專(zhuān)利名稱(chēng)：射頻定位系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射頻定位技術(shù)，尤指一種可定位一平面上的射頻裝置的射頻定位系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，射頻(radio frequency; RF)通訊技術(shù)已發(fā)展出多種近距離無(wú)線
通訊上的應(yīng)用，例如，在圖l所示的平面計(jì)算機(jī)(Surface Computer) 10中，將
射頻裝置ll(如手機(jī)、射頻識(shí)別標(biāo)簽(radio frequency identification tag;
RFID tag)等)放在一顯示面板12上，即可透過(guò)設(shè)置于顯示面板12背部的射頻
模塊13(包含天線與相關(guān)射頻電路)與一計(jì)算機(jī)主機(jī)14進(jìn)行通訊。不過(guò)，在此
種應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)主機(jī)14若能得知射頻裝置11在顯示面板12上的位置，就能
提供更多樣化的功能。例如，可將射頻裝置11內(nèi)所存照片經(jīng)由計(jì)算機(jī)主機(jī)14
的處理及傳輸，顯示在顯示面板12上射頻裝置11所在位置周?chē)?，供使用者檢
視；再例如，當(dāng)顯示面板12上有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同射頻裝置時(shí)，計(jì)算機(jī)主機(jī)
14須知道其所在的位置，才得以辨識(shí)出在哪個(gè)位置上有哪個(gè)射頻裝置，而有助
于進(jìn)行后續(xù)通訊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種射頻定位系統(tǒng)及方法，其可在一平面上定位射頻裝置。
為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案
首先，本發(fā)明提供了一種射頻定位系統(tǒng)，用以定位一平面上的一射頻裝置，該射頻裝置接收到一射頻訊號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一響應(yīng)訊號(hào)。該射頻定位系統(tǒng)包含一天線組，包含復(fù)數(shù)個(gè)不同大小的天線； 一切換單元，耦接至該天線組； 一射頻模塊，耦接至該切換單元，用以產(chǎn)生該射頻訊號(hào)；以及一微控制單元，耦接于該切換單元與該射頻模塊，用以控制該切換單元選取該天線組的其中一天線，并控制該射頻模塊產(chǎn)生該射頻訊號(hào)，以及根據(jù)使用該天線時(shí)能否接收到該響應(yīng)訊號(hào)來(lái)估測(cè)該射頻裝置與該射頻定位系統(tǒng)的距離。
另外，本發(fā)明另提供了一種射頻定位方法，用以定位一平面上的一射頻裝置，該射頻裝置接收到一射頻訊號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一響應(yīng)訊號(hào)。該射頻定位方法包含提供一天線組，該天線組包含復(fù)數(shù)個(gè)不同大小的天線；依序選取該天線組的一天線；提供該射頻訊號(hào)以透過(guò)該天線發(fā)射；以及偵測(cè)該響應(yīng)訊號(hào)以估測(cè)該射頻裝置與該天線組的距離。
本發(fā)明采用的射頻定位系統(tǒng)及方法通過(guò)估測(cè)射頻裝置與天線組距離的方式在平面上定位射頻裝置，能夠提供更加多樣化和準(zhǔn)確的定位功能。


圖l為一平面計(jì)算機(jī)的示意圖。
圖2為本發(fā)明射頻定位系統(tǒng)的一實(shí)施例的示意圖。
圖3為本發(fā)明射頻定位系統(tǒng)的另一較佳實(shí)施例的示意圖。
圖4為本發(fā)明射頻定位方法的一實(shí)施例的流程圖。
主要組件符號(hào)說(shuō)明
10、 平面計(jì)算機(jī)
