CN102394588B - 阻抗匹配系统和其操作方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种阻抗匹配系统和其操作方法。阻抗匹配系统包括阻抗匹配设备和阻抗分析设备。该阻抗匹配设备根据施加的电压值变化电容器的电容值，并根据变化的电容值匹配阻抗。该阻抗分析设备将用于变化电容值的电压提供到阻抗匹配电路，并确定根据电压值改变的阻抗值，以分析阻抗匹配设备中包括的电容器的特性。

Description

阻抗匹配系统和其操作方法

技术领域

本公开涉及一种阻抗匹配系统和其操作方法。

背景技术

在移动通信终端中，天线电路经由天线发送或接收特定的无线电波信号。

需要准确地匹配阻抗，使得天线具有最佳的发送/接收辐射性能。

因此，天线电路包括电容器和电感器。天线电路控制电容器的值和电感器的值，以在最佳状态下匹配天线的阻抗。

在阻抗的匹配中，在移动通信终端位于自由空间中的状态下对天线的阻抗进行匹配。

一般地，用户在用户手持主体并使扬声器与其耳朵接触的状态下使用移动通信终端，或者通过使用耳机在通信终端的主体被置于包中或口袋中的状态下使用移动通信终端。

由于用户在用户手持主体并使扬声器与其耳朵接触的状态下使用移动通信终端或者在通信终端的主体被置于包中或口袋中的状态下使用移动通信终端，所以天线的阻抗匹配条件变化，因此，具有在自由空间中匹配的阻抗的天线的发送/接收辐射性能劣化。

因此，移动通信终端包括自适应调谐天线电路，其通过在天线的阻抗匹配条件改变时自动控制天线的阻抗而允许天线具有最佳的发送/接收辐射性能。

为了最佳地维持天线的发送/接收辐射性能，需要自适应调谐天线电路检测天线的改变的阻抗状态，并根据改变的阻抗状态改变电容器的值。

然而，由于相关技术不能检测根据改变的阻抗状态改变的电容器的特性，相关技术需要检测电容器的值，以最佳地维持天线的发送/接收辐射性能，因此，增加了匹配阻抗所花费的时间。

发明内容

实施例提供了阻抗匹配系统和其操作方法，其检测并存储天线电路中包括的可变电容器的特性，并根据所存储的可变电容器的特性匹配阻抗。

本发明的目的不限于以上所述，根据以下描述，本领域技术人员将清楚地理解未在此描述的其它目的。

在一个实施例中，一种阻抗匹配系统包括：阻抗匹配设备，根据施加的电压值变化电容器的电容值，并根据变化的电容值匹配阻抗；以及阻抗分析设备，将用于变化电容值的电压提供到阻抗匹配电路，并确定根据该电压值改变的阻抗值，以分析阻抗匹配设备中包括的电容器的特性。

在另一实施例中，一种阻抗分析方法包括：输出要施加到至少一个可变电容器的电压值；检测根据所输出的电压值改变的阻抗值；以及与所输出的电压值相应地存储检测到的阻抗值，以产生用于分析电容器的可变特性的查找表。

在附图和以下描述中给出了一个或更多实施例的细节。根据本描述及附图以及根据权利要求书，其它特征将是明显的。

附图说明

图1是示意性示出根据实施例的阻抗匹配系统的框图。

图2是示出图1的阻抗匹配设备的详细框图。

图3是示出图2的阻抗匹配电路的详细框图。

图4是示出根据实施例的阻抗匹配系统的操作方法的流程图。

具体实施方式

由于本公开可以具有多种变型实施例，因此在附图中例示各具体实施例并对其进行详细描述。

然而，这并不将本发明限于具体实施例之内，而是应理解，本发明覆盖了本发明的概念与技术范围之内的全部变型、等同及替换。

应理解，尽管在此使用术语“第一”和“第二”以描述各种元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅仅用于将一个部件与其它部件相区分。因此，在一个实施例中被称为第一部件的部件在另一实施例中可被称为第二部件。词“和/或”意味着相关构成元件中的一个或更多个或其组合是可能的。

