CN103297077B - 调校共振频率及判断阻抗变化的方法及其电路和通讯装置 - Google Patents

调校共振频率及判断阻抗变化的方法及其电路和通讯装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103297077B
CN103297077B CN201310043217.6A CN201310043217A CN103297077B CN 103297077 B CN103297077 B CN 103297077B CN 201310043217 A CN201310043217 A CN 201310043217A CN 103297077 B CN103297077 B CN 103297077B
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
impedance
signal
wireless communication
communication apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310043217.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103297077A (zh
Inventor
威廉.大卫.安德森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HTC Corp
Original Assignee
High Tech Computer Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by High Tech Computer Corp filed Critical High Tech Computer Corp
Publication of CN103297077A publication Critical patent/CN103297077A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103297077B publication Critical patent/CN103297077B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06Receivers
    • H04B1/16Circuits
    • H04B1/163Special arrangements for the reduction of the damping of resonant circuits of receivers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • H04B1/0458Arrangements for matching and coupling between power amplifier and antenna or between amplifying stages
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38Impedance-matching networks
    • H03H7/40Automatic matching of load impedance to source impedance
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B17/00Monitoring; Testing
    • H04B17/10Monitoring; Testing of transmitters
    • H04B17/11Monitoring; Testing of transmitters for calibration
    • H04B17/12Monitoring; Testing of transmitters for calibration of transmit antennas, e.g. of the amplitude or phase
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B17/00Monitoring; Testing
    • H04B17/30Monitoring; Testing of propagation channels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

一种调校共振频率的方法,适用于无线通讯装置的天线,此方法包括下列步骤。首先,感测天线的带外阻抗,此天线包括天线元件以及选择性可调阻抗,其中选择性可调阻抗配置于天线元件以及无线通讯装置的接地面之间。之后,调整选择性可调阻抗以达到天线的所需共振频率。

Description

调校共振频率及判断阻抗变化的方法及其电路和通讯装置
技术领域
本发明是有关于改善手持无线通讯装置中天线的效能。
背景技术
将数量日益增加的通讯标准集成至例如移动电话(亦即熟知的手机或手持装置)的无线通讯装置已然成为趋势,其创造了将操作在许多不同频带的天线进行集成的需求。而由于目前的趋势朝向更轻薄短小的高度集成装置,所述需求更因而加剧。然而,天线的设计受限于尺寸、频宽及效率等基本因素。而使用多天线时同样受限于相同限制,并更需考虑所述多天线之间产生不良耦合效应的可能性。
由于所述装置是由其使用者以难以预测的配置及地点来使用,因此在维持小尺寸以及高效率的同时,使用单一天线在设计上的挑战更加困难。此外,即使装置在靠近例如使用者的手及/或头部等特定部位时,其天线效能仍将随着装置内天线的位置改变而产生剧烈变化。当一公称(nominal)天线提供50欧姆的输入阻抗时,实际在使用时,天线端的阻抗可能会在一个大范围中变化,其可由最高到10:1的电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)来表示。在传送及接收的模式中,要在如此大范围的阻抗值中维持装置的操作是一个相当大的挑战。在接收模式中,非最佳的来源阻抗可能会衰减噪声指数(noise figure)、增益以及所述接收器的动态范围(dynamic range)。在接收模式中,阻抗的不匹配可能会影响效率、功率增益、最大输出功率以及传输功率放大器的直线性(linearity)。在最差情况中,电路的不匹配所导致的高驻波振幅或是振荡可能造成功率放大器的损坏。
减缓上述效能影响的方法之一为使用可调式阻抗匹配网络来对抗因使用者的互动而导致的天线阻抗的改变。一些可调式阻抗匹配网络已由微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)切换开关、可变电感(varactor)、薄膜钡锶钛盐(barium-strontium-titanate,BST)可变电容以及蓝宝石上硅(Silicon-on-Sapphire,SOS)切换开关来实现。典型上,这些网络配置于天线馈入点以及无线装置中的射频传送器及/或接收器之间。由于所述网络的配置使问题转化为需要更复杂匹配网络的二维问题(如同具有多个可调构件),因而使得使用者与天线靠近时的补偿操作更加复杂。