11、 24、 25、 32、射頻裝置
12、 31、顯示面板
13、 射頻模塊
14、 計(jì)算機(jī)主機(jī)
20、 30、射頻定位系統(tǒng)210、中心點(diǎn)21、 天線組
211、 212、 213、環(huán)狀天線
22、 切換單元
23、 射頻模塊
231、 功率放大器
232、 射頻電路
233、 微控制單元 33、預(yù)定區(qū)域
40 43、射頻定位方法的一實(shí)施例的流程
具體實(shí)施例方式
圖2為本發(fā)明射頻定位系統(tǒng)20的一實(shí)施例的示意圖，其中，射頻定位系統(tǒng) 20包含一天線組21、 一切換單元22、 一射頻模塊23及一微控制單元(MCU)233。 射頻定位系統(tǒng)20可對(duì)置放于一平面26上的射頻裝置進(jìn)行定位。該射頻裝置可 為射頻識(shí)別標(biāo)簽、手機(jī)或其它具有無(wú)線射頻識(shí)別功能的可攜式電子裝置如數(shù)字 相機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、 MP3播放器等。天線組21設(shè)置于平面26下方，且 包含復(fù)數(shù)個(gè)不同大小的環(huán)狀天線(圖2中是以三個(gè)環(huán)狀天線211、 212及213為 例，然而天線的個(gè)數(shù)及形狀并不以此為限)，該些環(huán)狀天線具有一相同的中心點(diǎn) 210。射頻模塊23包含一射頻電路232以及一功率放大器231。射頻電路232 耦接于微控制單元233 ;功率放大器231則耦接于微控制單元233、射頻電路 232及切換單元22。微控制單元233耦接至切換單元22，用以控制切換單元22 切換至天線組21其中一環(huán)狀天線。
微控制單元233可控制射頻電路232以產(chǎn)生一射頻訊號(hào)，功率放大器231 則用來(lái)放大該射頻訊號(hào)，并將放大后的射頻訊號(hào)提供至切換單元22。切換單元 22將該放大后的射頻訊號(hào)送至天線組21中某一個(gè)由微控制單 233選取的環(huán)狀天線，該環(huán)狀天線即將此放大后的射頻訊號(hào)發(fā)射出去，并以感應(yīng)耦合
(inductive coupling)的方式偵測(cè)平面26上是否有射頻裝置的存在。更詳細(xì)地 說(shuō)，當(dāng)射頻裝置接收到此放大后的射頻訊號(hào)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一響應(yīng)訊號(hào)，響應(yīng)訊號(hào) 再被天線組21接收，經(jīng)由射頻電路232判斷后確定偵測(cè)到該射頻裝置。當(dāng)射頻 裝置被偵測(cè)到時(shí)，代表該射頻裝置落于目前被選取的環(huán)狀天線的一可偵測(cè)范圍 內(nèi)，因此可以據(jù)此推算射頻裝置與中心點(diǎn)210間的距離(例如，距離中心點(diǎn)210 15 25公分的范圍)。該可偵測(cè)范圍隨著環(huán)狀天線的大小而改變，當(dāng)環(huán)狀天線越 大，可偵測(cè)范圍越遠(yuǎn)離中心點(diǎn)210，反之則愈近。因此，可藉由哪一環(huán)狀天線 有偵測(cè)到射頻裝置，來(lái)估計(jì)射頻裝置到中心點(diǎn)210的距離。不過(guò)，由于不同大 小環(huán)狀天線的可偵測(cè)范圍可能重迭(例如，環(huán)狀天線211的可偵測(cè)范圍為距離中 心點(diǎn)210 0 15公分的范圍而環(huán)狀天線212可偵測(cè)范圍為距離中心點(diǎn)210 1(T25 公分的范圍)，造成平面26同一位置上的射頻裝置同時(shí)有兩個(gè)以上的環(huán)狀天線 可偵測(cè)到，此時(shí)便會(huì)依據(jù)可偵測(cè)到射頻裝置的最小環(huán)狀天線可偵測(cè)范圍，來(lái)估 計(jì)射頻裝置與中心點(diǎn)210間的距離。例如，射頻裝置24可同時(shí)被環(huán)狀天線212 及213偵測(cè)到，因而射頻裝置24至中心點(diǎn)210的距離是由較小的環(huán)狀天線212 的可偵測(cè)范圍來(lái)決定；射頻裝置25可同時(shí)被環(huán)狀天線211及212偵測(cè)到，因而 射頻裝置24至中心點(diǎn)210的距離是由較小的環(huán)狀天線211的可偵測(cè)范圍來(lái)決 定。
