CN110739524A - 具有侦测物体接近功能的可调式天线装置 - Google Patents

Abstract

一种具有侦测物体接近功能的可调式天线装置。所述具有侦测物体接近功能的可调式天线装置包含第一辐射体、接地部、第二辐射体、接近感测芯片以及可变电容。第一辐射体具有信号馈入点，以供天线信号馈入至第一辐射体。可变电容与接近感测芯片设置于第一辐射体、接地部、第二辐射体范围内，用以调整天线的频率。另外，也可使用多数个开关以及电容调整区块来取代可变电容。电容调整区块与接地部设置于电路板上的不同表面。电容调整区块的面积彼此不同。利用开关来选择性地将电容调整区块之一电性连接至第二辐射体，可调整天线装置的频率。如此，本案的天线装置即可具有侦测物体接近功能以及频率调整功能。

Description

具有侦测物体接近功能的可调式天线装置

技术领域

本发明是有关于一种具有侦测物体接近功能的可调式天线装置，且特别是有关于一种适用于窄小空间的具有侦测物体接近功能的可调式天线装置。

背景技术

随着通讯科技的快速发展，各种通讯产品，例如无线接入点(Wireless AccessPoint)、智能型手机和笔记本电脑也逐渐成为人类生活的一部分。这些通讯产品大多具有天线装置来实现无线传输的功能，以满足消费者的需求。另外，目前的通讯产品通常会采用小尺寸的天线装置，以使得通讯产品小型化并整合更多的功能。举例而言，目前的通讯产品通常会整合物体接近侦测功能，以提升天线装置的效能。然而，目前的小尺寸天线在制造完成后只能在固定频率操作，因此小尺寸天线通常无法涵盖到用户所需的频率，导致通讯产品的使用受到限制。

因此，有必要提供一种具有侦测物体接近功能的可调式天线装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的实施例提出一种具有侦测物体接近功能的可调式天线装置。

根据本发明一实施例，具有侦测物体接近功能的可调式天线装置包含第一辐射体、第二辐射体、接地部、可变电容以及接近感测芯片。第一辐射体具有信号馈入点，以供天线信号馈入至第一辐射体。第二辐射体邻设第一辐射体。接近感测芯片电性连接至第二辐射体，以侦测物体接近天线装置时，产生于物体及天线间的电容值变化，并相应地输出感测信号。可变电容电性连接于接地部与第二辐射体之间，其中可变电容的电容值根据感测信号来改变。

在一些实施例中，所述天线装置还包含控制器。所述控制器电性连接至接近感测芯片和可变电容，以根据感测信号来改变可变电容的电容值。

在一些实施例中，接近感测芯片电性连接至可变电容，以将感测信号传送至可变电容来控制可变电容的电容值。

在一些实施例中，所述天线装置还包含功率放大器，其根据感测信号来输出天线信号至第一辐射体。

根据本发明的另一实施例，具有侦测物体接近功能的可调式天线装置包含电路板、第一辐射体、第二辐射体、接地部、多数个电容调整区块、接近感测芯片以及开关组。电路板具有第一表面以及相对于第一表面的第二表面。第一辐射体系设置于电路板的第一表面上，其中第一辐射体具有信号馈入点，以供天线信号馈入至第一辐射体。接地部设置于电路板的第二表面上。第二辐射体设置于电路板的第一表面上。电容调整区块设置于电路板的第一表面上，其中电容调整区块与接地部重叠，且电容调整区块的面积彼此不同。接近感测芯片电性连接至第二辐射体，以侦测物体接近天线装置时，产生于物体及天线间的电容值变化，并相应地输出感测信号。开关组电性连接于第二辐射体与电容调整区块之间，以根据感测信号来将电容调整区块之一电性连接至第二辐射体。

在一些实施例中，所述天线装置还包含控制器。所述控制器电性连接至开关组以及接近感测芯片，以根据感测信号来将电容调整区块之一电性连接至第二辐射体。

在一些实施例中，电容调整区块为金属片。

在一些实施例中，所述天线装置还包含功率放大器，其根据感测信号来输出天线信号至第一辐射体。

根据本发明又一实施例，具有侦测物体接近功能的可调式天线装置包含第一辐射体、第二辐射体、接地部、可变电容、接近感测芯片以及控制器。第一辐射体具有信号馈入点，以供天线信号馈入至第一辐射体。第二辐射体邻设第一辐射体。接近感测芯片电性连接至第二辐射体，以侦测物体接近天线装置时，产生于物体及天线间的电容值变化，并相应地输出感测信号。可变电容电性连接于接地部与第二辐射体之间。控制器电性连接至可变电容，以根据外部输入的控制信号来改变可变电容的电容值。

