CN103684501A - 经由多馈收发器架构的天线调谐 - Google Patents

Abstract

本发明涉及经由多馈收发器架构的天线调谐。所公开的发明涉及一种天线配置，其被配置成在不使用滤波器的情况下对发射频率进行调谐。所述天线配置包括被配置成无线发射电磁辐射的可调谐多馈天线。被配置成生成共同对应于待发射信号的多个信号的信号发生器。所述多个信号之间具有相移或幅度差。所述多个信号被提供给连接到可调谐多馈天线的不同空间位置的多个天线馈源。相移和/或幅度差的值定义了控制可调谐多馈天线操作于的频率特性的天线反射系数，以使得通过改变相移和/或幅度差，所述频率特性能够被选择性地调整。

Description

经由多馈收发器架构的天线调谐

背景技术

多频带收发器广泛用于许多现代无线通信设备（例如，蜂窝电话、无线传感器、PDA等）。多频带收发器能够在各种不同的频率处发射和接收电磁辐射。例如，双频带移动电话能够在两个频率处发射和接收信号，四频带移动电话能够在四个频带处发射和接收信号等。

在多于一个频率处操作在现代移动通信设备中是重要的。例如，不同的无线标准（例如，GSM、TMDA、CMDA等）用于全世界不同的位置，因此使用可调谐天线允许蜂窝电话在多个无线标准上通信。此外，甚至相同的无线标准可以在区域内使用不同的频率或者在区域内使用多于一个频率。例如，在GSM网络内，不同的区域可以操作在不同的频带上。例如，在美国，GSM网络使用两个频带（例如，850MHz或1900MHz），而欧洲使用另外两个频带。

附图说明

图1图示了包括被配置成辐射具有多个频率特性的电磁辐射的可调谐多馈（multi-feed）天线的发射器系统的框图。

图2图示了示出针对公开的可调谐多馈天线的示例性天线反射系数作为频率的函数的示图。

图3A-3B图示了公开的可调谐多馈天线的示例性操作。

图4图示了具有被配置成将各种相位和/或幅度引入被提供给可调谐多馈天线的多个信号的控制元件的示例性发射器系统。

图5图示了示出具有两个天线馈源（feed）的公开的多馈天线的级联网络表示的框图。

图6-8图示了如本文提供的可调谐多馈平面倒F天线的不同方面。

图9是用于对可调谐多馈天线的频率进行调谐的示例性方法的流程图。

图10图示了移动通信设备的示例。

具体实施方式

现参考附图来描述要求保护的主题，其中相同的附图标记由始至终用于指代相同的元件。在下述描述中，为了解释的目的，各种特定细节被阐述以便提供要求保护的主题的透彻理解。然而，可能明显的是要求保护的主题可以在没有这些特定细节的情况下被实践。

通常，传统的多频带发射器包括通过一个或多个滤波器而连接到信号发生器的庞大的宽带天线。宽带天线在宽频率范围上发射，而一个或多个滤波器操作以衰减在期望频率范围外所发射的射频信号。虽然与宽带天线联合使用滤波器允许收发器在多个不同的频率处操作，但是此类发射器架构具有缺陷。例如，与窄带天线相比，宽带天线具有较大的尺寸和较低的效率。此外，为了使发射器在许多频率处操作，使用大量的滤波器。宽带天线和滤波器增大了发射器的尺寸、成本和功率消耗，在当今的小型、低功率移动通信设备中这是不合需要的。

因此，本公开涉及包括被配置成对发射器的发射频率进行调谐的可调谐多馈天线的天线配置。所述天线配置包括被配置成无线发射电磁辐射的可调谐多馈天线。信号发生器被配置成生成彼此之间具有特定相移或幅度差的多个信号，其共同对应于待发射信号。多个信号被提供给连接到可调谐多馈天线的不同空间位置的多个天线馈源。特定的相移和/或幅度差定义了控制可调谐天线操作于的频率特性的天线输入反射系数，以使得通过改变相移和/或幅度差，能够选择性地调整频率特性。

公开的可调谐多馈天线能够减轻传统的多频带发射器的不合需要的方面。通过允许窄带天线被用于在多个频率处发射来这样做，与宽带天线相比所述窄带天线具有较小的尺寸和较高的效率。由于RF滤波功能的部分被可调谐多馈天线自身所执行，这也减少了滤波器的使用。

