TW201307857A - 天線裝置與訊號處理裝置 - Google Patents
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Abstract
一種天線裝置包含有一第一天線元件以及一感測元件。該第一天線元件具有至少一第一模態。該感測元件為一感測裝置之前端元件，且該感測元件另與該第一天線元件耦合，以作為一第二天線元件而具有一第二模態。
Description
本發明係有關於天線設計，尤指一種具有一感測裝置之前端元件整合其中而額外作為一天線元件的天線裝置與相關訊號處理裝置。
隨著通訊科技的進步，行動通訊裝置也越來越普及，而行動通訊裝置所產生的電磁波輻射會對使用者之身體造成傷害，因此在現有行動通訊的技術規範中皆對天線產生之特定吸收率(specific absorption rate，SAR)有嚴格的規範。
傳統上，降低特定吸收率的方式是利用一感測器來感應是否有人體組織靠近，並據以控制天線所產生的電磁波輻射在可接受的特定吸收率的範圍內，感測器通常會遠離天線淨空區以避免影響天線而造成天線輻射效率降低。但通常這樣的做法會造成需要額外的空間給感測器與天線區，然而，隨著行動通訊裝置的體積越作越小，感測器所能使用的空間也越來越有限。
此外，特定吸收率的最大的值會出現在天線的輻射區，感測器與天線距離太遠會有可能會使使用者暴露在危險的電磁波輻射環境下。因此有需要提出將天線與感測器整合成一體設計，使得感測器可更有效地感測特定吸收率的大小。
依據本發明之實施例，其提出一種具有一感測裝置之前端元件整合其中而額外作為一天線元件的天線裝置與相關訊號處理裝置，以解決上述之問題。
依據本發明之第一層面，其揭示一種天線裝置包含有一第一天線元件以及一第一感測元件。該第一天線元件具有至少一第一模態。該第一感測元件為一感測裝置之前端元件，且該感測元件另與該第一天線元件耦合，以作為一第二天線元件而具有一第二模態。
依據本發明之第二層面，其揭示一種訊號處理裝置，包含有一第一天線元件以及一感測裝置。該第一天線元件具有至少一第一模態。該感測裝置包含有一第一感測元件以及一控制電路。該感測元件係用來產生一感測訊號，且該感測元件另與該第一天線元件耦合，以作為一第二天線元件而具有一第二模態來接收一無線訊號。該控制電路耦接於該第一天線元件與該感測元件，用來根據來自該感測元件之該感測訊號來產生一控制訊號，以控制該第一天線元件之輸出功率。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能
會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
請參考第1圖，第1圖為本發明天線裝置之第一實施例的示意圖。於本實施例中，天線裝置100包含有(但不侷限於)：一天線元件110、一感測裝置120以及一射頻電路130。天線裝置100可設置於一手持式電子裝置上(例如，一平板電腦)，然而，此非作為本發明的限制條件，實際上，任何採用本發明所揭示之天線裝置100的應用均落入本發明的範疇。天線元件110透過一電容C耦接於射頻電路130，且具有至少一組頻率共振的模態(例如，GSM850/900/1800/1900)，此外，感測裝置120係用來偵測是否有一人體接近該天線裝置100以決定一特定吸收率(specific absorption rate，SAR)，其包含有(但不侷限於)：一感測元件122、一感應電路124以及一控制電路126，感測元件122可以是設置於一軟性電路板上的電路，以作為感測裝置120之一前端元件，並且設置於天線元件110的淨空區中，可用來產生一感測訊號SA以指示是否有一人體接近該天線裝置100。感應電路124透過一電感L耦接於感
測元件122，用來處理感測訊號SA以產生一處理過的感測訊號SA’。另外，控制電路126耦接於射頻電路130與感應電路124，用來根據感測訊號SA’來產生一控制訊號SC，以控制射頻電路130之輸出功率。此外，於本實施例中，經由適當的元件配置(例如，電容C與電感L)，天線元件110亦可在感測裝置120作用時，作為感測裝置120之感測元件來使用，以加強偵測的效果。再者，感測元件122另可與天線元件110產生耦合以作為一第二天線元件之用，且具有一第二模態(例如，WCDMA BAND1 2100)以便接收一無線通訊訊號。(但不侷限於，例如在WCDMA 2100亦可是其他頻率)
詳細來說，為了使感測元件122能夠與天線元件110產生耦合，從感測元件122看入控制電路126的阻抗必須為低阻抗0(或是接近0)，如此一來，感測元件122便可直接透過控制電路126來接地，而不會影響到該第二模態的共振頻段。
此外，為了避免感測元件122影響天線元件110的效率，天線裝置100可以透過改變控制電路126的觸發時脈來避免干擾使用中的頻段，舉例來說，將該觸發時脈設為1KHz時可以有效地減少在GSM850/900頻段所產生的干擾。需注意的是，上述減少干擾的做法僅以範例的方式說明，而非作為本發明的限制條件，在不違背本發明之精神下，熟知本技藝者所採用的其他做法皆屬本發明的範疇。