在一些实施例中，此天线装置还包含功率放大器，其根据感测信号来输出天线信号至第一辐射体。

本发明的优点在于，通过可变电容或电容调整区块的设计，本案的天线装置可具有侦测物体接近功能以及频率调整功能。

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绘示根据本发明实施例的天线装置的结构示意图；

图2A绘示根据本发明另一实施例的天线装置的结构示意图；

图2B绘示根据本发明又一实施例的天线装置的结构示意图；

图3A至图3B绘示根据本发明再一实施例的天线装置的结构示意图；

图4绘示根据本发明另一实施例的天线装置的结构示意图。

具体实施方式

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指次序或顺位的意思，其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。

请参照图1，图1绘示根据本发明实施例的天线装置100的结构示意图。天线装置100包含第一辐射体110、第二辐射体120、接地部130、可变电容140、接近感测芯片150、控制器160以及功率放大器170。第一辐射体110具有信号馈入点110a，用以供天线信号馈入至第一辐射体110。在本实施例中，天线信号通过信号馈入组件(例如，同轴线)来馈入至第一辐射体110。具体而言，信号馈入组件包含信号端和接地端，其中信号馈入组件的信号端连接至第一辐射体110的信号馈入点110a，而信号馈入组件的接地端则连接至接地部130。

第二辐射体120邻设于第一辐射体110，以产生电磁耦合效果，形成共振路径。在本实施例中，第二辐射体120通过可变电容140电性连接至接地部130。通过调整可变电容140的电容值，可改变共振路径的阻抗。另外，本实施例的第一辐射体110、第二辐射体120和接地部130皆为金属。举例而言，第一辐射体110、第二辐射体120和接地部130可由铜片制成，但本发明的实施例并不受限于此。

接近感测芯片150电性连接至第二辐射体120，以利用第二辐射体120来实现物体接近侦测功能。在本实施例中，接近感测芯片150感测第二辐射体120与物体间的等效电容值来判断所述物体是否接近。举例而言，当物体靠近第二辐射体120时，第二辐射体120与所述物体之间所形成的等效电容的电容值会产生改变。当等效电容的电容值小于预设电容阀值时，接近感测芯片150所输出的感测信号会保持在第一逻辑准位，而当等效电容的电容值大于预设电容阀值时，接近感测芯片150所输出的感测信号则为第二逻辑准位。在本发明其他实施例中，亦可设定多个电容阀值，以利感测物体接近的程度。在本发明另一实施例中，接近感测芯片150直接设置在第二辐射体120上，且邻近于可变电容140。

控制器160电性连接至接近感测芯片150，以接收感测芯片150的感测信号，并据以调整可变电容140的电容值。例如，当感测芯片150测得有物体接近天线装置100时，控制器160可调整可变电容140的电容值，以改变共振路径的阻抗。由于共振路径的阻抗被改变，天线装置100的频率也会跟着改变。将感测信号的逻辑位准与用户所需的频率关系预先写入至控制器160中，控制器160便可根据感测信号的逻辑位准来将天线装置100的频率调整至用户所需的频率。在本实施例中，天线装置100的频率可在700MHz至1000MHz之间变化，但本发明实施例并不受限于此。

另外，控制器160亦可根据感测芯片150感测信号来调整天线信号的强度值。例如，当感测芯片150测得有物体接近天线装置100时，控制器160可控制功率放大器170，以降低天线信号的强度。

由上述说明可知，本实施例的天线装置100利用可变电容140来改变共振路径的阻抗，进而实现天线装置100的频率功能。其次，由于可变电容140设置于第二辐射体120与接地部130之间，天线装置100不需要提供额外的空间来实现频率调整功能，使得天线装置100能保持较小的尺寸设计。另外，可变电容140的实体设置于接近第一辐射体110、第二辐射体120以及接地部130的范围内。如本案图1所示，在本实施例中，可变电容140的实体可设置于第二辐射体120与接地部130之间的位置，但本发明的实施例并不受限于此。在本发明的其他实施例中，可变电容140的实体可设置于第一辐射体110与第二辐射体120之间的位置。

请参照图2A，图2A绘示根据本发明实施例的天线装置200A的结构示意图。天线装置200A类似于天线装置100，但不同之处在于可变电容140的电容值调整利用感测芯片150来完成。在本实施例中，用户将感测信号的逻辑位准与用户所需的频率关系预先写入至感测芯片150中，以使得感测芯片150能直接利用感测信号来调整可变电容140的电容值，而不需要通过控制器160。在本实施例中，第一辐射体110、第二辐射体120、接地部130、可变电容140、接近感测芯片150可设置在同一块电路板上。由于可变电容140不需要电性连接至控制器160，故所述电路板不需要设置额外的连接器来实现可变电容140与控制器160之间的电性连接。如此，天线装置200A可具有较小的尺寸以及较低的成本。

