無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊及應(yīng)用該模塊之低功率電子裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊及應(yīng)用該模塊之低功率電子裝置與方法，該無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊包括無(wú)線電波接收單元與信號(hào)處理單元，其中信號(hào)處理單元電性連接至無(wú)線電波接收單元。無(wú)線電波接收單元為天線或感應(yīng)線圈，其用以接收至少一特定頻帶無(wú)線電波信號(hào)，并且將無(wú)線電波信號(hào)轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)。信號(hào)處理單元用以接收交流電壓信號(hào)，并且將交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓后輸出至低功率電子裝置的至少一低功率負(fù)載，以使低功率負(fù)載正常工作或維持待機(jī)。本發(fā)明能夠有效地將環(huán)境中諸多的電磁波信號(hào)予以回收轉(zhuǎn)換成電能，進(jìn)而將此電能提供給低功率電子裝置。
【專利說明】無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊及應(yīng)用該模塊之低功率電子裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊，且特別涉及一種適用于低功率電子裝置的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊及應(yīng)用該模塊之低功率電子裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市面上有許多具有太陽(yáng)能接收模塊的電子裝置，例如，太陽(yáng)能手表，其本身用以接收光線，并且將光能轉(zhuǎn)換為電能給電子裝置的負(fù)載。然而，這一類的電子裝置在缺乏光線的環(huán)境下，并無(wú)法繼續(xù)地將光能轉(zhuǎn)換為電能，因此可能使得電子裝置在此環(huán)境下無(wú)法繼續(xù)工作，從而造成使用者的不便。
[0003]另外，由于人類生活中大量地使用手機(jī)、電腦...等通信裝置來進(jìn)行短程或遠(yuǎn)程的無(wú)線通信，因而使大多數(shù)的人們都生活在基站電磁波所能涵蓋的范圍之內(nèi)。由于基站為了能隨時(shí)提供人們信息傳輸?shù)姆?wù)，因此基站24小時(shí)不停地發(fā)射電磁波來滿足人們無(wú)線通信的需求。
[0004]然而，在通信過程中由于地形、天氣、建筑物或其它因素的關(guān)系可能會(huì)造成電磁波信號(hào)產(chǎn)生折射，繞散或反射的波動(dòng)效應(yīng)，進(jìn)而可能導(dǎo)致電磁波信號(hào)的部分信號(hào)或能量散失于人們的生活環(huán)境中，因此可能有浪費(fèi)能量之虞。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提出一種無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊及應(yīng)用該模塊之低功率電子裝置與方法，能夠有效地將環(huán)境中諸多的電磁波信號(hào)予以回收轉(zhuǎn)換成電能，進(jìn)而將此電能提供給低功率電子裝置。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供一種無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊，適用于低功率電子裝置。無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊包括無(wú)線電波接收單元以及信號(hào)處理單元。無(wú)線電波接收單元用以接收至少一特定頻帶的無(wú)線電波信號(hào)，并且將無(wú)線電波信號(hào)轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)后輸出，其中所述特定頻帶為通信裝置所使用的通信頻帶。信號(hào)處理單元電性連接至無(wú)線電波接收單元，信號(hào)處理單元用以接收交流電壓信號(hào)，并且將交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓后輸出至低功率電子裝置的低功率負(fù)載，以使低功率負(fù)載正常工作或維持待機(jī)。
[0007]于本發(fā)明實(shí)施例中，所述無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊還包括電能存儲(chǔ)單元。電能存儲(chǔ)單元電性連接至信號(hào)處理單元，用以接收直流電壓來進(jìn)行充電存儲(chǔ)電能，藉以延長(zhǎng)電能存儲(chǔ)單元可有效供電的時(shí)間，并且進(jìn)一步提供電能至低功率電子裝置的低功率負(fù)載，以使低功率負(fù)載正常工作或維持待機(jī)。
[0008]于本發(fā)明實(shí)施例中，所述無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊還包括:第一開關(guān)，電性連接該信號(hào)處理單元與該電能存儲(chǔ)單元之間；以及檢測(cè)單元，用以檢測(cè)該電能存儲(chǔ)單元的充電電壓，根據(jù)該充電電壓與電壓預(yù)定值比較的結(jié)果，來傳送第一控制信號(hào)至該第一開關(guān)，以決定該第一開關(guān)的導(dǎo)通或斷開狀態(tài)。[0009]于本發(fā)明實(shí)施例中，該信號(hào)處理單元還包括:整流電路，電性連接至該無(wú)線電波接收單元，該整流電路用以將該交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)；以及穩(wěn)壓電路，電性連接至該整流電路，該穩(wěn)壓電路用以對(duì)該直流電壓信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)壓后輸出實(shí)質(zhì)上穩(wěn)定的該直流電壓。
