CN103931051B - 用于调谐通信设备的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种包含本公开教导的系统可以包括例如一个或更多个匹配网络元件以及与该一个或更多个匹配网络元件耦合的控制器。该控制器可以确定与通信设备的天线组中一个或更多个天线相关联的天线效率信息。该控制器可以确定与该一个或更多个天线相关联的天线隔离信息。该控制器可以基于该天线效率信息和该天线隔离信息，对针对该天线组中至少一部分的一个或更多个匹配网络元件进行调谐。还公开了附加实施例。

Description

用于调谐通信设备的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请是要求2011年5月16日递交的美国申请系列No.13/108,463和2011年5月16日递交的美国申请系列No.13/108,589的优先权的PCT国际申请，其公开通过引用方式并入本文。

技术领域

本公开总体涉及通信系统，并且更具体地涉及用于调谐通信设备的方法和装置。

背景技术

现有多频率无线设备(例如，无线电收发机)使用天线结构，其尝试在整个操作频率范围上以最优效率进行辐射，但是实际上仅能够在频率子集上以最优效率进行辐射。由于大小限制以及美学设计原因，迫使天线设计者对一些频带的性能进行折中。这种无线设备的示例可以是在不同频率的范围(例如，800MHz至2200MHz)上操作的移动电话。由于设计的性质，天线将不会在所有频率上高效地辐射，并且在无线电收发机中的天线、功率放大器和接收机之间的功率传送将显著变化。

此外，天线的性能受其操作环境的影响。例如，对于无线电手持设备，存在多种使用情形会显著地损害无线设备的效率，其包括例如将手持设备天线放置在邻近用户头部的位置、或放置在用户口袋中、或用手覆盖天线等情况。此外，很多现有的无线电收发机使用由意在提高从功率放大器至天线或从天线至接收机的功率传送的定值组件构成的简单电路，但因为使用的组件是定值的，当尝试覆盖多个频带和多种使用情况时，总是存在折中。

用于电磁波的传播的微波设备可以由可调谐级和非可调谐级以及组件构成。可以使用偏置电压对可调谐元件的电气路径长度进行调节。可以使用微带几何形状、带状线几何形状、同轴几何形状、开槽线或细线几何形状和共面波导几何形状来实现所述级和组件。组件的功能可以是相移、延迟或滤波。可以将若干组件汇集在一起，以形成多级设备。此汇集可以提高通过单级微波设备实现的带宽。可以将级串联，例如，将可调谐级与非可调谐级串联。在duToit等的美国专利No.6,590,468中描述了具有自动调节匹配电路的可调谐微波设备的示例。

发明内容

本公开提供了一种调谐方法，包括：由具有处理器的系统确定与包括所述系统在内的通信设备的天线组中一个或更多个天线相关联的天线效率信息；由所述系统确定与所述天线组中一个或更多个天线相关联的天线隔离信息；由所述系统确定针对所述通信设备的操作状态的使用情况；以及由所述系统基于所述天线效率信息、所述天线隔离信息和所述使用情况，对所述通信设备的一个或更多个匹配网络元件进行调谐。其中，所述一个或更多个匹配网络元件包括天线上调谐元件，其中，所述调谐由天线上调谐元件执行，其中，所述天线上调谐元件与所述天线组的辐射元件相连，所述辐射元件包括低频带LB辐射元件和高频带HB辐射元件，其中，基于期望的电压驻波比VSWR，对所述一个或更多个匹配网络元件中与所述LB辐射元件相关联的至少一个匹配网络元件进行调谐，并且基于从谐振频率或与干扰相关联的频率中选择的非期望频率的衰减，对所述一个或更多个匹配网络元件中与所述HB辐射元件相关联的至少另一个匹配网络元件进行调谐。

本公开还提供了一种移动通信设备，包括：天线组；一个或更多个匹配网络元件；具有处理器的系统，其中，所述处理器确定与所述移动通信设备的所述天线组中一个或更多个天线相关联的天线效率信息，所述处理器确定与所述天线组中一个或更多个天线相关联的天线隔离信息，所述处理器确定针对所述移动通信设备的操作状态的使用情况，并且所述处理器基于所述天线效率信息、所述天线隔离信息和所述使用情况，对所述移动通信设备的所述一个或更多个匹配网络元件进行调谐，其中，所述一个或更多个匹配网络元件包括天线上调谐元件，其中，所述调谐由天线上调谐元件执行，其中，所述天线上调谐元件与所述天线组的辐射元件相连，所述辐射元件包括低频带LB辐射元件和高频带HB辐射元件，其中，基于期望的电压驻波比VSWR，对所述一个或更多个匹配网络元件中与所述LB辐射元件相关联的至少一个匹配网络元件进行调谐，并且基于从谐振频率或与干扰相关联的频率中选择的非期望频率的衰减，对所述一个或更多个匹配网络元件中与所述HB辐射元件相关联的至少另一个匹配网络元件进行调谐。

本公开还提供了一种调谐系统，包括：一个或更多个匹配网络元件；以及与所述一个或更多个匹配网络元件耦合的控制器，其中，所述控制器确定与通信设备的天线组中一个或更多个天线相关联的天线效率信息，所述控制器确定与所述一个或更多个天线相关联的天线隔离信息，所述控制器确定针对所述通信设备的操作状态的使用情况，并且所述控制器基于所述天线效率信息、所述天线隔离信息和所述使用情况，对针对所述天线组中至少一部分的所述一个或更多个匹配网络元件进行调谐，其中，所述一个或更多个匹配网络元件包括天线上调谐元件，其中，所述调谐由天线上调谐元件执行，其中，所述天线上调谐元件与所述天线组的辐射元件相连，所述辐射元件包括低频带LB辐射元件和高频带HB辐射元件，其中，基于期望的电压驻波比VSWR，对所述一个或更多个匹配网络元件中与所述LB辐射元件相关联的至少一个匹配网络元件进行调谐，并且其中，基于从谐振频率或与干扰相关联的频率中选择的非期望频率的衰减，对所述一个或更多个匹配网络元件中与所述HB辐射元件相关联的至少另一个匹配网络元件进行调谐。

附图说明

图1示出了通信设备的示意性实施例；

图2示出了图1通信设备的收发机一部分的示意性实施例；

图3-4示出了图2收发机的可调谐匹配网络的示意性实施例；

图5-6示出了可调谐匹配网络的可调谐电抗元件的示意性实施例；

图7A示出了通信设备的一部分的示意性实施例；

图7B示出了通信设备的另一部分的示意性实施例；

图8A示出了多天线通信设备的一部分的示意性实施例；

图8B-8F示出了与图8A的实施例一起使用的组件和配置的示意性实施例；

图9-16示出了通信设备的部分的示意性实施例；

图17示出了在图1-16的一个或更多个设备的部分中操作的示例性方法；

图18示出了图1-16的一个或更多个设备以及图17的方法所使用的查找表的示意性实施例；以及

图19以计算机系统的形式示出了机器的示例性图式表示，其中，指令集合在执行时可以使机器执行本文所公开方法中的任意一个或更多个。

具体实施方式

本文所描述的示例性实施例中的一个或更多个可以具有与天线的辐射元件相附接的可调谐元件的天线。可调谐元件可以是各种类型，例如，具有一个或更多个电可调谐电容器的无源可调谐集成电路(PTIC)。

在一个实施例中，可以在频率上直接调谐天线，移动辐射元件的谐振频率。通过这样做，可以调整天线呈现给收发机的VSWR的幅度，并且可以将其保持在容易与收发机匹配的范围中。

在另一实施例中，天线上(on-antenna)调谐可以与例如位于该天线馈点的可调谐匹配网络相结合，以与分离地使用这些调谐方法中任意一个相比，在总体天线效率上实现更大增益。

在一个实施例中，可以使用开环方法对所述天线上的可调谐元件进行调谐，例如，严格地根据所述收发机正操作于的频带/频率对其进行调谐。在另一实施例中，还可以与频带/频率信息结合或代替所述频带/频率信息使用其他标准，包括机械配置(滑上/滑下)或其他使用情况，以及其他输入，例如邻近检测器状态和加速计位置信息。使用情况可以改变，并可以包括扬声器电话操作、翻开等。