图1图示了包括可调谐多馈天线106的发射器系统100的框图，可调谐多馈天线106被配置成在多个频率特性（例如，发射频率、频带大小等）上发射电磁辐射。应该认识到尽管本文所述的附图涉及发射器系统，但是所公开的可调谐多频带天线也可以实现在收发器系统中。

发射器系统100包括发射模块102，发射模块102被配置成生成共同对应于待发射信号的多个射频（RF）信号S₁(A₁, Ф₁),…, S_n(A_n, Ф_n)。多个RF信号S₁(A₁, Ф₁),…, S_n(A_n, Ф_n)是具有变化的相位和/或幅度的相同RF信号的版本，以使得多个RF信号S₁(A₁, Ф₁),…, S_n(A_n, Ф_n)彼此之间具有相移（例如，ΔФ = Ф₁- Ф₂）和/或幅度差（例如，ΔA = A₁- A₂）。

发射模块102与被配置成在跨360°的辐射图（radiation pattern）上无线发射电磁辐射的可调谐多馈天线106通信。在一些示例中，可调谐多馈天线106可以包括窄带天线。在其他示例中，可调谐多馈天线106可以例如包括宽带天线或超宽带天线。多馈天线106包括在空间上不同的输入节点IN₁ - IN_n处连接到可调谐多馈天线106的多个天线馈源104a,…,104n。多个天线馈源104a,…, 104n被配置成将多个RF信号S₁(A₁, Ф₁),…, S_n(A_n, Ф_n)同时提供给可调谐多馈天线106。

在一些示例中，发射模块102包括被配置成生成待发射信号S_tran的信号发生器108（例如，RF源）。在一些情况下，待发射的单端信号S_tran被从信号发生器108输出到分离（splitting）元件110，分离元件110被配置成将信号S_tran分离成彼此相同的多个RF信号S₁,…, S_n。多个RF信号S₁,…, S_n被提供给调整模块112，调整模块112被配置成独立地调整RF信号S₁,…, S_n的幅度和/或相位，这导致多个RF信号S₁(A₁, Ф₁),…, S_n(A_n, Ф_n)之间具有相移和/或幅度偏移。

在一些示例中，调整模块112包括诸如移相器112a或112b之类的一个或多个移相器，所述移相器被配置成将相移引入多个RF信号S₁,…, S_n中的一个或多个。在其他示例中，调整模块112包括被配置成调整多个RF信号S₁,…, S_n的相位和/或幅度特性的一个或多个矢量调制器。在一些实施例中，分离元件110和/或调整模块112被包括在被配置成生成其间具有相移的多个信号的数字信号发生器内。

将具有特定相位和/或幅度的多个RF信号S₁(A₁, Ф₁),…, S_n(A_n, Ф_n)提供给单个天线使信号以控制天线如何共振的方式（即，控制天线发射辐射的频率）来共同激发（excite）多馈天线106。在一些方面中，多个RF信号S₁(A₁, Ф₁),…, S_n(A_n, Ф_n)之间的相移和/或幅度差定义了可调谐多馈天线发射待发射信号S_tran的发射频率。例如，多个信号包括具有第一相位Ф₁的第一RF信号S₁(A₁, Ф₁)和具有第二相位Ф₂的第二RF信号S₂(A₂, Ф₂)，其中第一和第二相位Ф₁和Ф₂相对于彼此移相了相移值ΔФ，这使可调谐多馈天线106共振于特定的频率。可调谐多馈天线106可以包括三个或更多的天线馈源104a,…,104n，发射器系统100能够对包括在其上进行发射的频带的值和大小二者的频率特性进行调谐。

特别地，能够选择多个RF信号S₁(A₁, Ф₁),…, S_n(A_n, Ф_n)的特定相位和/或幅度以控制天线的天线输入反射系数Γ_in（即，去往天线的控制功率）。通过控制天线输入反射系数Γ_in，可以控制可调谐多馈天线106所发射的信号的频率。例如，当输入反射系数Γ_in被设置为在特定的频率处具有低反射系数时，可调谐多馈天线将在该频率处发射。可替代地，当天线输入反射系数Γ_in被设置为在特定的频率处具有高反射系数时，可调谐多馈天线可以不在该频率处发射。