[0010]于本發(fā)明實(shí)施例中，該特定頻帶為至少一通信裝置所使用的至少一通信頻帶。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例另提供一種低功率電子裝置，此電子裝置包括低功率負(fù)載及上述的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊，其中無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊電性連接低功率負(fù)載。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能方法，此無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能方法適用低功率電子裝置。接收至少一特定頻帶的無(wú)線電波信號(hào)。將無(wú)線電波信號(hào)轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)。將交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓。提供直流電壓的電能給低功率電子裝置的低功率負(fù)載，以使低功率負(fù)載正常工作或維持待機(jī)。
[0013]于本發(fā)明實(shí)施例中，將該交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為該直流電壓后的步驟還包括:使用該直流電壓對(duì)電能存儲(chǔ)單元充電，以存儲(chǔ)電能；以及電能存儲(chǔ)單元提供該電能給該低功率電子裝置的至少一低功率負(fù)載，以使該低功率負(fù)載正常工作或維持待機(jī)。
[0014]于本發(fā)明實(shí)施例中，將該交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為該直流電壓的步驟包括:將該交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)；以及對(duì)該直流電壓信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)壓后輸出實(shí)質(zhì)上穩(wěn)定的該直流電壓。
[0015]于本發(fā)明實(shí)施例中，該特定頻帶為至少一通信裝置所使用的至少一通信頻帶。
[0016]綜上所述，本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明實(shí)施例所提出的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊及應(yīng)用該模塊之低功率電子裝置與方法能夠有效地將環(huán)境中諸多的電磁波信號(hào)予以回收轉(zhuǎn)換成電能，進(jìn)而對(duì)低功率電子裝置中的電能存儲(chǔ)單元進(jìn)行充電或直接將電能提供給低功率電子裝置的低功率負(fù)載。
[0017]在本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例中，因?yàn)闊o(wú)線信號(hào)是24小時(shí)不間斷地散布于生活環(huán)境中，因此，相較于使用太陽(yáng)能接收裝置的傳統(tǒng)低功率電子裝置而言，本發(fā)明所述低功率電子裝置在不特定的時(shí)間與地點(diǎn)皆能進(jìn)行充電，藉以延長(zhǎng)電能存儲(chǔ)單元可有效供電的時(shí)間，使得本發(fā)明所述低功率負(fù)載在多數(shù)環(huán)境下接可以正常工作或維持待機(jī)，而不易造成使用者的不便。
[0018]為使能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，但是此等說明與附圖僅是用來說明本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的權(quán)利范圍作任何的限制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]下文參考附圖來詳細(xì)地說明本發(fā)明的具體實(shí)施例，藉此可對(duì)本發(fā)明更為明白，在圖式中:
[0020]圖1A為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊的示意圖。
[0021]圖1B為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊的示意圖。
[0022]圖2為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的應(yīng)用無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊的細(xì)部示意圖。
[0023]圖3A及圖3B為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施多頻無(wú)線電波接收單元的示意圖與實(shí)驗(yàn)圖。[0024]圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施多頻無(wú)線電波接收單元的示意圖。
[0025]圖5A及圖5B為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施寬頻無(wú)線電波接收單元的示意圖與實(shí)驗(yàn)圖。
[0026]圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施寬頻無(wú)線電波接收單元的示意圖。
[0027]圖7為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的具有無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊的低功率電子裝置的示意圖。
[0028]圖8繪示無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能方法的流程圖。
[0029]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0030]100、100’:無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊
[0031]110:無(wú)線電波接收單元
[0032]120:信號(hào)處理單元
[0033]122:整流電路
[0034]124:穩(wěn)壓電路
[0035]130:電能存儲(chǔ)單元
[0036]140:檢測(cè)單元
[0037]200:無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊
[0038]210:低功率負(fù)載
[0039]220:無(wú)線電波發(fā)射模塊
[0040]300:共平面波導(dǎo)天線
[0041]310:接地平面
[0042]320:饋入單元
[0043]330:第一輻射臂
[0044]340:第二輻射臂
[0045]350:連接部
[0046]410:電路板
[0047]700:低功率電子裝置
[0048]A:饋入點(diǎn)
[0049]AS:交流電壓信號(hào)
[0050]CSl:控制信號(hào)
[0051]DS:直流電壓信號(hào)
[0052]DC:直流電壓
[0053]Sffl:開關(guān)
[0054]S810、S820、S830、S840、S850、S860:步驟
[0055]WffS:無(wú)線電波信號(hào)
[0056]V1:電壓
【具體實(shí)施方式】
[0057]在下文將參看附圖更充分地描述各種例示性實(shí)施例，在附圖中展示一些例示性實(shí)施例。然而，本發(fā)明概念可能以許多不同形式來體現(xiàn)，且不應(yīng)解釋為限于本文中所闡述的例示性實(shí)施例。確切而言，提供此等例示性實(shí)施例使得本發(fā)明將為詳盡且完整，且將向本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明概念的范疇。在諸附圖中，可為了清楚而夸示層及區(qū)的大小及相對(duì)大小。類似數(shù)字始終指示類似元件。
[0058]應(yīng)理解，雖然本文中可能使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等來描述各種元件，但此等元件不應(yīng)受此等術(shù)語(yǔ)限制。此等術(shù)語(yǔ)乃用以區(qū)分一元件與另一元件。因此，下文論述的第一元件可稱為第二元件而不偏離本發(fā)明概念的教示。如本文中所使用，術(shù)語(yǔ)“及/或”包括相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)目中的任一者及一或多者的所有組合。
[0059](無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊的一實(shí)施例)
[0060]請(qǐng)參照?qǐng)D1A，圖1A為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊的示意圖。本實(shí)施例的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊100’包括無(wú)線電波接收單元110以及信號(hào)處理單元120。信號(hào)處理單元120電性連接無(wú)線電波接收單元110。
[0061 ] 在本實(shí)施例中，無(wú)線電波接收單元110用以接收無(wú)線電波信號(hào)WWS，并且將無(wú)線電波信號(hào)WWS轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)AS后輸出至信號(hào)處理單元120，其中無(wú)線電波接收單元110可以是天線(例如單頻天線、多頻天線或?qū)掝l天線)或是感應(yīng)線圈，其能夠用來接收、提取或感應(yīng)無(wú)線電波信號(hào)WWS中的至少一部分信號(hào)或能量。在本實(shí)施例中，無(wú)線電波接收單元110為用以接收至少一特定頻帶的天線，但并不以本實(shí)施例為限。所述特定頻帶為多數(shù)通信裝置所使用的通信頻帶，而且相對(duì)于所述低功率電子裝置而言，通信裝置具有較大的功率消耗(亦即通信裝置為高耗能或高功率電子裝置)。信號(hào)處理單元120用以接收交流電壓信號(hào)AS，并且將交流電壓信號(hào)AS轉(zhuǎn)換為直流電壓DC后直接輸出至低功率負(fù)載130。
[0062]值得注意的是，在本發(fā)明實(shí)施例中，信號(hào)處理單元120直接輸出直流電壓DC至低功率負(fù)載130，以使低功率負(fù)載130正常工作或維持待機(jī)。
[0063]請(qǐng)參照?qǐng)D1B，圖1B為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于低功率電子裝置的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊的示意圖。本實(shí)施例的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊100包括無(wú)線電波接收單元110、信號(hào)處理單元120以及電能存儲(chǔ)單元130。信號(hào)處理單元120電性連接無(wú)線電波接收單元110。電能存儲(chǔ)單元130電性連接至信號(hào)處理單元120。本實(shí)施例的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊100用以提供電能給低功率電子裝置的低功率負(fù)載，以使低功率負(fù)載正常工作或維持待機(jī)。
[0064]在本實(shí)施例中，無(wú)線電波接收單元110用以接收無(wú)線電波信號(hào)WWS，并且將無(wú)線電波信號(hào)WWS轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)AS后輸出至信號(hào)處理單元120，其中無(wú)線電波接收單元110可以是天線(例如單頻天線、多頻天線或?qū)掝l天線)或是感應(yīng)線圈，其能夠用來接收、提取或感應(yīng)無(wú)線電波信號(hào)WWS中的至少一部分信號(hào)或能量。在本實(shí)施例中，無(wú)線電波接收單元110為用以接收至少一特定頻帶的天線，但并不以本實(shí)施例為限。所述特定頻帶為多數(shù)通信裝置所使用的通信頻帶，而且相對(duì)于所述低功率電子裝置而言，通信裝置具有較大的功率消耗(亦即通信裝置為高耗能或高功率電子裝置)。
