TWI743967B - 適用於近接感測的天線控制系統 - Google Patents

Abstract

一種適用於近接感測的天線控制系統，包括電容性天線單元、射頻信號處理單元、射頻阻斷單元、感控單元以及電容性隔離單元。當外部物體接近電容性天線單元時，電容性天線單元反應直流性電容值的感應變化。射頻信號處理單元連接電容性天線單元。射頻阻斷單元連接電容性天線單元，阻斷電容性天線單元的交流信號並獲得直流性電容值。感控單元連接於射頻阻斷單元與系統接地之間，由射頻阻斷單元獲得直流性電容值，當直流性電容值超出閥區之外，感控單元產生近接模式信號。電容性隔離單元連接於射頻阻斷單元與系統接地之間，射頻阻斷單元與感控單元使直流性電容值產生偏移值，電容性隔離單元提供補償電抗值以減輕偏移值，藉此擴大此系統的應用廣泛度。

Description

適用於近接感測的天線控制系統

本發明有關於一種天線，且特別是一種適用於近接感測的天線控制系統。

現代人經常使用的終端裝置常常會遇到因人體接近而改變其無線收發信號效能的問題，終端裝置在使用上經常需要人手持或頭部接近(語音通信)，天線設計必需要考慮到人體接近的影響。

一般而言，上述類型的終端裝置經常內建有近接感測模組，最常使用的是電容式感測，並感測電容值的變化量。在天線設計上，電抗值(包括電容、電感的虛部阻抗)變化對於天線特性的影響是比電阻值(實部阻抗)大小的影響更顯著，也因為各部實體零件會影響電磁場在空間中的分布情況，使得終端裝置的天線周圍部件造成的電容值(或電感值)影響必須斤斤計較，並且每個天線產品必須各別設計，在應用於終端裝置的產品時也必須各別調校。類似的問題也出現在感測電路對於天線本身的影響，因為感測電路本身與天線連接就會改變天線特性(包括電容值與電感值)。

為了解決前述的問題，本發明實施例提供一種適用 於近接感測的天線控制系統，包括電容性天線單元、射頻信號處理單元、射頻阻斷單元、感控單元以及電容性隔離單元。當外部物體接近電容性天線單元時，電容性天線單元反應直流性電容值的感應變化。射頻信號處理單元連接電容性天線單元。射頻阻斷單元連接電容性天線單元，用以阻斷電容性天線單元的交流信號並獲得電容性天線單元的直流性電容值。感控單元連接於射頻阻斷單元與系統接地之間，由射頻阻斷單元獲得直流性電容值，當直流性電容值超出閥區之外時，感控單元產生近接模式信號。電容性隔離單元連接於射頻阻斷單元與系統接地之間，其中射頻阻斷單元與感控單元共同致使直流性電容值產生偏移值，電容性隔離單元提供補償電抗值用以減輕偏移值。

綜上所述，本發明實施例提供一種適用於近接感測的天線控制系統，不但使電容性的天線能夠具有近接感測的功能，也避免外加電路造成的感應誤差(或偏移量)，感測與控制電路(感控單元)本身與天線是彼此獨立的而不影響天線本身的運作設計參數，使此適用於近接感測的天線控制系統可應用於多種天線(而不必要受限於少數特定種類與參數的天線)，可大幅增加應用廣泛度，具有很高的產業應用價值。

為使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之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅是用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

1:適用於近接感測的天線控制系統

11:電容性天線單元

12:射頻信號處理單元

13:射頻阻斷單元

14:感控單元

15:電容性隔離單元

100:終端裝置

200:外部物體

G:系統接地

111:天線本體

SC1:感應電容

CS:自有電容

SC2:感應電容

圖1是本發明實施例提供的適用於近接感測的天線控制系統的功能方塊圖。

圖2是本發明實施例提供的外部物體接近終端裝置的示意圖。

圖3是本發明實施例提供的電容性天線單元的示意圖。

圖4是本發明另一實施例提供的電容性天線單元的示意圖。

請同時參照圖1與圖2，圖1是本發明實施例提供的適用於近接感測的天線控制系統的功能方塊圖，圖2是本發明實施例提供的外部物體接近終端裝置的示意圖。適用於近接感測的天線控制系統1包括電容性天線單元11、射頻信號處理單元12、射頻阻斷單元13、感控單元14以及電容性隔離單元15。適用於近接感測的天線控制系統1例如應用於終端裝置100，所述終端裝置100例如為智慧型手機、平板電腦或筆記型電腦。當外部物體200接近電容性天線單元11時，電容性天線單元11反應直流性電容值DCV的感應變化。射頻信號處理單元12連接電容性天線單元11。射頻阻斷單元13連接電容性天線單元11，用以阻斷電容性天線單元11的交流信號並獲得電容性天線單元11的直流性電容值DCV。感控單元14包括感測與控制的功能，感控單元14連接於射頻阻斷單元13與系統接地G之間，由射頻阻斷單元13獲得直流性電容值DCV，當直流性電容值DCV超出閥區VA之外時，感控單元14產生近接模式信號PIX。電容性隔離單元15連接於射頻阻斷單元13與系統接地G之間，其中射頻阻斷單元13與感控單元14共同致使直流性電容值 DCV產生偏移值BC，電容性隔離單元15提供補償電抗值CI用以減輕偏移值BC。較佳的，所述偏移值BC與補償電抗值CI兩者相加為零(也就是相互抵消)，使得射頻阻斷單元13、感控單元14與電容性隔離單元15皆不影響電容性天線單元11的工作狀態。但偏移值BC與補償電抗值CI不限於兩者相加為零，也可以是接近零的一個容許值(且小於偏移值BC)，只要有效補償減少偏移值BC最終造成的影響即可。