在一較佳實(shí)施例中，切換單元22切換環(huán)狀天線的順序由最小的環(huán)狀天線 211依序至最大的環(huán)狀天線213。此較佳實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，依照此種切換順序， 最先偵測(cè)到射頻裝置的環(huán)狀天線即為可偵測(cè)到射頻裝置的最小環(huán)狀天線，如此 可節(jié)省射頻定位系統(tǒng)20的定位時(shí)間及所耗費(fèi)的功率。在另一較佳實(shí)施例中，微控制單元233可控制功率放大器231放大該射頻 訊號(hào)時(shí)所使用的功率強(qiáng)度，而平面26上的射頻裝置與中心點(diǎn)210間的距離，除 了可依據(jù)天線組21中可偵測(cè)到射頻裝置的最小環(huán)狀天線來(lái)估計(jì)，更可進(jìn)一步依 據(jù)該最小環(huán)狀天線在偵測(cè)到射頻裝置時(shí)所使用的最小功率強(qiáng)度，來(lái)更精確地估 計(jì)。就任一環(huán)狀天線而言，當(dāng)其發(fā)射的射頻訊號(hào)的功率越大時(shí)，其可偵測(cè)范圍 就會(huì)往環(huán)狀天線的外部及內(nèi)部延伸(亦即，同時(shí)往遠(yuǎn)離中心點(diǎn)210及接近中心點(diǎn) 210的方向延伸)，此較佳實(shí)施例即利用此特性來(lái)更精確估計(jì)射頻裝置與中心點(diǎn) 210間的距離。在此較佳實(shí)施例中，天線組21配置成當(dāng)可偵測(cè)到射頻裝置的 最小環(huán)狀天線為天線組21本身的最小環(huán)狀天線(即環(huán)狀天線211)，則射頻定位 系統(tǒng)20將判斷射頻裝置可能位于其內(nèi)部或外部；當(dāng)可偵測(cè)到射頻裝置的最小 環(huán)狀天線為天線組21的其它環(huán)狀天線(即環(huán)狀天線212、 213)，則射頻裝置位 于其外部；而且天線組21本身的最小環(huán)狀天線(即環(huán)狀天線211)夠小，以使得 位于其內(nèi)部的射頻裝置在功率放大器231使用最小的功率強(qiáng)度下，就能被偵測(cè) 到。實(shí)作上，以圖2的天線組為例，只要最小的環(huán)狀天線211夠小，以及環(huán)狀 天線21K 212及213的大小相差不要太多(亦即天線的排列較為緊密)，就能實(shí) 現(xiàn)上述配置方式。因此，在此種天線組21的配置下，就天線組21中可偵測(cè)到 射頻裝置的最小環(huán)狀天線而言，其可偵測(cè)到射頻裝置的功率強(qiáng)度越小，代表射 頻裝置離中心點(diǎn)210越近，反之則越遠(yuǎn)。
圖3為本發(fā)明射頻定位系統(tǒng)30的另一較佳實(shí)施例的示意圖，其中，顯示面 板31可視為上一實(shí)施例所述的平面，且耦接至微控制單元233，而射頻定位系 統(tǒng)30在經(jīng)由天線組21與顯示面板31上的一射頻裝置32進(jìn)行通訊(例如，與射 頻裝置32互傳數(shù)據(jù)或?qū)ι漕l裝置32進(jìn)行充電)時(shí)，會(huì)偵測(cè)射頻裝置32的位置，面板31的一預(yù)定區(qū)域33，則微控制單元233控制 顯示面板31以顯示預(yù)定區(qū)域33的位置，以指示使用者將射頻裝置32移至預(yù)定 區(qū)域33。由于顯示面板31上，天線收發(fā)效率最高的區(qū)域是天線組21的中心區(qū) 域，因此可將預(yù)定區(qū)域33設(shè)定為天線組21的中心區(qū)域。如此，當(dāng)射頻定位系 統(tǒng)30藉由前述的定位功能發(fā)現(xiàn)射頻裝置32與中心點(diǎn)210的距離大于一臨界值 時(shí)(該臨界值可依據(jù)天線組21的最小環(huán)狀天線211的大小來(lái)作決定)，此時(shí)代表 射頻裝置32偏離中心點(diǎn)210太遠(yuǎn)(亦即偏離天線組21的中心區(qū)域太遠(yuǎn))，微控 制單元233即控制顯示面板31將預(yù)定區(qū)域32 (即天線組21的中心區(qū)域)顯示出 來(lái)，指示使用者將射頻裝置31移至預(yù)定區(qū)域32，以提高天線收發(fā)效率。
