專利名稱：在不同頻帶以不同匹配電路達(dá)成天線匹配的手機(jī)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是提供一種手機(jī)及調(diào)整手機(jī)天線特性的方法，尤指一種在不同頻帶的射頻信號電路中個別設(shè)置天線匹配電路，以使不同頻帶射頻信號電路收發(fā)信信號的天線特性能獨(dú)立調(diào)整的手機(jī)及相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
在無線通信是統(tǒng)高度發(fā)達(dá)的現(xiàn)代化信息社會，人們已經(jīng)能通過方便輕巧的手機(jī)或其它的無線通信裝置，隨時隨地的存取網(wǎng)絡(luò)資源、交換信息、分享經(jīng)驗(yàn)、增加知識。為了增加使用上的方便，現(xiàn)代化的手機(jī)也多半具有雙頻或多頻的功能，讓使用者能存取不同頻帶的無線通信網(wǎng)路資源，擴(kuò)充信息存取能力。如何增進(jìn)雙頻手機(jī)的功能，也成為現(xiàn)代信息業(yè)界研發(fā)的重點(diǎn)。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，在不同頻帶的無線通信網(wǎng)路中，即使使用同一手機(jī)的相同天線，對頻率不同的電磁波來說，其天線特性(尤其是近場的天線特性)、繞射、散射、特性阻抗以及電路匹配的情形也會完全不同，如何有效地將不同頻帶無線通信網(wǎng)路的存取功能整合于同一手機(jī)而不會互相干擾，也就成為手機(jī)科技研發(fā)的重要課題。
請參考圖一及圖二。圖一及圖二分別為現(xiàn)有雙頻手機(jī)10的外視圖及功能方塊示意圖。手機(jī)10中設(shè)有基頻電路18、射頻電路40、天線20，以及輸入裝置12、顯示器14、麥克風(fēng)36、揚(yáng)聲器38?；l電路18中設(shè)有處理器16，用來主控手機(jī)10的運(yùn)作。輸入裝置12可以是按鈕或是其它的觸控裝置，用來接收使用者輸入的控制指令，并傳輸至基頻電路18中的處理器16，讓處理器16能依據(jù)使用者的操控來控制手機(jī)10的操作；而處理器16也可在顯示器14上將手機(jī)10的操作狀態(tài)顯示為圖形畫面。顯示器14可以是液晶顯示器，也可以是和輸入裝置12整合為的觸控面板。麥克風(fēng)36用來接收使用者說話產(chǎn)生的聲波，并產(chǎn)生對應(yīng)的電子形式音頻信號42，將其輸出至基頻電路18。揚(yáng)聲器38則能將電子形式的聲音信號43轉(zhuǎn)換為聲波，讓使用者能聽到對應(yīng)的聲音。
作為雙頻手機(jī)，手機(jī)10中的射頻電路40設(shè)有兩個射頻信號電路22A、22B，分別用來存取不同頻帶的無線通信網(wǎng)絡(luò)。舉例來說，射頻信號電路22A可以是用來進(jìn)行PCS(Personal CommunicationServices)的CDMA(Code Division Multiple Access)通信，其頻帶范圍大約在一千九百兆赫(MHz)中；另一射頻信號電路22B則可以是用來進(jìn)行AMPS(Advanced Mobile Phone System)的通信，其頻帶范圍大約在九百兆赫左右。射頻信號電路22A、22B中分別設(shè)有功率調(diào)整電路28A、22B；隔離器30A、30B；收發(fā)雙工器(duplexer)32A、32B以及接收電路49A、49B。在現(xiàn)有手機(jī)10中，射頻信號電路22A、22B會共同經(jīng)信道雙工器(diplexer)24電連至匹配電路26，再電連至天線20。當(dāng)使用者要使用雙頻手機(jī)10中的某一頻帶來進(jìn)行無線通信時，對應(yīng)該頻帶的射頻信號電路就會開始操作，同時手機(jī)10也會停止供應(yīng)電力給另一頻帶的射頻電路，使其停止操作。
手機(jī)10進(jìn)行無線通信的操作情形可描述如下。舉例來說，使用者要以射頻信號電路22A所對應(yīng)的頻帶來進(jìn)行無線通信，射頻信號電路22B就會停止操作。使用者說話的聲音會由麥克風(fēng)36接收、轉(zhuǎn)換為電子的音頻信號42，傳輸至基頻電路18?；l電路18會依照該頻帶無線通信的需求將音頻信號42編碼、調(diào)制或進(jìn)行必要的信號處理，以產(chǎn)生對應(yīng)于該頻帶的通信信號44A，再傳輸至功率調(diào)整電路28A。功率調(diào)整電路28A會調(diào)整通信信號44A的功率大小，而功率調(diào)整后的通信信號46A就會經(jīng)隔離器30A傳輸至收發(fā)雙工器32A。其中隔離器(isolator)30A能確保功率是由功率調(diào)整電路28A傳輸至收發(fā)雙工器32A，而由收發(fā)雙工器32A回傳、反射至功率調(diào)整電路28A的功率會被隔離器30A大幅衰減，防止回傳的功率破壞功率調(diào)整電路28A。傳輸至收發(fā)雙工器32A的通信信號46A會繼續(xù)經(jīng)信道雙工器24傳輸至匹配電路26，再傳輸至天線20，由天線20將其以無線電的方式發(fā)射出去。