專利名稱：：天線模塊及其阻抗匹配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是有關(guān)于一種天線模塊，且特別是有關(guān)于一種可調(diào)整負(fù)載阻抗的天線模塊。
背景技術(shù)：
：隨著移動(dòng)電話系統(tǒng)的演進(jìn)及其技術(shù)躍進(jìn)，從早期的2G系統(tǒng)進(jìn)步到目前3G系統(tǒng)以及未來的LTE(LongTermEvolution)系統(tǒng)，其中LTE為一MISO(Multi_inputSingle-out)系統(tǒng)，使得手機(jī)所需要支持的頻段也日趨越多且越廣。然而，在一般已知的天線設(shè)計(jì)中，連接天線與功率放大器之間的匹配電路于主機(jī)板打件后即無法予以調(diào)整，從而固定其頻寬特性范圍。因此，當(dāng)欲通過已知技術(shù)，設(shè)計(jì)適用于LTE系統(tǒng)，則需要兩天線主體，其中之一用以負(fù)責(zé)傳送與接收；另一天線主體則用以負(fù)責(zé)接收，然而這將占據(jù)過多手機(jī)內(nèi)部空間，而原本手機(jī)中的電話天線仍然存在，因此總共需要至少三支天線才可應(yīng)用于GSM頻段與LTE頻段，這對(duì)于輕薄短小的產(chǎn)品設(shè)計(jì)趨勢(shì)影響甚大。除此之外，由于目前手機(jī)天線的限制，亦難以達(dá)到滿足LTE系統(tǒng)所需求的操作頻寬，如從698MHz至894MHz之間。目前GSM頻段的有效操作頻寬(effectiveoperatingfrequency)僅為(894-824)/[(894+824)/2]=8%。未來若將LTE的一支天線與原先的電話天線結(jié)合，則至少需要涵蓋(894-698)/[(894+698)/2]=25%的有效操作頻寬(effectiveoperatingfrequency)，但由于目前的手機(jī)天線的限制，如此大的頻寬需求是無法達(dá)成。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是在提供一種天線模塊，通過可調(diào)式匹配電路的概念運(yùn)用，以調(diào)整其負(fù)載阻抗，進(jìn)而在不改變天線主體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)下，增加其有效操作頻寬。本發(fā)明的一方面是提出一種天線模塊，包含一天線主體、一可調(diào)式匹配電路以及一控制單元。天線主體具有一信號(hào)饋入點(diǎn)。可調(diào)式匹配電路電性連接信號(hào)饋入點(diǎn)，用以提供一負(fù)載阻抗，且可調(diào)式匹配電路包含一電感、一第一可調(diào)式電容以及一第二可調(diào)式電容。第一可調(diào)式電容的一端電性連接電感的一端。第二可調(diào)式電容的一端電性連接第一可調(diào)式電容的另一端與信號(hào)饋入點(diǎn)，第二可調(diào)式電容的另一端電性連接至系統(tǒng)接地面。一控制單元電性連接可調(diào)式匹配電路，用以讀取一操作頻段，并據(jù)以產(chǎn)生輸出一控制信號(hào)至可調(diào)式匹配電路，可適地調(diào)整第一可調(diào)式電容與第二可調(diào)式電容的電容值。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中控制單元包含一微處理器，用以自一中央處理器讀取操作頻段。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中微處理器還包含一匹配數(shù)據(jù)表，且微處理器根據(jù)操作頻段，擷取所對(duì)應(yīng)匹配的一電容數(shù)據(jù)值。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中電容數(shù)據(jù)包含第一可調(diào)式電容的一數(shù)據(jù)值與第二可調(diào)式電容的一數(shù)據(jù)值。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中控制單元還包含一控制電路，電性連接微處理器與可調(diào)式匹配電路。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中控制電路根據(jù)電容數(shù)據(jù)值，用以產(chǎn)生控制信號(hào)以輸出至可調(diào)式匹配電路，分別改變第一可調(diào)式電容與第二可調(diào)式電容的電容值。