在另一实施例中，可以对所述天线上的可调谐元件进行调谐，以将在邻近所述天线的测量组件(例如，检测器)上呈现的RF电压置于预设范围内。可以基于对手机收发机发射功率的了解确定所述范围，并且所述范围可以用于在电压驻波比(VSWR)的范围内建立所述天线的输入阻抗，所述范围将允许例如在所述天线的馈点耦合的可调谐匹配网络提高所述天线和所述收发机之间的阻抗匹配。本实施例可以包含闭环算法的两个分离的“环”，允许使用来自检测器的反馈在闭环算法中对所述天线的可调谐元件进行调谐，并且一旦该环稳定，则可以使用来自定向耦合器和所述检测器的信息，对所述可调谐匹配网络进行调谐。

另一实施例可以将来自检测器和定向耦合器的信息用在组合的闭环算法中。算法可以同时对所述天线和所述可调谐匹配网络上的可调谐元件进行调节，同时还增加在所述检测器检测的RF电压，其服从对回波损耗以及定向耦合器输入所确定的其他品质因数参数的限制。Greene的美国专利No.7,991,363中描述了一个或更多个这些算法。作为示例，这些算法可以包括：在发射机时隙期间，应用连续调谐基本原理，来将发射机的操作移动到目标，并且当激活接收时隙时，进行调节以与接收机频率相匹配。对接收机操作模式的调节可以首先涉及确定当前操作条件，并应用转换以调谐各种电路。另一算法可以使用针对基于操作条件和使用查找表设置的已调谐组件的值，例如首先通过使用查找表设置调谐值，然后在操作期间抽空试探性地微调或试探性地确定。例如，可以基于电路的设计和/或电路操作的测试和测量，根据经验确定在接收机操作期间应用的转换。另一技术是应用操作用于达到目标的算法，所述算法基于一个或更多个发射机有关度量(例如，回波损耗)和可调节组件的值，以连续地尝试保持折中操作状态，所述折中操作状态将发射机和接收机的操作保持在表示折中性能度量等级的特定目标FOM。

另一实施例可以利用使用Greene的美国申请系列No.13/005,122中所描述的一个或更多个方法从检测器和/或定向耦合器所获得的信息。该方法可以包括：响应于可调谐元件的控制信号的改变，使用检测器处的RF电压的导数或斜率。作为示例，方法可以包括：例如使用在前端模块和发射/接收天线的匹配网络之间连接的定向耦合器，检测与通信设备的发送相关联的第一参数。基于这些第一参数或其分析，可以建立针对通信设备的性能的可接受水平的阻抗范围以及可以用于调谐的第二参数集合。例如，位于发射/接收天线输入的检测器可以检测第二参数，例如，发射RF功率的改变或增加。可以使用所述第二参数确定阻抗范围中的目标阻抗，并且可以基于所述目标阻抗对针对所述发射/接收天线的匹配网络进行调谐。例如，方法可以继续修改发射/接收天线的匹配网络以增加检测的RF电压，同时将回波损耗限制在期望范围中。可以应用偏移以调谐接收模式中天线，其中所述偏移基于上述技术，例如基于频率偏移针对接收模式已知的转换。

在另一实施例中，为了降低第一天线与一个或更多个其他天线的耦合，可以执行多个天线中第一天线的去调谐。所述第一天线的去调谐可以提高一个或更多个其他天线的性能。

本公开的一个实施例要求用于具有天线的通信设备的一种调谐系统，所述调谐系统包括：至少一个第一可调谐元件，与所述天线的至少一个辐射元件相连，用于对所述天线进行调谐，其中，所述至少一个第一可调谐元件的调节基于与所述通信设备相关联的使用情况和与所述通信设备相关联的位置信息中的至少一个；以及，匹配网络，具有在所述天线的馈点耦合的至少一个第二可调谐元件，其中，所述匹配网络接收用于调节所述至少一个第二可调谐元件的控制信号，以对所述匹配网络进行调谐。

本公开的一个实施例要求一种方法，包括：通过对通信设备的至少一个第一可调谐元件进行调节来对所述通信设备的天线进行调谐，所述通信设备的至少一个第一可调谐元件与所述天线的至少一个辐射元件相连，其中，所述至少一个第一可调谐元件的调节基于与所述通信设备相关联的使用情况；以及，通过对所述匹配网络的至少一个第二可调谐元件进行调节来对所述通信设备的匹配网络进行调谐，所述匹配网络的至少一个第二可调谐元件耦合在所述天线和所述通信设备的收发机之间，其中，所述第二可调谐元件的调节是基于所述通信设备的操作参数的闭环处理。

本公开的一个实施例要求包括存储器和控制器的调谐系统。所述控制器被编程用于：接收与通信设备的天线组中一个或更多个天线相关联的天线效率信息；接收与天线组中一个或更多个天线相关联的天线隔离信息；以及，基于所述天线效率信息和所述天线隔离信息，对所述天线组的至少一部分进行调谐。

本公开的一个实施例要求用于具有天线的通信设备的调谐系统。所述调谐系统包括：至少一个第一可调谐元件，与所述天线的至少一个辐射元件相连，用于对所述天线进行调谐，其中，所述至少一个第一可调谐元件的调节基于闭环处理；以及，匹配网络，具有在所述天线的馈点耦合的至少一个第二可调谐元件，用于基于所述通信设备的操作参数，对所述匹配网络进行调谐。

本公开的一个实施例要求一种方法，包括：通过对通信设备的至少一个第一可调谐元件进行调节，使用闭环处理，来对所述通信设备的天线进行调谐，所述通信设备的至少一个第一可调谐元件与所述天线的至少一个辐射元件相连；以及，通过对所述匹配网络的至少一个第二可调谐元件进行调节来对所述通信设备的匹配网络进行调谐，所述匹配网络的至少一个第二可调谐元件与所述天线的馈点耦合。

本公开的一个实施例要求一种用于通信设备的调谐系统，所述通信设备具有天线，所述天线具有低频带(LB)辐射元件和高频带(HB)辐射元件。所述调谐系统包括多个第一可调谐元件，其中，基于与所述天线相关联的期望电压驻波比(VSWR)，对多个第一可调谐元件中与LB辐射元件相关联的至少一个进行调谐，并且，基于非期望频率的增加衰减，对多个第一可调谐元件中与HB辐射元件相关联的至少另一个进行调谐。所述调谐系统还包括具有至少一个第二可调谐元件的匹配网络，所述至少一个第二可调谐元件耦合在所述天线的馈点，用于对所述匹配网络进行调谐。

本公开的一个实施例要求一种调谐方法，包括：由具有处理器的系统确定与包括所述系统在内的通信设备的天线组中一个或更多个天线相关联的天线效率信息。所述方法可以包括：由所述系统确定与所述天线组中一个或更多个天线相关联的天线隔离信息；以及，由所述系统基于所述天线效率信息和所述天线隔离信息，对所述通信设备的一个或更多个匹配网络元件进行调谐。

本公开的一个实施例要求一种移动通信设备，包括：多个天线；匹配网络元件；收发机；以及，与所述多个天线、所述匹配网络元件和所述收发机耦合的处理器。所述处理器可以确定与所述多个天线中一个或更多个天线相关联的天线效率信息。所述处理器可以确定与所述多个天线中一个或更多个天线相关联的天线隔离信息。所述处理器可以基于所述天线效率信息和所述天线隔离信息，对所述匹配网络元件进行调谐。

示例性实施例可以例如在天线上可调谐元件和/或在匹配网络处，使用开环调谐处理。使用情况可以包括与通信设备相关联的若干不同状态，例如，翻开、闭合、滑入、滑出(例如，Qwerty键区或数字键区)、扬声器电话开、扬声器电话关、免提操作、天线朝上、天线朝下、其他通信模式开或关(例如，蓝牙/WiFi/GPS)、特定频带和/或发送或接收模式。使用情况可以基于对象或表面邻近检测(例如，用户的手或桌子)。开环处理中可以包括其他环境影响，例如，温度、压力、速率和/或高度影响。开环处理可以考虑例如与特定位置(例如，在建筑物中或在由建筑物包围的城市里)相关联的其他信息，以及处于范围之外的指示。

本示例性实施例可以使用开环处理和闭环处理的组合，例如基于使用情况和所测量的操作参数(例如，由邻近天线的检测器测量的和/或由在匹配网络和收发机之间的定向耦合器测量的操作参数)对可调谐元件进行调谐。换句话说，调谐可以使用一个处理并然后切换到另一处理，例如基于与该通信设备相关联的特定因素，使用闭环调谐并然后切换到开环调谐。

