CN103684511B - 液态微机电系统部件及其射频应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液态微机电系统部件及其射频应用。本发明公开了一种无线电电路，包括：前端模块，板，液态MEMS部件，以及耦接部件。前端模块被实现在至少一个集成电路（IC）晶方上，并且包括可变电路。对于无线电电路的给定操作情况，可变电路可调整以有助于前端模块的操作调整。板支撑液态微机电系统部件并且至少间接地支撑该至少一个集成电路晶方。耦接部件将液态MEMS部件电气耦接至可变电路，其中，基于控制信号，液态MEMS部件的一个或多个特性被改变，从而调整可变电路。

Description

液态微机电系统部件及其射频应用
相关专利的交叉引用
本申请要求于2012年9月10日提交的题为“LiquidMicroElectroMechanicalSystems（MEMS）DevicesandApplications”的美国临时专利申请第61/699,183号的优先权，以及于2012年10月31日提交的美国申请第13/665,605号的优先权，并且其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明总体上涉及无线电通信，更具体地，涉及利用一个或多个液态MEMS部件的无线通信设备。
背景技术
射频（RF）通信设备按照一个或多个通信协议或标准来有助于在一个或多个频带中进行无线通信是众所周知的。为了适应多种通信协议或标准，RF通信设备包括RF通信设备的每个部（例如，基带处理，RF接收器，RF发射器，天线接口）的多种版本（每种用于一个协议）和/或包括可编程部。例如，RF通信设备可以包括可编程基带部，多个RF接收器部，多个RF发射器部，以及可编程天线接口。
为了提供RF通信设备可编程部的至少某些可编程能力，该部包括一个或多个可编程电路，其中可编程能力经由基于开关的电路元件组（例如，电容器，电感器，电阻器）实现。例如，选择基于开关的电容器组和基于开关的电感器组的各种组合产生各种谐振电路，其能够被用于滤波器（作为放大器中的负载等）。RF技术的新发展是使用集成电路（IC）微机电系统（MEMS）开关来提供基于开关的电路元件组的开关。
关于ICMEMS开关的问题包括最小接触面积（这产生过热点），电触点弹跳（这限制冷切换的使用）以及受限的使用寿命。针对这些问题，射频技术的新发展是采用IC实现的液态RFMEMS开关（这也称为电化学润湿开关）。随着IC制造技术的不断发展以及IC晶方（die）以及IC上制造的部件的尺寸降低，IC实现的液态RFMEMS开关可能具有受限的应用。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种无线电电路，包括：前端模块，实现在至少一个集成电路（IC）晶方上，所述前端模块包括可变电路，其中，所述可变电路是可调整的以针对所述无线电电路的给定操作情况实现所述前端模块的操作调整；板，支撑一个或多个液态微机电系统（MEMS）部件以及至少间接地支撑所述至少一个集成电路晶方；以及耦接部件，将所述一个或多个液态微机电系统部件电气耦接至所述可变电路，其中，基于控制信号所述一个或多个液态微机电系统部件的一个或多个特性被改变，所述改变调整所述可变电路。
优选地，无线电电路，其中，所述一个或多个液态微机电系统部件中的液态微机电系统部件包括：通道，在所述板的一个或多个层中或在第二板的一个或多个层中；所述液态微机电系统部件的一个或多个导电元件；微滴，包含在所述通道中；以及微滴致动模块，基于所述控制信号可操作地相对于所述一个或多个导电元件改变所述微滴从而改变所述液态微机电系统部件的所述一个或多个特性。
优选地，无线电电路，其中，所述微滴致动模块包括以下各项中的至少一项：电场源；磁场源；热源；压缩源；以及膨胀源。
优选地，无线电电路，其中，所述微滴包括以下各项中的至少一项：导电微滴；液体绝缘微滴；响应于所述微滴致动模块的操作而膨胀的膨胀液态微滴；响应于所述微滴致动模块的操作而收缩的收缩液态微滴；响应于所述微滴致动模块的操作而被排斥的排斥液态微滴；以及响应于所述可微滴致动模块的操作而被吸引的吸引液态微滴。
优选地，无线电电路，其中，所述通道包括以下各项中的至少一项：在所述通道的至少一个内表面上的导电涂层；在所述通道的一个或多个内表面上的绝缘涂层；以及在所述板的另一个层中的盖子。
优选地，无线电电路，其中，所述液态微机电系统部件进一步包括：在所述通道内的气体，其中，在所述微滴致动模块操作时所述气体有助于改变所述微滴。
优选地，无线电电路，其中，所述板包括以下各项中的至少一项：印刷电路板（PCB）；集成电路（IC）封装基板；PCB或IC封装基板的重分布层（RDL）。
