TWI478505B - 電子裝置及其天線收訊調整方法 - Google Patents

Description

電子裝置及其天線收訊調整方法

本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種電子裝置的天線及其天線調整方法。

一般而言，傳統的手提式電子裝置例如筆記型電腦(Notebook)的天線皆設置於螢幕的上方，螢幕和基座之間的夾角並不會影響天線接收無線信號的效能。然而近年來由於科技的發展，例如輕薄筆電(Ultra book)等注重設計感的商品日益增多，使用金屬外殼的設計的手提式電子裝置也越來越多。當筆記型電腦使用金屬外殼的設計時，筆記型電腦的天線即必須將天線的設置位置移動至基座上，鍵盤旁與螢幕交界的轉軸附近。故當螢幕與基座的開闔角度不同時，天線的收發特性亦會有所改變，例如天線收發信號的中心頻率、輻射頻率，或是指向性等特性，而因此造成天線收發信號的效能低落。再者，在Microsoft在2012年Win 8系統中，提出持續保持連線(Always on,Always connected,AOAC)的規範，並且Intel進一步訂定筆記型電腦在開啟及閉合時，天線效率相差不可超過50%，故如何使筆記型電腦在各種使用狀態下，維持良好的天線的效能，已成為一個重要的課題。

本發明提供一種電子裝置及其天線收訊調整方法，可依電子裝置中本體之間的距離調整天線的阻抗。

本發明提供一種電子裝置，包括第一本體、第二本體、感測單元以及處理單元。第二本體具有至少一天線及匹配單元，係樞設於第一本體，適於相對第一本體開闔。感測單元係設置於第一本體及第二本體間，用以偵測第一本體與第二本體之間的距離，並且根據距離產生控制信號。處理單元與感測單元及匹配單元電性連接，根據接收之控制信號調整匹配單元。

在本發明一實施例中，上述的距離包括第一本體與第二本體之間的夾角。

在本發明的一實施例中，上述的距離包括第一本體與第二本體之間的開闔狀態。

在本發明一實施例中，處理單元根據夾角的大小判斷匹配單元的設定是否為最佳阻抗匹配電路。其中，當匹配單元為非最佳阻抗匹配電路時，處理單元根據夾角的大小取得匹配單元對應夾角大小的該最佳阻抗匹配電路，以及處理單元根據夾角的大小產生控制信號，傳送控制信號至匹配單元以調整匹配單元的設定，使天線達到最佳接收訊號效果。

在本發明一實施例中，當匹配單元的設定為最佳阻抗匹配電路時，處理單元維持匹配單元的設定。

在本發明一實施例中，上述電子裝置更包括一資料 庫，耦接處理單元。處理單元對應夾角大小從資料庫擷取至少一資料，根據夾角的大小，以及至少一資料取得最佳阻抗匹配電路。

在本發明一實施例中，當資料庫中所儲存的最佳阻抗匹配電路資料對應的是預設區間的資料時，利用內差或外差等方式計算得到當前的夾角的最佳阻抗匹配電路。

在本發明一實施例中，當匹配單元為非最佳阻抗匹配電路時，處理單元根據夾角的大小所對應的該阻抗匹配值，自動掃描微調該阻抗匹配單元，以取得匹配單元對應該夾角的該最佳阻抗匹配電路。

在本發明一實施例中，感測單元以預設時間為單位，週期性的偵測第一本體及第二本體之間的夾角的大小。

在本發明一實施例中，天線包括輻射部、短路端以及第一饋入端。匹配單元則包括第二饋入端及二極體。其中，第二饋入端位於天線的輻射部與第一饋入端之間，以及二極體耦接第二饋入端以及天線的接地端之間。

在本發明一實施例中，上述的第一饋入端係連接交流偏壓，第二饋入端係連接一直流偏壓。

在本發明一實施例中，係由同一同軸電纜線饋入該第一饋入端與該第二饋入端。

在本發明一實施例中，感測單元偵測到第一本體與該第二本體為閉闔狀態時，該直流偏壓導通二極體。

本發明提供一種天線收訊調整方法，適用於電子裝置，其中電子裝置具有第一本體及第二本體，第一本體適 於相對第二本體開闔，包括以下步驟。首先，偵測第一本體及第二本體之間的距離。然後，根據距離產生控制信號。接著，根據控制信號，調整匹配單元。