图1示出了通信设备100的示例性实施例。通信设备100可以包括无线收发机102(此处，具有独立的发送部和接收部，并具有一个或更多个天线(在本示例中示出了其中两个))、用户接口(UI)104、电源114以及用于管理其操作的控制器106。无线收发机102可以使用短距离或长距离无线接入技术(例如：蓝牙、WiFi、数字增强无绳通信(DECT)或蜂窝通信技术等)。蜂窝技术可以包括例如CDMA-1X、WCDMA、UMTS/HSDPA、GSM/GPRS、TDMA/EDGE、EV/D0、WiMAX以及未来出现的下一代蜂窝无线通信技术。

UI 104包括具有导航机制(例如，滚动球、操纵杆、鼠标或用于操纵通信设备100的操作的导航盘)的可按压的或触敏键区108。键区108可以是通信设备100的外壳组件的集成部分或者通过有线接口(例如，柔性线缆)或支持例如蓝牙等的无线接口与通信设备100可操作耦合的独立设备。键区108可以代表电话通常使用的数字拨号键区和/或具有字母数字按键的Qwerty键区。UI 104还可以包括显示器110(例如，黑白或彩色LCD(液晶显示器)、OLED(有机发光二级管)或用于将图像传递给通信设备100的终端用户的其他合适的显示技术)。在显示器110是触敏显示器的实施例中，可以通过显示的方式来呈现键区108的一部分或全部。

电源114可以使用用于向通信设备100的组件供电以有利于便携式应用的通用电能管理技术(例如，可替换电池、电源调整技术以及充电系统技术)。控制器106可以使用例如具有关联存储器(例如，闪存、ROM、RAM、SRAM、DRAM或其他类似技术)的微处理器和/或数字信号处理器(DSP)之类的计算技术。

通信设备100可以使用可以与辐射元件直接连接的天线上调谐元件150，该辐射元件包括高频带(HB)和低频带(LB)辐射元件和/或辐射元件的一部分。调谐元件可以是具有若干不同配置的若干组件，包括诸如电可调谐电容器的可变电容器，尽管由本公开还可以想到其他可调谐元件，包括半导体可变电抗器、微机电系统(MEMS)可变电抗器、MEMS开关电抗元件、压电组件或半导体开关电抗元件。

图2示出了图1通信设备100的无线收发机102的一部分的示意性实施例。在GSM应用中，无线收发机102的发送部和接收部可以包括公共放大器201、203，该公共放大器201、203经由开关204与可调谐匹配网络202和阻抗负载206耦合。本示例中的负载206可以是如图1所示的天线(本文中的天线206)。具有射频(RF)信号形式的发送信号(TX)可以被导向到放大器201，当开关204被启用用于发送会话时，放大器201对信号进行放大，并且经由可调谐匹配网络202将放大的信号导向天线206。收发机102的接收部可以使用前置放大器203，当开关204被启用用于接收会话时，前置放大器203对经由可调谐匹配网络202从天线206接收的信号进行放大。图2的其他配置可以用于其他类型的蜂窝接入技术(例如，CDMA)。通过本公开可以预期这些未公开的配置。

图3-4示出了图2的收发机102的可调谐匹配网络202的示意性实施例。在一个实施例中，可调谐匹配网络202可以包括控制电路302和可调谐电抗元件310。控制电路302可以包括DC到DC转换器304、一个或更多个数模转换器(DAC)306以及用于放大由每个DAC产生的电压的一个或更多个对应缓冲区308。经放大的信号可被馈入如图5所示的一个或更多个可调谐电抗组件504、506和508，图5示出了可调谐电抗元件310的可能电路配置。在此示例中，可调谐电抗元件310可以包括三个可调谐电容器504-508和具有固定电感的电感器502。其他电路配置也是可能的，从而可以通过本公开预期这些电路配置。

可调谐电容器504-508均可以使用能够实现所述组件的电容的可调谐性的技术。可调谐电容器504-508的一个实施例可以使用电压或电流可调谐电介质材料(例如，钛酸锶钡BST的混合物)。BST合成物的示例是可调谐电容器。在另一实施例中，可调谐电抗元件310可以使用半导体可变电抗器。本公开可以预期能够支持用于电压或电流可调谐电抗元件的装置的其他现有的或下一代方法或材料合成物。

DC到DC转换器304可以从图1中的通信设备100的电源114接收功率信号(例如3伏)。DC到DC转换器304可以使用用于将此功率信号放大到更高范围(例如，30伏)的通用技术，如图所示。控制器106可以经由“n”线或更多线的控制总线，向DAC 306中的每个DAC提供数字信号，来独立地控制可调谐电容器504-508的电容，从而改变可调谐匹配网络202的集合电抗。可以使用双线通用串行通信技术(例如，串行外围接口(SPI)总线)来实现控制总线。使用SPI总线，控制器106可以提交串行化数字信号，以配置图3中的每个DAC或图4中的可调谐电抗元件404的开关。图3的控制电路302可以使用通用数字逻辑来实现SPI总线，并将由控制器106提供的数字信号导向到DAC。

在另一实施例中，可调谐匹配网络202可以包括解码器形式的控制电路402以及包括可开关电抗元件的可调谐电抗元件404，例如如图6所示。在本实施例中，控制器106可以经由SPI总线提供控制电路402信号，可以使用通用布尔(Boolean)或状态机逻辑对控制电路402信号进行解码，来独立地启用或禁用开关元件602。可以使用半导体开关或(例如在微机电系统(MEMS)中使用的)微机械开关来实现开关元件602。通过使用开关元件602来独立地启用和禁用图6中的电抗元件(电容器或电感器)，可以改变可调谐电抗元件404的集合电抗。

可调谐匹配网络202、204的可调谐性向控制器106提供用于优化收发机102的性能参数的装置，所述性能参数例如但不限于：发射机功率、发射机效率、接收机灵敏度、通信设备的功率消耗、人体对能量的特定吸收率(SAR)、频带性能参数等。

图7A示出了具有可调谐匹配网络的通信设备700(例如图1中的设备100)的一部分的示意性实施例，该可调谐匹配网络可以包括例如定向耦合器、RF检测器、控制电路和/或调谐器等众多组件，或与这些组件相耦合。可调谐匹配网络可以包括各种其他组件，作为示出组件(包括以上针对图1-6描述的组件)的补充或替代。除了与定向耦合器725耦合的检测器701之外，还示出了与向天线750馈送的RF线耦合的检测器702。可调谐匹配网络755可以与天线750和收发机779(或发射机和/或接收机)耦合，用于促进通信设备700和其他设备或系统之间的信号通信。在本示例性实施例中，可以将检测器的一部分或全部用于反馈给调谐算法，来调整可调谐匹配。

可以使用各种算法来调整匹配网络750，包括使用品质因数，在本示例性示例中，可以根据出现在检测器701处的前向和反向信号的测量整体或部分地对其进行确定。本示例性实施例也可以使用检测器702来进一步提高调谐系统的能力，以能够实现通信设备性能的提高。该算法的一个实施例可以使用来自检测器701的输入，来建立针对匹配网络的最大回波损耗或VSWR。本方法可以建立在目标阻抗附近的阻抗范围。此阻抗范围可以建立性能的可接受等级。于是，来自检测器702的输入可被用于允许该算法找到在此可接受范围内的改进的或最优的阻抗。例如，算法可以继续修改匹配网络755，以便在将(由检测器701测量的)回波损耗限制在目标回波损耗以内的同时，增加在天线馈电处检测到的RF电压。在本实施例中，通信设备700可以允许调谐不是50ohm的源阻抗。此外，检测器702允许算法最小化可调谐匹配775的插入损耗。

在另一实施例中，调谐算法可以在最小化耗用电流的同时保持回波损耗，以确定期望的调谐值。调谐算法可以使用用于调谐设备的各种参数，包括：发射机的输出功率、回波损耗、接收功率、耗用电流和/或发射机线性度。

通信设备700可以包括天线750的一个或更多个辐射元件755。一个或更多个可调谐元件780可以直接与一个或更多个辐射元件755连接，以允许天线750的调谐连同匹配网络775的调谐。可调谐元件780可以是这里所描述的各种类型，包括电可调谐电容器。可调谐元件780的数量和配置可以基于若干因素(包括调谐是开环处理还是闭环处理)而改变。在一个实施例中，所有辐射元件755具有与其相连的至少一个可调谐元件780，用于允许辐射元件的调谐。在另一实施例中，辐射元件755的仅一部分具有与其相连的可调谐元件780。

