無線電波轉(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，該無線電波轉(zhuǎn)電能模塊包括無線電波接收單元與信號處理單元，其中信號處理單元電性連接至無線電波接收單元。無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線電波信號，并且將無線電波信號轉(zhuǎn)換為交流電壓信號。信號處理單元用以接收交流電壓信號，并且將交流電壓信號轉(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載，以使低功率負載正常工作或維持待機。本發(fā)明能夠有效地將環(huán)境中諸多的電磁波信號予以回收轉(zhuǎn)換成電能，進而將此電能提供給低功率電子裝置。
【專利說明】無線電波轉(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能接收模塊的電子裝置，例如，太陽能手表，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載。然而，這一類的電子裝置在缺乏光線的環(huán)境下，并無法繼續(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、電腦...等通信裝置來進行短程或遠程的無線通信，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提供人們信息傳輸?shù)姆?wù)，因此基站24小時不停地發(fā)射電磁波來滿足人們無線通信的需求。
[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)系可能會造成電磁波信號產(chǎn)生折射，繞散或反射的波動效應(yīng)，進而可能導(dǎo)致電磁波信號的部分信號或能量散失于人們的生活環(huán)境中，因此可能有浪費能量之虞。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對現(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予以回收轉(zhuǎn)換成電能，進而將此電能提供給低功率電子裝置。
[0006]本發(fā)明實施例提供一種無線電波轉(zhuǎn)電能模塊，適用于低功率電子裝置。無線電波轉(zhuǎn)電能模塊包括無線電波接收單元以及信號處理單元。無線電波接收單元用以接收至少一特定頻帶的無線電波信號，并且將無線電波信號轉(zhuǎn)換為交流電壓信號后輸出，其中所述特定頻帶為通信裝置所使用的通信頻帶。信號處理單元電性連接至無線電波接收單元，信號處理單元用以接收交流電壓信號，并且將交流電壓信號轉(zhuǎn)換為直流電壓后輸出至低功率電子裝置的低功率負載，以使低功率負載正常工作或維持待機。
[0007]于本發(fā)明實施例中，所述無線電波轉(zhuǎn)電能模塊還包括電能存儲單元。電能存儲單元電性連接至信號處理單元，用以接收直流電壓來進行充電存儲電能，藉以延長電能存儲單元可有效供電的時間，并且進一步提供電能至低功率電子裝置的低功率負載，以使低功率負載正常工作或維持待機。
[0008]于本發(fā)明實施例中，所述無線電波轉(zhuǎn)電能模塊還包括:第一開關(guān)，電性連接該信號處理單元與該電能存儲單元之間；以及檢測單元，用以檢測該電能存儲單元的充電電壓，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)明實施例中，該信號處理單元還包括:整流電路，電性連接至該無線電波接收單元，該整流電路用以將該交流電壓信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號；以及穩(wěn)壓電路，電性連接至該整流電路，該穩(wěn)壓電路用以對該直流電壓信號進行穩(wěn)壓后輸出實質(zhì)上穩(wěn)定的該直流電壓。
[0010]于本發(fā)明實施例中，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載及上述的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊，其中無線電波轉(zhuǎn)電能模塊電性連接低功率負載。
[0012]本發(fā)明實施例還提供一種無線電波轉(zhuǎn)電能方法，此無線電波轉(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線電波信號。將無線電波信號轉(zhuǎn)換為交流電壓信號。將交流電壓信號轉(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載，以使低功率負載正常工作或維持待機。
[0013]于本發(fā)明實施例中，將該交流電壓信號轉(zhuǎn)換為該直流電壓后的步驟還包括:使用該直流電壓對電能存儲單元充電，以存儲電能；以及電能存儲單元提供該電能給該低功率電子裝置的至少一低功率負載，以使該低功率負載正常工作或維持待機。