例如，图2图示了示出对于公开的可调谐多馈天线的示例性天线输入反射系数Γ_in（y轴）作为频率（x轴）的函数的示图200。在第一频率f₁ 处，多个信号的相位和/或幅度的特定组合使天线输入反射系数Γ_in具有相对低的值，以使得可调谐多馈天线在第一频率f₁ 处发射（即，多个信号的少量能量被从多馈天线反射离开）。在第二频率f₂ 处，多个信号的相位和/或幅度的特定组合使天线输入反射系数Γ_in具有相对高的值，以使得可调谐多馈天线不在第二频率f₂ 处发射（即，多个信号的大部分能量被从多馈天线反射离开）。因此，通过设置提供给相同天线的不同天线馈源的信号的相位和/或幅度，能够对天线输入反射系数Γ_in并因此对所发射信号的频率进行调谐。

图3A-3B图示了公开的可调谐多馈天线的操作的示例。

图3A图示了具有被配置成在包括多个不同频率的频率范围上操作的多馈天线308（例如，窄带天线）的发射器系统300的框图。

在一个示例中，多馈天线308包括平面倒F天线（PIFA）。PIFA包括位于接地面312之上的可激发平面元件310。可激发平面元件310具有长度x₁和宽度y₁并且与接地面312分开高度h，接地面312具有长度x₂和宽度y₂。在一些示例中，x₂和y₂分别大于x₁和y₁，导致接地面312大于可激发平面元件310。

可激发平面元件310通过第一天线馈源314a和第二天线馈源314b连接到信号发生器302，所述馈源在多个天线端口处连接到多馈天线308。例如，第一天线馈源314a在位于第一位置的第一天线端口P₁处连接到多馈天线308，并且第二天线馈源314b在位于第二位置的第二天线端口P₂处连接到多馈天线308。

在一些示例中，天线馈源314a和314b进一步通过分离元件304和包括一个或多个移相器306a和306b的调整模块306而连接到信号发生器302。分离元件304被配置成从信号发生器302接收待发射信号并且生成彼此相同的第一和第二输出信号S₁(Ф)和S₂(Ф)。第一和第二输出信号S₁(Ф)和S₂(Ф)被提供给被配置成在第一和第二输出信号S₁(Ф)和S₂(Ф)之间引入相移的调整模块306，以便生成其间具有相移（ΔФ = Ф₁- Ф₂）的调整后的第一和第二输出信号S₁(Ф₁)和S₂(Ф₂)。

在一些示例中，移相器306a和306b被配置成将模拟相移引入第一和/或第二输出S₁(Ф)和S₂(Ф)。例如，移相器306a和306b可以包括被配置成将相移引入第一输出信号S₁(Ф)和/或第二输出信号S₂(Ф)的可变传输线。在一些示例中，由模拟移相器引入的相移可以被数字地控制（即，通过控制一个或多个相移值的数字控制字）。

控制元件316被配置成独立控制由移相器306a和306b所引入的相移和/或幅度差的值以便定义发射频率。在一些实施例中，控制元件316被配置成动态地调整一个或多个信号S₁(Ф)和/或S₂(Ф)的相位和/或幅度。通过动态地调整一个或多个信号的相位和/或幅度，控制元件316可以使得多馈天线308能够操作于在频率的宽频谱上发射信号的多个操作模式中或能够考虑由用户环境中的改变（例如，改变移动电话相对于用户的位置）所引起的对天线的改变。在一些示例中，控制元件316被配置成使移相器306a和306b提供与不同的无线通信标准对应的相移和/或幅度差的不同组合（例如，第一操作模式对应于第一无线通信标准，并且第二操作模式对应于第二无线通信标准等）。

在一个示例中，多馈天线308包括具有尺寸为x₁ = 15 mm和y₁ = 40 mm的可激发平面元件310以及尺寸为x₂ = 40 mm和y₂ = 100 mm的接地面312并且厚度为1 mm的PIFA。接地面312与可激发平面元件310分开高度h = 4mm。通过改变调整元件306a和306b所引入的相位，控制元件316可以在自由空间和接近用户（例如，在正常耦合场景中在用户手的作用下）两种情况下提供与操作频率800MHz、1800MHz和2.45GHz相对应的不同的相移。

图3B图示了对于不同的相移组合示出天线反射系数Γ_in（y轴）作为频率（x轴）的函数的示图318。不同的相移组合在自由空间（趋势线320）和接近用户（趋势线322）（例如，在正常耦合场景中在用户手的作用下）两种情况下对应于操作频率800MHz、1800MHz和2.45GHz。

