參數自動調整系統及其參數自動調整的方法與流程

2023-12-03 12:09:46

本發明涉及一種參數自動調整系統及其參數自動調整的方法，特別是一種可以自動找出適應參數以調整天線模塊的參數自動調整系統及其參數自動調整的方法。

背景技術：

隨著科技的進步，各式的可攜式電子裝置，例如行動電話、平板電腦、筆記本電腦或穿戴式裝置已經成為現代人生活中不可或缺的一環。上述的可攜式電子裝置皆具有可以傳遞無線信號的功能，也必定具有能傳輸無線信號的天線模塊，因此要將天線模塊調整到能夠具有最佳的傳輸效果是很重要的課題。然而於現有技術中，調整天線模塊的操作頻率的方式都是手動調整。當調整天線模塊的頻率到主頻時，必須通過人眼去看並評估電壓駐波比(VSWR)曲線，來判斷阻抗匹配的好壞。如此一來，在整個過程中會需要反覆花費很多時間在調整天線上，時間可能長達10幾小時或是數天。

因此，有必要發明一種新的參數自動調整系統及其參數自動調整的方法，以解決現有技術的缺失。

技術實現要素：

本發明的主要目的是在提供一種參數自動調整系統，其具有可以自動找出適應參數以調整天線模塊的效果。

本發明的另一主要目的是在提供一種用於上述系統的參數自動調整的方法。

為實現上述的目的，本發明的參數自動調整系統是用於天線模塊及可調式電路，其中可調式電路是通過調整設定參數改變天線模塊的操作頻率。天線自動調整系統包括設定模塊、測量模塊、調整模塊及處理模塊。設定模塊用以設定第一調整範圍、第一調整增加量，其中第一調整範圍包括最 小設定值及最大設定值，設定模塊是藉以從最小設定值根據第一調整增加量依序增加到最大設定值而得到多個設定參數。測量模塊是電性連接天線模塊，用以測量得到天線模塊的操作頻率。調整模塊是電性連接設定模塊及可調式電路，用以利用各多個設定參數調整可調式電路，使測量模塊分別對天線模塊量測得到多個電壓駐波比。處理模塊是電性連接調整模塊及測量模塊，以利用多個電壓駐波比及其對應的多個設定參數以計算得到多個適應函數值，並於多個適應函數值中找出最小函數值及對應最小函數值的適應設定參數，以設定適應設定參數為最佳設定參數。

本發明的天線操作頻率調整方法包括以下步驟：設定第一調整範圍及第一調整增加量，其中第一調整範圍包括最小設定值及最大設定值；從最小設定值根據第一調整增加量依序增加到最大設定值而得到多個設定參數；利用各多個設定參數調整可調式電路，藉以分別對天線模塊量測得到多個電壓駐波比；利用多個電壓駐波比及其對應的多個設定參數以計算得到多個適應函數值；於多個適應函數值中找出最小函數值及對應該最小函數值的適應設定參數；以及設定適應設定參數為最佳設定參數。

附圖說明

圖1是本發明的參數自動調整系統的架構示意圖。

圖2A-2B是本發明的參數自動調整的方法的步驟流程圖。

附圖標記說明：

可攜式電子裝置1

天線模塊2

可調式電路3

參數自動調整系統10

設定模塊20

測量模塊30

調整模塊40

處理模塊50

模式變更模塊60

具體實施方式

為能讓本領域技術人員能更了解本發明的技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。

以下請先參考圖1是本發明的參數自動調整系統的架構示意圖。

本發明的參數自動調整系統10用於一天線模塊2及一可調式電路3，天線模塊2及可調式電路3可以設置於可攜式電子裝置1內。該可攜式電子裝置1可以為行動電話、平板電腦、筆記本電腦或穿戴式裝置等具有無線通信功能的裝置，但本發明並不以上述列舉的裝置為限。天線模塊2用以傳輸無線信號，可調式電路3則用以通過其設定參數來調整天線模塊2的操作頻率，例如若可調式電路3為可變電容時，本發明的調整系統10可通過調整可調式電路3的電容值來改變天線模塊2於高頻或低頻的共振頻率。由於天線模塊2及可調式電路3的應用及原理已經被本發明所屬技術領域中技術人員所熟知，故在此不再贅述。

