專利名稱：天線模塊的制作方法
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)于一種動(dòng)態(tài)調(diào)整負(fù)載阻抗的天線模塊。
背景技術(shù)：
由于科技通訊產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，信息產(chǎn)品的應(yīng)用也隨之愈趨普及，例如3G智能型手機(jī)或電子書閱覽器等電子產(chǎn)品，使用者皆頻繁地?cái)y帶在日常周遭之中。而這不僅大幅提升生活上的便利性，亦更是在時(shí)間與空間上造成了壓縮，使得現(xiàn)代的每個(gè)人不再局限制約于地理上的疆界，而能夠使彼此間更緊密的結(jié)合互動(dòng)以及大量信息知識(shí)的交流，使追求達(dá)成共同利益福祉最優(yōu)化。是故，無線通訊中，天線儼然居中發(fā)揮重要功能，使得信息傳遞與知識(shí)交流更便捷、無阻礙。然而，由于現(xiàn)今通訊產(chǎn)品是朝向輕薄短小的外觀設(shè)計(jì)，以愈符合使用者需求與提升其便利性，但如此的設(shè)計(jì)趨勢(shì)亦導(dǎo)致其內(nèi)建天線更易于受到使用者與所處環(huán)境的影響。 舉例來說，在操作握持的過程中，使用者的手部、頭部等皆將對(duì)天線產(chǎn)生遮蔽效果，并吸收部分的電磁能量以及改變電磁能量的分布情況，又或者因?yàn)槭褂谜叩氖纸佑|到天線的輻射體及其電流路徑，從而導(dǎo)致天線負(fù)載阻抗的不匹配與電流路徑的改變，并將產(chǎn)生操作頻率的偏移現(xiàn)象。尤其，這些現(xiàn)象亦隨著通訊產(chǎn)品愈趨短且薄，顯得愈加嚴(yán)重，而導(dǎo)致通訊能力的惡化與通訊質(zhì)量的不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在提供一種天線模塊，通過讀取功率指針與信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)，并據(jù)以利用一最佳化算法遞回運(yùn)算，予以改變可調(diào)式匹配電路所提供的負(fù)載阻抗，從而達(dá)到阻抗匹配。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、功率偵測(cè)器以及一控制單元。天線主體具有一信號(hào)饋入點(diǎn)?？烧{(diào)式匹配電路電性連接天線主體與一功率放大器之間，且用以提供一負(fù)載阻抗，其中可調(diào)式匹配電路具有多個(gè)相互連接的可調(diào)式阻抗匹配組件，且電性連接至信號(hào)饋入點(diǎn)。功率偵測(cè)器電性連接可調(diào)式匹配電路與功率放大器之間，用以偵測(cè)一功率指標(biāo)?？刂茊卧娦赃B接可調(diào)式匹配電路與功率偵測(cè)器，用以讀取輸出功率指數(shù)與一信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)，并據(jù)以運(yùn)算產(chǎn)生一控制信號(hào)至可調(diào)式匹配網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而持續(xù)改變負(fù)載阻抗使達(dá)到阻抗匹配。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中可調(diào)式阻抗匹配組件皆為可調(diào)式電容。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中可調(diào)式阻抗匹配組件皆為可調(diào)式電感。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中可調(diào)式阻抗匹配組件為可調(diào)式電容與可調(diào)式電感。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，還包含一耦合器，其中功率偵測(cè)器通過耦合器偵測(cè)功率放大器所輸出之功率指標(biāo)。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中制單元包含一微處理器，電性連接一中央處理器與功率偵測(cè)器。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中微處理器用以自中央處理器接收讀取信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中微處理器用以自功率偵測(cè)器接收讀取功率指標(biāo)。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中微處理器根據(jù)功率指針與信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)，并據(jù)以運(yùn)算出可調(diào)式阻抗匹配組件的一數(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，其中控制電路用以根據(jù)數(shù)據(jù)值，產(chǎn)生控制信號(hào)以輸出至可調(diào)式匹配網(wǎng)絡(luò)，改變可調(diào)式阻抗匹配組件的阻抗數(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演算模塊，演算模塊包含牛頓法演算模塊、基因算法演算模塊或類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法演算模塊。透過本發(fā)明上述的電路設(shè)計(jì)概念，即可根據(jù)功率指針與信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)，并透過最佳化算法予以自行調(diào)整其負(fù)載阻抗，致使降低使用者與其環(huán)境所產(chǎn)生的外部電磁干擾及頻率偏移的現(xiàn)象。據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)概念，得以于滿足輕短薄型的外觀設(shè)計(jì)下，亦能同時(shí)兼具提供其良好的收訊質(zhì)量。


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，所附附圖的說明如下圖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)式匹配網(wǎng)絡(luò)的電路方塊圖。主要組件符號(hào)說明100 天線模塊110:天線主體112:信號(hào)饋入點(diǎn)120 可調(diào)式匹配電路122 可調(diào)式阻抗匹配組件122A 可調(diào)式阻抗匹配組件122B 可調(diào)式阻抗匹配組件122C 可調(diào)式阻抗匹配組件122D 可調(diào)式阻抗匹配組件