优选地，无线电电路，其中，所述前端模块包括以下各项中的至少一项：包括功率放大器可变电路的功率放大器（PA）；包括接收器-发射器可变电路的接收器-发射器（RX-TX）隔离模块；包括滤波可变电路的射频（RF）滤波器；包括天线调谐单元可变电路的天线调谐单元（ATU）；以及频带（FB）开关，其中，所述可变电路包括以下各项之一：所述功率放大器可变电路、所述接收器-发射器可变电路、所述滤波可变电路以及所述天线调谐单元可变电路，以及其中，所述前端模块的操作调整包括以下各项之一：模式选择、天线调谐单元调谐、接收器-发射器隔离调谐、射频滤波器调谐、以及功率放大器配置。
优选地，无线电电路，其中，所述液态微机电系统部件包括以下各项中的至少一项：液态微机电系统开关；液态微机电系统电容器；液态微机电系统电感器；以及液态微机电系统电阻器。
优选地，无线电电路，其中，所述耦接部件包括以下各项中的至少一项：有线连接；成对的无线发射器和接收器；以及插入机构基板。
根据本发明的另一方面，提供了一种连同集成电路（IC）晶方使用的液态微机电系统（MEMS）部件，所述液态微机电系统（MEMS）部件包括：通道；一个或多个导电元件，被定位为邻近所述通道；微滴，包含在所述通道中；以及微滴致动模块，基于所述控制信号，所述微滴致动模块可操作地相对于所述一个或多个导电元件改变所述微滴从而改变所述液态微机电系统部件的一个或多个特性；以及板，支撑所述通道并且支撑所述集成电路晶方。
优选地，液态微机电系统部件，其中，所述微滴致动模块包括以下各项中的至少一项：电场源；磁场源；热源；压缩源；以及膨胀源。
优选地，液态微机电系统部件，其中，所述微滴包括以下各项中的至少一项：导电微滴；液体绝缘微滴；响应于所述微滴致动模块的操作而膨胀的膨胀液态微滴；响应于所述微滴致动模块的操作而收缩的收缩液态微滴；响应于所述微滴致动模块的操作而被排斥的排斥液态微滴；以及响应于所述可微滴致动模块的操作而被吸引的吸引液态微滴。
优选地，液态微机电系统部件，其中，所述通道包括以下各项中的至少一项：在所述通道的至少一个内表面上的导电涂层；在所述通道的一个或多个内表面上的绝缘涂层；以及在所述板的另一个层中的盖子。
优选地，液态微机电系统部件，其中，所述板包括以下各项中的至少一项：印刷电路板（PCB）；集成电路（IC）封装基板；PCB或IC封装基板的重分布层（RDL）。
优选地，液态微机电系统部件，进一步包括：耦接部件，将所述液态微机电系统部件电气耦接至所述集成电路晶方，其中所述耦接部件包括以下各项中的至少一项：有线连接；成对的无线发射器和接收器；及插入机构基板。
根据本发明的又一方面，一种无线电电路，包括：双工器，其中，所述双工器的第一连接用于耦接至天线；功率放大器，可操作地耦接至所述双工器的第二连接；公共模式感测电路，可操作地耦接至所述双工器的第三连接和第四连接；以及平衡网络，可操作地耦接至所述双工器的第五连接，其中，所述平衡网络包括液态微机电系统（MEMS）部件，其中，所述微机电系统部件基于控制信号而改变，以便调整所述平衡网络的一个或多个特性，使得所述双工器被调谐以改善经由所述天线收发的入站射频（RF）信号与出站射频信号之间的隔离，其中，所述液态微机电系统部件包括：通道；一个或多个导电元件，被定位为邻近所述通道；微滴，包含在所述通道中；以及微滴致动模块，基于所述控制信号，所述微滴致动模块可操作地相对于所述一个或多个导电元件改变所述微滴从而改变所述液态微机电系统部件的一个或多个特性；以及板，支撑所述通道并且支撑至少包括所述公共模式感测电路的集成电路（IC）晶方。
优选地，无线电电路，进一步包括：检测器，可操作地基于所述公共模式感测电路的输出来产生公共模式误差信号；调谐引擎，基于所述公共模式误差信号生成所述控制信号；低噪声放大器，耦接至所述双工器的所述第三连接和第四连接；以及天线调谐单元（ATU），耦接至所述双工器的所述第一连接。
优选地，无线电电路，其中，所述平衡网络包括以下各项中的至少一项：小信号平衡网络，包括多个液态微机电系统开关，其中，所述多个液态微机电系统开关包括液态微机电系统部件；以及大信号平衡网络，包括电阻-电感-电容（RLC）网络和多个液态微机电系统开关。
优选地，无线电电路，其中，所述平衡网络包括：一个或多个液态微机电系统电阻器；一个或多个液态微机电系统电容器；以及一个或多个液态微机电系统电感器，耦接至所述一个或多个液态微机电系统电阻器和所述一个或多个液态微机电系统电容器以便产生电阻-电感-电容（RLC）网络，其中，所述一个或多个液态微机电系统电阻器、所述一个或多个液态微机电系统电容器和所述一个或多个液态微机电系统电感器包括所述液态微机电系统部件。
附图说明
图1是根据本发明的无线电电路的实施方式的示意性框图；
图2是根据本发明的前端模块的实施方式的示意性框图；
图3是根据本发明的天线调谐单元的实施方式的示意性框图；
图4是根据本发明的功率放大器的实施方式的示意性框图；
图5是根据本发明的滤波器的实施方式的示意性框图；
