TWI557985B - 天線系統及應用該天線系統之無線通訊裝置 - Google Patents

Description

天線系統及應用該天線系統之無線通訊裝置

本發明係關於一種天線系統及應用該天線系統的無線通訊裝置。

無線通訊裝置的電磁波吸收比值(Specific Absorption Rate，SAR)品質作為一項可能直接影響無線通訊裝置用戶身體健康的性能指標，正逐漸受到人們的關注和重視。一般地說，在不影響無線通訊裝置的性能的前提下，應該儘量降低無線通訊裝置的SAR值。為了確保用戶的健康，一些國家已制定SAR的最高標準，例如美國標準為1.6W/kg，歐洲標準為2.0W/kg。由於天線是無線通訊裝置中輻射電磁波的主要部件，因此，如何改善無線通訊裝置的天線系統端的設計，使其在保持接收效率的同時又能儘量降低SAR值顯得尤為必要。

鑒於上述內容，有必要提供一種可降低SAR值的天線系統。

另，還有必要提供具有上述天線系統的無線通訊裝置。

一種天線系統，其應用於無線通訊裝置，該天線系統包括第一天線、第二天線、基帶晶片、邏輯電路、感測模組及切換模組，該無線通訊裝置使用第一天線或第二天線發射無線電訊號時產生的電磁波吸收比值不同，該基帶晶片與邏輯電路電性連接，以向邏 輯電路觸發電訊號，邏輯電路與感測模組電性連接，感測模組用以在使用者接觸或靠近無線通訊裝置時，觸發中斷訊號，邏輯電路依據感測模組觸發的中斷訊號、基帶晶片發送的電訊號及無線通訊裝置當前工作頻段輸出控制訊號，切換模組同時與邏輯電路和基帶晶片電性連接，以在邏輯電路輸出的控制訊號的控制下切換導通於第一天線或第二天線。

一種無線通訊裝置，其包括天線系統，該天線系統包括第一天線、第二天線、基帶晶片、邏輯電路、感測模組及切換模組，該無線通訊裝置使用第一天線或第二天線發射無線電訊號時產生的電磁波吸收比值不同，該基帶晶片與邏輯電路電性連接，以向邏輯電路觸發電訊號，邏輯電路與感測模組電性連接，感測模組用以在使用者接觸或靠近無線通訊裝置時，觸發中斷訊號，邏輯電路依據感測模組觸發的中斷訊號、基帶晶片發送的電訊號及無線通訊裝置當前工作頻段輸出控制訊號，切換模組同時與邏輯電路和基帶晶片電性連接，以在邏輯電路輸出的控制訊號的控制下切換導通於第一天線或第二天線。

上述的天線系統通過感測模組感測試用者是否靠近或接觸無線通訊裝置，並藉此產生中斷訊號以控制比較模組。比較模組依據當前的工作頻段觸發控制訊號，進而控制切換模組改變無線電訊號的發射路徑，進而降低SAR值，減少對使用者的影響。同時該天線系統在利用第二天線發射無線電訊號的同時仍利用第一天線接收無線電訊號，不會影響無線電訊號的接收性能。

100‧‧‧天線系統

10‧‧‧第一天線

20‧‧‧第二天線

30‧‧‧基帶晶片

50‧‧‧感測模組

60‧‧‧或閘

70‧‧‧比較模組

80‧‧‧反及閘

82‧‧‧輸入端

84‧‧‧輸出端

90‧‧‧切換模組

圖1係本發明天線系統的較佳實施方式的功能模塊圖。

請參閱圖1，本發明的較佳實施方式提供一種天線系統100，其可應用於無線通訊裝置(圖未示)中。在本實施方式中，該無線通訊裝置為行動電話，其可以工作於全球行動通訊系統(Global System For Mobile，GSM)和寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)兩種通訊模式。

該天線系統100包括第一天線10、第二天線20、基帶晶片30、感測模組50、邏輯電路(圖未標)及切換模組90。該邏輯電路包括或閘60、比較模組70及反及閘80。

該第一天線10用以接收和發送GSM或WCDMA訊號，該第二天線20僅用以發送GSM或WCDMA訊號。在本實施方式中，因第一天線10和第二天線20空間位置的分佈及本身結構的差異，該無線通訊裝置使用第一天線10發射訊號時產生的SAR值比使用第二天線20發射訊號時的SAR值高。

