CN101123446A - 用于便携通信终端的射频匹配控制装置和方法 - Google Patents

用于便携通信终端的射频匹配控制装置和方法 Download PDF

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Abstract

提供一种用于便携通信终端的射频(RF)匹配控制装置和方法。根据本发明的用于便携通信终端的RF匹配控制装置包括：匹配电路系统，用于对通过与天线相连的输入线输入的RF信号执行RF匹配并通过输出线输出匹配的RF信号；和解码单元，用于根据便携通信终端的使用环境产生匹配控制信号，并且将匹配控制信号提供给匹配电路系统。

Description

用于便携通信终端的射频匹配控制装置和方法
技术领域
本发明涉及一种便携通信终端，具体涉及一种用于便携通信终端的射频(RF)匹配控制装置和方法。
背景技术
典型地，实现便携通信终端以便优化辐射特性。在使用单个RF匹配电路的情况下，由于辐射特性随着信道环境的改变而变化，因此便携通信终端不可避免地遭受接收灵敏度和发射功率的恶化。
为了解决这些问题，提出了基于多个RF匹配电路的便携通信终端。在该基于多个RF匹配电路的便携通信终端中，每个RF匹配电路应当用分别具有预设电阻、电感和电容的电阻器、电感器和电容器实现。即，构成每个RF匹配电路的元件的值在制造阶段是固定的，并且每个RF匹配电路独立地工作。
然而，传统的基于多个RF匹配电路的便携通信终端的缺点在于，RF匹配电路数量的增加要求额外的空间，导致精简设计的困难。
此外，RF匹配电路数量的限制导致便携通信终端的RF调谐性能的限制。
发明内容
为了解决上述问题而做出本发明，本发明的一个目的是提供一种便携通信终端的RF匹配控制装置和方法，其能够优化接收灵敏度和发射功率。
本发明的另一目的是提供一种便携通信终端的RF匹配控制装置和方法，其能够通过以软件支持的方式配置RF匹配电路系统包括的多个匹配电路，自适应于便携通信终端的环境地设置RF匹配电路系统。
根据本发明的一个方面，上述和其他目的可以通过一种便携通信终端的射频(RF)匹配控制装置实现。该便携通信终端的RF匹配控制装置包括：匹配电路系统，用于对通过天线输入的RF信号执行RF匹配并通过输出线输出匹配的RF信号；和解码单元，用于根据便携通信终端的环境产生匹配控制信号，并且将匹配控制信号提供给匹配电路系统。
最好，每个匹配电路包括匹配器件、以及布置在该匹配器件的输入线上的开关和布置在该匹配器件的输出线上的开关。最好，解码单元包括：解码器，用于由根据便携通信终端的环境预设的4位条件信号，产生16位匹配控制信号；缓冲器，用于临时存储该16位匹配控制信号；和选通端，输入选通信号以更新存储在缓冲器中的16位匹配控制信号。
根据本发明的另一方面，上述和其他目的可以通过一种便携通信终端的射频(RF)匹配控制方法实现，该便携通信终端包括RF匹配电路系统，用于对通过天线接收的RF信号执行RF匹配并通过输出线输出匹配的RF信号。该RF匹配控制方法包括：根据便携通信终端的环境，产生匹配控制信号；在RF匹配电路系统包括的多个匹配电路当中选择至少一个；以及使用所选的匹配电路对接收的RF信号执行匹配。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将更加清楚，其中：
图1是示出根据本发明的便携通信终端的RF匹配电路系统的电路图；
图2是示出图1的匹配电路的配置的示意图；以及
图3是示出向图1的第一单元部件和第二单元部件(unit cell)提供控制信号的解码单元的框图。
具体实施方式
参照附图详细描述本发明的优选实施例。在附图中使用相同的附图标记指代相同或类似部分。可能省略对这里包括的公知功能和结构的详细描述，以避免使本发明的主题模糊。
尽管可以以许多不同的形式实现本发明，但在附图中示出以及这里描述了本发明的特定实施例，应当理解，本公开应被当作本发明原理的范例，而非意图将本发明限于所示的特定实施例。
根据本发明的RF匹配电路系统包括至少一个单元部件。该单元部件包括至少两个匹配电路，各匹配电路包括值不同的电阻器、电感器和电容器。在该实施例中，RF匹配电路系统包括2个步进单元部件，并且每个单元部件包括8个匹配电路。然而，单元部件和每个单元部件的匹配电路的数量是可以改变的。
参照图1，RF匹配电路3包括第一单元部件和第二单元部件10和20，它们串联在与天线(未示出)相连的射频输入端(RFin)和射频输出端(RFout)之间，用于匹配通过射频输入端(RFin)接收的射频信号，并将匹配的射频信号传送到射频输出端(RFout)。
第一单元部件和第二单元部件10和20每一个包括诸如电阻器、电感器和电容器之类彼此串联或并联的器件。第一单元部件10包括并行置于射频输入端(RFin)与第二单元部件20之间的匹配电路108、109、110、111、112、113、114和115，第二单元部件20包括并行置于第一单元部件10与射频输出端(RF out)之间的匹配电路100、101、102、103、104、105、106和107。
匹配电路108包括接地的64nH电感器，匹配电路109包括接地的47nH电感器，而第十匹配电路110包括接地的30nH电感器。
匹配电路111包括接地的4pF电容器，匹配电路112包括串联的4.7nH电感器，匹配电路113包括串联的2.7nH电感器，匹配电路114包括串联的4pF电容器，而匹配电路115包括串联的电阻器。
匹配电路100包括接地的64nH电感器，匹配电路101包括接地的47nH电感器，而匹配电路102包括接地的30nH电感器。
匹配电路103包括接地的4pF电容器，匹配电路104包括串联的4.7nH电感器，匹配电路105包括串联的2.7nH电感器，匹配电路106包括串联的4pF电容器，而匹配电路107包括串联的电阻器。