本發明的參數自動調整系統10包括設定模塊20、測量模塊30、調整模塊40及處理模塊50。設定模塊20用以設定對可調式電路3內的設定參數進行調整的一調整範圍、一調整增加量及一特定次數等，其中該調整範圍包括一最小設定值及一最大設定值。換言之，設定模塊20是設定可調式電路3內的設定參數通過每次增加該調整增加量的方式，從最小設定值增加到最大設定值。舉例來說，當設定的最小設定值為20而最大設定值為30，調整增加量為1時，其調整值就從20、21、22…增加到30。如此一來，就可以設定模塊20設定出多個設定參數。特定次數則為對可調式電路3重複調整的次數，例如10次，但本發明並不限於此，且本發明也不限定要重複調整可調式電路3。

測量模塊30是電性連接該天線模塊2，用以測量得到該天線模塊2的一操作頻率。調整模塊40是電性連接該設定模塊20及該可調式電路3，用以通過多個設定參數來控制該可調式電路3，例如調整該可調式電路3的一可變電容來調整天線模塊2於高頻或低頻的共振頻率。需注意的是，前段所述的調整值20～30可以為調整模塊40內的數字模擬轉換器(圖未示)所代表的數字模擬轉換器的數值(DAC)值，如果是8比特的數字模擬轉換器，則最大最小值是從0～255。當調整模塊40要對可調式電路3調整時，是根 據設定參數改變可變電容的電容值。當每輸入一設定參數時，測量模塊30就會測量天線模塊2的電壓駐波比的波形，如此一來就可以根據每一設定參數對天線模塊2量測得到多個電壓駐波比，進一步得知於此設定參數下，該天線模塊2的一高頻操作頻率及一低頻操作頻率。

處理模塊50是電性連接該調整模塊40及該測量模塊30。當測量模塊30測量得到天線模塊2的多個電壓駐波比以及其對應的該多個設定參數後，處理模塊50根據多個電壓駐波比以及其對應的該多個設定參數計算得到多個適應(fitness)函數值，並於多個適應函數值中找出一最小函數值及對應該最小函數值的適應設定參數。而當中處理模塊50可以利用不同的函數以計算得到多個適應函數值以及找出適應設定參數。於本發明的一實施方式中，處理模塊50可以將得到的參數代入第一函數、第二函數或第三函數中，其中該第一函數的公式為：

<![CDATA[ f i t n e s s x = Σ f S W R x , f , f 1 ≤ f ≤ f 2 ; ]]>

該第二函數的公式為：

<![CDATA[ f i t n e s s x = Σ f S W R x , f 2 , f 1 ≤ f ≤ f 2 ; ]]>

該第三函數的公式為：

其中fitness[x]為該多個適應函數值，f為操作頻率，f1為測量時的最小操作頻率，f2為測量時的最大操作頻率，x為輸入的設定參數，而最大操作頻率f2及最小操作頻率f1是根據可攜式電子裝置1使用頻段而決定。本發明的處理模塊50把測量得到的電壓駐波比分別代入上述三種函數的其中一種計算，因為電壓駐波比越小越好，所以處理模塊50將計算得到的最小函數值所對應的設定參數設定為最佳設定參數。