該基帶晶片30同時與第一天線10和切換模組90電性連接。該基帶晶片30用以將第一天線10傳送的無線電訊號解碼轉換為語音訊號；同時該基帶晶片30將語音訊號編碼轉換成無線電訊號，並通過切換模組90傳送至第一天線10或第二天線20。此外，該基帶晶片30與或閘60電性連接，當無線通訊裝置發送GSM或WCDMA訊號時，基帶晶片30向或閘60觸發高電平訊號。

該感測模組50為一電容式感測器，其設於無線通訊裝置內靠近第一天線10的位置。該感測模組50與比較模組70電性連接，當使用者握持或靠近無線通訊裝置時，該感測模組50依據電容的改變向比較模組70觸發一中斷訊號。該比較模組70預先設置該無線通訊 裝置的指定工作頻帶，如GSM1900，由習知技術可知，無線通訊裝置工作於指定工作頻帶時，SAR值最高。當比較模組70收到感測模組50傳送的中斷訊號後，該比較模組70比較無線通訊裝置的當前工作頻帶與指定工作頻帶，進而觸發一電訊號。具體地，當無線通訊裝置的當前工作頻帶與指定工作頻帶一致時，比較模組70觸發高電平訊號，否則，該比較模組70觸發低電平訊號。

該反及閘80包括二輸入端82及一輸出端84。該二輸入端82分別與或閘60和比較模組70電性連接，用以分別接收或閘60和比較模組70觸發的電訊號。該輸出端84與切換模組90電性連接，用以依據二輸入端82接收的電訊號向切換模組輸出控制訊號，以控制切換模組90。該切換模組90為一類比開關，用以在反及閘80的輸出端84輸出的控制訊號的控制下切換導通於第一天線10或第二天線20。具體地，當反及閘80的輸出端輸出高電平時，切換模組90與第一天線10導通；當反及閘80的輸出端84輸出低電平時，切換模組90與第二天線20導通。

下面以三種情形說明該天線系統100的工作原理：

第一，當無線通訊裝置工作於GSM或WCDMA的任意頻帶，且感測模組50未被觸發時(如未握持無線通訊裝置或使用耳機通訊)。此時，基帶晶片30觸發高電平訊號，感測模組50未觸發中斷訊號，比較模組70輸出低電平，如此，該反及閘80的輸出端84輸出高電平，進而控制切換模組與第一天線10導通。此時，該第一天線10接收無線電訊號，並將無線電訊號傳送至基帶晶片30，基帶晶片30語音訊號轉換成無線電訊號後經切換模組90和第一天線10發射出去。在此情形下，由於使用者遠離無線通訊裝置，故在通話過 程中，即使使用SAR值較高的第一天線10發射訊號，對使用者影響也較小。

第二，當無線通訊裝置當前工作於GSM或WCDMA的非指定頻帶，且感測模組50被觸發時(如握持無線通訊裝置)。此時，基帶晶片30觸發高電平訊號，感測模組50觸發中斷訊號，由於無線通訊裝置當前工作頻帶與指定頻帶不一致，故比較模組70觸發低電平，如此，該反及閘80的輸出端84輸出高電平，進而控制切換模組與第一天線10導通。此時，該第一天線10接收無線電訊號，並將無線電訊號傳送至基帶晶片30，基帶晶片30語音訊號轉換成無線電訊號後經切換模組90和第一天線10發射出去。在此情形下，由於無線通訊裝置工作於非指定頻帶，其SAR值本身較低，即使使用者握持該無線通訊裝置，也對使用者影響較小。

第三，當無線通訊裝置當前工作於GSM或WCDMA的指定頻帶，且感測模組50被觸發時(如握持無線通訊裝置)。此時，基帶晶片30觸發高電平訊號，感測模組50觸發中斷訊號，由於無線通訊裝置當前工作頻帶與指定頻帶一致，故比較模組70觸發高電平，如此，該反及閘80的輸出端84輸出低電平，進而控制切換模組與第二天線20導通。此時，該第一天線10接收無線電訊號，並將無線電訊號傳送至基帶晶片30，基帶晶片30語音訊號轉換成無線電訊號後經切換模組90和第二天線20發射出去。在此情形下，由於無線電訊號通過第二天線20發射，且使用第二天線20時無線通訊裝置的SAR值較低，故對使用者影響較小。同時第一天線10仍負責無線電訊號的接收，故在降低SAR值的同時不會影響無線電訊號的接收性能。