這樣一來，手機(jī)10使用者的信息就能發(fā)送至無線通信網(wǎng)絡(luò)中了。同理，由無線通信網(wǎng)絡(luò)傳至手機(jī)10的無線電信號也會由天線20接收，經(jīng)匹配電路26、信道雙工器24傳輸至射頻電路40中。其中信道雙工器24的功能類似于濾波器，能將符合不同頻帶射頻信號電路的信號濾出，傳輸至對應(yīng)的射頻信號電路。舉例來說，若射頻信號電路22A、22B分別是以一千九百兆赫、九百兆赫的頻帶進(jìn)行無線通信，信道雙工器24在接到天線20經(jīng)匹配電路26傳來的信號時，就會將一千九百兆赫頻帶內(nèi)的信號濾出，并傳輸至射頻信號電路22A中；而九百兆赫頻帶內(nèi)的信號則會被濾出、傳輸至射頻信號電路22B。傳輸至射頻信號電路22A中的信號(也就是接收信信號49A)會經(jīng)收發(fā)雙工器(duplexer)32A傳輸至接收電路34A，再傳輸回基頻電路18，由基頻電路18進(jìn)行對應(yīng)該頻帶的解調(diào)、解編或是信號處理，以形成對應(yīng)的聲音信號43，再傳輸至揚(yáng)聲器38，由揚(yáng)聲器38將聲音信號43轉(zhuǎn)換為聲波播放出來。這樣，手機(jī)10的使用者也就能接收到遠(yuǎn)程另一手機(jī)使用者所傳來的信息了。其中，在射頻信號電路22A中，收發(fā)雙工器32A的功能也類似于濾波器；沿用前述的例子，雖然射頻信號電路22A是以一千九百兆赫的頻帶進(jìn)行無線通信，但經(jīng)天線20發(fā)射至無線通信網(wǎng)絡(luò)的信號，其頻帶范圍實(shí)際約在1850-1910兆赫之間；而無線通信網(wǎng)絡(luò)回傳、經(jīng)天線20接收的信號，其頻帶范圍實(shí)際約在1930-1990兆赫之間。故收發(fā)雙工器32A可將信號中屬于1930-1990兆赫頻帶范圍內(nèi)的信號濾出為接收信信號49A，傳輸至接收電路34A。
依據(jù)相同的原理，使用者要以射頻信號電路22B的對應(yīng)頻帶進(jìn)行無線通信時，射頻信號電路22A就會停止操作。使用者的語音會經(jīng)麥克風(fēng)36、基頻電路18、射頻信號電路22B功率調(diào)整電路28B、隔離器30B、收發(fā)雙工器32B以及信道雙工器24、匹配電路26再由天線20以無線電的方式發(fā)送至對應(yīng)頻帶的無線通信網(wǎng)絡(luò)。而由對應(yīng)頻帶無線通信網(wǎng)絡(luò)回傳至天線20的無線電信號則會經(jīng)匹配電路26、信道雙工器24、收發(fā)雙工器32B以及接收電路34B回傳至基頻電路18，最后由麥克風(fēng)38播放出來。延續(xù)前述的例子，射頻信號電路22B可以是對應(yīng)九百兆赫頻帶的射頻信號電路，經(jīng)天線20發(fā)出的信號，其頻帶范圍實(shí)際約在824-849兆赫，而天線20接收的信號，頻帶范圍實(shí)際約在864-894兆赫之間。根據(jù)頻帶上的差異，收發(fā)雙工器32B就能將天線20接收的信號濾出為接收信信號49B回傳至接收電路34B。
在現(xiàn)有手機(jī)10的射頻電路40中，匹配電路26一般都是由一些無源的電路元件元件(像是電阻、電容或電感)組成；當(dāng)信號經(jīng)過匹配電路26時，信號的電壓、電流間相位的關(guān)是會被改變，幅度大小也可能被衰減。當(dāng)饋入至天線20的信號有電壓、電流上相位的改變時，天線20發(fā)射信號的天線特性也會隨之改變；同理，由于匹配電路26的阻抗限制，當(dāng)匹配電路26中電路元件的元件參數(shù)(像是電阻值、電容值或電感值)改變時，天線20接收信信號的天線特性也會隨之改變。由圖二及上述描述可看出，在現(xiàn)有手機(jī)10中，不論是在那個頻帶進(jìn)行信號收發(fā)，信號都會經(jīng)過匹配電路26；換句話說，匹配電路26的等效阻抗會影響手機(jī)10所有頻帶信號收發(fā)的天線特性。一旦改變匹配電路26中電路元件的元件參數(shù)，所有頻帶信號收發(fā)的天線特性都會隨之改變。這樣一來，就會造成天線匹配設(shè)計上的困擾。如前所述，由于不同頻帶無線通信所使用的電磁波會具有不同的頻率及波長，對天線特性的要求也不同。舉例來說，當(dāng)天線20發(fā)射射頻信號電路22A對應(yīng)頻帶的信號時，其天線特性的增益可能過大而造成天線20發(fā)射無線信號的功率過強(qiáng)。但若要改變匹配電路26電路元件的元件參數(shù)來降低射頻信號電路22A發(fā)信時的天線特性增益，由于射頻信號電路22B的信號同樣會經(jīng)過匹配電路26，就可能反而會使射頻信號電路22B的天線特性增益過低，或高出某一默認(rèn)值。增益過低會影響無線通信的效果，增益過高則會使天線發(fā)射無線電信號的功率過強(qiáng)，可能會對使用者帶來健康上的隱憂。同理，在現(xiàn)有手機(jī)10中，即使進(jìn)行同一頻帶之無線通信時，信號收發(fā)也都同樣會經(jīng)過匹配電路26；若要調(diào)整信號發(fā)射時天線20的天線特性，那么信號接收時天線20的天線特性也會受到影響。舉例來說，若要改變匹配電路26的元件參數(shù)來將天線20發(fā)信時的天線特性增益調(diào)小以減低對使用者健康上的顧慮，即使天線20接收信信號的天線特性增益不會影響使用者健康，天線20收信的天線特性增益也會一起減少，導(dǎo)致無線通信的品質(zhì)低落。換句話說，由于現(xiàn)有手機(jī)10中匹配電路26控制了所有頻帶收發(fā)信信號的天線特性，故無法兼顧各頻帶無線通信收發(fā)信信息的個別需求，往往僅能在各頻帶信號收發(fā)間進(jìn)行性能上的妥協(xié)，不但增加手機(jī)設(shè)計上的困難，更會影響手機(jī)進(jìn)行多頻帶無線通信的效能，也難以兼顧使用者對手機(jī)發(fā)射電磁波功率過高的疑慮。
