TWI633711B

TWI633711B - 接近感測型天線裝置及其天線結構

Info

Publication number: TWI633711B
Application number: TW105137095A
Authority: TW
Inventors: 湯嘉倫; 江啟名; 張鈞全
Original assignee: 耀登科技股份有限公司
Priority date: 2016-11-14
Filing date: 2016-11-14
Publication date: 2018-08-21
Also published as: TW201818612A

Abstract

一種接近感測型天線裝置的天線結構，包括第一導體、高頻阻隔單元、及第二導體。第一導體具有用以輸入訊號的饋入段、與饋入段間隔設置的耦合段、及連接於饋入段與耦合段的直流阻隔單元。高頻阻隔單元連接於第一導體的耦合段。第二導體與所述第一導體呈間隔設置、並能與第一導體的耦合段產生射頻訊號耦合。所述第二導體的一端接地並且未連接有任何電容元件及任何電感元件。所述第一導體的耦合段能作為感測外部物件的電容電極；當所述耦合段作為電容電極時，耦合段能夠與外部物件之間產生依據距離而相對應變化的電容值。

Description

接近感測型天線裝置及其天線結構

本發明涉及一種天線裝置，且特別是有關於一種接近感測型天線裝置及其天線結構。

為控制手持式電子裝置對於人體所產生的輻射量值問題，一般在設計手持式電子裝置時，需要在無線廣域網路(WWAN)的主要天線位置額外加入接近感測器(Proximity sensor，P-sensor)來感知人體接近，進而啟動功率縮減的保護機制，來降低手持式電子裝置所產生的輻射量值。

再者，請參閱圖1所示，其為現有天線結構1a的示意圖。現有天線結構1a中用於接地的輻射本體11a需要連接有至少一個電容元件12a，藉以使輻射本體11a能夠搭配連接於所述接近感測器2a並可以作為接近感測器2a的電容電極使用。也就是說，由於現有天線結構1a的輻射本體11a必須作為上述接近感測器2a的電容電極，所以輻射本體11a上必須設有電容元件12a，但是此種架構顯然會對往後的天線發展產生侷限。

於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。

本發明實施例在於提供一種接近感測型天線裝置及其天線結構，用來改善現有天線結構所易產生的問題。

本發明實施例公開一種接近感測型天線裝置，包括：一天線結構，其包含：一第一導體，其具有用以輸入訊號的一饋入段、與所述饋入段間隔設置的一耦合段、及連接於所述饋入段與所述耦合段的一直流阻隔單元；一高頻阻隔單元，其連接於所述第一導體的所述耦合段；及一第二導體，其與所述第一導體呈間隔設置、並能與所述第一導體的所述耦合段產生射頻訊號耦合，所述第二導體的一端接地並且所述第二導體未連接有任何電容元件及任何電感元件；其中，所述第一導體的所述耦合段能作為感測外部物件的一電容電極；當所述耦合段作為所述電容電極時，所述耦合段能夠與所述外部物件之間產生依據距離而相對應變化的電容值；以及一接近感測器，其連接於所述高頻阻隔單元，並且所述接近感測器經由所述高頻阻隔單元而電性連接於所述第一導體的所述耦合段。

本發明實施例也公開一種接近感測型天線裝置的天線結構，包括：一第一導體，其具有用以輸入訊號的一饋入段、與所述饋入段間隔設置的一耦合段、及連接於所述饋入段與所述耦合段的一直流阻隔單元；一高頻阻隔單元，其連接於所述第一導體的所述耦合段；以及一第二導體，其與所述第一導體呈間隔設置、並能與所述第一導體的所述耦合段產生射頻訊號耦合，所述第二導體的一端接地並且所述第二導體未連接有任何電容元件及任何電感元件；其中，所述第一導體的所述耦合段能作為感測外部物件的一電容電極；當所述耦合段作為所述電容電極時，所述耦合段能夠與所述外部物件之間產生依據距離而相對應變化的電容值。

綜上所述，本發明實施例所公開的接近感測型天線裝置及其天線結構，透過將用來連接所述接近感測器的高頻阻隔單元連接於第一導體的耦合段，以使得與第一導體間隔設置的第二導體無需作為接近感測器的電容電極，所以第二導體也無須連接有任何電容元件及任何電感元件，進而提供一種截然不同於現有天線結構的架構。

