天線調(diào)諧電路、用于調(diào)諧天線的方法、天線布置以及用于操作天線布置的方法
【專利摘要】提供了一種天線調(diào)諧電路、用于調(diào)諧天線的方法、天線布置以及用于操作天線布置的方法。天線調(diào)諧電路包括天線、電感器和可變電容。天線包括第一端子和第二端子，第一端子用作饋送端子，第二端子與第一端子分離。電感器和可變電容耦合至第二端子，以調(diào)諧天線。
【專利說(shuō)明】天線調(diào)諧電路、用于調(diào)諧天線的方法、天線布置以及用于操作天線布置的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線調(diào)諧電路、用于調(diào)諧天線的方法、天線布置以及用于操作天線布置的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)電話天線的一般問(wèn)題在于觸摸電話的用戶使天線失諧(強(qiáng)VSWR(VSWR =電壓駐波比))。
[0003]移動(dòng)電話天線的另一個(gè)一般問(wèn)題在于在維持高天線效率的同時(shí)尋址所有頻率。
[0004]因此，天線的輸入阻抗在使用時(shí)通常不是500hm(歐姆)，并且變化相當(dāng)嚴(yán)重。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]提供了一種天線調(diào)諧電路。天線調(diào)諧電路包括天線、電感器和可變電容。天線包括:第一端子，其用作饋送端子；以及第二端子，其與第一端子分離。電感器和可變電容耦合至第二端子，以調(diào)諧天線。
[0006]提供了一種天線調(diào)諧電路。天線調(diào)諧電路包括天線、電感器、可變電容和調(diào)諧開(kāi)關(guān)。天線包括:第一端子，其用作饋送端子；以及第二端子，其與第一端子分離。電感器和可變電容在串聯(lián)電路中耦合至第二端子。由此，天線通過(guò)可變電容而在其電長(zhǎng)度中可調(diào)諧，可變電容利用調(diào)諧開(kāi)關(guān)而電可變。
[0007]提供了一種用于調(diào)諧天線的方法。天線包括:第一端子，其用作饋送端子；以及第二端子，其與第一端子分離。電感器和可變電容耦合至第二端子。該方法還包括改變電容，以由此調(diào)諧天線。
[0008]提供了一種天線布置。天線布置包括具有第一端子和第二端子的天線，第一端子用作饋送端子，第二端子與第一端子分離。天線布置被配置用于感測(cè)第二端子處的微調(diào)電壓，以及用于從感測(cè)的微調(diào)電壓導(dǎo)出關(guān)于天線的調(diào)諧的信息。
[0009]提供了一種天線布置。天線布置包括天線、電感器和可變電容。天線包括:第一端子，其用作饋送端子；以及第二端子，其與第一端子分離并且被布置為使得其位置與天線的電長(zhǎng)度的一半(或四分之一)對(duì)應(yīng)。電感器和可變電容在串聯(lián)電路中耦合至第二端子。天線布置被配置用于感測(cè)第二端子處的微調(diào)電壓、用于從感測(cè)的微調(diào)電壓導(dǎo)出關(guān)于天線的調(diào)諧的信息、以及用于通過(guò)改變(或調(diào)節(jié))電容或通過(guò)改變(或調(diào)節(jié))電感器的電感來(lái)影響在第二端子處存在的微調(diào)電壓。
[0010]提供了一種用于操作天線布置的方法。天線布置包括具有第一端子和第二端子的天線，第一端子用作饋送端子，第二端子與第一端子分離。該方法包括感測(cè)第二端子處的電壓，以及從感測(cè)的電壓導(dǎo)出關(guān)于天線的調(diào)諧的信息。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011 ] 在本文中參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。
[0012]圖1示出天線調(diào)諧電路的示意性框圖；
[0013]圖2示出電感器和可變電容的示意性電路圖；
[0014]圖3在圖中示出相對(duì)于串聯(lián)電路的有效電感繪制的串聯(lián)電路的Q因子，該串聯(lián)電路包括具有15nH的電感的示例性電感器和理想可變電容器；
[0015]圖4示出天線調(diào)諧電路的示意性框圖；
[0016]圖5示出天線調(diào)諧電路的示意性框圖；
[0017]圖6示出天線布置的示意性框圖；
[0018]圖7示出天線布置的示意性框圖；
[0019]圖8示出用于調(diào)諧電感的可調(diào)諧電容的示意性電路圖以及史密斯圖，該史密斯圖具有在相對(duì)于所有操作模式應(yīng)用LC電路時(shí)VSWR12循環(huán)負(fù)載內(nèi)部的任意100個(gè)阻抗點(diǎn)與所產(chǎn)生的輸入阻抗之間的交互草圖；
[0020]圖9在圖中針對(duì)34dBm的RF功率級(jí)示出了相對(duì)于圖2的配置中的第三電容器的電容繪制的最大電壓仿真結(jié)果；
[0021]圖1OA至圖1OD在圖中針對(duì)在圖2的配置中的電感器的四個(gè)不同電感值示出了相對(duì)于第三電容器的電容繪制的在可調(diào)諧電容器之上的最大電壓的仿真結(jié)果；
[0022]圖1lA至圖1lD在圖中針對(duì)更高操作頻率針對(duì)電感器的四個(gè)不同電感值示出了相對(duì)于第三電容器的電容繪制的在可調(diào)諧電容器之上的最大電壓的仿真結(jié)果；
[0023]圖12A至圖12D在圖中針對(duì)電感器的四個(gè)不同電感值并且在700MHz示出了相對(duì)于包括電感器和可變電容的串聯(lián)電路的有效電感繪制的Q因子的仿真結(jié)果；
[0024]圖13A至圖13D在圖中針對(duì)電感器的四個(gè)不同電感值并且在1700MHz示出了相對(duì)于包括電感器和可變電容的串聯(lián)電路的有效電感繪制的Q因子的仿真結(jié)果；