請繼續(xù)參考圖三。圖三為另一現(xiàn)有雙頻手機(jī)50的功能方塊示意圖。手機(jī)50可以是一典型的GSM(Global System for Mobilecommunications)/DCS雙頻手機(jī)，以在GSM900兆赫、DCS1800兆赫兩種無線通信頻帶中進(jìn)行無線通信；為了簡化說明，在不妨礙技術(shù)討論的情形下，圖三中標(biāo)號、名稱和圖二中標(biāo)號、名稱相同的功能方塊或元件，在手機(jī)50中具有相同的功能。像是手機(jī)50中也具有麥克風(fēng)36、基頻電路18、處理器16、輸入裝置12、顯示器14、收發(fā)無線電信號的天線20以及用來匹配天線20的匹配電路26。手機(jī)50中的射頻電路45也以兩個射頻信號電路52A、52B分別對應(yīng)不同頻帶射頻信號的收發(fā)，而兩射頻信號電路中也分別設(shè)有功率調(diào)整電路28A、28B及接收電路34A、34B。切換電路56的功能類似于圖二中的信道雙工器24，用來將天線20的信號依照信號頻帶的不同分別傳輸至射頻信號電路52A、52B；而各射頻信號電路52A、52B中的切換電路54A、54B(switch)的功能也類似于圖二中的收發(fā)雙工器32A、32B，由天線20接收的信號，就可在傳輸至射頻信號電路后，進(jìn)一步傳輸至對應(yīng)的接收電路。雖然功能近似手機(jī)10中的雙工器，切換電路56、54A、54B是以電路切換的方式來實(shí)現(xiàn)信號分流的功能。當(dāng)手機(jī)50要發(fā)信時，也是由麥克風(fēng)36將聲波轉(zhuǎn)換為電子信號，經(jīng)過基頻電路18編碼、調(diào)制、信號處理；若要以射頻信號電路52B對應(yīng)的頻帶來進(jìn)行無線通信，經(jīng)過基頻電路18處理后的信號就會經(jīng)功率調(diào)整電路28B、切換電路54B、切換電路56、匹配電路26再由天線20發(fā)射出去。相對地，由對應(yīng)頻帶無線通信網(wǎng)絡(luò)傳至手機(jī)50的信號，則會經(jīng)天線20、匹配電路26、切換電路56、切換電路54B傳輸至接收電路34B、基頻電路18，最后由揚(yáng)聲器38播放出來。由圖三中可看出，即使在現(xiàn)有的手機(jī)50中，不同頻帶收發(fā)信信號還是會經(jīng)同一個匹配電路26，故各頻帶收發(fā)信信號的天線特性還是不能獨(dú)立地調(diào)整，其缺點(diǎn)還是與圖二中手機(jī)10的缺點(diǎn)相同。
在現(xiàn)有技術(shù)中，不同頻帶收發(fā)信號的射頻信號電路均經(jīng)同一天線匹配電路來匹配天線特性，一旦改變匹配電路中電路元件的元件參數(shù)，不同頻帶收發(fā)信號的天線特性都會改變，使得天線特性的匹配勢必要在不同頻帶收發(fā)的需求間妥協(xié)，無法適應(yīng)各頻帶收發(fā)間不同的需求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的，在于提供一種能獨(dú)立調(diào)整各頻帶收發(fā)信信號天線特性的手機(jī)及相關(guān)方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
本發(fā)明公開一種手機(jī)，其包含有基頻電路，用來產(chǎn)生通信信號；匹配電路，電連于該基頻電路，用來改變該通信信號電流、電壓間的相位或大小，以產(chǎn)生對應(yīng)的發(fā)射信號；天線，用來將該發(fā)射信號以無線電的方式發(fā)射出去，并接收以無線電方式傳來的信號，以產(chǎn)生對應(yīng)的接收信號；接收電路，用來將該接收信號傳輸至該基頻電路；以及收發(fā)雙工器，電連于該匹配電路與該天線之間，用來將該發(fā)射信號傳輸至該天線，并將該接收信號傳輸至該接收電路；其中該匹配電路可在不改變該接收信號電流、電壓間相位或大小的情況下，改變該通信信號電流、電壓間的相位或大小，使得該天線以無線電方式發(fā)射該發(fā)射信號時的天線特性，得以不受該天線以無線電方式接收信號時的天線特性影響。
在本發(fā)明中，則在每個射頻信號電路中為收發(fā)信號個別設(shè)置不同的匹配電路，可獨(dú)立地調(diào)整各頻帶收發(fā)信號的天線特性，而不會干擾其它頻帶收發(fā)信號的特性。這樣一來，就可在不影響其它頻帶收發(fā)信號特性的情形下，調(diào)整每一頻帶收/發(fā)信號特性，使得天線的匹配更能符合不同頻帶信號收發(fā)的需求，兼顧無線通信品質(zhì)與使用者對降低手機(jī)發(fā)射功率的要求。


