CN110071362A - 天线装置、电子装置及其天线调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种天线装置、电子装置及其天线调整方法。此电子装置包括多工器及天线装置。多工器将控制信号及第一射频信号结合成组合信号。天线装置包括馈入部、解多工器、调整电路及辐射部。馈入部接收组合信号。解多工器电性连接馈入部并将组合信号分离分离成控制信号及第一射频信号。调整电路电性连接解多工器，接收控制信号及第一射频信号，并依据控制信号调整调整电路所形成的阻抗。此第一射频信号受阻抗影响而形成第二射频信号。辐射部电性连接调整电路，并接收第二射频信号。藉此，仅需要单一缆线将信号馈入天线装置。

Description

天线装置、电子装置及其天线调整方法
技术领域
本发明是有关于一种天线技术，且特别是有关于一种天线装置、电子装置及其天线调整方法。
背景技术
近年来，电子产品(例如，桌上型计算机、笔记型计算机、智能型手机等)逐渐微型化，使得产品所用的各组件或外观也需要对应调整，以符合需求。然而，形状或外观的限制，可能会影响部分电子组件的功效。例如，天线的频宽或其它特性可能会被限制或表现不佳。由此可知，有需要为了改善天线特性而提出合适的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种天线装置、电子装置及其天线调整方法，其可动态调整模态，并仅需要单一缆线馈入天线装置。
本发明实施例的天线装置，其包括馈入部、解多工器、调整电路及辐射部。馈入部接收组合信号。解多工器电性连接馈入部并将组合信号分离成控制信号及第一射频信号。调整电路电性连接解多工器，接收控制信号及第一射频信号，并依据控制信号调整调整电路所形成的阻抗。此第一射频信号受阻抗影响而形成第二射频信号。辐射部电性连接调整电路，并接收第二射频信号。
本发明实施例的电子装置，其包括多工器、及天线装置。多工器将控制信号及第一射频信号结合成组合信号。天线装置包括馈入部、解多工器、调整电路及辐射部。馈入部接收组合信号。解多工器电性连接馈入部并将组合信号分离成控制信号及第一射频信号。调整电路电性连接解多工器，接收控制信号及第一射频信号，并依据控制信号调整调整电路所形成的阻抗。此第一射频信号受阻抗影响而形成第二射频信号。辐射部电性连接调整电路，并接收第二射频信号。
在本发明的一实施例中，上述的馈入部与多工器之间通过缆线连接，缆线用于传递组合信号。
在本发明的一实施例中，上述的控制信号是具有电压准位的直流偏压信号，调整电路依据电压准位改变电容值，从而改变该阻抗。
在本发明的一实施例中，上述的控制信号用于频段切换。
在本发明的一实施例中，上述的频段切换对应于用户身分模块(SubscriberIdentity Module，SIM)卡的支持频段。
在本发明的一实施例中，上述的电子装置更包括射频信号处理器及调整电路控制器。射频信号处理器耦接多工器，产生第一射频信号，并依据用户身分模块卡的支持频段产生指示信号。调整电路控制器耦接射频信号处理器及多工器，并依据指示信号产生控制信号。
在本发明的一实施例中，上述的辐射部包括第一辐射部、第二辐射部及短路部。第一辐射部对应于第一频段。第二辐射部对应于不同于第一频段的第二频段。短路部接地。
在本发明的一实施例中，上述的天线装置更包括接地部。接地部通过电感电性连接调整电路。
本发明实施例的天线调整方法，其包括下列步骤。将组合信号输入至天线装置。将组合信号分离成控制信号及第一射频信号。依据控制信号调整天线装置的阻抗，使第一射频信号受此阻抗影响而形成第二射频信号。发射第二射频信号。
在本发明的一实施例中，上述的控制信号是具有电压准位的直流偏压信号，依据控制信号调整天线装置的阻抗包括下列步骤：依据电压准位改变电容值，从而改变阻抗。
在本发明的一实施例中，上述的控制信号用于频段切换。
在本发明的一实施例中，上述将组合信号输入该天线装置之前，更包括下列步骤：依据用户身分模块卡的支持频段产生控制信号。
在本发明的一实施例中，上述的控制信号对应于至少二种模态中的一者，且各模态对应于不同频段。
基于上述，本发明实施例天线装置、电子装置及其天线调整方法可依据用户身分模块卡的支持频段来调整天线装置的阻抗，使天线发射信号对于支持频段有更好的频宽及效率。此外，天线装置仅需要通过单一缆线即可同时取得控制信号及射频信号两种信号，不需要通过额外控制线来连接天线装置。
有关本发明的其它功效及实施例的详细内容，配合附图说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是依据本发明一实施例的电子装置的方块图；
图2是依据本发明一实施例的天线装置的示意图；
图3是依据本发明一实施例的天线调整方法的流程图；
图4是依据本发明一实施例的天线效率图。
符号说明
100：电子装置 110：天线装置
111：馈入部 112：解多工器
113：调整电路 114：辐射部
114A：第一辐射部 114B：第二辐射部
114C：短路部 115：接地部
