CN110739534B - 天线装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线装置及其控制方法，天线装置包含接地层、馈入件、第一辐射件、第二辐射件、第一开关元件以及第二开关元件。馈入件连接接地层。第一辐射件沿第一方向延伸并连接接地层。第二辐射件沿与第一方向正交的第二方向延伸并连接接地层。第一开关元件连接于馈入件与第一辐射件之间，被配置以导通或断开该馈入件与第一辐射件。第二开关元件连接于馈入件与第二辐射件之间，被配置以导通或断开该馈入件与第二辐射件。本发明的天线装置依据其所处的环境而切换操作不同位置的辐射件，以解决单一辐射件所造成的场型缺陷，并补足不同辐射场型其于特定方位下较弱的场辐射，因而避免天线装置在特定方位下信号微弱的问题。

Description

天线装置及其控制方法

技术领域

本发明是关于一种天线装置，特别是关于一种天线装置的控制方法。

背景技术

近年来，随着通讯技术的日新月异，无线通讯装置已是人们往来世界各地不可或缺的通讯媒介。此外，世界各地的无线通讯标准与所使用的通讯频带皆不相同，因此无线通讯装置中的天线必须能够接收或是传送多个频带的无线电信号，以致使无线通讯装置可以支援各种不同的通讯标准。

然而，随着无线通讯装置的薄型化，无线通讯装置中可用来配置天线的空间也就越来越有限，并同时影响到天线接收的表现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天线装置，其依据其所处的环境而切换操作不同位置的辐射件，以解决单一辐射件所造成的场型缺陷，并补足不同辐射场型其于特定方位下较弱的场辐射，因而避免天线装置在特定方位下信号微弱的问题。

本发明揭示一种天线装置，其包含接地层、馈入件、第一辐射件、第二辐射件、第一开关元件以及第二开关元件。馈入件连接接地层。第一辐射件沿第一方向延伸并连接接地层。第二辐射件沿与第一方向正交的第二方向延伸并连接接地层。第一开关元件连接于馈入件与第一辐射件之间，被配置以导通或断开馈入件与第一辐射件。第二开关元件连接于馈入件与第二辐射件之间，被配置以导通或断开馈入件与第二辐射件。

本发明揭示一种天线装置的控制方法，用以控制天线装置。天线装置包含馈入件、第一辐射件以及第二辐射件。天线装置的馈入件衔接于第一辐射件与第二辐射件之间。天线装置的控制方法包含：取得天线装置于第一工作状态下的第一接收信号强度，其中馈入件在第一工作状态下与第一辐射件导通并与第二辐射件断开；取得天线装置于第二工作状态下的第二接收信号强度，其中馈入件在第二工作状态下与第一辐射件断开并与第二辐射件导通；以及比较第一接收信号强度与第二接收信号强度，其中当第一接收信号强度大于第二接收信号强度时，则使天线装置在第一工作状态下运作，当第一接收信号强度小于第二接收信号强度，则使天线装置在第二工作状态下运作。

在前述结构配置下，本发明通过单一馈入的方式设计至少两种不同结构的天线，并通过控制单元控制第一开关元件以及第二开关元件，同时利用信号源，以在天线装置上依据其所处的环境而于相同的频率下得到不同的共振模态，进而得到不同的辐射场型。在本实施方式中，不同的辐射场型相互补足XY平面辐射零点。亦即，在天线装置中，不同的辐射场型通过彼此不同的共振模态来相补足本身在特定方位强度较弱的辐射场型，因而可避免天线装置的辐射场型产生零点。

因此，本发明的天线装置依据其所处的环境而切换操作不同位置的辐射件，以解决单一辐射件所造成的场型缺陷，并补足不同辐射场型其在特定方位下较弱的场辐射，因而避免天线装置在特定方位下信号微弱的问题，进而提升天线装置的传输速度以及在产品上的实用性，并避免产生断讯等问题。

附图说明

图1是依据本发明的一实施方式的天线装置的架构图。

图2A是依据本发明的一实施方式的天线装置的局部俯视图。

图2B是图2A的天线装置的控制方法的流程图。

图3A、图3B、图3C分别是依据本发明的一实施方式的天线装置于一频率下不同的幅射场型。

图4A是依据本发明的另一实施方式的天线装置的局部俯视图。

图4B是图4A的天线装置的控制方法的流程图。

图5A、图5B、图5C分别是依据本发明的另一实施方式的天线装置在一频率下不同的幅射场型。

图6A、图6B、图6C分别是依据本发明的另一些实施方式的天线装置的局部俯视图。

具体实施方式

请参照图1。图1是依据本发明的一实施方式的天线装置1的架构图。如图1所示，本实施方式的天线装置1的架构包含第一辐射件13、第二辐射件14、第一开关元件16、第二开关元件18以及控制单元19。在本实施方式中，第一开关元件16与第一辐射件13串联，而第二开关元件18与第二辐射件14串联。第一开关元件16与第二开关元件18并联，并同时受到控制单元19的控制。