上述的公式僅為舉例說明，且上述任一公式皆可以計算得到適應設定參數，本發明並不限於上述的公式，也不限制使用哪一個公式才能得到最佳的結果。

接著處理模塊50於計算得知多個適應函數值及適應設定參數後，可以直接將此適應設定參數設定為最佳設定參數，但也可以再次重複調整可調式電路3的流程。設定模塊20可以根據找出來的適應設定參數重新設定新的第二調整範圍及第二調整增加量。調整模塊40是根據新計算得到的第二 調整範圍重新控制該可調式電路3，也就是根據第二調整範圍得到的最小及最大設定值來重新控制可調式電路3，再由測量模塊30測量天線模塊2的電壓駐波比的波形，最後處理模塊50是根據新的多個電壓駐波比及其對應的新的多個設定參數計算得到新的多個適應函數值，以及找出其對應的一新的適應設定參數。如此一來就可以再次得到新的適應設定參數。參數自動調整系統10可重複調整可調式電路3的流程可直到調整模塊40的調整次數達到了預先設定的特定次數為止。

且須注意的是，若對可調式電路3進行重複調整時，每次的調整增加量皆不相同，且數值越來越小。舉例來說，若設定模塊20於第一次調整時先設定第一調整範圍為20到30，第一調整增加量為1，而得到了一個適應設定參數為27，在第二次調整時即可以設定第二調整增加量為0.1，第二調整範圍為26到28。上述的調整範圍、調整增加量及特定次數都可由使用者自行設定，當調整增加量越小，特定次數越多時，就可以調整得到較精確的結果。通過多次的重複設定，即可以找出最佳設定參數。而當最後處理模塊50確認調整的次數已經達到該特定次數後，則將最後得到的該適應設定參數設定為一最佳設定參數，並結束此調整流程。另一方面，若可調式電路3具有多個可變參數時，例如多個可變電容，設定模塊20可以針對不同的可變參數設定不同的調整範圍及調整增加量，並重複調整流程來找出適用此可調式電路3的最佳設定參數。

需注意的是，參數自動調整系統10還包括一模式變更模塊60。模式變更模塊60用以使該可攜式電子裝置1可執行一工廠模式(Factory mode)或一正常模式。工廠模式為可攜式電子裝置1於工廠測試下的模式，使用者可在工廠模式下對可攜式電子裝置1執行內部的測試或改變設定。因此模式變更模塊60使該可攜式電子裝置1於執行一工廠模式下才執行調整該可調式電路3的流程，並調整該可調式電路3的流程完成後使該可攜式電子裝置1回復執行一正常模式，但本發明並不限於此方式。

需注意的是，參數自動調整系統10具有的各模塊可以為硬體裝置、軟體程序結合硬體裝置、固件結合硬體裝置等方式架構而成，例如可以為儲存於一電腦可讀取媒介中的應用程式產品。且各模塊可以設置於相同的設備中，也可以為不同的設備，例如測量模塊30可以為一向量網絡分析儀， 而其他的模塊則為設置於電腦系統內，但本發明並不以上述的方式為限。此外，本實施方式僅例示本發明的較佳實施例，為避免贅述，並未詳加記載所有可能的變化組合。然而，本領域技術人員應可理解，上述各模塊或元件未必皆為必要。且為實施本發明，亦可能包含其他較細節的現有模塊或元件。各模塊或元件皆可能視需求加以省略或修改，且任兩模塊間未必不存在其他模塊或元件。

接著請參考圖2A-2B是本發明的參數自動調整的方法的步驟流程圖。此處需注意的是，以下雖以上述參數自動調整系統10為例說明本發明的參數自動調整的方法，但本發明的參數自動調整的方法並不以使用在上述相同結構的參數自動調整系統10為限。

首先進行步驟201：設定一第一調整範圍、一第一調整增加量及一特定次數。

設定模塊20用以設定對可調式電路3內的參數進行調整的一第一調整範圍、一第一調整增加量及一特定次數等，其中該第一調整範圍包括一最小設定值及一最大設定值。藉此設定模塊20即可從最小設定值根據第一調整增加量依序增加到最大設定值而得到多個設定參數。