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中第一可調(diào)式電容及該第二可調(diào)式電容的電容值范圍為0.2pF-20pF。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中第一可調(diào)式電容的電容值大于第二可調(diào)式電容的電容值。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中電感的電感值為2.2nH。本發(fā)明的另一方面是提出一種天線模塊的阻抗匹配方法，其中天線模塊包含一可調(diào)式匹配電路，其有一電感、一第一可調(diào)式電容與一第二可調(diào)式電容。此阻抗匹配方法，包含下列步驟首先，讀取一操作頻段；其次，根據(jù)操作頻段，產(chǎn)生輸出一控制信號(hào)至可調(diào)式匹配電路；以及，最后，根據(jù)控制信號(hào)，可適地調(diào)整第一可調(diào)式電容與第二可調(diào)式電容的電容值，以調(diào)整匹配電路的一負(fù)載阻抗。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中還包含自一中央處理器，讀取該操作頻段。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中還包含根據(jù)操作頻段，擷取所對(duì)應(yīng)匹配的一電容數(shù)據(jù)值。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中還包含自一匹配數(shù)據(jù)表，對(duì)應(yīng)擷取電容數(shù)據(jù)值。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中電容數(shù)據(jù)包含第一可調(diào)式電容的一數(shù)據(jù)值與第二可調(diào)式電容的一數(shù)據(jù)值。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中還包含根據(jù)電容數(shù)據(jù)值，產(chǎn)生控制信號(hào)并輸出至可調(diào)式匹配電路。如此一來，透過本發(fā)明上述的電路設(shè)計(jì)概念及其方法，則可在不改變天線主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下，得以有效增加其天線的有效操作頻寬，進(jìn)而同時(shí)涵蓋GSM與LTE等操作頻段。據(jù)此，即可減少各頻段天線主體的使用數(shù)量與體積，從而不僅可節(jié)省配置空間與制造成本，亦能夠維持其良好的收訊質(zhì)量及涵蓋更廣的有效操作頻寬。明如下為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附附圖的說圖1是繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的天線模塊的功能方塊圖；圖2是繪示圖1中天線模塊的可調(diào)式匹配電路的電路圖；圖3是繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的匹配數(shù)據(jù)表；圖4是繪示根據(jù)本發(fā)一實(shí)施例的一種天線模塊的阻抗匹配方法的流程圖。主要組件符號(hào)說明100天線模塊132微處理器110:天線主體134:匹配數(shù)據(jù)表112:信號(hào)饋入點(diǎn)136:控制電路120:可調(diào)式匹配電路200:中央處理器122:電感300功率放大器124:第一可調(diào)式電容400阻抗匹配方法126:第二可調(diào)式電容401、402、403步驟130控制單元具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，可參照所附的附圖及以下所述各種實(shí)施例，附圖中相同的號(hào)碼代表相同或相似的組件。另一方面，眾所周知的組件與步驟并未描述于實(shí)施例中，以避免造成本發(fā)明不必要的限制。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1與圖2，圖1是繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的天線模塊的功能方塊圖，圖2是繪示圖1中天線模塊的可調(diào)式匹配電路的電路圖。