L：电感 RF1、RF2：射频信号
CTRL：控制信号 COMB：组合信号
130：多工器 135：缆线
150：调整电路控制器 170：用户身分模块
190：射频信号处理器 SW：指示信号
S310～S370：步骤 410：第一模态
420：第二模态
具体实施方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
图1是依据本发明一实施例的电子装置100的方块图。请参照图1，电子装置100可以是笔记型计算机、智能型手机、平板计算机、掌上型游戏机等装置。电子装置100至少包括但不仅限于天线装置110、多工器130、调整电路控制器150、用户身分模块(SubscriberIdentity Module，SIM)170、及射频信号处理器190。
天线装置110至少包括但不仅限于馈入部111、解多工器112、调整电路113、辐射部114、及接地部115。
图2是依据本发明一实施例的天线装置110的示意图。请参照图2，本发明实施例的天线装置110属于主动式天线。馈入部111即是接收馈入信号的馈入点。解多工器112电性连接馈入部111，解多工器112并可将组合信号COMB分离成射频信号RF1及非射频信号(例如，控制信号CTRL)。
调整电路113电性连接解多工器112，调整电路113可以是可调式匹配电路、可变电容等受控而改变整体电阻值的芯片或电路。例如，调整电路113可依据不同电压准位的直流(DC)偏压信号，改变电容值(即，特定电压准位对应到特定电容值或电容值范围)，从而改变调整电路113所形成的阻抗。调整电路113可通过电感L接地或连接短路线(图未示)。
辐射部114电性连接调整电路113，辐射部114并包括第一辐射部114A、第二辐射部114B、及短路部114C。第一辐射部114A由调整电路113朝图面左方延伸，并对应到第一频段(例如，700～900MHz、1800MHz～2100MHz等)。第二辐射部114B由调整电路113或第一辐射部114A朝图面右方延伸(即，不同于第一辐射部114A的延伸方向)，并对应到第二频段(例如，700～900MHz、1800MHz～2100MHz等)。短路部114C连接至接地部115(即，接地)。需说明的是，为了使调整电路113作动，调整电路113可通过电感L连接接地部115或直接连接短路部114C(即，不设电感L)。此外，图2所示辐射部114的外观仅是用于范例说明，并可能有不同变化(例如，增加或减少支路、延伸线段、转折线段等)，从而支援不同频带。
多工器130可以是T型偏压器(Bias tee)或其它可结合射频信号及非射频信号的多工器。于本实施例中，多工器130可将射频信号RF1及控制信号CTRL结合以形成组合信号COMB，多工器130具有两个输入端用以分别接收射频信号RF1及控制信号CTRL、以及一个输出端用以传送组合信号COMB。值得注意的是，天线装置110的馈入部111与多工器130之间通过缆线135(例如，同轴电缆、或其它射频缆线)电性连接，且缆线135用于传递组合信号COMB。即，天线装置110仅经由一条缆线135输入馈入信号(即，组合信号COMB)。
调整电路控制器150例如是芯片、电路、特殊应用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)等控制器，调整电路控制器150耦接多工器130。于本实施例中，调整电路控制器150依据数字指示信号SW选择并输出指示信号SW所要求的控制信号CTRL(例如，具有特定电压准位的直流偏压信号)。
用户身分模块(SIM)170可以是可插拔的SIM卡、或嵌入式(embedded)SIM(eSIM)。
射频信号处理器190可以是处理器、ASIC、芯片、现场可程序化逻辑门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)，射频信号处理器190耦接多工器130、调整电路控制器150(例如，通过移动产业处理器接口(Mobile Industry Processor Interface，MIPI)、或其它传输接口)及用户身分模块170。于本实施例中，射频信号处理器190可能整合放大器、数字-模拟转换器、混波器等电路，以形成射频信号RF1。此外，射频信号处理器190可能整合移动通讯协议相关软件模块，以产生相关于频段调整的指示信号SW。需说明的是，在其它实施例中，射频信号处理器190与调整电路控制器150亦可以整合成单一电路或芯片，以直接提供控制信号CTRL。
为了方便理解本发明的操作流程，以下将举诸多实施例详细说明。下文中，将搭配图1的电子装置100中各装置及组件说明本发明实施例所述的方法。本方法的各个流程可依照实施情形而随之调整，但不仅限于此。
