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CN104979616A - 天线装置 - Google Patents

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Abstract

一种天线装置。控制单元则依据感测单元所产生的第一电压与频率侦测单元所产生的第二电压调整输出至寄生接地天线单元的一调整电压，以调整该寄生接地天线单元的谐振频率，进而提升应用天线装置的电子产品的通讯质量。其中第一电压为感测单元对应其与人体的距离而产生，第二电压为频率侦测单元对应天线的发射/接收频率而产生。

Description

天线装置
【技术领域】
本发明是有关于一种电子装置，且特别是有关于一种天线装置。
【背景技术】
随着通讯科技的精进，无线通讯技术在科技产品的应用上亦日益增加，使得相关的通讯产品日趋多样化，像是手机(Cell Phone)、具有无线上网的个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、全球定位系统(Global Positioning System,GPS)等等，皆是无线通讯的范畴。而且近年来消费者对通讯产品的功能要求越来越高，所以许多具有不同设计和功能的通讯产品不断被提出，具有无线通讯的计算机网络产品还是近来的热门趋势。
就无线通讯产品而言，其设计上重要的关键即为天线的设计，因为天线设计质量的良好与否将影响通讯的质量。一般来说，天线所幅射出的电磁波往往可能会危害到人体的健康，因此美国联邦通讯委员会(FCC)规范了电子装置的特定吸收比率(specific absorption ratio，以下简称为SAR)，以借此限定电子装置可放射的能量或可辐射的最高限制量。
然而，为了致使SAR值能够符合测试规范，习知的电子装置大多只是一昧地降低天线的效率，以将SAR值维持在安全的测试范围内，如此影响电子装置的通讯质量。因此，如何满足SAR值所规范的安全性，同时兼顾电子装置的通讯质量，已是电子装置在设计上所面临的一大难题。
【发明内容】
本发明提供一种天线装置，可有效地使天线符合SAR值的规范。
本发明的天线装置，包括主天线、寄生接地天线单元、射频讯号处理单元、感测单元、频率侦测单元以及控制单元。其中主天线具有一馈入点。射频讯号处理单元电性连接至馈入点，以产生或接收射频讯号。感测单元输出第一电压，依据感测单元与人体的距离改变而改变第一电压的电压值。频率侦测单元侦测主天线的发射/接收频率，并对应主天线的发射/接收频率产生第二电压。控制单元耦接寄生接地天线单元、感测单元与频率侦测单元，依据第一电压与第二电压调整输出至寄生接地天线单元的调整电压，以调整寄生接地天线单元的谐振频率。
在本发明的一实施例中，上述的控制单元还对第一电压以及第二电压进行分压，而产生调整电压。
在本发明的一实施例中，上述的控制单元包括第一电阻以及第二电阻。第二电阻与第一电阻串接于感测单元与频率侦测单元之间。第三电阻耦接于第一电阻、第二电阻的共同接点与接地之间，第一电阻、第二电阻以及第三电阻的共同接点上产生调整电压。
在本发明的一实施例中，上述的寄生接地天线单元包括寄生接地天线、寄生接地天线、电感以及可变电容。其中电感耦接于寄生接地天线与分压单元之间。可变电容耦接于寄生接地天线与接地之间。
在本发明的一实施例中，上述的控制单元为一芯片。
在本发明的一实施例中，上述的感测单元包括电容器、电容电压转换单元以及反向器。其中电容电压转换单元耦接电容器，将电容器的电容值转换为电压讯号。反向器耦接电容电压转换单元，对电容电压转换单元输出的电压讯号进行反向而输出第一电压。
在本发明的一实施例中，上述的电容器包括铜箔。
在本发明的一实施例中，上述的频率侦测单元包括耦合器、功率转换单元以及反向器。其中耦合器量测射频讯号处理单元所输出的射频讯号功率。功率转换单元耦接耦合器，将耦合器所量测得到的功率转换为电压讯号。反向器耦接功率转换单元，对功率转换单元输出的电压讯号进行反向而输出第二电压。
在本发明的一实施例中，上述的控制单元还依据第一电压控制频率侦测单元调整其所输出的第二电压，以调整寄生接地天线单元的谐振频率。
在本发明的一实施例中，上述的主天线为平面倒F型天线。
相较于现有技术，本发明借由控制单元依据感测单元所产生的第一电压与频率侦测单元所产生的第二电压调整输出至该寄生接地天线单元的一调整电压，以调整该寄生接地天线单元的谐振频率，进而提升应用天线装置的电子产品的通讯质量。其中第一电压为感测单元对应其与人体的距离而产生，第二电压为频率侦测单元对应天线的发射/接收频率而产生。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
【附图说明】
图1绘示为本发明一实施例的天线装置的示意图。
图2绘示为本发明另一实施例的天线装置的示意图。
图3绘示为本发明另一实施例的天线装置的示意图。
【具体实施方式】