图6是根据本发明的开关电路元件组的实施方式的示意性框图；
图7是根据本发明的液态微机电系统（MEMS）部件的实施方式的示意性框图；
图8和图9是根据本发明的液态MEMS开关的实施方式的示意性框图；
图10是根据本发明的液态MEMS电容器的实施方式的示意性框图；
图11是根据本发明的液态MEMS电感器或变压器的实施方式的示意性框图；
图12是根据本发明的液态MEMS电阻器的实施方式的示意性框图；
图13是根据本发明的无线电电路的另一个实施方式的示意性框图；
图14是根据本发明的无线电电路的另一个实施方式的示意性框图；
图15是根据本发明的无线电电路的另一个实施方式的示意性框图；
图16是根据本发明的前端模块的另一个实施方式的示意性框图；
图17是根据本发明的平衡网络的实施方式的示意性框图；
图18是根据本发明的平衡网络的另一个实施方式的示意性框图；以及
图19是根据本发明的平衡网络的另一个实施方式的示意性框图。
具体实施方式
图1是可用于便携式计算通信设备中的无线电电路10的实施方式的示意性框图。便携式计算通信设备可以是人携带在身上、可以至少部分由电池供电的任何设备，包括无线电收发器（例如，射频（RF）和/或毫米波（MMW）），并且执行一个或多个软件应用程序。例如，便携式计算通信设备可以是蜂窝电话，笔记本电脑，个人数字助理，视频游戏机，视频游戏播放器，个人娱乐单元，平板电脑等。
如图所示，无线电电路10包括集成电路（IC）14，板16，以及耦接部件20。集成电路14包括一个或多个晶方（dies），在其上实现前端模块12。前端模块12包括至少一个可变电路22。板16至少间接地支持IC14，并且包括一个或多个液态微机电系统（MEMS）部件。
在操作的示例中，前端模块12耦接至可包括一个或多个天线、天线阵列等的天线结构（未示出）。前端模块12还被耦接至便携式计算通信设备的接收器部（未示出）以及便携式计算通信设备的发射器部（未示出）。对于无线电电路10的给定操作条件，经由控制信号24改变液态MEMS部件的一个或多个特性。通过改变液态MEMS部件，可变电路22被调整，这调整了前端模块12的操作。
作为更具体的示例，无线电电路10的操作条件是模式改变（例如，从根据一种无线通信协议的一操作模式改变至根据另一无线通信协议的另一操作模式）。在该具体示例中，操作的频带从一个频带改变至另一个；因此，前端模块的功能被从一个频带调整到另一个。这样的调整包括但不限于以下一个或多个，改变前端模块12的阻抗匹配能力、改变接收-发射隔离能力以及改变天线调谐特性。
为了有助于前端模块12的操作调整（例如，改变以下各项中的一个或多个：模式选择、ATU调谐、RX-TX隔离调谐、RF滤波器调谐、以及PA配置），经由控制信号24通过改变液态MEMS部件（其可以是开关，电容器，电感器，变压器，电阻器等）的特性来调整可变电路22的操作。例如，可以通过改变液态MEMS部件18的特性（其中，特性包括开/关状态、阻抗、电容、电感、电阻等中的一个或多个）来改变可变电路22的增益、操作频带、带宽、屏蔽器抑制（blockerrejection）、信噪比、信号干扰比、阻抗、电感和/或电容。需要注意的是，可变电路22可以是功率放大器，RF滤波器，接收-发射（RX-TX）隔离模块，天线调谐单元（ATU），频带（FB）选择开关，和/或其部件。
无线电电路10的操作条件的其他示例包括但不限于：半双工通信，全双工通信，公共接收-发射通道通信，接收通道选择，发射通道选择等。对于这些操作条件中的每个，将控制信号24提供给液态MEMS部件18以改变其特性，这调整可变电路22的操作，这转而调整前端模块12的操作。
不管无线电电路10所执行的具体操作条件如何，液态MEMS部件18由板16支持，该板可以是印刷电路板（PCB），集成电路（IC）封装基板，PCB或IC封装基板的重分布层（RDL）等。液态MEMS部件18可以被制造到板16中，或者是嵌入板16中的单独部件。通过将液态MEMS部件18实现在板16上而不是IC14上，液态MEMS部件18的大小可以比实现在IC上的相应部件大数十倍、数百倍、或数千倍，这允许在IC（尤其是利用较新的IC制造工艺）上实现是不切实际或近乎不可能的部件可以很容易在板上实现。需要注意的是，前端模块12的大部分部件实现在芯片上（即，IC14的一个或多个晶方上）。
图2是前端模块12的实施方式的示意性框图，该前端模块12包括一个或多个功率放大器（PA）30，32，一个或多个RF滤波器34，36，一个或多个RXTX隔离模块38，40，一个或多个天线调谐单元（ATU）42，44，并且可以进一步包括频带（FB）开关46。在本示例中，前端模块12支持针对便携式计算通信设备的双模式（例如，两个不同操作频带）。