图3是依据本发明一实施例的天线调整方法的流程图。请参照图3，射频信号处理器190依据用户身分模块170所记录的SIM信息来选择支持频段(步骤S310)。于本实施例中，此SIM信息对应于支持频段(例如，频段1、3、7、8等、或是700、900、1800MHz等)。射频信号处理器190可能记录有前次或初始的支持频段，并待用户身分模块170更换、电子装置100开机后或其它触发条件发生时，比对前次或初始支持频段及当前连接用户身分模块170的支持频段，以判断是否切换频段。若与前次或初始支持频段不同，则射频信号处理器190决定切换频段。另一方面，若与前次或初始支持频段相同，则射频信号处理器190不用切换频段，并待下次触发条件发生时再次判断支持频段。
需说明的是，在其它实施例中，射频信号处理器190亦可能依据电子装置100所处位置来直接决定切换频段(已知特定位置的基地台仅支持特定频段)。或者，射频信号处理器190还可能依据其它条件(例如，信号质量、电信商预设等)来切换频段，端视应用者的实际需求而可调整。
若射频信号处理器190决定切换频段，则射频信号处理器190会依据选择或决定的频段来分别提供指示信号SW(步骤S320)及射频信号RF1(步骤S330)。于本实施例中，指示信号SW例如是相关于特定一个或更多个频段，指示信号SW是用以调整电路控制器150或两连接接口支持的信号。射频信号RF1则是经过数字至模拟转换、放大、滤波、混波等处理而产生。
接着，调整电路控制器150会依据指示信号SW的要求产生控制信号CTRL(步骤S340)。于本实施例中，此控制信号CTRL是用于频段切换，例如切换至特定频段或切换至另一模态等。在另一实施例中，控制信号CTRL对应于至少二种模态中的一者，而各模态对应于不同频段。换言之，此控制信号CTRL是基于用户身分模块170的支持频段所产生的。依据不同类型的调整电路113，调整电路控制器150是产生符合调整电路113输入信号要求的信号，从而对调整电路113控制。在一实施例中，此控制信号CTRL是特定电压准位的直流偏压信号，例如控制信号CTRL可能是1.5、3、5伏特的偏压信号，而各偏压信号对应到天线装置110的其中一种模态或频段。需说明的是，依据不同类型的调整电路113，控制信号CTRL的内容或电性可能不同。
控制信号CTRL及射频信号RF1会分别输入到多工器130，多工器130则结合/混和/组合控制信号CTRL及射频信号RF1，以形成组合信号COMB，并输出此组合信号COMB至天线装置110(步骤S350)。此组合信号COMB将经由缆线135馈入至天线装置110的馈入部111，并接着输入至解多工器112。解多工器112会将组合信号COMB分离成控制信号CTRL及射频信号RF1，并分别输入控制信号CTRL、射频信号RF1至调整电路113(步骤S360)。
调整电路113将依据控制信号CTRL调整自身所形成的阻抗。例如，依据高电压的控制信号CTRL形成低电容值；依据低电压的控制信号CTRL形成高电容值，从而改变阻抗(需说明的是，此处高与低是用于表示两者的数值相对高低)。调整电路113的阻抗(或天线装置110整体的阻抗)改变，将影响射频信号RF1，从而产生或形成受阻抗改变影响的射频信号RF2。调整电路113会将此射频信号RF2输入(例如，直接传递或耦合方式)至辐射部114(步骤S370)，使辐射部114发射此射频信号RF2。
值得注意的是，天线装置110的阻抗改变会影响所发射的射频信号RF2的频宽、频带或其它天线特性(即，形成另一种模态)，本发明实施例即可依据需求来调整天线装置110的模态。此外，本发明实施例仅需要通过单一缆线135来同时传递射频信号RF1及控制信号CTRL。有别于现有技术需要通过额外线路来传递控制信号CTRL，从而简化电路设计。
图4是依据本发明一实施例的天线效率图。请参照图4，假设控制信号CTRL可能有高电压及低电压两种电压准位(例如，高电压是12伏特，低电压是2伏特)，这两种电压准位分别用于指示两种模态410,420。由图可知，针对低频部分(例如，700～900MHz)，第一模态410(低电压)在800～900MHz附近的天线效率比在700～800MHz附近的天线效率高。第二模态420(高电压)在700～800MHz附近的天线效率比在800～900MHz附近的天线效率高。
需说明的是，前述实施例仅以两种模态作为范例说明，于其它实施例中，可能有更多模态的变化。此外，依据调整电路113可改变的阻抗，模态的变化也可能不一样。另一方面，图2所示的天线装置110中的辐射部114仅是用于范例说明，于其它实施例中的天线结构可能不同，本发明不加以限制。
综上所述，本发明实施例的天线装置、电子装置及其天线调整方法，反应于支持频段而动态调整天线装置的阻抗，从而对特定频段有更好的天线效率。此外，以往天线装置需要额外设置多条控制线来控制其中的阻抗匹配电路，但本发明实施例仅需要设置单一缆线即可同时传递控制信号及射频信号。
以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修改为其它等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。

Claims (22)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：