在本發明一實施例中，偵測距離包括偵測第一本體及第二本體之間的夾角。

在本發明一實施例中，偵測距離包括偵測第一本體及第二本體之間的開闔狀態。

在本發明一實施例中，其中根據控制信號調整匹配單元的步驟更包括根據夾角的大小，判斷匹配單元的設定是否為最佳阻抗匹配電路。以及，當匹配單元的設定不為最佳阻抗匹配電路時，根據夾角的大小取得匹配單元對應夾角大小的最佳阻抗匹配電路。然後，以最佳阻抗匹配電路調整匹配單元，使天線達到最佳接收訊號效果。

在本發明一實施例中，當匹配單元的設定為該最佳阻抗匹配電路時，維持匹配單元的設定。

在本發明一實施例中，根據該夾角的大小計算得到匹配單元對應夾角大小的最佳阻抗匹配電路的步驟包括從資料庫擷取對應的至少一資料，根據至少一資料計算得到對應夾角大小的最佳阻抗匹配電路。

在本發明一實施例中，當資料庫中所儲存的最佳阻抗匹配電路資料對應的是預設區間的資料時，利用內差或外差等方式計算得到當前的夾角的最佳阻抗匹配電路。

在本發明一實施例中，當匹配單元為非最佳阻抗匹配電路時，處理單元根據夾角的大小所對應的阻抗匹配值， 自動掃描微調該阻抗匹配單元，以取得匹配單元對應該夾角的最佳阻抗匹配電路。

在本發明一實施例中，偵測第一本體及第二本體之間的距離的步驟包括以預設時間為單位，週期性的偵測第一本體及第二本體之間的夾角的大小。

在本發明一實施例中，其中上述的電子裝置具有至少一天線。天線包括輻射部、短路端以及第一饋入端。以及，匹配單元包括第二饋入端及二極體，其中第二饋入端位於天線的輻射部與第一饋入端之間，且二極體耦接第二饋入端以及天線的接地端之間。

在本發明一實施例中，其中上述根據控制信號調整匹配單元之步驟包括當感測單元偵測到第一本體與第二本體為閉闔狀態時，以直流偏壓連接第二饋入端以導通二極體。

基於上述，本發明提供一種電子裝置及其天線收訊調整方法，使得電子裝置可根據兩個本體的距離，例如夾角的大小以及開闔狀態，來調整天線的阻抗匹配之設定狀態，讓電子裝置的天線得以因應電子裝置的本體之開闔角度調整為最佳的收發狀態。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為根據本發明一實施例所繪示電子裝置的立體示意圖。請參照圖1，電子裝置10包括第一本體110、第二 本體120。第二本體120具有天線130及匹配單元(未繪示)，透過樞轉軸121樞設於第一本體110，適於相對第一本體110開闔。其中。樞轉軸121設置於第二本體120的側邊SD1。而天線130設置於第二本體120上，並且靠近樞轉軸121設置的側邊SD1。

在本發明中，電子裝置10可為個人筆記型電腦(Notebook)，平板電腦(Tablet PC)等電子裝置。而天線則用以收發例如符合無線保真度(Wireless Fidelity,WiFi)的無線網路信號等，本發明並不限定於上述內容。

而由圖1所示，第一本體110與第二本體120之間的距離，例如，如圖1所示夾角ANG的大小即會造成天線130的收發能力的改變，例如中心頻率飄移等問題。舉例來說，當夾角ANG的開闔角度大於90度的時候，天線的中心頻率可能即會向高頻位移，而當夾角ANG的開闔角度小於90度的時候，天線的中心頻率則會向低頻偏移。而當第一本體110具有金屬材料的外殼時，這樣的影響則將更加的劇烈。