在本实施方式中，第二辐射件14的结构与第一辐射件13的结构相异(参照图2A)。在实际应用中，任何可产生不同的辐射场型的辐射件皆能应用在本本发明。再者，在本实施方式中，通过控制单元19同时控制第一开关元件16以及第二开关元件18，以在天线装置1中依据环境的需求而于相同的频率下得到不同的共振模态，进而得到不同的辐射场型。以下将详细说明天线装置1中所包含的各元件的结构、功能以及各元件之间的连接关系。

请参照图2A。图2A是依据本发明的一实施方式的天线装置1的局部俯视图。如图2A所示，在本实施方式中，天线装置1包含基板10、接地层11、馈入件12、第一辐射件13、第二辐射件14、第一开关元件16、第二开关元件18、控制单元19以及信号源20。在本实施方式中，天线装置1的接地层11、馈入件12、第一辐射件13、第二辐射件14以及控制单元19是设置于基板10的表面102上，但本发明不以此为限。在其他实施方式中，天线装置1的接地层11、馈入件12、第一辐射件13以及第二辐射件14设置于基板10的表面102，而控制单元19设置于基板10相对表面102的另一表面，并可通过位于基板10上的导孔(图未示)电性连接馈入件12。在本实施方式中，接地层11、馈入件12、第一辐射件13以及第二辐射件14是共平面。

在图2A中，接地层11的至少一个部位围绕馈入件12、第一辐射件13以及第二辐射件14。进一步来说，接地层11围绕形成容置空间112，并具有开口114。容置空间112通过开口114连通至接地层11外。馈入件12、第一辐射件13以及第二辐射件14位于容置空间112中，且通过开口114自接地层11暴露出。

馈入件12通过信号源20连接接地层11，朝远离接地层11实质上沿着第二方向D2延伸，且分隔第一辐射件13与第二辐射件14。馈入件12连接于信号源20、第一开关元件16之间，且连接于信号源20与第二开关元件18之间。馈入件12将信号源20所提供的信号传送至第一辐射部130或是第二辐射件14。举例来说，馈入件12具有三个端子，即第一端120、第二端122以及第三端124。馈入件12的第一端120电性连接信号源20，馈入件12的第二端122电性连接第一辐射件13，而馈入件12的第三端124电性连接第二辐射件14。

在本实施方式中，第一辐射件13包含相分离的第一辐射部130以及耦合部132。第一辐射件13的第一辐射部130连接第一开关元件16，自第一开关元件16朝接地层11并实质上沿着第一方向D1延伸，且与接地层11相分离。在一些实施方式中，第一方向D1与第二方向D2相交。在本实施方式中，第一方向D1实质上正交于第二方向D2，但本发明不以此为限。第一辐射件13的耦合部132实质上沿着第一方向D1延伸，并连接接地层11。亦即，第一辐射件13的第一辐射部130与耦合部132相互平行，但本发明不以此为限。

在图2A中，在第二方向D2上，第一辐射件13的耦合部132与第一辐射部130相距距离T1。在第一方向D1上，第一辐射件13的耦合部132与馈入件12相距距离T2，第一辐射件13的第一辐射部130与馈入件12相距距离T3，而距离T2是大于距离T3。详细而言，第一辐射件13的第一辐射部130具有面向耦合部132的第一边缘130a。第一辐射件13的耦合部132具有面向第一辐射部130的第二边缘132a。在本实施方式中，第一辐射部130的第一边缘130a与耦合部132的第二边缘132a的轮廓互补。

由于第一辐射件13中的耦合部132与第一辐射部130在空间上错位的配置，因而可减少第一辐射件13在天线装置1中所占据的空间。举例而言，第一辐射件13的第一辐射部130包含第一重叠段130c。第一辐射件13的耦合部132包含第二重叠段132b。第一重叠段130c与第二重叠段132b之间具有一间距(例如：距离T1)而相分离。再者，在第一方向D1上，第一辐射件13的耦合部132与馈入件12相距的距离T2，是小于第一辐射部130的端部130b与馈入件12相距的距离T2。因此，第一辐射部130的第一重叠段130c与耦合部132的第二重叠段132b在第二方向D2上的投影相互重叠。因而可减少第一辐射件13在天线装置1中第一方向D1上所占据的空间，以减少天线装置1的体积，并可提高天线装置1中空间的使用效率。

在本实施方式中，第二辐射件14的形状为T型。具体而言，第二辐射件14包含相连的第二辐射部140以及短路部142。第二辐射件14的第二辐射部140连接第二开关元件18，自第二开关元件18沿着第一方向D1延伸且与接地层11相分离。第二辐射件14的短路部142自第二辐射部140实质上沿着与第一方向D1正交的一第二方向D2延伸至接地层11。

