CN1615039A - 掀盖式移动装置的可切换式天线匹配系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于一掀盖式移动装置中的天线匹配系统，该掀盖式移动装置处于一开启状态或一闭合状态，该天线匹配系统包含有一天线，用来接收及发送一射频信号；一第一匹配电路，用来将该天线操作于一第一匹配模式；一第二匹配电路，用来将该天线操作于一第二匹配模式；以及一开关装置，用来依据该掀盖式移动装置处于该开启状态或该闭合状态，将该天线于该第一匹配模式及该第二匹配模式之间进行切换。

Description

掀盖式移动装置的可切换式天线匹配系统

技术领域

本发明提供一种用于一掀盖式移动装置中的天线匹配系统及相关方法，特别是指一种当该掀盖式移动装置处于一开启及闭合状态时，该天线匹配系统分别处于不同的匹配模式的天线匹配系统及相关方法。

先前技术

近年来由于无线移动通信以及无线区域网络的广泛使用，无线通信系统及射频前端电路的设计变得相当热门。请参阅图1，图1为一典型接收器(Receiver)10的功能方块图。图1的接收器10中包含了一天线12、一匹配电路(Mathcing Circuit)14、以及一信号处理模块16。以一信号接收处理的过程为例，首先必须利用天线12将空间中发送的一射频信号予以接收，此天线12于实际实施时可为偶极天线(Dipole Antenna)或其他种类的天线，用来接收及发射四面八方的射频信号，同时利用匹配电路14达成良好的阻抗匹配，让射频信号顺利地被发送至信号处理模块16加以后续的处理。由于天线12在工作时具有特定的特性阻抗，为了使天线12将最大的功率传输给接收器10中的信号处理模块16，确保信号的完整性，相关的传输线路和接收器10的阻抗都应与天线12相匹配。由此可知，匹配电路14及天线12的设计好坏，将严重影响到信号的接收与传输，如果匹配电路14未发挥应用的功用，则部分的信号将因阻抗不匹配而流失，使接收或发送的信号减弱，系统的敏感度(Sensitivity)降低。良好的相关电路设计则可以降低功率损耗并让天线12的效能发挥至最大。

然而，天线12在不同的工作状态下具有不同的特性。以移动电话系统的通信操作为例，其分为两个阶段，一是待机阶段，二是通话阶段。一般而言，移动电话在还未进入通话阶段前的待机阶段，为保证接入成功，是较不考虑功率限制的，移动电话的天线12允许在较大功率下操作。在通话阶段时，与待机阶段有所不同，天线12的一近场(Near-field)电磁辐射必须降低以至符合一现行的标准。目前科学界及产业界主要通过吸收率SAR(Specific Absorption Rate)的概念来对手机辐射进行量化和测量，SAR的规定为与组织发热(Tissue Heating)所引发的各种人体健康效应直接相关的“基本限制(basic restriction)”，以在单位时间内单位质量的物质吸收的能量来评定移动电话的安全性。在美国标准中，SAR的限值为1.6W/kg。将上述的情形应用于掀盖式移动电话上，可知，掀盖式移动电话处于闭合状态(待机阶段)与处于开启状态(通话阶段)时会展现不同的特性，也产生不同的需求，如何使掀盖式移动电话中的天线12发挥最大的效能，在从事相关电路设计时，则必须将闭合/开启两种不同的状态一并考虑进去。

请继续参阅图1，并继续将重点放在掀盖式移动电话上。只以图1中的一个匹配电路14，来完成掀盖式移动电话的天线12的阻抗匹配，在上述闭合/开启两种不同的状态下则越显不足，亦即，在只设置一个匹配电路14的情况下，就只能迁就开启状态与闭合状态其中之一，无法兼顾。在目前的掀盖式移动电话的设计中，为了通过各项认证测试，大都选择将匹配电路14设计为让掀盖式移动电话在开启状态下有较佳的匹配效能，而牺牲掉闭合状态下的匹配效能。