[0065]信號(hào)處理單元120用以接收交流電壓信號(hào)AS，并且將交流電壓信號(hào)AS轉(zhuǎn)換為直流電壓DC后輸出至電能存儲(chǔ)單元130，其中電能存儲(chǔ)單元130可以是充電電池(亦稱為二次電池)或能夠存儲(chǔ)電能的元件。
[0066]電能存儲(chǔ)單元130用以接收直流電壓DC來進(jìn)行充電且進(jìn)而存儲(chǔ)電能，藉以延長(zhǎng)電能存儲(chǔ)單元130可有效供電的時(shí)間，并且將其所存儲(chǔ)的電能用來提供低耗能電子裝置中的低功率負(fù)載，以使低功率負(fù)載可以正常地工作(亦即可以啟動(dòng)低功率負(fù)載進(jìn)行一般工作)。附帶一提的是，電能存儲(chǔ)單元130內(nèi)部具有充電電路(未繪示)，充電電路用以接收直流電壓DC來對(duì)電能存儲(chǔ)單元130充電，進(jìn)而使電能存儲(chǔ)單元130能夠存儲(chǔ)電能。
[0067]以下要進(jìn)一步說明的，是關(guān)于無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊100的相關(guān)動(dòng)作。
[0068]請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D1B，由于人們?cè)谏钪写罅康厥褂檬謾C(jī)、電腦...等通信裝置來進(jìn)行短程或遠(yuǎn)程的無(wú)線通信，因而使大多數(shù)的人們都生活在基站電磁波所能涵蓋的范圍之內(nèi)。然而，在通信過程中會(huì)造成諸多的電磁波信號(hào)散射，進(jìn)而導(dǎo)致電磁波能量的喪失。所以，本實(shí)施例所揭示的無(wú)線電波接收單元110 (如天線或感應(yīng)線圈)能夠接收、提取或感應(yīng)人們生活環(huán)境中的無(wú)線電波信號(hào)WWS。換句話說，無(wú)線電波接收單元110可以接收、提取或感應(yīng)無(wú)線通信過程中的無(wú)線電波信號(hào)WffS或是散射的無(wú)線電波信號(hào)WffS的至少一部分能量予以利用，并且不會(huì)影響到無(wú)線通信的品質(zhì)。
[0069]進(jìn)一步來說，無(wú)線電波接收單元110能根據(jù)設(shè)計(jì)者的電路設(shè)計(jì)需求或?qū)嶋H效能需求，來設(shè)計(jì)成能夠接收、提取或感應(yīng)特定頻帶的無(wú)線電波信號(hào)WWS。舉例來說，通信網(wǎng)路中的4G/3G/2G手機(jī)通信系統(tǒng)的頻帶、Zigbee系統(tǒng)的頻帶、甚高頻(Very high frequency, VHF)電視等電磁波信號(hào)頻帶或諸如高功率/高耗能通信裝置進(jìn)行無(wú)線通信時(shí)所使用的通信頻帶。
[0070]接著，無(wú)線電波接收單元110會(huì)將所接收、提取或感應(yīng)到的無(wú)線電波信號(hào)WWS轉(zhuǎn)換成交流電壓信號(hào)AS，并且傳送至信號(hào)處理單元120。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可理解，本實(shí)施例的無(wú)線電波接收單元110扮演著一個(gè)能量形式轉(zhuǎn)換的角色，意即無(wú)線電波接收單元110將無(wú)線電波信號(hào)WWS(意即電磁波)中的電磁能轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)AS的電能。之后，信號(hào)處理單元120會(huì)將其所接收到的交流電壓信號(hào)AS進(jìn)行信號(hào)處理，亦即將交流電壓信號(hào)AS轉(zhuǎn)換成直流電壓DC，進(jìn)而將直流電壓DC輸出至電能存儲(chǔ)單元130。
[0071 ] 電能存儲(chǔ)單元130在接收到直流電壓DC后，便會(huì)開始通過其內(nèi)部的充電電路進(jìn)行充電以存儲(chǔ)電能，并且設(shè)計(jì)者可以依據(jù)其電路設(shè)計(jì)需求將電能存儲(chǔ)單元130設(shè)計(jì)為定電壓充電模式、定電流充電模式或是定電壓/定電流混合充電模式。進(jìn)一步來說，因?yàn)殡娔艽鎯?chǔ)單元130可以是充電電池或是其它能夠存儲(chǔ)電能的元件，所以有必要進(jìn)一步保護(hù)電能存儲(chǔ)單元130，以避免發(fā)生過度充電的情況而損壞電能存儲(chǔ)單元130。
[0072]在至少一實(shí)施例中，無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊100還包括檢測(cè)單元140與開關(guān)SWl，其中開關(guān)SWl電性連接信號(hào)處理單元120與電能存儲(chǔ)單元130之間。無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊100利用檢測(cè)單元140來檢測(cè)電能存儲(chǔ)單元130的充電電壓變化(亦即檢測(cè)電壓VI)，并且根據(jù)充電電壓與電壓預(yù)定值比較的結(jié)果，來傳送控制信號(hào)CSl至開關(guān)SW1，以決定開關(guān)SWl的導(dǎo)通或斷開狀態(tài)。
[0073]詳細(xì)來說，當(dāng)電能存儲(chǔ)單元130在充電過程中的電壓Vl達(dá)到電壓預(yù)定值時(shí)，檢測(cè)單元140立即會(huì)傳送控制信號(hào)CSl至開關(guān)SWl以斷開開關(guān)SW1，據(jù)此可以避免電能存儲(chǔ)單元130產(chǎn)生過度充電而損壞的問題。當(dāng)然，當(dāng)檢測(cè)單元140檢測(cè)到電能存儲(chǔ)單元130的電壓Vl下降到低于電壓預(yù)定值時(shí)，檢測(cè)單元140便會(huì)傳送控制信號(hào)CSl至開關(guān)SWl以導(dǎo)通開關(guān)Sffl,以便再開始進(jìn)行充電。因此，本實(shí)施例的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊100能夠有效地將環(huán)境中諸多的電磁波信號(hào)予以回收轉(zhuǎn)換成電能，進(jìn)而對(duì)低功率電子裝置的電能存儲(chǔ)單元130進(jìn)行充電，而不需要特定時(shí)間點(diǎn)或特定地點(diǎn)才能進(jìn)行充電，達(dá)到經(jīng)濟(jì)且環(huán)保的時(shí)下需求。