在本实施方式中，控制单元19电性连接馈入件12，并被配置以切换第一开关元件16与第二开关元件18为导通状态或断开状态。第一开关元件16连接于馈入件12与第一辐射件13之间，并依据控制单元19所产生的控制信号来导通或断开馈入件12与第一辐射件13之间的连接。举例来说，第一开关元件16为具有两个端子，即第一端160以及第二端162的开关元件。第一开关元件16的第一端160电性连接馈入件12，而第二端162电性连接第一辐射件13。第一开关元件16会依据控制信号而决定是否导通第一端160与第二端162。

第二开关元件18连接于馈入件12与第二辐射件14之间，且依据控制单元19所产生的控制信号来导通或断开馈入件12与第二辐射件14间的连接。也就是说，本发明通过控制信号选择性地导通第一辐射件13或第二辐射件14来调整电流走向。举例来说，第二开关元件18为具有两个端子，即第一端180以及第二端182的开关元件。第二开关元件18的第一端180电性连接馈入件12，而第二端182电性连接第二辐射件14。第二开关元件18会依据控制信号而决定是否导通第一端180与第二端182。在一些实施方式中，第一开关元件16及/或第二开关元件18可为二极体、电晶体或任何适合的电子开关。

在一实施例中，控制单元19对第一开关元件16以及第二开关元件18施予电压(即控制信号)，以将第一开关元件16以及第二开关元件18分别设定为导通(on)状态及/或断开(off)状态。在此实施例中，在天线装置1运作时，其至少包含第一工作状态S1与第二工作状态S2。详细而言，当第一开关元件16将馈入件12与第一辐射件13之间导通，且第二开关元件18将馈入件12与第二辐射件14之间断开时，天线装置1运作于第一工作状态S1。在第一工作状态S1下，天线装置1可通过第一辐射件13于一频率下产生第一共振模态M1进而得到第一幅射场型R1，并具有一第一辐射方向。换句话说，在第一工作状态S1下，第一开关元件16将馈入件12所产生的信号传送至第一辐射件13。此时，馈入件12所产生的信号会经由距离T1而电磁耦合至耦合部132，进而致使第一辐射件13产生第一共振模态M1，进而得到第一幅射场型R1。

相对地，当第一开关元件16将馈入件12与第一辐射件13之间断开，且第二开关元件18将馈入件12与第二辐射件14之间导通时，天线装置1运作于第二工作状态S2下，天线装置1可通过第二辐射件14于在与前述第一工作状态S1同一频率下产生与前述第一共振模态M1不同的第二共振模态M2并具有与前述第一辐射方向不同的第二辐射方向。换句话说，在第二工作状态S2下，第二开关元件18将馈入件12所产生的信号传送至第二辐射件14，致使第二辐射件14产生第二共振模态M2，进而得到第二幅射场型R2。在一实施例中，第二幅射场型R2与第一幅射场型R1在部分角度彼此相关性低，因此通过切换第二幅射场型R2与第一幅射场型R1来达到全向性幅射场型的效果。

图2B是图2A的天线装置1的控制方法1000的流程图。尽管本文将所揭示的控制方法1000绘示及描述为一系列步骤或事件，但应了解到，并不以限制性意义解读此类步骤或事件的所绘示次序。举例而言，除本文绘示及/或描述的次序外，一些步骤可以不同次序发生及/或与其他步骤或事件同时发生。另外，实施本文描述的一个或多个方面或实施方式可并不需要全部绘示操作。进一步地，可在一个或多个独立步骤及/或阶段中实施本文所描绘的步骤中的一个或更多者。

在图2B中，天线装置1的控制方法1000的流程图包含步骤1001至步骤1024，并配合参照图2A。在本实施方式中，天线装置1通过控制单元19依据其所处的环境并来判断目前适合天线装置1的辐射场型为何者，在通过控制单元19控制第一开关元件16以及第二开关元件18的切换，来调整成天线装置1适合的幅射场型。

具体而言，在步骤1001中，控制单元19取得天线装置1运作于第一工作状态S1时的第一接收信号强度(Received Signal Strength Indication,RSSI)I1，并取得天线装置1运作于第二工作状态S2时的第二接收信号强度I2。在本实施方式中，天线装置1在第一工作状态S1下与该第二工作状态S2下运作于同一频率。

步骤1002为选择工作状态的判断。在步骤1002中，控制单元19将第一接收信号强度I1与第二接收信号强度I2进行比较。若第一工作状态S1的第一接收信号强度I1大于第二工作状态S2的第二接收信号强度I2时，则进行步骤1010。若第一工作状态S1的第一接收信号强度I1小于第二工作状态S2的第二接收信号强度I2时，则进行步骤1020。若第一工作状态S1的第一接收信号强度I1等于第二工作状态S2的第二接收信号强度I2时，则维持当下的工作状态，例如:当下工作状态为第一工作状态S1则维持第一工作状态S1。