发明内容

因此本发明的主要目的在于一种利用二匹配电路于一天线匹配系统中的设置，当掀盖式移动装置处于一开启及闭合状态时，让天线操作于不同的匹配模式，以解决上述问题。

在本发明中，我们利用掀盖式移动装置处于开启及闭合两种不同的状态，使用一开关装置及一控制电路，将掀盖式移动装置中的一天线于对应的两种不同的匹配模式下切换，每一种匹配模式由对应的匹配电路完成，以兼顾掀盖式移动电话于开启及闭合两种不同的状态下的匹配效能，改善功率损耗与系统对信号的敏感度(Sensitivity)。

本发明的一目的为提供一种用于一掀盖式移动装置中的天线匹配系统，该掀盖式移动装置处于一开启状态或一闭合状态，该天线匹配系统包含有一天线(Antenna)，用来接收及发送一射频信号；一第一匹配电路(MatchingCircuit)，用来将该天线操作于一第一匹配模式；一第二匹配电路，用来将该天线操作于一第二匹配模式；以及一开关装置(Switch)，用来依据该掀盖式移动装置处于该开启状态或该闭合状态，将该天线于该第一匹配模式及该第二匹配模式之间进行切换。

本发明的另一目的为提供一种用于一掀盖式移动装置中，将一天线于多个匹配模式之间切换的方法，该多个匹配模式至少包含一第一匹配模式以及一第二匹配模式，该掀盖式移动装置还包含一开关装置(Switch)，该方法包含有：当该掀盖式移动装置处于一开启状态时，使用该开关装置将该天线切换至该第一匹配模式；以及当该掀盖式移动装置处于一闭合状态时，使用该开关装置将该天线切换至该第二匹配模式。

本发明的又一目的为提供一种掀盖式移动装置，其处于一开启状态或一闭合状态，该掀盖式移动装置包含有一天线(Antenna)，用来接收及发送一射频信号；至少二匹配电路(Matching Circuit)，用来将该天线操作于一第一匹配模式或一第二匹配模式；一开关装置(Switch)，用来将该天线于该第一匹配模式及该第二匹配模式之间进行切换；以及一控制电路，电连接到该开关装置，用来依据该掀盖式移动装置处于该开启状态或该闭合状态，将该天线切换至该第一匹配模式或该第二匹配模式。

附图说明

图1为一典型接收器的功能方块图。

图2为一掀盖式移动装置的示意图。

图3为本发明的天线匹配系统的一实施例的功能方块图。

图4为图3的一详细实施例的功能方块图。

图5为本发明一方法实施例的流程图。

图6为图4的另一详细实施例的功能方块图。

图7为图4的又一详细实施例的功能方块图。

附图符号说明

10  接收器              12、32、42  天线

14  匹配电路            16、46  信号处理模块

20  掀盖式移动装置      22  第一壳体

24  第二壳体            26  枢纽

30、40  天线匹配系统    33、43  第一匹配电路

35、45  第二匹配电路    38、48  开关装置

47  控制电路            49  检测器

具体实施方式

在说明本发明的技术特征之前，先大致了解与本发明相关的一掀盖式移动装置的结构，请参阅图2，图2为一掀盖式移动装置20的示意图。掀盖式移动装置20包含有一第一壳体22以及一第二壳体24，掀盖式移动装置20还包含有一枢纽26，而第一壳体22与第二壳体24则以该枢纽26为支撑点，以可旋转开合的方式相互连接。当第一壳体22与第二壳体24密合时，掀盖式移动装置20处于闭合状态，而当第一壳体22与第二壳体24分离时，掀盖式移动装置20处于开启状态。再实际实施时，掀盖式移动装置20可为一掀盖式移动电话。请注意，图2为掀盖式移动装置20的一实施例，以其他开合的掀盖式移动装置或移动电话亦包含于本发明的范围之内。