图1绘示本发明一实施例的天线装置的示意图，请参照图1。天线装置包括主天线102、寄生接地天线单元104、射频讯号处理单元106、感测单元108、频率侦测单元110以及控制单元112，射频讯号处理单元106耦接主天线102，控制单元112耦接寄生接地天线单元104、感测单元108以及频率侦测单元110。其中主天线102具有一馈入点S1，主天线102可例如为平面倒F型天线，然不以此为限。射频讯号处理单元106电性连接至馈入点S1，透过主天线102将射频讯号以电磁波的方式发送出去，或借主天线102接收射频讯号。
感测单元108可感测其与人体间的距离并对应此距离输出第一电压V1，亦即感测单元108所输出的第一电压V1将随感测单元108与人体间的距离的变化而改变。频率侦测单元110可侦测主天线102的发射/接收频率，并对应主天线102的发射/接收频率产生第二电压V2。此外，控制单元112可例如以芯片来实施，其可依据第一电压V1与第二电压V2调整输出至寄生接地天线单元104的调整电压Va，以调整寄生接地天线单元104的谐振频率。举例来说，控制单元112可依据感测单元108所输出的第一电压V1，亦即依据感测单元108与人体间的距离，并依据第二电压V2来输出调整电压Va至寄生接地天线单元104，以调整寄生接地天线单元104的谐振频率。如此便可使主天线102的发射/接收频率产生频率偏移，而达到降低SAR值的目的，进而提升应用天线装置的电子产品的通讯质量。
图2绘示本发明另一实施例的天线装置的示意图，请参照图2。在本实施例中，主天线102为平面倒F型天线，感测单元108包括电容器202、电容电压转换单元204以及反向器206，其中电容电压转换单元204耦接于电容器202与反向器206之间，反向器206则还耦接控制单元112。电容器202可例如以铜箔来实施，然不以此为限。电容器202可依据人体与其接近的程度而呈现不同的电容值，而电容电压转换单元204可将电容器202的电容值转换为电压讯号，而后再透过反向器206将此电压讯号进行反向以产生第一电压V1。
频率侦测单元110在本实施例中包括功率转换单元208、反向器210以及耦合器214，其中功率转换单元208耦接反向器210以及耦合器214，反向器210则还耦接控制单元112。耦合器214可量测射频讯号处理单元106所输出或接收的射频讯号功率，功率转换单元208则可将耦合器214所量测到的功率转换为电压讯号，在交由反向器210进行反向而产生上述的第二电压V2。
控制单元112可对第一电压V1以及第二电压V2进行分压，而产生调整电压Va，其中控制单元112除了可以芯片来实施外，亦可如图2实施例所示，以分压电路来实施。在图2实施例中，控制单元112包括电阻R1～电阻R3，其中电阻R1、电阻R2串接于反向器206与反向器210之间，亦即串接于感测单元108与频率侦测单元110之间，而电阻R3则耦接于电阻R1、电阻R2的共同接点与接地之间。上述的第一电压V1与第二电压V2经由电阻R1～电阻R3分压后，可于电阻R1、电阻R2以及电阻R3的共同接点上产生调整电压Va，借由适当调整电阻R1、电阻R2以及电阻R3的阻值即可使应用天线装置的电子产品具有理想的通讯质量。
寄生接地天线单元104包括寄生接地天线212、电感L1以及可变电容C1，其中电感L1耦接于寄生接地天线212以及控制单元112之间，可变电容C1则耦接于寄生接地天线212与接地之间。电感L1与可变电容C1可反映调整电压Va的变化而改变施加至寄生接地天线212的电压，进而使寄生接地天线212影响主天线102，使主天线102的发射/接收频率产生频率偏移。
举例来说，当人体靠近电容器202时，电容器202的电容值将变大，进而使电容电压转换单元204输出的电压讯号的电压值上升。当电容电压转换单元204输出的电压讯号的电压值上升达到反向器206的截止电压时，反向器206被启动而使第一电压V1下降、可变电容C1的电容值上升、主天线102与寄生接地天线212的电容性上升，因而使主天线102的频率谐振点下降、产生频偏，而达到高频功率下降的目的。此外，当射频讯号处理单元106的输出功率越大时、功率转换单元208所转换输出的电压也将越大，而经过反向器210的反向同样使第二电压V2下降、可变电容C1的电容值上升、主天线的寄生接地天线电容性上升，而使主天线102的频率谐振点下降，达到高频功率下降的目的。
值得注意的是，上述实施例为以一个寄生接地天线单元104为例进行天线装置的说明，然实际应用上寄生接地天线单元104的个数并不以一个为限。设计者可依据实际需求增加寄生接地天线单元104的个数，并将寄生接地天线单元104配置在适当的位置，以获得所欲得到的主天线102的频率偏移。例如图3所绘示本发明另一实施例的天线装置的示意图，其利用3个寄生接地天线单元104来影响主天线102的发射/接收频率，其中各个寄生接地天线单元104的实施方式可如图2所示，为保持图面简洁，在此不再绘示出其实施方式。
综上所述，本发明实施例的感测单元对应其与人体的距离而产生第一电压，频率侦测单元对应天线的发射/接收频率产生第二电压，而控制单元则依据感测单元所产生的第一电压与频率侦测单元所产生的第二电压调整输出至该寄生接地天线单元的一调整电压，以调整该寄生接地天线单元的谐振频率，进而提升应用天线装置的电子产品的通讯质量。