例如，在第一操作模式324中，控制元件316被配置成调整被引入信号S₁和S₂的相移以使得多馈天线308在频率800MHz处发射信号。为了在频率800MHz处发射信号，控制元件将基于发射器系统300是操作于自由空间（趋势线320）还是接近用户（趋势线322）而引入不同的相移。当发射器系统300操作于自由空间时，控制元件316将相移Φ₁ = 187˚引入第一信号S₁(Ф)并将相移Φ₂ = 222˚引入第二信号S₂(Ф)。可替代地，当发射器系统300操作于接近用户时（例如，对于用户手持蜂窝电话），控制元件316将相移Φ₁ = 153˚引入第一信号S₁(Ф)并将相移Φ₂ = 250˚引入第二信号S₂(Ф)。

在第二操作模式326中，控制元件316被配置成调整被引入信号S₁(Ф)和S₂(Ф)的相移以使得多馈天线308在频率1800MHz处发射信号。当发射器系统300操作于自由空间时，控制元件316将相移Φ₁ = 168˚引入第一信号S₁(Ф)并将相移Φ₂ = 101˚引入第二信号S₂(Ф)。当发射器系统300操作于接近用户时，控制元件316将相移Φ₁ = 159˚引入第一信号S₁(Ф)并将相移Φ₂ = 103˚引入第二信号S₂(Ф)。

在第三操作模式328中，控制元件316被配置成调整被引入信号S₁(Ф)和S₂(Ф)的相移以使得多馈天线308在频率2.45GHz处发射信号。当发射器系统300操作于自由空间时，控制元件316将相移Φ₁ = 186˚引入第一信号S₁(Ф)并将相移Φ₂ = 140˚引入第二信号S₂(Ф)。对于操作于接近用户（例如，对于用户手持蜂窝电话）的发射器系统300，控制元件316将相移Φ₁ = 0˚引入第一信号S₁(Ф)并将相移Φ₂ = 324˚引入第二信号S₂(Ф)。

图4图示了具有控制元件414的发射器系统400，控制元件414被配置成动态控制调整模块404内的一个或多个调整元件406a、406b以将可变相位和/或幅度引入从发射模块402提供给可调谐多馈天线408的多个信号。

发射器系统400包括从多馈天线408延伸到控制元件414的反馈回路410。在一些示例中，反馈回路410包括被配置成检测包括多馈天线408的一个或多个频率特性（例如，操作频率）的频率响应并且基于检测到的频率特性而生成测量信号S_meas的测量元件412。测量信号S_meas被提供给控制元件，所述控制元件响应于接收到的测量信号S_meas而选择性地生成控制信号S_CTRL，控制信号S_CTRL被配置成调整由一个或多个调整元件406a、406b所引入的相位和/或幅度以便改变多馈天线408的操作频率。在一些示例中，测量元件412可以被包括在发射器系统400内，以使得测量信号S_meas包括本地反馈信号。在其他示例中，测量元件412被包括在另外的收发器内，以使得从被配置成接收所发射信号的其他示例接收测量信号S_meas。

在一些示例中，测量元件412被配置成当检测到由于用户交互和/或其他接近效应所引起的操作频率的改变时生成测量信号S_meas。在这种情况下，控制元件414被配置成接收测量信号S_meas并基于其来调整多个信号之间的相移和/或幅度差以考虑操作频率的改变。在其他情况下，测量元件被配置成周期地测量多馈天线308的操作频率。这种情况能够减小测量元件412的功率消耗。

在一些示例中，控制元件414被配置成使用改变相移和/或幅度差的迭代算法来迭代地调整多个信号S₁(A₁, Ф₁),…, S_n(A_n, Ф_n)之间的相移和/或幅度差直到在测量元件412检测到期望的发射频率。例如，控制元件414能够使用存储在存储元件416中的算法来通过改变施加于信号的相移和/或幅度差以及通过测量由此引起的发射频率（经由测量元件412）而盲收敛于发射频率，直到实现期望的发射频率。

在其他示例中，控制元件414被配置成基于存储在存储元件416（例如，包括查找表）中的预定相位和/或幅度值组合来调整多个信号的相位和/或幅度。在这种情况下，存储元件416包括与多个发射频率关联的多个相移和/或幅度差组合。当多馈天线408将在给定的频率处发射时，控制元件414访问存储元件416以确定将被使用的相移和/或幅度差。在一些示例中，存储元件416可以被配置成提供被提供给多馈天线308的多个信号的初始相位和/或幅度值，而迭代算法用于对所述值进行调整以考虑多馈天线408的频率响应的改变（例如，由于外部用例所引起的）。

