CN208954321U - 互动式天线系统 - Google Patents

Abstract

一种互动式天线系统，包含天线调整单元、天线运算控制单元及操作单元。所述天线运算控制单元经所述天线调整单元接收射频信号并输出相关于所述射频信号的信号强度的无线强度信号，根据无线控制信号控制所述天线调整单元调整天线共振频率。所述操作单元显示所述无线强度信号，且根据操作而输出所述无线控制信号。借此，使用者可以通过操作所述操作单元而控制调整天线共振频率，且由于所述天线运算控制单元是直接运算所述天线调整单元所接收的所述射频信号的信号强度，并避开了手动调整天线时的近接效应，因此，具有极佳的资讯可靠度，且具有即时反应调整后的讯号强度的功效，所以能大幅减少调整架设时间及提高使用便利性。

Description

互动式天线系统

技术领域

本实用新型涉及一种天线系统，特别是涉及一种互动式天线系统。

背景技术

近年来，各国逐渐推广无线电视数字化，以提供更清晰细致的高画质电视节目。然而，由于无线讯号容易受到地形或建筑物的阻挡，或因为讯号反射产生多重路径干扰，而影响到接收讯号的质量，因此，天线常设置室外高处或室内靠窗位置，以获得较佳的讯号接收质量，但此却也造成天线通常与电视相距甚远，而导致使用者在摆放天线时，难以立即确认天线摆放位置是否为最佳讯号接收位置。

针对上述问题，目前常见的解决方式有两种：一种是通过一个人观看电视上呈现的讯号数据(讯号强度与质量)或影像状态(是否有影像及影像是否稳定持续)，并告知摆设调整天线的另一个人目前收讯的情况，以作为调整结果的根据，并不断地尝试以找到最合适的摆设位置与收讯方位，但此方式不仅调整过程冗长，相当耗费人力及时间，而且采用个人主观上的判断比较，使调整结果的优劣难以标准化。另一种则是通过一个能侦测射频信号强度的仪器，进行客观的量测数据回馈，以协助使用者调整天线。然而，所述仪器是另行独立侦测空间中的射频信号，也就是说，所述仪器仅能得知目前位置的空间中的射频信号强度，但未能反应天线摆放的接收方向或摆置姿态改变所造成的接收效果变化，导致使用者即使已将天线摆放在合适位置，但却可能因指向方向不正确而仍然无法获得足够的信号接收强度。因此，对于通过所述仪器来协助使用者进行天线架设的过程，其可靠度与便利性还有值得提升的地方。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能减少调整架设时间及提高可靠度与使用便利性的互动式天线系统。

本实用新型互动式天线系统，包含天线调整单元、天线运算控制单元及操作单元。

所述天线调整单元适用于接收电台发射的射频信号。

所述天线运算控制单元包括电连接所述天线调整单元且撷取处理所述射频信号并输出检波信号的射频信号侦测模块、天线通讯模块，及电连接所述天线调整单元、所述射频信号侦测模块与所述天线通讯模块的天线运算控制模块，所述天线运算控制模块接收所述检波信号并经所述天线通讯模块输出相关于所述检波信号的信号强度的无线强度信号，且经所述天线通讯模块接收无线控制信号并根据所述无线控制信号控制所述天线调整单元调整天线共振频率。

所述操作单元包括无线信号连接所述天线通讯模块的操作通讯模块、电连接所述操作通讯模块的操作运算控制模块、电连接所述操作运算控制模块且受操作而输出操作信号的操作介面模块，及电连接所述操作运算控制模块的操作显示模块，所述操作运算控制模块经所述操作通讯模块接收所述无线强度信号并于所述操作显示模块显示所述检波信号的信号强度，接收所述操作信号并经所述操作通讯模块输出相关于所述操作信号的所述无线控制信号。

本实用新型的互动式天线系统，所述天线调整单元包括至少一个天线模块及电连接所述至少一个天线模块的电压调整模块，所述电压调整模块改变供给所述至少一个天线模块的电压以调整所述至少一个天线模块的共振频率。