在一个或更多个实施例中，初始匹配网络级输入可以从输出是天线馈点的无线电收发机的有源元件部分连接到传输线。

在一个或更多个实施例中，天线上调谐元件可以由可调谐电抗元件(例如，可调谐电容器(PTIC))构成。该辐射元件可以由电导体段构成，并创建由辐射元件中的电流和电压以及与该辐射元件相同的物理外壳附近或中的周围导体中的电流所感应的RF场，无线电电路向所述电导体段馈送。在一个或更多个实施例中，从物理上说，天线上元件可以被置于要么直接接触并位于与该辐射元件相同的载波基板上，要么通过邻近(并且电接近)该辐射元件的连接器装置与该辐射元件连接。

在一个或更多个实施例中，初始匹配网络级可以放置在馈点或RF电路(无线电收发机)与该辐射元件连接的点附近，并且可以电连接在该无线电收发机和该辐射元件之间。尽管本公开同样预期针对其他目的调整该匹配网络，其目的可以是将该辐射元件的阻抗与该无线电收发机的阻抗相匹配，使得从该无线电收发机正在与其通信的网络的基站向该无线电收发机传递足够的功率，并且从该无线电收发机向该无线电收发机正在与其通信的网络的基站传递足够的功率。

参考图7B，在可以与图7A的设备一起使用的示例性实施例中，天线750和/或辐射元件755可以放置在与印刷电路板(PCB)740耦合或以其他方式连接的载体(例如，塑料载体或基板)上。可调谐元件或设备780(在本示例中是可调谐电容器)可以连接在馈线(feed)741和天线750之间。馈线741可以与具有接地743的电感器742耦合。在一个实施例中，电感器742可以是印刷电感迹线或芯片电感器之一。在一个实施例中，天线750可以经由弹性接触743与PCB 740的可调谐元件780耦合。

示例PCB 740可以与多个可调谐设备一起在天线上的不同点上使用。在本示例中，可调谐元件780未暴露给用户，以便降低损坏的风险。图7B的示例可以与各种类型天线和/或各种类型的可调谐元件一起使用。在本示例中，和与PCB分离地放置可调谐元件和电感器的系统相比，通过将可调谐元件780和电感器742放置在PCB 740上可以减少弹性接触的数量。本示例还有利于并简化了可调谐元件装配的制造。PCB 740提供更鲁棒的装配，关于使用PCB 740的移动通信设备的掉落特别如此。

在另一示例性实施例中，图8A示出了具有与多天线系统一起使用的可调谐匹配网络的通信设备800(例如，图1中的设备100)的一部分。在本示例性实施例中，存在两个天线，即发射/接收天线805以及分集接收天线820。然而，应当理解，在设备800中可以使用其他数目、类型和/或配置的天线。例如，天线可以是空间分集、方向图分集、极化分集和/或自适应阵列天线。可调谐元件880可以与辐射元件或天线805的辐射元件的一部分相连。在另一实施例中，可调谐元件880可以与多个天线(未示出)相连。可调谐元件880允许一个或更多个天线的调谐和/或去调谐，包括结合匹配网络810和/或匹配网络825的调谐。

在一个或更多个实施例中，天线可以是天线组，该天线组以使天线彼此足够隔离的方式放置，以便允许它们将稍许独立且不相关的信号传递到无线电收发机。它们的放置是由它们相互之间的电气行为(RF)来确定的。天线的具体数量可以改变。

在一个实施例中，通信设备800的天线可以是MIMO(多输入多输出)系统的一部分。多天线可以被用于改进通信，例如通过切换或选择技术(包括分析多信号中的噪声并选择最合适信号)来实现。多天线也可以与可将信号叠加在一起的合并技术(例如，等增益合并或最大比合并)结合使用。示例性实施例还预期了使用来自多天线的多信号的其他技术，包括可以调整正在使用的具体技术的动态系统(例如，选择性地应用切换技术和合并技术)。可以基于若干因素来改变和选择天线的具体位置，所述因素包括处于相互耦合RF能量的足够近的邻近程度。

通信设备800可以包括诸如可调谐匹配网络之类的众多其他组件，该可调谐匹配网络可以包括如定向耦合器、传感器IC、偏置控制以及其他控制IC和可调谐匹配网络等的众多组件，或者与这些众多组件耦合。可调谐匹配网络可以包括各种其他组件，作为示出组件(包括针对图1-7描述的组件)的替代或补充。本示例还包括通信设备800的收发机850，其包括用于满足分集接收目的的针对多天线805和820的多个接收机和/或发射机。

在一个实施例中，第一可调谐匹配网络810可以在输入处与发射/接收天线805耦合，并且第二可调谐匹配网络825可以与分集接收天线820的输入相耦合。响应于频带、操作频率、物理使用情况和/或天线805和820与用户或其他物体(可以影响天线对前端模块(FEM)860和收发机850表现出的阻抗)的邻近程度等的改变，可以调整(例如，调谐)这两个匹配网络810和825，以提高通信设备800的性能。在一个实施例中，可以例如通过使用FEM来恰当地对这些信号进行路由以执行这些测量(例如，避免过滤掉信号)，来移除反馈线。

可以使用不同方法和/或组件来调节可调谐匹配网络810。在一个实施例中，检测器830可以与设备800耦合，以便检测在与分集接收天线820的连接处呈现的RF电压。此点的接收功率电平可能低于-50dBm。一些检测器(例如，二极管检测器或对数放大器)一般可能不足以检测这种电平。然而，因为在本示例性实施例中，两个天线805和820在相同设备800中并且相互邻近，它们固有地能够从一个天线向另一个天线耦合RF能量。尽管通信设备800不需要此耦合，本示例性实施例可以将其用于调谐天线匹配网络的目的。在一个示例中，在发送频率上建立针对分集匹配的调谐状态之后，为了将匹配调整到接收机操作频率上，可以对匹配网络825应用预定关系或偏移。

通信设备800可以包括用于确定或测量参数来获得期望调谐的其他组件和配置。在图8B-8F中示出了各种配置。图8B示出了可调谐匹配网络和FEM之间的电容耦合配置。图8C示出了用于获得期望参数的可调谐匹配网络和FEM之间的电阻性耦合。通信设备800的分集路径上的FEM860在发射频率上可能是高反射的。这可能产生驻波，并且检测器可以处于最小电压处，使得对于图8A和8B中示出的电容耦合和电阻耦合，要进行的检测更加困难。在图8D中，可以使用定向耦合器来仅对前向功率进行采样，这使得尽管在分集路径中存在驻波，也可以获取期望参数。图8E和8F使用检测器，但沿路径对多个点进行采样，来避免在最小电压处进行采样。

在一个实施例中，可以类似于上文针对图7A描述的技术，对发射/接收天线805上的可调谐匹配进行调谐，但是不使用检测器815，而代之使用检测器830来测量耦合到分集接收天线820的发射RF功率的增加。如此，可以从设备800中移除检测器815(在图8A中以虚线所示)，从而减少成本和降低复杂度。因此，本示例可以仅使用与天线之一(例如，分集接收天线820)耦合的一个检测器(例如，检测器830)而不需要与另一天线耦合的另一检测器，来对两个天线进行调谐。本示例依赖于任意特定频带、频率以及使用情况下两个天线之间的相当恒定的耦合系数，并且对于算法的任意操作，它们都被看作是恒定的。

在另一实施例中，在通过算法调整可调谐匹配网络810之后，也可以调整可调谐匹配网络825。通过测量检测器830处呈现的耦合发射功率，可以调整可调谐匹配网络825来增加检测器830处看到的耦合发射功率。在一个示例中，在建立针对发送频率处的分集匹配的调谐状态之后，为了将匹配调整到接收机操作频率上，可对匹配网络825应用预定关系或偏移应用。例如，首先可以基于面向发射机的度量来调整调谐电路，然后，可以应用预定关系或偏移来获取针对发射机和接收机操作二者的期望调谐状态。在另一实施例中，操作度量可以是发射机反射损耗、发射机的输出功率、耗用电流和/或发射机线性度中的一个或更多个。