图5图示了示出具有由信号发生器所驱动的两个天线馈源的公开的多馈天线的级联网络表示的框图500。

标准散射矩阵S_A对应于当两个天线馈源末端是50Ω时的发射和接收信道。将多馈天线与3dB功率分配器S_3dB和移相器S _Φ 进行级联导致天线输入反射系数Γ_in。

特别地，三分贝功率分配器具有标量表示502：

其中，S₁₁=0, S₁₂ = [1 1]^T, S₂₁= [1 1]^T 并且S₂₂ =

。移相器的矩阵表示504为：

将3dB功率分配器与移相器进行级联导致具有矩阵表示506的天线输入反射系数Γ_in等于：

其中，I₂ 是2x2单位矩阵。基于上述等式，清楚的是由信号发生器所见的天线输入反射系数Γ_in是相移Φ ₁ 和Φ ₂ 的函数。

将认识到公开的可调谐多馈天线能够以多种方式来实现。图6-9图示了如本文所提供的可调谐多馈天线的各种方式。将认识到的是尽管图6-9中的收发器系统被图示为具有两个天线馈源，但是公开的多馈天线不限于两个天线馈源。而是，公开的多馈天线可以包括任何数量的天线馈源。此外，尽管图6-9图示了包括PIFA天线的多馈天线，但是本领域的普通技术人员将认识到多馈天线可以包括各种类型的天线。在一些实施例中，多馈天线可以包括平面倒F宽带天线（PIFA）和/或多输入/多输出（MIMO）宽带天线。在一些示例中，多馈天线可以包括MIMO宽带天线并且接收天线可以例如包括宽带PIFA。

图6图示了具有连接到包括平面倒F天线（PIFA）的多馈天线612的信号发生器602的发射器系统600的示例性框图。

信号发生器602被配置成生成对应于待发射信号的差分信号。差分信号被提供给混合耦合器604，其被配置成接收差分信号并且生成输出到平衡功率放大器606的单端信号，平衡功率放大器606被配置成对单端信号进行放大。通过输出单端信号，信号发生器602兼容被配置成接收单端信号的传统的功率放大器。

平衡功率放大器606的输出被提供到分离元件608，分离元件608被配置成将平衡功率放大器606的输出分离成通过第一和第二天线馈源614a和614b被提供给多馈天线602的相同的第一和第二信号。分离元件608可以包括T形接头或可变混合耦合器。沿第一通路将第一信号提供给第一移相元件610a并且沿第二通路将第二信号提供给第二移相元件610b。第一和第二移相元件610a和610b包括被配置成选择性地将相移引入第一和/或第二信号以便生成第一移相信号S₁(A₁,Φ₁)和/或第二移相信号S₂(A₂,Φ₂)的模拟移相元件。第一和第二移相信号之间的相移能够实现多馈天线612的调谐，以使得能够通过控制两个馈源之间的关系（在这种情况下关于相位）来改变PIFA的操作频带。

第一移相信号S₁(A₁,Φ₁)被提供给第一位置处连接到多馈天线612的可激发平面元件616的第一天线馈源614a。第二移相信号S₂(A₂,Φ₂)被提供给第二位置处连接到辐射平面元件616的第二天线馈源614b。在一些示例中，第一和第二天线馈源614a和614b连接到具有高电流密度的可激发平面元件616的区域以给可调谐多馈天线612提供更好的控制。例如，如发射器系统600中所示，第一和第二天线馈源614a和614b连接到具有高电流密度的可激发平面元件616的拐角。在一些示例中，第二天线馈源614b包括连接在可激发平面元件616和接地面618之间的PIFA的接地引脚（ground pin）。在这种情况下，第二天线馈源能够实现相对于天线的接地的移相。在其他情况下，第一和第二天线馈源614a和614b都不连接到接地面618。

将认识到的是本文提供的移相元件可以被实现为被配置成将相移引入信号的各种元件。例如，图7图示了具有包括可变长度传输线702的移相元件的发射器系统600的一些示例。

特别地，分离元件608被配置成将第一信号通过第一通路提供给第一可变长度传输线702a并且将第二信号通过第二通路提供给第二可变长度传输线702b。第一和第二可变长度传输线702a和702b被配置成在第一和第二信号被提供给多馈天线612之前将可变相移引入其中。

