CN100459429C - 移动通信终端的天线匹配控制方法 - Google Patents

移动通信终端的天线匹配控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及对多种使用环境执行宽频带阻抗匹配的天线匹配装置及其方法。其方法包括：产生对所要发送电力的发送控制值(TX-AGC)的阶段；根据上述所产生的发送控制值，变更控制信号(PDM)并进行输出的阶段；根据上述输出的控制信号变更阻抗值从而执行天线匹配的阶段。本发明根据终端的使用环境变更天线的匹配值从而实现宽频带的阻抗匹配，因此能够提高天线的性能及系统的信赖性。

Description

移动通信终端的天线匹配控制方法
技术领域
本发明涉及移动通信终端的天线匹配，尤其是涉及一种对多种使用环境执行宽频带(broad band)阻抗匹配的天线匹配装置及其方法。
背景技术
通常，如手机和PDA等移动通信终端，为确保其移动性而无线传送或接收声音及数据。这种移动通信终端需要通过无线网络交换数据的天线。
但是，移动通信终端的天线在其特性上大小或安装位置都受到限制，因此难以在所有情况下维持最佳状态。为此最好的方法是在天线的所有使用环境比如为用手围住天线、靠近头部或放在地面进行通话、打开或关闭翻盖等各种环境中对其阻抗匹配值一一进行调整，但实际上难以实现。
这里所述的阻抗匹配是指，连接两个电路而传送电力时，在其连接点对两个电路的表面电阻进行调整从而使其传送最大电力。即，当未能处理好阻抗匹配时，不能正常传送电力因而发生电力的损失，特别是在传送电力的电路中阻抗匹配起到重要的作用。
对现有技术的移动通信终端的天线匹配电路进行说明为如下。
如图1所述，现有的移动通信终端包括天线10和匹配电路20。天线10执行基站与终端间的无线通信；匹配电路20通过连接点与天线连接10并对天线10进行阻抗匹配。
现有的匹配电路20利用电阻、电感L、电容C构成并联或串联，适当调整电阻、电感、电容的值进行阻抗匹配从而使其最佳地接收电波。
但是，由电阻、电感、电容构成的现有天线匹配电路具有固定的电阻、电感、电容的值，因此天线匹配电路的阻抗值不随着所收到的电波频率而变化。
而固定的阻抗值中，若在中间频率具有最少的驻波比(SWR：StandingWave Ratio)值，就能很好地形成阻抗匹配，然而在较低或较高频率上具有较高的SWR(Standing Wave Ratio)值就不易形成阻抗匹配。
图2是显示上述特性的图，如图所示，移动通信终端的所有频率使用域中，在中间频率上具有较低的SWR值；在较低或较高频率中具有较高SWR值。
上述现有的天线匹配电路具有固定的电阻、电感、电容的值，即一个阻抗匹配值，因此在超过终端使用域的低频或高频中，其电阻匹配效果显著下降。即，对于终端的使用域，不可能实现宽频带的阻抗匹配，因此不能根据终端的多种使用环境形成最佳的阻抗匹配。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的问题而提供一种提高天线性能的天线阻抗匹配装置。
本发明的另一目的在于对天线的多种使用环境执行宽频带的阻抗匹配。
为达成上述目的，本发明提供移动通信终端的天线匹配装置，其包括：控制部，根据发送电力的发送控制值(TX_AGC)变更控制信号(PDM)而进行输出；低通滤波器，能够将上述控制部输出的控制信号(PDM)转换成DC信号；天线匹配部根据上述低通滤波器输出的DC电平变更阻抗值从而执行天线匹配。
本发明在上述天线匹配部包括：变容二极管(VD)，根据上述低通滤波器输出的DC电平改变其内部静电容量；退耦电容(C2)，防止输出上述低通滤波器输出的DC成分的信号；匹配电容(C3)，根据上述变容二极管的静电容量执行天线匹配。
而且，为达成上述目的，本发明提供移动通信终端的天线匹配方法，其包括：产生对所要发送电力的发送控制值(TX-AGC)的阶段；根据上述所产生的发送控制值(TX-AGC)，变更控制信号(PDM)并进行输出的阶段；根据上述输出的控制信号(PDM)变更阻抗值从而执行天线匹配的阶段。