在步骤1010中，使天线装置1在第一工作状态下S1运作。亦即，当第一接收信号强度I1大于第二接收信号强度I2，则使天线装置1在第一工作状态S1下运作。接着，在步骤1012中，通过控制单元19持续取得天线装置1于第一工作状态S1下的第一接收信号强度I1。相对地，在步骤1020中，使天线装置1在第二工作状态下S2运作。亦即，当第一接收信号强度I1小于第二接收信号强度I2，则使天线装置2在第二工作状态S2下运作。接着，在步骤1022中，通过控制单元19持续取得天线装置1于第二工作状态S2下的第二接收信号强度I2。

步骤1014以及步骤1024分别为切换工作状态的判断。在天线装置1持续在第一工作状态S1下运作的期间，在步骤1014中将第一接收信号强度I1与预先设定的预设值进行比较，以判断是否需切换工作状态。相似地，在天线装置1持续在第二工作状态S2下运作的期间，在步骤1024中将第二接收信号强度I2与预先设定的一预设值进行比较，以判断是否需切换工作状态。

具体而言，在步骤1014中，若第一工作状态S1下的第一接收信号强度I1小于预设值，则重新依序执行步骤1001以及步骤1002，以判断是否需继续执行第一工作状态S1或是切换至第二工作状态S2。若第一工作状态S1下的第一接收信号强度I1并不小于预设值，则使天线装置1持续在第一工作状态S1下运作。

相似地，在步骤1024中，若第二工作状态S2下的第二接收信号强度I2小于预设值，则重新依序执行步骤1001以及步骤1002，以判断是否需继续进执行第二工作状态S2或是切换至第一工作状态S1。若第二工作状态S2下的第二接收信号强度I2并不小于预设值，则继续使天线装置1持续在第二工作状态S2下运作。

本发明通过单一馈入的方式(例如，通过馈入件12)设计至少两种不同结构的幅射件，并通过控制单元19控制第一开关元件16以及第二开关元件18在不同结构的幅射件间切换，以使天线装置1可依据环境需求在相同频率下产生不同的共振模态，进而得到适合现下环境的辐射场型。在本实施方式中，通过不同的共振模态所产生的不同辐射场型相互补足XY平面辐射零点。

因此，本发明的天线装置1依据环境的需求以切换操作不同的辐射件，进而解决单一辐射件所造成的场型缺陷，并补足不同辐射场型其在特定方位下较弱的场辐射，进而避免天线装置1在特定方位下信号微弱的问题，并提升天线装置1(也可称之为可重置天线)的传输速度以及在产品上的实用性，并避免产生断讯等问题。

在一些实施方式中，也可通过改变馈入件12、第一开关元件16或第二开关元件18之间的位置关系以改变天线结构，藉此于相同的频率下达到多种不同的辐射场型。

请参照图2A以及图3A至图3C。图3A、图3B、图3C分别绘示依据本发明的一实施方式的天线装置1在一设计频率下不同的总幅射场型、水平极化幅射场型、垂直极化幅射场型。在本实施方式中，通过单一馈入的方式并利用信号源20搭配第一开关元件16与第二开关元件18，使天线装置1在第一工作状态S1下通过第一辐射件13于一频率下产生属于第一共振模态M1的第一幅射场型R1(如图3A中实线所示)，或者使天线装置1在第二工作状态S2下通过第二辐射件14在前述频率下产生属于第二共振模态M2的第二幅射场型R2(如图3A中虚线所示)。

请参考图3A，在此实施例中，天线装置1在第一工作状态S1下的第一幅射场型R1在约30至约150度、约225至约300度的方位有较弱的总场辐射，而天线装置1在第二工作状态S2下的第二幅射场型R2在约30至约150度、约225至约300的方位有较强的总场辐射。天线装置1依据环境的需求而轮流切换操作第一辐射件13与第二辐射件14，使得在相同的频率下的第一幅射场型R1通过第二幅射场型R2来补足本身于约30至约150度、约225至约300度的方位强度较弱的辐射场型，因而可避免天线装置只有单一幅射件所造成的辐射场型缺陷。

相似地，天线装置1在第二工作状态S2下的第二幅射场型R2在0度、180度的方位有较弱的总场辐射，而天线装置1在第一工作状态S1下的第一幅射场型R1在约0至约30度、约300至约360度的方位有较强的总场辐射。天线装置1依据环境的需求而切换操作第一辐射件13与第二辐射件14，使得在相同的频率下的第二幅射场型R2通过第一幅射场型R1来补足本身于约0至约30度、约300至约360度的方位强度较弱的辐射场型。

进一步而言，在图3B以及图3C中，天线装置1在第一工作状态S1下的第一幅射场型R1在约60至约285度的方位有较弱的水平极化场辐射，且在约30至约90度、约270至约330度的方位有较弱的垂直极化场辐射。相对地，天线装置1在第二工作状态S2下的第二幅射场型R2在约60至约285度的方位有较强的水平极化场辐射，且在约30至约90度、约270至约330度的方位有较强的垂直极化场辐射。