例如，在发射机和接收机在不同频率下操作但是仅在它们各自时隙(即，发送时隙和接收时隙)中操作的时分复用(TDM)系统中，这可以通过标识针对发射机的最优调谐，然后在接收模式中向调谐电路添加根据经验推导的调整来实现。作为另一示例，在发射机和接收机同时在不同频率中操作的频分复用(FDM)系统中，这可以通过以下方式实现：标识针对发射机的目标操作，然后先将调谐电路调整到针对发射机的目标值，接着调整该值以接近针对接收机的相等的或期望的目标值的折中值。在一个实施例中，当从发送模式切换到接收模式时，预定关系(例如，偏移、缩放因子、转换或其他改变或修改)可被应用于可变组件的调整。此转换可以根据在发送时隙期间调整时获取的值。在返回发送模式时，可以移除该转换，并恢复调整处理。在一个实施例中，因为发送信号和接收信号之间的任何频率偏移是已知的，所以可以在接收时隙期间对匹配网络应用具有转换或一些其他功能形式的匹配网络设置的调整或修改。在另一实施例中，如果发射频率和接收频率相隔很远，则可以以多个步骤执行调整。

在另一实施例中，品质因数可以用于不仅包含发送度量，也包含用于获取最优发射机操作和最优接收机操作之间折中的要素。这可以通过下述方式来实现：标识目标操作目标(例如期望的发射机和接收机反射损耗)，然后标识作为接近两者间的折中的操作设置。因此，本实施例不仅可以将发射机度量并入到算法中，还可以将调谐电路设置或偏好并入到算法中。可以根据经验来标识调谐偏好，以保证期望的操作。

在通信设备800针对接收操作使用天线分集而对发射操作不使用天线分集的一个实施例中，天线820将仅用于接收。发射机可以在天线805上发射，并可以在天线805和820上接收。对于在分集天线上的可调谐匹配网络825的自适应闭环调谐，通信设备800可以获取指示可调谐匹配电路在接收频率上的性能的度量。该度量可用于调谐匹配以调整在接收频率上的性能。这可以通过使用收发机IC中的接收机测量接收信号电平来实现。此测量被称为RSSI(接收信号强度指示符)。由于传播信道中的高度变化的损害(例如，衰落)，RSSI测量可以是非常嘈杂和不稳定的。可以使用取平均来过滤这些变化。然而，所需的平均的量会使这种测量过慢且不合适作为闭环天线调谐的反馈。

在该实施例中，因为主天线和分集天线位于同一通信设备上，所以发射信号与分集路径中的可调谐匹配适度地耦合。在很多情况下，主天线和分集天线可以仅有20dB的隔离。在可调谐匹配825处出现的发射信号可以是比在可调谐匹配网络825处出现的接收信号强得多且稳定得多的信号。发射信号可以用于进行能够用于闭环调谐的可靠测量。

可以使用检测器830对发射信号进行测量。检测器可以放置于可调谐匹配和收发机之间。这实际上是可调谐匹配的输出。在本实施例中，对于此测量，定向耦合器不是必需的，并且可以使用电容耦合或电阻耦合，只要检测器具有足够的动态范围即可。其他组件和组件配置也可用于参数检测(例如在McKinzie的美国专利申请No.20090039976中所示)，包括使用用于端口之间信号路由的双工多端口RF匹配网络、具有二极管检测器的分压器、使用多极RF开关的电阻分压器、具有能够实现接入沿着电容器串的各种节点的一系列电容器串的分路RF分支、用于向电抗元件提供偏置信号的偏执驱动电路等。

在本实施例中，最大化可调谐匹配的输出电压可以等同于最小化插入损耗，并且对于无损网络，其可以等同于最小化失配损耗。一种使用检测器830的备选方案是使用接收机自身(调谐到发射频率)来测量发射信号。以上是通过分集可调谐匹配来测量发射信号的若干可行方法。通过本公开可以预期其他形式的信号检测。

将发射信号用于调谐的复杂性在于其是在与接收信号不同的频率上，并且分集路径中的可调谐匹配的目标在于调整在接收频率上的性能。在一个示例性方法中，针对接收性能，基于发射测量调整可调谐匹配电路。在本示例性方法中，可以使用对发射信号的测量，对可调谐匹配在发射频率上进行优化，然后，可以使用发送设置和接收设置之的预定关系来调整匹配电路，以在接收频率上提供期望的性能。

在使用可调谐匹配网络的一个实施例中仅可在发射信号的测量期间应用一个指定调谐值集合(C1TX，C2TX)，所述可调谐匹配网络包含两个可调谐电容器。可以在发射时隙之间或仅在接收时隙期间应用另一指定调谐值集合(C1RX，C2RX)，允许在可用于监视其他基站或其他网络的时隙期间进行备选调谐。本实施例描述两个可调谐电容器，但本示例性实施例可以应用于各种数量和类型的可调谐元件。在本示例中，Rx调谐值是Tx调谐值的函数。因为在整个迭代算法中，Tx值自适应地改变，Rx值也将跟踪Tx值以预定关系改变。如果设置品质因数以使Vout最大，Tx解可以收敛于(C1TXopt，C2TXopt)，并可以使用预定关系将其恰当地调整到(C1RXopt，C2RXopt)以实现期望的RX性能。

每次为了执行Tx测量将可调谐匹配设置到(C1TX，C2TX)时，在应用(C1TX，C2TX)期间，在Rx频率处的性能可能降低。在本实施例中，期望尽可能快地执行测量以使在测量期间由Tx调谐造成的Rx劣化最小。在一个实施例中，Tx值可被应用少于百分之一的时间而仍获取足够的收敛时间。

在一个实施例中，TX调谐方案和RX调谐方案之间的关系可以取决于操作频带，并且在接收机被调谐为监视备选频带中的信号的情况下，则在该测量期间可以应用备选调谐解决方案(C1RX2，C2RX2)。

可以使用用于控制调谐的另一示例性方法，该方法不需要在执行Tx测量时将可调谐电容器设置为针对发送优化的值。目的是以优化Rx性能的设置来操作调谐匹配网络。这些设置是在特定方向上距离Tx最优值特定量的电容值。可以使用在电容平面中找到此位置而不需要首先找到Tx最优值的算法。Tx电平可以基于若干情形(例如，根据收发机中的功率控制命令，或根据供电电压、温度、组件公差等的变化)发生改变。在本实施例中，因为仅执行对调谐器的输出RF电压的测量，所以不可能确定算法是否在Tx最优值处或离Tx最优值有特定量的距离，这是由于Tx电平在改变。这可以防止使用仅以特定Tx信号电平为目标的算法。

可用于确定调谐匹配网络正在相对于Tx最优值多远的位置处操作的度量是使用Tx电平相对于可调谐电容器(或其他类型的可调谐元件)的值或设置的斜率或导数。如果确定了可调谐匹配的输出在TX频率上呈现的RF电压(Vout)(例如，通过使用对数检测器来确定)，那么一阶导数是dVout/dC1和dVout/dC2。可以使用两个顺序测量的有限差分来计算这些导数。这些斜率将是可调谐电容器的函数。因为正在使用对数检测器，这些斜率将不是Tx信号的绝对功率电平的函数。如果不使用对数检测器或其等同物，则可以在计算斜率之前，先计算Tx电压的对数。通过定义包括dVout/dC1和dVout/dC2的品质因数，算法可以收敛于在特定方向上距Tx最优值特定量的解，在这种情况下，其接近Rx最优值。在本实施例中，对数检测器是具有对数响应的设备。

在一些情况下，单独指定斜率将不会得到唯一的解(即，可能存在多个解)。算法可以通过向品质因数添加PTC偏好来解决此情况。可调谐匹配可以具有满足Tx RL目标的多个解，并且可以在品质因数中包括PTC偏好，以标识不仅满足Tx RL目标也满足Rx性能目标的解。类似地，可调谐匹配可以具有满足斜率准则的多个解，并且可以在品质因数中包括PTC偏好，以标识不仅满足斜率准则也满足Rx性能目标的解。

在单独使用dVout得到多个解的情况下，也可以使用二阶导数来解决这些情况。例如，可以使用二阶导数(d²Vout/dC2dC1)，它是dVout/dC2相对于C1求导。指定dVout/dC2和d²Vout/dC2dC1可以从多个解中标识正确的或期望的Rx解。本示例性方法可以包括：基于RF电压和可变电容值的导数，确定与RF电压相关联的导数信息(例如，一阶导数和/或二阶导数等等中的一个或更多个)，以及使用该导数信息对可调谐匹配网络进行调谐。

另一示例性实施例可以使用分集路径中的通信设备800的检测器830作为反馈，来调整主天线805上的可调谐匹配网络810。与主天线耦合的可调谐匹配网络810具有发射信号和接收信号二者，并可以针对Tx性能、Rx性能和双工性能进行优化。对于Tx解，可以使Vout最大。对于Rx解和双工解，可以在品质因数中包括dVout。可能需要PTC偏好来标识最优Rx解，但不需要PTC偏好来标识最优双工解、回波损耗、接收功率、耗用电流或发射机线性度。