如圖所示，一種天線模塊100，包含一天線主體110、一可調(diào)式匹配電路120以及一控制單元130。天線主體110具有一信號(hào)饋入點(diǎn)112?？烧{(diào)式匹配電路120電性連接信號(hào)饋入點(diǎn)112，用以提供一負(fù)載阻抗，且可調(diào)式匹配電路120包含一電感122、一第一可調(diào)式電容124以及一第二可調(diào)式電容126。第一可調(diào)式電容124的一端電性連接電感122的一端。第二可調(diào)式電容126的一端電性連接第一可調(diào)式電容1的另一端與信號(hào)饋入點(diǎn)112，第二可調(diào)式電容1的另一端電性連接至系統(tǒng)接地面。一控制單元130電性連接可調(diào)式匹配電路120，用以讀取一操作頻段，并據(jù)以產(chǎn)生輸出一控制信號(hào)至可調(diào)式匹配電路120，以可適地調(diào)整第一可調(diào)式電容124與第二可調(diào)式電容126的電容值。然而，在一實(shí)施例中，第一可調(diào)式電容124與第二可調(diào)式電容126的電容值范圍為0.2pF-20pF之間。另外，電感122則具有一固定電感值，且在一實(shí)施例中，電感122的電感值為2.2nH。因此，可調(diào)式匹配電路120通過改變第一可調(diào)式電容124與第二可調(diào)式電容126的電容值，并予以接載搭配電感122，即能夠適切地依據(jù)不同頻段的射頻信號(hào)，調(diào)整其負(fù)載阻抗從而有效達(dá)到阻抗匹配，以增加天線模塊100的操作頻寬范圍。較佳地，第一可調(diào)式電容124的電容值大于第二可調(diào)式電容126的電容值。請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D1，控制單元130包含一微處理器132，用以自一中央處理器200讀取操作頻段。更進(jìn)一步來說，當(dāng)天線模塊100所對(duì)應(yīng)的通訊系統(tǒng)使用操作于一特定射頻頻段或切換使用至另一射頻頻段時(shí)，例如從GSM操作頻段切換至LTE操作頻段，微處理器132即可透過中央處理器200，檢測(cè)其確切所操作的射頻頻段。其次，微處理器132還包含一匹配數(shù)據(jù)表(look-uptableformatching)134,圖3所示，其繪示根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的匹配數(shù)據(jù)表。微處理器132根據(jù)所檢測(cè)讀取的操作頻段，自匹配數(shù)據(jù)表134中擷取所對(duì)應(yīng)匹配的第一可調(diào)式電容IM與第二可調(diào)式電容126的一電容數(shù)據(jù)值。舉例來說，當(dāng)操作頻段為GSM且電感122具有一固定電感值為2.2nH時(shí)，所擷取的第一可調(diào)式電容124與第二可調(diào)式電容126的數(shù)據(jù)值分別為5.6pF與0.5pF；然而，當(dāng)操作頻段為L(zhǎng)TE且電感122具有固定電感值為2.2nH時(shí)，所擷取的第一可調(diào)式電容124與第二可調(diào)式電容126的數(shù)據(jù)值則分別為2.2pF與1.OpF0再者，控制單元130還包含一控制電路136，電性連接微處理器132與可調(diào)式匹配電路120。控制電路136根據(jù)目前的電容數(shù)據(jù)值，用以產(chǎn)生控制信號(hào)以輸出至可調(diào)式匹配電路120。如此一來，通過控制信號(hào)得以相對(duì)應(yīng)地改變第一可調(diào)式電容IM與第二可調(diào)式電容126的電容值，致使當(dāng)操作頻段進(jìn)行切換時(shí)，可調(diào)式匹配電路120的輸入端所等效的負(fù)載阻抗(equivalentloadingimpedance)，亦能夠同步與傳輸線的輸出阻抗達(dá)成阻抗匹配，進(jìn)而可確切地自功率放大器300所輸出的射頻信號(hào)傳送輸出至天線本體110，并減少其過程中的信號(hào)反射量，反之亦然。因此，其操作頻段與通訊質(zhì)量皆能大幅擴(kuò)充與提升。請(qǐng)參照?qǐng)D4，其繪示根據(jù)本發(fā)一實(shí)施例的一種天線模塊的阻抗匹配方法的流程圖。