[0025]圖14A和圖14B在圖中針對(duì)電感器的兩個(gè)不同電感值并且在2600MHz示出了相對(duì)于包括電感器和可變電容的串聯(lián)電路的有效電感繪制的Q因子的仿真結(jié)果；
[0026]圖15示出了包括電感器、可變電容和天線的天線調(diào)諧電路的示意性電路圖；
[0027]圖16在圖中示出了相對(duì)于包括圖15中所示的電感器和可變電容的串聯(lián)電路的有效電感繪制的該串聯(lián)電路的Q因子的仿真結(jié)果；
[0028]圖17示出了用于調(diào)諧天線的方法的流程圖；以及
[0029]圖18示出了用于操作天線布置的方法的流程圖。
[0030]相同或等效的元件或者具有相同或等效的功能的元件在以下描述中由相同或等效的附圖標(biāo)記表示。

【具體實(shí)施方式】
[0031]在以下描述中，陳述多個(gè)細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的更全面解釋。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是明顯的是，可以在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。在其它情形下，以框圖形式而非以具體細(xì)節(jié)示出公知結(jié)構(gòu)和設(shè)備，以便避免模糊本發(fā)明的實(shí)施例。此外，在下文中所描述的不同實(shí)施例的特征可以相互結(jié)合，除非另外特別指出。
[0032]圖1示出了天線調(diào)諧電路100的示意性框圖。天線調(diào)諧電路100包括天線102、電感器104和可變電容106。
[0033]天線102包括第一端子108和第二端子110，第一端子108用作饋送端子(feedterminal),第二端子110與第一端子108分離。電感器104和可變電容106稱合至第二端子110以調(diào)諧天線102。
[0034]如圖1所示，天線102可以是PIF天線(PIF =平面倒F形)，PIF天線包括第一端子108和第二端子110。第一端子108可以用作饋送端子。第二端子110可以用于調(diào)節(jié)天線102的電長(zhǎng)度。由此，第二端子110可以與第一端子108分離，并且被布置為使得其位置對(duì)應(yīng)于天線102的電長(zhǎng)度的一半(或四分之一)。
[0035]如已經(jīng)描述的那樣，天線調(diào)諧電路100包括電感器104和可變電容106，電感器104和可變電容106耦合至天線102的第二端子110以便調(diào)諧天線102，或者換而言之，以便調(diào)節(jié)天線102的電長(zhǎng)度。
[0036]由此，天線102可以通過(guò)可變電容106而在其電長(zhǎng)度中可調(diào)諧。此外，電感器104可以是可變電感器，其中天線102可以通過(guò)可變電感器104而在其電長(zhǎng)度中可調(diào)諧。自然地，也有可能天線102通過(guò)可變電容106和可變電感器104而在其電長(zhǎng)度中可調(diào)諧。
[0037]圖2示出了電感器104和可變電容106的示意性電路圖。
[0038]如圖2中所示，可變電容106可以由可變(或可調(diào)節(jié))電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0039]電感器104和可變電容106可以串聯(lián)連接，或者換而言之，可以形成串聯(lián)電路。
[0040]包括電感器104和可變電容106的串聯(lián)電路可以連接至天線102的第二端子110，例如使得可變電容106直接連接至天線102的第二端子110。
[0041]此外，電感器104和可變電容106可以串聯(lián)連接在天線102的第二端子110與被配置用于提供參考電勢(shì)的參考端子(諸如提供接地電勢(shì)的接地端子)之間。
[0042]注意，天線調(diào)諧電路100可以包括多個(gè)電感器，多個(gè)電感器可以經(jīng)由SPxT開(kāi)關(guān)(SPxT=單刀X擲)連接至可變電容106。多個(gè)電感器可以包括不同電感值，其中多個(gè)電感器中的一個(gè)電感器可以根據(jù)所選擇的天線頻帶而經(jīng)由SPxT開(kāi)關(guān)連接至可變電容106。由此，可變電容106可以用來(lái)微調(diào)多個(gè)電感器中所選擇的電感器。
[0043]因此，與使用多個(gè)電感器(多個(gè)電感器經(jīng)由SPxT開(kāi)關(guān)(SPxT=單刀X擲)直接連接至天線102的第二端子110)的通用解決方案相比，天線調(diào)諧電路100包括電容部件(或電容)106以至少微調(diào)所選擇的電感器。換而言之，在實(shí)施例中，添加電容部件(或電容)106以至少微調(diào)所選擇的電感器。出于損耗原因，可以使用SMD高Q電感器(SMD =表面安裝器件)。使用大串聯(lián)電容器，可以如圖2中所示按小步減小電感。
[0044]缺點(diǎn)在于該方法可以減小Q因子(或質(zhì)量因子)，這將從圖3的討論變得清楚。
[0045]圖3在圖中示出相對(duì)于包括電感器104和可變電容器106的串聯(lián)電路的有效電感Leff繪制的示例性15nH電感器104和理想可變電容器106的Q因子。由此，縱坐標(biāo)以百分比(％ )表示Q因子QF,其中橫坐標(biāo)以nH表示有效電感Leff。
[0046]換而言之，圖3示出了通過(guò)將可變電容106向下掃頻至非常低的值的drastic方法。在此，使用了 15nH電感器(MurataLQW電感器)和理想電容器?？梢钥闯?，只要電感不被失諧太多(例如標(biāo)稱值的10至20% )，Q因子減小就被限于可接受的值。
[0047]主要優(yōu)點(diǎn)是電感可以被調(diào)諧至確實(shí)想要的值，并且此外，可用的調(diào)諧步驟的量更高?？梢钥紤]天線室中的電話的測(cè)量并且天線可以被微調(diào)至最大輻射。此外，基帶可以自動(dòng)地在頻率上而非僅在頻帶上微調(diào)天線。