[0074]在接下來的多個(gè)實(shí)施例中，將描述不同于上述圖1B實(shí)施例的部分，且其余省略部分與上述圖1B實(shí)施例的部分相同。此外，為說明便利起見，相似的參考數(shù)字或標(biāo)號(hào)指示相似的元件。
[0075](無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊的另一實(shí)施例)
[0076]請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖2為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于低功率電子裝置的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊的細(xì)部示意圖。低功率電子裝置包括無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊200與低功率負(fù)載210，無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊200電性連接低功率負(fù)載210。
[0077]相較于上述圖1B實(shí)施例的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊100，本實(shí)施例的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊200的信號(hào)處理單元120包括整流電路122以及穩(wěn)壓電路124。整流電路122電性連接至無(wú)線電波接收單元110。穩(wěn)壓電路124電性連接至整流電路122與電能存儲(chǔ)單元130之間。
[0078]在本實(shí)施例中，整流電路122用以接收交流電壓信號(hào)AS，并且將交流電壓信號(hào)AS轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)DS。穩(wěn)壓電路124用以對(duì)直流電壓信號(hào)DS進(jìn)行穩(wěn)壓后輸出實(shí)質(zhì)上穩(wěn)定的直流電壓DC。
[0079]電能存儲(chǔ)單元130電性連接至低功率負(fù)載210或低耗能電子裝置，以提供低功率負(fù)載210或低耗能電子裝置工作時(shí)所需要的電能。并且，在本實(shí)施例中的低功率負(fù)載210或低耗能電子裝置可以是手表、時(shí)鐘、計(jì)算機(jī)、計(jì)步器、或體溫計(jì).? ?等或相對(duì)于高功率電子裝置較低功率的負(fù)載，但并不以本實(shí)施例為限。進(jìn)一步來說，所述高功率電子裝置，例如手機(jī)、電腦及平板電腦等， 為能夠用來進(jìn)行無(wú)線通信的電子裝置，具有傳送及接收無(wú)線電波信號(hào)WWS的無(wú)線通信功能。
[0080]接下來要進(jìn)一步說明的，是關(guān)于無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊200的細(xì)部動(dòng)作。
[0081]如圖2所示，當(dāng)使用者直接或間接透過無(wú)線電波發(fā)射模塊220發(fā)射出用以通信的無(wú)線電波信號(hào)WffS時(shí)，在通信過程中由于地形、天氣、建筑物或其它因素的關(guān)系可能會(huì)造成無(wú)線電波信號(hào)WWS產(chǎn)生折射，繞散或反射的波動(dòng)效應(yīng)，進(jìn)而可能導(dǎo)致無(wú)線電波信號(hào)WffS的部分信號(hào)或能量散失于人們的生活環(huán)境中，其中無(wú)線電波發(fā)射模塊220的發(fā)射頻帶可以是4G/3G/2G手機(jī)通信系統(tǒng)的頻帶、Zigbee系統(tǒng)的頻帶、甚高頻(Very high frequency, VHF)電視等電磁波信號(hào)頻帶或諸如高功率/高耗能通信裝置進(jìn)行無(wú)線通信時(shí)所使用的通信頻帶。
[0082]雖然依賴今日的科技，通信裝置進(jìn)行無(wú)線通信時(shí)所散失的信號(hào)或能量不至于會(huì)過度影響無(wú)線通信品質(zhì)，但畢竟能量散逸在整個(gè)通信環(huán)境中仍可能會(huì)有浪費(fèi)能量的問題。
[0083]因此，本發(fā)明實(shí)施例所揭示的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊200能夠利用無(wú)線電波接收單元110來接收、提取或感應(yīng)來自無(wú)線通信網(wǎng)路中無(wú)線電波信號(hào)WffS的至少一部分予以回收并轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)AS，意即將無(wú)線電波信號(hào)WffS中的電波能量轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)AS的電能。當(dāng)然，無(wú)線電波接收單元110需對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)成能夠接收、提取或感應(yīng)4G/3G/2G手機(jī)通信系統(tǒng)的頻帶、Zigbee系統(tǒng)的頻帶、甚高頻(Very high frequency, VHF)電視等電磁波信號(hào)頻帶或諸如高功率/高耗能通信裝置無(wú)線通信時(shí)所使用的通信頻帶的無(wú)線電波信號(hào)WffS0
[0084]舉例來說，如果將無(wú)線電波接收單元110設(shè)計(jì)成能夠接收、提取或感應(yīng)3G手機(jī)通信系統(tǒng)的特定頻帶的無(wú)線電波信號(hào)WffS時(shí)，則無(wú)線電波接收單元110就能夠接收、提取或感應(yīng)無(wú)線電波發(fā)射系統(tǒng)220所發(fā)射出的具有3G手機(jī)通信系統(tǒng)的特定頻帶的無(wú)線電波信號(hào)WWS的一部分。但是，假設(shè)另一無(wú)線電波發(fā)射系統(tǒng)(圖2未繪示)發(fā)射出具有4G/2G手機(jī)通信系統(tǒng)的特定頻帶的無(wú)線電波信號(hào)，此時(shí)無(wú)線電波接收單元110無(wú)法接收、提取或感應(yīng)無(wú)線電波發(fā)射系統(tǒng)220所發(fā)射出的具有4G/2G手機(jī)通信系統(tǒng)的特定頻帶的無(wú)線電波信號(hào)。