圖1是現(xiàn)有手機(jī)的外形示意圖。
圖2是圖1中手機(jī)功能方塊示意圖。
圖3是另一現(xiàn)有手機(jī)功能方塊的示意圖。
圖4至圖6分別是本發(fā)明三個不同實(shí)施例功能方塊的示意圖。
具體實(shí)施例方式
請參考圖四。圖四為本發(fā)明實(shí)施例的雙頻手機(jī)60的功能方塊示意圖。類似于圖一中的手機(jī)10，手機(jī)60也可以是CDMA/AMPS雙頻手機(jī)；手機(jī)60中也設(shè)有基頻電路68、射頻電路90、天線70、麥克風(fēng)86、揚(yáng)聲器88以及輸入裝置62、顯示器64?；l電路68中設(shè)有處理器66，用來主控手機(jī)60的操作，使用者能由輸入裝置62輸入控制指令至處理器66，并由顯示器(像是液晶顯示器)64顯示出手機(jī)60操作的狀態(tài)。類似于手機(jī)10的配置，本發(fā)明的手機(jī)60中也設(shè)有兩個射頻信號電路72A、72B，分別對應(yīng)于雙頻手機(jī)60兩個不同的無線通信頻帶；舉例來說，射頻信號電路72A可以是用來進(jìn)行PCS下CDMA無線通信的，射頻信號電路72B可以是用來進(jìn)行AMPS無線通信的。在射頻信號電路72A、72B中，功率調(diào)整電路78A、78B，隔離器80A、80B以及接收電路84A、84B分別就和圖二中的功率調(diào)整電路28A、28B，隔離器30A、30B以及接收電路34A、34B具有相同的功能。而圖四中信道雙工器74、收發(fā)雙工器82A、82B的功能，分別就和圖二中信道雙工器24、收發(fā)雙工器32A、32B的功能相同，用來將不同頻帶收發(fā)的信號分流至對應(yīng)的處理方塊。像是信道雙工器74，其輸入端口75A直接電連于天線70；經(jīng)其兩輸出端口75A、75B，天線70收到的信號就能依照頻帶特性分別傳輸至射頻信號電路72A、72B。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)最重要的不同處之一，即在于本發(fā)明是在不同頻帶收發(fā)信號的途徑上，分別設(shè)置有獨(dú)立的匹配電路，以個別調(diào)整不同頻帶收發(fā)信號的天線特性；而信道雙工器74也就能夠直接電連接至天線70。如圖四所示，在射頻信號電路72A中，在信號收發(fā)的途徑上分別設(shè)有匹配電路77A、76A；而射頻信號電路72B中也在信號收發(fā)的途徑上分別設(shè)有匹配電路77B、76B。手機(jī)60進(jìn)行無線通信的情形，可描述如下。舉例來說，當(dāng)使用者要以射頻信號電路72A的對應(yīng)頻帶來進(jìn)行無線通信時，使用者的聲音會由麥克風(fēng)86接收并轉(zhuǎn)換為音頻信號92，并經(jīng)基頻電路68進(jìn)行對應(yīng)的編碼、調(diào)制、信號處理(或模擬、數(shù)字信號間的互換)后，產(chǎn)生對應(yīng)的通信信號94A，傳輸至射頻信號電路72A。在此同時，射頻信號電路72B則停止操作。在射頻信號電路72A中，功率調(diào)整電路78A會調(diào)整通信信號94A的功率而形成通信信號96A，并經(jīng)隔離器80A傳輸至匹配電路76A。匹配電路76A能調(diào)整通信信號96A電流、電壓間的相位(或再衰減通信信號96A的功率)，形成對應(yīng)的發(fā)射信號98A。發(fā)射信號98A經(jīng)收發(fā)雙工器82A、信道雙工器74，就能由天線70將其以無線電的方式發(fā)送至無線通信網(wǎng)絡(luò)。
同理，由無線通信網(wǎng)絡(luò)傳至手機(jī)60的無線電信號會經(jīng)天線70接收，經(jīng)信道雙工器74、收發(fā)雙工器82A的分流而形成射頻信號電路72A中的接收信號99A，并傳輸至匹配電路77A。匹配電路77A也會改變接收信號99A電流、電壓間的相位差，形成對應(yīng)的接收信號99B，再經(jīng)接收電路84A回傳至基頻電路68，由基頻電路68進(jìn)行對應(yīng)的譯碼、解調(diào)或信號處理，最后形成對應(yīng)的聲音信號93A，再由揚(yáng)聲器88轉(zhuǎn)換為聲波播放出來。這樣使用者就能聽到遠(yuǎn)程手機(jī)經(jīng)無線通信網(wǎng)絡(luò)傳來的信息了。由于匹配電路77A能改變接收信號99A中電流、電壓間的相位關(guān)系，相當(dāng)于改變了天線70沿著信道雙工器74、收發(fā)雙工器82A、匹配電路77A這條途徑上的輸入阻抗，等效上也就能改變天線70于射頻信號電路72A中接收信號的天線特性。