為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。

[現有技術]

1a‧‧‧天線結構

11a‧‧‧輻射本體

12a‧‧‧電容元件

2a‧‧‧接近感測器

[本發明實施例]

100‧‧‧接近感測型天線裝置

1‧‧‧天線結構

11‧‧‧第一導體

111‧‧‧饋入段

112‧‧‧耦合段

113‧‧‧直流阻隔單元

1131‧‧‧耦合區塊

12‧‧‧高頻阻隔單元

13‧‧‧第二導體

14‧‧‧第一電感單元

15‧‧‧第一擴充電極段

16‧‧‧第二電感單元

17‧‧‧第二擴充電極段

2‧‧‧接近感測器

200‧‧‧訊號饋入線

300‧‧‧外部物件

圖1為現有天線結構連接接近感測器的示意圖。

圖2為本發明接近感測型天線裝置實施例一的示意圖。

圖3為本發明接近感測型天線裝置實施例一用來感測外部物件的示意圖。

圖4為圖2變化類型的示意圖。

圖5為本發明接近感測型天線裝置實施例二的示意圖。

圖6為本發明接近感測型天線裝置實施例三的示意圖。

[實施例一]

請參閱圖2至圖4，為本發明的實施例一，需先說明的是，本實施例對應附圖所提及的相關數量與外型，僅用來具體地說明本發明的實施方式，以便於了解本發明的內容，而非用來侷限本發明的保護範圍。

如圖2和圖3，本實施例公開一種接近感測型天線裝置100，用以安裝於一電子設備(圖略)中，藉以配合電子設備內的一訊號饋入線200使用。其中，上述電子設備例如是筆記型電腦、平板電腦、全球定位系統設備(GPS)、手持式行動設備(如：手機)、或是配戴式行動設備(如：手錶)。

所述接近感測型天線裝置100包括有一天線結構1以及電性連接於上述天線結構1的一接近感測器(P-sensor module)2。其中，所述天線結構1包含有一第一導體11、連接於上述第一導體11的一高頻阻隔單元12、及一第二導體13。

所述第一導體11具有用以輸入訊號的一饋入段111、與所述饋入段111間隔設置的一耦合段112、及連接於所述饋入段111與耦合段112的一直流阻隔單元113。其中，所述請入段111是用以連接(如：電性連接)所述訊號饋入線200，所述耦合段112是通過直流阻隔單元而與上述饋入段111電性連接。更詳細地說，所述直流阻隔單元113包含有相互分離設置的兩個耦合區塊1131，並且上述兩個耦合區塊1131分別一體連接於饋入段111及耦合段112，藉以使所述兩個耦合區塊1131能夠彼此耦合而產生一電容效應。

藉此，本實施例的直流阻隔單元113是以兩個耦合區塊1131分別一體成形地連接於上述饋入段111及耦合段112，因而無須另行安裝會影響天線結構1輻射效果的一獨立電子元件，進而可使本實施例天線結構1的製造成本能夠被降低。

此外，本實施例的直流阻隔單元113雖是以兩個耦合區塊1131作說明，但所述直流阻隔單元113的類型並不受限於本實施例所載。舉例來說，如圖4所示，所述直流阻隔單元113也可以是另行加裝的一電容器。

所述高頻阻隔單元12連接於上述第一導體11的耦合段112，並且所述高頻阻隔單元12於本實施例中是指能夠產生電感效應的元件或構造，如：電感器。再者，所述高頻阻隔單元12與耦合段112相連接的部位較佳是靠近直流阻隔單元113，藉以使得耦合段112中的較多區域能夠作為後述中的電容電極使用。再者，所述接近感測器2連接於上述高頻阻隔單元12，並且上述接近感測器2經由所述高頻阻隔單元12而電性連接於上述第一導體11的耦合段112。

所述第二導體13是與上述第一導體11呈間隔設置，並且第二導體13能與所述第一導體11的耦合段112產生射頻訊號耦合。其中，所述第二導體13的一端接地，而所述第二導體13的另一端為自由端，並且本實施例的第二導體13不是用來作為接近感測器2的電容電極，所以第二導體13未(無須)連接有任何電容元件以及任何電感元件，藉以使本實施例能夠提供一種利於降低生產成本(如：減少電容元件與電感元件)且截然不同於現有天線結構的架構。