在此，根据上述发送控制值(TX_AGC)变更控制信号(PDM)进行输出的阶段包括：判断上述发送控制值(TX_AGC)是否超过第一设定值的阶段；当上述发送控制值(TX_AGC)低于第一设定值时，将上述控制信号(PDM)作为已设定默认值(PO)进行输出的阶段；当上述发送控制值(TX_AGC)超过第一设定值时，将上述控制信号(PDM)依次变更为已指定的n个值(Px)，并把能够将上述发送控制值(TX_AGC)减少到第一设定值以下的值(Px)作为上述控制信号(PDM)输出的阶段；之后，当上述发送控制值(TX_AGC)减少到第二设定值以下时，将上述控制信号(PDM)重新作为默认值(PO)进行输出的阶段。
上述第一设定值是指作为过量电流消耗发生标准的发送控制值，第二设定值指作为正常消耗电流发生标准的发送控制值。
根据本发明，能够寻找到形成最佳阻抗匹配的控制信号脉冲密度调制(PDM，Pulse Density Modulation)而进行输出，从而形成终端的宽频带天线匹配。
本发明的有益效果在于，能够根据终端的使用环境而改变天线的匹配值，从而使阻抗的未匹配造成的过量电流消耗现象为最少，因此能够提高天线性能及系统信赖性。
附图说明
图1是现有技术移动通信终端的天线匹配电路示意图；
图2是根据图1的天线匹配电路频率的SWR特性示意图；
图3是本发明移动通信终端的天线匹配装置示意图；
图4是根据本发明的移动通信终端的天线匹配方法的流程图。
***附图主要部分的符号说明***
100：控制部           200：低通滤波器
300：天线匹配部
具体实施方式
下面，结合附图对于本发明进行如下详细说明。
参照图3及图4说明根据本发明的移动通信终端的天线匹配装置及其控制方法为如下。
如图3所示，本发明的天线匹配装置包括：控制部100，根据对发送电力的发送控制值(传输自动增益控制TX_AGC；Transmit Automatic Gain Control)变更控制信号(PDM)并进行输出；低通滤波器200，将上述控制部100输出的控制信号(PDM)转换成DC信号；天线匹配部300，根据上述低通滤波器200输出的DC电平变更阻抗值从而执行天线匹配。
在此，上述控制部100是根据所需的发送电力输出一定控制信号(PDM)的MSM(Mobile Station Modem)。
通常，发送电力控制软件即控制程序每隔1ms将所需的发送电力的控制值(TX_AGC)记录在MSM100的TX_AGC寄存器，上述MSM100产生对应于TX_AGC寄存器所记录的发送控制值(TX_AGC)的控制信号(PDM)。
上述控制信号(PDM)是根据发送控制值(TX_AGC)而改变密度(Density)的波形信号，发送控制值(TX_AGC)与脉冲的密度成比例关系。
而且，上述低通滤波器200是由电阻R1和电容C构成的R-C电路，具有能够将MSM100输出的控制信号(PDM)转换成一定的DC信号(直流电压)的功能。
这时，上述控制信号(PDM)的脉冲密度与控制信号(PDM)的DC信号成比例关系。即，电力控制程序控制发送控制值(TX_AGC)从而能够增加/减少发送电力的强度。
具体而言，增加发送控制值(TX_AGC)时，上述控制信号(PDM)的DC成分增加因而加强发送电力的强度；相反，减少发送控制值(TX_AGC)时，控制信号(PDM)的DC成分减少因而降低发送电力的强度。
从上述内容可知，通过电力控制程序所产生的发送控制值(TX_AGC)就可预测消耗电流的大小。
因此，MSM100在内部利用发送控制值(TX_AGC)判断消耗电流的大小，若天线的电阻没有匹配好而发生过量的电流消耗时，本发明降低发送控制值(TX_AGC)来维持最佳的天线匹配值。
具体而言，上述MSM100产生对应于发送控制值(TX_AGC)的控制信号(PDM)，而上述控制信号(PDM)输入到低通滤波器200进行过滤，这时，上述低通滤波器200输出对应于控制信号(PDM)的DC电压。而且，上述天线匹配部300接收低通滤波器200输出的DC电压，并根据上述输入的DC电压电平调节阻抗值从而执行天线的匹配。
这时，在上述天线匹配部300改变阻抗值的是变容二极管(VD，VariableCapacitance Diode)，上述变容二极管(VD)根据从低通滤波器200输入的DC电压的电平变更静电容量，因此天线匹配部300的全部阻抗值进行变化。即，上述天线匹配部300根据变容二极管(VD)的静电容量的变化移动天线的共振点，从而使阻抗的未匹配导致的过量电流消耗降低为最少，同时形成最佳的天线匹配。