[0048]此外，對(duì)饋送點(diǎn)電壓的檢測(cè)可以用來(lái)將天線重新調(diào)諧至其環(huán)境。通常，觸摸天線意味著向其添加電容。這可以通過(guò)添加比初始所需的更多電感來(lái)克服。因此，設(shè)計(jì)者可以添加更大電感以調(diào)諧掉手觸摸影響。如果饋送點(diǎn)是接地，那么VSWR指示是容易的。電壓更大，不匹配就更大，并且因此需要更多電感。
[0049]圖4示出了天線調(diào)諧電路100的示意性框圖。天線調(diào)諧電路100包括天線102、可變電容106和多個(gè)電感器104_1至104_x，其中X是大于或等于I的自然數(shù)，x彡I。由此，多個(gè)電感器104_1至104_x中的每個(gè)電感器可以包括不同電感。
[0050]天線調(diào)諧電路100可以被配置用于將多個(gè)電感器104_1至104_x中的一個(gè)電感器連接至可變電容106，其中天線調(diào)諧電路100可以被配置用于例如基于有源天線頻帶來(lái)選擇多個(gè)電感器104_1至104_x中的一個(gè)電感器。此外，天線調(diào)諧電路可以被配置用于微調(diào)天線102，或者換而言之，借由可變電容106微調(diào)天線102的電長(zhǎng)度。
[0051]例如，如圖4所示，天線調(diào)諧電路100可以包括串聯(lián)連接在多個(gè)電感器104_1至104_x和可變電容106之間的SPxT開(kāi)關(guān)112，其中天線調(diào)諧電路100可以被配置用于經(jīng)由(或借由)SPxT開(kāi)關(guān)112將多個(gè)電感器104_1至104_x中的一個(gè)電感器連接至可變電容106。
[0052]如圖4中所示，天線調(diào)諧電路100可以包括調(diào)諧開(kāi)關(guān)114，調(diào)諧開(kāi)關(guān)114包括可變電容106和SPxT開(kāi)關(guān)。
[0053]由此，可變電容106可以包括至少一個(gè)可變電容器，至少一個(gè)可變電容器是利用調(diào)諧開(kāi)關(guān)114電可變(或可調(diào)節(jié))的。
[0054]此外，電感器104也可以是利用調(diào)諧開(kāi)關(guān)114電可變的(或可調(diào)節(jié))。如上所述，可變電感器例如可以由具有不同電感值的多個(gè)電感器104_1至104_x與被配置用于將多個(gè)電感器104_1至104_x中的一個(gè)電感器連接至可變(或可調(diào)節(jié))電容106的SPxT開(kāi)關(guān)112來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0055]如已經(jīng)所述，天線102的第一端子108用作饋送端子。例如，如圖4中示例性所示，天線102的第一端子108可以連接至天線開(kāi)關(guān)模塊(ASM) 113，其中天線開(kāi)關(guān)模塊113可以連接至收發(fā)器115。
[0056]如圖4中所示，核心思想是添加可調(diào)諧電容器106，可調(diào)諧電容器106可以例如在調(diào)諧開(kāi)關(guān)114內(nèi)部通過(guò)NMOS晶體管鏈(NM0S = η型金屬氧化物半導(dǎo)體)容易地實(shí)現(xiàn)，以進(jìn)一步增加調(diào)諧可能性。與RFFE數(shù)字總線(RFFE=射頻前端)結(jié)合，電話可以通過(guò)僅測(cè)試最優(yōu)位組合的軟件來(lái)優(yōu)化(與圖5相比)。
[0057]圖5示出了天線調(diào)諧電路100的示意性框圖。天線調(diào)諧電路100包括天線102 (在圖5中未示出，參見(jiàn)圖1和圖4)、調(diào)諧開(kāi)關(guān)114和多個(gè)電感器104_1至104_χ。
[0058]調(diào)諧開(kāi)關(guān)114可以被再劃分成電容器調(diào)諧部分116和開(kāi)關(guān)部分118。電容器調(diào)諧部分116和開(kāi)關(guān)部分118可以經(jīng)由公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)120而彼此連接。
[0059]開(kāi)關(guān)部分118可以經(jīng)由多個(gè)晶體管鏈122_1至122_χ來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中多個(gè)晶體管鏈122_1至122_χ被配置用于將多個(gè)電感器104_1至104_χ連接至公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)120。
[0060]例如，多個(gè)晶體管鏈122_1至122_χ中的第一晶體管鏈122_1可以串聯(lián)連接在第一電感器104_1和公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)120之間，以便根據(jù)有源天線頻帶將第一電感器104_1連接至公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)120。多個(gè)晶體管鏈122_1至122_χ中的第二晶體管鏈122_2可以串聯(lián)連接在第二電感器104_2和公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)120之間，以便根據(jù)有源天線頻帶將第二電感器104_2連接至公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)120。類似地，多個(gè)晶體管鏈122_1至122_x中的第x個(gè)晶體管鏈122_x可以串聯(lián)連接在第X個(gè)電感器104_x和公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)120之間，以便根據(jù)有源天線頻帶將第X個(gè)電感器104_x連接至公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)120。