Claims (10)

1.一种天线装置，其特征在于，所述天线装置包括：
一主天线，具有一馈入点；
一寄生接地天线单元；
一射频讯号处理单元，电性连接至该馈入点，以产生或接收一射频讯号；
一感测单元，输出一第一电压，依据该感测单元与一人体的距离改变而改变该第一电压的电压值；
一频率侦测单元，侦测该主天线的发射/接收频率，并对应该主天线的发射/接收频率产生一第二电压；
一控制单元，耦接该寄生接地天线单元、该感测单元与该频率侦测单元，依据该第一电压与该第二电压调整输出至该寄生接地天线单元的一调整电压，以调整该寄生接地天线单元的谐振频率。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，该控制单元还对该第一电压以及该第二电压进行分压，而产生该调整电压。
3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，该控制单元包括：
一第一电阻；
一第二电阻，与该第一电阻串接于该感测单元与该频率侦测单元之间；
一第三电阻，耦接于该第一电阻、该第二电阻的共同接点与一接地之间，该第一电阻、该第二电阻以及该第三电阻的共同接点上产生该调整电压。
4.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，该寄生接地天线单元包括：
一寄生接地天线；
一电感，耦接于该寄生接地天线与该分压单元之间；
一可变电容，耦接于该寄生接地天线与一接地之间。
5.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，该控制单元为一芯片。
6.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，该感测单元包括：
一电容器；
一电容电压转换单元，耦接该电容器，将该电容器的电容值转换为电压讯号；
一反向器，耦接该电容电压转换单元，对该电容电压转换单元输出的电压讯号进行反向而输出该第一电压。
7.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，该电容器包括一铜箔。
8.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，该频率侦测单元包括：
一耦合器，量测该射频讯号处理单元所输出的射频讯号功率；
一功率转换单元，耦接该耦合器，将该耦合器所量测得到的功率转换为电压讯号；
一反向器，耦接该功率转换单元，对该功率转换单元输出的电压讯号进行反向而输出该第二电压。
9.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，该控制单元还依据该第一电压控制该频率侦测单元调整其所输出的该第二电压，以调整该寄生接地天线单元的谐振频率。
10.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，该主天线为平面倒F型天线。
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