以下将参照附图更详细地描述本发明的实施例。为方便描述及清楚起见，始终以相同的附图标记表示相同的元件。

图1是示意性示出根据实施例的阻抗匹配系统的框图。

图2是示出图1的阻抗匹配设备的详细框图。

图3是示出图2的阻抗匹配电路的详细框图。

参考图1至图3，根据第一实施例的阻抗匹配系统100包括网络分析设备110、无线通信设备120、阻抗匹配设备130以及阻抗分析设备140。

网络分析设备110产生特定频率，并将该特定频率输出到与其连接的至少一个无线通信设备。

无线通信设备120与网络分析设备110进行无线通信，以接收从网络分析设备110输出的特定频率。

此处，无线通信设备120可以被实施为移动通信终端。

无线通信设备120可以被设置为支持码分多址(CDMA)、宽带码分多址(WCDMA)和全球移动通信系统(GSM)中的至少一个标准传输技术。

阻抗匹配设备130被连接至无线通信设备120，并检测与无线通信设备120的规格及提供到无线通信设备120的特定频率相对应的阻抗值。

阻抗匹配设备130包括至少一个可变电容器，并且可以改变施加到该可变电容器的电容值，以变化检测到的阻抗值。

特别地，提供阻抗匹配设备130以用于阻抗匹配，且阻抗匹配可以通过变化施加到可变电容器的电容值来进行。

此外，阻抗匹配设备130被连接至阻抗分析设备140，接收从阻抗分析设备140提供的电压值，并根据所接收的电压值改变可变电容器的电容值。

当电容值被改变时，阻抗匹配设备130检测根据改变的电容值变化的阻抗值，并将检测到的阻抗值发送到阻抗分析设备140。

换言之，提供阻抗匹配设备130以用于阻抗匹配，其根据从阻抗分析设备140发送的电压值改变可变电容器的电容值，检测根据改变的电容值改变的阻抗值，并将检测到的阻抗值发送到阻抗分析设备140。

阻抗分析设备140产生查找表(LUT)，以分析阻抗匹配设备130中包括的可变电容器的特性。

为此，阻抗分析设备140确定将被施加到包括于阻抗匹配设备130中的可变电容器的电压值，并将确定的电压值发送到阻抗匹配设备130。

阻抗分析设备140经由阻抗匹配设备130接收根据发送的电压值改变的阻抗值，与发送的电压值相应地存储接收的阻抗值，并产生包括根据电压值改变的阻抗值的查找表，以分析可变电容器的可变特性。

阻抗分析设备140在可变电容器的整个可变范围内连续地改变施加到可变电容器的电压值，并通过使用与连续改变的电压值相应地检测的阻抗值来产生查找表。

阻抗分析设备140根据连接至阻抗匹配设备130的无线通信设备120的规格来产生查找表。

例如，当连接的无线通信设备120具有A规格时，由阻抗分析设备140产生的查找表示出与具有A规格的无线通信设备120相对应的阻抗匹配设备130的可变电容器的可变特性。

阻抗分析设备140根据当前提供到无线通信设备120的频率产生查找表。

即，阻抗分析设备140产生对应于A频率的查找表，并产生该查找表作为对应于A频率的查找表。

因此，根据无线通信设备120的规格，将查找表分为第一至第N查找表，第N查找表包括分别对应于第一至第N频率的可变电容器的可变特性信息。

为了对阻抗匹配设备130提供更详细的描述，阻抗匹配设备130包括阻抗匹配电路131、阻抗检测器132、阻抗接口133、数-模(D/A)转换器134以及阻抗控制器135。

阻抗匹配电路131可以被电气连接至无线通信设备120，并被设置为用于匹配与来自无线通信设备120的特定频率相对应的天线阻抗ZANT和Z1之间的阻抗值。

阻抗检测器132电连接至阻抗匹配电路131，并检测与来自阻抗匹配电路131的特定频率相对应的当前天线阻抗ZANT和Z1之间的阻抗值。

阻抗接口133被电气连接至阻抗检测器132，发送由阻抗检测器132检测的当前天线阻抗Z1和ZANT之间的阻抗值，并接收从阻抗分析设备140发送的电压值，该电压值将被施加到至少一个可变电容器VC1和VC2。

天线阻抗接口133可以包括通用串行总线(USB)和通用异步接收器发送器(UART)中的至少之一。

D/A转换器134电气连接至阻抗接口133，以将从阻抗接口133提供并将施加到阻抗匹配电路131的电压值转换为模拟信号。

阻抗控制器135电气连接至D/A转换器134，以将电压值传送到D/A转换器134，并且，通过利用包括于阻抗匹配电路131中的至少一个可变电容器VC1和VC2，根据所传送的电压值来控制施加于当前天线阻抗Z1和ZANT之间的电压，阻抗控制器135可以控制当前天线阻抗Z1和ZANT，使得它们彼此匹配。