本实用新型的互动式天线系统，所述天线调整单元包括多个天线模块、电连接所述天线模块的切换模块，及电连接所述切换模块的电压调整模块，所述切换模块用于切换选择至少一个天线模块电连接至所述电压调整模块，所述电压调整模块改变供给于所选择的所述至少一个天线模块的电压，以调整所选择的所述至少一个天线模块的共振频率。

本实用新型的互动式天线系统，所述天线调整单元包括多个天线模块、电连接所述天线模块的切换模块，及电连接所述切换模块的电压调整模块，所述切换模块用于切换选择两个天线模块电连接至所述电压调整模块，所述电压调整模块改变供给于所选择的所述天线模块的电压，以调整所选择的所述天线模块的指向性及共振频率。

本实用新型的互动式天线系统，每一个天线模块具有天线电路及电连接所述天线电路与所述电压调整模块的变容二极管，所述变容二极管根据所述电压调整模块供给的电压改变电容值。

本实用新型的互动式天线系统，每一个天线模块具有天线电路及电连接所述天线电路与所述电压调整模块的调整电路，所述调整电路具有并联于所述天线电路与所述电压调整模块间的第一电容及电阻，及串联于所述天线电路与接地端间的能变电容件及电感。

本实用新型的互动式天线系统，所述操作单元为手持电子装置。

本实用新型的互动式天线系统，所述天线通讯模块与所述操作通讯模块间的通信技术为ZigBee、蓝牙及Wi-Fi其中一个。

本实用新型的互动式天线系统，所述天线运算控制单元还包括电连接所述天线运算控制模块的信号显示模块，所述信号显示模块具有多个发光件，所述发光件受所述天线运算控制模块控制而以光线显示所述检波信号的信号强度。

本实用新型的互动式天线系统，所述操作运算控制模块具有用于存储所述电台与对应所述电台的调整记录的存储装置。

本实用新型的有益效果在于：通过设置所述天线调整单元、所述天线运算控制单元及所述操作单元，使用者可以通过操作所述操作单元而控制调整天线共振频率，由于所述天线运算控制单元是直接运算所述天线调整单元所接收的所述射频信号的信号强度，因此，可以准确地反应所述天线调整单元摆放的接收方向及摆置姿态改变所造成的接收效果变化，且能避免使用者手动调整会造成的近接效应(proximity)所导致的讯号强度误差，具有极佳的资讯可靠度，并具有即时反应调整后的讯号强度的功效，所以能大幅减少调整架设时间及提高可靠度与使用便利性。

附图说明

图1是本实用新型互动式天线系统的一个实施例的方块示意图；及

图2是所述实施例的一个天线调整单元的一个电路方块示意图。

具体实施方式

在描述本实用新型的细节前，应当注意在下述说明中，当两个元件以“串接耦合”、“串联”等相近用语描述时，这仅是为了描述两者间的串行连接关系，而不一定表示流经两者的电流是相同的，也不限制是否有额外元件电连接至两者间的公共节点。

参阅图1及图2，本实用新型互动式天线系统的一个实施例，包含一个天线调整单元2、一个天线运算控制单元3及一个操作单元4。

所述天线调整单元2适用于接收一个电台9发射的一个射频信号。所述天线调整单元2包括多个天线模块21、一个切换模块22及一个电压调整模块23。其中，所述天线调整单元2也能仅包括单一个天线模块21，其实施数量依实际需求而定，并不以此为限。

每一个天线模块21具有一个天线电路211及一个电连接所述天线电路211的调整电路212。所述调整电路212具有并联于所述天线电路211与所述电压调整模块23间的一个电阻213及一个第一电容214、串联于所述天线电路211与一个接地端间的一个能变电容件215及一个电感216，及一个电连接于所述能变电容件215与所述天线电路211间的第二电容217。所述能变电容件215根据所述电压调整模块23供给的电压改变电容值，进而改变所述天线模块21的共振频率及所述天线电路211的等效物理长度，所述能变电容件215较佳为变容二极管。