圖2為根據本發明一實施例所繪示電子裝置的裝置方塊圖。請參照圖2，電子裝置20包括天線130、匹配單元140、感測單元150以及處理單元160。在本實施例中，天線130與圖1所述實施例相同的設置於第二本體(圖1第二本體120)上，靠近樞轉軸(圖1樞轉軸121)設置的側邊(圖1第二本體130的側邊SD1)。匹配單元140連接天線130，以一設定調整天線130的阻抗匹配，以使天線 達到最佳輻射效果。感測單元150設置於如圖1所示第一本體110及第二本體120之間，用以偵測如圖1所示的第一本體110與第二本體120之間的距離，包括夾角ANG的大小以及第一本體110與第二本體120之間的開闔狀態。感測單元150即根據第一本體110與第二本體120之間的距離產生控制信號CS。

處理單元160耦接匹配單元140以及感測單元150。其中，處理單元160從感測單元150接收控制信號CS，根據接收的控制信號CS調整匹配單元140。

在本發明一實施例中，處理單元160根據第一本體110與第二本體120之間的距離之夾角ANG的大小判斷匹配單元140目前的設定是否為一最佳阻抗匹配電路，也就是對應目前夾角ANG，匹配單元140中最佳的阻抗匹配值。而當匹配單元140的設定不為最佳阻抗匹配電路時，處理單元160根據夾角ANG的大小計算得到匹配單元140對應目前夾角ANG大小的最佳阻抗匹配電路。處理單元160並傳送目前的最佳阻抗匹配電路CON至匹配單元140以調整匹配單元140的設定，以使天線130之輻射效率最佳。而當匹配單元140的設定為最佳阻抗匹配電路CON時，處理單元160則維持匹配單元140的設定，不對匹配單元140進行設定上的修改。

匹配單元140中可包括多個電晶體、電阻組、可變電阻、可變電容、電感或一回授電路，根據處理單元160所傳送的最佳阻抗匹配電路CON調整其等效的電阻、電容 或電感值。由於本領域具通常知識者可分別選用多種方式實施匹配單元140之內容，在此則不另贅述。

而處理單元160可運用多種的方法計算出上述的最佳阻抗匹配電路之內容。舉例而言，在本發明的一實施例中，電子裝置20更包括了一資料庫(未繪示)。所述之資料庫耦接處理單元160，而處理單元160對應夾角ANG大小從資料庫擷取至少一資料，根據夾角ANG的大小，以及至少一資料計算得到最佳阻抗匹配電路。例如，在資料庫中儲存著每隔一預設單位的夾角ANG所對應的最佳阻抗匹配電路資料，例如資料庫儲存夾角30度至150度，每隔10度一筆最佳阻抗匹配電路資料。當處理單元160接收到當前的夾角ANG大小時，處理單元160從資料庫中擷取最接近當前的夾角ANG大小的兩個夾角大小所對應的最佳阻抗匹配電路資料，利用內差或是外差等方式計算得到當前的夾角ANG的最佳阻抗匹配電路CON。

另外，在本發明另一實施例中，處理單元160則以較為簡化方式得到對應當下夾角ANG大小的最佳阻抗匹配電路。在此實施例中，資料庫中所儲存的最佳阻抗匹配電路資料對應的是一預設區間的資料，例如設定每10度為一預設區間，也就是說10度內的夾角ANG大小皆對應相同的的最佳阻抗匹配電路資料。當處理單元160接收到當前的夾角ANG大小時，則直接從資料庫擷取出對應的最佳阻抗匹配電路資料作為當前的夾角ANG的最佳阻抗匹配電路CON。但本發明並不限定於上述的計算方式，本領域 具通常知識者可根據實際情況調整實施的方式。