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繪示圖1中天線模塊的可調(diào)式匹配電路的電路方塊圖。如圖所示，一種天線模塊
122E 可調(diào)式阻抗匹配組件
130 功率偵測(cè)器
140 控制單元
142 微處理器
144 控制電路
150 耦合器
200 功率放大器
300 中央處理器
4100包含一天線主體110、一可調(diào)式匹配電路120、一功率偵測(cè)器130以及一控制單元140。天線主體110具有一信號(hào)饋入點(diǎn)112。可調(diào)式匹配電路120電性連接于天線主體 110與一功率放大器200之間，且用以提供一負(fù)載阻抗，其中可調(diào)式匹配電路120具有多個(gè)互連接的可調(diào)式阻抗匹配組件122，且電性連接至信號(hào)饋入點(diǎn)112。功率偵測(cè)器130電性連接于可調(diào)式匹配電路120與功率放大器200之間，用以偵測(cè)一功率指標(biāo)?？刂茊卧?40電性連接可調(diào)式匹配網(wǎng)絡(luò)120與功率偵測(cè)器130，用以讀取輸出功率指數(shù)與一信號(hào)強(qiáng)度指數(shù) (receiver signalstrength indicator ;RSSI)，并據(jù)以運(yùn)算產(chǎn)生一控制信號(hào)至可調(diào)式匹配網(wǎng)絡(luò)120，進(jìn)而持續(xù)改變負(fù)載阻抗使達(dá)到阻抗匹配。請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D1，天線模塊100還包含一耦合器150。由于功率放大器200的負(fù)載拉移(load-pull)特性，使得其所輸出的輸出功率P。ut將受到負(fù)載阻的匹配程度的影響而有所減損改變，因此功率偵測(cè)器130通過耦合器150進(jìn)行功率取樣，并偵測(cè)一功率指標(biāo)P'。ut，以確切讀取功率放大器200實(shí)際所輸出的功率值。根據(jù)上述可知，輸出功率與功率指標(biāo)之間具有一關(guān)系式，即？ P'。ut(ZlMd) =WXP。ut(ZlMd)，其中w為輸出功率與輸出功率指標(biāo)的比值。另一方面，當(dāng)天線模塊100于接收外部無線信號(hào)時(shí)，其所接收到的信號(hào)強(qiáng)度將予以回報(bào)至中央處理器300，進(jìn)而產(chǎn)生信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)RSSI，并且信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)亦隨著負(fù)載阻
的匹配程度而有變化。亦即是說，信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)為負(fù)載阻抗之一函數(shù)，并可表示為 RSSI (Zload)。于一實(shí)施例中，控制單元140包含一微處理器142，電性連接中央處理器300與功率偵測(cè)器130。因此，微處理器142即能自中央處理器300接收讀取信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)。且同時(shí)地，微處理器142自功率偵測(cè)器130接收所讀取到的功率指標(biāo)P'。ut。其次，微處理器142亦能根據(jù)功率指標(biāo)P'。ut與信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)RSSI，從而獲得一通訊質(zhì)量函數(shù)CQ，且當(dāng)CQ值越大時(shí)，則代表著天線模塊100具有越佳的通訊質(zhì)量。此通訊質(zhì)量函數(shù)關(guān)系為CQ(Zlrad) = ClXP' out (Zload)+C2 X RSSI (Zload)；其中Cl與C2為加權(quán)系數(shù)， 并具有一條件式，如C1+C2 = 1。再者，微處理器142透過最佳算法遞回運(yùn)算，借此計(jì)算出可調(diào)式阻抗匹配組件122 的數(shù)據(jù)值，調(diào)整改變負(fù)載阻抗&。ad。于一實(shí)施例中，控制單元140還包含一控制電路144，電性連接微處理器142與可調(diào)式匹配網(wǎng)絡(luò)120，且用以讀取微處理器142所計(jì)算出的數(shù)據(jù)值，并據(jù)以產(chǎn)生控制信號(hào)以輸出至可調(diào)式匹配電路120，相對(duì)應(yīng)地改變各可調(diào)式阻抗匹配組件122的阻抗數(shù)據(jù)值，從而調(diào)整負(fù)載阻抗。如此一來，可調(diào)式匹配電路120、功率偵測(cè)器130以及控制單元140即可形成一運(yùn)算回路，其透過不斷地讀取的功率指標(biāo)P ‘。ut (ZltjJ與信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)RSSI (Zltj J，并通過最佳算法予以持續(xù)改變負(fù)載阻，使通訊質(zhì)量函數(shù)CQ收斂到最大值，即達(dá)到MAX CQ(Zload) = ClXP' out (Zload)+C2XRSSI (Zl0ad)o此時(shí)所對(duì)應(yīng)獲得的負(fù)載阻抗&。ad，即可根據(jù)不同的操作情況(例如使用者的手部及/或頭部的影響)，自動(dòng)地將外部環(huán)境等負(fù)載不匹配的影響降到最低，致使天線模塊100 的輸出功率與接收信號(hào)的強(qiáng)度皆可達(dá)到最大值，從而提供最佳通話質(zhì)量。另外，于一些實(shí)施例中，控制單元140還包含一演算模塊或以微處理器142作為一演算模塊執(zhí)行各種算法。例如，微處理器142作為一牛頓法演算模塊、基因算法演算模塊或類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法演算模塊。如此即可透過適切的數(shù)值算法，進(jìn)而根據(jù)功率指標(biāo)P' out(Zload)與信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)RSSI (Zload)予以計(jì)算調(diào)整出最佳負(fù)載阻抗。