其中，所述天线模块21较佳是皆具有不同的信号频率响应(Frequency response)的天线电路211，以供切换选择使用而符合不同的信号接收需求。

所述切换模块22电连接所述天线模块21，用于切换选择至少一个天线模块21电连接至所述电压调整模块23，于使用者选择使用单极(monopole)天线时，所述切换模块22切换选择其中一个天线模块21电连接至所述电压调整模块23，于使用者选择使用双极(dipole)天线时，所述切换模块22切换选择其中两个天线模块21电连接至所述电压调整模块23。

所述电压调整模块23电连接所述切换模块22，并通过改变供给于所选择的所述至少一个天线模块21的电压，以调整所选择的所述至少一个天线模块21的共振频率。

其中，当所述天线调整单元2仅包括单一个天线模块21或只选择一个天线模块21时，所述电压调整模块23能通过调整所述天线模块21的能变电容件215的电容值而改变其共振频率，而当所述天线调整单元2选择两个天线模块21时，所述电压调整模块23能通过分别调整所述天线模块21的能变电容件215的电容值而分别改变其共振频率，进而分别改变所述天线模块21的等效物理长度，且通过所述天线模块21的不同等效物理长度的搭配，而得到不同的整体天线指向性。

所述天线运算控制单元3包括一个射频信号侦测模块31、一个天线运算控制模块32、一个天线通讯模块33，及一个信号显示模块34。

所述射频信号侦测模块31电连接所述切换模块22且撷取处理所述射频信号并输出一个检波信号。由于将所述射频信号进行处理并输出所述检波信号为此业界所熟悉的技术内容，在此不赘述。

所述天线运算控制模块32电连接所述切换模块22、所述电压调整模块23、所述射频信号侦测模块31与所述天线通讯模块33，接收所述检波信号并经所述天线通讯模块33输出一个相关于所述检波信号的信号强度的无线强度信号，且经所述天线通讯模块33接收一个无线控制信号，并根据所述无线控制信号控制所述切换模块22切换选择所述天线模块21及控制所述电压调整模块23调整天线共振频率并进而改变天线指向性。

所述信号显示模块34具有多个发光件341，所述发光件341受所述天线运算控制模块32控制而以光线显示所述检波信号的信号强度。其中，所述发光件341可以是具有相同或不同色光，且受控制而以不同色光或不同发光数量显示所述检波信号的信号强度，例如，分别以黄、绿、红色光，或分别以一、二、三个发光数量以表示所述检波信号的信号强度为弱、可、过强的信号强度，其实施样态能依实际需求而变化，不以此为限。

所述操作单元4包括一个无线信号连接所述天线通讯模块33的操作通讯模块41、一个电连接所述操作通讯模块41的操作运算控制模块42、一个电连接所述操作运算控制模块42且受操作而输出一个操作信号的操作介面模块43，及一个电连接所述操作运算控制模块42的操作显示模块44。

所述操作运算控制模块42经所述操作通讯模块41接收所述无线强度信号并于所述操作显示模块44显示所述检波信号的信号强度，接收所述操作信号并经所述操作通讯模块41输出相关于所述操作信号的所述无线控制信号。所述操作运算控制模块42控制所述操作显示模块44显示一个提示内容，所述提示内容相关于对应所述电台9的信号强度要求、调整天线共振频率的建议其中至少一个。所述操作运算控制模块42具有一个用于存储所述电台9与对应所述电台9的调整记录的存储装置421，且所述操作运算控制模块42控制所述操作显示模块44显示所述电台9的调整记录。其中，所述操作运算控制模块42还能经所述操作通讯模块41输出相关于所述电台9的位置及距离的所述无线控制信号。

