專利名稱：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，射頻(radio frequency; RF)通訊技術(shù)已發(fā)展出多種近距離無線
通訊上的應(yīng)用，例如，在圖l所示的平面計算機(jī)(Surface Computer) 10中，將
射頻裝置ll(如手機(jī)、射頻識別標(biāo)簽(radio frequency identification tag;
RFID tag)等)放在一顯示面板12上，即可透過設(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)與一計算機(jī)主機(jī)14進(jìn)行通訊。不過，在此
種應(yīng)用中，計算機(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所在位置周圍，供使用者檢
視；再例如，當(dāng)顯示面板12上有兩個或兩個以上不同射頻裝置時，計算機(jī)主機(jī)
14須知道其所在的位置，才得以辨識出在哪個位置上有哪個射頻裝置，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時會產(chǎn)生一響應(yīng)訊號。該射頻定位系統(tǒng)包含一天線組，包含復(fù)數(shù)個不同大小的天線； 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；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，以及根據(jù)使用該天線時能否接收到該響應(yīng)訊號來估測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時會產(chǎn)生一響應(yīng)訊號。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；提供該射頻訊號以透過該天線發(fā)射；以及偵測該響應(yīng)訊號以估測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)及方法通過估測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為一平面計算機(jī)的示意圖。
圖2為本發(fā)明射頻定位系統(tǒng)的一實施例的示意圖。
圖3為本發(fā)明射頻定位系統(tǒng)的另一較佳實施例的示意圖。
圖4為本發(fā)明射頻定位方法的一實施例的流程圖。
主要組件符號說明
10、 平面計算機(jī)
11、 24、 25、 32、射頻裝置
12、 31、顯示面板
13、 射頻模塊
14、 計算機(jī)主機(jī)
20、 30、射頻定位系統(tǒng)210、中心點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施例的流程
具體實施例方式
圖2為本發(fā)明射頻定位系統(tǒng)20的一實施例的示意圖，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 為射頻識別標(biāo)簽、手機(jī)或其它具有無線射頻識別功能的可攜式電子裝置如數(shù)字 相機(jī)、個人數(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)個不同大小的環(huán)狀天線(圖2中是以三個環(huán)狀天線211、 212及213為 例，然而天線的個數(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 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，功率放大器231 則用來放大該射頻訊號，并將放大后的射頻訊號提供至切換單元22。切換單元 22將該放大后的射頻訊號送至天線組21中某一個由微控制單 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發(fā)射出去，并以感應(yīng)耦合
(inductive coupling)的方式偵測平面26上是否有射頻裝置的存在。更詳細(xì)地 說，當(dāng)射頻裝置接收到此放大后的射頻訊號時，會產(chǎn)生一響應(yīng)訊號，響應(yīng)訊號 再被天線組21接收，經(jīng)由射頻電路232判斷后確定偵測到該射頻裝置。當(dāng)射頻 裝置被偵測到時，代表該射頻裝置落于目前被選取的環(huán)狀天線的一可偵測范圍 內(nèi)，因此可以據(jù)此推算射頻裝置與中心點210間的距離(例如，距離中心點210 15 25公分的范圍)。該可偵測范圍隨著環(huán)狀天線的大小而改變，當(dāng)環(huán)狀天線越 大，可偵測范圍越遠(yuǎn)離中心點210，反之則愈近。因此，可藉由哪一環(huán)狀天線 有偵測到射頻裝置，來估計射頻裝置到中心點210的距離。不過，由于不同大 小環(huán)狀天線的可偵測范圍可能重迭(例如，環(huán)狀天線211的可偵測范圍為距離中 心點210 0 15公分的范圍而環(huán)狀天線212可偵測范圍為距離中心點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有兩個以上的環(huán)狀天線 可偵測到，此時便會依據(jù)可偵測到射頻裝置的最小環(huán)狀天線可偵測范圍，來估 計射頻裝置與中心點210間的距離。例如，射頻裝置24可同時被環(huán)狀天線212 及213偵測到，因而射頻裝置24至中心點210的距離是由較小的環(huán)狀天線212 的可偵測范圍來決定；射頻裝置25可同時被環(huán)狀天線211及212偵測到，因而 射頻裝置24至中心點210的距離是由較小的環(huán)狀天線211的可偵測范圍來決 定。
