TWI699109B - 無線訊號強度偵測裝置 - Google Patents

Abstract

一種無線訊號強度偵測裝置，至少包含一天線訊號處理模組與訊號強度指示模組，本發明係設置創新的兩階段濾波技術，先利用天線訊號處理模組之低通濾波器過濾掉非屬於數位電視使用的高頻訊號，再利用訊號強度指示模組之高通濾波器以過濾掉非屬於數位電視常用的低頻訊號，如此即可篩選出一般數位電視常用範圍的訊號，並以低成本實現低訊號損耗與低噪音指數的無線訊號強度偵測裝置。

Description

無線訊號強度偵測裝置

本發明係關於一種無線訊號強度偵測裝置；尤指一種可顯示無線數位電視訊號強度的偵測裝置。

由於無線數位電視的品質愈來愈好，且使用者免付費即可收看，因此消費者對於數位天線接收訊號品質的要求也愈來愈高。然而，接收訊號的好壞並非完全由數位天線的效能來決定，該數位天線的擺放位置更是非常重要的關鍵。因此，為獲得數位天線最好的擺放位置，消費者可使用的方法有兩種，分述如下：

第一，透過電視畫面所呈現的畫質來找出電視訊號強度最強的天線擺放位置。此方法必須透過使用者不斷的調整天線位置，再從電視畫質來找出電視訊號最強的位置。然而，此方法的缺點在於必須有至少兩個人來協力完成天線的安裝，有時後天線的擺放位置與電視的擺放位置相距甚遠，因此在使用上非常不方便，消費者非常難一個人獨立完成天線安裝。再者，並非一電視頻道的訊號強度良好即表示所有電視頻道的訊號皆良好，因此對於經驗不足的使用者來說，要找到最理想的訊號位置是非常困難的。

第二，在天線連接一訊號強度偵測器，使用者僅需依照訊號強度偵測器上所顯示的訊號強度即可找出訊號最佳的位置。雖然在天線上加裝訊號強度偵測器可以讓使用者直接判斷天線所擺放的位置的訊號強度是否為最佳，且使用者不須再另外透過電視畫面來判斷電視訊號的好壞。但是，實際上，在環境中是存在有非常多的無線訊號，每一種訊號的強度都不同，若訊號強度偵測器的訊號偵測範圍不準確，則該訊號強度偵測器會非常容易被特定電視訊號範圍的強訊號或其它非電視訊號範圍的強訊號所誤導，此即為目前市面上的訊號強度偵測器所存在的問題。

此外，習知的訊號強度偵測器例如美國專利US9,485,041與US9,503,205，其訊號強度偵測裝置係透過一帶通濾波器(Band Pass Filter, BPF)來過濾天線信號，並輸出一選定頻率範圍的訊號(即一般數位電視的頻帶)，再分析該選定頻率範圍的訊號強度。該BPF雖然可直接過濾出特定頻率範圍的訊號，但其缺點在於該BPF對於所過濾的訊號會造成較高的訊號損耗，導致其輸出訊號的雜訊指數(Noise Factor)變大，進而影響輸出的電視訊號的品質，縱使使用低雜訊指數的放大器亦無法解決此一缺點。再者，該BPF的成本非常高，不具經濟效益，且該訊號強度偵測器係針對整個選定頻率範圍內的訊號進行偵測，因此其偵測結果一樣存在有被特定強訊號所誤導的問題。

為此，本案發明人，積多年汽車電子設備、無線訊號接收系統等相關電子設備之研發、製造與販售經驗，特針對前揭習知無線訊號強度偵測裝置所存在之問題加以研究，而發明本案。

本發明之目的，係利用一低通濾波器(即LPF， Low-frequency Pass Filter)以過濾掉非屬於數位電視使用的高頻訊號，以避免高強度的非電視訊號造成電視或信號放大器的IC高負載與當機問題；再透過一低雜訊放大器以放大第一階段過濾後的訊號，即可將該放大訊號同步進行輸出(供電視使用)與偵測(透過訊號強度指示器)。前述訊號強度指示器係利用一高通濾波器(即HPF， High-frequency Pass Filter)來過濾掉非屬於數位電視常用的低頻訊號，再透過一檢波器將第二過濾信號的功率轉換成一直流電壓信號，經由一運算單元進行運算即可輸出該運算結果的強度信號至顯示元件，並對應地顯示出訊號強度資訊。由於該LPF與HPF具有低訊號損耗的特性，且所需的成本較低，因此本發明即可以最低的成本製造出高準確度的訊號強度偵測器。