当根据电压值控制阻抗时，阻抗控制器135检测所控制的阻抗值，并进行控制，使得经由阻抗接口133将检测到的阻抗值发送到阻抗分析设备140。

在此，阻抗控制器135可以包括微控制器单元(MCU)。

至少一个可变电容器VC1和VC2电气连接于天线阻抗Z1和ZANT之间，并且可以包括并联连接的第一可变电容器VC1和第二可变电容器VC2。

因此，阻抗分析设备140确定要施加于第一和第二可变电容器的第一和第二电压值，并将确定的第一和第二电压值发送到阻抗接口133。

图4是例示根据实施例的阻抗匹配系统的操作方法的流程图。

参考图4，在操作S400中，阻抗分析设备140确定将被施加到阻抗匹配设备130中所包括的至少一个可变电容器的电压值，并将确定的电压值发送到阻抗匹配设备130。

在此，电压值可以包括要施加于第一可变电容器VC1的第一电压值，以及要施加于第二可变电容器VC2的第二电压值。此外，初始输出的第一和第二电压值可以是位于可变电容器的可变范围内的任意一个值。

在操作S410中，当经由阻抗分析设备140发送第一和第二电压值时，阻抗匹配设备130通过施加第一和第二电压值来改变可变电容器的电容值。

在操作S420中，当通过施加第一和第二电压值改变可变电容器的电容值时，阻抗匹配设备130检测根据改变的电容值改变的阻抗值。

在操作S430中，阻抗匹配设备130将通过施加从阻抗分析设备140发送的第一和第二电压值被改变的阻抗值发送到阻抗分析设备140。

在操作S440中，阻抗分析设备140存储从阻抗匹配设备130发送的阻抗值，以与发送到阻抗匹配设备130的第一和第二电压值相对应。

在操作S450中，阻抗分析设备140检查是否已向阻抗匹配设备130发送了可变电容器的整个可变范围内的第一和第二电压值。

换言之，阻抗分析设备140确定是否已检查到与可变电容器的整个可变范围内的第一和第二电压值相对应的阻抗值。

当操作S450的检查结果示出没有向阻抗匹配设备130发送可变电容器的整个可变范围内的第一和第二电压值时，阻抗分析设备140在操作S460中改变先前发送的第一和第二电压值中的至少之一。

当改变第一和第二电压值时，操作方法返回至操作S400，并继续进行检测对应于改变的第一和第二电压值的阻抗值的操作。

当操作S450的检查结果示出已向阻抗匹配设备130发送了可变电容器的整个可变范围内的第一和第二电压值时，在操作S470中，阻抗分析设备140通过使用所存储的整个可变范围内的第一和第二电压值以及对应于所存储的第一和第二电压值的阻抗值，产生用于分析可变电容器的可变特性的查找表。

在此，根据连接至阻抗匹配设备130的无线通信设备120的规格以及从网络分析设备110输出的频率分类并产生查找表。

如上所述，在释放无线通信设备130之前，阻抗匹配系统100基于规格来分析与无线通信设备120的天线阻抗相匹配的可变电容器的可变特性，并且，因此，阻抗匹配系统100可在短时间内进行阻抗匹配，由此降低发送/接收的信号的失真率。

尽管已参考多个说明性实施例对实施例进行了描述，但是应理解，本领域技术人员可以想出将落入本公开原理的精神及范围的大量其它变型和实施例。更具体地，在本公开、附图以及所附权利要求书的范围之内，可对本组合设计的部件部分和/或设计进行各种改变和变型。除部件部分和/或设计的改变和变型之外，对本领域技术人员而言，替代使用也将是明显的。

Claims (14)

1.一种阻抗匹配系统，包括：

阻抗匹配设备，其根据施加电压值改变可变电容器的电容值，并根据改变的电容值匹配阻抗；以及

阻抗分析设备，其将用于改变所述电容值的电压提供到所述阻抗匹配设备的阻抗匹配电路，并确定根据所述电压值改变的阻抗值，以分析所述阻抗匹配设备中包括的可变电容器的特性，

其中所述阻抗分析设备被配置为连续地提供存在于所述可变电容器的整个可变范围内的电压值，

其中所述阻抗匹配设备被配置为根据经由所述阻抗分析设备提供的电压值连续地改变所述电容值，并检测根据改变的电容值改变的阻抗值，以将检测的阻抗值提供到所述阻抗分析设备，以及