可以理解，本發明天線系統100也可適用於雙模手機相容的其他通訊模式，如CDMA模式。

可以理解，本發明天線系統100也可適用於單模通訊模式，如此，該或閘60可省略，而基帶晶片30直接與反及閘80的輸入端82電性連接。

本發明的天線系統100通過設置感測模組50和比較模組70，以在感測模組50被觸發且無線通訊裝置工作於指定頻帶時，比較模組70觸發高電平，進而通過邏輯電路控制使無線電訊號的發射路徑由第一天線10切換至第二天線20，進而降低SAR值，減少對使用者的影響。同時該天線系統100在利用第二天線20發射無線電訊號的同時仍利用第一天線10接收無線電訊號，不會影響無線電訊號的接收性能。

綜上所述，本發明確已符合發明專利的要件，爰依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明的較佳實施方式，本發明的範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝的人士爰依本發明的精神所作的等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧第一天線

20‧‧‧第二天線

30‧‧‧基帶晶片

50‧‧‧感測模組

60‧‧‧或閘

70‧‧‧比較模組

80‧‧‧反及閘

82‧‧‧輸入端

84‧‧‧輸出端

90‧‧‧切換模組

100‧‧‧天線系統

Claims (10)

1. 一種天線系統，其應用於無線通訊裝置，其改良在於：該天線系統包括第一天線、第二天線、基帶晶片、邏輯電路、感測模組及切換模組，該無線通訊裝置使用該第一天線或該第二天線發射無線電訊號時產生的電磁波吸收比(SAR)值不同，該基帶晶片與該邏輯電路電性連接，以向該邏輯電路觸發電訊號，該邏輯電路與該感測模組電性連接，該感測模組用以在使用者接觸或靠近該無線通訊裝置時，觸發中斷訊號，該邏輯電路依據該感測模組觸發的該中斷訊號、該基帶晶片發送的該電訊號及該無線通訊裝置當前工作頻段輸出控制訊號，該切換模組同時與該邏輯電路和該基帶晶片電性連接，以在該邏輯電路輸出的該控制訊號的控制下導通於該第一天線或該第二天線。
2. 如申請專利範圍第1項所述之天線系統，其中該邏輯電路包括或閘，該或閘與該基帶晶片電性連接，當無線通訊裝置發送無線電訊號時，該基帶晶片向該或閘觸發高電平訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之天線系統，其中該邏輯電路包括比較模組，該比較模組預設該無線通訊裝置的該指定工作頻段，該比較模組與該感測模組電性連接，當該比較模組接收到該感測模組觸發的中斷訊號時，該比較模組比較該無線通訊裝置的當前工作頻段與該指定工作頻段，若該無線通訊裝置的當前工作頻帶與該指定工作頻帶一致，該比較模組觸發高電平訊號。
4. 如申請專利範圍第3項所述之天線系統，其中該邏輯電路包括反及閘，該反及閘包括二輸入端及一輸出端，該二輸入端分別與該或閘和該比較模組電性連接，該輸出端與該切換模組電性連接。
5. 如申請專利範圍第4項所述之天線系統，其中當該反及閘的該輸出端輸出高電平時，該切換模組與該第一天線導通；當反及閘的該輸出端輸出低電平時，該切換模組與該第二天線導通。
6. 如申請專利範圍第1項所述之天線系統，其中該無線通訊裝置使用該第一天線發射訊號時的SAR值大於使用該第二天線發射訊號時的SAR值。
7. 如申請專利範圍第1項所述之天線系統，其中該感測模組為電容式感測器。
8. 如申請專利範圍第1項所述之天線系統，其中該基帶晶片用以實現該無線電訊號和該語音訊號的相互轉換，該第一天線與該基帶晶片電性連接，用以接收和發送該無線電訊號。
9. 一種無線通訊裝置，其包括申請專利範圍第1-8任一項所述的該天線系統。
10. 如申請專利範圍第9項所述之無線通訊裝置，其中所述無線通訊裝置同時工作於GSM和WCDMA兩種通訊模式。