作为针对出站RF信号的操作示例，PA30，PA32之一（其包括串联和/或并联耦接的一个或多个功率放大器）对出站RF信号进行放大。如果PA30，32包括一个或多个可变电路，PA的一个或多个参数（例如，增益，线性度，带宽，效率，噪音，输出动态范围，压摆率，上升速率，稳定时间，过冲，稳定系数等）可以基于控制信号24进行调整。例如，由于发射条件改变（例如，通道响应改变，TX单元与RX单元之间的距离改变，天线特性改变等），处理资源判定调整PA的参数以便优化性能。这种判定可能不是孤立做出的；该判定可以考虑到前端模块的可以被调整以优化RF信号的发射和/或接收的其他参数（例如，ATU，RX-TX隔离模块）来做出。
RF滤波器34，36（其可以是带通滤波器，低通滤波器，陷波滤波器，或高通滤波器）对经放大的出站RF信号进行过滤。如果RF滤波器34，36包括一个或多个可变电路，RF滤波器的一个或多个参数（例如，增益，线性度，带宽，衰减等）可以基于控制信号24进行调整。
RX-TX隔离模块38，40（其可以是双工器，环行器或巴伦变压器，或向使用共同天线的TX信号与RX信号之间提供隔离的其他设备）衰减经过滤的出站RF信号。如果RX-TX隔离模块38包括一个或多个可变电路22，RX-TX隔离模块38的操作可以经由控制信号24进行调整。这样的调整可以改变RX-TX隔离模块38如何衰减出站RF信号。例如，当发射功率相对较低时，RX-TX隔离模块38可以被调整为降低其对出站RF信号的衰减。
天线调谐单元（ATU）42，44被调谐为提供与天线的阻抗基本匹配的期望阻抗。由于进行调谐，ATU42，44向天线提供衰减的TX信号以供发射。需要注意的是，ATU可以包括一个或多个被连续或周期性地调整以跟踪天线的阻抗变化的可变电路22。例如，基带处理单元和/或处理模块可以检测天线阻抗的变化，进而基于检测到的变化，向ATU42，44提供控制信号24，使得其相应改变其阻抗。针对接收的入站RF信号执行类似但反向的处理。
图3是天线调谐单元42，44的实施方式的示意性框图，该天线调谐单元包括一个或多个可变电阻器（R1和R2），一个或多个可变电容器（C1和C2），以及可变电感器（L）。一个或多个部件（例如，电阻器，电容器，电感器）可以经由控制信号24进行改变。可变部件中的每个可以被实现为可变液态MEMS部件（如图10至图12所示）和/或实现为开关电路元件组（如图6所示）。该开关电路元件组包括在IC14上的电路元件（例如，电阻器，电容器，电感器）和板16上的液态MEMS开关。需要注意的是，ATU42，44的一个或多个部件（例如，电阻器，电容器，电感器）可以是固定值的部件（例如，固定的电阻器，固定的电容器，和/或固定的电感器）。
图4示出功率放大器30，32的实施方式的示意性框图，该功率放大器包括一对输入晶体管（T1和T2），电流源（I），以及一对负载，各个负载包括一个或多个可变电容器（C1，C2），以及一个或多个可变电感器（L1，L2）。一个或多个部件（例如，电容器，电感器）可以经由控制信号24而改变。可变部件中的每个可以实现为可变液态MEMS部件（如图10至图11所示）和/或实现为开关电路元件组（如图6所示）。该开关电路元件组包括在IC14上的电路元件（例如，电容器，电感器）和板16上的液态MEMS开关。需要注意的是，PA30，32的一个或多个部件（例如，电容器，电感器）可以是固定值的部件（例如，固定的电容器，和/或固定的电感器）。
图5是RF滤波器34，36或其一部分的实施方式的示意性框图，该RF滤波器包括一个或多个可变电容器（C1，C2），以及一个或多个可变电感器（L）。一个或多个部件（例如，电容器，电感器）可以经由控制信号24而改变。可变部件中的每个可以被实现为可变液态MEMS部件（如图10至图11所示）和/或实现为开关电路元件组（如图6所示）。开关电路元件组包括在IC14上的电路元件（例如，电容器，电感器）和板16上的液态MEMS开关。需要注意的是，RF滤波器34，36的一个或多个部件（例如，电容器，电感器）可以是固定值的部件（例如，固定的电容器，和/或固定的电感器）。
图6是开关电路元件组的实施方式的示意性框图，该开关电路元件组包括多个电路元件52至60以及多个液态MEMS开关50。液态MEMS开关50在板16上，以及多个电路元件52至60中的至少大多数实现在IC14上。需要注意的是，电路元件52至60中的一个或多个可以是可变的液态MEMS部件。在该实例中，可变液态MEMS部件在板16上，这为电路元件组提供更大范围的可编程性。需要注意的是，电路元件（例如，电阻器，电容器，或电感器）中的每个可以具有相同值（例如，相同阻抗，相同电容，或相同电感），可以具有不同值或其组合。
图7是液态微机电系统（MEMS）部件18的实施方式的示意性框图，该液态微机电系统部件由板16的一个或多个层支持（例如，被制造或嵌入在板16中）。液态MEMS部件18包括通道70，一个或多个导电元件74至76，微滴72，以及微滴致动模块（dropletactivatingmodule）78。通道70处于板16的一个或多个层中，或处于随后被嵌入板16中的另一板的一个或多个层中。微滴72包含在通道70中。