本實(shí)施例的天線模塊的阻抗匹配方法400，例如是應(yīng)用于圖1中的天線模塊100。如上所述，天線模塊100包含一可調(diào)式匹配電路120，其具有一電感122、一第一可調(diào)式電容IM與一第二可調(diào)式電容126。然而，在圖4所揭示的流程中，天線模塊的阻抗匹配方法400則包含如下步驟。首先，步驟401為讀取一操作頻段；其次，步驟402中為根據(jù)操作頻段，產(chǎn)生輸出一控制信號(hào)至可調(diào)式匹配電路；最后，步驟403為根據(jù)控制信號(hào)，改變第一可調(diào)式電容與第二可調(diào)式電容的電容值，以可適地調(diào)整匹配電路的一負(fù)載阻抗。在步驟401，阻抗匹配方法400是自中央處理器200中，讀取其所操作頻段，即為通過中央處理器200，予以檢測(cè)從功率放大器300所輸出的射頻信號(hào)的操作頻段。在步驟402中，阻抗匹配方法400則根據(jù)操作頻段，于匹配數(shù)據(jù)表134進(jìn)行查表對(duì)照，以擷取所對(duì)應(yīng)匹配的一電容數(shù)據(jù)值。然而此電容數(shù)據(jù)值則包含第一可調(diào)式電容124的一數(shù)據(jù)值與第二可調(diào)式電容126的一數(shù)據(jù)值。在一實(shí)施例中，當(dāng)操作頻段為GSM且電感122具有一固定電感值為2.2nH時(shí)，自匹配數(shù)據(jù)表134中所對(duì)應(yīng)擷取的第一可調(diào)式電容IM與第二可調(diào)式電容126的數(shù)據(jù)值分別為5.6pF與0.5pF；然而，當(dāng)操作頻段為L(zhǎng)TE且電感122具有固定電感值為2.2nH時(shí)，自匹配數(shù)據(jù)表134所對(duì)應(yīng)擷取的第一可調(diào)式電容124與第二可調(diào)式電容126的數(shù)據(jù)值則分別為2.2pF與1.OpF0另外，阻抗匹配方法400則是根據(jù)所擷取的電容數(shù)據(jù)值，產(chǎn)生控制信號(hào)并輸出至可調(diào)式匹配電路120。在步驟403中，阻抗匹配方法400根據(jù)控制信號(hào)，改變第一可調(diào)式電容IM與第二可調(diào)式電容126的電容值，并搭配電感122，即能夠適切地依據(jù)不同操作頻段的射頻信號(hào)，以調(diào)整匹配電路120所等效的負(fù)載阻抗，從而增加有效操作頻寬的范圍。如此一來，透過本發(fā)明上述的電路設(shè)計(jì)概念及其方法，則可在不改變天線主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下，得以有效增加其天線的有效操作頻寬，進(jìn)而同時(shí)涵蓋GSM與LTE等操作頻段。據(jù)此，即可減少各頻段天線主體的使用數(shù)量與體積，從而不僅可節(jié)省配置空間與制造成本，亦能夠維持其良好的收訊質(zhì)量及涵蓋更廣的有效操作頻寬。雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的變動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種天線模塊，其特征在于，包含一天線主體，具有一信號(hào)饋入點(diǎn)；一可調(diào)式匹配電路，電性連接該信號(hào)饋入點(diǎn)，用以提供一負(fù)載阻抗，該可調(diào)式匹配電路包含一電感；一第一可調(diào)式電容，該第一可調(diào)式電容的一端電性連接該電感的一端；以及一第二可調(diào)式電容，該第二可調(diào)式電容的一端電性連接該第一可調(diào)式電容的另一端與該信號(hào)饋入點(diǎn)，該第二可調(diào)式電容的另一端電性連接至系統(tǒng)接地面；以及一控制單元，電性連接該可調(diào)式匹配電路，用以讀取一操作頻段，并據(jù)以產(chǎn)生輸出一控制信號(hào)至該可調(diào)式匹配電路，可適地調(diào)整該第一可調(diào)式電容與該第二可調(diào)式電容的電容值，以調(diào)整該負(fù)載阻抗。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線模塊，其特征在于，該控制單元包含一微處理器，用以自一中央處理器讀取該操作頻段。