進一步地說，所述第一導體11的耦合段112能作為感測外部物件300(如：人體)的一電容電極；也可以說，所述第一導體11的耦合段112能作為所述接近感測器2的電容電極。其中，當所述第一導體11的耦合段112作為上述電容電極時，所述耦合段112能夠與外部物件300之間產生依據距離而相對應變化的電容值。

再者，所述直流阻隔單元113能夠在上述耦合段112作為電容電極時，呈現開路狀態，藉以使偵測訊號不會流經饋入段111。所述高頻阻隔單元12則是能夠在上述耦合段112耦合於第二導體13時，呈現開路狀態，藉以使射頻訊號不會流至所述接近感測器2。

更詳細地說，當天線結構1之耦合段112具有感測訊號時，直流阻隔單元113具有相當於開路的高阻抗值，而高頻阻隔單元12具有相當於短路的低阻拉值，以使耦合段112能直接被作為所述接近感測器2的電容電極之用。當天線結構1之耦合段112具有由第二導體13耦合過來的射頻訊號時，直流阻隔單元113具有相當於短路的低阻抗值，而高頻阻隔單元12具有相當於開路的高阻抗值，以使所述接近感測器2能夠有效地與射頻訊號隔絕，並且使第一導體11與第二導體13能夠耦合射頻訊號，而作為單極耦合天線之用。

藉此，當外部物件300離所述天線結構1較遠時，則使用本實施例之接近感測型天線裝置100的電子設備(圖略)，其所傳輸的射頻訊號功率並不會受到接近感測器2的限制與影響。但是，當外部物件300離所述天線結構1較近時，天線結構1之第一導體11的耦合段112與外部物件300之間的電容值將對應增加，以使接近感測器2傳輸相對應之訊號給所述電子設備，藉以減少電子設備傳輸射頻訊號的功率，來降低近場的電磁輻射強度，進而令使用者近距離操作使用電子設備時，能夠符合現行法令規章所限制的射頻訊號功率大小。

[實施例二]

請參閱圖5，其為本發明的實施例二，本實施例與上述實施例一類似，相同處則不再加以贅述，而兩個實施例的主要差異在於：本實施例的天線結構1進一步包含有一第一電感單元14及一第一擴充電極段15。

更詳細地說，所述第一電感單元14的一端連接於上述第一導體11的耦合段112，而所述第一電感單元14的另一端連接於所述第一擴充電極段15，以使所述耦合段112及第一擴充電極段15能共同作為感測所述外部物件300的所述電容電極。

此外，在另一未繪示的實施例中，所述第一電感單元14也可以是連接於遠離饋入段111的所述耦合段112末端。

[實施例三]

請參閱圖6，其為本發明的實施例三，本實施例與上述實施例二類似，相同處則不再加以贅述，而兩個實施例的主要差異在於：本實施例的天線結構1進一步包含有一第二電感單元16及一第二擴充電極段17。

更詳細地說，所述第二電感單元16的一端連接於上述第一導體11的耦合段112，而所述第二電感單元16的另一端連接於所述第二擴充電極段17，以使所述耦合段112、所述第一擴充電極段15、及所述第二擴充電極段17能共同作為感測所述外部物件300的所述電容電極。

再者，所述第二電感單元16是連接於遠離饋入段111的所述耦合段112末端(如圖6中的耦合段11左端)。換個角度來說，本發明較佳是將所述第一電感單元14及第二電感單元16的其中之一連接於遠離所述饋入段111的耦合段112末端，但不以此為限。

[本發明實施例的技術功效]

綜上所述，本發明實施例所公開的接近感測型天線裝置及其天線結構，透過將用來連接所述接近感測器的高頻阻隔單元連接於第一導體的耦合段，以使得與第一導體間隔設置的第二導體無需作為接近感測器的電容電極，所以第二導體也無須連接有任何電容元件及任何電感元件，進而提供一種利於降低生產成本且截然不同於現有天線結構的架構。

再者，本發明實施例所公開的直流阻隔單元可以是一體成形地連接於上述饋入段及耦合段，因而無須另行安裝會影響天線結構輻射效果的獨立電子元件，並可以使得本發明實施例天線結構的製造成本能夠進一步地被降低。