[0014]于本發(fā)明實施例中，將該交流電壓信號轉(zhuǎn)換為該直流電壓的步驟包括:將該交流電壓信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號；以及對該直流電壓信號進行穩(wěn)壓后輸出實質(zhì)上穩(wěn)定的該直流電壓。
[0015]于本發(fā)明實施例中，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)明實施例所提出的無線電波轉(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予以回收轉(zhuǎn)換成電能，進而對低功率電子裝置中的電能存儲單元進行充電或直接將電能提供給低功率電子裝置的低功率負載。
[0017]在本發(fā)明其中一個實施例中，因為無線信號是24小時不間斷地散布于生活環(huán)境中，因此，相較于使用太陽能接收裝置的傳統(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間與地點皆能進行充電，藉以延長電能存儲單元可有效供電的時間，使得本發(fā)明所述低功率負載在多數(shù)環(huán)境下接可以正常工作或維持待機，而不易造成使用者的不便。
[0018]為使能更進一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明與附圖，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地說明本發(fā)明的具體實施例，藉此可對本發(fā)明更為明白，在圖式中:
[0020]圖1A為根據(jù)本發(fā)明實施例的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊的示意圖。
[0021]圖1B為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊的示意圖。
[0022]圖2為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的應(yīng)用無線電波轉(zhuǎn)電能模塊的細部示意圖。
[0023]圖3A及圖3B為根據(jù)本發(fā)明實施例的實施多頻無線電波接收單元的示意圖與實驗圖。[0024]圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的實施多頻無線電波接收單元的示意圖。
[0025]圖5A及圖5B為根據(jù)本發(fā)明實施例的實施寬頻無線電波接收單元的示意圖與實驗圖。
[0026]圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的實施寬頻無線電波接收單元的示意圖。
[0027]圖7為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的具有無線電波轉(zhuǎn)電能模塊的低功率電子裝置的示意圖。
[0028]圖8繪示無線電波轉(zhuǎn)電能模塊的無線電波轉(zhuǎn)電能方法的流程圖。
[0029]其中，附圖標記說明如下:
[0030]100、100’:無線電波轉(zhuǎn)電能模塊
[0031]110:無線電波接收單元
[0032]120:信號處理單元
[0033]122:整流電路
[0034]124:穩(wěn)壓電路
[0035]130:電能存儲單元
[0036]140:檢測單元
[0037]200:無線電波轉(zhuǎn)電能模塊
[0038]210:低功率負載
[0039]220:無線電波發(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
[0049]AS:交流電壓信號
[0050]CSl:控制信號
[0051]DS:直流電壓信號
[0052]DC:直流電壓
[0053]Sffl:開關(guān)
[0054]S810、S820、S830、S840、S850、S860:步驟
[0055]WffS:無線電波信號
[0056]V1:電壓
【具體實施方式】
[0057]在下文將參看附圖更充分地描述各種例示性實施例，在附圖中展示一些例示性實施例。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施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發(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)語限制。此等術(shù)語乃用以區(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“及/或”包括相關(guān)聯(lián)的列出項目中的任一者及一或多者的所有組合。
[0059](無線電波轉(zhuǎn)電能模塊的一實施例)