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線模塊，其特征在于，該微處理器還包含一匹配數(shù)據(jù)表，且該微處理器根據(jù)該操作頻段，擷取所對(duì)應(yīng)匹配的一電容數(shù)據(jù)值，且該電容數(shù)據(jù)值包含該第一可調(diào)式電容的一數(shù)據(jù)值與該第二可調(diào)式電容的一數(shù)據(jù)值。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線模塊，其特征在于，該控制單元還包含一控制電路，電性連接該微處理器與該可調(diào)式匹配電路。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線模塊，其特征在于，該控制電路根據(jù)該電容數(shù)據(jù)值，用以產(chǎn)生該控制信號(hào)以輸出至該可調(diào)式匹配電路，分別改變?cè)摰谝豢烧{(diào)式電容與該第二可調(diào)式電容的電容值。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線模塊，其特征在于，該第一可調(diào)式電容及該第二可調(diào)式電容的電容值范圍為0.2pF-20pF。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線模塊，其特征在于，該第一可調(diào)式電容的電容值大于該第二可調(diào)式電容的電容值。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線模塊，其特征在于，該電感的電感值為2.2nH。9.一種天線模塊的阻抗匹配方法，其特征在于，該天線模塊包含一可調(diào)式匹配電路，且該可調(diào)式匹配電路具有一電感、一第一可調(diào)式電容與一第二可調(diào)式電容，該阻抗匹配方法包含下列步驟讀取一操作頻段；根據(jù)該操作頻段，產(chǎn)生輸出一控制信號(hào)至該可調(diào)式匹配電路；以及根據(jù)該控制信號(hào)，可適地調(diào)整該第一可調(diào)式電容與該第二可調(diào)式電容的電容值，以調(diào)整該匹配電路的一負(fù)載阻抗。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的天線模塊的阻抗匹配方法，其特征在于，還包含自一中央處理器，讀取該操作頻段。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的天線模塊的阻抗匹配方法，其特征在于，還包含根據(jù)該操作頻段，自一匹配數(shù)據(jù)表擷取所對(duì)應(yīng)匹配的一電容數(shù)據(jù)值。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的天線模塊的阻抗匹配方法，其特征在于，該電容數(shù)據(jù)包含該第一可調(diào)式電容的一數(shù)據(jù)值與該第二可調(diào)式電容的一數(shù)據(jù)值。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的天線模塊的阻抗匹配方法，其特征在于，還包含根據(jù)該電容數(shù)據(jù)值，產(chǎn)生該控制信號(hào)并輸出至該可調(diào)式匹配電路。全文摘要本發(fā)明揭露一種天線模塊及其阻抗匹配方法。一種天線模塊包含一天線主體、一可調(diào)式匹配電路以及一控制單元。天線主體具有一信號(hào)饋入點(diǎn)。可調(diào)式匹配電路電性連接至信號(hào)饋入點(diǎn)，用以提供一負(fù)載阻抗，且包含一電感、一第一可調(diào)式電容以及一第二可調(diào)式電容。第一可調(diào)式電容的一端電性連接電感的一端；第二可調(diào)式電容的一端電性連接第一可調(diào)式電容的另一端與信號(hào)饋入點(diǎn)，第二可調(diào)式電容的另一端電性連接至一系統(tǒng)接地面。控制單元電性連接可調(diào)式匹配電路，用以讀取一操作頻段，并據(jù)以產(chǎn)生一控制信號(hào)，可適地調(diào)整第一與第二可調(diào)式電容的電容值。文檔編號(hào)H01Q5/00GK102377025SQ20101026279公開日2012年3月14日申請(qǐng)日期2010年8月24日優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日發(fā)明者吳維揚(yáng),林晏詮,馬建華申請(qǐng)人:宏達(dá)國(guó)際電子股份有限公司