在本發明一實施方式中，電子裝置具有持續保持連線(Always on,Always connected,AOAC)的工作模式，即使電子裝置處於未被使用的狀態時，例如第一本體與第二本體閉合(夾角0度)時，天線亦需保持連線。由於一般在使用中的電子裝置的夾角大約落於90度左右的角度。因應這樣的工作模式，則可將第一本體與第二本體之間的距離中的開闔狀態劃分為閉合(夾角0度)以及開啟(夾角大於0度)兩種情況。本發明一實施例則根據這樣的情況針對天線130及匹配單元140進行一種不同的設置方式。圖3為根據本發明一實施例所繪示電子裝置的天線及匹配單元的結構示意圖。在本實施例中提供了一種如圖2所示實施例中，天線130與匹配單元140將第一本體與第二本體之間的距離中的開闔狀態劃分為開啟與閉合兩種情況的實施方式。請參照圖2及圖3，天線130包括輻射部RFP、短路端GND以及第一饋入端IN1，其中在輻射部RFP至短路端GND的路徑中設置有電容C1。而匹配單元140則包括第二饋入端IN2以及二極體D1。其中，第二饋入端IN2位於天線的輻射部RFP及第一饋入端IN1之間，而二極體D1則設置於第二饋入端IN2及短路端GND之間。天線從第一饋入端IN1饋入一交流電壓(射頻信號)，並利用從第一饋入端IN1經過輻射部RFP到短路端GND之間的路徑共振出一模態，以發射上述之射頻信號。第二饋入端IN2係饋入一直流偏壓，用以導通二極體D1。在本實施例 中，係利用同軸電纜線連接一高通濾波器或一電容與第一饋入端IN1，提供交流電壓的訊號，利用同軸電纜線連接一低通濾波器或一電感與第二饋入端IN2，提供直流電壓的訊號。簡言之，天線僅需搭配濾波器或電容電感，即可利用一同軸電纜線完成天線直流電壓與交流電壓的饋入。

當處理單元160從感測單元150接收目前的電子裝置20的控制信號CS，便能判別目前電子裝置20的開闔狀態。在本實施例中，當處理單元160得知目前電子裝置20的開闔狀態為開啟時，處理單元160設定最佳阻抗匹配電路CON為一低準位電壓至匹配單元140的第二饋入端IN2，二極體D1的兩端則為斷路的狀態。其中，上述的低準位電壓亦可為一接地電壓。

而當處理單元160判斷得知目前電子裝置20的開闔狀態為閉闔時，處理單元160設定最佳阻抗匹配電路CON為一高準位電壓至匹配單元140的第二饋入端IN2，此時，直流偏壓導通二極體D1的兩端接通。此時，從輻射部RFP至短路端GND之間的路徑則多了從輻射部RFP經過二極體D1至短路端GND的路徑。匹配單元140便藉著導通上述的路徑以調整天線的阻抗匹配值，使天線達到最佳輻射效率。值得一提的是，從輻射部RFP到短路端GND的路徑為射頻信號的四分之一波長。簡言之，處理單元160會根據電子裝置20的開闔狀態，決定是否導通二極體D1。

本發明亦提供一種天線收訊調整方法。圖4為根據本發明一實施例所繪示天線收訊調整方法的流程步驟圖。其 中，所述方法適用於電子裝置，所述之電子裝置具有第一本體及第二本體，而第一本體適於相對第二本體開闔。請參照圖4，首先在步驟S401時，偵測第一本體及第二本體之間的距離，其中距離包括第一本體及第二本體之間的一夾角以及一開闔狀態。然後，在步驟S402時，根據距離產生一控制信號。接著，在步驟S403時，根據控制信號調整匹配單元的設定，以使天線達到最佳的輻射效果。

而圖5為根據本發明一實施例所繪示天線收訊調整方法的流程步驟圖，提供了一種相較於圖4所示實施例較為詳細的實施方式。請同時參照圖2及圖5，首先在步驟S501時，感測單元150偵測第一本體及第二本體之間的距離，包括夾角的大小及開闔狀態，並根據目前的距離產生控制信號CS傳送至處理單元160。接著在步驟S502時，處理單元160根據控制信號CS判斷匹配單元140目前的設定是否為最佳阻抗匹配電路。

當目前匹配單元140的設定為最佳阻抗匹配電路時，處理單元160則維持匹配單元140目前的設定不進行更改(步驟S503)。而當目前匹配單元140的設定不為最佳阻抗匹配電路時，處理單元160則根據控制信號CS計算得到最佳阻抗匹配電路CON(步驟S504)，並傳送最佳阻抗匹配電路CON至調整匹配單元140，以此最佳阻抗匹配電路調整匹配單元140的設定(步驟S505)。

值得注意的是，當環境發生變化時，根據控制信號CS得到的最佳阻抗匹配電路CON為非最佳阻抗匹配電路 時，此時，處理單元160根據夾角的大小所對應的阻抗匹配值，自動掃描微調該阻抗匹配單元140，以取得匹配單元140對應該夾角的最佳阻抗匹配電路CON，以因應環境的變化進行最佳阻抗匹配電路CON，的調整。