除了可调式阻抗匹配网络之外,此种解决方案的实施方式可能也需要判断天线阻抗(或者,等价地,天线共振频率)改变的方法。在一些例子中,其可通过使用方向性耦合器以及射频检测器来完成。在一些实施方式中,除了高复杂度之外,此方案的另一严重缺点为其仅能操作在传送模式中而无法操作在接收模式中,也就是说,其无法在只能接收的通讯应用(例如全球定位系统(Global Positioning System,GPS))中用来减缓使用者与天线靠近时的效应。
因此,通过使用可同时在传送及接收的操作模式中减缓使用者与天线靠近时的效应的系统及方法以及简化的天线阻抗匹配网络,可得到多种好处。
发明内容
本发明实施例揭露一种方法及电子电路,其可用于在无线通讯装置中判断天线阻抗的变化。
所述方法及电子电路的实施例将一天线信号分为一带内天线信号以及一带外天线阻抗,并产生关联于该带外天线阻抗的一特性的一错误信号,进而将该错误信号应用至一控制器电路,该控制器电路可用于产生代表该天线的阻抗变化的一信号。在一些实施例中,所述天线信号源自于无线通讯装置外的来源,例如GPS卫星,而在其它实施例中,所述天线信号包括由该无线通讯装置的一传送器应用至该天线的一信号的一部分。
同时,在无线通讯装置中调校天线的共振频率的方法的实施例及其无线通讯装置的实施例也一并进行揭露。所述方法及电子装置的实施例中对天线的带外阻抗进行感测,并调整该选择性可调阻抗以达到天线的所需共振频率,其中所述天线包括天线元件以及选择性可调阻抗,所述选择性可调阻抗配置于天线元件及无线装置的接地面之间。此外,在一些实施例中,天线信号被分为带内天线信号以及带外天线阻抗,并产生关联于所述带外天线阻抗特性的错误信号,进而将所述错误信号应用至可用于产生代表天线阻抗变化的信号的控制器电路,并且将阻抗错误信号应用至选择性可调阻抗。在一些实施例中,所述天线信号源自于无线通讯装置外的来源,例如GPS卫星,而在其它实施例中,所述天线信号包括由该无线通讯装置的一传送器应用至该天线的一信号的一部分。
本发明提供了一种调校共振频率的方法,用于一无线通讯装置的一天线,该方法包括下列步骤:感测该天线的一带外阻抗,该天线包括一天线元件以及一选择性可调阻抗,其中该选择性可调阻抗配置于该天线元件以及该无线通讯装置的一接地面之间;以及调整该选择性可调阻抗以达到该天线的一所需共振频率。
本发明还提供了一种判断阻抗变化的方法,用于一无线通讯装置中的一天线,该方法包括下列步骤:将一天线信号分为一带内天线信号以及一带外天线阻抗;产生关联于该带外天线阻抗的一错误信号;以及将该错误信号应用至一控制器电路,该控制器电路可用于产生代表该天线的阻抗变化的一第一信号。
本发明还提供了一种电子电路,用于判断在一无线通讯装置中的一天线的阻抗变化,包括:一滤波器,可操作地连接至该天线;一振荡器,可操作地连接至该滤波器,该振荡器用以产生一频率错误信号,该频率错误信号关联于从该滤波器接收的一天线信号的一特性;以及一控制器,可操作地连接至该振荡器,该控制器用以产生一第一信号,该信号关联于该天线的阻抗变化,其中该天线的阻抗变化与该频率错误信号成比例。
本发明还提供了一种无线通讯装置,包括:一处理器;一天线;一无线通讯接收器;一天线调校电路,包括一选择性可调阻抗,配置于该天线的一元件以及该无线通讯装置的一接地面之间;一滤波器,可操作地连接至该天线;一振荡器,可操作地连接至该滤波器,该振荡器用以产生一频率错误信号,该频率错误信号关联于从该滤波器接收的一天线信号的一特性;以及一控制器,可操作地连接至该振荡器,该控制器用以产生与该频率错误信号成比例的一阻抗错误信号,且该控制器通过将该阻抗错误信号应用至该选择性可调阻抗以将该天线的一共振频率调整至一所需共振频率;以及一存储器,包括软件程序码,其可致能该处理器以配置该天线调校电路。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1绘示用于补偿使用者的手对天线效能的影响的系统方块图。
图2绘示在800MHz频带中,使用者的手对示范性天线阻抗的影响的史密斯图。
图3绘示用于补偿使用者的手对于示范性天线的阻抗影响的两种方法的史密斯图。
图4A至图4C绘示已知多种用于补偿使用者的手对天线影响的方法。
图5为依照本发明特定实施例绘示的用于判断无线通讯装置中阻抗变化的方法步骤。
图6为依照本发明特定实施例绘示的用于调校在无线通讯装置中天线的共振频率的方法。
图7为依照本发明特定实施例绘示的无线通讯装置中的射频区段的方块图。
图8为依照本发明特定实施例绘示的示范性振荡器电路。
图9为依照本发明特定实施例绘示的无线通讯装置。
图10A至图10C绘示为在本发明多个实施例使用的射频收发器。
[主要元件标号说明]
200:天线                      202:选择性可调阻抗
204:阻抗不匹配检测器          206:控制器
208:传送器/接收器             210:天线信号
300:曲线                      301、302、311、313:节点
500~506、600~608:步骤       700:射频区段
702:天线元件                  704:接地面
706:天线馈入点                708:天线信号
710:双工器                    712:带内信号
714:带外阻抗                  716:振荡器
718:频率错误信号              720:控制器
722:配置输入                  724:参考频率
730:阻抗错误信号              740:选择性可调阻抗
750:阻抗错误电路              770:收发器
780:接收器                    790:传送器
780a、780b、780c:接收器       790a、790b、790c:传送器
792:组合网络                     799:使用者的手指或手
800:带外阻抗                     810:耦合电容
900:无线通讯装置                 905:处理器
910:存储器                       920:参考
980:天线调校电路                 990:天线
L1、L2:串联电抗                  C1、C2:静态电容
Xcor:阻抗匹配网络                 XLseries:固定电抗
XCseries:可变电容值               Zmatched:匹配阻抗值
Rload:所需阻抗
具体实施方式