在一較佳實施例中，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。此較佳實施例的優(yōu)點是，依照此種切換順序， 最先偵測到射頻裝置的環(huán)狀天線即為可偵測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的定位時間及所耗費的功率。在另一較佳實施例中，微控制單元233可控制功率放大器231放大該射頻 訊號時所使用的功率強(qiáng)度，而平面26上的射頻裝置與中心點210間的距離，除 了可依據(jù)天線組21中可偵測到射頻裝置的最小環(huán)狀天線來估計，更可進(jìn)一步依 據(jù)該最小環(huán)狀天線在偵測到射頻裝置時所使用的最小功率強(qiáng)度，來更精確地估 計。就任一環(huán)狀天線而言，當(dāng)其發(fā)射的射頻訊號的功率越大時，其可偵測范圍 就會往環(huán)狀天線的外部及內(nèi)部延伸(亦即，同時往遠(yuǎn)離中心點210及接近中心點 210的方向延伸)，此較佳實施例即利用此特性來更精確估計射頻裝置與中心點 210間的距離。在此較佳實施例中，天線組21配置成當(dāng)可偵測到射頻裝置的 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 到。實作上，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 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中可偵測到 射頻裝置的最小環(huán)狀天線而言，其可偵測到射頻裝置的功率強(qiáng)度越小，代表射 頻裝置離中心點210越近，反之則越遠(yuǎn)。
圖3為本發(fā)明射頻定位系統(tǒng)30的另一較佳實施例的示意圖，其中，顯示面 板31可視為上一實施例所述的平面，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，會偵測射頻裝置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210的距離大于一臨界值 時(該臨界值可依據(jù)天線組21的最小環(huán)狀天線211的大小來作決定)，此時代表 射頻裝置32偏離中心點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，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。
步驟41:依序選取天線組的一環(huán)狀天線。
步驟42:提供一射頻訊號至該選取的環(huán)狀天線以透過該天線發(fā)射，來感應(yīng)
偵測射頻裝置。
步驟43:依據(jù)天線組中可偵測到射頻裝置的最小環(huán)狀天線，估測出射頻裝
置與該中心點的一距離。
在一較佳實施例中，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。
在另一較佳實施例中，步驟43中，射頻裝置與該中心點距離，除了可依據(jù) 天線組中可偵測到射頻裝置的最小環(huán)狀天線來估測，更可依據(jù)該最小環(huán)狀天線在偵測到射頻裝置時所使用的該射頻訊號的最小功率強(qiáng)度，來作更精確的估計。
在另一較佳實施例中，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的距離大于一臨界值 時，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施例詳細(xì)說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的范圍。凡 熟知此類技藝人士皆能明了，可根據(jù)以上實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時會產(chǎn)生一響應(yīng)訊號，其特征在于，它包含一天線組，包含復(fù)數(shù)個不同大小的天線；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；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，以及根據(jù)使用該天線時能否接收到該響應(yīng)訊號來估測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線射頻識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；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，并將放大后的射頻訊號提供至該天線。
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時所使用的功率強(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，該射頻裝置與該中心點的距離，是依據(jù)該天線組中可接收到該響應(yīng)訊號的最小天線及所使用的該射頻訊號的最小功率強(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，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時會產(chǎn)生一響應(yīng)訊號，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；提供該射頻訊號以透過該天線發(fā)射；以及偵測該響應(yīng)訊號以估測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線射頻識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以使得該射頻訊號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，該射頻裝置與該中心點的距離，是依據(jù)該天線組中可接收到該響應(yīng)訊號的最小天線及所使用的該射頻訊號的最小功率強(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，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時會產(chǎn)生一響應(yīng)訊號的特性，來進(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。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，以及根據(jù)使用該天線時能否接收到該響應(yīng)訊號來估測射頻裝置與該射頻定位系統(tǒng)的距離。
文檔編號G01S5/02GK101672907SQ20081014880
公開日2010年3月17日 申請日期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