寬帶匹配電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種天線(xiàn)系統(tǒng)，包含：一信號(hào)源；至少一天線(xiàn)，耦接至所述信號(hào)源；一匹配電路，由一第一端口連接至所述信號(hào)源，及由一第二端口連接至所述至少一天線(xiàn)，用以匹配所述至少一天線(xiàn)至所述信號(hào)源，所述匹配電路相關(guān)于所述第一端口及所述第二端口具有一特性阻抗，所述特性阻抗的實(shí)部及虛部并非由希爾伯特變換所定義。
【專(zhuān)利說(shuō)明】寬帶匹配電路
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)鎣參照
[0002] 特此參照美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)臨時(shí)案61/612,628,「低耗損寬帶匹配電路（LOW LOSS WIDEBAND MATCHING CIRCUIT)」，申請(qǐng)日為2012年3月19日，其揭露在此納入作為參考，且 根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利法施行細(xì)則37CFR 1. 78(a) (4)及（5) (i)，特此聲明此揭露的優(yōu)先權(quán)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明是有關(guān)于一種匹配電路，特別是有關(guān)于一種寬帶匹配電路。

【背景技術(shù)】
[0004] 下述出版文件確信能代表本領(lǐng)域的當(dāng)前狀態(tài)：
[0005] H. W. Bode,「網(wǎng)路分析及回饋放大器（Network Analysis and Feedback Amplifier Design)J D. Van Nostrand Company, Inc. , Princeton, N. J. ；1945 ；
[0006] H_J_ Carlin,「增益帶寬課題的新方法（A new approach to gain bandwidth problems)」，國(guó)際電子電機(jī)工程師學(xué)會(huì)電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào)（IEEE Trans, on Circuits and Systems)，vol· CAS-24, no· 4, ρρ· 170-175,1977 年 4 月；
[0007] H. J Carlin and B. S_ Yarman,寬帶電路設(shè)計(jì)（Wideband Circuit Design)，CRC Press, Boca Raton, FL, 1997 ；
[0008] E_ H_ Newman，非最小電抗均衡器的實(shí)頻寬帶阻抗匹配（Real frequency wide-band impendence matching with nonminimum reactance equalizers),國(guó)際電子電 機(jī)工程師學(xué)會(huì)天線(xiàn)與傳播學(xué)報(bào)（IEEE Trans Antennas and Propagation), vol. 53, no. 11， pp.3597_3603, 2005 年 11 月.


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于，提供一種改良的低耗損寬帶匹配電路，以用于源極負(fù)載系統(tǒng) 中。
[0010] 有鑒于此，依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例，提供一天線(xiàn)系統(tǒng)包含一信號(hào)源，至少一天線(xiàn) 耦接至所述信號(hào)源，一匹配電路，由一第一端口連接至所述信號(hào)源，及由一第二端口連接至 所述至少一天線(xiàn)，用以匹配所述至少一天線(xiàn)至所述信號(hào)源，所述匹配電路相關(guān)于所述第一 端口及所述第二端口具有一特性阻抗，所述特性阻抗的實(shí)部及虛部并非由希爾伯特變換 (Hilbert transform)所定義。
[0011]優(yōu)選的是，所述匹配電路包含至少兩分支在所述信號(hào)源及所述至少一天線(xiàn)之間， 提供多個(gè)電流路徑。
[0012] 優(yōu)選的是，所述多個(gè)電流路徑包含多個(gè)并聯(lián)路徑。
[0013] 優(yōu)選的是，所述至少二分支其中的至少一分支包含至少一電感及電容。
[0014] 優(yōu)選的是，所述至少一電感及電容包含串聯(lián)連接的一電感及一電容，且操作成一 共振電感電容電路。
[0015] 優(yōu)選的是，所述串聯(lián)連接的一電感及一電容的一阻抗是由（L*C*(S2+l))/C*s決 定，其中L是所述電感的電感值，C是所述電容的電容值，且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào) 源的一操作頻率。
[0016] 附加地或可供選擇地，所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連接的一電感及一電容， 且操作成一共振電感電容電路。
[0017] 優(yōu)選的是，所述并聯(lián)連接的一電感及一電容的一阻抗是由L*V(L>K>(S 2+1))決 定，其中L是所述電感的電感值，C是所述電容的電容值，且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào) 源的一操作頻率。
[0018] 附加地或可供選擇地，所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連接的一電感及一第一電 容，以及再與其串聯(lián)連接的一第二電容，所述電感、第一電容及第二電容操作成一共振電感 電容電路。