在图2中，每个匹配电路包括连接在一对开关201和203之间的至少一个匹配器件202，开关201和203分别连接到匹配器件202的输入端和输出端。
匹配器件202可以是电阻器、电感器或电容器。每个匹配电路的开关201和203连接到解码单元(见图3)。
参照图3，解码单元5包括解码器30和缓冲器40。解码器30产生用于控制分别连接到匹配器件202的输入端和输出端的开关201和203的控制信号。相应地，考虑到图1的RF匹配电路系统，解码器最好实现为4*16解码器。
如上所述，RF匹配电路系统3包括两个单元部件10和20，每一个单元部件包括8个匹配电路，使得解码器30产生控制信号，用于从第一单元部件10和第二单元部件20中的每一个选择一个匹配电路。
参照图3，解码单元5包括：解码器30，其产生条件值，用于根据便携通信终端的环境选择匹配电路；和缓冲器40，临时存储解码器30产生的条件值。由通过选通端输入的信号来更新在缓冲器40中存储的条件值。
参照图1到图3，匹配电路100到115通过各自的信号线连接到解码单元5的缓冲器40，并且安装在每个匹配器件202的输入端和输出端的每个开关201和203根据缓冲器40的状态，要么同时接通，要么同时关断。
由于本发明的RF匹配电路系统根据由便携通信终端的环境确定的条件值来工作，因此可以自适应于环境地优化RF匹配。
例如，在加电期间，便携通信终端初始化缓冲器40。初始值为‘0000’，并且选通信号由于上拉电阻而处于无效状态。4个条件值的情况(case)的数量为16，并且可以如表1那样表示。如果向解码单元5输入4位的值，则输出16个唯一的状态值，使得各开关根据相应的状态值而接通和关断。
表1
选择(I3，I2，I1，I0)   缓冲器输出 匹配电路
  (S15～S8)   (S7～S0)
    0000   1000 0000   1000 0000   串联0ohm+串联0ohm
    0001   0100 0000   1000 0000   串联4pF+串联0ohm
    0010   0100 0000   0100 0000   串联4pF+串联4pF
    0011   0100 0000   0010 0000   串联4pF+串联2.7nH
    0100   0100 0000   0001 0000   串联4pF+串联4.7nH
    0101   0100 0000   0000 1000   串联4pF+并联4pF
    0110   0100 0000   0000 0100   串联4pF+并联30nH
    0111   0100 0000   0000 0010   串联4pF+并联47nH
    1000   0100 0000   0000 0001   串联4pF+并联64nH
    1001   0010 0000   0000 1000   串联2.7nH+并联4pF
    1010   0010 0000   0000 0100   串联2.7nH+并联30nH
    1011   0010 0000   0000 0010   串联2.7nH+并联47nH
    1100   0001 0000   0000 1000   串联4.7nH+并联4pF
    1101   0001 0000   0000 0100   串联4.7nH+并联30nH
    1110   0001 0000   0000 0010   串联4.7nH+并联47nH
    1111   0000 1000   0000 0100   并联4pF+并联30nH
在本发明中，根据便携移动终端的环境的变化确定条件值。例如，当便携通信终端的翻盖被打开或闭合(或者滑盖滑上或滑下)时，便携通信终端从条件值表中检索对应于翻盖或滑盖的状态的值。条件值是如表2所示预定的。
表2
    便携通信终端的环境和状态     条件值
    翻盖打开     0001
    翻盖闭合     0011
    翻盖打开&高信道     0100
    翻盖打开&低信道     0111
    翻盖闭合&高信道     0101
    翻盖闭合&低信道     0110
    翻盖打开&Tx低功率     0111
    翻盖闭合&Tx低功率     0110
    翻盖打开&Rx低功率     0100
    翻盖闭合&Rx低功率     0101
    翻盖打开&插入耳机     1001
    翻盖闭合&插入耳机     1011
通过便携通信终端发送从“高”到“低”的选通值，更新解码单元5的缓冲器40。
根据便携通信终端的环境，以软件支持的方式自动选择条件值，并且激活选通，使得根据条件值控制RF匹配，从而优化了接收灵敏度和发射功率。
如上所述，本发明的RF匹配电路系统和方法可以以通用集成芯片(IC)的方式实现，并且可以相对于便携通信终端的环境自适应地工作，由此可以改善发射和接收特性，并且防止接收灵敏度在弱电场中受人体的影响而下降。
此外，本发明的RF匹配电路系统可以被调谐工作，使得在弱接收电场中接收灵敏度相对于发射功率而放大，并且在弱发射电场中发射功率相对于接收灵敏度而增加。
此外，本发明的RF匹配电路系统可以自适应于便携通信终端的使用环境，有效地管理发射功率，从而增加电池寿命。
此外，本发明的RF匹配电路系统可以以软件支持的方式调谐RF匹配特性，由此可以减少开发匹配电路以获得特定辐射特性所需的时间和精力。
尽管上文中详细描述了本发明的示例性实施例，但应当清楚地理解，这里教授的基本发明构思的对于本领域技术人员来说的许多变形和修改，仍将落入权利要求书限定的本发明宗旨和范围之内。

