CN107026670A - 通讯装置 - Google Patents

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Abstract

一种通讯装置，包含天线单元、感测单元与射频单元。天线单元用以发送射频信号。感测单元经由电容耦接于接地端，并用以透过该天线单元感应第一电容值。射频单元用以产生射频信号，根据第一电容值调整射频信号的能量为第一能量。当射频信号的能量为第一能量时，感测单元用以透过天线单元感应第二电容值。射频单元用以根据第二电容值将射频信号的能量由第一能量调整为第二能量。本发明得以利用通讯装置本身的天线单元感应范围内的电容值，并且当人体接近通讯装置时，透过两阶段的调整射频信号能量方式，有效地最佳化射频信号。本发明不需外加接收器或感测器，因此可节省制作成本以及增加天线单元的面积。

Description

通讯装置
技术领域
本发明是关于一种通讯装置，且特别是有关于一种可提升天线效能的通讯装置。
背景技术
通讯装置可透过天线发射或接收无线电波，以传递或交换无线电信号。然而，无线电信号容易受到外界环境(例如人体或其他电子装置)影响运作效能。以移动式电子装置(例如手机)为例，使用者使用移动式电子装置时，由于人体接近而降低移动式电子装置内部天线的效能。因此，于不同的应用情境中，天线效能的受影响程度也不尽相同，造成天线效能难以有效地提升。
发明内容
为了提升不同应用情境中的天线效能，本发明提供一种通讯装置，其包含天线单元、感测单元与射频单元。天线单元用以发送射频信号。感测单元经由电容耦接于接地端，并用以透过该天线单元感应第一电容值。射频单元用以产生射频信号，根据第一电容值调整射频信号的能量为第一能量。当射频信号的能量为第一能量时，感测单元用以透过天线单元感应第二电容值。射频单元用以根据第二电容值将射频信号的能量由第一能量调整为第二能量。
于本发明的一实施例中，通讯装置还包含第一控制单元，其用以根据第一电容值产生第一控制信号并传送至射频单元。射频单元接收第一控制信号以调整射频信号的能量为第一能量。
于本发明的一实施例中，其中当第一电容值大于第一门槛值时，第一控制单元产生第一控制信号并传送至射频单元。
于本发明的一实施例中，通讯装置还包含第二控制单元，其用以根据第二电容值产生第二控制信号并传送至射频单元。射频单元接收第二控制信号以将射频信号的能量由第一能量调整为第二能量。
于本发明的一实施例中，其中当第二电容值大于第二门槛值时，第二控制单元产生第二控制信号并传送至射频单元。
于本发明的一实施例中，其中第一控制单元透过开回路(Open loop)方式产生第一控制信号。
于本发明的一实施例中，其中第二控制单元透过闭回路(Closed loop)方式产生第二控制信号。
于本发明的一实施例中，其中感测单元、射频单元、第一控制单元与第二控制单元是整合于封装(Package)模块中。
于本发明的一实施例中，其中感测单元与天线单元耦合。
于本发明的一实施例中，其中感测单元用以侦测是否有一人体接近通讯装置。
综上所述，本发明得以利用通讯装置本身的天线单元感应范围内的电容值，并且当人体接近通讯装置时，透过两阶段的调整射频信号能量方式，有效地最佳化射频信号。本发明不需外加接收器或感测器，因此可节省制作成本以及增加天线单元的面积。
以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述，并对本发明的技术方案提供更进一步的解释。
附图说明
为了让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1是说明本发明一实施例的通讯装置示意图；
图2是说明本发明一实施例的通讯装置示意图；
图3是说明本发明一实施例的通讯装置示意图；以及
图4是说明本发明一实施例的通讯装置的史密斯图(Smith chart)。
具体实施方式
为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照附图及以下所述的各种实施例。但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围；步骤的描述亦非用以限制其执行的顺序，任何由重新组合，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。
于实施方式与申请专利范围中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则“一”与“该”可泛指单一个或复数个。将进一步理解的是，本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”及相似词汇，指明其所记载的特征、区域、整数、步骤、操作、元件与/或组件，但不排除其所述或额外的其一个或多个其他特征、区域、整数、步骤、操作、元件、组件，与/或其中的群组。