图8图示了具有能够降低RF前端复杂度的平衡架构的发射器系统800的示例性框图。

发射器系统800包括被配置成将差分信号输出到第一混合耦合器804的信号发生器802。第一混合耦合器804将单端信号提供给具有第二混合耦合器808的平衡功率放大器806，第二混合耦合器808被配置成将接收到的单端信号分离成差分信号。差分信号被提供给平衡功率放大器806内具有第一功率放大器810a的第一信号通路和具有第二功率放大器810b的第二信号通路。通过使用平衡功率放大器806，功率放大器810a和810b的输出能够通过第一和第二天线馈源816a和816b被直接提供给多馈天线814。在一些情况下，微带线822位于第一和第二信号通路之间在功率放大器810a、810b的下游位置处。微带线822提供了可调谐多馈天线814的阻抗的改进的控制。

在一些示例中，信号发生器802包括被配置成将可变相移引入差分信号的支路之间的数字电路（即，信号发生器802被配置成输出相移已经被引入到信号中的差分信号）。在这种情况下，平衡功率放大器806能够另外控制提供到多馈天线814的信号S₁(A₁,Φ₁)和S₂(A₂,Φ₂)的幅度。在其他情况下，位于平衡功率放大器806的下游的模拟移相元件812a和812b被配置成选择性地将可变相移提供给信号S₁(A₁,Φ₁)和S₂(A₂,Φ₂)，所述信号S₁(A₁,Φ₁)和S₂(A₂,Φ₂)被提供到多馈天线814。

在一些示例中，数字信号发生器被配置成通过寄存器移位操作将相移引入被提供给多馈天线的信号S₁(A₁,Φ₁)和S₂(A₂,Φ₂)。移位寄存器操作利用移位寄存器来通过数字控制的具有时钟周期的多倍的值的延迟的方式将相移引入第一或第二信号。例如，移位寄存器被配置成根据第一数字字将第一延迟值引入第一信号并且根据第二数字字将第二延迟值引入第二信号。通过改变在第一和第二信号之间引入的延迟，移位寄存器能够改变在第一和第二信号之间引入的相移。

图9是用于对多馈天线的频率进行调谐的示例性方法1000的流程图。

虽然公开的方法900被在下文中图示并描述为一系列动作或事件，但是应该认识到的是这种动作或事件的图示的次序不应以限制的意义来解释。例如，除本文所图示和/或描述的次序之外，一些动作可以按不同的次序和/或与其他动作或事件同时发生。此外，不是所有图示的动作都可能被需要来实现本文描述的一个或多个方面。此外，本文描述的动作的一个或多个可以在一个或多个单独的动作和/或阶段中执行。

在902处，提供具有包括多个天线馈源的可调谐多馈天线的收发器系统。在一些示例中，多个天线馈源包括连接到多馈天线的第一空间位置的第一天线馈源以及连接到多馈天线的第二空间位置的第二天线馈源。在其他示例中，多个天线馈源可以包括分别连接到多馈天线的不同空间位置的三个或更多的天线馈源。

在904处，信号发生器操作以生成共同对应于待发射信号的多个信号。所述多个信号彼此相同。

在906处，一个或多个移相器操作以在多个信号之间引入相移和/或幅度差。相移和/或幅度差定义了待发射信号的频率特性。频率特性可以例如包括发射频率和/或发射频率的大小。

在908处，在生成了差异之后，移相器操作以提供多个信号给多个天线馈源。例如，第一信号被提供到第一天线馈源并且第二信号被提供到第二天线馈源。

在910处，测量元件操作以确定多馈天线的频率响应。在一些实施例中，频率响应可以包括发射频率。

在一些情况下，在912处，调整元件操作以调整多个信号中的一个或多个的幅度和/或相位来改变所发射信号的频率特性。已调整的幅度和/或相位然后在906处被调整元件引入多个信号。步骤906-912反复执行（步骤914）以达到期望的发射频率。

图10图示了移动通信设备1000的示例，诸如例如移动电话手机。移动通信设备1000包括至少一个处理单元1002和存储器1004。依赖于移动通信设备的确切配置和类型，存储器1004可以是易失性（诸如例如RAM）、非易失性（诸如例如ROM、闪存等）或二者的某一组合。存储器1004可以是可拆卸的和/或非可拆卸的，并且也可以包括但不限于磁性存储器、光学存储器等。在一些示例中，被配置成实现本文提供的一个或多个示例的以软件或固件1006形式的计算机可读指令可以被存储在存储器1004中。计算机可读指令可以被载入存储器1004用于由处理单元1002来运行。也可以提供诸如电源1008（例如，电池）之类的其他外围设备。