[0060]請參照圖1A，圖1A為根據(jù)本發(fā)明實施例的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊的示意圖。本實施例的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊100’包括無線電波接收單元110以及信號處理單元120。信號處理單元120電性連接無線電波接收單元110。
[0061 ] 在本實施例中，無線電波接收單元110用以接收無線電波信號WWS，并且將無線電波信號WWS轉(zhuǎn)換為交流電壓信號AS后輸出至信號處理單元120，其中無線電波接收單元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)無線電波信號WWS中的至少一部分信號或能量。在本實施例中，無線電波接收單元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)。信號處理單元120用以接收交流電壓信號AS，并且將交流電壓信號AS轉(zhuǎn)換為直流電壓DC后直接輸出至低功率負載130。
[0062]值得注意的是，在本發(fā)明實施例中，信號處理單元120直接輸出直流電壓DC至低功率負載130，以使低功率負載130正常工作或維持待機。
[0063]請參照圖1B，圖1B為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于低功率電子裝置的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊的示意圖。本實施例的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊100包括無線電波接收單元110、信號處理單元120以及電能存儲單元130。信號處理單元120電性連接無線電波接收單元110。電能存儲單元130電性連接至信號處理單元120。本實施例的無線電波轉(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載，以使低功率負載正常工作或維持待機。
[0064]在本實施例中，無線電波接收單元110用以接收無線電波信號WWS，并且將無線電波信號WWS轉(zhuǎn)換為交流電壓信號AS后輸出至信號處理單元120，其中無線電波接收單元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)無線電波信號WWS中的至少一部分信號或能量。在本實施例中，無線電波接收單元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]信號處理單元120用以接收交流電壓信號AS，并且將交流電壓信號AS轉(zhuǎn)換為直流電壓DC后輸出至電能存儲單元130，其中電能存儲單元130可以是充電電池(亦稱為二次電池)或能夠存儲電能的元件。
[0066]電能存儲單元130用以接收直流電壓DC來進行充電且進而存儲電能，藉以延長電能存儲單元130可有效供電的時間，并且將其所存儲的電能用來提供低耗能電子裝置中的低功率負載，以使低功率負載可以正常地工作(亦即可以啟動低功率負載進行一般工作)。附帶一提的是，電能存儲單元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來對電能存儲單元130充電，進而使電能存儲單元130能夠存儲電能。
[0067]以下要進一步說明的，是關(guān)于無線電波轉(zhuǎn)電能模塊100的相關(guān)動作。
[0068]請繼續(xù)參照圖1B，由于人們在生活中大量地使用手機、電腦...等通信裝置來進行短程或遠程的無線通信，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，在通信過程中會造成諸多的電磁波信號散射，進而導(dǎo)致電磁波能量的喪失。所以，本實施例所揭示的無線電波接收單元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)境中的無線電波信號WWS。換句話說，無線電波接收單元110可以接收、提取或感應(yīng)無線通信過程中的無線電波信號WffS或是散射的無線電波信號WffS的至少一部分能量予以利用，并且不會影響到無線通信的品質(zhì)。
[0069]進一步來說，無線電波接收單元110能根據(jù)設(shè)計者的電路設(shè)計需求或?qū)嶋H效能需求，來設(shè)計成能夠接收、提取或感應(yīng)特定頻帶的無線電波信號WWS。舉例來說，通信網(wǎng)路中的4G/3G/2G手機通信系統(tǒng)的頻帶、Zigbee系統(tǒng)的頻帶、甚高頻(Very high frequency, VHF)電視等電磁波信號頻帶或諸如高功率/高耗能通信裝置進行無線通信時所使用的通信頻帶。