相似地，天线装置1在第二工作状态S2下的第二幅射场型R2在约0至约60度、约285至约360度的方位有较弱的水平极化场辐射，且在约0至约30度、约330至约360度、约90至约270度的方位有较弱的垂直极化场辐射。相对地，天线装置1在第一工作状态S1下的第一幅射场型R1在约0至约60度、约285至约360度的方位有较强的水平极化场辐射，且在约0至约30度、约330至约360度、约90至约270度的方位有较强的垂直极化场辐射。因此，本发明的天线装置1通过切换操作不同位置及结构的第一辐射件13以及第二辐射件14使在相同的频率下的第一幅射场型R1与第二幅射场型R2通过彼此补足本身辐射强度较弱的方位的辐射场型。

由此可知，本发明的天线装置1依据环境的需求而切换操作不同位置及不同结构的第一辐射件13以及第二辐射件14，以在相同的频率下产生不同的第一幅射场型R1以及第二幅射场型R2来相互补足彼此的幅射场型缺陷，进而避免天线装置1在特定方位下信号较弱的问题。

图4A是依据本发明的另一实施方式的天线装置2的局部俯视图。如图4A所示，本实施方式的天线装置2包含基板10、接地层11、馈入件22、第一辐射件23、第二辐射件24、第一开关元件16、第二开关元件18、控制单元19以及信号源20。这些元件的结构、功能以及各元件之间的连接关系皆与图2A所示的天线装置1大致相同，因此可参照前述相关说明，在此不再赘述。在本实施方式中，馈入件22包含相连的第三辐射部220以及馈入部222。馈入件22的馈入部222经由信号源20连接接地层11，并沿着第二方向D2远离接地层11延伸。馈入件22分隔第一辐射件23与第二辐射件24。馈入件22的第三辐射部220连接于馈入部222与第一开关元件16之间，且实质上沿着第一方向D1延伸。馈入件22的馈入部222连接于信号源20与第三辐射部220以及第二开关元件18之间。此外，馈入件22的第三辐射部220连接于馈入部222与第一开关元件16之间。馈入件22的馈入部222将信号源20所提供的信号传送至第三辐射部220、第一辐射件23或第二辐射件24。

在一实施例中，馈入件22具有三个端子，即第一端224、第二端226以及第三端228。馈入件22的第一端224电性连接信号源20，馈入件22的第二端226电性连接第一辐射件23，而馈入件22的第三端228电性连接第二辐射件24。

在本实施方式中，第一辐射件23连接在第一开关元件16与接地层11之间，且实质上自第一开关元件16沿着第一方向D1延伸至接地层11。在本实施方式中，第二辐射件24的形状为L型。具体而言，第二辐射件24包含相连的第二辐射部240以及短路部242。第二辐射件24的第二辐射部240连接第二开关元件18，自第二开关元件18沿着第一方向D1朝短路部242延伸。第二辐射件24的短路部242自第二辐射部240沿着第二方向D2延伸至接地层11。在本实施方式中，第二辐射件24的结构与第一辐射件23的结构相异。

在一实施例中，控制单元19对第一开关元件16以及第二开关元件18施予电压(即控制信号)，以将第一开关元件16以及第二开关元件18分别设定为导通(on)状态或断开(off)状态。在此实施例中，在天线装置2运作时，其至少包含第一工作状态S1’、第二工作状态S2’及第三工作状态S3。详细而言，当第一开关元件16将馈入件22与第一辐射件23之间导通，且第二开关元件18将馈入件22与第二辐射件24之间断开时，天线装置2运作在第一工作状态S1’。在第一工作状态S1’下天线装置2可通过第一辐射件23偕同馈入件22的辐射部220于一频率下产生第一共振模态M1’进而得到第一幅射场型R1’，并具有第一辐射方向。

相对地，当第一开关元件16将馈入件22与第一辐射件23之间断开，且第二开关元件18将馈入件22与第二辐射件24之间导通时，天线装置2运作在第二工作状态S2’。在第二工作状态S2’下，天线装置2可通过第二辐射件24于在与前述第一工作状态S1’同一频率下产生与前述第一共振模态M1’不同的第二共振模态M2’并具有与前述第一辐射方向不同的第二辐射方向。换句话说，在第二工作状态S2’下，第二开关元件18将馈入件22所产生的信号传送至第二辐射件24，致使第二辐射件24产生第二共振模态M2’进而得到第二幅射场型R2。

相对地，当第一开关元件16将馈入件22与第一辐射件23之间断开，且第二开关元件18将馈入件22与第二辐射件24之间断开时，天线装置2运作在第三工作状态S3下，天线装置2可通过馈入件22的辐射部220于在与前述第一S1’、二工作状态S2’同一频率下产生与前述第一、二共振模态M1’、M2’不同的第三共振模态M3并具有与前述第一、第二辐射方向不同的第三辐射方向。换句话说，在第三工作状态S3下，馈入件22的馈入部222直接将信号源20所产生的信号传送至馈入件22的辐射部220，致使辐射部220产生第三共振模态M3，进而得到第三幅射场型R3。在一实施例中，第一幅射场型R1’、第二幅射场型R2’以及第三幅射场型R3彼此互补。