Claims (18)

1.一种用于便携通信终端的射频(RF)匹配控制装置，包括：
匹配电路系统，用于对通过天线输入的RF信号执行RF匹配并输出匹配的RF信号；和
解码单元，用于根据便携通信终端的环境产生匹配控制信号，并且将匹配控制信号提供给匹配电路系统。
2.如权利要求1所述的RF匹配控制装置，其中，所述匹配电路系统通过多条并行信号线与解码单元相连。
3.如权利要求1所述的RF匹配控制装置，其中，所述匹配电路系统包括串联的第一匹配单元和第二匹配单元。
4.如权利要求3所述的RF匹配控制装置，其中，第一匹配单元和第二匹配单元通过多条信号线与解码单元相连。
5.如权利要求3所述的RF匹配控制装置，其中，第一匹配单元和第二匹配单元每一个包括多个匹配电路。
6.如权利要求5所述的RF匹配控制装置，其中，所述匹配电路与解码单元相连。
7.如权利要求6所述的RF匹配控制装置，其中，每个匹配电路包括匹配器件、以及布置在该匹配器件的输入线上的开关和布置在该匹配器件的输出线上的开关。
8.如权利要求7所述的RF匹配控制装置，其中，所述开关每一个根据匹配电路系统控制信号而接通或关断。
9.如权利要求3所述的RF匹配控制装置，其中，第一匹配单元和第二匹配单元每一个包括至少两个匹配电路。
10.如权利要求3所述的RF匹配控制装置，其中，第一匹配单元和第二匹配单元每一个包括8个匹配电路。
11.如权利要求10所述的RF匹配控制装置，其中，所述匹配电路与解码单元相连。
12.如权利要求11所述的RF匹配控制装置，其中，每个匹配电路包括匹配器件、以及布置在该匹配器件的输入线上的开关和布置在该匹配器件的输出线上的开关。
13.如权利要求12所述的RF匹配控制装置，其中，所述开关每一个根据匹配电路系统控制信号而接通或关断。
14.如权利要求3所述的RF匹配控制装置，其中，所述解码单元包括：
解码器，用于由根据便携通信终端的环境预设的4位条件信号，产生16位匹配控制信号；
缓冲器，用于临时存储该16位匹配控制信号；和
选通端，输入选通信号以更新在缓冲器中存储的16位匹配控制信号。
15.如权利要求14所述的RF匹配控制装置，其中，第一匹配单元和第二匹配单元每一个包括至少两个匹配电路。
16.如权利要求15所述的RF匹配控制装置，其中，每个匹配电路包括匹配器件、以及布置在该匹配器件的输入线上的开关和布置在该匹配器件的输出线上的开关。
17.如权利要求16所述的RF匹配控制装置，其中，所述开关每一个根据匹配控制信号而接通或关断。
18.一种便携通信终端的射频(RF)匹配控制方法，该便携通信终端具有RF匹配电路系统，用于对通过与天线相连的输入线接收的RF信号执行RF匹配并通过输出线输出匹配的RF信号，该方法包括：
根据便携通信终端的环境，产生匹配控制信号；
在RF匹配电路系统包括的多个匹配电路当中选择至少一个匹配电路；以及
使用所选的匹配电路对接收的RF信号执行匹配。
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