感控單元14例如是微處理器，微處理器例如包括電容數位化轉換器，上述的近接模式信號PIX用以提供給射頻信號處理單元12，用以改變射頻信號處理單元12的工作模式，其中當射頻信號處理單元12未收到近接模式信號PIX時，射頻信號處理單元12工作於一正常模式，也就是沒有外部物體200接近時的模式。當射頻信號處理單元12收到近接模式信號PIX時，射頻信號處理單元12工作於近接模式。上述近接模式信號PIX可以是一個數位化的信號，用於代表直流性電容值DCV的感應變化的絕對值大小程度。

再者，近接模式信號PIX也可以提供給感控單元14的應用模組，應用模組控制射頻信號處理單元12的工作模式。當感控單元14是微處理器時，應用模組包括應用程式，微處理器提供近接模式信號PIX給應用程式，應用程式用以監控是否有外部物體200接近適用於近接感測的天線控制系統(也就是監控是否有外部物體200接近終端裝置100)，例如：應用模組是可顯示於終端裝置100的顯示器(未圖示)的應用程式介面，使用者可以依據應用程式介面的顯示監視或控制射頻信號處理單元12要工作於正常模式或近接模式。

電容性天線單元11的實施種類例如但不限於以下兩種。第一種類型請參照圖3，電容性天線單元11例如包括天線本體111，所述天線本體111與系統接地G之間具有感應電容SC1。第二種類型請參照圖4，電容性天線單元11包括天線本體111，天線本體111包括自有電容CS，自有電容CS與系統接地G之間具有感應電容SC2。

綜上所述，本發明實施例所提供的適用於近接感測的天線控制系統，不但使電容性的天線能夠具有近接感測的功能，也避免外加電路造成的感應誤差(或偏移量)，感測與控制電路(感控單元)本身與天線是彼此獨立的而不影響天線本身的運作設計參數，使此適用於近接感測的天線控制系統可應用於多種天線(而不必要受限於少數特定種類與參數的天線)，可大幅增加應用廣泛度，具有很高的產業應用價值。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

1:適用於近接感測的天線控制系統

11:電容性天線單元

12:射頻信號處理單元

13:射頻阻斷單元

14:感控單元

15:電容性隔離單元

G:系統接地

Claims (7)

1. 一種適用於近接感測的天線控制系統，包括：一電容性天線單元，當一外部物體接近該電容性天線單元時，該電容性天線單元反應一直流性電容值的感應變化；一射頻信號處理單元，連接該電容性天線單元；一射頻阻斷單元，連接該電容性天線單元，用以阻斷該電容性天線單元的交流信號並獲得該電容性天線單元的該直流性電容值；一感控單元，連接於該射頻阻斷單元與一系統接地之間，由該射頻阻斷單元獲得該直流性電容值，當該直流性電容值超出一閥區之外時，該感控單元產生一近接模式信號；以及一電容性隔離單元，連接於該射頻阻斷單元與該系統接地之間，其中該射頻阻斷單元與該感控單元共同致使該直流性電容值產生一電容性偏移值，該電容性隔離單元提供一補償電抗值用以減輕該電容性偏移值；其中，該近接模式信號用以提供給該射頻信號處理單元，用以改變該射頻信號處理單元的工作模式，其中當該射頻信號處理單元未收到該近接模式信號時，該射頻信號處理單元工作於一正常模式；其中，該近接模式信號也用以提供給該感控單元的一應用模組，該應用模組控制該射頻信號處理單元的工作模式；其中，該電容性偏移值與該補償電抗值兩者相加為零。
2. 根據請求項第1項所述之適用於近接感測的天線控制系統，其中該電容性天線單元包括一天線本體，該天線本體與該系統接地 之間具有一感應電容。
3. 根據請求項第1項所述之適用於近接感測的天線控制系統，其中該電容性天線單元包括一天線本體，該天線本體包括一自有電容，該自有電容與該系統接地之間具有一感應電容。
4. 根據請求項第1項所述之適用於近接感測的天線控制系統，其中該感控單元是一微處理器。
5. 根據請求項第1項所述之適用於近接感測的天線控制系統，其中該感控單元是一微處理器，該應用模組包括一應用程式，該微處理器提供該近接模式信號給該應用程式，該應用程式用以監控是否有該外部物體接近該適用於近接感測的天線控制系統。
6. 根據請求項第1項所述之適用於近接感測的天線控制系統，其中該適用於近接感測的天線控制系統應用於一終端裝置，該終端裝置為智慧型手機、平板電腦或筆記型電腦。
7. 根據請求項第4項或第5項所述之適用於近接感測的天線控制系統，其中該微處理器包括一電容數位化轉換器。

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