图4B是图4A的天线装置2的控制方法2000的流程图。尽管本文将所揭示的控制方法2000绘示及描述为一系列步骤或事件，但应了解到，并不以限制性意义解读此类步骤或事件的所绘示次序。举例而言，除本文绘示及/或描述的次序外，一些步骤可以不同次序发生及/或与其他步骤或事件同时发生。另外，实施本文描述的一个或多个方面或实施方式可并不需要全部绘示操作。进一步地，可在一个或多个独立步骤及/或阶段中实施本文所描绘的步骤中的一个或更多者。

在图4B中，天线装置2的控制方法2000的流程图包含步骤2001至步骤2034，并配合参照图4A。在本实施方式中，天线装置2通过控制单元19依据其所处的环境并来判断目前适合天线装置2的辐射场型为何者，在通过控制单元19控制第一开关元件16以及第二开关元件18的切换，来调整成天线装置1适合的幅射场型。

具体而言，在步骤2001中，控制单元19取得天线装置2在第一工作状态S1’时的第一接收信号强度I1’，并取得天线装置2运作在第二工作状态S2’时的第二接收信号强度I2’，且取得天线装置2运作在第三工作状态S3时的第三接收信号强度I3。在本实施方式中，天线装置2在第一工作状态S1’、第二工作状态S2’以及第三工作状态S3下运作于同一频率。

步骤2002为选择工作状态的判断。在步骤2002中，控制单元19将第一接收信号强度I1’、第二接收信号强度I2’以及第三接收信号强度I3彼此进行比较。

举例而言，若第一接收信号强度I1’大于第二、第三接收信号强度I2’、I3，则进行步骤2010。在步骤2010中，使天线装置2在第一工作状态下S1’运作。接着，在步骤2012中，通过控制单元19持续取得天线装置2在第一工作状态S1’下的第一接收信号强度I1’。接着，步骤2014为切换工作状态的判断。在天线装置2持续在第一工作状态S1’下运作的期间，周期性地在步骤2014中将第一接收信号强度I1’与预先设定的一预设值进行比较，以判断是否需切换工作状态。具体而言，在步骤2014中，若第一工作状态S1’下的第一接收信号强度I1’小于预设值，则重新依序执行步骤2001以及步骤2002，以判断是否需继续执行第一工作状态S1’或是切换至第二工作状态S2’或第三工作状态S3。若第一工作状态S1’下的第一接收信号强度I1’并不小于预设值，则使天线装置2持续在第一工作状态S1’下运作。

在一些实施方式中，若第二接收信号强度I2’大于第一、第三接收信号强度I1’、I3，则进行步骤2020。在步骤2020中，使天线装置2持续在第二工作状态下S2’运作。接着，在步骤2022中，通过控制单元19持续取得天线装置2在第二工作状态S2’下的第二接收信号强度I2’。接着，步骤2024为切换工作状态的判断。在天线装置2持续在第二工作状态S2’下运作的期间，周期性地在步骤2024中将第二接收信号强度I2’与预先设定的一预设值进行比较，以判断是否需切换工作状态。具体而言，在步骤2024中，若第二工作状态S2’下的第二接收信号强度I2’小于预设值，则重新依序执行步骤2001以及步骤2002，以判断是否需继续执行第二工作状态S2’或是切换至第一工作状态S1’或第三工作状态S3。若第二工作状态S2’下的第二接收信号强度I2’并不小于预设值，则使天线装置2持续在第二工作状态S2’下运作。

在一些实施方式中，若第三接收信号强度I3大于第一、第二接收信号强度I1’、I2’，则进行步骤2030。在步骤2030中，使天线装置2持续在第三工作状态下S3运作。接着，在步骤2032中，通过控制单元19持续取得天线装置2在第三工作状态S3下的第三接收信号强度I3。接着，步骤2034为切换工作状态的判断。在天线装置2持续在第三工作状态S3下运作的期间，周期性地在步骤2034中将第三接收信号强度I3与预先设定的一预设值进行比较，以判断是否需切换工作状态。具体而言，在步骤2034中，若第三工作状态S3下的第三接收信号强度I3小于预设值，则重新依序执行步骤2001以及步骤2002，以判断是否需继续执行第三工作状态S3或是切换至第一工作状态S1’或第二工作状态S2’。若第三工作状态S3下的第三接收信号强度I3并不小于预设值，则使天线装置2持续在第三工作状态S3下运作。

请参照图4A以及图5A至图5C。图5A、图5B、图5C分别绘示依据本发明的另一实施方式的天线装置2在一设计频率下不同的总幅射场型、水平极化幅射场型、垂直极化幅射场型。如图5A所示，在本实施方式中，通过单一馈入的方式并利用信号源20搭配第一开关元件16与第二开关元件18，天线装置2在第一工作状态S1’下通过第一辐射件23以及馈入件22的第三辐射部220于一频率下产生属在第一共振模态M1’的第一幅射场型R1’(如图5A中实线所示)，或者使天线装置2在第二工作状态S2’下通过第二辐射件14在前述频率下产生属在第二共振模态M2’的第二幅射场型R2’(如图5A中虚线所示)，或者使天线装置2在第三工作状态S3下通过馈入件22的第三辐射部220在前述频率下产生属在第三共振模态M3的第三幅射场型R3(如图5A中点线所示)。