其中，所述天线通讯模块33与所述操作通讯模块41间的通信技术使用低功率无线通信技术如ZigBee、蓝牙及Wi-Fi等。

其中，所述操作单元4较佳为手持电子装置，更佳为目前普遍使用的智慧型手机或平板。

实际应用时，以智慧型手机作为说明，当使用智慧型手机作为所述操作单元4时，需先下载搭配的应用编程(application，缩写为APP)存储至所述操作运算控制模块42，于所述操作运算控制模块42开启所述应用编程后，所述应用编程会根据所在地的位置而下载当地能观看的电视台频道资讯及发射所述频道的电台9的位置及距离资讯，并将所述电视台频道资讯显示于智慧型手机的屏幕(即所述操作显示模块44)以供使用者观看，使用者能操作智慧型手机的面板或按键(即所述操作介面模块43)而选择所欲观看的电视台频道，接着，所述操作运算控制模块42会自行根据对应的电台9的位置及距离运算所述天线调整单元2较佳的指向性及共振频率，并经所述操作通讯模块41输出对应的所述无线控制信号至所述天线运算控制单元3，所述天线运算控制模块32经所述天线通讯模块33接收所述无线控制信号后，控制所述切换模块22切换所需的天线模块21，并通过调整所述电压调整模块23所提供的电压而改变所述能变电容件215的电容值，以调整所述天线调整单元2的指向性及共振频率。

接着，所述射频信号侦测模块31接收由所述切换模块22所接收的所述射频信号，并输出对应的所述检波信号，所述天线运算控制模块32接收所述检波信号并运算得出所述检波信号的信号强度，控制所述天线通讯模块33输出对应的所述无线强度信号至所述操作通讯模块41，此时，所述天线运算控制模块32也能同时控制所述信号显示模块34以光线变化显示对应于所述检波信号的信号强度。所述操作运算控制模块42由所述操作通讯模块41接收所述无线强度信号，并将所述检波信号的信号强度显示于所述操作显示模块44以供使用者检视，所述操作显示模块44能使用数据、发光条、辅助说明文字等方式告知使用者目前的信号强度为弱、可或过强的程度，并能提供对应所述电台9的信号强度要求、调整天线共振频率的建议，例如「目前讯号强度符合需求」、「此电台频道需要40dBm以上的讯号强度」、「建议继续调高信号强度」、或「建议调高共振频率」等文字资讯以告知使用者目前状况及建议使用者是否需继续调整，借此，以提供较友善的操作模式，供使用者较容易上手并调整到最佳化的信号接收强度。

若使用者认为电视观看效果不佳或所述应用编程建议继续调整信号时，使用者可以通过操作所述操作介面模块43而进行切换选择所述天线模块21或是调整对应的能变电容件215的电容值，直到使用者满意或是所述应用编程建议讯号强度已足够为止，其控制讯号传递处理方式类似于上述，于此不再赘述。

而当使用者调整到最佳讯号强度后，所述操作运算控制模块42能将对应所述电台9的调整记录存储至所述存储装置421，于下一次使用者又选择了相同的频道时，所述操作运算控制模块42即可读取并显示所述电台9的调整记录以供使用者选择或是参考而进行天线调整。

值得一提的是，使用者也可以手动移动所述天线调整单元2的放置位置(例如，一般放置于窗边会有较佳的接收效果)，或是调整所选择的所述天线模块21的角度，以通过改变所述天线模块21的指向性而调整所述天线调整单元2的接收效果，由于在一个空间中，各处的讯号强度皆不相同，通过使用者在空间中移动所述天线调整单元2，并搭配观看所述操作显示模块44所显示的信号强度，接着再操作所述操作介面模块43控制所述天线调整单元2调整天线指向性及共振频率，或是手动调整所述天线模块21的角度，可以供使用者在得知空间中各位置的信号强度最佳值后，再经综合评比判断决定所述天线调整单元2的放置位置，以得到所处空间中的最佳信号强度值。

经由以上的说明，能将本实施例的优点归纳如下：

一、通过设置所述天线调整单元2、所述天线运算控制单元3及所述操作单元4，使用者可以通过操作所述操作单元4而控制调整天线共振频率，相较于现有技术，由于所述天线运算控制单元3是直接运算所述天线调整单元2所接收的所述射频信号的信号强度，因此，可以反应所述天线调整单元2摆放的接收方向及摆置姿态改变所造成的接收效果变化，具有极佳的资讯可靠度，且由于使用者是通过所述操作介面模块43、所述天线运算控制单元3而控制调整天线共振频率，因此，可以避免使用者手动调整会造成的近接效应(proximity)所导致的讯号强度误差，再者，由于使用者能通过所述操作显示模块44而检视目前的信号强度是否符合需求，因此，还具有即时反应调整后的讯号强度的功效，所以能大幅减少调整架设时间及提高使用便利性。