[0070]接著，無線電波接收單元110會將所接收、提取或感應(yīng)到的無線電波信號WWS轉(zhuǎn)換成交流電壓信號AS，并且傳送至信號處理單元120。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可理解，本實施例的無線電波接收單元110扮演著一個能量形式轉(zhuǎn)換的角色，意即無線電波接收單元110將無線電波信號WWS(意即電磁波)中的電磁能轉(zhuǎn)換為交流電壓信號AS的電能。之后，信號處理單元120會將其所接收到的交流電壓信號AS進行信號處理，亦即將交流電壓信號AS轉(zhuǎn)換成直流電壓DC，進而將直流電壓DC輸出至電能存儲單元130。
[0071 ] 電能存儲單元130在接收到直流電壓DC后，便會開始通過其內(nèi)部的充電電路進行充電以存儲電能，并且設(shè)計者可以依據(jù)其電路設(shè)計需求將電能存儲單元130設(shè)計為定電壓充電模式、定電流充電模式或是定電壓/定電流混合充電模式。進一步來說，因為電能存儲單元130可以是充電電池或是其它能夠存儲電能的元件，所以有必要進一步保護電能存儲單元130，以避免發(fā)生過度充電的情況而損壞電能存儲單元130。
[0072]在至少一實施例中，無線電波轉(zhuǎn)電能模塊100還包括檢測單元140與開關(guān)SWl，其中開關(guān)SWl電性連接信號處理單元120與電能存儲單元130之間。無線電波轉(zhuǎn)電能模塊100利用檢測單元140來檢測電能存儲單元130的充電電壓變化(亦即檢測電壓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]詳細來說，當電能存儲單元130在充電過程中的電壓Vl達到電壓預(yù)定值時，檢測單元140立即會傳送控制信號CSl至開關(guān)SWl以斷開開關(guān)SW1，據(jù)此可以避免電能存儲單元130產(chǎn)生過度充電而損壞的問題。當然，當檢測單元140檢測到電能存儲單元130的電壓Vl下降到低于電壓預(yù)定值時，檢測單元140便會傳送控制信號CSl至開關(guān)SWl以導(dǎo)通開關(guān)Sffl,以便再開始進行充電。因此，本實施例的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊100能夠有效地將環(huán)境中諸多的電磁波信號予以回收轉(zhuǎn)換成電能，進而對低功率電子裝置的電能存儲單元130進行充電，而不需要特定時間點或特定地點才能進行充電，達到經(jīng)濟且環(huán)保的時下需求。
[0074]在接下來的多個實施例中，將描述不同于上述圖1B實施例的部分，且其余省略部分與上述圖1B實施例的部分相同。此外，為說明便利起見，相似的參考數(shù)字或標號指示相似的元件。
[0075](無線電波轉(zhuǎn)電能模塊的另一實施例)
[0076]請參照圖2，圖2為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于低功率電子裝置的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊的細部示意圖。低功率電子裝置包括無線電波轉(zhuǎn)電能模塊200與低功率負載210，無線電波轉(zhuǎn)電能模塊200電性連接低功率負載210。
[0077]相較于上述圖1B實施例的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊100，本實施例的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊200的信號處理單元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與電能存儲單元130之間。
[0078]在本實施例中，整流電路122用以接收交流電壓信號AS，并且將交流電壓信號AS轉(zhuǎn)換為直流電壓信號DS。穩(wěn)壓電路124用以對直流電壓信號DS進行穩(wěn)壓后輸出實質(zhì)上穩(wěn)定的直流電壓DC。
[0079]電能存儲單元130電性連接至低功率負載210或低耗能電子裝置，以提供低功率負載210或低耗能電子裝置工作時所需要的電能。并且，在本實施例中的低功率負載210或低耗能電子裝置可以是手表、時鐘、計算機、計步器、或體溫計.? ?等或相對于高功率電子裝置較低功率的負載，但并不以本實施例為限。進一步來說，所述高功率電子裝置，例如手機、電腦及平板電腦等， 為能夠用來進行無線通信的電子裝置，具有傳送及接收無線電波信號WWS的無線通信功能。
[0080]接下來要進一步說明的，是關(guān)于無線電波轉(zhuǎn)電能模塊200的細部動作。