在一个或更多个示例性实施例中，可以构建品质因数使得当其等于特定值或被最小化或最大化时，实现期望的调谐器设置。品质因数可以与若干不同优化算法一起使用。例如，可以使用针对每个电容器值的组合对品质因数进行评估的更进一步的穷举法。也可以使用其他合适的算法，包括单纯形算法、二叉树搜索算法和/或梯度算法。

在另一实施例中，通信设备800可以对天线805和820进行调谐，而不使用检测器815和830。可以使用若干不同方法来调节可调谐匹配网络810。在对可调谐匹配网络810进行调整之后，可以对可调谐匹配网络825进行调整。通过监视与定向耦合器875耦合的检测器801，可以确定将可调谐匹配网络825调整到发射频率的分集匹配调谐状态。如果假定了两个天线805和820之间的显著耦合，并且通过在发射期间调整分集接收天线820匹配的同时监视发射/接收匹配的回波损耗，可以确定将分集接收天线820调谐到发射频率的分集匹配调谐状态。此调谐状态可以最小化在定向耦合器875处测量的发射频率上的回波损耗。在找到此调谐状态之后，然后可以针对接收频率，对可调谐匹配网络825进行合适的调整(例如，偏移)。

在图9中示出的另一实施例中，通信设备900包括用于对天线901进行调谐的可调谐元件902。调谐可以是以开环方式，例如基于频率和/或使用情况。可以对可调谐元件902进行调节，使得天线VSWR是在可由可调谐匹配网络908合理匹配的范围中。

可以以开环方式对可调谐元件902进行调节，以最大化在非期望频率处的阻碍或衰减，同时将基频处的VSWR保持在可由可调谐匹配网络908合理匹配的范围中。该非期望频率可以是谐波或干扰。可以例如基于从检测器903和/或位于匹配网络908和收发机909之间的具有前向检测器906和反向检测器907的定向耦合器905采集的可操作参数，以闭环方式对匹配网络908进行调谐。

在图10中所示的另一实施例中，通信设备1000包括用于基于频率和/或使用情况，以开环方式对天线1001进行调谐的可调谐元件1002。可以对可调谐元件1002进行调节，使得天线VSWR在可由可调谐匹配网络1008合理匹配的范围中，并且天线上调谐可以最大化非期望频率处的阻碍或衰减，同时将基频处的VSWR保持在可由可调谐匹配网络1008合理匹配的范围中。可以基于从检测器1003采集的度量对可调谐匹配网络进行调谐，而不需要使用来自匹配网络和收发机1009之间的任意测量设备的测量。

在图11中所示的另一实施例中，通信设备1100包括用于以闭环方式对天线1101进行调谐并还以闭环方式对匹配网络1108进行调谐的可调元件1102。具有前向检测器1106和反向检测器1107的定向耦合器1105可以连接在匹配网络1108和收发机1109之间，用于获得用来执行元件1102和匹配网络1108的闭环调谐的操作参数。在本实施例中，可以执行调谐而不需要从邻近天线的测量组件获得测量。

在图12中所示的另一实施例中，通信设备1200包括用于基于将在检测器1203呈现的RF电压保持在与发射功率有关的预设范围中，以闭环方式对天线1201进行调谐的可调谐元件1202。这可以建立在可由可调谐匹配网络1208合理匹配的范围中的天线阻抗。可以基于操作参数以闭环方式对匹配网络1208进行调谐，该操作参数是使用匹配网络和收发机1209之间的具有与设备1200耦合的前向检测器1206和反向检测器1207的定向耦合器1205获得的。

在图13中所示的另一实施例中，通信设备1300包括用于基于在检测器1303获得的RF电压以闭环方式(例如，将RF电压保持在与发射功率有关的预设范围中)对天线1301进行调谐的可调谐元件1302。可以基于使用检测器1303获得的操作参数以闭环方式对匹配网络1308进行调谐，而不需要从匹配网络1308和收发机1209之间耦合的任意测量组件获得测量。

在图14中所示的另一实施例中，通信设备1400包括可调谐元件1402，该可调谐元件1402用于通过将使用具有前向检测器1411和反向检测器1412的定向耦合器1410检测的天线VSWR置于预设范围中，以闭环方式对该天线1401进行调谐。这将建立在然后可由可调谐匹配网络1408合理匹配的范围中的天线VSWR。在天线VSWR的可接受范围中，可以使用针对天线上元件1402的调谐偏好使该解偏置，以达到第二准则。可以在Rx频率上和/或基于实现线性化来执行针对元件1402的匹配。可以基于操作参数以闭环方式对匹配网络1408进行调谐，该操作参数是从位于匹配网络和收发机1409之间的具有前向检测器1406和反向检测器1407的定向耦合器1405获得的。

在图15中所示的另一实施例中，通信设备1500包括可调谐元件1502，该可调谐元件1502用于通过将使用具有前向检测器1511和反向检测器1512的定向耦合器1510检测的天线VSWR置于预设范围中，以闭环方式对该天线1501进行调谐。这将建立在然后可由可调谐匹配网络1508合理匹配的范围中的天线VSWR。在天线VSWR的可接受范围中，可以使用针对天线上可调谐元件1502的调谐偏好使该解偏置，以达到第二准则。可以在Rx频率上和/或基于实现线性化来执行针对元件1502的匹配。可以基于使用从在天线1501附近耦合的检测器1503获得的操作参数，以闭环方式对匹配网络1508进行调谐，而不需要从位于匹配网络和收发机1509之间的任意测量组件获得测量。

在图16中所示的另一实施例中，通信设备1600包括天线1601和用于对天线1601进行调谐的可调谐元件1602和可调谐元件1610，天线1601包括覆盖不同频率范围的两个辐射元件。可调谐元件1602可以主要影响天线1601的第一频率范围或频带，可调谐元件1610可以主要影响天线1601的第二频率范围或频带。可以基于频率和/或使用情况，以开环方式对可调谐元件1602进行调节。可以对可调谐元件1602进行调节，使得根据检测器1603的度量并已知发射机输出功率确定或估计天线VSWR在可以由可调谐匹配网络1608合理匹配的范围中。可以以开环方式对可调谐元件1602进行调节，以最大化在非期望频率处的阻碍或衰减，同时将基频处的VSWR保持在可由可调谐匹配网络1608合理匹配的范围中。非期望频率可以是例如在高频带中的谐波，而基(TX&RX)频可以在低频带中。可以使用操作参数以闭环方式对匹配网络1608进行调谐，该操作参数是从在匹配网络和收发机1609之间耦合的具有前向检测器1606和反向检测器1607的定向耦合器1605获得的。

另一实施例提供了对通信设备的天线中的一个或更多个进行调谐。在多天线系统中，简单地最大化所有天线的空中效率可能不会达到通信系统的最佳整体性能。在特定实例中，较小手机中天线之间的隔离或去关联也可以是限定整体性能的关键参数。考虑两个天线的效率和它们之间隔离的控制方法可以是有益的。例如，在天线分集系统中，可以对天线进行调谐，以便降低天线之间的耦合，而不降低任一天线的效率，或以便最小地降低效率，使得整体系统性能增强。因此，即使对于手持移动应用中间距较近的天线，尽管天线很近，耦合也可能降低或保持最低。还可以对除天线交叉耦合之外的其他参数进行优化，以提高系统(例如可以同时存在多个输出天线和多个输入天线的MIMO系统)的整体性能。

图17示出了在一个或更多个图1-16的设备的部分中操作的示例性方法1700。方法1700可以与各种配置的通信设备(包括多天线设备)一起使用。方法1700可以从步骤1702开始，检测通信设备的一个或更多个参数(例如，通过使用测量组件(包括检测器和/或定向耦合器)获得的与发射相关联的参数)。测量组件的数量和位置可以改变，并可以在天线附近和/或在匹配网络和收发机之间。

在步骤1704中，可以确定是否存在多个天线上调谐元件。如果存在多于一个这种调谐元件，则在步骤1706中，可以基于操作频率处的期望VSWR，对与辐射元件相关联的调谐元件进行调谐。在步骤1708，可以基于不同因素(例如，非期望频率的阻碍或衰减)对与另一辐射元件相关联的调谐元件进行调谐。如果另一方面，仅存在一个天线上调谐元件和/或该调谐元件仅与天线的辐射元件之一相连，则方法1700可以进行到步骤1710，使用开环和/或闭环处理对天线上调谐元件进行调谐。开环处理可以使用各种因素来确定调谐，包括使用情况、操作频率、接近信息加速计/位置信息等。闭环处理可以使用各种因素来确定调谐，包括RF电压、回波损耗、接收功率、耗用电流或发射机线性度。