在操作示例中，微滴致动模块78基于控制信号来施加力80，以便相对于一个或多个导电元件74至76来更改微滴72，从而改变液态MEMS部件18的一个或多个特性。例如，微滴致动模块78可以是将力80施加至微滴72以对微滴72进行致动、变更、移动、压缩、膨胀等从而有助于液态MEMS部件18的特性改变的电场源，磁场源，热源，压缩源，和/或膨胀源（例如，电场，磁场，热度，压缩等）。需要注意的是，微滴70可以是一个或多个导电微滴（例如，水银或其他金属或在室温时是液态的导电物质），液态绝缘微滴，响应于微滴致动模块的力而膨胀的膨胀液态微滴，响应于微滴致动模块的力而收缩的收缩液态微滴，响应于微滴致动模块的力而排斥的排斥液态微滴，以及可操作响应于微滴致动模块的力而吸引的吸引液态微滴。
在本实施方式的进一步或另一个实施方式中，通道70可以包括在通道至少一个内表面上的导电涂层，可以包括在通道的一个或多个内表面上的绝缘涂层，和/或可以包括在该板的另一个层中的盖子。此外，液态MEMS部件18可以包括在通道70内的气体（空气，气体混合物，惰性气体（inertgas），惰性气体（noblegas）等），其中当微滴致动模块78可操作时，该气体有助于改变微滴70。
图8和9是示出液态MEMS开关的实施方式的示意性框图，该液态MEMS开关包括通道70，微滴90，电触点94，以及电场和/或磁场源92。微滴90是导电的，其形状随着由电场和/或磁场源92产生的场96（电场和/或磁场）的存在而改变。例如，随着施加最小场，微滴90不与一个或多个电触点94接触。因此，开关被断开。当足够大（或有效）的场96被施加时，微滴90的形状改变，导致其接触电触点94。因此，开关闭合。电场和/或磁场源92生成场96，作为对控制信号24的响应。
图10是示出液态MEMS电容器的实施方式的示意性框图，该液态MEMS电容器包括通道70，电介质微滴100，电容板102，104，以及微滴致动模块78。微滴100是电介质掺杂溶液（例如，具有电介质颗粒的液体），并且其形状随着力80（电场，磁场，压缩，致动等）的存在而改变。例如，随着施加最小力，微滴100处于收缩形状，这提供电容器的第一介电性能。当足够大（或有效）的力80被施加时，微滴100的形状改变，这改变电容器的介电性能。需要注意的是，电容器的电容是C=εrε0(A/d)，其中，C是电容，A是两个板重叠的面积，εr是板之间材料的相对静态电容率（例如，介电常数），以及d是两个板之间的距离。因此，通过改变介电性能，介电常数被改变，这成比例地改变电容。
图11是示出液态MEMS电感器或变压器的实施方式的示意性框图，该液态MEMS电感器或变压器包括通道70，铁氧体微滴110，一个或多个绕组112，114（例如，一个绕组用于电感器，串联或并联的两个绕组用于电感器，两个绕组用于变压器），以及微滴致动模块78。微滴110是铁氧体掺杂的溶液（例如，具有铁氧体颗粒的液体），并且其形状随着力80（电场，磁场，压缩，致动等）的存在而改变。例如，随着施加最小力，微滴110处于收缩形状，这提供电感器或变压器的第一磁心特性。当足够大（或有效）的力80被施加时，微滴110的形状改变，这改变电感器或变压器的磁心特性。需要注意的是，对于螺线管电感器，电感是L=μ0μrN2(A/l)，其中L是电感，μ0是磁常数，μr是螺线管内材料的相对磁导率，N是匝数，A是螺线管的横截面积，以及l是绕组长度。因此，通过改变磁部件的磁心特性（例如，相对磁导率），其电感被改变。
图12是示出液态MEMS电阻器的实施方式的示意性框图，该液态MEMS电阻器包括通道70，阻抗微滴120，电触点122，124，以及微滴致动模块78。微滴120是阻抗掺杂溶液（例如，具有导电颗粒的液体），并且其形状随着力80（电场，磁场，压缩，致动等）的存在而改变。例如，随着施加最小力，微滴120处于收缩形状，这提供电阻器的第一阻抗特性。当足够大（或有效）的力80被施加时，微滴120的形状改变，这改变电阻器的阻抗特性。需要注意的是，电阻R=ρ（l/A），其中，ρ是材料的电阻率，l是导电材料的长度，以及A是导电材料的横截面积。因此，通过改变电阻率，电阻器的阻抗被改变。
图13是示出无线电电路10的另一个实施方式的示意性框图，该无线电电路10包括经由有线连接130耦接至前端模块的可变电路22的液态MEMS部件18。有线连接130可以是板16上的一个或多个被焊接到IC14的一个或多个引脚的迹线，IC上的球栅阵列以及板16上相应的配合件等。
图14是示出无线电电路10的另一个实施方式的示意性框图，该无线电电路包括经由无线连接耦接到前端模块的可变电路22的液态MEMS部件18。为了无线通信，液态MEMS部件18和可变电路22被耦接至无线收发器（XCVR）132。