另外，关于本文中所使用的“耦接”及“连接”，均可指二或多个元件相互直接作实体接触或电性接触，相互间接作实体接触或电性接触，而“耦接”还可指二或多个元件相互操作或动作。
请参考图1。图1是说明本发明一实施例的通讯装置100示意图。通讯装置100可以是任何具通讯功能的电子产品，如手机、平板电脑(Tablet personalcomputer，Tablet PC)、无线存取点设备等。如图1所示，在本实施例中，通讯装置100包含天线单元110、感测单元120与射频单元130。感测单元120经由电容C耦接于接地端GND。如此一来，感测单元120在透过天线单元110感应电容值时，其直流不接地。因此，不会影响感测单元120感测的电容值。
操作上，天线单元110用以发送射频(Radio Frequency，RF)信号。感测单元120用以透过天线单元110感应第一电容值。射频单元130用以产生射频信号，并根据第一电容值调整射频信号的能量为第一能量。当射频信号的能量为第一能量时，感测单元120用以透过天线单元110感应第二电容值。射频单元130用以根据第二电容值将射频信号的能量由该第一能量调整为第二能量。
具体来说，感测单元120可用以侦测是否有人体接近通讯装置100，并藉以决定通讯装置100的特定吸收率(Specific absorption rate，SAR)。当人体接近通讯装置100时，透过天线单元110感应的耦合电容会改变，因此感测单元120可透过天线单元110感应其电容值，亦即第一电容值。接着，射频单元130根据第一电容值调整射频信号的能量为第一能量。当射频信号的能量调整为第一能量时，感测单元120透过天线单元110感应第二电容值，并且射频单元130用以根据第二电容值将射频信号的能量由第一能量调整为第二能量。
在本实施例中，感测单元120可与天线单元110耦合。换言之，天线单元110可作为感测单元120的感测元件使用。具体来说，本发明在于透过利用通讯装置100本身的天线单元110感应在一范围内的电容值，第一控制单元240与第二控制单元250根据电容值调整射频信号的能量。因此，通讯装置100不需外加接收器或感测器，以达到节省制作成本以及增加天线单元110的面积。
如此一来，本发明的通讯装置100可利用天线单元110感应范围内的电容值，并且当人体接近通讯装置100时，透过两阶段的调整射频信号能量方式，有效地最佳化射频信号。
为了进一步说明射频单元130调整射频信号能量的细节。请参考图2。图2是说明本发明一实施例的通讯装置200示意图。通讯装置200架构与通讯装置100大致上相同，除了第一控制单元240与第二控制单元250。第一控制单元240用以根据第一电容值产生第一控制信号，并将第一控制信号传送至射频单元130。射频单元130接收第一控制信号以调整射频信号的能量为第一能量。第二控制单元250用以根据第二电容值产生第二控制信号，并将第二控制信号传送至射频单元130。射频单元130接收第二控制信号以将射频信号的能量由第一能量调整为第二能量。
于一实施例中，第一控制单元240可将感测单元120感应的第一电容值与第一门槛值比较，以判断是否有人体接近通讯装置100。当第一电容值大于第一门槛值时，表示人体接近通讯装置100，此时第一控制单元240则可产生第一控制信号并传送至射频单元130以控制射频单元130调整射频信号的能量为第一能量。于一实施例中，射频单元130根据第一控制信号减少射频信号的能量。当射频信号为第一能量时，第二控制单元250可将感测单元120感应的第二电容值与第二门槛值比较。当第二电容值大于第二门槛值时，表示人体仍对射频信号造成一定程度的影响，则第二控制单元250可产生第二控制信号并传送至射频单元130以控制射频单元130将射频信号的能量由第一能量调整为第二能量。
于一实施例中，第一控制单元240透过开回路(Open loop)方式产生该第一控制信号。具体而言，第一控制单元240根据手部仿体(Hand phantom)对于射频信号的影响，产生第一控制信号。射频单元130接收第一控制信号以调整射频信号能量为第一能量，因而抵消手部仿体对射频信号的等效影响。
于一实施例中，第二控制单元250透过闭回路(Closed loop)方式产生该第二控制信号。具体而言，当射频单元130调整射频信号为第一能量，由于使用者手持通讯装置200的姿势不尽相同，不同姿势对于通讯装置200的影响也不同。当射频信号为第一能量时，第二控制单元250根据人体对于射频信号的实际影响，以回圈方式计算产生第二控制信号。射频单元130接收第二控制信号以将射频信号能量由第一能量调整为第二能量，因而抵消实际人体手部对于通讯装置200的影响。
如此一来，本发明利用第一控制单元240的开回路方式与第二控制单元250的闭回路方式，以有效地减少闭回路的运算负担并最佳化射频信号的能量。因此，本发明可适用于不同姿势使用通讯装置的应用情境，并且提升射频信号调整的效率。