[0085]之后，無(wú)線電波接收單元110會(huì)將交流電壓信號(hào)AS傳送至整流電路122，并且由整流電路122來將交流電壓信號(hào)AS做進(jìn)一步的信號(hào)處理以輸出至穩(wěn)壓電路124，也就是說將交流電壓信號(hào)AS轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)DS。簡(jiǎn)單來說，整流電路122將交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能。接著，穩(wěn)壓電路124會(huì)將所接收到的直流電壓信號(hào)DS做進(jìn)一步的信號(hào)處理以輸出至電能存儲(chǔ)單元130，也就是說，將直流電壓信號(hào)DS進(jìn)行穩(wěn)壓的動(dòng)作以輸出實(shí)質(zhì)上穩(wěn)定的直流電壓DC至電能存儲(chǔ)單元130。電能存儲(chǔ)單元130在接收到直流電壓DC后，便會(huì)開始進(jìn)行充電以存儲(chǔ)電能，藉以延長(zhǎng)電能存儲(chǔ)單元130可有效供電的時(shí)間，進(jìn)而能夠提供電能至低功率負(fù)載210。
[0086]接下來要說明的，是關(guān)于提供多頻天線與寬頻天線的多個(gè)態(tài)樣來實(shí)現(xiàn)無(wú)線電波接收單元。
[0087](無(wú)線電波接收單元的實(shí)施例)
[0088]請(qǐng)參照?qǐng)D3A?圖3B，圖3A及3B為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施多頻無(wú)線電波接收單元的示意圖與實(shí)驗(yàn)圖。如上所述，無(wú)線電波接收單元可以是多頻天線，用以接收多個(gè)特定的通信頻帶。如圖3A所示，共平面波導(dǎo)天線300包括接地平面310、饋入單元320、第一輻射臂330、第二輻射臂340以及連接部350。饋入單元320連接至第二輻射臂340與接地平面310之間，且連接部350用以連接第一輻射臂330與第二輻射臂340，其中無(wú)線電波信號(hào)WffS從信號(hào)饋入點(diǎn)A進(jìn)入。本實(shí)施例的多頻天線是以共平面波導(dǎo)(coplanar waveguide, CPff)型式的天線制作而成，可以用以同時(shí)接收4G/3G/2G手機(jī)通信系統(tǒng)的頻帶，并且從圖3B可知圖3A模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，在-1OdB以下都能夠有效率地同時(shí)接收4G/3G/2G手機(jī)通信系統(tǒng)的頻帶，其中圖3B的水平軸為頻率，垂直軸為反射系數(shù)，且不以本實(shí)施例為限。
[0089]此外，多頻天線亦能夠以其它的型式來實(shí)現(xiàn)，請(qǐng)參照?qǐng)D4，圖4為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的實(shí)施多頻無(wú)線電波接收單元的示意圖。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可理解，圖4的多頻天線為直接制作于電路板410上，具有比共平面波導(dǎo)天線更小面積的優(yōu)勢(shì)，因此，本說明書內(nèi)容中的無(wú)線電波接收單元亦能夠用圖4所示的多頻天線架構(gòu)來達(dá)到同時(shí)接收4G/3G/2G手機(jī)通信系統(tǒng)的頻帶的功效，但不以本實(shí)施例為限。
[0090]請(qǐng)參照?qǐng)D5A?圖5B，圖5A及5B為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的實(shí)施寬頻無(wú)線電波接收單元的示意圖與實(shí)驗(yàn)圖。如上所述，無(wú)線電波接收單元亦可以是寬頻天線。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可理解，圖5A所示的寬頻天線為雙極化天線(Dual-polarized antenna),而且其模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如圖5B所示，可以有效地接收800MHz?2.2GHz頻帶的無(wú)線電波信號(hào)，其中圖5B的水平軸為頻率，垂直軸為駐波比(VSWR)，且不以本實(shí)施例為限。
[0091]此外，寬頻天線亦能夠以其它的型式來實(shí)現(xiàn)，請(qǐng)參照?qǐng)D6，圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施寬頻無(wú)線電波接收單元的示意圖。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可理解，圖6的寬頻天線為偶極天線(Dipole antenna),亦能夠用以實(shí)現(xiàn)本說明書內(nèi)容的無(wú)線電波接收單元,但不以本實(shí)施例為限。
[0092]雖然，本說明書內(nèi)容提供數(shù)種多頻天線與寬頻天線來實(shí)現(xiàn)無(wú)線電波接收單元，但是，在不脫離在低功率電子裝置中利用多頻天線或?qū)掝l天線來接收或提取來自無(wú)線通信網(wǎng)路中無(wú)線電波信號(hào)WffS的至少一部分予以回收的精神下，皆是本發(fā)明的說明書范圍內(nèi)。
[0093](電子裝置的另一實(shí)施例)
[0094]請(qǐng)參照?qǐng)D7，圖7為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的具有無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊的低功率電子裝置的示意圖。低功率電子裝置700包括無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊100以及低功率負(fù)載210。無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊100用以將其所接收的無(wú)線電波信號(hào)WffS轉(zhuǎn)換為直流電壓以存儲(chǔ)電能，并提供電能至低功率負(fù)載210正常工作或維持待機(jī)時(shí)所需的電能。無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊100是接收低功率電子裝置700以外的無(wú)線電波信號(hào)WWS，圖7中的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊100亦可以是圖2所示的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊200，并不以本實(shí)施例為限。