二、通过设置所述能变电容件215及所述电压调整模块23，可以通过根据供给的电压而改变电容值，进而达到调整共振频率及天线指向性的功效。

三、通过使用手持电子装置实施所述操作单元4，能利用目前普遍使用的智慧型手机进行天线架设及调整，减少所需使用的特定装置，而增加使用上的便利性。

四、通过设置所述存储装置421存储所述电台9与对应所述电台9的调整记录，能供使用者于下次选择相同频道时进行选择或参考，所以能提供更有效省时且友善的操作模式。

综上所述，本实用新型互动式天线系统，确实能达成本实用新型的目的。

以上所述者，仅为本实用新型的实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型的范围。

Claims (10)

1.一种互动式天线系统，其特征在于：

所述互动式天线系统包含天线调整单元、天线运算控制单元及操作单元；

所述天线调整单元适用于接收电台发射的射频信号；

所述天线运算控制单元包括电连接所述天线调整单元且撷取处理所述射频信号并输出检波信号的射频信号侦测模块、天线通讯模块，及电连接所述天线调整单元、所述射频信号侦测模块与所述天线通讯模块的天线运算控制模块，所述天线运算控制模块接收所述检波信号并经所述天线通讯模块输出相关于所述检波信号的信号强度的无线强度信号，且经所述天线通讯模块接收无线控制信号并根据所述无线控制信号控制所述天线调整单元调整天线共振频率；

所述操作单元包括无线信号连接所述天线通讯模块的操作通讯模块、电连接所述操作通讯模块的操作运算控制模块、电连接所述操作运算控制模块且受操作而输出操作信号的操作介面模块，及电连接所述操作运算控制模块的操作显示模块，所述操作运算控制模块经所述操作通讯模块接收所述无线强度信号并于所述操作显示模块显示所述检波信号的信号强度，接收所述操作信号并经所述操作通讯模块输出相关于所述操作信号的所述无线控制信号。

2.根据权利要求1所述的互动式天线系统，其特征在于：所述天线调整单元包括至少一个天线模块及电连接所述至少一个天线模块的电压调整模块，所述电压调整模块改变供给所述至少一个天线模块的电压以调整所述至少一个天线模块的共振频率。

3.根据权利要求1所述的互动式天线系统，其特征在于：所述天线调整单元包括多个天线模块、电连接所述天线模块的切换模块，及电连接所述切换模块的电压调整模块，所述切换模块用于切换选择至少一个天线模块电连接至所述电压调整模块，所述电压调整模块改变供给于所选择的所述至少一个天线模块的电压，以调整所选择的所述至少一个天线模块的共振频率。

4.根据权利要求3所述的互动式天线系统，其特征在于：所述切换模块用于切换选择两个天线模块电连接至所述电压调整模块，所述电压调整模块改变供给于所选择的所述天线模块的电压，以调整所选择的所述天线模块的指向性及共振频率。

5.根据权利要求4所述的互动式天线系统，其特征在于：每一个天线模块具有天线电路及电连接所述天线电路与所述电压调整模块的变容二极管，所述变容二极管根据所述电压调整模块供给的电压改变电容值。

6.根据权利要求3所述的互动式天线系统，其特征在于：每一个天线模块具有天线电路及电连接所述天线电路与所述电压调整模块的调整电路，所述调整电路具有并联于所述天线电路与所述电压调整模块间的第一电容及电阻，及串联于所述天线电路与接地端间的能变电容件及电感。

7.根据权利要求1所述的互动式天线系统，其特征在于：所述操作单元为手持电子装置。

8.根据权利要求1所述的互动式天线系统，其特征在于：所述天线通讯模块与所述操作通讯模块间的通信技术为ZigBee、蓝牙及Wi-Fi其中一个。

9.根据权利要求1所述的互动式天线系统，其特征在于：所述天线运算控制单元还包括电连接所述天线运算控制模块的信号显示模块，所述信号显示模块具有多个发光件，所述发光件受所述天线运算控制模块控制而以光线显示所述检波信号的信号强度。

10.根据权利要求1所述的互动式天线系统，其特征在于：所述操作运算控制模块具有用于存储所述电台与对应所述电台的调整记录的存储装置。