再有，与退耦电容(C2)串联的上述变容二极管(VD)能够防止从上述低通滤波器200输出的DC成分输入到天线方向。
对具有上述结构的移动通信终端的天线匹配方法进行详细说明为如下。
通常，不同的终端使用环境，即不同的使用终端方式，对天线的阻抗造成的影响则不同。尤其是在通话状态中产生过量消耗电流的现象。
如图4所示，首先判断终端的通话状态，步骤S11；当它未处于通话状态时，MSM100将已设定的默认(Default)值(PO)作为控制信号(PDM)(以下用符号P表示)进行输出，步骤S13。
而终端处于通话状态时，对发生的发送控制值(TX_AGC)(以下用符号T表示)定期进行监测。在上述监测过程中，判断现发送控制值T是否超过第一设定值T1，步骤S21。在此，上述第一设定值T1是指作为产生过量电流消耗标准的发送控制值。上述判断步骤S21结果为，现发送控制值T低于第一设定值T1时，同样以默认值(PO)作为控制信号P进行输出，步骤S23。
另外，上述判断步骤S21结果为，发送控制值T超过第一设定值T1时，将MSM100的控制信号P依次变更为事先指定的n个试验值(Px)(P1，P2，…，Pn)并寻找使发送控制值T低于第一设定值T1的试验值(Px)(步骤S31至步骤S35)。即，当前发送控制值T超过第一设定值T1时，依次将第一至第n试验值(P1，P2，…，Pn)作为控制信号P进行输出并监测发送控制值T。
这时，上述MSM100的控制信号P是控制变容二极管(VD)的静电容量的信号，随着上述控制信号P的变更，天线匹配部300的阻抗值也进行变化从而使天线的共振点移动。因上述天线共振点的移动，能得到电流的消耗，即发送控制值(TX_AGC)的下降，在n个试验值(Px)中寻找到使发送值T低于第一设定值T1的试验值(Popt)作为MSM100的控制信号P进行输出，步骤S41。
之后，判断发送控制值T是否低于第二设定值T2，步骤S43。在此，上述第二设定值T2是指作为正常电流消耗发生标准的发送控制值。
上述判断步骤S43结果为，上述发送控制值T未能降低到第二设定值T2时，在上述步骤S31至步骤S41过程中找到的试验值(Popt)作为MSM100的控制信号使用，步骤S45。
而上述判断步骤S43结果为，上述发送控制值T降低到第二设定值T2时，重新将MSM100的控制信号P作为默认值(PO)进行输出，步骤S47。
因此，本发明在发送控制值T上升到过量消耗电流的发生标准电平以上时，寻找最佳的阻抗值降低发送控制值T。
本发明的移动通信终端的天线匹配装置及其控制方法具有以下效果：本发明实现了宽频带的阻抗匹配从而能够根据终端的使用环境形成最佳的天线匹配。即，在宽频带中使阻抗的匹配效果为最佳。能够根据终端的使用环境而改变天线的匹配值，从而使阻抗的未匹配造成的过量电流消耗现象为最少，因此能够提高天线性能及系统信赖性。
以上具体实施方式仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。

Claims (1)

1.一种移动通信终端的天线匹配控制方法，其特征在于包括：产生对所要发送电力的发送控制值的阶段；根据产生的发送控制值，变更控制信号并进行输出的阶段；根据所述输出的控制信号变更阻抗值从而执行天线匹配的阶段；
其中根据所述发送控制值变更控制信号进行输出的阶段包括：判断所述发送控制值是否超过第一设定值的阶段；当所述发送控制值低于第一设定值时，将所述控制信号作为已设定默认值进行输出的阶段；当所述发送控制值超过第一设定值时，将所述控制信号依次变更为已指定的n个值，并把能够将所述发送控制值减少到第一设定值以下的值作为所述控制信号输出的阶段；之后，当所述发送控制值减少到第二设定值以下时，将所述控制信号重新作为默认值进行输出的阶段；
其中所述第一设定值是作为过量电流消耗发生标准的发送控制值；第二设定值是作为正常电流消耗发生标准的发送控制值。
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