請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D2，可調(diào)式匹配電路120具有多個(gè)可調(diào)式阻抗匹配組件122，例如圖中所示的122A、122B、122C、122D以及122E等，而從可調(diào)式匹配電路120的輸入端所等效的負(fù)載阻抗即對(duì)應(yīng)等效為可調(diào)式阻抗匹配組件122A、122B、122C、122D及122E等的一函數(shù)，且可表示如 Zload (122A, 122B, 122C, 122D, 122F, · · ·)。然而，可調(diào)式阻抗匹配組件122的使用數(shù)目以及其連接方式則可根據(jù)其操作頻段與實(shí)際應(yīng)用時(shí)需求，予以通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式相互電性連接。再者，于一些實(shí)施例中，可調(diào)式阻抗匹配組件122可分別皆為可調(diào)式電容、可調(diào)式電感、亦或是可調(diào)式電容與可調(diào)式電感的串接組合，并且電性連接至信號(hào)饋入點(diǎn)112，從而于操作頻段中適切地提供負(fù)載阻抗。透過本發(fā)明上述的電路設(shè)計(jì)概念，即可根據(jù)功率指針與信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)，并透過最佳化算法予以自行調(diào)整其負(fù)載阻抗，致使降低使用者與其環(huán)境所產(chǎn)生的外部電磁干擾及頻率偏移的現(xiàn)象。據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)概念，得以于滿足輕短薄型的外觀設(shè)計(jì)下，亦能同時(shí)兼具提供其良好的收訊質(zhì)量。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)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(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，電性連接該天線主體與一功率放大器之間，且用以提供一負(fù)載阻抗，其中該可調(diào)式匹配電路具有多個(gè)相互連接的可調(diào)式阻抗匹配組件，且電性連接至該信號(hào)饋入點(diǎn)；一功率偵測(cè)器，電性連接該可調(diào)式匹配電路與該功率放大器之間，用以偵測(cè)一功率指標(biāo)；以及一控制單元，電性連接該可調(diào)式匹配電路與該功率偵測(cè)器，用以讀取該輸出功率指數(shù)與一信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)，并據(jù)以運(yùn)算產(chǎn)生一控制信號(hào)至該可調(diào)式匹配電路，進(jìn)而持續(xù)改變?cè)撠?fù)載阻抗使達(dá)到阻抗匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線模塊，其特征在于，該些可調(diào)式阻抗匹配組件皆為可調(diào)式電容或可調(diào)式電感。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線模塊，其特征在于，該些可調(diào)式阻抗匹配組件為可調(diào)式電容與可調(diào)式電感。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線模塊，其特征在于，還包含一耦合器，其中該功率偵測(cè)器通過該耦合器偵測(cè)該功率放大器所輸出的該功率指標(biāo)。
5.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，電性連接一中央處理器與該功率偵測(cè)器，其中該微處理器用以自該中央處理器接收讀取該信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線模塊，其特征在于，該微處理器用以自該功率偵測(cè)器接收讀取該功率指標(biāo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天線模塊，其特征在于，該微處理器根據(jù)該功率指針與該信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)，并據(jù)以運(yùn)算出該些可調(diào)式阻抗匹配組件的一數(shù)據(jù)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求5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。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的天線模塊，其特征在于，該控制電路用以根據(jù)該數(shù)據(jù)值，產(chǎn)生該控制信號(hào)以輸出至該可調(diào)式匹配電路，改變?cè)撔┛烧{(diào)式阻抗匹配組件的阻抗數(shù)據(jù)值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線模塊，其特征在于，該控制單元還包含一演算模塊，該演算模塊包含牛頓法演算模塊、基因算法演算模塊或類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法演算模塊。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種天線模塊，包含一天線主體、一可調(diào)式匹配電路、一功率偵測(cè)器以及一控制單元。天線主體具有一信號(hào)饋入點(diǎn)?？烧{(diào)式匹配電路電性連接天線主體與一功率放大器，且用以提供一負(fù)載阻抗，其中可調(diào)式匹配電路具有多個(gè)相互連接的可調(diào)式阻抗匹配組件，且電性連接至信號(hào)饋入點(diǎn)。功率偵測(cè)器電性連接可調(diào)式匹配電路與功率放大器，用以偵測(cè)一功率指標(biāo)?？刂茊卧娦赃B接可調(diào)式匹配電路與功率偵測(cè)器，用以讀取輸出功率指數(shù)與信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)，并據(jù)以運(yùn)算產(chǎn)生一控制信號(hào)至可調(diào)式匹配電路，進(jìn)而持續(xù)改變負(fù)載阻抗使達(dá)到阻抗匹配。
文檔編號(hào)H01Q23/00GK102420353SQ20101029985
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28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