根據(jù)相同的原理，當(dāng)手機(jī)60要以射頻信號電路72B的對應(yīng)頻帶進(jìn)行無線通信時，也是經(jīng)麥克風(fēng)86、基頻電路68、功率調(diào)整電路78B、隔離器80B、匹配電路76B、收發(fā)雙工器82B以及信道雙工器74再由天線70將信號以無線電方式發(fā)射出去。由天線70接收的信號，則經(jīng)信道雙工器74、收發(fā)雙工器82B、匹配電路77B、接收電路84B回傳至基頻電路68，再經(jīng)揚(yáng)聲器88播放出來。
由上述描述可知，本發(fā)明在不同頻帶收發(fā)信號的途徑上，都分別設(shè)有個別的天線匹配電路，使得不同頻帶收發(fā)信號的天線特性能在互不干擾的情形下獨(dú)立調(diào)整，達(dá)到較佳的效果。舉例來說，若射頻信號電路72A經(jīng)天線發(fā)射信號的天線特性增益過高，就能調(diào)整匹配電路76A中各電路元件的元件參數(shù)，使信號經(jīng)功率調(diào)整電路78A、隔離器76A、匹配電路76A傳輸至天線70時，其天線特性的增益能適度地衰減。由于匹配電路76A設(shè)置于收發(fā)雙工器82A與功率調(diào)整電路78A之間，天線70接收信號的途徑(也就是經(jīng)收發(fā)雙工器82A傳輸至接收電路84A的途徑)上的等效阻抗不會被改變，等效上天線70接收信號的天線特性增益也就不會被改變。這樣一來，天線70收、發(fā)信號兩者之特性就能互不干擾地獨(dú)立調(diào)整，一方面能適當(dāng)?shù)乜刂铺炀€70發(fā)射信號的特性增益，減少使用者對電磁波發(fā)射功率過大的顧慮，一方面天線70接收信號的特性還是能維持一定，確保無線通信中信號接收的品質(zhì)。
同樣地，本發(fā)明在不同頻帶間，也可以互不干擾地獨(dú)立調(diào)整各頻帶信號收發(fā)的天線特性。如圖四所示，各頻帶中用來匹配信號收發(fā)天線特性的匹配電路都設(shè)置于信道雙工器74與基頻電路68之間，即使調(diào)整單一頻帶中匹配電路的元件參數(shù)，也不會影響其它頻帶信號收發(fā)的天線特性。舉例來說，即使調(diào)整匹配電路76B的元件參數(shù)而改變射頻信號電路72B發(fā)射信號的天線特性，射頻信號電路72A收發(fā)信號的天線特性(連同射頻信號電路72B中接收信號之天線特性)都不會改變。這樣一來，就能依據(jù)各頻帶無線通信的特性獨(dú)立地調(diào)整天線特性，而不必像現(xiàn)有技術(shù)中的情況，一旦改變匹配電路的元件參數(shù)，就會同時改變各頻帶收發(fā)信號的天線特性，還要在不同頻帶無線通信的需求間妥協(xié)。另外，在本發(fā)明之手機(jī)60中，匹配電路76A、76B均分別設(shè)于收發(fā)雙工器82A、82B以及隔離器80A、80B之間，因?yàn)楦綦x器能隔離由匹配電路傳至功率調(diào)整電路的功率，故在調(diào)整匹配電路76A、76B的元件參數(shù)時，會有較大的彈性，不必顧慮匹配電路會導(dǎo)致功率反射至功率調(diào)整電路而破壞功率調(diào)整電路。
請參考圖五。圖五為本發(fā)明另一實(shí)施例之雙頻手機(jī)100的功能方塊示意圖。為了簡化說明，在不妨礙本發(fā)明技術(shù)公開的情形下，圖五中標(biāo)號、名稱與圖四中相同的功能方塊，具有相同的功能。包括基頻電路68、麥克風(fēng)86、揚(yáng)聲器88、天線70、射頻電路104中的信道雙工器74，以及射頻信號電路102A、102B中之收發(fā)雙工器82A、82B、接收電路84A、84B以及隔離器80A、80B、功率調(diào)整電路78A、78B等等。手機(jī)100與圖四中的手機(jī)60主要的差異在于，手機(jī)100中僅在各頻帶發(fā)射信號的途徑上分別設(shè)有天線匹配電路76A、76B，各頻帶中信號接收途徑上的匹配電路則可以省略。如前所述，適當(dāng)?shù)厮p天線70發(fā)射信號的天線特性增益能減少使用者對電磁波功率影響健康的疑慮，故可以使用匹配電路76A、76B分別調(diào)整(適當(dāng)?shù)厮p)兩個不同頻帶中信號發(fā)射的天線特性增益；而當(dāng)手機(jī)在各頻帶接收信信號時，天線70僅會無源地接收無線電信號，并不會主動發(fā)出電磁波，不會造成健康上的顧慮，故調(diào)整接收信號特性的需要并不大，可以省略其對應(yīng)的天線匹配電路。圖五中也繪出了匹配電路典型的實(shí)施方法。舉例來說，匹配電路76A可以用電容C1、C2及電感L1各電路元件組成的網(wǎng)絡(luò)來改變信號電流、電壓間的差異。要調(diào)整天線匹配的情形，可以調(diào)整電容C1、C2的電容值或電感L1的電感值。圖五中的匹配電路76B則以三個電容C3、C4及C5等三個電路元件架構(gòu)而成，也可以改變各電容的電容值來匹配天線70為射頻信號電路102B發(fā)射信號的天線特性。另外，除了電容、電感外，匹配電路中也可使用電阻來適當(dāng)?shù)厮p信號。
