阻抗調(diào)諧控制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及控制阻抗匹配（impedance matching)，更具體地，設(shè)及通過使用混合 控制算法來控制阻抗調(diào)諧（impedance tuning)的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)無線通信設(shè)備操作在發(fā)送燈訝模式時(shí)，天線可用于W無線的方式（over the air)發(fā)送射頻（radio化equency，RFO信號(hào)。然而，在無線通信設(shè)備（如移動(dòng)電話）中使 用的天線由于某些因素可能會(huì)失效。例如，天線與前端模塊之間的阻抗失配可能導(dǎo)致天線 性能損失。另一個(gè)例子，人體（如頭和手）可能會(huì)影響天線阻抗，因此也導(dǎo)致天線性能損 失。在現(xiàn)實(shí)中，無線通信設(shè)備的環(huán)境狀況可能會(huì)隨著時(shí)間而不同，運(yùn)將大大地影響天線的 性能。當(dāng)天線性能在TX模式中被降低時(shí)，需要功率放大器來輸出具有更大TX功率的RF 信號(hào)，W補(bǔ)償天線損失。因而，功率放大器的電流消耗增加。當(dāng)無線通信設(shè)備是由電池供 電的便攜設(shè)備時(shí)，電池的壽命較短，導(dǎo)致使用無線通訊設(shè)備時(shí)較差的用戶體驗(yàn)。
[0003] 一些損失的天線性能可W通過天線調(diào)諧而恢復(fù)。無線通信設(shè)備可W使用動(dòng)態(tài)阻抗 調(diào)諧技術(shù)來改善天線的性能。然而，對(duì)天線調(diào)諧的適當(dāng)控制對(duì)天線性能的改善至關(guān)重要。如 果沒有正確地控制天線調(diào)諧器，則天線可能無法具有期望的性能增益。因此，需要一種能夠 正確地配置天線調(diào)諧器W使向天線傳輸?shù)墓β首畲蠡奶炀€調(diào)諧控制方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 因此，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，提出了通過使用混合控制算法來控制阻抗 調(diào)諧的裝置和方法W解決上述問題。 陽〇化]依據(jù)本發(fā)明的第一方面，披露了一種示例的阻抗調(diào)諧控制裝置。該示例的阻抗調(diào) 諧控制裝置包括處理電路和輸出電路。該處理電路被配置為根據(jù)第一性能指標(biāo)確定第一控 制設(shè)置，并W第一控制設(shè)置設(shè)定的捜索起始點(diǎn)執(zhí)行捜索操作，W根據(jù)與第一性能指標(biāo)不同 的第二性能指標(biāo)尋找第二控制設(shè)置。該輸出電路被配置為向調(diào)諧器輸出最終控制設(shè)置，其 中從第二控制設(shè)置導(dǎo)出最終控制設(shè)置。
[0006] 依據(jù)本發(fā)明的第二方面，披露了一種示例的阻抗調(diào)諧控制方法。該示例的阻抗調(diào) 諧控制方法包括：根據(jù)第一性能指標(biāo)確定第一控制設(shè)置；W所述第一控制設(shè)置設(shè)定的捜索 起始點(diǎn)執(zhí)行捜索操作，W根據(jù)與所述第一性能指標(biāo)不同的第二性能指標(biāo)尋找第二控制設(shè) 置；W及基于從所述第二控制設(shè)置導(dǎo)出最終控制設(shè)置控制調(diào)諧器。
[0007] 上述阻抗調(diào)諧控制裝置和阻抗調(diào)諧控制方法能夠正確地配置天線調(diào)諧器W使得 向天線傳輸?shù)墓β首畲蠡?br>[000引在閱讀各個(gè)附圖中例示的優(yōu)選實(shí)施例的如下詳細(xì)描述之后，本發(fā)明的運(yùn)些和其他 目的對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說無疑將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0009] 圖I是例示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式在無線通信設(shè)備中實(shí)現(xiàn)的阻抗調(diào)諧控制裝置 的示意圖。
[0010] 圖2是例示沒有天線調(diào)諧器的系統(tǒng)的簡化模型的示意圖。
[0011] 圖3是例示具有天線調(diào)諧器的系統(tǒng)的簡化模型的示意圖。
[0012] 圖4是例示圖1所示處理電路所確定的第一和第二控制設(shè)置的示例的示意圖。
[0013] 圖5是例示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的阻抗調(diào)諧控制方法的流程圖。 陽014] 圖6是例示圖5所示步驟514的替代設(shè)計(jì)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 在說明書及后續(xù)的權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領(lǐng)域一般 技術(shù)人員應(yīng)可理解，制造商可能會(huì)用不同的名詞來稱呼同一元件。本說明書及后續(xù)的權(quán)利 要求并不W名稱的差異來作為區(qū)別元件的方式，而是W元件在功能上的差異來作為區(qū)別的 基準(zhǔn)。在通篇說明書及后續(xù)的權(quán)利要求當(dāng)中所提及的"包含"是開放式的用語，故應(yīng)解釋成 "包含但不限定于"。此外禪接"一詞在此是包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此， 若文中描述第一裝置電性連接于第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接于該第二裝置， 或通過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。