在步骤1712，可以使用匹配网络执行调谐。匹配网络的调谐可以是开环处理和/或闭环处理，包括使用以上关于与可以对天线上调谐元件进行调谐的开环处理和闭环处理描述的一个或更多个因素。使用匹配网络进行调谐的时间可以改变，包括与天线上调谐元件的调谐同时执行，在对天线上调谐元件的调谐之后和/或在对天线上调谐元件的调谐之前执行。方法1700可以是对天线上调谐元件和/或匹配网络进行调谐的迭代处理。

在一个实施例中，可以结合例如图18所示的查找表执行匹配网络的调谐。例如，可以以品质因数(FOM)的形式定义通信设备100的一个或更多个期望性能特征，通信设备可被适配用于：通过以精细增量扫描数学模型，来找到实现期望FOM的调谐状态范围，以找到关于期望FOM的全局最优性能。在一个实施例中，可以根据频带和/或使用情况，在操作期间(例如，通过图1的通信设备100的控制器106)对查找表1800进行索引。

根据上述描述，对本领域普通技术人员显而易见的是：在不脱离下述权利要求的范围和精神的前提下，可以对上述实施例进行修改、简化或增强。例如，检测器830可以包括针对分集天线的定向耦合器，用于补偿Rx滤波器的带外阻抗，该带外阻抗可以在馈线上创建非常高的驻波，并将电压零点置于线上的不可预知的位置(包括在天线的底部)。

在另一实施例中，可以将开环处理和闭环处理的组合用于天线的一个或更多个可调谐元件和/或匹配网络的调谐。例如，可以基于通信系统的操作参数，部分使用闭环处理，并且可以基于通信设备的使用情况和/或位置信息，部分使用开环处理，对天线的可调谐元件进行调谐。在另一实施例中，闭环处理和开环处理的使用可以是交替的或以其他方式被布置为应用于特定可调谐元件，例如首先应用开环处理但然后应用闭环处理，包括基于通信设备的操作参数从开环切换到闭环。在另一实施例中，可以例如基于查找表中提供的使用情况和/或基于与该通信设备相关联的位置信息，完全或部分地使用开环处理，对该匹配网络进行调谐。

示例性实施例可以例如在天线上可调谐元件和/或在匹配网络处，使用开环调谐处理。使用情况可以包括与通信设备相关联的不同状况或状态，例如，翻开、闭合、滑入、滑出(例如，Qwerty键区或数字键区)、扬声器电话开、扬声器电话关、免提操作、天线朝上、天线朝下、其他通信模式开或关(例如，蓝牙/WiFi/GPS)、特定频带和/或发送或接收模式。使用情况可以基于对象或表面邻近检测(例如，用户的手或桌子)。开环处理中可以包括其他环境影响，例如，温度、压力、速率和/或高度影响。开环处理可以考虑例如与特定位置(例如，在建筑物中或在由建筑物包围的城市里)相关联的其他信息，以及处于范围之外的指示。本示例性实施例可以使用开环处理和闭环处理的组合，例如基于使用情况和所测量的操作参数(例如，由邻近天线的检测器测量的和/或由在匹配网络和收发机之间的定向耦合器测量的操作参数)对可调谐元件进行调谐。换句话说，调谐可以使用一个处理并然后切换到另一处理，例如基于与该通信设备相关联的特定因素，使用闭环调谐并然后切换到开环调谐。使用情况可以基于对以下信息的了解：发射机功率电平设置和接收机接收信号强度、耗用电流、加速计方向/取向，以及在设备(例如，手机、平板电脑或其他无线通信发备)中可获得的指示操作模式或使用情况的任意其他信息。

在一个实施例中，低频带(LB)辐射元件和高频带(HB)辐射元件可以与天线一起使用，其中，基于与天线相关联的期望的电压驻波比(VSWR)，对与LB辐射元件相关联的至少一个可调谐元件进行调谐，并且基于不同性能度量，对与HB辐射元件相关联的至少另一可调谐元件进行调谐。不同性能度量可以基于非期望频率的衰减。作为示例，非期望频率可以是谐波频率或可以与干扰相关联。

本文关于一个可调谐元件的调谐所描述的方法和/或组件还可以关于其他可调谐元件的调谐使用。例如，用于对匹配网络进行调谐的导数信息可以用于对天线上可调谐元件的调谐。

其他合适的修改也可以应用到本公开中。因此，为了更全面地理解本公开的宽度和范围，将读者导向权利要求。

图19以计算机系统1900的形式示出了机器的示例性图形表示，其中，指令集合(当执行时)可以使机器执行任意一个或更多个上文讨论的方法。在一些实施例中，机器操作为独立设备。在一些实施例中，机器可以(使用网络)与其他机器相连。在联网部署中，机器可以在服务器-客户端用户网络环境中的服务器或客户端用户机器的能力下进行操作，或作为对等(或分布式)网络环境中的对等机器进行操作。

机器可以包括服务器计算机、客户端用户计算机、个人计算机(PC)、平板PC、膝上型计算机、桌面计算机、控制系统、网络路由器、交换机或桥接器、或能够(顺序地或以其他方式)执行指定要由机器进行动作的指令集合的任何机器。将理解，本公开的设备广泛地包括提供语音、视频或数据通信的任意电子设备。此外，尽管示出了单个机器，术语“机器”也应理解为包括机器的任意集合，其独立地或联合地执行一个或更多个指令集合，以执行本文讨论的一个或更多个方法。

计算机系统1900可以包括处理器1902(例如，经由总线1908相互通信的中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)、主存储器1904和静态存储器1906)。计算机系统1900还可以包括视频显示单元1910(例如，液晶显示器(LCD)、平板、固态显示器或阴极射线管(CRT))。计算机系统1900可以包括输入设备1912(例如，键盘)、光标控制设备1914(例如，鼠标)、磁盘驱动器单元1916、信号产生设备1918(例如，扬声器或远程控制)以及网络接口设备1920。

磁盘驱动器单元1916可以包括机器可读介质1922，在机器可读介质1922存储了实现本文描述的任何一个或更多个方法或功能(包括上文中描述的那些方法)的一个或更多个指令集合(例如，软件1924)。在计算机系统1900执行指令1924期间，指令1924可以(完全地或至少部分地)驻留在主存储器1904、静态存储器1906和/或在处理器1902中。主存储器1904和处理器1902也可以构成机器可读介质。

专用硬件实现包括(但不限于)专用集成电路、可编程逻辑门阵列以及同样被构建以实现本文描述的方法的其他硬件设备。可以包括各种实施例的装置和系统的应用广泛地包括各种电子和计算机系统。一些实施例在两个或更多个特定的互连硬件模块或设备中或作为专用集成电路的部分实现功能，其中，在模块之间以及通过模块传送相关的控制和数据信号。因此，示例系统适用于软件、固件和硬件实现。

根据本公开的各种实施例，本文中描述的方法意在作为在计算机处理器上运行的软件程序的操作。此外，软件实现可以包括(但不限于)：分布式处理或组件/对象分布式处理、并行处理或可以被构建以实现本文描述方法的虚拟机处理。

本公开预期机器可读介质，该机器可读介质包含指令1924或从传播信号接收并执行指令1924，使得与网络环境1926相连的设备可以发送或接收语音、视频或数据，并使用指令1924通过网络1926进行通信。还可以经由网络接口设备1920通过网络1926发送或接收指令1924。

尽管在示例实施例中，机器可读介质1922示出为单个介质，术语“机器可读介质”应理解为包括存储一个或更多个指令集合的单个介质或多个介质(例如，集中或分布式数据库和/或相关联的高速缓存和服务器)。术语“机器可读介质”也应理解为包括能够存储、编码或承载用于机器执行的指令集合的任意介质，以及使机器执行本公开的任意一个或更多个方法的任意介质。

因此，术语“机器可读介质”应理解为包括(但不限于)：固态存储器(例如，装有一个或更多个只读(非易失性)存储器、随机存取存储器或其他可重写(易失性)存储器的存储卡或其他封装)；磁光或光学介质(例如，磁盘或磁带)；和/或电子邮件的数字文件附件或其他自包含的信息存档文件或存档文件的集合(被看作是与有形存储介质等同的分布式介质)。因此，本公开被考虑为包括存储了本文中的软件实现的机器可读介质或分布式介质中的一个或更多个，该介质包括本文列出的并包括本领域识别的等同物或后继介质。

