TWM576345U - Interactive antenna system - Google Patents
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Abstract
一種互動式天線系統，包含一天線調整單元、一天線運算控制單元及一操作單元。該天線運算控制單元經該天線調整單元接收一射頻信號並輸出一相關於該射頻信號之信號強度的無線強度信號，根據一無線控制信號控制該天線調整單元調整天線共振頻率。該操作單元顯示該無線強度信號，且根據操作而輸出該無線控制信號。藉此，使用者可以透過操作該操作單元而控制調整天線共振頻率，且由於該天線運算控制單元是直接運算該天線調整單元所接收之該射頻信號的信號強度，並避開了手動調整天線時的近接效應，因此，具有極佳的資訊可靠度，且具有即時反應調整後之訊號強度的功效，故能大幅減少調整架設時間及提高使用便利性。
Description
本新型是有關於一種天線系統，特別是指一種互動式天線系統。
近年來，各國逐漸推廣無線電視數位化，以提供更清晰細緻的高畫質電視節目。然而，由於無線訊號容易受到地形或建築物的阻擋，或因為訊號反射產生多重路徑干擾，而影響到接收訊號的品質，因此，天線常設置室外高處或室內靠窗位置，以獲得較佳的訊號接收品質，但此卻也造成天線通常與電視相距甚遠，而導致使用者在擺放天線時，難以立即確認天線擺放位置是否為最佳訊號接收位置。
針對上述問題，目前常見的解決方式有二種：一種是藉由一人觀看電視上呈現的訊號數據(訊號強度與品質)或影像狀態(是否有影像及影像是否穩定持續)，並告知擺設調整天線的另一人目前收訊的情況，以作為調整結果的依據，並不斷地嘗試以找到最合適的擺設位置與收訊方位，但此方式不僅調整過程冗長，相當耗費人力及時間，而且採用個人主觀上的判斷比較，使調整結果的優劣難以標準化。另一種則是透過一可偵測射頻信號強度的儀器，進行客觀的量測數據回饋，以協助使用者調整天線。然而，該儀器是另行獨立偵測空間中的射頻信號，亦即，該儀器僅能得知目前位置的空間中之射頻信號強度，但未能反應天線擺放的接收方向或擺置姿態改變所造成的接收效果變化，導致使用者即使已將天線擺放在合適位置，但卻可能因指向方向不正確而仍然無法獲得足夠的信號接收強度。因此，對於藉由該儀器來協助使用者進行天線架設的過程，其可靠度與便利性還有值得提升的地方。
因此，本新型之目的，即在提供一種可減少調整架設時間及提高可靠度與使用便利性的互動式天線系統。
於是，本新型互動式天線系統，包含一天線調整單元、一天線運算控制單元及一操作單元。
該天線調整單元適用於接收一電台發射的一射頻信號。
該天線運算控制單元包括一電連接該天線調整單元且擷取處理該射頻信號並輸出一檢波信號的射頻信號偵測模組、一天線通訊模組，及一電連接該天線調整單元、該射頻信號偵測模組與該天線通訊模組的天線運算控制模組，該天線運算控制模組接收該檢波信號並經該天線通訊模組輸出一相關於該檢波信號之信號強度的無線強度信號，且經該天線通訊模組接收一無線控制信號並根據該無線控制信號控制該天線調整單元調整天線共振頻率。
該操作單元包括一無線信號連接該天線通訊模組的操作通訊模組、一電連接該操作通訊模組的操作運算控制模組、一電連接該操作運算控制模組且受操作而輸出一操作信號的操作介面模組，及一電連接該操作運算控制模組的操作顯示模組，該操作運算控制模組經該操作通訊模組接收該無線強度信號並於該操作顯示模組顯示該檢波信號之信號強度，接收該操作信號並經該操作通訊模組輸出相關於該操作信號的該無線控制信號。