于一实施例中，通讯装置100还包含电容性感应单元260。电容性感应单元260耦接于天线单元110和射频单元130之间。感测单元120可透过天线单元110感应电容性感应单元260的电容值。实作上，电容性感应单元260可为电容，然本发明并不以此为限。
于一实施例中，感测单元120、射频单元130、第一控制单元240与第二控制单元250整合于封装(Package)模块270中。具体来说，通讯装置200除了天线单元110之外，其他单元和元件(例如感测单元120、射频单元130、第一控制单元240与第二控制单元250等)可透过系统封装(System In Package，SIP)技术配置在一个封装模块(例如封装模块270)内。因此，可节省通讯装置200的制作成本，并且增加其他元件在通讯装置200内配置的弹性。
为了详细说明第一控制单元与第二控制单元，请参考图3。图3是说明本发明一实施例的通讯装置300示意图。通讯装置300架构与通讯装置100大致上相同，除了第一控制单元340与第二控制单元350。具体而言，第一控制单元340包含集成电路芯片，第二控制单元350包含集成电路芯片352、耦合器(Coupler)381、功率侦测器(Power detector)382与高压数字模拟转换器(Highvoltage digital to analog converter，HV DAC)383。
通讯装置300的操作方式类似上述，当人体接近通讯装置300时，天线单元310感应的耦合电容会改变。第一控制单元340可根据第一电容值产生第一控制信号以控制射频单元330调整射频信号的能量为第一能量。第二控制单元350利用耦合器381、功率侦测器382、高压数字模拟转换器383与集成电路芯片352即时侦测第二电容值并发送第二控制信号以控制射频单元330调整射频信号的能量。于一实施例中，第二控制单元350透过软件以回圈方式计算出最佳化的射频信号能量，并产生对应的第二控制信号以控制射频单元330将射频信号由第一能量调整为第二能量。
请参考图4。图4是说明本发明一实施例的通讯装置100、200、300的史密斯图(Smith chart)。曲线410表示理想状态的通讯装置100、200、300。当使用者手持通讯装置100、200、300，通讯装置100、200、300的射频信号产生频率偏移(如曲线420所示)。当射频单元130调整射频信号为第一能量时，通讯装置100、200、300的特性如曲线430所示。虽然曲线430较曲线420佳，但仍未接近理想的曲线410。当射频单元130调整射频信号为第二能量时，通讯装置100、200、300的特性如曲线440所示。相较于曲线430，曲线440较接近理想的曲线410。
透过上述实施例，本发明得以利用通讯装置本身的天线单元感应范围内的电容值，并且当人体接近通讯装置时，透过两阶段的调整射频信号能量方式，有效地最佳化射频信号。本发明不需外加接收器或感测器，因此可节省制作成本以及增加天线单元的面积。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种通讯装置，其特征在于，包含：
一天线单元，用以发送一射频信号；
一感测单元，经由一电容耦接于一接地端，用以透过该天线单元感应一第一电容值；以及
一射频单元，用以产生该射频信号，根据该第一电容值调整该射频信号的能量为一第一能量；其中当该射频信号的能量为该第一能量时，该感测单元用以透过该天线单元感应一第二电容值，并且该射频单元用以根据该第二电容值将该射频信号的能量由该第一能量调整为一第二能量。
2.根据权利要求1所述的通讯装置，其特征在于，还包含：
一第一控制单元，用以根据该第一电容值产生一第一控制信号并传送至该射频单元，该射频单元接收该第一控制信号以调整该射频信号的能量为该第一能量。
3.根据权利要求2所述的通讯装置，其特征在于，当该第一电容值大于一第一门槛值时，该第一控制单元产生该第一控制信号并传送至该射频单元。
4.根据权利要求2所述的通讯装置，其特征在于，还包含：
一第二控制单元，用以根据该第二电容值产生一第二控制信号并传送至该射频单元，该射频单元接收该第二控制信号以将该射频信号的能量由该第一能量调整为该第二能量。
5.根据权利要求4所述的通讯装置，其特征在于，当该第二电容值大于一第二门槛值时，该第二控制单元产生该第二控制信号并传送至该射频单元。
6.根据权利要求2所述的通讯装置，其特征在于，该第一控制单元透过开回路方式产生该第一控制信号。
7.根据权利要求4所述的通讯装置，其特征在于，该第二控制单元透过闭回路方式产生该第二控制信号。
8.根据权利要求4所述的通讯装置，其特征在于，该感测单元、该射频单元、该第一控制单元与该第二控制单元是整合于一封装模块中。
9.根据权利要求1所述的通讯装置，其特征在于，该感测单元与该天线单元耦合。
10.根据权利要求1所述的通讯装置，其特征在于，还包含：
一电容性感应单元，耦接于该天线单元与该射频单元之间。
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