[0081]如圖2所示，當使用者直接或間接透過無線電波發(fā)射模塊220發(fā)射出用以通信的無線電波信號WffS時，在通信過程中由于地形、天氣、建筑物或其它因素的關(guān)系可能會造成無線電波信號WWS產(chǎn)生折射，繞散或反射的波動效應(yīng)，進而可能導(dǎo)致無線電波信號WffS的部分信號或能量散失于人們的生活環(huán)境中，其中無線電波發(fā)射模塊220的發(fā)射頻帶可以是4G/3G/2G手機通信系統(tǒng)的頻帶、Zigbee系統(tǒng)的頻帶、甚高頻(Very high frequency, VHF)電視等電磁波信號頻帶或諸如高功率/高耗能通信裝置進行無線通信時所使用的通信頻帶。
[0082]雖然依賴今日的科技，通信裝置進行無線通信時所散失的信號或能量不至于會過度影響無線通信品質(zhì)，但畢竟能量散逸在整個通信環(huán)境中仍可能會有浪費能量的問題。
[0083]因此，本發(fā)明實施例所揭示的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊200能夠利用無線電波接收單元110來接收、提取或感應(yīng)來自無線通信網(wǎng)路中無線電波信號WffS的至少一部分予以回收并轉(zhuǎn)換為交流電壓信號AS，意即將無線電波信號WffS中的電波能量轉(zhuǎn)換為交流電壓信號AS的電能。當然，無線電波接收單元110需對應(yīng)設(shè)計成能夠接收、提取或感應(yīng)4G/3G/2G手機通信系統(tǒng)的頻帶、Zigbee系統(tǒng)的頻帶、甚高頻(Very high frequency, VHF)電視等電磁波信號頻帶或諸如高功率/高耗能通信裝置無線通信時所使用的通信頻帶的無線電波信號WffS0
[0084]舉例來說，如果將無線電波接收單元110設(shè)計成能夠接收、提取或感應(yīng)3G手機通信系統(tǒng)的特定頻帶的無線電波信號WffS時，則無線電波接收單元110就能夠接收、提取或感應(yīng)無線電波發(fā)射系統(tǒng)220所發(fā)射出的具有3G手機通信系統(tǒng)的特定頻帶的無線電波信號WWS的一部分。但是，假設(shè)另一無線電波發(fā)射系統(tǒng)(圖2未繪示)發(fā)射出具有4G/2G手機通信系統(tǒng)的特定頻帶的無線電波信號，此時無線電波接收單元110無法接收、提取或感應(yīng)無線電波發(fā)射系統(tǒng)220所發(fā)射出的具有4G/2G手機通信系統(tǒng)的特定頻帶的無線電波信號。
[0085]之后，無線電波接收單元110會將交流電壓信號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AS做進一步的信號處理以輸出至穩(wěn)壓電路124，也就是說將交流電壓信號AS轉(zhuǎn)換為直流電壓信號DS。簡單來說，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會將所接收到的直流電壓信號DS做進一步的信號處理以輸出至電能存儲單元130，也就是說，將直流電壓信號DS進行穩(wěn)壓的動作以輸出實質(zhì)上穩(wěn)定的直流電壓DC至電能存儲單元130。電能存儲單元130在接收到直流電壓DC后，便會開始進行充電以存儲電能，藉以延長電能存儲單元130可有效供電的時間，進而能夠提供電能至低功率負載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態(tài)樣來實現(xiàn)無線電波接收單元。
[0087](無線電波接收單元的實施例)
[0088]請參照圖3A?圖3B，圖3A及3B為根據(jù)本發(fā)明實施例的實施多頻無線電波接收單元的示意圖與實驗圖。如上所述，無線電波接收單元可以是多頻天線，用以接收多個特定的通信頻帶。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，其中無線電波信號WffS從信號饋入點A進入。本實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，可以用以同時接收4G/3G/2G手機通信系統(tǒng)的頻帶，并且從圖3B可知圖3A模擬實驗的結(jié)果，在-1OdB以下都能夠有效率地同時接收4G/3G/2G手機通信系統(tǒng)的頻帶，其中圖3B的水平軸為頻率，垂直軸為反射系數(shù)，且不以本實施例為限。
[0089]此外，多頻天線亦能夠以其它的型式來實現(xiàn)，請參照圖4，圖4為根據(jù)本發(fā)明一實施例的實施多頻無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，因此，本說明書內(nèi)容中的無線電波接收單元亦能夠用圖4所示的多頻天線架構(gòu)來達到同時接收4G/3G/2G手機通信系統(tǒng)的頻帶的功效，但不以本實施例為限。
[0090]請參照圖5A?圖5B，圖5A及5B為根據(jù)本發(fā)明一實施例的實施寬頻無線電波接收單元的示意圖與實驗圖。如上所述，無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),而且其模擬實驗的結(jié)果如圖5B所示，可以有效地接收800MHz?2.2GHz頻帶的無線電波信號，其中圖5B的水平軸為頻率，垂直軸為駐波比(VSWR)，且不以本實施例為限。