[0061]注意，開(kāi)關(guān)部分118的多個(gè)晶體管鏈122_1至122_x中的每個(gè)晶體管鏈可以包括至少兩個(gè)晶體管，其中至少兩個(gè)晶體管的溝道串聯(lián)連接在公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)120與多個(gè)電感器104_1至104_x中的相應(yīng)電感器之間。
[0062]此外，開(kāi)關(guān)部分118可以包括多個(gè)晶體管鏈控制單元123_1至123_x，其被配置用于提供用于控制開(kāi)關(guān)部分118的多個(gè)晶體管鏈122_1至122_x中的晶體管的控制電壓(例如正或負(fù)柵極電壓)。
[0063]例如，第一晶體管鏈控制單元123_1可以被配置用于提供用于控制第一晶體管鏈122_1的晶體管的第一控制電壓，其中第二晶體管鏈控制單元123_2可以被配置用于提供用于第二晶體管鏈122_2的晶體管的第二控制電壓，并且其中第X個(gè)晶體管鏈控制單元123_x可以被配置用于提供用于第X個(gè)晶體管鏈122_x的晶體管的第X個(gè)控制電壓。
[0064]由此，開(kāi)關(guān)部分118的多個(gè)晶體管鏈控制單元123_1至123_x中的每個(gè)晶體管鏈控制單元可以經(jīng)由(柵極)電阻器連接至相應(yīng)晶體管鏈中的晶體管。
[0065]電容器調(diào)諧部分116可以借由多個(gè)電容器106_1至106_n和多個(gè)晶體管鏈124_1至124_11來(lái)實(shí)現(xiàn)可變電容106，其中η是大于或等于I的自然數(shù)，η彡I。由此，電容器調(diào)諧部分116的多個(gè)電容器106_1和106_11和多個(gè)晶體管鏈124_1至124_η可以串聯(lián)連接在天線102的第二端子110 (參見(jiàn)圖1和圖4)與公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)120之間。
[0066]注意，多個(gè)電容器106_1至106_11可以由至少兩個(gè)串聯(lián)連接的電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0067]例如，多個(gè)電容器106_1至106_η中的第一電容器106_1和多個(gè)晶體管鏈124_1至124_η中的第一晶體管鏈124_1可以串聯(lián)連接在天線102的第二端子110和公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)120之間。多個(gè)電容器106_1至106_η中的第二電容器106_2和多個(gè)晶體管鏈124_1至124_η中的第二晶體管鏈124_2可以串聯(lián)連接在天線102的第二端子110和公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)120之間。類似地，多個(gè)電容器106_1至106_η中的第η個(gè)電容器106_η和多個(gè)晶體管鏈124_1至124_η中的第η個(gè)晶體管鏈124_η可以串聯(lián)連接在天線102的第二端子110和公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)120之間。
[0068]觀察到電容器調(diào)諧部分116的多個(gè)晶體管鏈124_1至124_η中的每個(gè)晶體管鏈可以包括至少兩個(gè)晶體管，其中該至少兩個(gè)晶體管的溝道串聯(lián)連接在公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)120和多個(gè)電容器106_1至106_η中的相應(yīng)電容器之間。
[0069]此外，電容器調(diào)諧部分116可以包括多個(gè)晶體管鏈控制單元125_1至125_η，被配置用于提供用于控制電容器調(diào)諧部分116的多個(gè)晶體管鏈124_1至124_η中的晶體管的控制電壓(例如正或負(fù)柵極電壓)。
[0070]例如，第一晶體管鏈控制單元125_1可以被配置用于提供用于控制第一晶體管鏈124_1中的晶體管的第一控制電壓，其中第二晶體管鏈控制單元125_2可以被配置用于提供用于第二晶體管鏈124_2中的晶體管的第二控制電壓，并且其中第η個(gè)晶體管鏈控制單元125_η可以被配置用于提供用于第η個(gè)晶體管鏈124_η中的晶體管的第η個(gè)控制電壓。
[0071]由此，電容器調(diào)諧部分116的多個(gè)晶體管鏈控制單元125_1至125_η中的每個(gè)晶體管鏈控制單元可以經(jīng)由(柵極)電阻器連接至相應(yīng)的晶體管鏈中的晶體管。
[0072]觀察到電容器調(diào)諧部分116可以包括串聯(lián)連接在天線102的第二端子110與公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)120之間的另一晶體管鏈124_n+l。此外，電容器調(diào)諧部分116可以包括另一晶體管鏈控制單元125_n+l，該另一晶體管鏈控制單元125_n+l被配置用于提供用于控制另一晶體管鏈124_n+l中的晶體管的控制電壓。
[0073]天線調(diào)諧電路100可以包括接口控制器126，諸如SPI (SPI =串行外圍接口)、I2C(內(nèi)置集成電路)或MIPI(MIPI =移動(dòng)產(chǎn)業(yè)處理器接口)。
[0074]接口控制器126可以被配置用于控制電容器調(diào)諧部分116的晶體管鏈控制單元125_1至125_n(以及另一晶體管鏈控制單元125_n+l)和開(kāi)關(guān)部分118的晶體管鏈控制單元 123_1 至 123_x。
[0075]例如，接口控制器126可以被配置用于基于包括η位的控制信息來(lái)控制電容器調(diào)諧部分116的晶體管鏈控制單元125_1至125_η。