本新型之功效在於：藉由設置該天線調整單元、該天線運算控制單元及該操作單元，使用者可以透過操作該操作單元而控制調整天線共振頻率，由於該天線運算控制單元是直接運算該天線調整單元所接收之該射頻信號的信號強度，因此，可以準確地反應該天線調整單元擺放的接收方向及擺置姿態改變所造成的接收效果變化，且可避免使用者手動調整會造成的近接效應(proximity)所導致的訊號強度誤差，具有極佳的資訊可靠度，並具有即時反應調整後之訊號強度的功效，故能大幅減少調整架設時間及提高可靠度與使用便利性。
在描述本新型的細節前，應當注意在下述說明中，當兩個元件以“串接耦合”、“串聯”等相近用語描述時，這僅是為了描述兩者間的串行連接關係，而不一定表示流經兩者的電流是相同的，亦不限制是否有額外元件電連接至兩者間的公共節點。基本上，在下述說明中，應在只省視此兩個元件時，諸如“元件串聯”、”元件串接耦合”等用語才被如此解釋。
參閱圖1及圖2，本新型互動式天線系統之一實施例，包含一天線調整單元2、一天線運算控制單元3及一操作單元4。
該天線調整單元2適用於接收一電台9發射之一射頻信號。該天線調整單元2包括複數天線模組21、一切換模組22及一電壓調整模組23。其中，該天線調整單元2亦可僅包括單一個天線模組21，其實施數量依實際需求而定，並不以此為限。
每一天線模組21具有一天線電路211及一電連接該天線電路211的調整電路212。該調整電路212具有並聯於該天線電路211與該電壓調整模組23間的一電阻213及一第一電容214、串聯於該天線電路211與一接地端間的一可變電容件215及一電感216，及一電連接於該可變電容件215與該天線電路211間的第二電容217。該可變電容件215根據該電壓調整模組23供給之電壓改變電容值，進而改變該天線模組21之共振頻率及該天線電路211之等效物理長度，該可變電容件215較佳為變容二極體。
其中，該等天線模組21較佳是皆具有不同之信號頻率響應(Frequency response)的天線電路211，以供切換選擇使用而符合不同之信號接收需求。
該切換模組22電連接該等天線模組21，用以切換選擇至少一天線模組21電連接至該電壓調整模組23，於使用者選擇使用單極(monopole)天線時，該切換模組22切換選擇其中一天線模組21電連接至該電壓調整模組23，於使用者選擇使用雙極(dipole)天線時，該切換模組22切換選擇其中二天線模組21電連接至該電壓調整模組23。
該電壓調整模組23電連接該切換模組22，並藉由改變供給於所選擇之該至少一天線模組21的電壓，以調整所選擇之該至少一天線模組21之共振頻率。
其中，當該天線調整單元2僅包括單一個天線模組21或只選擇一個天線模組21時，該電壓調整模組23可藉由調整該天線模組21之可變電容件215的電容值而改變其共振頻率，而當該天線調整單元2選擇二個天線模組21時，該電壓調整模組23可藉由個別調整該等天線模組21之可變電容件215的電容值而個別改變其共振頻率，進而個別改變該等天線模組21之等效物理長度，且藉由該等天線模組21之不同等效物理長度的搭配，而得到不同的整體天線指向性。
該天線運算控制單元3包括一射頻信號偵測模組31、一天線運算控制模組32、一天線通訊模組33，及一信號顯示模組34。
該射頻信號偵測模組31電連接該切換模組22且擷取處理該射頻信號並輸出一檢波信號。由於將該射頻信號進行處理並輸出該檢波信號為此業界所熟悉的技術內容，在此不贅述。
該天線運算控制模組32電連接該切換模組22、該電壓調整模組23、該射頻信號偵測模組31與該天線通訊模組33，接收該檢波信號並經該天線通訊模組33輸出一相關於該檢波信號之信號強度的無線強度信號，且經該天線通訊模組33接收一無線控制信號，並根據該無線控制信號控制該切換模組22切換選擇該等天線模組21及控制該電壓調整模組23調整天線共振頻率並進而改變天線指向性。