最後，在步驟S506時，處理單元160判斷是否已到達預設時間，當到達預設時間時，處理單元160傳送指令INS至感測單元150使感測單元150偵測目前第一本體及第二本體之間的距離，包括夾角ANG的大小及開闔狀態，並根據距離產生控制信號CS回傳處理單元160(步驟S501)。當感測單元150偵測回傳處理單元160夾角ANG的大小及開闔狀態時，則繼續的執行如同上述的步驟S502至S506的動作。

在本發明另一實施例中，當預設時間到達時，感測單元150則主動回傳控制信號CS至處理單元160，不需要處理單元160另行傳送指令INS。而預設時間的長短，則根據實際實施的狀況進行設定，本發明並不限定。

綜上所述，本發明提供一種電子裝置及其天線調整方法，根據目前裝置中兩個本體之間的開闔角度或開闔狀態，即時的調整匹配單元的阻抗匹配值，使得天線可以保持在一個較佳性能收發無線信號。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、20‧‧‧電子裝置

110‧‧‧第一本體

120‧‧‧第二本體

121‧‧‧樞轉軸

130‧‧‧天線

140‧‧‧匹配單元

150‧‧‧感測單元

160‧‧‧處理單元

ANG‧‧‧夾角

RFP‧‧‧輻射部

IN1、IN2‧‧‧饋入端

GND‧‧‧短路端

D1‧‧‧二極體

C1‧‧‧電容

CS‧‧‧控制信號

SD1‧‧‧側邊

CON‧‧‧最佳阻抗匹配電路

INS‧‧‧指令

S401~S403、S501~S506‧‧‧步驟

圖1為根據本發明一實施例所繪示電子裝置的立體示意圖。

圖2為根據本發明一實施例所繪示電子裝置的裝置方塊圖。

圖3為根據本發明一實施例所繪示電子裝置的天線及匹配單元的結構示意圖。

圖4為根據本發明一實施例所繪示天線收訊調整方法的流程步驟圖。

圖5為根據本發明一實施例所繪示天線收訊調整方法的流程步驟圖。

20‧‧‧電子裝置

130‧‧‧天線

140‧‧‧匹配單元

150‧‧‧感測單元

160‧‧‧處理單元

Claims (20)