請一併參考第2圖至第4圖，第2圖為本發明天線裝置中之天線
元件與感測元件的配置之第一實施例的示意圖，第3圖為本發明天線裝置中之天線元件與感測元件的配置之第二實施例的示意圖，以及第4圖為本發明天線裝置中之天線元件與感測元件的配置之第三實施例的示意圖。天線裝置200/300/400與天線裝置100之間的運作方式大致相同，而主要的差異在於：天線元件110與感測元件222/322/422形狀與相對位置關係，因此所耦合產生的第二模態的頻段也不一樣。熟知本技藝者當可於閱讀以上闡述第1圖所示之元件之段落後，輕易地了解第2圖至第4圖中其他電路元件之操作，故更詳盡的說明便於此省略以求簡潔。
另外，需要注意的是，天線元件110與感測元件122的設置並不侷限於同一平面上，請參考第5圖，第5圖為本發明天線裝置中之天線元件與感測元件的配置之第四實施例的示意圖。天線裝置400包含有(但不侷限於)：一天線元件510以及一感測裝置520，其中感測裝置520包含有一感測元件522以及一控制電路526。天線裝置500與天線裝置100之間的運作方式完全相同，主要的差異在於天線元件510與感測元件522係設置於該手持式電子裝置的外殼(housing)550上，亦即天線元件510與感測元件522可根據外殼550的形狀來決定其立體結構，如此一來，天線元件510與感測元件522的結構與長度可以隨著外殼550來得到延展，因此可據以設計出不同的第二模態的頻段。由於熟知本技藝者當可於閱讀以上闡述第1圖所示之元件之段落後，輕易地了解第5圖中其他電路元件之操作，故更詳盡的說明便於此省略以求簡潔。
綜上所述，本發明提供一種根據一感測訊號來調整輸出功率的天線裝置與相關訊號處理裝置，將感測特定吸收率的軟性電路板作為天線使用，如此一來，可以有效地減少特定吸收率感測器所需的電路面積，並且提高偵測天線附近的特定吸收率的準確度，這也更符合使用者使用方式並可大大降低人體暴露在高危險的電磁吸波率的環境下。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100、200、300、400、500‧‧‧天線裝置
110、510‧‧‧天線元件
120、220、320、420、520‧‧‧感測裝置
122、222、322、422、522‧‧‧感測元件
124‧‧‧感應電路
130‧‧‧射頻電路
126、226、326、426、526‧‧‧控制電路
550‧‧‧外殼
第1圖為本發明天線裝置之第一實施例的示意圖。
第2圖為本發明天線裝置中之天線元件與感測元件的配置之第一實施例的示意圖。
第3圖為本發明天線裝置中之天線元件與感測元件的配置之第二實施例的示意圖。
第4圖為本發明天線裝置中之天線元件與感測元件的配置之第三實施例的示意圖。
第5圖為本發明天線裝置中之天線元件與感測元件的配置之第四實施例的示意圖。
100‧‧‧天線裝置
110‧‧‧天線元件
120‧‧‧感測裝置
122‧‧‧感測元件
124‧‧‧感應電路
126‧‧‧控制電路
130‧‧‧射頻電路
Claims (10)
- 一種天線裝置，包含有：一第一天線元件，具有至少一第一模態；以及一第一感測元件，其為一感測裝置之前端元件，該感測元件另與該第一天線元件耦合，以作為一第二天線元件而具有一第二模態。
- 如申請專利範圍第1項所述之天線裝置，其中該感測裝置係用來偵測是否有一人體接近該天線裝置。
- 如申請專利範圍第2項所述之天線裝置，其中係設置於一手持式電子裝置。
- 如申請專利範圍第1項所述之天線單元，其中該第一天線元件可作為該感測裝置之一第二感測元件來偵測是否有一人體接近該天線裝置。
- 一種訊號處理裝置，包含有：一第一天線元件，具有至少一第一模態；以及一感測裝置，包含有：一第一感測元件，用來產生一感測訊號，該感測元件另與該第一天線元件耦合，以作為一第二天線元件而具有一第二模態來接收一無線訊號；以及 一控制電路，耦接於該第一天線元件與該感測元件，用來根據來自該感測元件之該感測訊號來產生一控制訊號，以控制該第一天線元件之輸出功率。
- 如申請專利範圍第5項所述之訊號處理裝置，其中由該感測元件看入該控制電路的阻抗為低阻抗、0或接近0。
- 如申請專利範圍第6項所述之訊號處理裝置，其中該感測元件係透過該控制電路來接地。
- 如申請專利範圍第5項所述之訊號處理裝置，其中該感測裝置係用來偵測是否有一人體接近該天線裝置。
- 如申請專利範圍第5項所述之訊號處理裝置，其係設置於一手持式電子裝置。
- 如申請專利範圍第5項所述之訊號處理裝置，其中該第一天線元件可作為該感測裝置之一第二感測元件來偵測是否有一人體接近該天線裝置。
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