请参照图2B，图2B绘示根据本发明实施例的天线装置200B的结构示意图。天线装置200B类似于天线装置100，但不同之处在于控制器160通过外部输入的信号来调整可变电容140的电容值。在本实施例中，使用者可以根据实际需求来输入想要设定的电容值至控制器160，以使控制器160调整可变电容140的电容值，使其达到设定的电容值。

请同时参照图3A和图3B，图3A和图3B绘示根据本发明实施例的天线装置300的结构示意图。天线装置300包含电路板301、第一辐射体310、第二辐射体320、接地部330、接近感测芯片350、控制器360、功率放大器370、电容调整区块381-383以及开关组SW。在本实施例中，第一辐射体310、第二辐射体320以及电容调整区块381-383设置于电路板301的第一表面301a上，如图3A所示。接地部330则设置于电路板301的第二表面301b上，如图3B所示，其中电路板301的第一表面301a与第二表面301b相对。

第一辐射体310具有信号馈入点310a，用以供天线信号馈入至第一辐射体310。在本实施例中，天线信号通过信号馈入组件(例如，同轴线)来馈入至第一辐射体310。具体而言，信号馈入组件包含信号端和接地端，其中信号馈入组件的信号端连接至第一辐射体310的信号馈入点310a，而信号馈入组件的接地端则连接至接地部330。

第二辐射体320邻设于第一辐射体310，以产生电磁耦合效果，形成共振路径。在本实施例中、第一辐射体310、第二辐射体320、接地部330以及电容调整区块381-383皆为金属。举例而言，第一辐射体310、第二辐射体320、接地部330以及电容调整区块381-383可由铜片制成，但本发明的实施例并不受限于此。

电容调整区块381-383邻设于第二辐射体320，且通过开关组SW来电性连接至第二辐射体320。在本实施例中，电容调整区块381-383与接地部130重叠。例如，如图3B所示，当电容调整区块381-383垂直投影至电路板301的第二表面301b时，其分别对应至接地部330的区域381P、382P以及383P。换句话说，区域381P与电容调整区块381重叠；区域382P与电容调整区块382重叠；区域383P与电容调整区块383重叠。因此，接地部330的区域381P、电容调整区块381及其间的电路板部分可视为第一电容；接地部330的区域382P、电容调整区块382及其间的电路板部分可视为第二电容；接地部330的区域383P、电容调整区块383及其间的电路板部分可视为第三电容。

通过开关组SW来选择性地将电容调整区块381、382或383连接至第二辐射体320，即可使第二辐射体320连接至上述第一电容、第二电容或第三电容。在本实施例中，电容调整区块381、382和383具有不同的面积，因此其对应的第一电容、第二电容与第三电容具有不同的电容值。如此，借由选择性地将第二辐射体320连接至电容调整区块381、382和383之一，即可调整共振路径的阻抗。

接近感测芯片350电性连接至第二辐射体320，以利用第二辐射体320来实现物体接近侦测功能。在本实施例中，接近感测芯片350感测第二辐射体120与物体间的等效电容值来判断此物体是否接近。举例而言，当物体靠近第二辐射体320时，第二辐射体320与所述物体之间所形成等效电容的电容值会产生改变。当等效电容的电容值小于预设电容阀值时，接近感测芯片350所输出的感测信号会保持在第一逻辑准位，而当等效电容的电容值大于预设电容阀值时，接近感测芯片350所输出的感测信号则为第二逻辑准位。在本发明的其他实施例中，亦可设定多个电容阀值，以利感测物体接近的程度。

控制器360电性连接至接近感测芯片350，以接收感测芯片350的感测信号，并据以切换开关组SW中的开关。例如，当感测芯片350测得有物体接近天线装置300时，控制器360可切换开关组SW中的开关，以切换连接至第二辐射体320的电容，来改变共振路径的阻抗。由于共振路径的阻抗被改变，天线装置300的频率也会跟着改变。将感测信号的逻辑位准与用户所需的频率关系预先写入至控制器360中，控制器360便可根据感测信号的逻辑位准来将天线装置100的频率调整至用户所需的频率。在本实施例中，天线装置300的频率可在700MHz至1000MHz之间变化，但本发明的实施例并不受限于此。