处理单元1002和存储器1004以协同的方式连同发射模块1010一起工作以通过无线通信信号1038来与其他设备进行无线通信（例如，使用频率调制、幅度调制、相位调制、和/或其组合来将信号传送到另一个无线设备）。为了促进这种无线通信，发射天线1016通过调整模块1012和多个天线馈源1014a,…,1014n而耦合于发射模块1010。发射模块1010被配置成输出多个相同的信号到调整模块1012，调整模块1012被配置成独立地控制相同的信号中的一个或多个的相位和/或幅度值。具有不同的相位和/或幅度的各个信号然后被提供到不同的天线馈源1014a,…,1014n，以使得具有不同的相位和/或幅度的多个信号同时被提供到发射天线以驱动天线在取决于信号之间的相移和/或幅度差的频率处操作。

为了改善用户与移动通信设备1000的交互，移动通信设备可以包括允许移动通信设备1000与外部环境交换信息的多个接口。这些接口尤其可以包括一个或多个用户接口1020、和一个或多个设备接口1022。

如果存在，用户接口1020可以包括允许用户输入信息到移动通信设备1000的任何数量的用户输入1024，并且还可以包括允许用户从移动通信设备1000接收信息的任何数量的用户输出1026。在一些移动电话中，用户输入1024可以包括音频输入1028（例如，麦克风）和/或触觉输入1030（例如，按钮和/或键盘）。在一些移动电话中，用户输出1026尤其可以包括音频输出1032（例如，扩音器），视觉输出1034（例如，LCD或LED屏幕）、和/或触觉输出1036（例如，振动蜂鸣器）。

设备接口1022可以包括但不限于调制解调器、网络接口卡（NIC）、集成网络接口、射频发射器/接收器、红外端口、USB连接、或用于将移动通信设备1000连接到其他设备的其他接口。一个或多个设备连接1022可以包括有线连接或无线连接。一个或多个设备连接1022可以发射和/或接收通信介质。

尽管本公开已经关于一个或多个实现方式被示出和描述，本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价替换和修改。此外，应该认识到诸如“第一”和“第二”之类的标识符不意味着相对于其他元件的任何类型的次序或位置；而是“第一”和“第二”和其他类似的标识符而仅仅是通用标识符。此外，应该认识到术语“耦合”包括直接和间接耦合。本公开包括所有这种修改和代替并且仅通过下述权利要求范围来限制。特别关于由上述组件（例如，元件和/或资源）所执行的各种功能，用于描述此类组件的术语除另外指出之外意在对应于执行所述组件的指定功能的任何组件（即，功能上等价），即使不是结构上等价于执行本公开的在此图示的示例性实现方式中的功能的所公开的结构。此外，虽然已经关于多个实现方式的仅仅一个描述了本公开的特定特征，但是这种特征可以与所期望的并对任何给定或特定应用有利的其他实现方式的一个或多个其他特征相结合。此外，如本说明书以及附加的权利要求中使用的冠词“一”和“一个”被解释为意为“一个或多个”。

此外，在这个意义上术语“包括”、“具有”、“含有”、“带有”、或其变形用于详细描述或权利要求中，此类术语以类似于术语“包含”的方式意味着包容。

Claims (22)