图1绘示为在具有调校天线共振频率电路的接收器/发送器系统中,用于补偿使用者近接效应的方块图。所述系统包括天线200,其连接至选择性可调阻抗202。天线200同时通过天线信号210连接至传送器/接收器208,所述天线信号210包括提供至天线200以用于传输的多个射频信号,以及由天线200接收的源自系统外的多个射频信号。本领域技术人员应可知晓,天线200可直接连接至传送器/接收器208或是通过其它元件间接地连接至传送器/接收器208。天线信号210也被提供至阻抗不匹配检测器204,其用以估计目前的天线阻抗相对于所需的50欧姆的偏离值。为了将天线的共振频率调校至所需共振频率,控制器206依据上述的估计操作而对选择性可调阻抗202进行调整。
图2绘示为使用者近接对天线效能影响的示意图。图2为本领域技术人员所熟知的史密斯图(Smith chart),其绘示在824.0MHz至960.0MHz的频率范围中,无线通讯装置中的一示范性天线的阻抗值,所述频率范围的一部分常用于蜂窝式通讯。在理想情况下,天线在上述的频率范围中的阻抗应皆为50欧姆,如同图中实数轴上的节点302所示。当使用者握持无线通讯装置时,天线阻抗较倾向于电容性,如同图2中高于实数轴的曲线300所示。曲线300的最左及最右端分别为在824.0MHz以及960.0MHz的天线阻抗,而节点301为示范性频率830MHz的阻抗。当天线的阻抗因使用者近接而更趋于电容性时,天线的共振频率由一所需频率偏移至一较低频率,使得在所需频率的效能下降,如同先前讨论的一般。
图3绘示用于补偿使用者近接所导致的电容性效应,以将阻抗移至所需的50欧姆的两种方法,其可使得共振频率回到所需频率。在第一种方法中,阻抗匹配网络包括串联于天线馈入点以及射频电路之间的电感以及接地的静态电容(shunt capacitance)。如图3所示,串联的电感使在830MHz的天线阻抗由节点301移至节点311,而静态电容使天线阻抗由节点311移至节点302,亦即所需的50欧姆。在第二种方法中,阻抗匹配网络包括串联于天线馈入点以及射频电路之间的电容以及接地的并联电感(shunt inductance)。如图3所示,串联的电容将使830MHz的天线阻抗由节点301移至节点313,而并联电感使天线阻抗由节点311移至所需的节点302。在图3所示的各种方法中,需选取特定的电感值以及电容值以完成在830MHz时将节点301移至节点302的所需阻抗改变操作。天线的阻抗在使用者近接时将随着频率而产生显着变化,如同曲线300所示,而当电感值及电容值可调整时,阻抗匹配网络的复杂度将随之而上升。
图4A绘示已知一种调整天线阻抗的方法,如同由A.Van Beezoijen所著作的美国公开专利申请案第2009/0302968A1号中所揭露。在此方法中,阻抗匹配网络Xcor包括固定电抗XLseries以及可变电容值XCseries,其皆串联于无线通讯装置中的天线馈入点以及射频传送器及/或接收器电路之间。通过调整所述可变电容值XCseries,天线的总共匹配阻抗值Zmatched可移至所需阻抗Rload,其一般而言为50欧姆。即便与所述天线馈入点串接一可调式元件,图4A绘示的方法可能仍无法补偿使用者近接对于天线效能的复杂效应。
图4B及图4C绘示已知另一种用于补偿使用者近接对于天线效能影响的方法,如同D.Qiao等人在IEEE发表的「用于适应性CDMA传收器中的天线阻抗不匹配及校正(Antenna Impedance Mismatch Measurement andCorrection for Adaptive CDMA Transceivers)」论文中所揭露。如图4B所示,可变阻抗匹配网络串联于天线馈入点以及无线通讯装置的射频传送器电路之间。如图4C所示,可变阻抗匹配网络包括两个固定串联电抗L1及L2,以及两个可变静态电容C1及C2。可变静态电容C1及C2个别包括使用蓝宝石上硅(SOS)来选择性切换开启或关闭的并联电容。除了图4C所示的多个阻抗匹配网络之外,本方法的各种实施方式典型上需要在四分之一波长传输在线对天线阻抗进行三点量测,且传送器需为运作中。
图5绘示依据本发明特定实施例的用于判断在无线通讯装置中的天线阻抗变化的方法。图5所示的操作步骤可由不同的硬件及软件组合来实现,其中某些硬件或软件可包括软件可写入(software-programmable)处理器。在步骤500中,对在本操作中使用的硬件元件执行任何必要的初始化。此步骤例如包括加载软件程序码至处理器,以实现此操作的一个或多个后续步骤。此步骤也可包括对在其它可程序硬件中的暂存器内容进行初始化,例如控制器、振荡器、计数器以及其它本领域技术人员熟知的装置。
在步骤502中,由无线通讯装置接收一天线信号。在一些实施例中,所述天线信号可以包括由天线接收的信号,其源自于无线通讯装置外的来源,例如GPS信号,而在其它实施例中,所述天线信号可以包括由无线通讯装置的发送器应用至天线的信号。在步骤504中,所述天线信号分为带内天线信号以及带外天线阻抗,而在一些实施例中,此操作可由例如双工器的滤波器来执行。在步骤506中,产生阻抗错误信号,其关联于所述带外天线阻抗。在一些实施例中,步骤506还包括将所述带外天线阻抗应用至一振荡器,所述振荡器用以基于带外天线阻抗而产生频率错误信号。在此种实施例中,步骤506还包括将频率错误信号应用至一控制器,此控制器可产生代表天线阻抗改变的阻抗错误信号。
图6为依据本发明另一实施例绘示的使用选择性可调阻抗以调校在无线通讯装置中天线的共振频率的方法,所述选择性可调阻抗配置于天线元件以及无线通讯装置的接地面之间。图6所示的操作步骤可由不同的硬件及软件组合来实现,其中某些硬件或软件可包括软件可写入处理器。在步骤600中,对在本操作中使用的硬件元件执行任何必要的初始化。此步骤例如包括加载软件程序码至处理器,以实现此操作的一个或多个后续步骤。此步骤也可包括对在其它可程序硬件中的暂存器内容进行初始化,例如控制器、振荡器、计数器以及其它本领域技术人员熟知的装置。
在步骤602中,由无线通讯装置接收一天线信号。在一些实施例中,所述天线信号可以包括由天线接收的信号,其源自于无线通讯装置外的来源,例如GPS信号,而在其它实施例中,所述天线信号可以包括由无线通讯装置的发送器应用至天线的信号。在步骤604中,所述天线信号分为带内天线信号以及带外天线阻抗,而在一些实施例中,此操作可由例如双工器的滤波器来执行。在步骤606中,产生阻抗错误信号,其关联于所述带外天线阻抗。在一些实施例中,步骤606还包括将所述带外天线阻抗应用至一振荡器,所述振荡器用以基于带外天线阻抗而产生频率错误信号。在此种实施例中,步骤606还包括将频率错误信号应用至一控制器,此控制器可产生代表天线阻抗改变的阻抗错误信号。在步骤608中,所述阻抗错误信号被应用至选择性可调阻抗,用以将天线的共振频率调整至所需的共振频率,所述选择性可调阻抗配置于天线元件以及无线通讯装置的接地面之间。如图6所示,步骤602至608可视需求而重复进行,直到天线的共振频率落在所需共振频率的可接受范围内。
图7为依照本发明的特定实施例绘示的无线通讯装置的射频区段700的方块图,并参考图5及图6所示的方法进行描述。射频区段700包括一天线,其包括天线元件702以及天线馈入点706。选择性可调阻抗740(例如可变电抗(varactor))配置于天线元件702以及接地面704之间。在一些实施例中,选择性可调阻抗740尽可能地配置于靠近使用者的手指或手799与天线元件702的近接处。在一些实施例中,选择性可调阻抗740的配置实质上远离天线馈入点706。天线信号708使天线馈入点706可操作地连接至阻抗错误电路750。