其次進行步驟202：使該可攜式電子裝置1執行一工廠模式。

模式變更模塊60用以使該可攜式電子裝置1於執行一工廠設定模式下，才執行調整該可調式電路3的流程。

接著進行步驟203：利用各該多個設定參數調整該可調式電路，藉以分別對該天線模塊量測得到多個電壓駐波比。

調整模塊40用以通過多個設定參數來控制該可調式電路3，讓可調式電路3來改變天線模塊2的電壓駐波比。當每輸入一設定參數時，測量模塊30就會測量天線模塊2的電壓駐波比的波形，如此一來就可以根據每一設定參數對天線模塊2量測，以得到多個電壓駐波比。

再進行步驟204：利用該多個電壓駐波比及其對應的該多個設定參數以計算得到多個適應函數值。

處理模塊50是根據該多個電壓駐波比及其對應的該多個設定參數計算得到多個適應函數值，例如利用上述的第一到第三函數中的其中一個函數來找出多個適應函數值。

接著進行步驟205：於該多個適應函數值中找出一最小函數值及對應該最小函數值的一適應設定參數。

因為電壓駐波比越小越好，所以處理模塊50將步驟204中計算得到的多個適應函數值的中，找出最小函數值，以及其所對應的適應設定參數。

接著進行步驟206：確認是否重複調整該可調式電路達到該特定次數。

當計算出多個適應函數值及適應設定參數後，處理模塊50是確認是否已經重複調整該可調式電路3達到該特定次數。

若尚未達到調整次數，則進行步驟207：根據該適應設定參數產生一第二調整範圍及一第二調整增加量。

設定模塊20可以根據適應設定參數重新設定新的第二調整範圍及第二調整增加量，且其中第二調整增加量是小於第一調整增加量。類似於步驟201，第二調整範圍同樣也有最小設定值及最大設定值。因此於此步驟207中，設定模塊20即可從第二調整範圍的最小設定值根據第二調整增加量依序增加到最大設定值，而得到新的多個設定參數。

再進行步驟208：得到一新的多個適應函數值及其對應的一新的適應設定參數。

調整模塊40是根據新計算得到的第二調整範圍重新控制該可調式電路3，就可以再次得到新的適應設定參數，也就是根據第二調整範圍得到的最小及最大設定值來重新控制可調式電路3，再由測量模塊30測量天線模塊2的電壓駐波比的波形，最後處理模塊50是根據新的多個電壓駐波比及其對應的新的多個設定參數計算得到新的多個適應函數值，以及找出其對應的一新的適應設定參數。由於找出新的適應設定參數的流程與上述步驟203到205相同，故在此不再重複說明。接著再回到步驟206去確認是否已經重複調整該可調式電路達到該特定次數。

若已經達到特定次數，則進行步驟209：將最終得到的該適應設定參數設定為最佳設定參數。

最後當該處理模塊50確認達到該特定次數後，則將最後得到的適應設定參數設定為一最佳設定參數，並結束此調整流程。

最後才進行步驟210：使該可攜式電子裝置執行一正常模式。

模式變更模塊60在調整可調式電路3的流程結束後，使可攜式電子裝 置1回復執行一正常設定模式。

此處需注意的是，本發明的參數自動調整的方法並不以上述的步驟次序為限，只要能實現本發明的目的，上述的步驟次序亦可加以改變。

通過本案的參數自動調整系統10及參數自動調整的方法，即可方便地自動調整可調式電路3的參數，進而改變天線模塊2的匹配響應，而不需利用手動調整，可以大幅降低調整時間。

需注意的是，上述實施方式僅例示本發明的較佳實施例，為避免贅述，並未詳加記載所有可能的變化組合。然而，本領域技術人員應可理解，上述各模塊或元件未必皆為必要。且為實施本發明，亦可能包含其他較細節的現有模塊或元件。各模塊或元件皆可能視需求加以省略或修改，且任兩模塊間未必不存在其他模塊或元件。只要不脫離本發明基本架構者，皆應為本專利所主張的權利範圍，而應以權利要求為準。