該信號顯示模組34具有複數發光件341，該等發光件341受該天線運算控制模組32控制而以光線顯示該檢波信號之信號強度。其中，該等發光件341可以是具有相同或不同色光，且受控制而以不同色光或不同發光數量顯示該檢波信號之信號強度，例如，分別以黃、綠、紅色光，或分別以一、二、三個發光數量以表示該檢波信號之信號強度為弱、可、過強之信號強度，其實施樣態可依實際需求而變化，不以此為限。
該操作單元4包括一無線信號連接該天線通訊模組33的操作通訊模組41、一電連接該操作通訊模組41的操作運算控制模組42、一電連接該操作運算控制模組42且受操作而輸出一操作信號的操作介面模組43，及一電連接該操作運算控制模組42的操作顯示模組44。
該操作運算控制模組42經該操作通訊模組41接收該無線強度信號並於該操作顯示模組44顯示該檢波信號之信號強度，接收該操作信號並經該操作通訊模組41輸出相關於該操作信號的該無線控制信號。該操作運算控制模組42控制該操作顯示模組44顯示一提示內容，該提示內容相關於對應該電台9之信號強度要求、調整天線共振頻率之建議其中至少之一。該操作運算控制模組42具有一用以儲存該電台9與對應該電台9之調整紀錄的儲存裝置421，且該操作運算控制模組42控制該操作顯示模組44顯示該電台9之調整紀錄。其中，該操作運算控制模組42還可經該操作通訊模組41輸出相關於該電台9之位置及距離的該無線控制信號。
其中，該天線通訊模組33與該操作通訊模組41間之通訊技術使用低功率無線通信技術如ZigBee、藍芽及Wi-Fi等。
其中，該操作單元4較佳為手持電子裝置，更佳為目前普遍使用之智慧型手機或平板。
實際應用時，以智慧型手機作為說明，當使用智慧型手機作為該操作單元4時，需先下載搭配之應用程式(application，縮寫為APP)儲存至該操作運算控制模組42，於該操作運算控制模組42開啟該應用程式後，該應用程式會根據所在地之位置而下載當地可觀看的電視台頻道資訊及發射該等頻道之電台9的位置及距離資訊，並將該等電視台頻道資訊顯示於智慧型手機之螢幕(即該操作顯示模組44)以供使用看觀看，使用者可操作智慧型手機之面板或按鍵(即該操作介面模組43)而選擇所欲觀看的電視台頻道，接著，該操作運算控制模組42會自行根據對應之電台9的位置及距離運算該天線調整單元2較佳的指向性及共振頻率，並經該操作通訊模組41輸出對應的該無線控制信號至該天線運算控制單元3，該天線運算控制模組32經該天線通訊模組33接收該無線控制信號後，控制該切換模組22切換所需的天線模組21，並透過調整該電壓調整模組23所提供之電壓而改變該可變電容件215之電容值，以調整該天線調整單元2之指向性及共振頻率。
接著，該射頻信號偵測模組31接收由該切換模組22所接收的該射頻信號，並輸出對應之該檢波信號，該天線運算控制模組32接收該檢波信號並運算得出該檢波信號之信號強度，控制該天線通訊模組33輸出對應之該無線強度信號至該操作通訊模組41，此時，該天線運算控制模組32亦可同時控制該信號顯示模組34以光線變化顯示對應於該檢波信號之信號強度。該操作運算控制模組42由該操作通訊模組41接收該無線強度信號，並將該檢波信號之信號強度顯示於該操作顯示模組44以供使用者檢視，該操作顯示模組44可使用數據、發光條、輔助說明文字等方式告知使用者目前之信號強度為弱、可或過強之程度，並可提供對應該電台9之信號強度要求、調整天線共振頻率之建議，例如「目前訊號強度符合需求」、「此電台頻道需要40dBm以上之訊號強度」、「建議繼續調高信號強度」、或「建議調高共振頻率」等文字資訊以告知使用者目前況狀及建議使用者是否需繼續調整，藉此，以提供較友善之操作模式，供使用者較容易上手並調整到最佳化的信號接收強度。