在一些实施例中,阻抗错误电路750包括双工器710,其可将天线信号706分为连接至收发器770的带内信号712以及提供至振荡器716的带外阻抗714。实际上,双工器710将天线的带外阻抗耦接至振荡器716,此绘示于图8中。图8为依据包括于阻抗错误电路750中的振荡器716的一实施例绘示的射频埠振荡器(tank oscillator)。如图8所示,天线的带外阻抗800通过小耦合电容810而可操作地耦接至振荡器716的输入端,小耦合电容810可配置于振荡器716以及双工器710之间。通过此种耦接,带外阻抗影响振荡器716的共振频率,使得频率错误信号718随着带外阻抗800的改变而改变。此种耦合效应可利用于使用不同种类的振荡器(例如可变频率石英振荡器(variable-frequency crystal oscillator))的阻抗错误电路750的实施例中。
请再次参照图7,在阻抗错误电路750的一些实施例中,亦可包括控制器720,其可接收频率错误信号718作为输入,并产生阻抗错误信号730作为输出。在一些实施例中,控制器720从例如软件可写入处理器接收配置输入722,其可包括用于暂存器的设定或是用于其它判断频率错误信号716以及阻抗错误信号730的电路设定。在一些实施例中,控制器720接收参考频率724,其可关联于天线的所需共振频率。在一些实施例中,控制器720可以是锁相回路(Phase-Locked-Loop,PLL)比较电路。阻抗错误电路750中的控制器720将阻抗错误信号750应用至选择性可调阻抗740,以将天线的共振频率朝所需共振频率进行调整。当收发器770操作于接收及/或传送模式中时,此可持续地进行,直到天线的共振频率落在所需共振频率的可接受范围内。
图9为依照本发明一特定实施例绘示的无线通讯装置的方块图,辅以图5或图6中的方法及/或图7或8中的电路来说明。无线通讯装置900包括处理器905,其通过平行地址以及数据总线、串行端口或是其它本领域技术人员所熟知的方法而可操作性地连接至存储器910。存储器910包括由处理器905执行的软件程序码,以控制无线通讯装置900的功能,所述功能包括配置及控制不同的元件(例如通过配置信号722来控制天线调校电路980),以及在一些实施例中,通过收发器770发送或是接收数据。存储器910也可包括数据存储器区域,用以让处理器905储存用于配置、控制以及其它功能的变量。因此,存储器910可包括非易失性(non-volatile)存储器(例如闪存)、易失性存储器(例如静态或动态随机存取存储器(Random Access Memory,RAM))或是上述存储器的组合。本领域技术人员应当知晓,处理器905可包括多个单独的处理器905a及905b等(未绘示)。在此例中,多个单独的处理器905a及905b等可共同连接至存储器910,或是分别地连接至多个单独的存储器910a及910b等(未绘示)。
无线通讯装置900亦包括天线990,其包括天线元件702、天线馈入点706以及天线调校电路980。天线调校电路980还包括阻抗错误电路750以及选择性可调阻抗740,而选择性可调阻抗740配置于天线元件702以及接地面704之间。阻抗错误电路750以及选择性可调阻抗740的实施例可参照图7。依据本发明的一些特定实施例,天线调校电路980接收并处理天线信号708,以产生阻抗错误信号730,其应用于选择性可调电路740以将天线990的共振频率调整至所需的共振频率。
无线通讯装置900也包括参考振荡器920,其提供关联于对不同的元件所需的接收及/或传送频率的参考频率,所述不同的元件包括收发器780以及天线调校电路980。在一些实施例中,天线调校电路980可使用参考振荡器920以产生阻抗错误信号730。参考振荡器920可由处理器905来调整或配置。
在一些实施例中,无线通讯装置900可包括比图9所示更多的功能。在一些实施例中,无线通讯装置900可以是智能型手机(smartphone),其可包括触控屏幕显示器、视频或静态影像照相机、以及多种射频通讯标准,例如全球移动通信系统(Global System for Mobile communications,GSM)、整体封包无线电服务(General Packet Radio Service,GPRS)、GSM增强型数据传输率(Enhanced Data Rates for GSM Evolution,EDGE)、宽带码分多址接入系统(Code Division Multiple Access,CDMA)/通用移动通讯系统(Universal MobileTelecommunications System,UMTS)、CDMA2000、长程演进技术(Long TermEvolution,LTE)、无线保真度通讯协议(Wireless Fidelity,Wi-Fi)、蓝牙(Bluetooth)以及GPS等。本领域技术人员应了解,上述特性及射频通讯标准仅用以举例说明,并非用以限定本发明的范围。因此,处理器905可执行储存于存储器910中的软件程序码以控制这些功能。在一些实施例中,处理器905可包括多个单独的处理器905a及905b等,其可执行储存在多个单独的存储器910a及910b中的软件程序码。
图7及图9所示的收发器770可依据无线通讯装置900中现存的多种射频通讯标准而以多种不同的形式来呈现。图10A绘示为收发器770包括接收器780,且接收器780连接至阻抗错误电路750的实施例。举例而言,此实施例可应用在当天线790用于仅能接收的射频通讯标准(例如GPS)时。图10B绘示为收发器770包括传送器790以及接收器780,其共享天线990且通过组合网络792而可操作性连接至阻抗错误电路750的另一实施例。组合网络792可包括双工器、传送/接收切换开关,或是其它本领域技术人员熟知的电路。举例而言,图10B实施例可应用在双工通讯标准中,例如蜂窝式通讯、蓝牙以及Wi-Fi等。在此种实施例中,图5及图6的方法可在接收器780及/或传送器790操作时使用。
本发明中的特定方法及电路也可在无线通讯装置900具有共享单一天线990的多个射频通讯标准时使用。在此种实施例中,图7及图9中的收发器770可用图10C的形式呈现,其包括多个接收器780a、780b以及780c及/或多个传送器790a、790b以及790c,且共同通过组合网络792而可操作性连接至阻抗错误电路750。本领域技术人员应了解,图10C所示的接收器及收发器数量仅用以举例说明,并非用以限定本发明的范围。无论何时,处理器905可依据在任何时间操作的特定射频通讯标准来配置天线调校电路980。对于各个共享天线调校电路980的射频标准而言,配置值可在需要时由处理器905储存在存储器910中,或是从存储器910中取出。
此外,无线通讯装置900可参考及利用图5至图10所述的实施例的组合来实现。无线通讯装置900可包括多个天线990a及990b等(未绘示),其分别耦接至天线调校电路980a以及980b等(未绘示)。举例而言,在仅能接收的标准(例如GPS)中,可利用天线990a以及天线调校电路980a(包括阻抗错误电路750a),而在双工标准(例如蜂窝式通讯、蓝牙以及Wi-Fi)中,可利用天线990b以及天线调校电路980b(包括阻抗错误电路750b)。依据本发明的多个实施例,本领域技术人员应当了解,其它射频通讯标准、天线以及天线调校电路的组合皆可采用。