一馈入部，接收一组合信号；
一解多工器，电性连接该馈入部，并将该组合信号分离成一控制信号及一第一射频信号；
一调整电路，电性连接该解多工器，接收该控制信号及该第一射频信号，并依据该控制信号调整该调整电路所形成的一阻抗，其中该第一射频信号受该阻抗影响而形成一第二射频信号；以及
一辐射部，电性连接该调整电路，并接收该第二射频信号。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，该馈入部连接一缆线，该缆线用于传递该组合信号。
3.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，该控制信号是具有一电压准位的直流偏压信号，该调整电路依据该电压准位改变电容值，从而改变该阻抗。
4.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，该控制信号用于频段切换。
5.如权利要求4所述的天线装置，其特征在于，该频段切换对应于一用户身分模块(Subscriber Identity Module，SIM)卡的支持频段。
6.如权利要求4所述的天线装置，其特征在于，该控制信号对应于至少二模态中的一者，其中每一该模态对应于不同频段。
7.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，该辐射部包括：
一第一辐射部，对应于一第一频段；
一第二辐射部，对应于不同于该第一频段的第二频段；以及
一短路部，接地。
8.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，更包括：
一接地部，通过一电感电性连接该调整电路。
9.一种电子装置，其特征在于，包括：
一多工器，将一控制信号及一第一射频信号结合成一组合信号；
一天线装置，包括：
一馈入部，电性连接该多工器，并接收该组合信号；
一解多工器，电性连接该馈入部，并将该组合信号分离成该控制信号及该第一射频信号；
一调整电路，电性连接该解多工器，接收该控制信号及该第一射频信号，并依据该控制信号调整该调整电路所形成的一阻抗，其中该第一射频信号受该阻抗影响而形成一第二射频信号；以及
一辐射部，电性连接该调整电路，并接收该第二射频信号。
10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该馈入部与该多工器之间通过一缆线连接，该缆线用于传递该组合信号。
11.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该控制信号是具有一电压准位的直流偏压信号，该调整电路依据该电压准位改变电容值，从而改变该阻抗。
12.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该控制信号用于频段切换。
13.如权利要求12所述的电子装置，其特征在于，该频段切换对应于一用户身分模块卡的支持频段。
14.如权利要求12所述的电子装置，其特征在于，该控制信号对应于至少二模态中的一者，其中每一该模态对应于不同频段。
15.如权利要求13所述的电子装置，其特征在于，更包括：
一射频信号处理器，耦接该多工器，产生该第一射频信号，并依据该用户身分模块卡的支持频段产生一指示信号；以及
一调整电路控制器，耦接该射频信号处理器及该多工器，并依据该指示信号产生该控制信号。
16.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该辐射部包括：
一第一辐射部，对应于一第一频段；
一第二辐射部，对应于不同于该第一频段的第二频段；以及
一短路部，接地。
17.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该天线装置更包括：
一接地部，通过一电感电性连接该调整电路。
18.一种天线调整方法，其特征在于，包括：
将一组合信号输入至一天线装置；
将该组合信号分离成一控制信号及一第一射频信号；
依据该控制信号调整该天线装置的阻抗，使该第一射频信号受该阻抗影响而形成一第二射频信号；以及
发射该第二射频信号。
19.如权利要求18所述的天线调整方法，其特征在于，该控制信号是具有一电压准位的直流偏压信号，依据该控制信号调整该天线装置的阻抗的步骤包括：
依据该电压准位改变电容值，从而改变该阻抗。
20.如权利要求18所述的天线调整方法，其特征在于，该控制信号用于频段切换。
21.如权利要求20所述的天线调整方法，其特征在于，将该组合信号输入至该天线装置的步骤之前，更包括：
依据一用户身分模块卡的支持频段产生该控制信号。
22.如权利要求20所述的天线调整方法，其特征在于，该控制信号对应于至少二模态中的一者，其中每一该模态对应于不同频段。
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