若使用者認為電視觀看效果不佳或該應用程式建議繼續調整信號時，使用者可以透過操作該操作介面模組43而進行切換選擇該等天線模組21或是調整對應之可變電容件215之電容值，直到使用者滿意或是該應用程式建議訊號強度已足夠為止，其控制訊號傳遞處理方式類似於上述，於此不再贅述。
而當使用者調整到最佳訊號強度後，該操作運算控制模組42可將對應該電台9之調整紀錄儲存至該儲存裝置421，於下一次使用者又選擇了相同的頻道時，該操作運算控制模組42即可讀取並顯示該電台9之調整紀錄以供使用者選擇或是參考而進行天線調整。
值得一提的是，使用者亦可以手動移動該天線調整單元2之放置位置(例如，一般放置於窗邊會有較佳之接收效果)，或是調整所選擇之該天線模組21的角度，以藉由改變該天線模組21的指向性而調整該天線調整單元2之接收效果，此是由於在一個空間中，各處的訊號強度皆不相同，藉由使用者在空間中移動該天線調整單元2，並搭配觀看該操作顯示模組44所顯示的信號強度，接著再操作該操作介面模組43控制該天線調整單元2調整天線指向性及共振頻率，或是手動調整該天線模組21的角度，可以供使用者在得知空間中各位置的信號強度最佳值後，再經綜合評比判斷決定該天線調整單元2的放置位置，以得到所處空間中的最佳信號強度值。
經由以上的說明，可將本實施例的優點歸納如下：
一、藉由設置該天線調整單元2、該天線運算控制單元3及該操作單元4，使用者可以透過操作該操作單元4而控制調整天線共振頻率，相較於習知技術，由於該天線運算控制單元3是直接運算該天線調整單元2所接收之該射頻信號的信號強度，因此，可以反應該天線調整單元2擺放的接收方向及擺置姿態改變所造成的接收效果變化，具有極佳的資訊可靠度，且由於使用者是透過該操作介面模組43、該天線運算控制單元3而控制調整天線共振頻率，因此，可以避免使用者手動調整會造成的近接效應(proximity)所導致的訊號強度誤差，再者，由於使用者可透過該操作顯示模組44而檢視目前之信號強度是否符合需求，因此，還具有即時反應調整後之訊號強度的功效，故能大幅減少調整架設時間及提高使用便利性。
二、藉由設置該等可變電容件215及該電壓調整模組23，可以藉由根據供給之電壓而改變電容值，進而達到調整共振頻率及天線指向性之功效。
三、藉由使用手持電子裝置實施該操作單元4，可利用目前普遍使用之智慧型手機進行天線架設及調整，減少所需使用的特定裝置，而增加使用上的便利性。
四、藉由設置該儲存裝置421儲存該電台9與對應該電台9之調整紀錄，可供使用者於下次選擇相同頻道時進行選擇或參考，故能提供更有效省時且友善的操作模式。
五、藉由該操作運算控制模組42可下載當地電台9之資訊，並根據該電台9之位置及距離而運算對應調整該天線調整單元2的資訊，及透過該操作通訊模組41輸出對應該資訊的該無線控制信號，不僅可簡化使用者的操作步驟，且根據該電台9之位置及距離而進行對應之指向性及共振頻率調整，還能得到更佳的接收訊號效果。
綜上所述，本新型互動式天線系統，確實能達成本新型之目的。
惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。
2‧‧‧天線調整單元
21‧‧‧天線模組
211‧‧‧天線電路
212‧‧‧調整電路
213‧‧‧電阻
214‧‧‧第一電容
215‧‧‧可變電容件
216‧‧‧電感
217‧‧‧第二電容
22‧‧‧切換模組
23‧‧‧電壓調整模組
3‧‧‧天線運算控制單元
31‧‧‧射頻信號偵測模組
32‧‧‧天線運算控制模組
33‧‧‧天線通訊模組
34‧‧‧信號顯示模組
341‧‧‧發光件
4‧‧‧操作單元
41‧‧‧操作通訊模組
42‧‧‧操作運算控制模組
421‧‧‧儲存裝置
43‧‧‧操作介面模組
44‧‧‧操作顯示模組
9‧‧‧電台