為達前述目的，本發明之無線訊號強度偵測裝置，至少包含一天線訊號處理模組、一訊號強度指示模組與一供電模組。前述天線訊號處理模組係設置一天線訊號輸入端，以連接天線之天線訊號；前述天線訊號處理模組係設置一低通濾波器與一訊號放大器，前述低通濾波器係過濾掉非屬於數位電視使用的高頻訊號，以獲得一濾波訊號；前述訊號放大器係連接前述低通濾波器，該訊號放大器係根據預設的增益值來調整該濾波訊號的振幅增益，並輸出一放大訊號至訊號輸出端與訊號強度指示模組。前述訊號強度指示模組係設置一高通濾波器、一檢波器、一運算單元與一顯示單元；前述高通濾波器係接收前述訊號放大器之放大訊號，並過濾掉非屬於數位電視常用的低頻訊號，如此即可篩選出一般數位電視常用範圍的訊號，並將該濾波訊號輸出至檢波器；前述檢波器係將前述高通濾波器之濾波訊號的功率轉換成一直流電壓訊號，並將該直流電壓訊號輸出至運算單元；前述運算單元係將前述檢波器之直流電壓訊號進行運算，並將運算結果的強度訊號輸出至顯示單元；前述顯示單元係根據所接收的運算單元的強度訊號，以顯示出相對應的訊號強度指示。

本發明之無線訊號強度偵測裝置，其中前述高通濾波器可替換為帶通濾波器(BPF)或可切換式多頻帶濾波器，以獲得整體訊號品質更好更準確的天線設置方位，避免訊號強度偵測結果被特定的強訊號所誤導；前述可切換式多頻帶濾波器得設置複數個帶通濾波器與一切換開關，以進行多種頻帶的切換。

本發明之無線訊號強度偵測裝置，其中前述低通濾波器可過濾掉頻率790MHz以上的高頻訊號，且前述高通濾波器可過濾掉頻率470MHz以下的低頻訊號。

本發明之無線訊號強度偵測裝置，其中前述天線訊號處理模組1與訊號強度指示模組得設置於天線內，以形成一體式結構；如此天線與天線訊號處理模組之間即不用設置纜線，以排除纜線傳輸天線訊號的過程中對該天線訊號造成的損耗與雜訊問題。

為了更進一步了解本發明，該最佳之無線訊號強度偵測裝置A之實施方式如圖式1~5所示，至少包含一天線訊號處理模組1、一訊號強度指示模組2(即SLI，Signal Level Indicator)與一供電模組3。

前述天線訊號處理模組1係設置一天線訊號輸入端10，以連接一天線4之天線訊號。前述天線訊號處理模組1係設置一低通濾波器11(即LPF， Low-frequency Pass Filter)與訊號放大器12，前述低通濾波器11係濾掉非屬於數位電視使用的高頻訊號(頻率約790MHz以上，視各區域而定)，以獲得一第一濾波訊號，如此即可避免高強度的非電視訊號造成電視或信號放大器的IC高負載與當機問題。

前述訊號放大器12係連接前述低通濾波器11，該訊號放大器12係根據預設的增益值來調整該第一濾波訊號的振幅增益，並輸出一放大訊號至訊號輸出端13與訊號強度指示模組2，如此該訊號輸出端13的放大訊號即可連接至數位電視使用。前述訊號放大器12得為具有低雜訊指數、高增益值、以及能與其輸入端電路進行阻抗匹配(Impedance Matching)之訊號放大器。

前述訊號強度指示模組2係設置一高通濾波器 (即HPF， High-frequency Pass Filter) 20、一檢波器(Detector)21、一運算單元22與一顯示單元23。

前述高通濾波器20係接收前述訊號放大器12之放大訊號，並過濾掉非屬於數位電視常用的低頻訊號(頻率約470MHz以下，視各區域而定)，如此即可篩選出一般數位電視常用範圍的訊號(頻率約470MHz~790MHz，視各區域而定)，並將該第二濾波訊號輸出至檢波器21。