图15是示出无线电电路10的另一个实施方式的示意性框图，该无线电电路包括经由板插入机构140被耦接到前端模块的可变电路22的液态MEMS部件18。如图所示，一个或多个IC电路晶方14被耦接至板插入机构140（其被耦接至板16）。板插入机构140可以包括一个或多个液态MEMS部件，以及包括电气连接到晶方14和板16。需要注意的是，板插入结构160可以是由板16相同的材料制成或由不同的板材料制成。
图16是示出前端模块150的另一个实施方式的示意性框图，该前端模块包括功率放大器模块（PA）30，ATU42，双工器154（提供RXTX隔离），平衡网络152，公共模式（CM）感测电路156，检测器158，调谐引擎162，并且可以进一步包括低噪声放大器（LNA）160。双工器154包括变压器（或诸如频率选择性双工器和/或电平衡双工器的其他结构），以及平衡网络152包括至少一个可变电阻器和至少一个可变电容器，其可以用一个或多个MEMS开关、液态MEMS电容器、液态MEMS电感器等实现（例如，如图6和图8至图11中的一个或多个所示）。公共模式感测电路156包括跨变压器次级耦接的一对电阻器。
在操作示例中，PA30向变压器154的双绕组初级的中心抽头提供出站RF信号。出站RF信号的电流与天线和平衡网络152之间的阻抗差成正比地在两个绕组之间被划分。如果平衡网络152的阻抗大体上匹配天线的阻抗，则电流在两个绕组之间被均分。
通过如图所示的绕组配置，如果初级中的电流大致匹配，它们在次级绕组中的磁场基本相互抵消。因此，次级具有出站RF信号的大幅衰减表示。对于入站RF信号，初级的两个绕组生成对应于入站RF信号的电流的磁场。在这个实例中，磁场相加，因此，在次级中产生的电流是初级中电流的两倍（假设绕组中的每个具有相同数量的匝数）。因此，变压器154放大入站RF信号。
如果天线的阻抗与平衡网络152的阻抗之间存在不平衡，则出站RF信号电流分量将存在于次级中（例如，TX泄漏）。检测器158经由CM感测电路156检测不平衡，并且向调谐引擎模块162提供该差异的指示。调谐引擎模块162解释该差异，并且生成控制信号以调整平衡网络152的阻抗。
图17是示出平衡网络152的实施方式的示意性框图，该平衡网络包括多个电阻器（R），多个电容器（C），控制模块，以及多个液态MEMS开关（L-MEMSSW）。电阻器、电容器和控制模块在IC上，开关在板上。控制模块生成控制信号以使液态MEMS开关中所选择的一个能够产生所期望的小信号平衡网络152。
图18是示出大信号平衡网络152的另一个实施方式的示意性框图，该大信号平衡网络包括RLC（电阻-电感-电容）网络，控制模块，以及多个液态MEMS开关（L-MEMSSW）。液态MEMS开关被接通以及断开，以便提供RLC网络的电阻器、电感器和/或电容器的不同组合，从而提供平衡网络152的期望阻抗。需要注意的是，RLC网络和控制模块在IC14上，液态MEMS开关在板16上。
图19是示出平衡网络152的另一个实施方式的示意性框图，该平衡网络152包括一个或多个可变电阻器（R1和R2），一个或多个可变电容器（C1和C2），以及可变电感器（L）。部件（例如，电阻器，电容器，电感器）中的一个或多个可以经由控制信号24而改变。可变部件中的每个可以被实现为可变液态MEMS部件（如图10至12所示）和/或实现为开关电路元件组（如图6所示）。该开关电路元件组包括在IC14上的电路元件（例如，电阻器，电容器，电感器）以及在板16上的液态MEMS开关。需要注意的是，平衡网络152的一个或多个部件（例如，电阻器，电容器，电感器）可以是固定值的部件（例如，固定电阻器，固定电容器，和/或固定电感器）。
正如本文所采用的，术语“大体上”和“大约”为其相应的术语提供行业公认的公差和/或各项之间的相对性。这样的行业公认公差范围从少于百分之一到百分之五十，并且和成分值、集成电路工艺变化、温度变化、上升和下降时间和/或热噪音相对应，但不限于上述参数。各项之间的这种相对性范围从很小百分比的差异到幅值差异。正如这里所使用的，术语“可操作耦接”、“耦接”和/或“耦接”包括各项之间的直接耦接和/或经由介入各项的各项之间的间接耦接（例如，各项包括但不限于，组件，元件，电路，和/或模块），其中，对于间接耦接，所述介入各项不修改信号的信息，但是可以调整其电流电平，电压电平和/或功率电平。正如这里进一步使用的，所述介入耦接（即，一个元件通过推理被耦接至另一个元件）包括两个各项之间以与“耦接”方式相同的直接和间接耦接。正如这里进一步使用的，术语“可操作”或“可操作耦接至”指示包括一个或多个功率连接、输入端、输出端等的各项，以便当被激活时，执行一个或多个其相应的功能和可以进一步包括被介入耦接至一个或多个其他各项。正如这里进一步使用的，术语“与...关联”包括单独各项与被嵌入在另一个各项中的一个各项的直接和/或间接耦接。正如这里所使用的，术语“顺利地比较”表示两个或更多各项、信号等之间的比较提供所期望的关系。例如，当所期望的关系是信号1比信号2具有更大的幅值，则当信号1的幅值大于信号2的幅值，或当信号2的幅值小于信号1的幅值时，顺利比较可以被实现。