虽然本发明已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (26)

1.一种调校共振频率的方法,用于无线通讯装置的天线,该方法包括下列步骤:
感测该天线的一带外阻抗,该天线包括一天线元件以及一选择性可调阻抗,其中该选择性可调阻抗配置于该天线元件以及该无线通讯装置的一接地面之间;
调整该选择性可调阻抗以达到该天线的一所需共振频率,
其中感测该天线的该带外阻抗的步骤包括:
将该天线接收的一天线信号分为一带内天线信号以及一带外天线阻抗;
产生关联于该带外天线阻抗的一错误信号;以及
将该错误信号应用至可用于产生一阻抗错误信号的一控制器电路。
2.根据权利要求1所述的方法,其中该天线信号包括由该天线接收的一信号,该信号源自位于该无线通讯装置外的一来源。
3.根据权利要求1所述的方法,其中该天线信号包括由该无线通讯装置的一传送器应用至该天线的一信号的一部分。
4.根据权利要求1所述的方法,其中产生关联于该带外天线阻抗的该错误信号的步骤之后,还包括:
将该带外天线阻抗应用至一振荡器;以及
该错误信号为一频率错误信号。
5.根据权利要求1所述的方法,其中将该错误信号应用至可用于产生该阻抗错误信号的该控制器电路的步骤中,还包括:
将该阻抗错误信号应用至该选择性可调阻抗。
6.根据权利要求1所述的方法,其中该带外阻抗包括该天线的一实际负载阻抗与该选择性可调阻抗的组合。
7.根据权利要求1所述的方法,其中该选择性可调阻抗为一可变电抗。
8.根据权利要求1所述的方法,其中该选择性可调阻抗的配置实质上远离该天线的一馈入点。
9.根据权利要求1所述的方法,其中该所需共振频率为在全球定位系统中传送的多个信号中的一频率。
10.根据权利要求1所述的方法,其中该所需共振频率为在双向无线通讯中使用的一频率。
11.一种判断阻抗变化的方法,用于一无线通讯装置中的一天线,该方法包括下列步骤:
将该天线接收的一天线信号分为一带内天线信号以及一带外天线阻抗;
产生关联于该带外天线阻抗的一错误信号;以及
将该错误信号应用至一控制器电路,该控制器电路可用于产生代表该天线的阻抗变化的一第一信号。
12.根据权利要求11所述的方法,其中该天线信号包括由该天线接收的一第二信号,该信号源自位于该无线通讯装置外的一来源。
13.根据权利要求11所述的方法,其中该天线信号包括由该无线通讯装置的一传送器应用至该天线的一第二信号的一部分。
14.根据权利要求11所述的方法,其中产生关联于该带外天线阻抗的该错误信号之后,还包括:
将该带外天线阻抗应用至一振荡器;以及
该错误信号为一频率错误信号。
15.一种电子电路,用于判断在一无线通讯装置中的一天线的阻抗变化,包括:
一滤波器,可操作地连接至该天线,其中该滤波器包括一双工器,该双工器将该天线接收的一天线信号分为一带内天线信号以及一带外天线阻抗;
一振荡器,可操作地连接至该滤波器,该振荡器用以产生一频率错误信号,该频率错误信号关联于从该滤波器接收的一天线信号的一特性,其中从该滤波器接收的该信号的该特性包括该带外天线阻抗;以及
一控制器,可操作地连接至该振荡器,该控制器用以产生一第一信号,该信号关联于该天线的阻抗变化,其中该天线的阻抗变化与该频率错误信号成比例。
16.根据权利要求15所述的电子电路,其中该带外天线阻抗包括该天线的一实际负载阻抗以及一选择性可调阻抗。
17.根据权利要求15所述的电子电路,其中该振荡器包括一射频石英振荡器。
18.根据权利要求15所述的电子电路,其中该振荡器包括一射频埠振荡器。
19.一种无线通讯装置,包括:
一处理器;
一天线;
一无线通讯接收器;
一天线调校电路,包括
一选择性可调阻抗,配置于该天线的一元件以及该无线通讯装置的一接地面之间;
一滤波器,可操作地连接至该天线,其中该滤波器包括一双工器,该双工器将该天线接收的一天线信号分为一带内天线信号以及一带外天线阻抗;
一振荡器,可操作地连接至该滤波器,该振荡器用以产生一频率错误信号,该频率错误信号关联于从该滤波器接收的一天线信号的一特性,其中从该滤波器接收的该信号的该特性包括该带外天线阻抗;以及
一控制器,可操作地连接至该振荡器,该控制器用以产生与该频率错误信号成比例的一阻抗错误信号,且该控制器通过将该阻抗错误信号应用至该选择性可调阻抗以将该天线的一共振频率调整至一所需共振频率;以及
一存储器,包括软件程序码,其可致能该处理器以配置该天线调校电路。
20.根据权利要求19所述的无线通讯装置,其中该天线信号包括由该天线接收的一第二信号,该信号源自位于该无线通讯装置外的一来源。
21.根据权利要求19所述的无线通讯装置,还包括一无线通讯传送器,其中该天线信号包括由该无线通讯传送器应用至该天线的一第二信号的一部分。
22.根据权利要求19所述的无线通讯装置,其中该选择性可调阻抗为一可变电抗。
23.根据权利要求19所述的无线通讯装置,其中该选择性可调阻抗的配置实质上远离该天线的一馈入点。
24.根据权利要求19所述的无线通讯装置,其中该所需共振频率为在全球定位系统中传送的多个信号中的一频率。
25.根据权利要求19所述的无线通讯装置,其中该所需共振频率为在双向无线通讯中使用的一频率。
26.根据权利要求19所述的无线通讯装置,其中该带外天线阻抗包括该天线的一实际负载阻抗与该选择性可调阻抗的组合。
CN201310043217.6A 2012-02-29 2013-01-30 调校共振频率及判断阻抗变化的方法及其电路和通讯装置 Active CN103297077B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/408,719 2012-02-29
US13/408,719 US9002278B2 (en) 2012-02-29 2012-02-29 Simple automatic antenna tuning system and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103297077A CN103297077A (zh) 2013-09-11
CN103297077B true CN103297077B (zh) 2015-08-12

Family

ID=49003375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310043217.6A Active CN103297077B (zh) 2012-02-29 2013-01-30 调校共振频率及判断阻抗变化的方法及其电路和通讯装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9002278B2 (zh)
CN (1) CN103297077B (zh)