[0076]由此，多個(gè)晶體管鏈控制單元125_1至125_η中的每個(gè)晶體管鏈控制單元可以基于η位控制信息中的一位進(jìn)行控制，例如，第一晶體管鏈控制單元125_1可以基于控制信息的最高位(MSB)進(jìn)行控制，其中第η個(gè)晶體管鏈控制單元125_n可以由控制信息的最低位(LSB)進(jìn)行控制。
[0077]觀察到包括電容器調(diào)諧部分116和開(kāi)關(guān)部分118的調(diào)諧開(kāi)關(guān)114以及接口控制器126可以被實(shí)現(xiàn)在公共芯片127上。
[0078]在下文中，描述了天線布置。由此，對(duì)天線調(diào)諧電路100的以上描述也適用于天線布置。
[0079]圖6示出了天線布置130的示意性框圖。天線布置130包括具有第一端子108和第二端子110的天線102，第一端子108用作饋送端子，第二端子110與第一端子分離。天線布置130被配置用于感測(cè)天線102的第二端子110處的微調(diào)電壓(trimming voltage),以及用于從感測(cè)的微調(diào)電壓導(dǎo)出關(guān)于天線102的調(diào)諧的信息。
[0080]如上所述，天線102可以是PIF天線。由此，第二端子110可以被布置為使得其位置與天線102的電長(zhǎng)度的一半(或四分之一)對(duì)應(yīng)。
[0081 ] 天線布置130可以包括單元132，該單元132被配置用于感測(cè)天線102的第二端子110處的微調(diào)電壓，以及用于從感測(cè)的微調(diào)電壓導(dǎo)出關(guān)于天線102的調(diào)諧的信息。
[0082]此外，天線布置130可以包括耦合至天線102的第二端子110的電感器104和可變電容106。由此，天線布置130可以被配置用于通過(guò)改變可變電容106來(lái)影響在天線102的第二端子110處存在的微調(diào)電壓。
[0083]此外，電感器104可以是可變電感器，其中天線布置130被配置用于通過(guò)改變可變電感器的電感來(lái)影響第二端子110處的微調(diào)電壓。
[0084]圖7示出天線布置130的示意性框圖。與圖4中所示的天線調(diào)諧電路100相比，圖7中所示的天線布置130還包括連接至天線102的第二端子110的電阻器116，其中可以在電阻器116處感測(cè)微調(diào)電壓。
[0085]由此，電阻器116可以包括比天線102的阻抗高至少十倍的電阻值。
[0086]例如，電阻器116可以包括5000hm或5k0hm(或在250與7500hm之間、在2500hm與7.5k0hm之間、或者在2.5k0hm與7.5k0hm之間的范圍內(nèi))的電阻值。
[0087]注意，電阻器116可以被實(shí)現(xiàn)在調(diào)諧開(kāi)關(guān)114內(nèi)。
[0088]如上已經(jīng)具體所述，調(diào)諧開(kāi)關(guān)114包括可變電容106和SPxT開(kāi)關(guān)112，其中調(diào)諧開(kāi)關(guān)被配置用于經(jīng)由SPxT開(kāi)關(guān)112將包括不同電感值的多個(gè)電感器104_1至104_x中的一個(gè)電感器連接至可變電容106。
[0089]因此，調(diào)諧開(kāi)關(guān)114可以被配置用于改變可變電容106或改變電感器(該電感器由多個(gè)電感器104_1至104^和SPxT開(kāi)關(guān)112實(shí)現(xiàn))的電感，以便影響天線102的第二端子110處的微調(diào)電壓。
[0090]例如，天線布置130可以被配置用于例如經(jīng)由調(diào)諧開(kāi)關(guān)114，通過(guò)使用逐次逼近改變可變電容106和電感(該電感可以由多個(gè)電感器104_1至104_x和SPxT開(kāi)關(guān)112來(lái)實(shí)現(xiàn))中的至少一個(gè)來(lái)減小存在于第二端子110處的微調(diào)電壓(例如低于IVeff)。
[0091 ] 換而言之，(如已經(jīng)關(guān)于天線調(diào)諧電路100所描述的那樣)，在實(shí)施例中，添加可調(diào)諧電容器106，可調(diào)諧電容器106可以例如在調(diào)諧開(kāi)關(guān)114內(nèi)部通過(guò)NMOS晶體管鏈容易地實(shí)現(xiàn)，以進(jìn)一步增加調(diào)諧可能性。例如與RFFE數(shù)字總線結(jié)合，電話可以通過(guò)僅測(cè)試最優(yōu)位組合的軟件來(lái)優(yōu)化。
[0092]另一點(diǎn)在此是如下事實(shí)，在這一位置上可以感測(cè)天線102的不匹配。如果設(shè)計(jì)是公知的，則可以估計(jì)正確的電壓。如果電壓高于這一值，則使天線102失諧(參見(jiàn)圖7中所示的框圖電路)。
[0093]此外，ASM113饋送點(diǎn)也可以被感測(cè)，如在此與標(biāo)稱電壓的差值指示天線102失配。
[0094]檢測(cè)器例如可以是在連接點(diǎn)(頂環(huán))處的經(jīng)典的電壓檢測(cè)器。NMOS晶體管或類似的器件可以用作二極管。
[0095]注意，開(kāi)關(guān)也可以使用PIN 二極管或GaAs pHEMT(pHEMT = P型高電子遷移率晶體管)來(lái)實(shí)現(xiàn)。電容器組可以以串聯(lián)電容器配置而非并聯(lián)電容器配置來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是在此想要高電容時(shí)，并聯(lián)方法導(dǎo)致小得多的尺寸。
[0096]在下文中，更詳細(xì)描述(例如經(jīng)由可變電容106)對(duì)電感器104的調(diào)諧。
[0097]L-C組合(電感器104和可變電容106組合)可能具有兩個(gè)主要問(wèn)題。
[0098]一方面，電感值(L值)可以最多減半，另外Q因子強(qiáng)烈降低(例如，在Q= 10以下)。