在本实施方式中，通过控制单元19控制第一开关元件16以及第二开关元件18在不同结构的幅射件间切换以使天线装置2可依据环境需求在相同频率下产生第一、第二、第三共振模态M1’、M2’、M3，进而得到第一、第二、第三辐射场型R1’、R2’、R3。因此，本发明通过单一馈入的方式(例如，通过馈入件22)设计至少三种不同结构的辐射件，并利用信号源20搭配第一开关元件16与第二开关元件18，以在相同的频率下产生至少三种不同的辐射场型。同时，本发明的天线装置2依据环境的需求而切换操作不同位置及不同结构的辐射件，以在相同的频率下产生不同的第一、第二、第三幅射场型R1’、R2’、R3来相互补足彼此的幅射场型缺陷，进而避免天线装置2在特定方位下信号较弱的问题。

图6A是依据本发明的另一实施方式的天线装置3的局部俯视图。如图6A所示，本实施方式的天线装置3包含基板10、接地层11、馈入件12、第一辐射件13、第二辐射件24、第一开关元件16、第二开关元件18、控制单元19以及信号源20。这些元件的结构、功能以及各元件之间的连接关系皆与图2A所示的天线装置1大致相同，因此可参照前述相关说明，在此不再赘述。

在本实施方式中，第一辐射件13的结构与第二辐射件24的结构相异，并通过单一馈入的方式(例如，通过馈入件12)设计至少两种不同结构的天线，并用信号源20搭配第一开关元件16与第二开关元件18，以在相同的频率下依据天线装置3所处的环境而产生至少两种不同的辐射场型来相互补足彼此的幅射场型缺陷，进而避免天线装置3在特定方位下信号较弱的问题。

图6B是依据本发明的另一实施方式的天线装置4的局部俯视图。如图6B所示，本实施方式的天线装置3包含基板10、接地层11、馈入件22、第一辐射件13、第二辐射件24、第一开关元件16、第二开关元件18、控制单元19以及信号源20。这些元件的结构、功能以及各元件之间的连接关系皆与图4A所示的天线装置2大致相同，因此可参照前述相关说明，在此不再赘述。

在本实施方式中，第一辐射件13的结构与第二辐射件24的结构相异，并通过单一馈入的方式(例如，通过馈入件22)设计至少三种不同结构的天线，并用信号源20搭配第一开关元件16与第二开关元件18，以在相同的频率下依据天线装置4所处的环境而产生至少三种不同的辐射场型来相互补足彼此的幅射场型缺陷，进而避免天线装置4在特定方位下信号较弱的问题。

图6C是依据本发明的另一实施方式的天线装置5的局部俯视图。如图6C所示，本实施方式的天线装置3包含基板10、接地层11、馈入件22、第一辐射件23、第二辐射件14、第一开关元件16、第二开关元件18、控制单元19以及信号源20。这些元件的结构、功能以及各元件之间的连接关系皆与图4A所示的天线装置2大致相同，因此可参照前述相关说明，在此不再赘述。

在本实施方式中，第一辐射件23的结构与第二辐射件14的结构相异，并通过单一馈入的方式(例如，通过馈入件22)设计至少三种不同结构的天线，并用信号源20搭配第一开关元件16与第二开关元件18，以在相同的频率下依据天线装置5所处的环境而产生至少三种不同的辐射场型来相互补足彼此的幅射场型缺陷，进而避免天线装置5在特定方位下信号较弱的问题。

由以上对在本本发明的具体实施方式的详述，可以明显地看出，本实施方式通过单一馈入的方式设计至少两种不同结构的天线，并通过控制电路控制第一开关元件以及第二开关元件，同时利用信号源，以在天线装置上依据其所处的环境而于相同的频率下得到不同的共振模态，进而得到不同的辐射场型。在本实施方式中，不同的辐射场型相互补足XY平面辐射零点。亦即，在天线装置中，不同的辐射场型通过彼此不同的共振模态来相补足本身在特定方位强度较弱的辐射场型，因而可避免天线装置的辐射场型产生零点。

因此，本发明的天线装置依据环境的需求而切换操作不同位置的辐射件，以解决单一辐射件所造成的场型缺陷，并补足不同辐射场型其在特定方位下较弱的场辐射，因而避免天线装置在特定方位下信号微弱的问题，进而提升天线装置的传输速度以及在产品上的实用性，并避免产生断讯等问题。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的一般技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定的为准。

Claims (15)