[0091]此外，寬頻天線亦能夠以其它的型式來實現(xiàn)，請參照圖6，圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的實施寬頻無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),亦能夠用以實現(xiàn)本說明書內(nèi)容的無線電波接收單元,但不以本實施例為限。
[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現(xiàn)無線電波接收單元，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線通信網(wǎng)路中無線電波信號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](電子裝置的另一實施例)
[0094]請參照圖7，圖7為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的具有無線電波轉(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包括無線電波轉(zhuǎn)電能模塊100以及低功率負載210。無線電波轉(zhuǎn)電能模塊100用以將其所接收的無線電波信號WffS轉(zhuǎn)換為直流電壓以存儲電能，并提供電能至低功率負載210正常工作或維持待機時所需的電能。無線電波轉(zhuǎn)電能模塊100是接收低功率電子裝置700以外的無線電波信號WWS，圖7中的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊100亦可以是圖2所示的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊200，并不以本實施例為限。
[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、時鐘、計算機、計步器、或體溫計...等。具體來說，應(yīng)理解只要無線電波轉(zhuǎn)電能模塊100接收、提取或感應(yīng)人們生活環(huán)境中的無線電波信號WffS中的部分電波能量，即可足夠使低功率電子裝置700運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]請同時參照圖1B與圖8，圖8繪示無線電波轉(zhuǎn)電能模塊的無線電波轉(zhuǎn)電能方法的流程圖。無線電波充電模塊100的無線電波轉(zhuǎn)電能方法包括步驟如下。首先，無線電波接收單元110接收至少一特定頻帶的無線電波信號WWS (步驟S810)，也就是說接收、提取或感應(yīng)特定頻帶的無線電波信號WWS，例如4G/3G/2G手機通信系統(tǒng)的頻帶、Zigbee系統(tǒng)的頻帶、甚高頻(Very high frequency, VHF)電視等電磁波信號頻帶或諸如高功率/高耗能通信裝置無線通信時所使用的通信頻帶。接著，無線電波接收單元110將無線電波信號WffS轉(zhuǎn)換為交流電壓信號AS后輸出(步驟S820)。接著，信號處理單元120接收交流電壓信號(步驟S830)。接下來，信號處理單元120將交流電壓信號AS轉(zhuǎn)換為直流電壓DC后輸出(步驟S840)。之后，電能存儲單元130接收直流電壓來進行充電且存儲電能(步驟S850)。最后，電能存儲單元130提供低功率負載正常工作或維持待機時所需的電能(步驟S860)。
[0097]關(guān)于無線電波充電模塊的無線電波轉(zhuǎn)電能方法的各步驟的相關(guān)細節(jié)在上述圖1A?圖7實施例已詳細說明，在此恕不贅述。在此須說明的是，圖8實施例的各步驟僅為方便說明的需要，本發(fā)明實施例并不以各步驟彼此間的順序作為實施本發(fā)明各個實施例的限制條件。
[0098](實施例的可能功效)
[0099]綜上所述，本發(fā)明實施例所提供的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊及應(yīng)用該模塊之低功率電子裝置與方法，利用無線電波接收單元用以接收無線電波信號，并且將無線電波信號轉(zhuǎn)換為交流電壓信號后輸出。之后，利用信號處理單元來接收交流電壓信號，并且將交流電壓信號轉(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載，而讓低功率負載正常工作或維持待機。
[0100]在本發(fā)明其中一個實施例中，無線電波轉(zhuǎn)電能模塊更利用電能存儲單元用以接收直流電壓來進行充電且存儲電能，藉以延長電能存儲單元可有效供電的時間，并且提供低功率負載工作時所需的電能。