另外，控制器360亦可根据感测芯片350的感测信号来调整天线信号的强度值。例如，当感测芯片350测得有物体接近天线装置300时，控制器360可控制功率放大器370，以降低天线信号的强度。

由上述说明可知，本实施例的天线装置300利用电容调整区块381-383来改变共振路径的阻抗，进而实现天线装置300的频率功能。

请参照图4，图4绘示根据本发明实施例的天线装置400的结构示意图。天线装置400类似于天线装置300，但不同之处在于开关组SW的切换利用感测芯片350来完成。在本实施例中，用户将感测信号的逻辑位准与用户所需的频率关系预先写入至感测芯片350中，以使得感测芯片350能直接利用感测信号来切换开关组SW，而不需要通过控制器360。由于开关组SW不需要电性连接至控制器360，故所述电路板301不需要设置额外的连接器来实现开关组SW与控制器360之间的电性连接。如此，天线装置400可具有较小的尺寸以及较低的成本。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本技术领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

【符号说明】

100：天线装置

110：第一辐射体

110a：信号馈入点

120：第二辐射体

130：接地部

140：可变电容

150：接近感测芯片

160：控制器

170：功率放大器

200A、200B：天线装置

300：天线装置

301：电路板

301a：第一表面

301b：第二表面

310：第一辐射体

310a：信号馈入点

320：第二辐射体

330：接地部

350：接近感测芯片

360：控制器

370：功率放大器

381-383：电容调整区块

400：天线装置

SW：开关组

Claims (10)

1.一种具有侦测物体接近功能的可调式天线装置，其特征在于，包含：

第一辐射体，具有信号馈入点，以供天线信号馈入至所述第一辐射体；

第二辐射体，邻设于所述第一辐射体；

接近感测芯片，电性连接至所述第二辐射体，以侦测物体接近所述天线装置时，产生于所述物体及所述天线间的电容值的变化，并相应地输出感测信号；

接地部；以及

可变电容，电性连接于所述接地部与所述第二辐射体之间，其中所述可变电容的电容值根据所述感测信号来改变。

2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，还包含控制器，其中所述控制器电性连接至所述接近感测芯片和所述可变电容，以根据所述感测信号来改变所述可变电容的电容值。

3.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述接近感测芯片电性连接至所述可变电容，以将所述感测信号传送至所述可变电容来控制所述可变电容的电容值。

4.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，还包含功率放大器，其中所述功率放大器根据所述感测信号来输出所述天线信号至所述第一辐射体。

5.一种具有侦测物体接近功能的可调式天线装置，其特征在于，包含：

电路板，具有第一表面以及相对于所述第一表面的第二表面；

第一辐射体，设置于所述电路板的所述第一表面上，其中所述第一辐射体具有信号馈入点，以供天线信号馈入至所述第一辐射体；

接地部，设置于所述电路板的所述第二表面上；

第二辐射体，设置于所述电路板的所述第一表面上；

多数个电容调整区块，设置于所述电路板的所述第一表面上，其中所述电容调整区块与所述接地部重叠，且所述电容调整区块的面积彼此不同；

接近感测芯片，电性连接至所述第二辐射体，以侦测物体接近所述天线装置时，产生于所述物体及所述天线间的电容值的变化，并相应地输出感测信号；以及

开关组，电性连接于所述第二辐射体与所述电容调整区块之间，以根据所述感测信号来将所述电容调整区块之一电性连接至所述第二辐射体。

6.如权利要求5所述的天线装置，其特征在于，还包含控制器，电性连接至所述开关组以及所述接近感测芯片，以根据所述感测信号来将所述电容调整区块之该者电性连接至所述第二辐射体。

7.如权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述电容调整区块为金属片。

8.如权利要求5所述的天线装置，其特征在于，还包含功率放大器，其中所述功率放大器根据所述感测信号来输出所述天线信号至所述第一辐射体。

9.一种具有侦测物体接近功能的可调式天线装置，其特征在于，包含：

第一辐射体，具有信号馈入点，以供天线信号馈入至所述第一辐射体；

第二辐射体，邻设于所述第一辐射体；

接近感测芯片，电性连接至所述第二辐射体，以侦测物体接近所述天线装置时，产生于所述物体及所述天线间的电容值的变化，并相应地输出感测信号；

接地部；

可变电容，电性连接于所述接地部与所述第二辐射体之间；以及

控制器，其中所述控制器电性连接至所述可变电容，以根据外部输入的控制信号来改变所述可变电容的电容值。

10.如权利要求9所述的天线装置，其特征在于，还包含功率放大器，其中所述功率放大器根据所述感测信号来输出所述天线信号至所述第一辐射体。

Images