前述檢波器21係將前述高通濾波器20之第二濾波訊號的功率轉換成一直流電壓訊號，並將該直流電壓訊號輸出至運算單元22。前述運算單元22係將前述檢波器21之直流電壓訊號進行運算，並將運算結果的強度訊號輸出至顯示單元23。前述顯示單元23係根據所接收的運算單元22的強度訊號，以顯示出相對應的訊號強度指示，該顯示單元23得為複數訊號指示燈或是一顯示螢幕，端視使用需求而定，如此使用者即可透過複數訊號指示燈之發光數量或是顏色變換來判斷訊號的強度，或是直接透過顯示螢幕所顯示之資訊來判斷訊號的強度。

前述訊號強度指示模組2得設置一開關24，讓使用者可選擇性的關閉或開啟訊號強度指示模組2，如此即可在不需要偵測訊號強度時關閉訊號強度指示模組2，以節省不必要的電力的消耗。

如圖2所示，為避免訊號強度偵測結果被一強訊號所誤導，若在一區域已知一頻帶範圍的訊號強度較弱，則可將前述高通濾波器20替換為帶通濾波器(BPF)或可切換式多頻帶濾波器(switchable multi-band pass filter)。如此使用者即可特別針對訊號強度較弱的頻帶進行訊號強度偵測，以獲得整體訊號品質更好更準確的天線設置方位。前述可切換式多頻帶濾波器得設置複數個帶通濾波器與一切換開關，以進行多種頻帶的切換。

前述供電模組3係連接前述天線訊號處理模組1與訊號強度指示模組2，以供應其運作的電力。前述供電模組3得為USB供電系統。

如圖3所示，前述天線4得為一般獨立的天線結構(例如桿形全向性天線或板形方向性天線)，其得透過一纜線(Cable)40將天線訊號傳輸至天線訊號處理模組1。或如圖4所示，前述天線4係設置一基座41，並於該基座41內設置天線訊號處理模組1與訊號強度指示模組2，如此天線訊號處理模組1、訊號強度指示模組2與天線4即可形成一體式結構，且天線4與天線訊號處理模組1之間即不用設置纜線40，以排除纜線40傳輸天線訊號的過程中對該天線訊號造成的損耗與雜訊問題。前述天線4得設置壁掛架42，以方便天線4固定位置。

綜上所述，本發明透過創新的兩階段濾波技術，即可以低成本製造出低訊號損耗與低噪音指數的無線訊號強度偵測裝置，且該訊號強度指示模組2亦可根據不同的需求將高通濾波器20替換為帶通濾波器(BPF)或可切換式多頻帶濾波器，以獲得整體訊號品質更好更準確的天線設置方位，避免訊號強度偵測結果被特定的強訊號所誤導，為本案之組成。

前述之實施例或圖式並非限定本發明之態樣或使用方式，任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之專利範疇。

無線訊號強度偵測裝置A、天線訊號處理模組1、天線訊號輸入端10、低通濾波器11、訊號放大器12、訊號輸出端13、訊號強度指示模組2、高通濾波器20、檢波器21、運算單元22、顯示單元23、開關24、供電模組3、天線4、纜線40、基座41、壁掛架42

圖１是本發明之第一實施例之系統架構圖。 圖２是本發明之第二實施例之系統架構圖。 圖３是本發明之SLI與一獨立天線搭配使用之示意圖。 圖４是本發明之SLI與天線設置成一體之示意圖。 圖５是圖４之側視圖。

無線訊號強度偵測裝置A、天線訊號處理模組1、低通濾波器11、訊號放大器12、訊號輸出端13、訊號強度指示模組2、高通濾波器20、檢波器21、運算單元22、顯示單元23、開關24、供電模組3、天線4

Claims (10)