请参阅图3，图3为本发明的天线匹配系统30的一实施例的功能方块图。天线匹配系统30主要用于上述图2的掀盖式移动装置20中，天线匹配系统30包含有一天线32(Antenna)、一第一匹配电路33(Matching Circuit)、一第二匹配电路35、以及一开关装置38(Switch)。天线32用来接收及发送一射频信号，第一匹配电路33可用来将天线32操作于一第一匹配模式，而第二匹配电路35可用来将天线32操作于一第二匹配模式。在本实施例中，第一匹配电路32与第二匹配电路35不直接与天线32相连，中间需通过开关装置38的切换，而开关装置38可依据掀盖式移动装置20处于开启状态或闭合状态，将天线32于第一匹配模式及第二匹配模式之间进行切换。于实际实施时，可将开关装置38设计为：当掀盖式移动装置20处于开启状态时，将第一匹配电路33与天线32接通，使信号发送的路径只经过第一匹配电路33，让天线32处于第一匹配模式；当掀盖式移动装置20处于闭合状态时，将第二匹配电路35与天线32接通，使信号发送的路径只经过第二匹配电路35，让天线32处于第二匹配模式，第一匹配电路33与第二匹配电路35的制作可分别就掀盖式移动装置20开启与盖合时分别做一次匹配电路的设计而成的。与图1的公知结构相比较可知，本实施例利用多出一组匹配电路的设计(第二匹配电路35)，可将闭合状态下的匹配效能调至最佳，由于掀盖式移动装置20于闭合状态下最主要的功能为接收信号，信号发射的操作较少，利用本实施例的结构可让掀盖式移动装置20达到最佳的收讯效能，而无须如公知掀盖式移动电话的设计，为了达成开启状态下较佳的匹配效能，而牺牲掉闭合状态下的匹配效能。

请参阅图4，图4为图3的一详细实施例的功能方块图。承袭图3的结构，天线匹配系统40同样包含有一天线42、一第一匹配电路43、一第二匹配电路45、以及一开关装置48，与前例不同之处在于，本实施例的天线匹配系统40还包含一控制电路47及一检测器49(Sensor)，电连接到开关装置48，可用来控制开关装置48的工作。检测器49用来检测图2中的第一壳体22与第二壳体24为密合或分离，而我们可将控制电路47设计包含于检测器49之中或独立于检测器49之外(本实施例将控制电路47包含于检测器49之中)，当掀盖式移动装置20处于开启状态时，控制电路47会控制开关装置48接通第一匹配电路43与天线42，而当掀盖式移动装置20处于闭合状态时，控制电路47则控制开关装置48接通第二匹配电路45与天线42，使天线42于第一、及第二匹配模式之间切换。

依据上述图2至图4实施例的结构，本发明用于一掀盖式移动装置20中，将图4的天线42于多个匹配模式之间切换的方法可归纳于下列步骤，并请见图5，图5为本发明一方法实施例的流程图：

步骤100：开始；

步骤102：使用检测器49(或控制电路47)检测掀盖式移动装置20的状态，为开启状态或者闭合状态，若掀盖式移动装置20处于开启状态，则进行步骤104，若掀盖式移动装置20处于闭合状态，则进行步骤106；

步骤104：当该掀盖式移动装置20处于开启状态时，使用控制电路47控制开关装置48将天线42切换至第一匹配模式，在图3及图4实施例中，开关装置48会接通第一匹配电路43与天线42，将天线42切换至第一匹配模式；

步骤106：当该掀盖式移动装置20处于闭合状态时，使用控制电路47控制开关装置48将天线42切换至第二匹配模式，在图3及图4实施例中，开关装置48会接通第二匹配电路45与天线42，将天线42切换至第二匹配模式。

请参阅图6，图6为图4的另一详细实施例的功能方块图。沿用图4的结构，并另外加入一信号处理模块46。于本实施例中，开关装置48的设置位置与对应的切换方式与前述实施例略有不同，开关装置48设置于信号处理模块46与二匹配电路之间。当检测器49(或控制电路47)检测掀盖式移动装置20的状态为开启状态或闭合状态后，若图2的掀盖式移动装置20处于开启状态，控制电路47会控制开关装置48接通第一匹配电路43与信号处理模块46，使信号发送的路径会只经过第一匹配电路43，使天线42操作于第一匹配模式，亦即，第一匹配电路43可达成开启状态下最佳的匹配效能。同理，当掀盖式移动装置20处于闭合状态时，控制电路47控制开关装置48接通第二匹配电路45与信号处理模块46，使信号发送的路径只经过第二匹配电路45，让天线42操作于第二匹配模式。事实上，本实施例的技术特征仍近似于图3及图4的实施例，仍利用开关装置48将天线42于第一、及第二匹配模式之间切换，以兼顾掀盖式移动电话于开启及闭合两种不同的状态下的效能。