本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本新型互動式天線系統的一個實施例的方塊示意圖；及 圖2是該實施例的一天線調整單元的一電路方塊示意圖。
Claims (12)
- 一種互動式天線系統，包含： 一天線調整單元，適用於接收一電台發射的一射頻信號； 一天線運算控制單元，包括一電連接該天線調整單元且擷取處理該射頻信號並輸出一檢波信號的射頻信號偵測模組、一天線通訊模組，及一電連接該天線調整單元、該射頻信號偵測模組與該天線通訊模組的天線運算控制模組，該天線運算控制模組接收該檢波信號並經該天線通訊模組輸出一相關於該檢波信號之信號強度的無線強度信號，且經該天線通訊模組接收一無線控制信號並根據該無線控制信號控制該天線調整單元調整天線共振頻率；及 一操作單元，包括一無線信號連接該天線通訊模組的操作通訊模組、一電連接該操作通訊模組的操作運算控制模組、一電連接該操作運算控制模組且受操作而輸出一操作信號的操作介面模組，及一電連接該操作運算控制模組的操作顯示模組，該操作運算控制模組經該操作通訊模組接收該無線強度信號並於該操作顯示模組顯示該檢波信號之信號強度，接收該操作信號並經該操作通訊模組輸出相關於該操作信號的該無線控制信號。
- 如請求項1所述的互動式天線系統，其中，該天線調整單元包括至少一天線模組及一電連接該至少一天線模組的電壓調整模組，該電壓調整模組改變供給該至少一天線模組的電壓以調整該至少一天線模組之共振頻率。
- 如請求項1所述的互動式天線系統，其中，該天線調整單元包括複數天線模組、一電連接該等天線模組的切換模組，及一電連接該切換模組的電壓調整模組，該切換模組用以切換選擇至少一天線模組電連接至該電壓調整模組，該電壓調整模組改變供給於所選擇之該至少一天線模組的電壓，以調整所選擇之該至少一天線模組之共振頻率。
- 如請求項3所述的互動式天線系統，其中，該天線調整單元包括複數天線模組、一電連接該等天線模組的切換模組，及一電連接該切換模組的電壓調整模組，該切換模組用以切換選擇二天線模組電連接至該電壓調整模組，該電壓調整模組改變供給於所選擇之該等天線模組的電壓，以調整所選擇之該等天線模組之指向性及共振頻率。
- 如請求項4所述的互動式天線系統，其中，每一天線模組具有一天線電路及一電連接該天線電路與該電壓調整模組的變容二極體，該變容二極體根據該電壓調整模組供給之電壓改變電容值。
- 如請求項3所述的互動式天線系統，其中，每一天線模組具有一天線電路及一電連接該天線電路與該電壓調整模組的調整電路，該調整電路具有並聯於該天線電路與該電壓調整模組間的一第一電容及一電阻，及串聯於該天線電路與一接地端間的一可變電容件及一電感。
- 如請求項1所述的互動式天線系統，其中，該操作單元為手持電子裝置。
- 如請求項1所述的互動式天線系統，其中，該天線通訊模組與該操作通訊模組間之通訊技術為ZigBee、藍芽及Wi-Fi其中之一。
- 如請求項1所述的互動式天線系統，其中，該天線運算控制單元還包括一電連接該天線運算控制模組的信號顯示模組，該信號顯示模組具有複數發光件，該等發光件受該天線運算控制模組控制而以光線顯示該檢波信號之信號強度。
- 如請求項1所述的互動式天線系統，其中，該操作運算控制模組經該操作通訊模組輸出相關於該電台之位置及距離的該無線控制信號。
- 如請求項1所述的互動式天線系統，其中，該操作運算控制模組控制該操作顯示模組顯示一提示內容，該提示內容相關於對應該電台之信號強度要求、調整天線共振頻率之建議其中至少之一。
- 如請求項1所述的互動式天線系統，其中，該操作運算控制模組具有一用以儲存該電台與對應該電台之調整紀錄的儲存裝置，且該操作運算控制模組控制該操作顯示模組顯示該電台之調整紀錄。
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