TW (1) TWI511379B (zh)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9392558B2 (en) * 2012-06-08 2016-07-12 Qualcomm Incorporated Control of transmit power and adjustment of antenna tuning network of a wireless device
US9379761B2 (en) * 2013-01-11 2016-06-28 Qualcomm Technologies, Inc. Impedance measurement system and mobile communication device comprising an impedance measurement system
CN105359338B (zh) * 2013-07-02 2018-11-02 维斯普瑞公司 滤波天线系统、设备以及方法
US9344264B2 (en) * 2013-11-04 2016-05-17 Samsung Electronics Co., Ltd Reversible radio architecture between transmission and reception functions in a mobile communication system
US9300332B2 (en) * 2013-12-02 2016-03-29 Broadcom Corporation Wireless device and method for performing antenna tuner updates that minimizes adverse effects on transmit and receive channels
CN103928769B (zh) * 2014-03-25 2016-03-30 联想(北京)有限公司 天线匹配方法、电路及电子设备
US9843307B2 (en) 2014-05-12 2017-12-12 Altair Semiconductor Ltd. Passive automatic antenna tuning based on received-signal analysis
WO2015173696A1 (en) * 2014-05-12 2015-11-19 Altair Semiconductor Ltd. Wireless device with adaptively-tunable electrically-small antennas
US9438279B2 (en) 2014-05-12 2016-09-06 Altair Semiconductor Ltd. Wireless device with adaptively-tunable electrically-small antennas
US10177744B2 (en) * 2014-10-30 2019-01-08 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Wireless communication unit, integrated circuit and method for antenna tuning
CN105281026A (zh) * 2014-12-25 2016-01-27 维沃移动通信有限公司 一种多合一天线及移动终端
US9523727B2 (en) * 2015-01-13 2016-12-20 Apple Inc. Electronic device with impedance measurement circuitry
CN107431500B (zh) * 2015-02-10 2020-02-21 瑞士优北罗股份有限公司 信号隔离控制装置、双工器装置、无线收发器装置、通信设备、混合接头的控制方法
US9807704B2 (en) 2015-03-30 2017-10-31 Ford Global Technologies, Llc Key fob transmission compensation
US9865111B2 (en) 2015-03-30 2018-01-09 Ford Global Technologies, Llc Fob case for reduced transmission interference
US9380540B1 (en) * 2015-03-30 2016-06-28 Ford Global Technologies, Llc Key fob transmission compensation
KR102531465B1 (ko) * 2015-05-18 2023-05-11 코르보 유에스, 인크. 환경 변화 및 헤드/핸드 효과의 존재 시 가변 리액턴스 안테나 어퍼처 튜닝을 이용하여 일정한 안테나 공진 주파수 및 임피던스 정합을 유지하는 방법 및 장치
US9667216B2 (en) * 2015-08-12 2017-05-30 Shure Acquisition Holdings, Inc. Wideband tunable combiner system
EP3136503B1 (en) * 2015-08-31 2018-11-28 Vodafone GmbH Tuneable antenna for a wireless communication device
CN105653920A (zh) * 2015-09-18 2016-06-08 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 一种天线调谐方法、装置及移动设备
WO2017077852A1 (ja) 2015-11-04 2017-05-11 株式会社村田製作所 分波装置及びその設計方法
US9929760B2 (en) * 2016-04-14 2018-03-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Ultra-low-power RF receiver frontend with tunable matching networks
US20180083473A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 Qualcomm Incorporated Variable capacitor series tuning configuration
CN108039919B (zh) * 2018-01-10 2023-07-14 毕弟强 天线系统的调试方法、装置及天线系统
CN109274347B (zh) * 2018-09-14 2022-09-09 上海展扬通信技术有限公司 射频匹配装置、射频匹配装置的调试方法
KR20210039210A (ko) * 2019-10-01 2021-04-09 삼성전자주식회사 튜너블 안테나 제어 방법 및 이를 사용하는 전자 장치
CN114584156B (zh) * 2020-12-02 2024-05-10 杭州海康威视数字技术股份有限公司 监控设备及其通信控制方法