請參考圖六。圖六為本發(fā)明另一實(shí)施例之手機(jī)110的功能方塊示意圖。類似于圖三中的手機(jī)50，手機(jī)110也是GSM/DCS雙頻手機(jī)。為了簡化說明，在不妨礙本發(fā)明技術(shù)公開的情形下，圖六中標(biāo)號、名稱與圖五中相同的功能方塊，也具有相同的功能，像是天線70、基頻電路68、處理器66、麥克風(fēng)86、揚(yáng)聲器88、輸入裝置62、顯示器64等等。在手機(jī)110的射頻電路134中，也設(shè)有兩個射頻信號電路122A、122B，分別對應(yīng)兩個不同頻帶；兩射頻信號電路中分別設(shè)有切換電路124A、124B、功率調(diào)整電路108A、108B、接收電路114A、114B，其功能就分別和圖三中切換電路54A、54B、功率調(diào)整電路28A、28B、接收電路34A、34B相同；而圖六中的切換電路126，也和圖三中的切換電路56一樣，用來將天線70的信號分流至兩個射頻信號電路122A、122B。比較圖三和圖六，可了解本發(fā)明的手機(jī)110也是在不同頻帶收發(fā)信信號的途徑上分別設(shè)置獨(dú)立的天線匹配電路116A、116B以及117A、117B，以使各頻帶信號收發(fā)的天線特性能獨(dú)立調(diào)整、互不干擾。
在現(xiàn)有技術(shù)中，僅設(shè)有單一天線匹配電路，不同頻帶收發(fā)信號的途徑都會經(jīng)過此匹配電路，使得各頻帶收發(fā)信號的天線特性都會受此匹配電路影響。在設(shè)計、匹配天線特性時，一旦調(diào)整此匹配電路以配合某一頻帶收信或發(fā)信的天線特性，其它頻帶收發(fā)信號的天線特性就會連帶受到影響，無法兼顧不同頻帶間對收發(fā)信號天線特性的個別需求。相較之下，在本發(fā)明中，則可在不同頻帶收發(fā)信號的途徑上分別設(shè)置獨(dú)立的天線匹配電路。在調(diào)整單一匹配電路時，僅有對應(yīng)頻帶收信或發(fā)信的特性會受到影響，其它頻帶收發(fā)信號的天線特性都會維持不變，故在設(shè)計、匹配天線特性時，就能獨(dú)立地將某一頻帶收信或發(fā)信的天線特性依個別需要調(diào)整至較佳的情況，同時也不會影響其它頻帶收發(fā)信號的天線特性。這也使得本發(fā)明得以在各頻帶中兼顧無線通信收信的品質(zhì)，并減少電磁波發(fā)射功率對使用者健康的影響。在上述實(shí)施例中，本發(fā)明的技術(shù)是運(yùn)用于雙頻手機(jī)，但本發(fā)明的精神也能廣泛使用于單頻手機(jī)，來調(diào)整單一頻帶中收信、發(fā)信具體的天線特性；另外，本發(fā)明的精神也能加以推廣，以使用于其它種類的無線通信裝置。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，按照本發(fā)明申請專利范圍所做的相同改變與改進(jìn)，都應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種手機(jī)，其包含有基頻電路，用來產(chǎn)生通信信號；匹配電路，電連于該基頻電路，用來改變該通信信號電流、電壓間的相位或大小，以產(chǎn)生對應(yīng)的發(fā)射信號；天線，用來將該發(fā)射信號以無線電的方式發(fā)射出去，并接收以無線電方式傳來的信號，以產(chǎn)生對應(yīng)的接收信號；接收電路，用來將該接收信號傳輸至該基頻電路；以及收發(fā)雙工器，電連于該匹配電路與該天線之間，用來將該發(fā)射信號傳輸至該天線，并將該接收信號傳輸至該接收電路；其中該匹配電路可在不改變該接收信號電流、電壓間相位或大小的情況下，改變該通信信號電流、電壓間的相位或大小，使得該天線以無線電方式發(fā)射該發(fā)射信號時的天線特性，得以不受該天線以無線電方式接收信號時的天線特性影響。
2.如權(quán)利要求1所述的手機(jī)，其也包含有麥克風(fēng)，電連于該基頻電路，用來接收聲波并產(chǎn)生電子音頻信號；而該基頻電路是對該音頻信號進(jìn)行信號處理以產(chǎn)生該通信信號；以及揚(yáng)聲器，電連于該基頻電路；其中該基頻電路也可對該接收信號進(jìn)行信號處理以產(chǎn)生對應(yīng)的聲音信號；而該揚(yáng)聲器是用來將該聲音信號轉(zhuǎn)換為聲波。
3.如權(quán)利要求1所述的手機(jī)，其中該匹配電路中設(shè)有至少一電路元件，其中當(dāng)該電路元件的元件參數(shù)改變時，該通信信號電流、電壓間相位或大小改變的程度也會隨之改變。
4.如權(quán)利要求3所述的手機(jī)，其中該電路元件是電容，該元件參數(shù)為該電容的電容值。
5.如權(quán)利要求3所述的手機(jī)，其中該電路元件是電感，而該元件參數(shù)為該電感的電感值。
6.如權(quán)利要求1所述的手機(jī)，其也包含有功率調(diào)整電路，電連于該基頻電路與該匹配電路之間，用來調(diào)整該通信信號的功率并將調(diào)整后的通信信號傳輸至該匹配電路；隔離器，電連于該匹配電路與該功率調(diào)整電路之間，用來將該通信信號由該功率調(diào)整電路傳輸至該匹配電路，并衰減由該匹配電路反射至功率調(diào)整電路的信號，以保護(hù)該功率調(diào)整電路。
7.如權(quán)利要求1所述的手機(jī)，其也包含有第二匹配電路，電連于該收發(fā)雙工器與該接收電路，用來改變該接收信號中電流、電壓間的相位或大小，以調(diào)整該天線以無線電方式接收信號時的天線特性。
8.一種調(diào)整手機(jī)信號收發(fā)性能的方法，其中該手機(jī)包含有基頻電路，用來產(chǎn)生通信信號；匹配電路，電連于該基頻電路，用來改變該通信信號電流、電壓間的相位或大小，以產(chǎn)生對應(yīng)的發(fā)射信號；其中該匹配電路中設(shè)有至少一電路元件；當(dāng)該電路元件的元件參數(shù)改變時，該通信信號電流、電壓間相位或大小改變的程度也會隨之改變；天線，用來將該發(fā)射信號以無線電的方式發(fā)射出去，并接收以無線電方式傳來的信號，以產(chǎn)生對應(yīng)的接收信信號；接收電路，用來將該接收信號傳輸至該基頻電路；以及收發(fā)雙工器，電連于該匹配電路與該天線之間，用來將該發(fā)射信號傳輸至該天線，并將該接收信號傳輸至該接收電路；而該方法包含有改變該匹配電路中電路元件的元件參數(shù)，以便在不改變該接收信號電流、電壓間相位或大小的情況下，改變該通信信號電流、電壓間的相位或大小，使得當(dāng)該天線以無線電方式發(fā)射該發(fā)射信號時的天線特性改變時，該天線以無線電方式接收信號時的天線特性會實(shí)際上保持保持不變。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該電路元件為電容，該元件參數(shù)為該電容的電容值。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該電路元件為電感，而該元件參數(shù)為該電感的電感值。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該手機(jī)也包含有功率調(diào)整電路，電連于該基頻電路與該匹配電路之間，用來調(diào)整該通信信號的功率并將調(diào)整后的通信信號傳輸至該匹配電路；隔離器，電連于該匹配電路與該功率調(diào)整電路之間，用來將該通信信號由該功率調(diào)整電路傳輸至該匹配電路，并衰減由該匹配電路反射至功率調(diào)整電路的信號，以保護(hù)該功率調(diào)整電路。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該手機(jī)也包含有第二匹配電路，電連于該收發(fā)雙工器與該接收電路，用來改變該接收信信號中電流、電壓間的相位或大小，以調(diào)整該天線以無線電方式接收信號時的天線特性。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該手機(jī)也包含有麥克風(fēng)，電連于該基頻電路，用來接收聲波并產(chǎn)生電子音頻信號；而該基頻電路是對該音頻信號進(jìn)行信號處理以產(chǎn)生該通信信號；以及揚(yáng)聲器，電連于該基頻電路；其中該基頻電路也可對該接收信號進(jìn)行信號處理以產(chǎn)生對應(yīng)的聲音信號；而該揚(yáng)聲器是用來將該聲音信號轉(zhuǎn)換為聲波。
14.一種手機(jī)，其包含有基頻電路，用來產(chǎn)生第一通信信號及第二通信信號；第一功率調(diào)整電路，電連于該基頻電路，用來調(diào)整該第一通信信號的功率；第一匹配電路，電連于該第一功率調(diào)整電路，用來接收由該第一功率調(diào)整電路傳來的第一通信信號，并改變該第一通信信號電流、電壓間的相位或大小，以產(chǎn)生對應(yīng)的第一發(fā)射信號；第二功率調(diào)整電路，電連于該基頻電路，用來調(diào)整該第二通信信號的功率，并產(chǎn)生對應(yīng)的第二發(fā)射信號；天線，用來將該第一發(fā)射信號以及該第二發(fā)射信號以無線電的方式發(fā)射出去；信道雙工器，設(shè)有輸出端口以及兩輸入端口，其中兩輸入端口分別電連于該第一匹配電路與該第二功率調(diào)整電路，而該輸出端口電連于該天線；該信道雙工器是用來將該第一發(fā)射信號及該第二發(fā)射信號傳輸至該天線；其中該第一匹配電路可在不改變該第二發(fā)射信號電流、電壓間相位或大小的情況下，改變該第一通信信號電流、電壓間的相位或大小，使得該天線以無線電方式發(fā)射該第一發(fā)射信號時的天線特性，得以不受該天線以無線電方式發(fā)射該第二發(fā)射信號時的天線特性影響。
15.如權(quán)利要求14所述的手機(jī)，其也包含有第二匹配電路，電連于該第二功率調(diào)整電路與該頻道多任務(wù)器之間，用來在不改變該第一發(fā)射信號電流、電壓間相位或大小的情況下，改變該第二發(fā)射信號電流、電壓間的相位或大小，使得該天線以無線電方式發(fā)射該第二發(fā)射信號時的天線特性，得以不受該天線以無線電方式發(fā)射該第一發(fā)射信號時的天線特性影響。
16.如權(quán)利要求14所述的手機(jī)，其也包含有第二隔離器，電連于該第二匹配電路與該第二功率調(diào)整電路之間，用來將該第二發(fā)射信號由該第二功率調(diào)整電路傳輸至該第二匹配電路，并衰減由該第二匹配電路反射至第二功率調(diào)整電路的信號，以保護(hù)該第二功率調(diào)整電路。
17.如權(quán)利要求14所述的手機(jī)，其也包含有第一隔離器，電連于該第一匹配電路與該第一功率調(diào)整電路之間，用來將該第一通信信號由該第一功率調(diào)整電路傳輸至該第一匹配電路，并衰減由該第一匹配電路反射至第一功率調(diào)整電路的信號，以保護(hù)該第一功率調(diào)整電路。
18.如權(quán)利要求14所述的手機(jī)，其中該基頻電路會使該第一通信信號與該第二通信信號占用不同的頻帶。
19.如權(quán)利要求14所述的手機(jī)，其也包含有麥克風(fēng)，電連于該基頻電路，用來接收聲波以產(chǎn)生對應(yīng)的音頻信號；而該基頻電路是對該音頻信號進(jìn)行信號處理以產(chǎn)生該第一通信信號及該第二通信信號。
20.一種調(diào)整機(jī)不同發(fā)射信號發(fā)射性能的方法，其中該手機(jī)包含有基頻電路，用來產(chǎn)生第一通信信號及第二通信信號；第一功率調(diào)整電路，電連于該基頻電路，用來調(diào)整該第一通信信號的功率；第一匹配電路，電連于該第一功率調(diào)整電路，用來接收由該第一功率調(diào)整電路傳來的第一通信信號，并改變該第一通信信號電流、電壓間的相位或大小，以產(chǎn)生對應(yīng)的第一發(fā)射信號；其中該第一匹配電路中設(shè)有至少一電路元件；當(dāng)該電路元件的元件參數(shù)改變時，該第一通信信號電流、電壓間相位或大小改變的程度也會隨之改變；第二功率調(diào)整電路，電連于該基頻電路，用來調(diào)整該第二通信信號的功率，并產(chǎn)生對應(yīng)的第二發(fā)射信號；天線，用來將該第一發(fā)射信號以及該第二發(fā)射信號以無線電的方式發(fā)射出去；信道雙工器，設(shè)有輸出端口以及兩輸入端口，其中兩輸入端口分別電連于該第一匹配電路與該第二功率調(diào)整電路，而該輸出端口電連于該天線；該信道雙工器是用來將該第一發(fā)射信號及該第二發(fā)射信號傳輸至該天線；而該方法包含有改變該第一匹配電路中電路元件的元件參數(shù)，使該第一匹配電路在不改變該第二發(fā)射信號電流、電壓間相位或大小的情況下，改變該第一通信信號電流、電壓間的相位或大小，并使得該天線以無線電方式發(fā)射該第一發(fā)射信號時的天線特性改變時，該天線以無線電方式發(fā)射該第二發(fā)射信號時的天線特性得以實(shí)際上保持不變。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該手機(jī)也包含有第二匹配電路，電連于該第二功率調(diào)整電路與該頻道多任務(wù)器之間，用來在不改變該第一發(fā)射信號電流、電壓間相位或大小的情況下，改變該第二通信信號電流、電壓間的相位或大小，使得該天線以無線電方式發(fā)射該第二發(fā)射信號時的天線特性，得以不受該天線以無線電方式發(fā)射該第一發(fā)射信號時的天線特性影響。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該手機(jī)也包含有第二隔離器，電連于該第二匹配電路與該第二功率調(diào)整電路之間，用來將該第二通信信號由該第二功率調(diào)整電路傳輸至該第二匹配電路，并衰減由該第二匹配電路反射至第二功率調(diào)整電路的信號，以保護(hù)該第二功率調(diào)整電路。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該手機(jī)也包含有第一隔離器，電連于該第一匹配電路與該第一功率調(diào)整電路之間，用來將該第一通信信號由該第一功率調(diào)整電路傳輸至該第一匹配電路，并衰減由該第一匹配電路反射至第一功率調(diào)整電路的信號，以保護(hù)該第一功率調(diào)整電路。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該基頻電路會使該第一通信信號與該第二通信信號占用不同的頻帶。
25.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該手機(jī)也包含有麥克風(fēng)，電連于該基頻電路，用來接收聲波以產(chǎn)生對應(yīng)的音頻信號；而該基頻電路是對該音頻信號進(jìn)行信號處理以產(chǎn)生該第一通信信號及該第二通信信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種手機(jī)天線匹配的相關(guān)裝置及方法。該手機(jī)中設(shè)有天線、一或多個利用不同頻帶的射頻信號電路，以及頻帶雙工器，以將該手機(jī)中不同頻帶的射頻信號連至該天線。其中各射頻信號電路中分別設(shè)有對應(yīng)的匹配電路，使得各射頻信號電路經(jīng)該天線發(fā)射/接收信號的天線特性不會互相影響，而能夠各自獨(dú)立地調(diào)整至較佳的性能。
文檔編號H04B1/38GK1525773SQ0310632
公開日2004年9月1日 申請日期2003年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月24日
發(fā)明者邱增智 申請人:明基電通股份有限公司