1.一种天线装置，其特征是，包含：

接地层；

馈入件，连接上述接地层；

第一辐射件，包含相分离的第一辐射部以及耦合部，其中上述第一辐射部以及上述耦合部沿第一方向延伸，且在与上述第一方向正交的第二方向上的投影部分重叠，并且上述耦合部连接上述接地层；

第二辐射件，包含相连的第二辐射部以及短路部；

第一开关元件，连接于上述馈入件与上述第一辐射件的上述第一辐射部之间，且配置以导通或断开上述馈入件与上述第一辐射件；以及

第二开关元件，连接于上述馈入件与上述第二辐射件之间，且配置以导通或断开上述馈入件与上述第二辐射件，其中上述第二辐射件的上述第二辐射部自上述第二开关元件远离并延伸于上述第一方向的反方向，且上述短路部自上述第二辐射件的上述第二辐射部沿上述第二方向延伸至上述接地层。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征是，其中还包含控制单元，上述控制单元连接上述馈入件，并配置以切换上述第一开关元件与上述第二开关元件。

3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征是，其中上述馈入件分隔上述第一辐射件与上述第二辐射件。

4.根据权利要求1所述的天线装置，其特征是，更包含讯号源，上述馈入件连接于上述讯号源与上述第一开关元件之间。

5.根据权利要求1所述的天线装置，其特征是，其中上述第一辐射部包含第一重叠段，上述耦合部包含第二重叠段，上述第一重叠段与上述第二重叠段之间具有间距。

6.根据权利要求1所述的天线装置，其特征是，其中上述第一辐射部具有面向上述耦合部的第一边缘，上述耦合部具有面向上述辐射部的第二边缘，其中上述第一边缘与上述第二边缘的轮廓互补。

7.根据权利要求1所述的天线装置，其特征是，其中上述馈入件包含相连的第三辐射部以及馈入部，上述第三辐射部连接上述第一开关元件，且上述馈入部连接上述第二开关元件。

8.根据权利要求1所述的天线装置，其特征是，其中上述接地层、上述馈入件、上述第一辐射件以及上述第二辐射件是共平面。

9.根据权利要求1所述的天线装置，其特征是，其中上述接地层的至少一部位围绕上述馈入件、上述第一辐射件以及上述第二辐射件。

10.一种天线装置的控制方法，用以控制如权利要求1所述的天线装置，其特征是，上述天线装置的控制方法包含：

取得上述天线装置于第一工作状态下的第一接收信号强度，其中上述馈入件在上述第一工作状态下与上述第一辐射件导通并与上述第二辐射件断开；

取得上述天线装置于第二工作状态下取得的第二接收信号强度，其中上述馈入件在上述第二工作状态下与上述第一辐射件断开并与上述第二辐射件导通；以及

比较上述第一接收信号强度与上述第二接收信号强度，

其中，当上述第一接收信号强度大于上述第二接收信号强度，则使上述天线装置在上述第一工作状态下运作，且

当上述第一接收信号强度不大于上述第二接收信号强度，则使上述天线装置在上述第二工作状态下运作。

11.根据权利要求10所述的天线装置的控制方法，其特征是，更包含：

当上述天线装置在上述第一工作状态下运作时，比较上述第一接收信号强度与预设值，

其中，当上述第一接收信号强度不小于上述预设值时，则使上述天线装置持续在上述第一工作状态下运作，且

当上述第一接收信号强度小于上述预设值时，则重新执行比较上述第一接收信号强度与上述第二接收信号强度的步骤。

12.根据权利要求10所述的天线装置的控制方法，其特征是，其中上述天线装置在上述第一工作状态下与上述第二工作状态下运作于同一频率。

13.根据权利要求10所述的天线装置的控制方法，其特征是，更包含：

取得上述天线装置于第三工作状态下的第三接收信号强度，其中上述馈入件在上述第三工作状态下与上述第一辐射件断开并与上述第二辐射件断开；以及

比较上述第一接收信号强度、上述第二接收信号强度与上述第三接收信号强度，

其中，当上述第一接收信号强度大于上述第二接收信号强度以及上述第三接收信号强度，则使上述天线装置在上述第一工作状态下运作，

当上述第二接收信号强度大于上述第一接收信号强度以及上述第三接收信号强度时，则使上述天线装置在上述第二工作状态下运作，且

当上述第三接收信号强度大于上述第一接收信号强度以及上述第二接收信号强度时，则使上述天线装置在上述第三工作状态下运作。

14.根据权利要求13所述的天线装置的控制方法，其特征是，其中上述天线装置在上述第一工作状态下、上述第二工作状态下以及上述第三工作状态下运作于同一频率。

15.根据权利要求13所述的天线装置的控制方法，其特征是，更包含：

当上述天线装置在上述第三工作状态下运作时，比较上述第三接收信号强度与预设值，

其中，当上述第三接收信号强度不小于上述预设值时，则使上述天线装置持续在上述第三工作状态下运作，且

当上述第三接收信号强度小于上述预设值时，则重新执行比较上述第一接收信号强度、上述第二接收信号强度与上述第三接收信号强度的步骤。

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