圖4為本發(fā)明射頻定位方法的一實(shí)施例的流程圖。該射頻定位方法可用于 定位在一平面上的射頻裝置，其包含下列步驟
步驟40:提供一天線組，該天線組包含復(fù)數(shù)個(gè)不同大小的環(huán)狀天線，該些 環(huán)狀天線具有一相同的中心點(diǎn)。
步驟41:依序選取天線組的一環(huán)狀天線。
步驟42:提供一射頻訊號(hào)至該選取的環(huán)狀天線以透過(guò)該天線發(fā)射，來(lái)感應(yīng)
偵測(cè)射頻裝置。
步驟43:依據(jù)天線組中可偵測(cè)到射頻裝置的最小環(huán)狀天線，估測(cè)出射頻裝
置與該中心點(diǎn)的一距離。
在一較佳實(shí)施例中，步驟41中，天線組的天線選取順序由小的環(huán)狀天線至
大的環(huán)狀天線。
在另一較佳實(shí)施例中，步驟43中，射頻裝置與該中心點(diǎn)距離，除了可依據(jù) 天線組中可偵測(cè)到射頻裝置的最小環(huán)狀天線來(lái)估測(cè)，更可依據(jù)該最小環(huán)狀天線在偵測(cè)到射頻裝置時(shí)所使用的該射頻訊號(hào)的最小功率強(qiáng)度，來(lái)作更精確的估計(jì)。
在另一較佳實(shí)施例中，天線組設(shè)置于一顯示面板的下方。圖4的射頻定位
方法更包含下列步驟(圖未顯示)當(dāng)射頻裝置與該中心點(diǎn)的距離大于一臨界值 時(shí)，于該顯示面板顯示一預(yù)定區(qū)域(如天線組的中心區(qū)域)，以指示使用者將射 頻裝置移至該預(yù)定區(qū)域。
以上所述是利用較佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的范圍。凡 熟知此類(lèi)技藝人士皆能明了，可根據(jù)以上實(shí)施例的揭示而做出諸多可能變化， 仍不脫離本發(fā)明的精神和范 。
權(quán)利要求
1.一種射頻定位系統(tǒng)，用以定位一平面上的一射頻裝置，該射頻裝置接收到一射頻訊號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一響應(yīng)訊號(hào)，其特征在于，它包含一天線組，包含復(fù)數(shù)個(gè)不同大小的天線；一切換單元，耦接至該天線組；一射頻模塊，耦接至該切換單元，用以產(chǎn)生該射頻訊號(hào)；以及一微控制單元，耦接于該切換單元與該射頻模塊，用以控制該切換單元從該天線組中選取一天線，并控制該射頻模塊產(chǎn)生該射頻訊號(hào)，以及根據(jù)使用該天線時(shí)能否接收到該響應(yīng)訊號(hào)來(lái)估測(cè)該射頻裝置與該射頻定位系統(tǒng)的距離。
2. 如權(quán)利要求1所述的射頻定位系統(tǒng)，其特征在于，其中該射頻裝置為具有無(wú)線射頻識(shí)別功能的一可攜式電子裝置。
3. 如權(quán)利要求1所述的射頻定位系統(tǒng)，其特征在于，其中該射頻模塊包含一射頻電路，耦接于該微控制單元，受該微控制單元的控制而產(chǎn)生該射頻訊號(hào)；以及一功率放大器，耦接于該射頻電路與該切換裝置，用以放大該射頻訊號(hào)，并將放大后的射頻訊號(hào)提供至該天線。
4. 如權(quán)利要求3所述的射頻定位系統(tǒng)，其特征在于，其中該微控制單元耦接至該功率放大器，以控制該功率放大器放大該射頻訊號(hào)時(shí)所使用的功率強(qiáng)度。
5. 如權(quán)利要求1所述的射頻定位系統(tǒng)，其特征在于，其中該切換單元切換天線的順序是由小的天線至大的天線。