正如这里所使用的，术语“处理模块”、“处理电路”和/或“处理单元”可以是单个处理设备或多个处理设备。这样的处理设备可以是微处理器，微控制器，数字信号处理器，微型计算机，中央处理单元，现场可编程门阵列，可编程逻辑器件，状态机，逻辑线路，模拟线路，数字线路，和/或基于线路的硬编码和/或可操作指令操控（模拟和/或数字）信号的任何设备。处理模块、模块、处理电路和/或处理单元可以是，或进一步包括存储器和/或集成的存储元件，其可以是单个存储器器件，多个存储器器件，和/或其他处理模块、模块、处理电路和/或处理单元的嵌入式电路。这样的存储器器件可以是只读存储器，随机存取存储器，易失性存储器，非易失性存储器，静态存储器，动态存储器，闪存存储器，高速缓存存储器，和/或存储数字信息的任何器件。需要注意的是，如果所述模块、模块、处理电路和/或处理单元包括不止一个处理器件，所述处理器件可以被集中定位（例如，经由有线和/或无线总线结构被直接耦接在一起）或可以分布式定位（例如，经由间接耦接，经由局域网和/或广域网的云计算）。需要进一步注意的是，如果所述模块、模块、处理电路和/或处理单元经由状态机、模拟线路、数字线路和/或逻辑线路实施其一个或多个功能，存储器和/或存储相应可操作指令的存储器元件可以被嵌入在或外置于包括状态机、模拟线路、数字线路和/或逻辑线路的线路中。需要进一步指出的是，所述存储器元件可以存储，以及所述处理模块、模块、处理电路和/或处理单元可以执行对应于在一个或多个附图中示出的至少某些步骤和/或功能的硬编码和/或可操作指令。这样的存储器器件或存储器元件可以被包括在制造的物品中。
借助说明具体功能及其相互关系的方法步骤，已经对本发明进行了描述。为了描述方便，这些功能块和方法步骤的边界和次序被随意定义。只要这些具体功能和相互关系能够被适当实施，可供选择的边界和顺序可以被定义。因此，任何这样的备选边界或顺序在本发明的权利要求范围和精神内。进一步，为了描述方便，这些功能块的边界已经被随意定义。只要某些重要功能能够被适当实施，可供选择的边界可以被定义。同样，本文的流程框图也已经被随意定义，以便说明某些重要功能。为了广泛应用，流程框图的边界和顺序可以被定义，否则，仍然执行这些重要功能。因此，这样的功能块和流程框图以及顺序的定义在本发明的权利要求的精神和范围内。本领域的普通技术人员还应该明白，这里所述的功能块以及其他说明块、模块和组件可以如图所示实施或被分立组件、专用集成电路、执行适当软件的处理器或他们的组合实施。
鉴于一个或多个实施方式，本发明已经被描述，或至少部分被描述。本文所使用的本发明的实施方式是为了说明本发明及其方面、特征、原理，和/或本发明的例子。体现本发明的物理装置实施方式、制造物品、机器和/或过程可以包括参考本文所讨论的一个或多个实施方式的方面、特征、原理、例子。进一步地，从图到图，所述实施方式可以合并使用相同或不同参考数字编号的相同或类似的功能、步骤、模块，因此，所述功能、步骤、模块等可以是相同或类似的功能、步骤、模块或不同的功能、步骤、模块。
本领域的普通技术人员应当明白，虽然在上述附图中的晶体管被示为场效应晶体管（FET），但是，所述晶体管可以使用任何类型的晶体管实施，所述晶体管包括但不限于，双极型，金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），N阱晶体管，P阱晶体管，增强型，耗尽型以及零电压阈值（VT）晶体管。
除非与特别声明相反，本文所陈述的任意附图中输入到元件或所述元件输出或所述元件之间的信号，可以是模拟的或数字的，连续时间或离散时间，单端的或差分的。例如，如果信号路径被示为单端的路径，其也可以表示差分的信号路径。同样，如果信号路径被示为差分的路径，其也可以表示单端的信号路径。虽然一个或特定结构在这里被描述，但是本领域的普通技术人员应当明白，使用未明确示出的一个或多个数据总线、元件之间的直接连接和/或其他元件之间的间接耦接的其他结构同样可以被实施。
本文所述的术语“模块”被用于本发明的各个实施方式中。模块包括处理模块，功能块，硬件和/或被存储在存储器上用于执行本文所述的一个或多个功能的软件。需要注意的是，如果所述模块经由硬件实施，所述硬件可以单独操作和/或结合软件和/或固件操作。正如本文所使用的，模块可以包括一个或多个子模块，所述子模块中的每一个可以是一个或多个模块。
尽管本文已经明确描述本发明的各个功能和特征的特定组合，不过，这些特征和功能的其他组合同样是可行的。本发明不受本文所公开的特定例子限制，并且明确地合并这些其他组合。

Claims (9)

