIR1、DIR2的物体的接近与否外，还增加了感测在方向DIR3的物体是否接近的能力。举例来说，寄生部120往往被设置以邻近电子装置10的一侧边，例如电子装置的上缘。而通过上述的弯折的设置后，寄生部120的开路支路122，近接感测单元170便可在具有检测由电子装置上缘(即方向DIR1，对应于寄生部120的开路支路122中连接点CP到弯折点SP的区段)的以及右缘(即方向DIR2，对应于延伸部130中垂直于寄生部120的开路支路122的区段)的物体接近外，还增加可检测电子装置左缘(即方向DIR3，对应于寄生部120的开路支路122中弯折点SP至开路点OP的区段)的物体接近的能力。另外，通过上述弯折的设置，亦可以缩小整体天线(即由辐射部110以及寄生部120所形成的天线)所占的面积。

另一方面，射频单元190耦接由辐射部110以及寄生部120所形成的天线，例如通过同轴线的内缘连接至馈入点FP，而外缘则连接系统接地面。射频单元190便可通过由辐射部110以及寄生部120所形成的天线来收发上述射频信号(例如，第一射频信号以及第二射频信号)。在收发上述射频信号的同时，射频单元190还可根据目前所收发的射频信号的中心频率，传送一控制信号CTL至阻抗匹配单元180，以调整天线的阻抗匹配值，使得天线的整体效能增加。阻抗匹配单元180中可包括负载、多个阻抗组以及开关。组抗单元分别具有不同阻抗匹配值，耦接于寄生部120的接地点GP和系统接地面之间，并且与上述负载并联，开关则耦接于所述阻抗组与系统接地面之间，可根据射频单元190所传送的控制信号CTL来选择性的切换导通多个组抗单元的至少一阻抗组与系统接地面之间的路径。以上所示仅为阻抗匹配单元180的一种实施方式，本发明并不限定于上述的设置。

图3为根据本发明一实施例所示出由辐射部以及寄生部所形成的天线的被动效率图。请参照图2及图3，其中，在此实施例中，辐射部110以及寄生部120以如图2所示实施例的架构实施。辐射部110的长度被设置为小于等于中心频率为1.88GHz的射频信号的四分之一波长，寄生部120的长度则被设置为小于等于中心频率为900MHz的射频信号之四分之一波长。而寄生部120的开路支路122中连接点CP到弯折点SP的区段距离电子装置10的上缘16mm，延伸部130中垂直于寄生部120的开路支路122的区段距离电子装置10的右缘8mm以及寄生部120的开路支路122中弯折点SP至开路点OP的区段则距离电子装置10的左缘2mm。请参照图3，其中，图中的曲线S1～S3分别对应于阻抗匹配单元180中的三个阻抗匹配值的设定(例如，分别对应于三个阻抗组的阻抗匹配值)。从图3可知，通过在上述三种设定之间切换，天线的效率在700～950MHz，以及1700～2200MHz的区段皆有不错的表现，可完整地涵盖第三代移动通信标准(thirdgeneration,简称3G)以及长期演进技术(LongTermEvolution,简称LTE)标准中所需的频段。同时，如本实施例的方式实施，整体天线的长度将接近于60mm，相较于现有的设置(在天线两侧摆放两个10mm*10mm的近接感测垫)而言，缩小了至少三分之二的长度。

综上所述，本发明提供一种电子装置，其中包括了完整整合的可调式天线以及近接传感器。通过电抗元件的设置，可使得可调式天线以及近接传感器可同时运作而不互相干扰，保持了一定的天线效率以及近接感测能力。并且，在可调式天线以及近接传感器结构整合的情况下，可调式天线以及近接传感器结构的设置面积亦大幅缩小，更利于电子装置的整体设置考量。

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 (8)

1.一种电子装置，其特征在于，包括：

一辐射部，包括一馈入支路以及一开路支路；

一第一电抗元件，耦接于该辐射部的该馈入支路与一馈入点之间；

一寄生部，包括一接地支路以及一开路支路，该接地支路的一接地点连接至一系统接地面，以及该开路支路的部分平行于该辐射部的该开路支路；

一第二电抗元件，设置于该寄生部的该接地支路上，邻近该寄生部的接地点；

一延伸部，耦接该寄生部的该连接点以及一近接感测单元；以及

一第三电抗元件，设置于该延伸部上，并且邻近该近接感测单元，

其中，该辐射部以及该寄生部形成一天线，用以收发多个射频信号；以及

该近接感测单元通过该延伸部以及该寄生部的开路支路检测一物体的接近。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置还包括：

一阻抗匹配单元，耦接该寄生部的该接地支路以及该系统接地面之间。

3.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置还包括：

一射频单元，连接该馈入点以及该阻抗匹配单元，通过该辐射部以及该寄生部所形成的该天线收发该些射频信号，

其中，当该射频单元通过该天线收发该些射频信号之一时，根据该些射频信号之一的中心频率传送一控制信号至该阻抗匹配单元，以调整该阻抗匹配单元的一阻抗匹配值。

4.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于，该阻抗匹配单元包括：

多个阻抗组，耦接该寄生部的该接地端与该系统接地面之间，其中该些阻抗组分别具有不同的阻抗匹配值；

一开关，耦接于该些阻抗组与该系统接地面之间，根据该控制信号选择性地导通该些阻抗组中至少一阻抗组与该系统接地面之间的路径。

5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于：

该射频单元通过该天线收发该射频信号之一的同时，该近接感测单元通过该延伸部以及该寄生部的开路支路检测该物体的接近。

6.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于：

该些射频信号的中心频率位于一高频频段中；

该第一电抗元件以及该第二电抗元件于高频频段导通，而于一基频频段断路；以及

该第三电抗元件于该高频频段断路，于该基频频段通路。

7.根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于：

该第一电抗元件为一第一电感，该第二电抗元件为一电容，以及该第三电抗元件为一第二电感，其中该第二电感的电感值大于该第一电感的电感值。

8.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于：

该些射频信号包括一第一射频信号以及一第二射频信号；

该辐射部的长度小于等于该第一射频信号的四分之一波长；以及

该寄生部的长度小于等于该第二射频信号的四分之一波长。