[0095]低功率電子裝置700可以是各式各樣的電子裝置，例如手表、時(shí)鐘、計(jì)算機(jī)、計(jì)步器、或體溫計(jì)...等。具體來說，應(yīng)理解只要無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊100接收、提取或感應(yīng)人們生活環(huán)境中的無(wú)線電波信號(hào)WffS中的部分電波能量，即可足夠使低功率電子裝置700運(yùn)作的各式各樣電子裝置，都是本說明書內(nèi)容所要涵蓋的范圍內(nèi)。
[0096]請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1B與圖8，圖8繪示無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能方法的流程圖。無(wú)線電波充電模塊100的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能方法包括步驟如下。首先，無(wú)線電波接收單元110接收至少一特定頻帶的無(wú)線電波信號(hào)WWS (步驟S810)，也就是說接收、提取或感應(yīng)特定頻帶的無(wú)線電波信號(hào)WWS，例如4G/3G/2G手機(jī)通信系統(tǒng)的頻帶、Zigbee系統(tǒng)的頻帶、甚高頻(Very high frequency, VHF)電視等電磁波信號(hào)頻帶或諸如高功率/高耗能通信裝置無(wú)線通信時(shí)所使用的通信頻帶。接著，無(wú)線電波接收單元110將無(wú)線電波信號(hào)WffS轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)AS后輸出(步驟S820)。接著，信號(hào)處理單元120接收交流電壓信號(hào)(步驟S830)。接下來，信號(hào)處理單元120將交流電壓信號(hào)AS轉(zhuǎn)換為直流電壓DC后輸出(步驟S840)。之后，電能存儲(chǔ)單元130接收直流電壓來進(jìn)行充電且存儲(chǔ)電能(步驟S850)。最后，電能存儲(chǔ)單元130提供低功率負(fù)載正常工作或維持待機(jī)時(shí)所需的電能(步驟S860)。
[0097]關(guān)于無(wú)線電波充電模塊的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能方法的各步驟的相關(guān)細(xì)節(jié)在上述圖1A?圖7實(shí)施例已詳細(xì)說明，在此恕不贅述。在此須說明的是，圖8實(shí)施例的各步驟僅為方便說明的需要，本發(fā)明實(shí)施例并不以各步驟彼此間的順序作為實(shí)施本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的限制條件。
[0098](實(shí)施例的可能功效)
[0099]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所提供的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊及應(yīng)用該模塊之低功率電子裝置與方法，利用無(wú)線電波接收單元用以接收無(wú)線電波信號(hào)，并且將無(wú)線電波信號(hào)轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)后輸出。之后，利用信號(hào)處理單元來接收交流電壓信號(hào)，并且將交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓后輸出，以將交流電壓的電能提供給低功率電子裝置的低功率負(fù)載，而讓低功率負(fù)載正常工作或維持待機(jī)。
[0100]在本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊更利用電能存儲(chǔ)單元用以接收直流電壓來進(jìn)行充電且存儲(chǔ)電能，藉以延長(zhǎng)電能存儲(chǔ)單元可有效供電的時(shí)間，并且提供低功率負(fù)載工作時(shí)所需的電能。
[0101]據(jù)此，本發(fā)明各實(shí)施例能夠在不影響通信品質(zhì)下，有效地將人們生活環(huán)境中諸多的無(wú)線電波信號(hào)(即電磁波信號(hào))的至少一部分予以回收且轉(zhuǎn)換成電能，進(jìn)而對(duì)低功率或低耗能電子裝置進(jìn)行充電，而不需要在特定時(shí)間點(diǎn)或在特定地點(diǎn)才能進(jìn)行充電，達(dá)到經(jīng)濟(jì)且環(huán)保的時(shí)下需求。[0102]另外，在本說明書內(nèi)容多個(gè)實(shí)施例中至少一實(shí)施例，無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊還利用檢測(cè)單元檢測(cè)電能存儲(chǔ)單元的充電電壓來決定是否繼續(xù)充電，據(jù)此能夠避免電能存儲(chǔ)單元產(chǎn)生過度充電而損壞的問題。