US11932338B2 (en) * 2022-08-09 2024-03-19 Dah Ken Industrial Co., Ltd. Bicycle security alarm device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1795605A (zh) * 2003-05-28 2006-06-28 西门子公司 用于调节频率的装置
CN1941639A (zh) * 2005-09-30 2007-04-04 英飞凌科技股份公司 发射装置和用于阻抗匹配的方法
CN101061639A (zh) * 2004-11-19 2007-10-24 皇家飞利浦电子股份有限公司 包含控制匹配级的设备
CN102118175A (zh) * 2009-12-30 2011-07-06 中兴通讯股份有限公司 天线匹配电路及近距离无线通信的实现方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6961368B2 (en) * 2001-01-26 2005-11-01 Ericsson Inc. Adaptive antenna optimization network
US7190933B2 (en) * 2002-11-01 2007-03-13 Intergration Associates Inc. Method and apparatus for automatic tuning of a resonant loop antenna in a transceiver circuit
US8161528B2 (en) * 2003-10-07 2012-04-17 Xr Communications, Llc Detecting wireless interlopers
US8000737B2 (en) * 2004-10-15 2011-08-16 Sky Cross, Inc. Methods and apparatuses for adaptively controlling antenna parameters to enhance efficiency and maintain antenna size compactness
TWM275550U (en) * 2005-02-25 2005-09-11 Speed Tech Corp Improvement of planar inversed-F type antenna
US7756486B1 (en) * 2005-11-16 2010-07-13 Marvell International Ltd. Transmitter and receiver impedance control using shunt switches
US7711337B2 (en) * 2006-01-14 2010-05-04 Paratek Microwave, Inc. Adaptive impedance matching module (AIMM) control architectures
US8339328B2 (en) * 2006-10-10 2012-12-25 Vijay Kris Narasimhan Reconfigurable multi-band antenna and method for operation of a reconfigurable multi-band antenna
US7535312B2 (en) * 2006-11-08 2009-05-19 Paratek Microwave, Inc. Adaptive impedance matching apparatus, system and method with improved dynamic range
US7917096B2 (en) * 2007-03-30 2011-03-29 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Antenna interface circuits including multiple impedance matching networks that are respectively associated with multiple frequency bands and electronic devices incorporating the same
US7917104B2 (en) * 2007-04-23 2011-03-29 Paratek Microwave, Inc. Techniques for improved adaptive impedance matching
US8583065B2 (en) * 2007-06-07 2013-11-12 Vishay Intertechnology, Inc. Digitally controlled antenna tuning circuit for radio frequency receivers
EP3958468B1 (en) 2008-02-28 2024-01-31 pSemi Corporation Method and apparatus for use in digitally tuning a capacitor in an integrated circuit device
US8164528B2 (en) * 2008-03-26 2012-04-24 Dockon Ag Self-contained counterpoise compound loop antenna
US8351874B2 (en) * 2008-04-08 2013-01-08 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) System and method for adaptive antenna impedance matching
US20090286569A1 (en) * 2008-05-19 2009-11-19 Nokia Corporation Apparatus method and computer program for interference reduction
US8351978B2 (en) * 2008-08-01 2013-01-08 Aleksandar Tasic Systems and methods for adjusting the gain of a receiver through a gain tuning network
US8072285B2 (en) * 2008-09-24 2011-12-06 Paratek Microwave, Inc. Methods for tuning an adaptive impedance matching network with a look-up table