在实际实施时，匹配电路的数量并无须限定，只是在本发明的实施例中，为了分别处理开启及闭合两种不同的状态，最直观的设计即是利用二个匹配电路(第一及第二匹配电路)分别达成两种状态下的匹配效能。奠基于本发明的技术特征，我们再提出另一种实施例，请参阅图7，图7为图4的又一详细实施例的功能方块图。在本实施例中，开关装置48只与第二匹配电路45相连。当掀盖式移动装置20处于开启状态时，控制电路47会控制开关装置48不接通第二匹配电路45与天线42，使信号发送的路径会只经过第一匹配电路43，使天线42操作于第一匹配模式，而当掀盖式移动装置20处于闭合状态时，控制电路47控制开关装置48会接通第二匹配电路45与天线42，使信号发送的路径经过第一匹配电路43与第二匹配电路45，让天线42操作于第二匹配模式，亦即，第二匹配模式需要靠第一匹配电路43与第二匹配电路45共同完成，且第一匹配电路43与第二匹配电路45共同达成掀盖式移动装置20于闭合状态下最佳的匹配效能，达到最佳的收讯效能。

在本发明中，我们使用一开关机制及对应的匹配电路，依据掀盖式移动装置处于开启及关闭两种不同的状态，将掀盖式移动装置中的天线于对应的两种不同的匹配模式下切换，分别达成信号发送及接收的最佳效能，如此一来，可兼顾掀盖式移动电话于开启及闭合两种不同的状态下的匹配效能，提高系统的敏感度并降低功率损耗。

上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所进行的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (23)

1.一种用于一掀盖式移动装置中的天线匹配系统，该掀盖式移动装置处于一开启状态或一闭合状态，该天线匹配系统包含有：

一天线，用来接收及发送一射频信号；

一第一匹配电路，用来将该天线操作于一第一匹配模式；

一第二匹配电路，用来将该天线操作于一第二匹配模式；以及

一开关装置，用来依据该掀盖式移动装置处于该开启状态或该闭合状态，将该天线于该第一匹配模式及该第二匹配模式之间进行切换。

2.如权利要求1的天线匹配系统，其还包含一控制电路，电连接到该开关装置，用来控制该开关装置的工作；当该掀盖式移动装置处于该开启状态时，该控制电路控制该开关装置接通该第一匹配电路与该天线，使该天线操作于该第一匹配模式；当该掀盖式移动装置处于该闭合状态时，该控制电路控制该开关装置接通该第二匹配电路与该天线，使该天线操作于该第二匹配模式。

3.如权利要求2的天线匹配系统，其中该掀盖式移动装置还包含一信号处理模块；当该掀盖式移动装置处于该开启状态时，该控制电路控制该开关装置接通该第一匹配电路与该信号处理模块，使该天线操作于该第一匹配模式；当该掀盖式移动装置处于该闭合状态时，该控制电路控制该开关装置接通该第二匹配电路与该信号处理模块，使该天线操作于该第二匹配模式。

4.如权利要求1的天线匹配系统，其中该掀盖式移动装置还包含一第一壳体以及一第二壳体，该第一壳体与该第二壳体以可开合的方式相互连结。

5.如权利要求4的天线匹配系统，其中当该第一壳体与该第二壳体密合时，该掀盖式移动装置处于该闭合状态；当该第一壳体与该第二壳体分离时，该掀盖式移动装置处于该开启状态。

6.如权利要求5的天线匹配系统，其中该掀盖式移动装置还包含一检测器，用来检测该第一壳体与该第二壳体为密合或分离。

7.如权利要求1的天线匹配系统，其中该掀盖式移动装置为一掀盖式移动电话。

8.一种用于一掀盖式移动装置中，将一天线于多个匹配模式之间切换的方法，该多个匹配模式至少包含一第一匹配模式以及一第二匹配模式，该掀盖式移动装置还包含一开关装置，该方法包含有：