[0019] 優(yōu)選的是，所述電感、第一電容及第二電容的阻抗是由[((L*C2)+C1)*(s2+1))]/ [s*(L*C2*C1*2(s 2+C1))]決定，其中L是所述電感的電感值，Cl是所述第一電容的電容值， C2是所述第二電容的電容值，而s = j2 ox f，其中f是所述信號(hào)源的一操作頻率。
[0020] 附加地或可供選擇地，所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連接的一第一電感及一電 容，以及再與其串聯(lián)連接的一第二電感，所述第一電感、電容及第二電感操作成一共振電感 電容電路。
[0021] 優(yōu)選的是，所述第一電感、電容及第二電感的阻抗是由Z = s*[L2*L1*Os2+(L1+L2)V(L1*Os+1)決定，其中L1是所述第一電感的電感值，C是所述電 容的電容值，L2是所述第二電感的電感值，且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源的一操作頻 率。
[0022] 再者，依據(jù)本發(fā)明另一較佳實(shí)施例，提供一天線(xiàn)系統(tǒng)包含一信號(hào)源，用于提供在一 預(yù)定頻率范圍的一射頻信號(hào)，所述預(yù)定頻率范圍包含多個(gè)頻率子范圍，至少一天線(xiàn)耦接至 所述信號(hào)源，以及一匹配電路耦接至所述至少一天線(xiàn)，且耦接至所述信號(hào)源，用以匹配所述 至少一天線(xiàn)至所述信號(hào)源，所述至少一匹配電路包含至少二并聯(lián)分支，所述至少二并聯(lián)分 支其中至少一個(gè)包含至少一電感及電容，所述至少二并聯(lián)分支之中每一個(gè)是在所述多個(gè)頻 率子范圍中至少一頻率子范圍內(nèi)用以在不具開(kāi)關(guān)的情況下匹配所述至少一天線(xiàn)至所述信 號(hào)源。
[0023] 優(yōu)選的是，所述匹配電路包含一多頻匹配電路。
[0024] 優(yōu)選的是，所述至少一電感及電容包括串聯(lián)連接的一電感及一電容，且操作成一 共振電感電容電路。
[0025] 優(yōu)選的是，所述串聯(lián)連接的一電感及一電容的一阻抗是由（L*C*(S2+1))/C* S決 定，其中L是所述電感的電感值，C是所述電容的電容值，且s = j2Jif，其中f是所述信號(hào) 源的一操作頻率。
[0026] 附加地或可供選擇地，所述至少一電感及電容包括并聯(lián)連接的一電感及一電容， 且操作成一共振電感電容電路。
[0027] 優(yōu)選的是，所述并聯(lián)連接的一電感及一電容的一阻抗是由L*sAL*0(s2+l))決 定，其中L是所述電感的電感值，C是所述電容的電容值，且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào) 源的一操作頻率。
[0028] 附加地或可供選擇地，所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連接的一電感及一第一電 容，以及再與其串聯(lián)連接的一第二電容，所述電感、第一電容及第二電容操作成一共振電感 電容電路。
[0029] 優(yōu)選的是，所述電感、第一電容及第二電容的阻抗是由[((L*C2)+C1)*(s2+1))]/ [s*(L*C2*C1*2(s 2+C1))]決定，其中L是所述電感的電感值，Cl是所述第一電容的電容值， C2是所述第二電容的電容值，而s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源的一操作頻率。
[0030] 附加地或可供選擇地，所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連接的一第一電感及一電 容，以及再與其串聯(lián)連接的一第二電感，所述第一電感、電容及第二電感操作成一共振電感 電容電路。
[0031] 優(yōu)選的是，所述第一電感、電容及第二電感的阻抗是由Z二 s*[L2*L1*Os2+(L1+L2)V(L1*Os+1)決定，其中L1是所述第一電感的電感值，C是所述電 容的電容值，L2是所述第二電感的電感值，且s = j2Jif，其中f是所述信號(hào)源的一操作頻 率。
[0032] 更進(jìn)一步地，還可依據(jù)本發(fā)明另一較佳實(shí)施例，一天線(xiàn)系統(tǒng)包含一信號(hào)源，用于提 供在一預(yù)定頻率范圍的一射頻信號(hào)，至少一天線(xiàn)耦接至所述信號(hào)源，一匹配電路耦接至所 述至少一天線(xiàn)，且耦接至所述信號(hào)源，用以在所述預(yù)定頻率范圍內(nèi)匹配所述至少一天線(xiàn)至 所述信號(hào)源，所述至少一匹配電路包含至少二分支，以在所述信號(hào)源與所述至少一天線(xiàn)之 間提供多個(gè)電流路徑。
[0033] 優(yōu)選的是，所述至少二分支其中的至少一分支包含至少一電感及電容。
[0034] 優(yōu)選的是，所述至少一電感及電容包含串聯(lián)連接的一電感及一電容，且操作成一 共振電感電容電路。
[0035] 優(yōu)選的是，所述串聯(lián)連接的一電感及一電容的一阻抗是由（L*C*(s2+l))/C*s決 定，其中L是所述電感的電感值，C是所述電容的電容值，且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào) 源的一操作頻率。
[0036] 附加地或可供選擇地，所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連接的一電感及一電容， 且操作成一共振電感電容電路。
[0037] 優(yōu)選的是，所述并聯(lián)連接的一電感及一電容的一阻抗是由L*sAL*C*(s2+l))決 定，其中L是所述電感的電感值，C是所述電容的電容值，且s = j2Jif，其中f是所述信號(hào) 源的一操作頻率。
[0038] 附加地或可供選擇地，所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連接的一電感及一第一電 容，以及再與其串聯(lián)連接的一第二電容，所述電感、第一電容及第二電容操作成一共振電感 電容電路。