1. 一種電子裝置，包括：一第一本體；一第二本體，具有至少一天線及一匹配單元，係樞設於該第一本體，適於相對該第一本體開闔；一感測單元，係設置於該第二本體上，並且鄰近該第一本體樞設於該第二本體之處，用以偵測該第一本體與該第二本體之間的一距離，並且根據該距離產生一控制信號；以及一處理單元，與該感測單元及該匹配單元電性連接，根據接收之該控制信號調整該匹配單元，其中，該距離包括該第一本體與第二本體之間的一夾角；該處理單元根據該夾角的大小判斷該匹配單元的設定是否為一最佳阻抗匹配電路；以及其中，當該匹配單元為非該最佳阻抗匹配電路時，該處理單元根據該夾角的大小取得該匹配單元對應該夾角大小的該最佳阻抗匹配電路，以及該處理單元根據該夾角的大小產生該控制信號，傳送該控制信號至該匹配單元以調整該匹配單元的該設定，使該天線達到最佳接收訊號效果。
2. 如申請專利範圍第1項所述電子裝置，其中該距離包括該第一本體與第二本體之間的一開闔狀態。
3. 如申請專利範圍第1項所述電子裝置，其中：當該匹配單元的設定為該最佳阻抗匹配電路時，該處 理單元維持該匹配單元的設定。
4. 如申請專利範圍第1項所述電子裝置，其中所述裝置更包括：一資料庫，耦接該處理單元，該處理單元對應該夾角大小從該資料庫擷取至少一資料，根據該夾角的大小，以及該至少一資料取得該最佳阻抗匹配電路。
5. 如申請專利範圍第4項所述電子裝置，其中：當該資料庫中所儲存的該最佳阻抗匹配電路資料對應的是一預設區間的資料時，利用內差或外差等方式計算得到當前的夾角的該最佳阻抗匹配電路。
6. 如申請專利範圍第1項所述電子裝置，其中：當該匹配單元為非該最佳阻抗匹配電路時，該處理單元根據該夾角的大小所對應的該阻抗匹配值，自動掃描微調該阻抗匹配單元，以取得該匹配單元對應該夾角的該最佳阻抗匹配電路。
7. 如申請專利範圍第1項所述電子裝置，其中：該感測單元以一預設時間為單位，週期性的偵測該第一本體及該第二本體之間的該夾角的大小。
8. 如申請專利範圍第2項所述電子裝置，其中：該天線包括一輻射部、一短路端以及一第一饋入端：以及該匹配單元包括一第二饋入端及一二極體，其中該第二饋入端位於該天線的輻射部與該第一饋入端之間，以及該二極體耦接該第二饋入端以及該天線的該接地端之間。
9. 如申請專利範圍第8項所述電子裝置，其中該第一饋入端係連接一交流偏壓，該第二饋入端係連接一直流偏壓。
10. 如申請專利範圍第9項所述電子裝置，其中該感測單元偵測到該第一本體與該第二本體為閉闔狀態時，該直流偏壓導通該二極體。
11. 如申請專利範圍第9項所述電子裝置，其中係由同一同軸電纜線饋入該第一饋入端與該第二饋入端。
12. 一種天線收訊調整方法，適用於一電子裝置，其中該電子裝置具有一第一本體及一第二本體，該第一本體適於相對該第二本體開闔，包括：偵測該第一本體及該第二本體之間的一距離；根據該距離產生一控制信號；以及根據該控制信號，調整一匹配單元，其中，偵測該距離包括偵測該第一本體及該第二本體之間的一夾角；以及根據該控制信號，調整該匹配單元的步驟更包括：根據該夾角的大小，判斷匹配單元的一設定是否為一最佳阻抗匹配電路；當該匹配單元的該設定不為該最佳阻抗匹配電路時，根據該夾角的大小取得該匹配單元對應該夾角大小的該最佳阻抗匹配電路；以及以該最佳阻抗匹配電路調整該匹配單元，使該天線達到最佳接收訊號效果。
13. 如申請專利範圍第12項所述方法，其中偵測該距離包括偵測該第一本體及該第二本體之間的一開闔狀態。
14. 如申請專利範圍第12項所述方法，其中：當該匹配單元的該設定為該最佳阻抗匹配電路時，維持該匹配單元的該設定。
15. 如申請專利範圍第15項所述方法，其中根據該夾角的大小計算得到該匹配單元對應該夾角大小的該最佳阻抗匹配電路的步驟包括：從一資料庫擷取對應的至少一資料，根據該至少一資料計算得到對應該夾角大小的該最佳阻抗匹配電路。
16. 如申請專利範圍第15項所述方法，其中：當該資料庫中所儲存的該最佳阻抗匹配電路資料對應的是一預設區間的資料時，利用內差或外差等方式計算得到當前的夾角的該最佳阻抗匹配電路。
17. 如申請專利範圍第12項所述方法，其中：當該匹配單元為非該最佳阻抗匹配電路時，該處理單元根據夾角的大小所對應的阻抗匹配值，自動掃描微調該阻抗匹配單元，以取得該匹配單元對應該夾角的該最佳阻抗匹配電路。
18. 如申請專利範圍第12項所述方法，其中偵測該第一本體及該第二本體之間的該距離的步驟包括：以一預設時間為單位，週期性的偵測該第一本體及該第二本體之間的該夾角的大小。
19. 如申請專利範圍第13項所述方法，其中該電子裝 置具有至少一天線，該天線包括一輻射部、一短路端以及一第一饋入端；以及該匹配單元包括一第二饋入端及一二極體，其中該第二饋入端位於該天線的輻射部與該第一饋入端之間，且該二極體耦接該第二饋入端以及該天線的該接地端之間。
20. 如申請專利範圍第19項所述方法，其中根據該控制信號，調整該匹配單元之步驟包括：當該感測單元偵測到該第一本體與該第二本體為閉闔狀態時，以一直流偏壓連接該第二饋入端以導通該二極體。