1. 一種無線訊號強度偵測裝置，至少包含：        一天線訊號處理模組，係設置一天線訊號輸入端、一低通濾波器與一訊號放大器，前述低通濾波器係過濾掉非屬於數位電視使用的高頻訊號，以獲得第一濾波訊號；前述訊號放大器係連接前述低通濾波器，該訊號放大器係根據預設的增益值來調整第一濾波訊號的振幅增益，並輸出一放大訊號至訊號輸出端與訊號強度指示模組；         一訊號強度指示模組，係設置一高通濾波器、一檢波器、一運算單元與一顯示單元；前述高通濾波器係接收前述訊號放大器之放大訊號，並過濾掉非屬於數位電視常用的低頻訊號，如此即可篩選出一般數位電視常用範圍的訊號，並將該第二濾波訊號輸出至檢波器；前述檢波器係將前述高通濾波器之第二濾波訊號的功率轉換成一直流電壓訊號，並將該直流電壓訊號輸出至運算單元；前述運算單元係將前述檢波器之直流電壓訊號進行運算，並將運算結果的強度訊號輸出至顯示單元；前述顯示單元係根據所接收的運算單元的強度訊號，以顯示出相對應的訊號強度指示；         一供電模組，係連接前述天線訊號處理模組與訊號強度指示模組，以供應其運作的電力。
2. 根據申請專利範圍第２項所述之無線訊號強度偵測裝置，其中前述低通濾波器係過濾掉頻率790MHz以上的高頻訊號，且前述高通濾波器係濾掉頻率470MHz以下的低頻訊號。
3. 一種無線訊號強度偵測裝置，至少包含：        一天線訊號處理模組，係設置一天線訊號輸入端、一低通濾波器與一訊號放大器，前述低通濾波器係過濾掉非屬於數位電視使用的高頻訊號，以獲得第一濾波訊號；前述訊號放大器係連接前述低通濾波器，該訊號放大器係根據預設的增益值來調整第一濾波訊號的振幅增益，並輸出一放大訊號至訊號輸出端與訊號強度指示模組；         一訊號強度指示模組，係設置一帶通濾波器(BPF)，如此使用者即可特別針對訊號強度較弱的頻帶進行訊號強度偵測，以獲得整體訊號品質更好更準確的天線設置方位；前述訊號強度指示模組係設置一檢波器、一運算單元與一顯示單元；前述檢波器係將前述帶通濾波器之第二濾波訊號的功率轉換成一直流電壓訊號，並將該直流電壓訊號輸出至運算單元；前述運算單元係將前述檢波器之直流電壓訊號進行運算，並將運算結果的強度訊號輸出至顯示單元；前述顯示單元係根據所接收的運算單元的強度訊號，以顯示出相對應的訊號強度指示；         一供電模組，係連接前述天線訊號處理模組與訊號強度指示模組，以供應其運作的電力。
4. 根據申請專利範圍第３項所述之無線訊號強度偵測裝置，其中前述帶通濾波器係為一可切換式多頻帶濾波器。
5. 根據申請專利範圍第４項所述之無線訊號強度偵測裝置，其中前述可切換式多頻帶濾波器係設置複數個帶通濾波器與一切換開關，以進行多種頻帶的切換。
6. 根據申請專利範圍第１至５項任一項所述之無線訊號強度偵測裝置，其中前述訊號強度指示模組係設置一開關，讓使用者可選擇性的關閉或開啟訊號強度指示模組，如此即可在不需要偵測訊號強度時關閉訊號強度指示模組，以節省電力的損耗。
7. 根據申請專利範圍第１至５項任一項所述之無線訊號強度偵測裝置，其中無線訊號強度偵測裝置係設置一天線，該天線係透過一纜線將天線訊號傳輸至天線訊號處理模組之天線訊號輸入端。
8. 根據申請專利範圍第１至５項任一項所述之無線訊號強度偵測裝置，其中無線訊號強度偵測裝置係設置一天線，該天線係設置一基座，並於該基座內設置天線訊號處理模組與訊號強度指示模組，如此天線訊號處理模組、訊號強度指示模組與天線即可形成一體式結構，且天線與天線訊號處理模組之天線訊號輸入端之間即不用設置纜線，以排除纜線傳輸天線訊號的過程中對該天線訊號造成的損耗與雜訊問題。
9. 根據申請專利範圍第１至５項任一項所述之無線訊號強度偵測裝置，其中前述訊號放大器係為一具有低雜訊指數、高增益值、以及能與其輸入端電路進行阻抗匹配之訊號放大器。
10. 根據申請專利範圍第１至５項任一項所述之無線訊號強度偵測裝置，其中前述顯示單元得為複數訊號指示燈或一顯示螢幕。

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