当该掀盖式移动装置处于一开启状态时，使用该开关装置将该天线切换至该第一匹配模式；以及

当该掀盖式移动装置处于一闭合状态时，使用该开关装置将该天线切换至该第二匹配模式。

9.如权利要求8所述的方法，其中该掀盖式移动装置还包含一第一匹配电路以及一第二匹配电路，该方法还包含：

当该掀盖式移动装置处于该开启状态时，使用该开关装置接通该第一匹配电路与该天线，使该天线操作于该第一匹配模式；以及

当该掀盖式移动装置处于该闭合状态时，使用该开关装置接通该第二匹配电路与该天线，使该天线操作于该第二匹配模式。

10.如权利要求9所述的方法，其中该掀盖式移动装置还包含一信号处理模块，该方法还包含：

当该掀盖式移动装置处于该开启状态时，使用该开关装置接通该第一匹配电路及该信号处理模块，使该天线操作于该第一匹配模式；以及

当该掀盖式移动装置处于该闭合状态时，使用该开关装置接通该第二匹配电路及该信号处理模块，使该天线操作于该第二匹配模式。

11.如权利要求8所述的方法，其中该掀盖式移动装置还包含一控制电路，电连接到该开关装置，用来控制该开关装置的工作。

12.如权利要求8所述的方法，其中该掀盖式移动装置还包含一第一壳体以及一第二壳体，该第一壳体与该第二壳体以可开合的方式相互连结。

13.如权利要求12所述的方法，其中当该第一壳体与该第二壳体密合时，该掀盖式移动装置处于该闭合状态；当该第一壳体与该第二壳体分离时，该掀盖式移动装置处于该开启状态。

14.如权利要求13所述的方法，其中该掀盖式移动装置还包含一检测器，用来检测该第一壳体与该第二壳体为密合或分离。

15.如权利要求14所述的方法，其中该检测器电连接到该开关装置，可用来控制该开关装置的工作。

16.如权利要求8所述的方法，其中该掀盖式移动装置为一掀盖式移动电话。

17.一种掀盖式移动装置，其处于一开启状态或一闭合状态，该掀盖式移动装置包含有：

一天线，用来接收及发送一射频信号；

至少二匹配电路，用来将该天线操作于一第一匹配模式或一第二匹配模式；

一开关装置，用来将该天线于该第一匹配模式及该第二匹配模式之间进行切换；以及

一控制电路，电连接到该开关装置，用来依据该掀盖式移动装置处于该开启状态或该闭合状态，将该天线切换至该第一匹配模式或该第二匹配模式。

18.如权利要求17的掀盖式移动装置，其中该至少二匹配电路包含一第一匹配电路及一第二匹配电路；当该掀盖式移动装置处于该开启状态时，该控制电路控制该开关装置接通该第一匹配电路与该天线，使该天线操作于该第一匹配模式；当该掀盖式移动装置处于该闭合状态时，该控制电路控制该开关装置接通该第二匹配电路与该天线，使该天线操作于该第二匹配模式。

19.如权利要求18的掀盖式移动装置，其还包含一信号处理模块，用来处理该射频信号；当该掀盖式移动装置处于该开启状态时，该控制电路控制该开关装置接通该第一匹配电路与该信号处理模块，使该天线操作于该第一匹配模式；当该掀盖式移动装置处于该闭合状态时，该控制电路控制该开关装置接通该第二匹配电路与该信号处理模块，使该天线操作于该第二匹配模式。

20.如权利要求17的掀盖式移动装置，其还包含一第一壳体及一第二壳体，该第一壳体与该第二壳体以可开合的方式相互连结。

21.如权利要求20的掀盖式移动装置，其中当该第一壳体与该第二壳体密合时，该掀盖式移动装置处于该闭合状态；当该第一壳体与该第二壳体分离时，该掀盖式移动装置处于该开启状态。

22.如权利要求21的掀盖式移动装置，其还包含一检测器，用来检测该第一壳体与该第二壳体为密合或分离。

23.如权利要求17的掀盖式移动装置，其为一掀盖式移动电话。

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