1.一种天线配置，包括：

可调谐多馈天线，被配置成在频带处无线发射电磁辐射；

发射模块，被配置成生成其间具有相移或幅度差的多个信号，其中所述多个信号共同对应于待发射信号；以及

多个天线馈源，耦合到可调谐多馈天线的不同空间位置并且被配置成将所述多个信号中的一个提供给可调谐多馈天线；

其中所述多个信号的相移或幅度差定义了所述频带的频率特性。

2.如权利要求1所述的天线配置，进一步包括：

调整模块，被配置成在所述多个信号被提供给可调谐多馈天线之前独立地调整其相位或幅度；以及

控制元件，被配置成生成控制信号，所述控制信号控制来自调整模块的相位或幅度的值以在多个信号之间提供相移或幅度差。

3.如权利要求2所述的天线配置，进一步包括：

测量元件，被配置成检测频率特性并且生成包括与检测到的频率特性有关的信息的测量信号；

其中控制元件被配置成调整控制信号以基于测量信号来调整多个信号之间的相移或幅度差。

4.如权利要求2所述的天线配置，进一步包括：

测量元件，被配置成检测频率特性并且生成测量信号，以使控制元件迭代地调整多个信号之间的相移或幅度差直到达到发射频率。

5.如权利要求2所述的天线配置，其中所述调整模块包括：

一个或多个移相元件，被配置成将相移引入由发射模块所生成的多个信号的一个或多个。

6.如权利要求2所述的天线配置，其中所述发射模块被配置成动态地调整多个信号之间的相移以动态地调整待发射信号的频率特性。

7.如权利要求1所述的天线配置，其中所述频率特性包括可调谐多馈天线发射电磁辐射的频率。

8.如权利要求1所述的天线配置，其中所述发射模块包括：

信号发生器，被配置成生成待发射的差分信号；

混合耦合器，被配置成接收待发射信号并生成单端信号；

分离元件，被配置成将单端信号分离成多个相同的信号；以及

一个或多个移相元件，被配置成将相移引入多个相同的信号中的一个或多个。

9.如权利要求8所述的天线配置，进一步包括：

功率放大器，被配置成放大单端信号并将所述单端信号输出到分离元件。

10.如权利要求8所述的天线配置，其中所述一个或多个移相元件包括在一个或多个移相元件和多个天线馈源之间延伸的可变长度传输线。

11.如权利要求1所述的天线配置，其中所述发射模块包括：

信号发生器，被配置成生成差分信号；

第一混合耦合器，被配置成接收差分信号并由此生成单端信号；

第二混合耦合器，被配置成接收单端信号并由此沿多个信号通路而生成多个相同的信号；以及

一个或多个移相元件，被配置成将相移引入多个相同的信号中的一个或多个。

12.如权利要求1所述的天线配置，其中天线馈源之一包括在平面倒F天线的接地面和可激发平面元件之间延伸的接地引脚。

13.一种被配置成在多个输出频率上发射无线信号的天线配置，包括：

可调谐多馈天线，被配置成无线发射电磁辐射；

多个天线馈源，耦合到可调谐多馈天线的不同的空间位置；

发射模块，被配置成生成共同对应于待发射信号的多个信号并且将所述多个信号提供给可调谐多馈天线；以及

调整模块，被配置成独立地控制所述多个信号的相位和/或幅度以生成改变天线输入反射系数的多个信号之间的相移或幅度差。

14.如权利要求13所述的天线配置，其中所述天线输入反射系数定义了发射频率。

15.如权利要求13所述的天线配置，包括：

控制元件，与调整模块通信并被配置成生成控制信号，所述控制信号动态地改变相移或幅度差的值以在定义发射频率的多个信号之间提供相移。

16.如权利要求15所述的天线配置，进一步包括：

测量元件，被配置成检测发射频率并生成包括与检测到的发射频率有关的信息的测量信号；

其中所述控制元件被配置成调整控制信号以基于测量信号来调整所述多个信号之间的相移或幅度差。

17.如权利要求15所述的天线配置，进一步包括：

测量元件，被配置成检测发射频率并生成测量信号，以使控制元件迭代地调整多个信号之间的相移或幅度差直到达到发射频率。

18.如权利要求13所述的天线配置，其中所述天线包括超宽带天线。

19.一种在多个发射频率上对天线进行调谐的方法，包括：

提供具有包括多个天线馈源的可调谐多馈天线的收发器系统；

生成其间具有相移的多个信号，其中所述多个信号共同对应于待发射信号；

将相移或幅度差引入所述多个信号中的一个或多个以生成其间具有相移或幅度差的调整后的多个信号；以及

将调整后的多个信号提供给多个天线馈源以共同激发可调谐多馈天线。

20.如权利要求19所述的方法，其中将相移或幅度差引入所述多个信号中的一个或多个改变定义发射频率的天线输入反射系数。

21.如权利要求19所述的方法，进一步包括：

确定可调谐多馈天线的频率响应；

基于所述频率响应来确定一个或多个已调整的相位或幅度以将可调谐多馈天线调谐到期望的操作频率；以及

将所述一个或多个已调整的相位或幅度引入多个信号。

22.如权利要求19所述的方法，进一步包括：迭代地调整所述一个或多个相位或幅度直到达到发射频率。

Images