[0039] 優(yōu)選的是，所述電感、第一電容及第二電容的阻抗是由[((L*C2)+C1)*(s2+1))]/ [s*(L*C2*C1*2(s 2+C1))]決定，其中L是所述電感的電感值，Cl是所述第一電容的電容值， C2是所述第二電容的電容值，而s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源的一操作頻率。
[0040] 附加地或可供選擇地，所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連接的一第一電感及一電 容，以及再與其串聯(lián)連接的一第二電感，所述第一電感、電容及第二電感操作成一共振電感 電容電路。
[0041] 優(yōu)選的是，所述第一電感、電容及第二電感的阻抗是由Z = s*[L2*L1*C*s2+(L1+L2)]/(L1*Os+1)決定，其中L1是所述第一電感的電感值，C是所述電 容的電容值，L2是所述第二電感的電感值，且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源的一操作頻 率。
[0042] 進(jìn)一步而言，依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例，所述匹配電路用以在所述信號(hào)源及所述 至少一天線(xiàn)之間提供一單一電流路徑。
[0043] 優(yōu)選的是，所述匹配電路其中至少一分支包含至少一電感及電容。
[0044] 優(yōu)選的是，所述至少一電感及電容包含串聯(lián)連接的一電感及一電容，且操作成一 共振電感電容電路。
[0045] 優(yōu)選的是，所述串聯(lián)連接的一電感及一電容的一阻抗是由（L*0(s2+l))/〇 S決 定，其中L是所述電感的電感值，(:是所述電容的電容值，且s = j2 n f，其中f是所述信號(hào) 源的一操作頻率。
[0046] 附加地或可供選擇地，所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連接的一電感及一電容， 且操作成一共振電感電容電路。
[0047] 優(yōu)選的是，所述并聯(lián)連接的一電感及一電容的一阻抗是由L*V(L*0(S 2+1))決 定，其中L是所述電感的電感值，C是所述電容的電容值，且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào) 源的一操作頻率。
[0048] 附加地或可供選擇地，所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連接的一電感及一第一電 容，以及再與其串聯(lián)連接的一第二電容，所述電感、第一電容及第二電容操作成一共振電感 電容電路。
[0049] 優(yōu)選的是，所述電感、第一電容及第二電容的阻抗是由[((L*C2)+C1)*(s2+1))]/
[s*(L*C2*C1*2(s2+C1))]決定，其中L是所述電感的電感值，Cl是所述第一電容的電容值， C2是所述第二電容的電容值，而s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源的一操作頻率。
[0050] 附加地或可供選擇地，所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連接的一第一電感及一電 容，以及再與其串聯(lián)連接的一第二電感，所述第一電感、電容及第二電感操作成一共振電感 電容電路。
[0051] 優(yōu)選的是，所述第一電感、電容及第二電感的阻抗是由Z = s*[L2*L1*Os2+(L1+L2) V(Ll*Os+l)決定，其中L1是所述第一電感的電感值，C是所述電 容的電容值，L2是所述第二電感的電感值，且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源的一操作頻 率。
[0052] 此外，依據(jù)本發(fā)明另一較佳實(shí)施例，提供一源極負(fù)載系統(tǒng)包含一信號(hào)源，至少一負(fù) 載耦接至所述信號(hào)源，以及一匹配電路，由一第一端口連接至所述信號(hào)源，及由一第二端口 連接至所述至少一負(fù)載，用以匹配所述至少一負(fù)載至所述信號(hào)源，所述匹配電路相關(guān)于所 述第一端口及所述第二端口具有一特性阻抗，所述特性阻抗的實(shí)部及虛部并非由希爾伯特 變換所定義。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0053] 結(jié)合圖式以及下列詳細(xì)描述，本發(fā)明能更被完整地了解與領(lǐng)會(huì)：
[0054] 根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例，圖1是部分概要、部分繪圖地描述一匹配電路的建構(gòu) 及運(yùn)作于一源極負(fù)載系統(tǒng)中。
[0055]圖2A是顯示于圖1型式的匹配電路的概要電路圖。
[0056] 圖2B及2C是顯示于圖2A型式的匹配電路呈現(xiàn)性能的簡(jiǎn)化圖。
[0057] 根據(jù)本發(fā)明另一較佳實(shí)施例，圖3A是一匹配電路建構(gòu)與運(yùn)作的概要電路圖。
[0058] 圖3B及3C是顯示于圖3A型式的匹配電路呈現(xiàn)性能的簡(jiǎn)化圖。
[0059] 根據(jù)本發(fā)明另一較佳實(shí)施例，圖4A是一匹配電路建構(gòu)與運(yùn)作的概要電路圖。
[0060] 圖4B及4C是顯示于圖4A型式的匹配電路呈現(xiàn)性能的簡(jiǎn)化圖。
[0061] 根據(jù)本發(fā)明另一較佳實(shí)施例，圖5A是一匹配電路建構(gòu)與運(yùn)作的概要電路圖。
[0062]圖5B及5C是顯示于圖5A型式的匹配電路呈現(xiàn)性能的簡(jiǎn)化圖。
[0063] 根據(jù)本發(fā)明另一較佳實(shí)施例，圖6A是一匹配電路建構(gòu)與運(yùn)作的概要電路圖。
[0064] 圖6B及6C是顯示于圖6A型式的匹配電路呈現(xiàn)性能的簡(jiǎn)化圖。
[0065] 根據(jù)本發(fā)明另一較佳實(shí)施例，圖7A是一匹配電路建構(gòu)與運(yùn)作的概要電路圖。
[0066]圖7B及7C是顯示于圖7A型式的匹配電路呈現(xiàn)性能的簡(jiǎn)化圖。
[0067] 根據(jù)本發(fā)明另一較佳實(shí)施例，圖8A是一匹配電路建構(gòu)與運(yùn)作的概要電路圖。
[0068] 圖8B及8C是顯示于圖8A型式的匹配電路呈現(xiàn)性能的簡(jiǎn)化圖。
[0069] 根據(jù)本發(fā)明另一較佳實(shí)施例，圖9A、9B、9C及9D是任何繪示于圖1-8A類(lèi)型所使用 的匹配電路的替代實(shí)施例電路結(jié)構(gòu)，建構(gòu)與運(yùn)作的概要電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0070] 請(qǐng)參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例，圖1是部分概要、部分繪圖地描述一匹配 電路的建構(gòu)及運(yùn)作于一源極負(fù)載系統(tǒng)中。
[0071] 如圖1，一匹配電路100在一源極負(fù)載系統(tǒng)102中。如圖1所繪示，源極負(fù)載系統(tǒng) 102優(yōu)選包括一信號(hào)源104及至少一負(fù)載106相互耦接。源極負(fù)載系統(tǒng)102優(yōu)選包括一天 線(xiàn)系統(tǒng)，其中至少一負(fù)載106可能由至少一種類(lèi)的天線(xiàn)所體現(xiàn)?；蛘撸礃O負(fù)載系統(tǒng)102除 了天線(xiàn)系統(tǒng)之外，可能包含一源極負(fù)載系統(tǒng)D
[0072] 優(yōu)選的是，匹配電路100首先在一第一輸入端口 108連接至信號(hào)源104,以及在一 第二輸出端口 110連接于范例中由至少一種類(lèi)的天線(xiàn)所體現(xiàn)的至少一負(fù)載106。匹配電路 1〇〇因此具有一特性阻抗相關(guān)于第一端口 108及第二端口 110。
[0073] 優(yōu)選的是，匹配電路100操作于一預(yù)定頻率范圍下，匹配由至少一種類(lèi)的天線(xiàn)所 體現(xiàn)的至少一負(fù)載106于信號(hào)源104。本發(fā)明的一較佳實(shí)施例有一特別特征是匹配電路100 相關(guān)于第一端口 108及第二端口 110具有一特性阻抗，所述特性阻抗的實(shí)部及虛部并非由 希爾伯特變換所定義。相對(duì)于傳統(tǒng)的天線(xiàn)匹配電路，匹配電路的設(shè)計(jì)通常受限于匹配電路 的阻抗，要求其實(shí)部及虛部定義于希爾伯特變換。由于匹配電路100的特性阻抗，其實(shí)部及 虛部并非定義于希爾伯特變換，匹配電路1〇〇才能相對(duì)于傳統(tǒng)的匹配電路，在擴(kuò)大的帶寬 中，提供改良的匹配，在后文將詳細(xì)描述。
[0074] 特別在相對(duì)于傳統(tǒng)匹配電路使用實(shí)頻技術(shù)（Real Frequency Technique，RFT)，匹 配電路100提供改良的阻抗匹配。實(shí)頻技術(shù)的基本限制是要求匹配電路阻抗的實(shí)部及虛部 必須由希爾伯特變換所定義。意即倘若使用實(shí)頻技術(shù)設(shè)計(jì)匹配電路，只有匹配電路阻抗的 實(shí)部及虛部其中之一能被選擇，這是因?yàn)槠ヅ潆娋W(wǎng)阻抗的實(shí)部及虛部其中另一是由希爾伯 特變換結(jié)果所自動(dòng)定義。此限制加上一基本限定于利用實(shí)頻技術(shù)所設(shè)計(jì)的匹配電路上。
[0075] 相反地，匹配電路特性阻抗的實(shí)部及虛部并非相關(guān)于希爾伯特變換。在已設(shè)計(jì)的 匹配電路100,選擇匹配電路100所期望的阻抗實(shí)部及虛部其中之一，其中另一并不會(huì)被自 動(dòng)定義。此舉將增進(jìn)選擇匹配電路100阻抗值的彈性以及致使匹配電路100增加寬帶匹配 效果。
[0076] 本發(fā)明另一特別特征在于，雖然本發(fā)明匹配電路并不限于實(shí)頻技術(shù)的限制，本發(fā) 明匹配電路的中間版本可能仍使用眾所周知的實(shí)頻技術(shù)方法來(lái)形成匹配。因此，所述中間 匹配電路的產(chǎn)生將被修正，以及根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例更進(jìn)一步優(yōu)化，以致增進(jìn)其性能。 相較于使用實(shí)頻技術(shù)所設(shè)計(jì)的匹配電路，本發(fā)明匹配電路提供優(yōu)越的性能，雖然仍利用實(shí) 頻技術(shù)設(shè)計(jì)所提供的簡(jiǎn)易性及效率。本發(fā)明較佳實(shí)施例的匹配電路更進(jìn)一步的優(yōu)化細(xì)節(jié)， 以下關(guān)于匹配電路100的各實(shí)施例將詳述在圖2A至圖8A。
[0077] 匹配電路1〇〇的第一較佳示范實(shí)施例112繪示在圖1，無(wú)論如何應(yīng)理解的是，在圖 1中的特別實(shí)施例112僅是一個(gè)例子，匹配電路100可能具有廣泛種類(lèi)的拓樸結(jié)構(gòu)，包括多 個(gè)電流路徑及單一電流路徑的拓樸結(jié)構(gòu)，在一操作頻率范圍內(nèi)，提供寬帶阻抗匹配。
[0078]由于其優(yōu)越的帶寬性能，匹配電路能使用在廣大種類(lèi)的天線(xiàn)與天線(xiàn)系統(tǒng)，舉 例來(lái)說(shuō)，一手機(jī)內(nèi)置天線(xiàn)114, 一智慧型手機(jī)內(nèi)置天線(xiàn)116, 一寬帶分散式天線(xiàn)系統(tǒng) (Distributed Antenna System, DAS)天線(xiàn) II8, 一外部小區(qū)天線(xiàn) 120, 一戶(hù)外小區(qū)天線(xiàn) 122， 一陸地移動(dòng)無(wú)線(xiàn)電（Land Mobile Radio, LMR)的內(nèi)置天線(xiàn)124,及一陸地移動(dòng)無(wú)線(xiàn)電的外 部天線(xiàn)126。匹配電路100特別有益于在小區(qū)天線(xiàn)系統(tǒng)，例如可擴(kuò)展的多存取小區(qū)系統(tǒng)其 天線(xiàn)尺寸非常小，相較于須要求操作波長(zhǎng)及寬帶匹配的示范頻率范圍，包括第三代行動(dòng)通 信技術(shù)（3G)、第三代行動(dòng)通信技術(shù)加無(wú)線(xiàn)保真（3G+WiFi)及長(zhǎng)期演進(jìn)行動(dòng)通信系統(tǒng)/第 四代行動(dòng)通信技術(shù)（LTE/4G)700_ 35〇0百萬(wàn)赫（Mhz);手機(jī)天線(xiàn)必須運(yùn)作在一非常廣大的 頻譜，包括全球行動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM)8〇0/900/l 8〇0/l9〇0、通用封包無(wú)線(xiàn)服務(wù)技術(shù)（GPRS)、 增強(qiáng)數(shù)據(jù)速度演進(jìn)的全球行動(dòng)通信系統(tǒng)（EDGE)、高速封包存?。℉SPA)、長(zhǎng)期演進(jìn)行動(dòng)通信 系統(tǒng)（LTE)、通用行動(dòng)通訊系統(tǒng)（UMTS)及（增強(qiáng)數(shù)據(jù)速度演進(jìn)的全球行動(dòng)通信系統(tǒng)/全 球行動(dòng)通信系統(tǒng)）EDGE/GSM的范圍；在分散式天線(xiàn)系統(tǒng)，極寬帶天線(xiàn)須涵蓋的頻率范圍是 350-6000百萬(wàn)赫（MHz);以及在影像廣播中，需要寬傳輸頻率范圍。
[0079] 無(wú)論如何可以理解的是，本發(fā)明所述寬帶匹配電路的這些范例應(yīng)用并無(wú)限制，因 此，受益于寬帶阻抗匹配，本發(fā)明所述寬帶匹配電路可以運(yùn)用在任何天線(xiàn)系統(tǒng)。
[0080] 此外，可以從習(xí)知技術(shù)意識(shí)到，所述匹配電路100并不限制使用于天線(xiàn)系統(tǒng)。甚至 匹配電路100受益于寬帶匹配，可以用于在任何源極負(fù)載系統(tǒng)提供匹配，舉例來(lái)說(shuō)，提供匹 配在前置放大器與放大器之間。此外，因其增強(qiáng)的性能，匹配電路100亦可使用于在鄰近的 頻帶之間，減少無(wú)用的干擾信號(hào)。
[0081] 請(qǐng)參照?qǐng)D2A，其為顯示于圖1型式的匹配電路的概要電路圖，圖2B及2C是顯示于 圖2A型式的匹配電路呈現(xiàn)性能的簡(jiǎn)化圖。
[0082]如圖2A所示，所提供的匹配電路100,優(yōu)選連接至第一輸入端口 1〇8及第二輸出端 口 110。匹配電路100優(yōu)選是從信號(hào)源（未繪不）在第一端口 1〇8接收一輸入訊號(hào)，用以在 一預(yù)定的頻率范圍提供一射頻訊號(hào)。匹配電路100優(yōu)選傳送一輸出訊號(hào)予第二端口 110， 其輸出訊號(hào)優(yōu)選傳送至一天線(xiàn)（未繪示）。匹配電路100優(yōu)選在所述信號(hào)源的預(yù)定頻率范 圍，用以匹配所述天線(xiàn)的阻抗于所述信號(hào)源的阻抗，以致在所述信號(hào)源及所述天線(xiàn)之間，最 大化傳遞能量。
[0083] 匹配電路100優(yōu)選包含一第一電感L11，其優(yōu)選沿著一第一并聯(lián)分支202設(shè)置，以 及一第二電感L12及一第一電容C11優(yōu)選沿著一第二并聯(lián)分支204設(shè)置。匹配電路100優(yōu) 選更包括一第三電感L13優(yōu)選沿著一第一分流分支206設(shè)置，一第四電感L14及一第二電 容C12優(yōu)選沿著一第二分流分支208設(shè)置，一第五電感L15及一第三電容C13優(yōu)選沿著一 第三分流分支210設(shè)置。
[0084] 電感L11-L15優(yōu)選包含線(xiàn)圈。電感L11-L15的各電感值及電容C11-C13的各電容 值，優(yōu)選是當(dāng)信號(hào)源已匹配時(shí)，根據(jù)信號(hào)源及天線(xiàn)的阻抗值來(lái)選定。舉例來(lái)說(shuō)，L11優(yōu)選具 有一近似電感值為60. 2毫微亨利（nano henry，nH)。L12的近似電感值為892. 3毫微亨 利，L13的近似電感值為23. 8毫微亨利，L14的近似電感值為10. 0毫微亨利，L15的近似電 感值為27. 8毫微亨利。此外，舉例來(lái)說(shuō)，C11優(yōu)選具有一近似電容值為0. 8微微法拉（pico farad，pF)。C12的近似電容值為23. 3微微法拉，C13的近似電容值為9. 6微微法拉。
[0085] 匹配電路100在頻率近似于168百萬(wàn)赫茲情況下，可能適用于匹配一具有近似零 的電抗值及近似16歐姆的電阻值的天線(xiàn)。無(wú)論如何可以確信的是，匹配電路100可能被熟 知此技術(shù)者所修改以致于匹配具有多種類(lèi)阻抗的天線(xiàn)。更甚而上面所列電感L11-L15及電 容C11-C13的元件數(shù)值，僅是示范例子，且當(dāng)匹配電路100在理想運(yùn)作時(shí)，可以簡(jiǎn)單地根據(jù) 頻率范圍調(diào)整。
[0086] 如在考慮匹配電路100拓樸的簡(jiǎn)易理解下，匹配電路100優(yōu)選包含一多分支匹配 電路，舉例來(lái)說(shuō)，其多分支包含第一分支202及第二分支204,因?yàn)榈谝徊⒙?lián)分支202及第二 并聯(lián)分支204的存在，匹配電路100優(yōu)選在第一端口 108及第二端口 110之間提供多個(gè)電 流路徑，因而也在所述信號(hào)源及所述天線(xiàn)之間。
[0087] 匹配電路100在所述信號(hào)源及所述天線(xiàn)之間提供多個(gè)的電流路徑，是在本發(fā)明實(shí) 施例中的高度優(yōu)勢(shì)特征。這是因?yàn)樗鱿柌刈儞Q，在傳統(tǒng)的匹配電路阻抗相關(guān)的實(shí)部 及虛部，在多個(gè)電流路徑匹配電路的情況下將會(huì)無(wú)法運(yùn)作，因此，在匹配電路100包含多個(gè) 電流路徑，匹配電路100阻抗的實(shí)部及虛部將不再定義于所述希爾伯特變換，因此可以更 自由地選擇并優(yōu)化。
[0088] 匹配電路100所提供的多個(gè)電流路徑相對(duì)于使用射頻技術(shù)所設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)匹配電 路，傳統(tǒng)匹配電路基本上僅提供一單一電流路徑具有單一電抗組件，沿著所述信號(hào)源及所 述天線(xiàn)設(shè)置。使用射頻技術(shù)所設(shè)計(jì)的匹配電路因此受限于阻抗的實(shí)部及虛部須由所述希爾 伯特變換所定義。
[0089] 在頻率范圍100-200百萬(wàn)赫茲下，在所述第一端口 108及所述第二端口 110可見(jiàn) 匹配電路100的阻抗的實(shí)部及虛部估測(cè)值，如表格1所示。熟知此技術(shù)者根據(jù)表格1列出 的數(shù)值，可以計(jì)算出在所述第一端口 108及所述第二端口 110所見(jiàn)匹配電路100的阻抗的 實(shí)部及虛部，并非相關(guān)于所述希爾伯特變換。
[0090]

【權(quán)利要求】
1. 一天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述天線(xiàn)系統(tǒng)包含： 一信號(hào)源； 至少一天線(xiàn)，耦接至所述信號(hào)源； 一匹配電路，由一第一端口連接至所述信號(hào)源，及由一第二端口連接至所述至少一天 線(xiàn)，用以匹配所述至少一天線(xiàn)至所述信號(hào)源，所述匹配電路相關(guān)于所述第一端口及所述第 二端口具有一特性阻抗，所述特性阻抗的實(shí)部及虛部并非由希爾伯特變換所定義。
2. 如權(quán)利要求1所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述匹配電路包含至少二分支，以在所 述信號(hào)源及所述至少一天線(xiàn)之間提供多個(gè)電流路徑。
3. 如權(quán)利要求2所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述多個(gè)電流路徑包含多個(gè)并聯(lián)路徑。
4. 如權(quán)利要求2所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少二分支其中的至少一分支包 含至少一電感及電容。
5. 如權(quán)利要求4所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少一電感及電容包含串聯(lián)連接 的一電感及一電容，且操作成一共振電感電容電路。
6. 如權(quán)利要求5所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述串聯(lián)連接的一電感及一電容的一 阻抗是由（L*C* (s2+l))/C*s決定，其中L是所述電感的電感值，C是所述電容的電容值，且 s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源的一操作頻率。
7. 如權(quán)利要求4所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連接 的一電感及一電容，且操作成一共振電感電容電路。
8. 如權(quán)利要求7所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述并聯(lián)連接的一電感及一電容的一 阻抗是由L*sAL*C* (s2+l))決定，其中L是所述電感的電感值，C是所述電容的電容值，且 s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源的一操作頻率。
9. 如權(quán)利要求4所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連接 的一電感及一第一電容，以及再與其串聯(lián)連接的一第二電容，所述電感、第一電容及第二電 容操作成一共振電感電容電路。
10. 如權(quán)利要求9所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述電感、第一電容及第二電容的阻 抗是由[((L*C2) +C1) * (s2+l)) ] / [s* (L*C2*C1*2 (s2+Cl))]決定，其中 L 是所述電感的電感 值，C1是所述第一電容的電容值，C2是所述第二電容的電容值，而s = j2Jif，其中f是所 述信號(hào)源的一操作頻率。
11. 如權(quán)利要求4所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連接 的一第一電感及一電容，以及再與其串聯(lián)連接的一第二電感，所述第一電感、電容及第二電 感操作成一共振電感電容電路。
12. 如權(quán)利要求11所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述第一電感、電容及第二電感的阻 抗是由Z = s* [L2*L1*C*s2+ (L1+L2) ] ALl*C*s+l)決定，其中L1是所述第一電感的電感值， C是所述電容的電容值，L2是所述第二電感的電感值，且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源 的一操作頻率。
13. -天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述天線(xiàn)系統(tǒng)包含： 一信號(hào)源，用于提供在一預(yù)定頻率范圍的一射頻信號(hào)，所述預(yù)定頻率范圍包含多個(gè)頻 率子范圍； 至少一天線(xiàn)，耦接至所述信號(hào)源；以及 一匹配電路，耦接至所述至少一天線(xiàn)，且耦接至所述信號(hào)源，用以匹配所述至少一天線(xiàn) 至所述信號(hào)源，所述至少一匹配電路包含至少二并聯(lián)分支，所述至少二并聯(lián)分支其中至少 一個(gè)包含至少一電感及電容，所述至少二并聯(lián)分支之中每一個(gè)是在所述多個(gè)頻率子范圍中 至少一頻率子范圍內(nèi)用以在不具開(kāi)關(guān)的情況下匹配所述至少一天線(xiàn)至所述信號(hào)源。
14. 如權(quán)利要求13所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述匹配電路包含一多頻匹配電路。
15. 如權(quán)利要求13所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少一電感及電容包括串聯(lián)連 接的一電感及一電容，且操作成一共振電感電容電路。
16. 如權(quán)利要求15所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述串聯(lián)連接的一電感及一電容的 一阻抗是由（L*C*(s2+l))/C*s決定，其中L是所述電感的電感值，C是所述電容的電容值， 且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源的一操作頻率。
17. 如權(quán)利要求13所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少一電感及電容包括并聯(lián)連 接的一電感及一電容，且操作成一共振電感電容電路。
18. 如權(quán)利要求17所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述并聯(lián)連接的一電感及一電容的 一阻抗是由L*sAL*C*(s2+l))決定，其中L是所述電感的電感值，C是所述電容的電容值， 且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源的一操作頻率。
19. 如權(quán)利要求13所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連 接的一電感及一第一電容，以及再與其串聯(lián)連接的一第二電容，所述電感、第一電容及第二 電容操作成一共振電感電容電路。
20. 如權(quán)利要求19所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述電感、第一電容及第二電容的阻 抗是由[((L*C2) +C1) * (s2+l)) ] / [s* (L*C2*C1*2 (s2+Cl))]決定，其中 L 是所述電感的電感 值，C1是所述第一電容的電容值，C2是所述第二電容的電容值，而s = j2Jif，其中f是所 述信號(hào)源的一操作頻率。
21. 如權(quán)利要求13所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連 接的一第一電感及一電容，以及再與其串聯(lián)連接的一第二電感，所述第一電感、電容及第二 電感操作成一共振電感電容電路。
22. 如權(quán)利要求21所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述第一電感、電容及第二電感的阻 抗是由Z = s* [L2*L1*C*s2+ (L1+L2) ] ALl*C*s+l)決定，其中L1是所述第一電感的電感值， C是所述電容的電容值，L2是所述第二電感的電感值，且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源 的一操作頻率。
23. -天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述天線(xiàn)系統(tǒng)包含： 一信號(hào)源，用于提供在一預(yù)定頻率范圍的一射頻信號(hào)，所述預(yù)定頻率范圍包含多個(gè)頻 率子范圍； 至少一天線(xiàn)，耦接至所述信號(hào)源；以及 一匹配電路，耦接至所述至少一天線(xiàn)，且耦接至所述信號(hào)源，用以在所述預(yù)定頻率范圍 內(nèi)匹配所述至少一天線(xiàn)至所述信號(hào)源，所述至少一匹配電路包含至少二分支，以在所述信 號(hào)源與所述至少一天線(xiàn)之間提供多個(gè)電流路徑。
24. 如權(quán)利要求23所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少二分支其中的至少一分支 包含至少一電感及電容。
25. 如權(quán)利要求24所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少一電感及電容包含串聯(lián)連 接的一電感及一電容，且操作成一共振電感電容電路。
26. 如權(quán)利要求25所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述串聯(lián)連接的一電感及一電容的 一阻抗是由（L*C*(s2+l))/C*s決定，其中L是所述電感的電感值，C是所述電容的電容值， 且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源的一操作頻率。
27. 如權(quán)利要求24所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連 接的一電感及一電容，且操作成一共振電感電容電路。
28. 如權(quán)利要求27所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述并聯(lián)連接的一電感及一電容的 一阻抗是由L*sAL*C*(s2+l))決定，其中L是所述電感的電感值，C是所述電容的電容值， 且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源的一操作頻率。
29. 如權(quán)利要求24所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連 接的一電感及一第一電容，以及再與其串聯(lián)連接的一第二電容，所述電感、第一電容及第二 電容操作成一共振電感電容電路。
30. 如權(quán)利要求29所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述電感、第一電容及第二電容的阻 抗是由[((L*C2) +C1) * (s2+l)) ] / [s* (L*C2*C1*2 (s2+Cl))]決定，其中 L 是所述電感的電感 值，C1是所述第一電容的電容值，C2是所述第二電容的電容值，而s = j2Jif，其中f是所 述信號(hào)源的一操作頻率。
31. 如權(quán)利要求24所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連 接的一第一電感及一電容，以及再與其串聯(lián)連接的一第二電感，所述第一電感、電容及第二 電感操作成一共振電感電容電路。
32. 如權(quán)利要求31所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述第一電感、電容及第二電感的阻 抗是由Z = s* [L2*L1*C*s2+ (L1+L2) ] ALl*C*s+l)決定，其中L1是所述第一電感的電感值， C是所述電容的電容值，L2是所述第二電感的電感值，且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源 的一操作頻率。
33. 如權(quán)利要求1所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述匹配電路用以在所述信號(hào)源及所 述至少一天線(xiàn)之間提供一單一電流路徑。
34. 如權(quán)利要求33所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述匹配電路其中至少一分支包含 至少一電感及電容。
35. 如權(quán)利要求34所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少一電感及電容包含串聯(lián)連 接的一電感及一電容，且操作成一共振電感電容電路。
36. 如權(quán)利要求35所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述串聯(lián)連接的一電感及一電容的 一阻抗是由（L*C*(s2+l))/C*s決定，其中L是所述電感的電感值，C是所述電容的電容值， 且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源的一操作頻率。
37. 如權(quán)利要求34所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連 接的一電感及一電容，且操作成一共振電感電容電路。
38. 如權(quán)利要求37所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述并聯(lián)連接的一電感及一電容的 一阻抗是由L*sAL*C*(s2+l))決定，其中L是所述電感的電感值，C是所述電容的電容值， 且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源的一操作頻率。
39. 如權(quán)利要求34所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連 接的一電感及一第一電容，以及再與其串聯(lián)連接的一第二電容，所述電感、第一電容及第二 電容操作成一共振電感電容電路。
40. 如權(quán)利要求39所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述電感、第一電容及第二電容的阻 抗是由[((L*C2) +C1) * (s2+l)) ] / [s* (L*C2*C1*2 (s2+Cl))]決定，其中 L 是所述電感的電感 值，C1是所述第一電容的電容值，C2是所述第二電容的電容值，而s = j2Jif，其中f是所 述信號(hào)源的一操作頻率。
41. 如權(quán)利要求34所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述至少一電感及電容包含并聯(lián)連 接的一第一電感及一電容，以及再與其串聯(lián)連接的一第二電感，所述第一電感、電容及第二 電感操作成一共振電感電容電路。
42. 如權(quán)利要求41所述的天線(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述第一電感、電容及第二電感的阻 抗是由Z = s* [L2*L1*C*s2+ (L1+L2) ] ALl*C*s+l)決定，其中L1是所述第一電感的電感值， C是所述電容的電容值，L2是所述第二電感的電感值，且s = j2 π f，其中f是所述信號(hào)源 的一操作頻率。
43. -源極負(fù)載系統(tǒng)，其特征在于：所述源極負(fù)載系統(tǒng)包含： 一信號(hào)源； 至少一負(fù)載，耦接至所述信號(hào)源；以及 一匹配電路，由一第一端口連接至所述信號(hào)源，及由一第二端口連接至所述至少一負(fù) 載，用以匹配所述至少一負(fù)載至所述信號(hào)源，所述匹配電路相關(guān)于所述第一端口及所述第 二端口具有一特性阻抗，所述特性阻抗的實(shí)部及虛部并非由希爾伯特變換所定義。
【文檔編號(hào)】H03H7/01GK104285373SQ201380025267
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月19日
【發(fā)明者】馬特·馬提斯凱寧 申請(qǐng)人:蓋爾創(chuàng)尼克斯有限公司