虽然本说明书参考特定标准和协议描述了实施例中实现的组件和功能，但本公开不限于这些标准和协议。针对因特网和其他分组交换网络传输的标准(例如，TCP/IP、UDP/IP、HTML、HTTP)中的每个标准代表了现有技术的示例。这些标准定期地被具有实质上相同功能的更快或更有效的等同物所取代。因此，具有相同功能的替代标准和协议被看作是等同物。

本文中描述的实施例的示意意在提供对各种实施例的结构的一般理解，它们并非意在充当可以利用本文描述的结构的装置和系统的所有单元和特征的完整描述。在读完上文描述之后，很多其他实施例对本领域技术人员来说将是明显的。可以利用上文描述导出其他实施例，使得在不脱离本公开的范围的前提下，可以作出结构和逻辑上的替换和改变。附图仅是代表性的，并未按比例绘出。附图中的特定部分可能被放大，而其他部分可能被最小化。因此，说明书和附图被看作是示意性的而不是限制性的。

本发明主题的这些实施例被单独地和/或统一地由术语“发明”来指代，其仅是为了方便，而不是旨在自动将本申请的范围限制到任意单个发明或发明性概念，如实际上不止一个实施例被公开的话。因此，尽管本文已经示出了和描述了特定实施例，但是应当理解：计算用于实现相同目的的任何布置都可以替代示出的具体实施例。本公开意在覆盖各种实施例的任意和所有改编和变体。在读完上文描述之后，上述实施例的组合以及本文中未具体描述的其他实施例对于本领域技术人员来说将是显然的。

本公开的摘要应当被理解为其将不被用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在上文详细描述中可以看到，为了使本公开条理化，各种特征被集成在单个实施例中。本公开的方法不会被解释为反映以下意图：所宣称的实施例的特征需要比每项权利要求中明确叙述的特征更多的特征。然而，如以下权利要求所反映的，发明性主题具有比单个公开的实施例的所有特征少的特征。因此，下述权利要求被并入详细描述中，每个权利要求作为单独要求保护的主题独立存在。

Claims (21)

1.一种调谐方法，包括：

由具有处理器的系统确定与包括所述系统在内的通信设备的天线组中一个或更多个天线相关联的天线效率信息；

由所述系统确定与所述天线组中一个或更多个天线相关联的天线隔离信息；

由所述系统确定针对所述通信设备的操作状态的使用情况；以及

由所述系统基于所述天线效率信息、所述天线隔离信息和所述使用情况，对所述通信设备的一个或更多个匹配网络元件进行调谐，

其中，所述一个或更多个匹配网络元件包括天线上调谐元件，

其中，所述调谐由天线上调谐元件执行，

其中，所述天线上调谐元件与所述天线组的辐射元件相连，所述辐射元件包括低频带LB辐射元件和高频带HB辐射元件，

其中，基于期望的电压驻波比VSWR，对所述一个或更多个匹配网络元件中与所述LB辐射元件相关联的至少一个匹配网络元件进行调谐，并且

基于从谐振频率或与干扰相关联的频率中选择的非期望频率的衰减，对所述一个或更多个匹配网络元件中与所述HB辐射元件相关联的至少另一个匹配网络元件进行调谐。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或更多个匹配网络元件包括电压可调谐介电电容器。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述通信设备包括多输入多输出MIMO系统，并且，所述MIMO系统使用所述天线组来提供通信服务。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述操作状态包括以下至少一项：翻开、闭合、滑入、滑出、扬声器电话开、扬声器电话关、免提操作、天线朝上、天线朝下、短距离通信模式开、全球定位系统开。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，针对所述使用情况的调谐参数是从在所述通信设备的存储器中存储的查找表中获得的。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述使用情况包括听筒扬声器状态、扬声器电话状态、头戴受送话器状态或滑动器状态中至少一个。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述使用情况包括从通信设备的加速计或邻近检测器中的至少一个获得的位置信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或更多个匹配网络元件与所述天线组的馈点耦合。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或更多个匹配网络元件的调谐基于针对所述通信设备的操作参数。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述操作参数是使用定向耦合器获得的，并且是在所述通信设备的收发机进行传输期间获得的。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或更多个匹配网络元件包括以下至少一项：半导体可变电抗器、微机电系统MEMS可变电抗器、MEMS开关电抗元件、压电组件或半导体开关电抗元件。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或更多个匹配网络元件的调谐是基于与所述通信设备的检测RF电压相关联的导数信息。

13.一种移动通信设备，包括：

天线组；

一个或更多个匹配网络元件；

具有处理器的系统，其中，所述处理器确定与所述移动通信设备的所述天线组中一个或更多个天线相关联的天线效率信息，所述处理器确定与所述天线组中一个或更多个天线相关联的天线隔离信息，所述处理器确定针对所述移动通信设备的操作状态的使用情况，并且所述处理器基于所述天线效率信息、所述天线隔离信息和所述使用情况，对所述移动通信设备的所述一个或更多个匹配网络元件进行调谐，

其中，所述一个或更多个匹配网络元件包括天线上调谐元件，

其中，所述调谐由天线上调谐元件执行，

其中，所述天线上调谐元件与所述天线组的辐射元件相连，所述辐射元件包括低频带LB辐射元件和高频带HB辐射元件，

其中，基于期望的电压驻波比VSWR，对所述一个或更多个匹配网络元件中与所述LB辐射元件相关联的至少一个匹配网络元件进行调谐，并且

基于从谐振频率或与干扰相关联的频率中选择的非期望频率的衰减，对所述一个或更多个匹配网络元件中与所述HB辐射元件相关联的至少另一个匹配网络元件进行调谐。

14.根据权利要求13所述的移动通信设备，其中，所述通信设备包括多输入多输出MIMO系统，并且，所述MIMO系统使用所述天线组来提供通信服务。

15.根据权利要求13所述的移动通信设备，其中，所述一个或更多个匹配网络元件的调谐在开环处理和闭环处理之间切换。

16.根据权利要求13所述的移动通信设备，其中，基于由位于所述天线组中的第一天线和所述一个或更多个匹配网络元件中的第二匹配网络元件之间的第一检测器检测的操作参数，对所述一个或更多个匹配网络元件中的第一匹配网络元件进行调谐。

17.根据权利要求13所述的移动通信设备，其中，基于由位于收发机和所述一个或更多个匹配网络元件中的第二匹配网络元件之间的第二检测器检测的操作参数，对所述一个或更多个匹配网络元件中的第二匹配网络元件进行调谐。

18.一种调谐系统，包括：

一个或更多个匹配网络元件；以及

与所述一个或更多个匹配网络元件耦合的控制器，其中，所述控制器确定与通信设备的天线组中一个或更多个天线相关联的天线效率信息，所述控制器确定与所述一个或更多个天线相关联的天线隔离信息，所述控制器确定针对所述通信设备的操作状态的使用情况，并且所述控制器基于所述天线效率信息、所述天线隔离信息和所述使用情况，对针对所述天线组中至少一部分的所述一个或更多个匹配网络元件进行调谐，

其中，所述一个或更多个匹配网络元件包括天线上调谐元件，

其中，所述调谐由天线上调谐元件执行，

其中，所述天线上调谐元件与所述天线组的辐射元件相连，所述辐射元件包括低频带LB辐射元件和高频带HB辐射元件，

其中，基于期望的电压驻波比VSWR，对所述一个或更多个匹配网络元件中与所述LB辐射元件相关联的至少一个匹配网络元件进行调谐，并且

其中，基于从谐振频率或与干扰相关联的频率中选择的非期望频率的衰减，对所述一个或更多个匹配网络元件中与所述HB辐射元件相关联的至少另一个匹配网络元件进行调谐。

19.根据权利要求18所述的调谐系统，其中，所述一个或更多个匹配网络元件与正在调谐的所述天线组中至少一部分的至少一个辐射元件直接相连。

20.根据权利要求18所述的调谐系统，其中，所述通信设备包括多输入多输出MIMO系统，并且，所述MIMO系统使用所述天线组来提供通信服务。

21.根据权利要求18所述的调谐系统，其中，所述控制器对所述天线组中的第一天线进行去调谐，从而降低所述第一天线与所述天线组中一个或更多个其他天线的耦合。