[0103]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，其并非用以局限本發(fā)明的專利范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊，適用于低功率電子裝置，其特征在于，該無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊包括: 無(wú)線電波接收單元，為天線或感應(yīng)線圈，用以接收至少一特定頻帶的無(wú)線電波信號(hào)，并且將該無(wú)線電波信號(hào)轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)，其中該特定頻帶為至少一通信裝置所使用的至少一通信頻帶；以及 信號(hào)處理單元，電性連接至該無(wú)線電波接收單元，該信號(hào)處理單元用以接收該交流電壓信號(hào)，并且將該交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓后輸出至該低功率電子裝置的至少一低功率負(fù)載，以使該低功率負(fù)載正常工作或維持待機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊，其特征在于，該無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊還包括: 電能存儲(chǔ)單元，電性連接至該信號(hào)處理單元，用以接收該信號(hào)處理單元輸出的該直流電壓來進(jìn)行充電存儲(chǔ)電能，并且將該電能提供給該低功率電子裝置的該至少一低功率負(fù)載，以使該低功率負(fù)載正常工作或維持待機(jī)。
3.如權(quán)利要求2所述的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊，其特征在于，該無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊還包括: 第一開關(guān)，電性連接該信號(hào)處理單元與該電能存儲(chǔ)單元之間；以及 檢測(cè)單元，用以檢測(cè)該電能存儲(chǔ)單元的充電電壓，根據(jù)該充電電壓與電壓預(yù)定值比較的結(jié)果，來傳送第一控制信號(hào)至該第一開關(guān)，以決定該第一開關(guān)的導(dǎo)通或斷開狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1至3任一所述的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊，其特征在于，該信號(hào)處理單元還包括: 整流電路，電性連接至該無(wú)線電波接收單元，該整流電路用以將該交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)；以及 穩(wěn)壓電路，電性連接至該整流電路，該穩(wěn)壓電路用以對(duì)該直流電壓信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)壓后輸出實(shí)質(zhì)上穩(wěn)定的該直流電壓。
5.一種低功率電子裝置，其特征在于，該低功率電子裝置包括: 如權(quán)利要求1至3任一所述的該無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊；以及 該至少一低功率負(fù)載，電性連接該無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊，用以接收該無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能模塊所輸出的該電能，以使該低功率負(fù)載正常工作或維持待機(jī)。
6.如權(quán)利要求5所述的低功率電子裝置，其特征在于，該信號(hào)處理單元還包括: 整流電路，電性連接至該無(wú)線電波接收單元，該整流電路用以將該交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)；以及 穩(wěn)壓電路，電性連接至該整流電路，該穩(wěn)壓電路用以對(duì)該直流電壓信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)壓后輸出實(shí)質(zhì)上穩(wěn)定的該直流電壓。
7.一種無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能方法，適用于一低功率電子裝置，其特征在于，該無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能方法包括步驟: 接收至少一特定頻帶的無(wú)線電波信號(hào)； 將該無(wú)線電波信號(hào)轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)； 將該交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓；以及 提供該直流電壓的電能給該低功率電子裝置的至少一低功率負(fù)載，以使該低功率負(fù)載正常工作或維持待機(jī)。
8.如權(quán)利要求7所述的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能方法，其特征在于，將該交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為該直流電壓后的步驟還包括: 使用該直流電壓對(duì)電能存儲(chǔ)單元充電，以存儲(chǔ)電能；以及 電能存儲(chǔ)單元提供該電能給該低功率電子裝置的至少一低功率負(fù)載，以使該低功率負(fù)載正常工作或維持待機(jī)。
9.如權(quán)利要求7或8所述的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能方法，其特征在于，將該交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為該直流電壓的步驟包括: 將該交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)；以及 對(duì)該直流電壓信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)壓后輸出實(shí)質(zhì)上穩(wěn)定的該直流電壓。
10.如權(quán)利要求7所述的無(wú)線電波轉(zhuǎn)電能方法，其特征在于，該特定頻帶為至少一通信裝置所使用的至少一通信頻帶 。
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK103580294SQ201210263927
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月27日
【發(fā)明者】吳上玄, 林漢年 申請(qǐng)人:十速興業(yè)科技（深圳）有限公司, 十速科技股份有限公司