另，本發明實施例所公開的第一擴充電極段及/或第二擴充電極段能夠有效地增加接近感測器的電容電極面積，進而提升接近感測器的運作效果。

以上所述僅為本發明的優選可行實施例，並非用來侷限本發明的保護範圍，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的權利要求書的保護範圍。

Claims

一種接近感測型天線裝置，包括：一天線結構，其包含：一第一導體，其具有用以輸入訊號的一饋入段、與所述饋入段間隔設置的一耦合段、及連接於所述饋入段與所述耦合段的一直流阻隔單元；一高頻阻隔單元，其連接於所述第一導體的所述耦合段；及一第二導體，其與所述第一導體呈間隔設置、並能與所述第一導體的所述耦合段產生射頻訊號耦合，所述第二導體的一端接地並且所述第二導體未連接有任何電容元件及任何電感元件；其中，所述第一導體的所述耦合段能作為感測外部物件的一電容電極；當所述耦合段作為所述電容電極時，所述耦合段能夠與所述外部物件之間產生依據距離而相對應變化的電容值；以及一接近感測器，其連接於所述高頻阻隔單元，並且所述接近感測器經由所述高頻阻隔單元而電性連接於所述第一導體的所述耦合段；其中，所述天線結構包含有一第一電感單元及一第一擴充電極段，所述第一電感單元的一端連接於所述耦合段，而所述第一電感單元的另一端連接於所述第一擴充電極段，以使所述耦合段及所述第一擴充電極段能共同作為感測所述外部物件的所述電容電極。
如請求項1所述的接近感測型天線裝置，其中，所述天線結構包含有一第二電感單元及一第二擴充電極段，所述第二電感單元的一端連接於所述耦合段，而所述第二電感單元的另一端連接於所述第二擴充電極段，以使所述耦合段、所述第一擴充電極段、及所述第二擴充電極段能共同作為感測所述外部物件的所述電容電極。
如請求項2所述的接近感測型天線裝置，其中，所述第一電感單元及所述第二電感單元的其中之一連接於遠離所述饋入段的所述耦合段末端。
如請求項1至3中任一項所述的接近感測型天線裝置，其中，所述直流阻隔單元包含有相互分離設置的兩個耦合區塊，並且兩個所述耦合區塊分別一體連接於所述饋入段及所述耦合段，以使兩個所述耦合區塊能夠彼此耦合而產生一電容效應。
一種接近感測型天線裝置的天線結構，包括：一第一導體，其具有用以輸入訊號的一饋入段、與所述饋入段間隔設置的一耦合段、及連接於所述饋入段與所述耦合段的一直流阻隔單元；一高頻阻隔單元，其連接於所述第一導體的所述耦合段；以及一第二導體，其與所述第一導體呈間隔設置、並能與所述第一導體的所述耦合段產生射頻訊號耦合，所述第二導體的一端接地並且所述第二導體未連接有任何電容元件及任何電感元件；其中，所述第一導體的所述耦合段能作為感測外部物件的一電容電極；當所述耦合段作為所述電容電極時，所述耦合段能夠與所述外部物件之間產生依據距離而相對應變化的電容值；其中，所述接近感測型天線裝置的天線結構進一步包含有一第一電感單元及一第一擴充電極段，所述第一電感單元的一端連接於所述耦合段，而所述第一電感單元的另一端連接於所述第一擴充電極段，以使所述耦合段及所述第一擴充電極段能共同作為感測所述外部物件的所述電容電極。
如請求項5所述的接近感測型天線裝置的天線結構，其進一步包含有一第二電感單元及一第二擴充電極段，所述第二電感單元的一端連接於所述耦合段，而所述第二電感單元的另一端連接於所述第二擴充電極段，以使所述耦合段、所述第一擴充電極段、及所述第二擴充電極段能共同作為感測所述外部物件的所述電容電極。
如請求項6所述的接近感測型天線裝置的天線結構，其中，所述第一電感單元及所述第二電感單元的其中之一連接於遠離所述饋入段的所述耦合段末端。
如請求項5至7中任一項所述的接近感測型天線裝置的天線結構，其中，所述直流阻隔單元包含有相互分離設置的兩個耦合區塊，並且兩個所述耦合區塊分別一體連接於所述饋入段及所述耦合段，以使兩個所述耦合區塊能夠彼此耦合而產生一電容效應。