其中所述阻抗分析设备被配置为通过使用存在于所述整个可变范围内的电压值、以及与存在于所述整个可变范围内的电压值中的每一个相对应的阻抗值，产生用于分析所述可变电容器的可变特性的查找表。

2.根据权利要求1所述的阻抗匹配系统，其中所述阻抗匹配设备包括：

所述阻抗匹配电路，包括连接至无线通信设备的至少一个可变电容器；

阻抗检测器，其检测根据提供到所述阻抗匹配电路的电容值改变的阻抗值；

阻抗接口，其接收经由所述阻抗分析设备提供的电压值，并将对应于接收的电压值的阻抗值发送到所述阻抗分析设备；

数模D/A转换器，其将经由所述阻抗接口接收的电压值转换为模拟信号；以及

阻抗控制器，其根据所接收的电压值改变所述可变电容器的电容值，并检测根据所述电容值改变的阻抗值，以将检测的阻抗值提供到所述阻抗分析设备。

3.根据权利要求2所述的阻抗匹配系统，其中所述阻抗接口包括通用串行总线USB和通用异步接收器发送器UART中的至少之一。

4.根据权利要求2所述的阻抗匹配系统，其中，

所述无线通信设备基于规格而被分类，

其中所述查找表包括多个查找表；以及

其中所述多个查找表基于所述无线通信设备的规格而被分类。

5.根据权利要求2所述的阻抗匹配系统，还包括网络分析设备，其产生特定频率，并与所述无线通信设备进行无线通信，以将所述特定频率输出到所述无线通信设备，

其中所述查找表包括多个查找表；以及

其中所述多个查找表基于输出至所述无线通信设备的频率而被分类。

6.根据权利要求2所述的阻抗匹配系统，其中所述可变电容器包括并联连接的第一和第二可变电容器。

7.根据权利要求6所述的阻抗匹配系统，其中所述阻抗分析设备向所述阻抗匹配设备发送将要分别施加到所述第一和第二可变电容器的第一和第二电压值，并接收根据所发送的第一和第二电压值改变的阻抗值，以分析所述第一和第二可变电容器的特性。

8.根据权利要求7所述的阻抗匹配系统，其中所述阻抗分析设备在所述整个可变范围内改变施加到所述第一和第二可变电容器的所述第一和第二电压值，并存储与改变的第一和第二电压值相对应的阻抗值，以分析所述第一和第二可变电容器的可变特性。

9.根据权利要求1所述的阻抗匹配系统，其中所述阻抗分析设备包括数据库管理设备，所述数据库管理设备包括个人计算机。

10.根据权利要求2所述的阻抗匹配系统，其中所述无线通信设备支持码分多址CDMA、宽带码分多址WCDMA和全球移动通信系统GSM中的至少一个标准传输技术。

11.根据权利要求2所述的阻抗匹配系统，其中所述无线通信设备包括移动通信终端。

12.一种阻抗分析方法，包括：

输出要施加到至少一个可变电容器的电压值；

检测根据所输出的电压值改变的阻抗值；以及

与所输出的电压值相应地存储检测的阻抗值，以产生用于分析所述可变电容器的可变特性的查找表，

其中，所述电压值的所述输出包括：

连续地输出存在于所述可变电容器的整个可变范围内的电压值，其中，所述阻抗值的所述检测包括：

根据所述电压值连续地改变所述可变电容器的电容值；以及

检测根据改变的电容值改变的阻抗值，

其中，所述检测的阻抗值的所述存储包括：

通过使用存在于所述整个可变范围内的电压值以及与存在于所述整个可变范围内的电压值中的每一个相对应的阻抗值，产生用于分析所述可变电容器的可变特性的查找表。

13.根据权利要求12所述的阻抗分析方法，其中，

所述至少一个可变电容器连接至无线通信设备，并且根据所述无线通信设备的规格改变所述阻抗值，

其中所述查找表包括多个查找表；以及

其中基于所述无线通信设备的规格对所述多个查找表分类。

14.根据权利要求12所述的阻抗分析方法，其中，

所述至少一个可变电容器被包括在阻抗匹配设备中并连接至无线通信设备，并且根据提供到所述无线通信设备的频率改变所述阻抗值，

其中所述查找表包括多个查找表；以及

其中基于输出到所述无线通信设备的频率对所述多个查找表分类。