6. 如權(quán)利要求1所述的射頻定位系統(tǒng)，其特征在于，其中該些天線為環(huán)狀天線，并且具有一相同的中心點(diǎn)，該射頻裝置與該中心點(diǎn)的距離，是依據(jù)該天線組中可接收到該響應(yīng)訊號(hào)的最小天線及所使用的該射頻訊號(hào)的最小功率強(qiáng)度
7. 如權(quán)利要求1所述的射頻定位系統(tǒng)，其特征在于，其中該平面是一顯示面板，該顯示面板耦接至該微控制單元，其中當(dāng)該射頻裝置與該射頻定位系統(tǒng)的距離大于一臨界值時(shí)，該微控制單元控制該顯示面板顯示一預(yù)定區(qū)域，以指示一使用者將該射頻裝置移至該預(yù)定區(qū)域。
8. 如權(quán)利要求1所述的射頻定位系統(tǒng)，其特征在于，其中該些天線共平面。
9. 一種射頻定位方法，用以定位一平面上的一射頻裝置，該射頻裝置接收到一射頻訊號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一響應(yīng)訊號(hào)，其特征在于，它包含提供一天線組，該天線組包含復(fù)數(shù)個(gè)不同大小的天線；依序選取該天線組的一天線；提供該射頻訊號(hào)以透過(guò)該天線發(fā)射；以及偵測(cè)該響應(yīng)訊號(hào)以估測(cè)該射頻裝置與該天線組的距離。
10. 如權(quán)利要求9所述的射頻定位方法，其特征在于，其中該射頻裝置為具有無(wú)線射頻識(shí)別功能的一可攜式電子裝置。
11. 如權(quán)利要求9所述的射頻定位方法，其特征在于，其中該天線組的天線選取順序是由小的天線至大的天線。
12. 如權(quán)利要求9所述的射頻定位方法，其特征在于，它更包含放大該射頻訊號(hào)以使得該射頻訊號(hào)具有一特定的功率強(qiáng)度。
13. 如權(quán)利要求9所述的射頻定位方法，其特征在于，其中該些天線為環(huán)狀天線，并且具有一相同的中心點(diǎn)，該射頻裝置與該中心點(diǎn)的距離，是依據(jù)該天線組中可接收到該響應(yīng)訊號(hào)的最小天線及所使用的該射頻訊號(hào)的最小功率強(qiáng)度
14. 如權(quán)利要求9所述的射頻定位方法，其特征在于，其中該平面是一顯示面板，該射頻定位方法更包含當(dāng)該射頻裝置與該天線組的距離大于一臨界值時(shí)，于該顯示面板顯示一預(yù)定區(qū)域，以指示一使用者將該射頻裝置移至該預(yù)定區(qū)域。
15. 如權(quán)利要求9所述的射頻定位方法，其特征在于，其中該些天線是共平面。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種射頻定位系統(tǒng)及方法，用以定位一平面上的射頻裝置，能夠提供更加多樣化和準(zhǔn)確的定位功能。該射頻定位系統(tǒng)是利用射頻裝置在接收到一射頻訊號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一響應(yīng)訊號(hào)的特性，來(lái)進(jìn)行定位。該射頻定位系統(tǒng)包含天線組、切換單元、射頻模塊及微控制單元。天線組包含復(fù)數(shù)個(gè)不同大小的天線。切換單元耦接至天線組。射頻模塊耦接至切換單元，用以產(chǎn)生該射頻訊號(hào)。微控制單元耦接于切換單元與射頻模塊，用以控制切換單元選取天線組的其中一天線，并控制射頻模塊產(chǎn)生該射頻訊號(hào)，以及根據(jù)使用該天線時(shí)能否接收到該響應(yīng)訊號(hào)來(lái)估測(cè)射頻裝置與該射頻定位系統(tǒng)的距離。
文檔編號(hào)G01S5/02GK101672907SQ20081014880
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者周峰鍵, 謝志遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:晨星軟件研發(fā)(深圳)有限公司;晨星半導(dǎo)體股份有限公司