[0099]另一方面，(電感器104和可變電容106的)組合可以進(jìn)入自諧振。這具有兩個(gè)負(fù)面影響。第一，電壓應(yīng)力顯著增加，這要求更高的堆疊，該更高的堆疊又導(dǎo)致Q因子的損失。第二，高電壓可以負(fù)面地影響頂D(MD =互調(diào)失真)以及諧波。
[0100]因此，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，更高的最小電容值(更高值的Cmin)對(duì)于避免自諧振和高RF (RF =射頻)電壓擺動(dòng)的可能性是有益的。
[0101]例如，具有8.2nH的電感值L的電感器104與具有1pF的最小電容值Cmin的可變電容106的組合導(dǎo)致4nH的有效電感，其導(dǎo)致Q = 15 (700MHz)的Q因子。
[0102]此外，具有8.2nH的電感值L的電感器104與具有7.5pF的最小電容值Cmin的可變電容106的組合導(dǎo)致2.8nH的有效電感，其導(dǎo)致Q = 8 (700MHz)的Q因子，對(duì)此不太感興趣。
[0103]此外，具有8.2nH的電感值L的電感器104與具有2.5pF的最小電容值Cmin的可變電容106的組合是電容性的并且上至90V RF (34dBmVSWR12)。
[0104]圖8示出可調(diào)諧電容器和一個(gè)電感器的示意性電路圖，以及VSWR12循環(huán)內(nèi)部的任意阻抗的史密斯圖，其表示LC電路的所有可能負(fù)載，并且表示由于匹配函數(shù)而導(dǎo)致的端口負(fù)載作為第二圖。
[0105]圖9在圖中示出相對(duì)于如圖2中所示操作的調(diào)諧電容器的電容繪制的在調(diào)諧電容器上的最大電壓的仿真結(jié)果。由此，縱坐標(biāo)以V表示在調(diào)諧電容器之上的電壓MAXVC3，其中橫坐標(biāo)以PF表示經(jīng)調(diào)解的電容CS。
[0106]如圖9所示，具有1nH的電感值L的電感器104與具有1pF(700MHz)的最小電容值Cmin的可變電容106 (或調(diào)諧電容器)的組合避免了低Q因子(和諧振)區(qū)域150，區(qū)域150由等于或小于15(即Q彡15)的Q因子和小于或等于5nH(即L彡5nH)的有效電感率表征。但是1pF的最小電容值Cmin導(dǎo)致Q因子區(qū)域160，區(qū)域160由大于15 (即Q >15)的Q因子和大于5nH(即L > 5nH)的有效電感率表征(比較點(diǎn)m6和m7與圖9中的點(diǎn)m5對(duì)照)ο
[0107]此外，如果可變電容106被旁路并且電感器104被直接連接至天線102的第二端子110(例如關(guān)斷位置，例如經(jīng)由圖6中所示的另一晶體管鏈124_n+l)，則可以避免低Q因子區(qū)域150(圖9中的比較點(diǎn)m4)。
[0108]圖1OA至圖1OD在圖中針對(duì)電感器104的四個(gè)不同電感值L示出了相對(duì)于調(diào)諧電容器的電容繪制的在調(diào)諧電容器之上的最大電壓MAXVC3的仿真結(jié)果。在圖1OA至圖1OD中，縱坐標(biāo)以V表示在第三電容器之上的電壓MAXVC3，其中橫坐標(biāo)以pF表示電容CS。
[0109]換而言之，圖1OA至圖1OD示出了針對(duì)以下參數(shù)的測(cè)試實(shí)例結(jié)果:700MHz，34dBm和 VSWRl2。
[0110]圖1lA至圖1lD在圖中針對(duì)電感器104的四個(gè)不同電感值L示出了相對(duì)于第三電容器的電容繪制的在第三電容器之上的最大電壓MAXVC3的仿真結(jié)果。在圖1lA至圖1lD中，縱坐標(biāo)以V表示在第三電容器之上的電壓MAXVC3，其中橫坐標(biāo)以pF表示電容CS。
[0111]換而言之，圖1lA至圖1lD示出了針對(duì)以下參數(shù)的測(cè)試實(shí)例結(jié)果:1700MHz，3 IdBm和 VSWRl2。
[0112]圖12A至圖12D在圖中在700MHz針對(duì)電感器104的四個(gè)不同電感值L示出了相對(duì)于包括電感器104和可變電容106的串聯(lián)電路的有效電感Leff繪制的Q因子的仿真結(jié)果。在圖12A至圖12D中，縱坐標(biāo)表示Q因子，其中橫坐標(biāo)以nH表示有效電感Leff。
[0113]圖13A至圖13D在圖中在1700MHz針對(duì)電感器104的四個(gè)不同電感值L示出了相對(duì)于包括電感器104和可變電容106的串聯(lián)電路的有效電感Leff繪制的Q因子的仿真結(jié)果。在圖13A至圖13D中，縱坐標(biāo)表示Q因子，其中橫坐標(biāo)以nH表示有效電感Leff。
[0114]圖14A和圖14B在圖中在2600MHz針對(duì)電感器104的兩個(gè)不同電感值L示出了相對(duì)于包括電感器104和可變電容106的串聯(lián)電路的有效電感Leff繪制的Q因子的仿真結(jié)果。在圖13A至圖13D中，縱坐標(biāo)表示Q因子，其中橫坐標(biāo)以nH表示有效電感Leff。
[0115]圖15示出了包括電感器104、可變電容106和天線102的天線調(diào)諧電路100的示意性電路圖。電感器104和可變電容106可以串聯(lián)連接在天線102的第二端子110與參考端子109之間，參考端子109被配置用于提供參考電勢(shì)，諸如接地電勢(shì)。
[0116]注意，在圖15中天線102借由500hm阻抗來(lái)示出。
[0117]如圖15中所示，可變電容106可以由串聯(lián)耦合在天線102的第二端子110與電感器104之間的多個(gè)電容器106_1至106_n(n = 4)、以及并聯(lián)連接至多個(gè)電容器106_1至106_n的多個(gè)旁路開(kāi)關(guān)107_1至107_n(n = 4)來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而多個(gè)旁路開(kāi)關(guān)107_1至107_n中的每個(gè)旁路開(kāi)關(guān)可以旁路多個(gè)電容器106_1至106_n中的一個(gè)電容器。