1.一种无线电电路，包括：
前端模块，实现在至少一个集成电路(IC)晶方上，所述前端模块包括可变电路，其中，所述可变电路是可调整的以针对所述无线电电路的给定操作情况实现所述前端模块的操作调整；
板，支撑一个或多个液态微机电系统(MEMS)部件以及至少间接地支撑所述至少一个集成电路晶方；以及
耦接部件，将所述一个或多个液态微机电系统部件电气耦接至所述可变电路，其中，所述一个或多个液态微机电系统部件的一个或多个特性基于控制信号被改变，所述改变调整所述可变电路，
其中，所述一个或多个液态微机电系统部件中的液态微机电系统部件包括：
通道，在所述板的一个或多个层中或在第二板的一个或多个层中；
所述液态微机电系统部件的一个或多个导电元件；
微滴，包含在所述通道中；以及
微滴致动模块，基于所述控制信号可操作地相对于所述一个或多个导电元件改变所述微滴从而改变所述液态微机电系统部件的所述一个或多个特性。
2.根据权利要求1所述的无线电电路，其中，所述微滴致动模块包括以下各项中的至少一项：
电场源；
磁场源；
热源；
压缩源；以及
膨胀源。
3.根据权利要求1所述的无线电电路，其中，所述微滴包括以下各项中的至少一项：
导电微滴；
液体绝缘微滴；
响应于所述微滴致动模块的操作而膨胀的膨胀液态微滴；
响应于所述微滴致动模块的操作而收缩的收缩液态微滴；
响应于所述微滴致动模块的操作而被排斥的排斥液态微滴；以及
响应于所述微滴致动模块的操作而被吸引的吸引液态微滴。
4.根据权利要求1所述的无线电电路，其中，所述通道包括以下各项中的至少一项：
在所述通道的至少一个内表面上的导电涂层；
在所述通道的一个或多个内表面上的绝缘涂层；以及
在所述板的另一个层中的盖子。
5.根据权利要求1所述的无线电电路，其中，所述液态微机电系统部件进一步包括：
在所述通道内的气体，其中，在所述微滴致动模块操作时所述气体有助于改变所述微滴。
6.根据权利要求1所述的无线电电路，其中，所述板包括以下各项中的至少一项：
印刷电路板(PCB)；
集成电路(IC)封装基板；
PCB或IC封装基板的重分布层(RDL)。
7.根据权利要求1所述的无线电电路，其中，所述前端模块包括以下各项中的至少一项：
包括功率放大器可变电路的功率放大器(PA)；
包括接收器-发射器可变电路的接收器-发射器(RX-TX)隔离模块；
包括滤波可变电路的射频(RF)滤波器；
包括天线调谐单元可变电路的天线调谐单元(ATU)；以及
频带(FB)开关，
其中，所述可变电路包括以下各项之一：所述功率放大器可变电路、所述接收器-发射器可变电路、所述滤波可变电路以及所述天线调谐单元可变电路，以及其中，所述前端模块的操作调整包括以下各项中的至少一项：模式选择、天线调谐单元调谐、接收器-发射器隔离调谐、射频滤波器调谐、以及功率放大器配置。
8.一种连同集成电路(IC)晶方使用的液态微机电系统(MEMS)部件，所述液态微机电系统(MEMS)部件包括：
通道；
一个或多个导电元件，被定位为邻近所述通道；
微滴，包含在所述通道中；以及
微滴致动模块，基于控制信号，所述微滴致动模块可操作地相对于所述一个或多个导电元件改变所述微滴从而改变所述液态微机电系统部件的一个或多个特性；以及
板，支撑所述通道并且支撑所述集成电路晶方。
9.一种无线电电路，包括：
双工器，其中，所述双工器的第一连接用于耦接至天线；
功率放大器，可操作地耦接至所述双工器的第二连接；
公共模式感测电路，可操作地耦接至所述双工器的第三连接和第四连接；以及
平衡网络，可操作地耦接至所述双工器的第五连接，其中，所述平衡网络包括液态微机电系统(MEMS)部件，其中，所述微机电系统部件基于控制信号而改变，以便调整所述平衡网络的一个或多个特性，使得所述双工器被调谐以改善经由所述天线收发的入站射频(RF)信号与出站射频信号之间的隔离，其中，所述液态微机电系统部件包括：
通道；
一个或多个导电元件，被定位为邻近所述通道；
微滴，包含在所述通道中；以及
微滴致动模块，基于所述控制信号，所述微滴致动模块可操作地相对于所述一个或多个导电元件改变所述微滴从而改变所述液态微机电系统部件的一个或多个特性；以及
板，支撑所述通道并且支撑至少包括所述公共模式感测电路的集成电路(IC)晶方。
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Liquid RF MEMS Wideband Reflective and Absorptive Switches;Chung-Hao Chen,Dimitrios Peroulis;《IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES》;20071231;第55卷(第12期);全文 *

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