[0016] 圖1是例示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式在無線通信設(shè)備中實(shí)現(xiàn)的阻抗調(diào)諧控制裝置 的示意圖。例如，無線通信設(shè)備100可W是移動(dòng)電話。應(yīng)該注意，圖1只示出了與本發(fā)明相 關(guān)的組件。在實(shí)踐中，無線通信設(shè)備100可W具有附加組件來實(shí)現(xiàn)其他功能。如圖1所示， 無線通信設(shè)備100包括印刷電路板102和天線裝置（assembly) 104。印刷電路板102具有 安裝于其上的多個(gè)電路元件。例如，阻抗調(diào)諧控制裝置112、TX電路114、雙工器值PX) 115 和檢測電路116安裝在印刷電路板102上。天線裝置104包括天線調(diào)諧器132和天線134。
[0017] TX電路114包括需要生成被發(fā)送至天線調(diào)諧器132的具有特定TX功率的RF信號(hào) 的電路元件。例如，TX電路114具有功率放大器（power amplifier, PA) 113, TX電路114 的PA輸出通過雙工器115和傳輸線106傳送給天線調(diào)諧器132。雙工器115是無線電設(shè) 備，其使得能夠經(jīng)過單個(gè)天線進(jìn)行信號(hào)傳輸和信號(hào)接收。檢測電路116包括禪合器117、低 噪聲放大器（low-noise amplifier, LNA) 118和反射系數(shù)檢測器119。
[0018] 阻抗調(diào)諧控制裝置112用于天線調(diào)諧，并且包括處理電路122和輸出電路124。例 如，處理電路122可W是微控制器或數(shù)字信號(hào)處理器值SP)。處理電路122被配置為使用混 合控制算法，對(duì)天線調(diào)諧器132生成最終的控制設(shè)置CS_F用于天線調(diào)諧。具體來說，最終 的控制設(shè)置CS_F被處理電路122動(dòng)態(tài)地更新用于動(dòng)態(tài)地阻抗調(diào)諧。例如，當(dāng)天線加載（例 如，相位和/或振幅）或頻帶改變時(shí)，處理電路122可操作地執(zhí)行混合控制算法來確定新的 最終控制設(shè)置CS_F用于天線調(diào)諧器132。輸出電路124被配置為，通過諸如移動(dòng)行業(yè)處理 器接口（Mobile Indus付y Processor IntedaceiMIPI)的接口 108輸出最終的控制設(shè)置 CS_F。應(yīng)該指出的是，為了良好的捜索性能，在初始化所提出的局部最小值捜索操作時(shí)，可 W設(shè)及中間控制設(shè)置（例如，第一控制設(shè)置CS_1)，該中間控制設(shè)置還經(jīng)由輸出電路124被 發(fā)送至天線調(diào)諧器132 W改變天線調(diào)諧器設(shè)置。因此，W應(yīng)用于天線調(diào)諧器132的中間控 制設(shè)置（例如，第一控制設(shè)置CS_1)給出的初始化，來執(zhí)行提出的局部最小值捜索操作。
[0019] 關(guān)于天線調(diào)諧器132,其包括輸入電路136和阻抗調(diào)諧電路138。阻抗調(diào)諧電路138 可W使用匹配網(wǎng)絡(luò)139來實(shí)現(xiàn)，匹配網(wǎng)絡(luò)139可諸如具有一個(gè)或多個(gè)可調(diào)元件（例如，可調(diào) 電容器）的開關(guān)-電容-電感網(wǎng)絡(luò)。因此，由輸入電路136接收的任何控制設(shè)置，諸如最終控 制設(shè)置CS_F或第一控制設(shè)置CS_1，具有多個(gè)控制字CWi、CW2、…CWJ直用來控制可調(diào)元件的 元件值，例如可調(diào)電容器的電容值。應(yīng)該注意的是，阻抗調(diào)諧電路138可W通過使用不同的 電路結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，在運(yùn)些電路結(jié)構(gòu)中，可W存在可變電容器或可調(diào)開關(guān)或他們兩者。此外， 阻抗調(diào)諧電路138中實(shí)現(xiàn)的可調(diào)元件的數(shù)量可W根據(jù)實(shí)際的設(shè)計(jì)考慮進(jìn)行調(diào)整。阻抗調(diào)諧 電路138具有的阻抗應(yīng)當(dāng)被適當(dāng)?shù)乜刂芖使得到天線134的傳送功率最大化。在運(yùn)個(gè)實(shí)施 方式中，處理電路122采用兩種控制算法來確定用于當(dāng)前天線加載（antenna loading)的 一個(gè)最終控制設(shè)置CS_F。下面描述了處理電路122的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
[0020] 處理電路122被配置為使用用于根據(jù)第一天線性能指標(biāo)確定第一控制設(shè)置CS_1 的第一控制算法，并使用第二控制算法W第一控制設(shè)置CS_1設(shè)定的捜索起始點(diǎn)執(zhí)行捜索 操作，來根據(jù)第二天線性能指標(biāo)找到第二控制設(shè)置CS_2,其中第二天線性能指標(biāo)不同于第 一天線性能指標(biāo)。第一控制算法控制第二控制算法的初始化。因此，第一控制設(shè)置CS_1決 定第二控制算法開始捜尋第二控制設(shè)置CS_2的捜索起始點(diǎn)。最終控制設(shè)置CS_F是從第二 控制設(shè)置CS_2導(dǎo)出的。例如，第二控制設(shè)置CS_2可W直接作為最終控制設(shè)置CS_F。 陽021] 例如，第一天線性能指標(biāo)可W是變頻器增益（trans化cer gain, TG)或相對(duì)變頻器 增益（relative trans化cer gain, RTG)，并且/或者第二天線性能指標(biāo)可W是反射系數(shù)幅 度/相位或電壓駐波比（voltage standing wave ratio, VSWR)。另一個(gè)例子，處理電路122 可W基于第一天線性能指標(biāo)通過執(zhí)行分析計(jì)算來決定第一控制設(shè)置CS_1 ;和/或