[0118]例如，多個(gè)旁路開(kāi)關(guān)107_1至107_n中的第一旁路開(kāi)關(guān)107_1可以并聯(lián)連接至多個(gè)電容器106_1至106_n中的第一電容器106_1，以便例如根據(jù)有源天線頻帶來(lái)旁路第一電容器106_1。
[0119]類似地，多個(gè)旁路開(kāi)關(guān)107_1至107_n中的第二旁路開(kāi)關(guān)107_2可以并聯(lián)連接至多個(gè)電容器106_1至106_n中的第二電容器106_2，以便例如根據(jù)有源天線頻帶來(lái)旁路第二電容器106_2。
[0120]由此，多個(gè)電容器106_1至106_11可以包括相同電容值。
[0121]因此，可以通過(guò)改變(或調(diào)節(jié))有效地串聯(lián)連接在天線102的第二端子110與電感器104之間的多個(gè)電容器106_1至106_n中的電容器的數(shù)目來(lái)改變(或調(diào)節(jié))可變電容106的電容。
[0122]此外，如圖15所示，另一開(kāi)關(guān)107_n+l可以串聯(lián)連接在可變電容106與電感器104之間。
[0123]圖16在圖中示出了相對(duì)于包括圖15中所示的電感器104和可變電容106的串聯(lián)電路的有效電感Leff繪制的該串聯(lián)電路的Q因子的仿真結(jié)果。由此，縱坐標(biāo)表示Q因子，其中橫坐標(biāo)以nH表示有效電感Leff。
[0124]該圖示出了五個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及它們相對(duì)于頻率的行為。五條線分別表示一個(gè)電容組合。在旁路(所有晶體管導(dǎo)通)模式中，獲得1nH的初始值，而電感通過(guò)逐次減小電容而減小了。同樣，Q因子下降了。(該圖并入了實(shí)際晶體管模型，從而可調(diào)諧的電容器是非理想的。)
[0125]圖17示出了用于調(diào)諧天線的方法200的流程圖。天線包括第一端子和第二端子，第一端子用作饋送端子，第二端子與第一端子分離，其中電感器和可變電容耦合至第二端子。該方法200包括改變202電容，以由此調(diào)諧天線。
[0126]圖18示出了用于操作天線布置的方法230的流程圖。天線布置包括具有第一端子和第二端子的天線，第一端子用作饋送端子，第二端子與第一端子分離。該方法230包括感測(cè)232第二端子處的電壓，以及從感測(cè)的電壓導(dǎo)出234關(guān)于天線的調(diào)諧的信息。
[0127]盡管在裝置的上下文中已經(jīng)描述了一些方面，但是應(yīng)當(dāng)清楚這些方面也表示對(duì)應(yīng)的方法的描述，其中框或裝置對(duì)應(yīng)于方法步驟或者方法步驟的特征。類似地，在方法步驟的上下文中描述的方面也表示對(duì)應(yīng)裝置的對(duì)應(yīng)框或項(xiàng)目或特征的描述。一些或所有方法步驟可以由(或者使用)硬件裝置執(zhí)行，例如微處理器、可編程計(jì)算機(jī)或電子電路。在一些實(shí)施例中，大部分重要方法步驟中的某個(gè)或者多個(gè)可以由這樣的裝置來(lái)執(zhí)行。
[0128]在一些實(shí)施例中，可編程邏輯器件(例如現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)可以用來(lái)執(zhí)行在本文中所描述的方法的一些或所有功能。在一些實(shí)施例中，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列可以與微處理器結(jié)合以執(zhí)行在本文中所描述的方法?？傮w而言，方法優(yōu)選地由任何硬件裝置來(lái)執(zhí)行。
[0129]以上所描述的實(shí)施例對(duì)于本發(fā)明的原理僅為說(shuō)明性的。應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)布置的修改和改變以及在本文中所描述的細(xì)節(jié)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是明顯的。因此，其只在僅由所附權(quán)利要求的范圍確定，而不由通過(guò)說(shuō)明書和在本文中的實(shí)施例的闡釋所呈現(xiàn)的特定細(xì)節(jié)限定。
【權(quán)利要求】
1.一種天線調(diào)諧電路，包括: 具有第一端子和第二端子的天線，所述第一端子用作饋送端子，所述第二端子與所述第一端子分離； 其中電感器和可變電容耦合至所述第二端子，以調(diào)諧所述天線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述天線通過(guò)所述可變電容而在其電長(zhǎng)度中可調(diào)諧。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述電感器是可變電感器，并且其中所述天線通過(guò)所述電感器而在其電長(zhǎng)度中可調(diào)諧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述電感器與所述可變電容處于串聯(lián)電路中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中所述電感器的有效電感通過(guò)所述可變電容來(lái)減小，其中所述電感器的所述有效電感通過(guò)所述可變電容減小少于50%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中所述可變電容的電抗少于所述電感器的電抗的50%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述可變電容包括至少一個(gè)電容器，所述至少一個(gè)電容器利用調(diào)諧開(kāi)關(guān)而電可變，或者其中所述電感器是利用所述調(diào)諧開(kāi)關(guān)而電可變的可變電感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路，其中所述調(diào)諧開(kāi)關(guān)包括控制器、數(shù)字總線系統(tǒng)或至少一個(gè)單極晶體管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路，其中所述調(diào)諧開(kāi)關(guān)包括至少10個(gè)單極晶體管。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路，其中所述單極晶體管是NMOS晶體管。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路，其中所述可變電容通過(guò)短路所述可變電容的至少一個(gè)電容器而可變。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路，其中所述調(diào)諧開(kāi)關(guān)包括pin二極管和單刀X擲開(kāi)關(guān)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中振蕩器的Q因子大于10，所述振蕩器包括所述天線、所述電感器和所述可變電容。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中選擇的電容和選擇的電感依賴于有源天線頻帶。
15.一種天線調(diào)諧電路，包括: 具有第一端子和第二端子的天線，所述第一端子用作饋送端子，所述第二端子與所述第一端子分離； 其中電感器和可變電容在串聯(lián)電路中耦合至所述第二端子，并且其中所述天線通過(guò)所述可變電容而在其電長(zhǎng)度中可調(diào)諧，所述可變電容利用調(diào)諧開(kāi)關(guān)而電可變。
16.一種用于調(diào)諧天線的方法，其中所述天線包括第一端子和第二端子，所述第一端子用作饋送端子，所述第二端子與所述第一端子分離，其中電感器和可變電容耦合至所述第二端子，其中所述方法包括:改變所述電容，以由此調(diào)諧所述天線。
17.一種天線布置，包括: 具有第一端子和第二端子的天線，所述第一端子用作饋送端子，所述第二端子與所述第一端子分離； 其中所述天線布置被配置用于感測(cè)所述第二端子處的微調(diào)電壓，以及用于從感測(cè)的所述微調(diào)電壓導(dǎo)出關(guān)于所述天線的調(diào)諧的信息。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的天線布置，其中所述第二端子被布置為使得其位置與所述天線的電長(zhǎng)度的一半或四分之一對(duì)應(yīng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的天線布置，其中電感器和可變電容耦合至所述第二端子，并且其中所述天線布置被配置用于通過(guò)改變所述可變電容或通過(guò)改變所述電感器的電感來(lái)影響所述第二端子處的所述微調(diào)電壓。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的天線布置，其中所述第二端子處的所述微調(diào)電壓小于I Veff ο
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的天線布置，其中所述天線布置包括調(diào)諧開(kāi)關(guān)，所述調(diào)諧開(kāi)關(guān)被配置用于改變所述可變電容或改變所述電感器的電感，以便影響所述微調(diào)電壓。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的天線布置，其中所述天線布置被配置用于通過(guò)使用逐次逼近改變所述可變電容和所述電感中的至少一個(gè)來(lái)減小所述第二端子處存在的所述微調(diào)電壓。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的天線布置，其中電阻器連接至所述第二端子并且所述電阻器的電阻值比所述天線的阻抗高至少超過(guò)10倍，其中在此電阻器處感測(cè)所述微調(diào)電壓。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的天線布置，其中所述電阻器包括5000hm或5kOhm的電阻值。
25.一種天線布置，包括:具有第一端子和第二端子的天線，所述第一端子用作饋送端子，所述第二端子與所述第一端子分離并且被布置為使得其位置與所述天線的電長(zhǎng)度的一半或四分之一對(duì)應(yīng)；以及電感器和可變電容，所述電感器和可變電容在串聯(lián)電路中耦合至所述第二端子；其中所述天線布置被配置用于感測(cè)所述第二端子處的微調(diào)電壓、用于從感測(cè)的所述微調(diào)電壓導(dǎo)出關(guān)于所述天線的調(diào)諧的信息、以及用于通過(guò)改變所述電容或通過(guò)改變所述電感來(lái)影響所述第二端子處的所述微調(diào)電壓。
26.一種用于操作天線布置的方法，其中所述天線布置包括具有第一端子和第二端子的天線，所述第一端子用作饋送端子，所述第二端子與所述第一端子分離，其中所述方法包括: 感測(cè)所述天線的所述第二端子處的電壓；以及 從感測(cè)的所述電壓導(dǎo)出關(guān)于所述天線的調(diào)諧的信息。
【文檔編號(hào)】H04B1/18GK104242976SQ201410273573
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月19日
【發(fā)明者】W·巴卡爾斯基 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司