[0101]據(jù)此，本發(fā)明各實施例能夠在不影響通信品質(zhì)下，有效地將人們生活環(huán)境中諸多的無線電波信號(即電磁波信號)的至少一部分予以回收且轉(zhuǎn)換成電能，進而對低功率或低耗能電子裝置進行充電，而不需要在特定時間點或在特定地點才能進行充電，達到經(jīng)濟且環(huán)保的時下需求。[0102]另外，在本說明書內(nèi)容多個實施例中至少一實施例，無線電波轉(zhuǎn)電能模塊還利用檢測單元檢測電能存儲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，該無線電波轉(zhuǎn)電能模塊包括: 無線電波接收單元，為天線或感應(yīng)線圈，用以接收至少一特定頻帶的無線電波信號，并且將該無線電波信號轉(zhuǎn)換為交流電壓信號，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 信號處理單元，電性連接至該無線電波接收單元，該信號處理單元用以接收該交流電壓信號，并且將該交流電壓信號轉(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載，以使該低功率負載正常工作或維持待機。
2.如權(quán)利要求1所述的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊，其特征在于，該無線電波轉(zhuǎn)電能模塊還包括: 電能存儲單元，電性連接至該信號處理單元，用以接收該信號處理單元輸出的該直流電壓來進行充電存儲電能，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載，以使該低功率負載正常工作或維持待機。
3.如權(quán)利要求2所述的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊，其特征在于，該無線電波轉(zhuǎn)電能模塊還包括: 第一開關(guān)，電性連接該信號處理單元與該電能存儲單元之間；以及 檢測單元，用以檢測該電能存儲單元的充電電壓，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任一所述的無線電波轉(zhuǎn)電能模塊，其特征在于，該信號處理單元還包括: 整流電路，電性連接至該無線電波接收單元，該整流電路用以將該交流電壓信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號；以及 穩(wěn)壓電路，電性連接至該整流電路，該穩(wěn)壓電路用以對該直流電壓信號進行穩(wěn)壓后輸出實質(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任一所述的該無線電波轉(zhuǎn)電能模塊；以及 該至少一低功率負載，電性連接該無線電波轉(zhuǎn)電能模塊，用以接收該無線電波轉(zhuǎn)電能模塊所輸出的該電能，以使該低功率負載正常工作或維持待機。
6.如權(quán)利要求5所述的低功率電子裝置，其特征在于，該信號處理單元還包括: 整流電路，電性連接至該無線電波接收單元，該整流電路用以將該交流電壓信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號；以及 穩(wěn)壓電路，電性連接至該整流電路，該穩(wěn)壓電路用以對該直流電壓信號進行穩(wěn)壓后輸出實質(zhì)上穩(wěn)定的該直流電壓。
7.一種無線電波轉(zhuǎn)電能方法，適用于一低功率電子裝置，其特征在于，該無線電波轉(zhuǎn)電能方法包括步驟: 接收至少一特定頻帶的無線電波信號； 將該無線電波信號轉(zhuǎn)換為交流電壓信號； 將該交流電壓信號轉(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載，以使該低功率負載正常工作或維持待機。
8.如權(quán)利要求7所述的無線電波轉(zhuǎn)電能方法，其特征在于，將該交流電壓信號轉(zhuǎn)換為該直流電壓后的步驟還包括: 使用該直流電壓對電能存儲單元充電，以存儲電能；以及 電能存儲單元提供該電能給該低功率電子裝置的至少一低功率負載，以使該低功率負載正常工作或維持待機。
9.如權(quán)利要求7或8所述的無線電波轉(zhuǎn)電能方法，其特征在于，將該交流電壓信號轉(zhuǎn)換為該直流電壓的步驟包括: 將該交流電壓信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號；以及 對該直流電壓信號進行穩(wěn)壓后輸出實質(zhì)上穩(wěn)定的該直流電壓。
10.如權(quán)利要求7所述的無線電波轉(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】H02J17/00GK103580294SQ201210263927
【公開日】2014年2月12日 申請日期: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 申請人:十速興業(yè)科技（深圳）有限公司, 十速科技股份有限公司