US8320850B1 (en) * 2009-03-18 2012-11-27 Rf Micro Devices, Inc. Power control loop using a tunable antenna matching circuit
US8131232B2 (en) * 2009-10-09 2012-03-06 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for antenna tuning
US8391806B2 (en) * 2011-01-04 2013-03-05 Research In Motion Limited Wireless communications device with an adjustable impedance matching network and associated methods
US8626083B2 (en) * 2011-05-16 2014-01-07 Blackberry Limited Method and apparatus for tuning a communication device
US8571511B2 (en) * 2011-06-10 2013-10-29 Analog Devices, Inc. Apparatus and method for a wideband RF mixer
US8712355B2 (en) * 2011-08-30 2014-04-29 Motorola Mobility Llc Antenna tuning on an impedance trajectory

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1795605A (zh) * 2003-05-28 2006-06-28 西门子公司 用于调节频率的装置
CN101061639A (zh) * 2004-11-19 2007-10-24 皇家飞利浦电子股份有限公司 包含控制匹配级的设备
CN1941639A (zh) * 2005-09-30 2007-04-04 英飞凌科技股份公司 发射装置和用于阻抗匹配的方法
CN102118175A (zh) * 2009-12-30 2011-07-06 中兴通讯股份有限公司 天线匹配电路及近距离无线通信的实现方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20130225088A1 (en) 2013-08-29
TWI511379B (zh) 2015-12-01
US9002278B2 (en) 2015-04-07
TW201336171A (zh) 2013-09-01
CN103297077A (zh) 2013-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103297077B (zh) 调校共振频率及判断阻抗变化的方法及其电路和通讯装置
US10110195B2 (en) CMOS tuner and related tuning algorithm for a passive adaptive antenna matching network suitable for use with agile RF transceivers
CN107852180B (zh) 天线调谐器的校准和自适应控制
EP2612445B1 (en) Apparatus and method for controlling a tunable matching network in a wireless network
US8712355B2 (en) Antenna tuning on an impedance trajectory
US9281849B2 (en) Method and apparatus for compensating for phase shift in a communication device
US6400336B1 (en) Tunable dual band antenna system
US20150171897A1 (en) System and method for tuning an antenna in a wireless communication device
US9048524B2 (en) Method and apparatus for compensating for phase shift in a communication device
TWI540788B (zh) 無線通訊裝置及調整天線匹配的方法
US20140273887A1 (en) Tunable ila and dila matching for simultaneous high and low band operation
CN107682292B (zh) Nfc系统中有源负载调制的相位的高分辨率调谐方法和系统
CN113424444B (zh) 测量接收机的rc/cr相位误差校准方法及装置
US9020455B1 (en) Power control system for a receiver chain in a transceiver
EP4236115A1 (en) Electronic device and method with output load independent detection capabilities
US10938369B1 (en) Front-end circuitry for coexistence of two radios sharing an antenna and a frequency band
US9014245B2 (en) Method and apparatus for compensating for phase shift in a communication device
GB2529887B (en) Antenna impedance matching circuit tuning system
US20200106467A1 (en) Antenna aperture tuning
US20150200458A1 (en) Wireless Communication Device
WO2020038412A1 (zh) 一种天线调谐方法及无线终端
JP2007013890A (ja) 無線通信装置
JP2019068166A (ja) Rfidリーダライタ装置、インピーダンス調整方法、プログラム
US20240088538A1 (en) Duplexer architecture using 90 degree hybrid coupler based balancing conditions
Spanou et al. Antenna tuning closed loop implementation using S-matrix approach

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant