CN208028904U - 电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子设备。该电子设备包括射频收发器电路、天线、将天线耦接到射频收发器电路的传输线路径、耦接在天线和射频收发器电路之间的传输线路径中的反射计和耦接在反射计和天线之间的校准电路。

Description

电子设备

技术领域

本实用新型整体涉及电子设备，并且更具体地讲，涉及无线电子设备。

背景技术

电子设备通常包括无线电路。例如，蜂窝电话、计算机、平板电脑和其他设备通常包含用于支持无线通信的天线。

在电子设备中形成完全免受环境影响的无线电路可能是一种挑战。结果，在不同工作条件下，天线和其他无线电路的性能可能经历变化。例如，如果电子设备抵靠金属桌面放置，则在该设备中的天线比在电子设备在自由空间中操作时负载可能不同。

因此，能为电子设备提供可更好适应工作环境的变化的无线电路将是期望的。

实用新型内容

电子设备可具有控制电路，该控制电路使用反射计来测量天线反射系数并且因此在工作期间监视天线阻抗。反射计可具有耦接在射频收发器电路和天线之间的定向耦合器。定向耦合器还可包括耦接到地的一对端接部。端接部可具有相同阻抗值。具有矢量信号分析器性能的反馈接收器可用在反射计中来从定向耦合器采集信号。可使用反射计中的切换电路来将信号从定向耦合器路由到反馈接收器用于由控制电路进行测量或者通过端接部电阻器接地。

校准电路可耦接在定向耦合器和天线之间。校准电路可具有耦接到天线的第一端口、耦接到定向耦合器的第二端口以及耦接到校准电阻的第三端口。校准电阻的值已知，允许校准反射计。

在校准操作期间，可在校准电阻器切换成使用时获得用于端接部电阻器的反射系数。这些反射系数随后可存储在控制电路中来校准反射计。

在正常操作期间，通过使用存储的反射系数值为天线进行校准的反射系数测量。可由控制电路使用校准的反射系数测量来确定如何调节天线中的电路。例如，控制电路可进行实时天线调节以补偿由于来自身体部位或其他外部对象与天线的接触的天线负载的变化或者针对天线的工作环境的其他变化造成的天线失谐。

附图说明

图1为根据实施方案的例示性电子设备的透视图。

图2为根据实施方案的电子设备中的例示性电路的示意图。

图3为根据实施方案的具有天线的电子设备的一部分的内部俯视图。

图4为根据实施方案可用于监视图3的天线或者其他无线电子设备电路的类型的反射计的示意图。

图5为示出根据本实用新型的实施方案的在前向路径测量期间针对与图5的反射计中的路径相关联的信号的变量名的示意图。

图6、图7和图8示出了根据实施方案的可用于分析使用图5的反射计对天线进行的前向路径测量的等式。

图9为根据实施方案的涉及校准电子设备中的反射计的例示性操作的流程图。

图10为根据实施方案的涉及使用具有天线和监视天线的校准的反射计的电子设备的例示性操作的流程图。

具体实施方式

本专利申请要求2014年10月3日提交的美国专利申请号14/506，123的优先权，该专利申请据此全文以引用方式并入本文。

电子设备(诸如图1的电子设备10)可具有电路诸如无线通信电路。该无线电路可包括用于发送和接收无线信号的一个或多个天线。可使用反射计实时监视天线或其他无线电路。可使用校准过程来确保来自反射计的测量值将是准确的。

设备10可包括一个或多个天线，诸如环形天线、倒F形天线、带状天线、平面倒F形天线、隙缝天线、包括不止一种类型天线结构的混合天线或其他合适的天线。如果需要，天线的导电结构可由导电的电子设备结构形成。导电的电子设备结构可包括导电外壳结构和内部结构(例如，使用诸如冲压、加工、激光切割等技术形成的托架、金属构件)以及其他导电的电子设备结构。外壳结构可包括外围结构，诸如围绕电子设备的周边延伸的外围导电结构。外围导电结构可用作针对平面结构诸如显示器的框，可用作针对设备外壳的侧壁结构，可具有从整体平面后壳向上延伸的部分(例如，形成竖直平坦侧壁或弯曲侧壁)，和/或可形成其他外壳结构。可在外围导电结构中形成间隙，来把外围导电结构划分为外围区段。一个或多个区段可用于形成用于电子设备10的一个或多个天线。还可使用由导电外壳结构诸如金属外壳中间板结构或其他内部设备结构形成的天线接地层来形成天线。后壳壁部结构可用于形成天线结构诸如天线接地部。

电子设备10可以是便携式电子设备或其他合适的电子设备。例如，电子设备10可以是膝上型计算机、平板电脑，稍小的设备诸如手表式设备、挂式设备、头戴式耳机设备、耳机设备或其他可佩带型或微型设备、手持式设备诸如蜂窝电话、媒体播放器、电子触笔或其他小型便携式设备。设备10 也可以是电视、机顶盒、台式计算机、计算机已集成到其中的计算机监视器、或其他合适的电子设备。

设备10可包括外壳诸如外壳12。外壳12(有时可称为壳体)可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料或这些材料的组合形成。在一些情况下，外壳12的部分可由电介质或其他低导电率材料来形成。在其他情况下，外壳12或构成外壳12的结构中的至少一些可由金属元件形成。

外壳12的后面可具有平面外壳壁。后壳壁可由金属形成，其中一个或多个区域填充塑料或其他电介质。以此方式由电介质分开的后壳壁的部分可使用导电结构(例如，内部导电结构)耦接在一起和/或可彼此电隔离。

如果需要，设备10可具有显示器诸如显示器14。显示器14可安装在设备10的距后壳壁的相对正面上。显示器14可以是组装了电容式触摸电极或可能对触摸不敏感的触摸屏。

显示器14可包括由发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、等离子单元、电润湿像素、电泳像素、液晶显示器(LCD)部件或其他合适的图像像素结构形成的图像像素。显示器覆盖层诸如透明玻璃或塑料层、蓝宝石层、透明电介质诸如透明陶瓷、熔融石英、透明晶态材料或其他材料或这些材料的组合可覆盖显示器14的表面。按钮诸如按钮24可穿过该覆盖层中的开口。该覆盖层还可具有其他开口，诸如用于扬声器端口26的开口。

外壳12可包括外围外壳结构诸如结构16。结构16可围绕设备10和显示器14的周边延伸。在设备10和显示器14具有带四个边缘的矩形的配置中，结构16可使用具有带四个对应边缘的矩形环形的外围外壳结构来实现 (作为示例)。外围结构16或外围结构16的一部分可用作显示器14的框 (例如，环绕显示器14的所有四个侧面和/或有助于保持设备10的显示器 14的修形装饰(cosmetic trim))。如果需要，外围结构16还可形成用于设备 10的侧壁结构(例如，通过形成具有竖直侧壁的金属带，通过作为后壳壁的整体部分的向上延伸的弯曲侧壁等)。

外围外壳结构16可由导电材料诸如金属形成并且因此有时可被称为外围导电外壳结构、导电外壳结构、外围金属结构或外围导电外壳构件(作为示例)。外围外壳结构16可由金属形成，诸如不锈钢、铝或其他适当的材料。一种、两种、或两种以上单独的结构可用于形成外围外壳结构16。

外围外壳结构16不一定具有均匀横截面。例如，如果需要，外围外壳结构16的顶部可具有有助于将显示器14保持在适当位置的向内突起的唇缘。外围外壳结构16的底部还可具有加大的唇缘(例如，在设备10的背面的平面内)。外围外壳结构16可具有大体上直的竖直侧壁，可具有弯曲的侧壁或者可具有其他适合形状。在一些构型中(例如，在外围外壳结构16 用作显示器14的框的情况下)，外围外壳结构16可围绕外壳12的唇缘延伸(即，外围外壳结构16可仅覆盖外壳12的环绕显示器14的边缘，而不覆盖外壳12的侧壁的其余部分)。

如果需要，外壳12可具有导电的背面。例如，外壳12可由金属诸如不锈钢或铝形成。外壳12的背面可位于与显示器14平行的平面中。在外壳12 的背面由金属形成的设备10的构型中，形成外围导电外壳结构16的部分作为外壳结构的整体部分用于形成外壳12的背面可能是期望的。例如，设备 10的后壳壁可由平坦金属结构形成并且外围外壳结构16在外壳12侧面上的部分可形成为平坦金属结构的垂直延伸的整体金属部分。如果需要，外壳结构诸如这些外壳结构可由金属块加工而成和/或可包括组装在一起形成外壳 12的多个金属件。外壳12的平坦后壁可具有一个或多个、两个或更多个、或三个或更多部分。

显示器14可包括导电结构，诸如电容式电极阵列、用于寻址像素元件的导电线路、驱动电路等。外壳12可包括内部结构，诸如金属框部件、跨越外壳12的壁的平面外壳构件(有时称为中间板)(即，焊接或以其他方式连接在构件16的相对侧之间的由一个或多个部件形成的基本上呈矩形的片材)、印刷电路板、和其他内部导电结构。可用于形成设备10中的接地层的这些导电结构可位于外壳12的中心在显示器14的有效区域AA下方(例如，包含用于显示图像的显示模块的显示器14的部分)。

在区域诸如区域22和20中，开口可在设备10的导电结构内形成(例如，在外围导电外壳结构16和相对的导电接地结构之间，诸如导电外壳中间板或后壳壁结构、印刷电路板、和显示器14以及设备10中的导电电子部件)。有时可称为间隙的这些开口可填充空气和/或固态电介质，诸如塑料、玻璃、陶瓷、具有纤维填料材料(例如，纤维复合材料)的聚合物、蓝宝石等。

导电外壳结构和设备10中的其他导电结构诸如中间板、印刷电路板上的迹线、显示器14和导电电子部件可用作设备10中的天线的接地层。区域20和22中的开口可以用作开放式或封闭式隙缝天线中的隙缝，可以用作环形天线中由材料的导电路径环绕的中心电介质区域，可以用作将天线谐振元件(例如条状天线谐振元件或倒F形天线谐振元件)与接地层分开的空间，可贡献寄生天线谐振元件的性能，或可以其他方式用作在区域20和22中形成的天线结构的一部分。如果需要，在显示器14的有效区域AA和/或设备 10中的其他金属结构下方的接地层可具有延伸到设备10的端部的部件中的部分(例如，接地可向区域20和22中的电介质填充开口延伸)。

一般来讲，设备10可包括任何适当数量的天线(例如，一个或多个，两个或更多个，三个或更多个，四个或更多个，等等)。设备10中的天线可沿设备外壳的一个或多个边缘位于伸长的设备外壳的相对的第一端部和第二端部处(例如，在图1的设备10的端部20和22处)、位于设备外壳的中心、位于其他适当位置、或位于这些位置中的一个或多个中。图1中的布置仅为示例性的。

外围外壳结构16的部分可具有间隙结构。例如，外围外壳结构16可具有一个或多个外围间隙，诸如图1所示的间隙18。外围外壳结构16中的间隙可用电介质进行填充，诸如聚合物、陶瓷、玻璃、空气、其他电介质材料或这些材料的组合。间隙18可将外围外壳结构16分为一个或多个外围导电区段。例如，在外围外壳结构16中可有两个外围导电区段(例如，在具有两个间隙的布置中)、三个外围导电区段(例如，在具有三个间隙的布置中)、四个外围导电区段(例如，在具有四个间隙的布置中，等等)。通过这种方式形成的外围导电外壳结构16的区段可形成设备10中的天线的部分。如果需要，间隙可延伸跨过外壳12的后壁的宽度，并且可刺穿外壳12的后壁以将后壁分成多个不同部分。聚合物或其他电介质可填充这些外壳间隙(沟槽)。

在典型的场景中，设备10可具有上部天线和下部天线(作为一个示例)。例如，上部天线可在区域22中的设备10的上端形成。例如，下部天线可在区域20中的设备10的下端形成。天线可单独用于覆盖相同的通信频带、重叠的通信频带或单独的通信频带。天线可用于实现天线分集方案或多输入多输出(MIMO)天线方案。

设备10中的天线可用于支持所关注的任何通信频带。例如，设备10可包括用于支持局域网通信、语音和数据蜂窝电话通信、全球定位系统(GPS) 通信或其他卫星导航系统通信、通信等的天线结构。

图2中示出了示出可用于图1的设备10的示例性部件的示意图。如图2 所示，设备10可包括控制电路诸如存储和处理电路28。存储和处理电路28 可包括存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(如，静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)，等等。存储和处理电路28中的处理电路可被用于控制设备10的操作。该处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、专用集成电路等。

存储和处理电路28可用于运行设备10上的软件，诸如互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能等。为了支撑与外部设备的交互，存储和处理电路28可用于实现通信协议。可使用存储和处理电路28来实现的通信协议包括互联网协议、无线局域网协议(例如IEEE 802.11协议-有时被称为)、用于其他短程无线通信链路的协议(诸如协议、蜂窝电话协议、MIMO协议、天线分集协议等等)。如果需要，存储和处理电路28 可控制可调节天线部件的操作以动态调谐设备10中的天线。

输入输出电路30可包括输入输出设备32。输入输出设备32可用于允许将数据供应到设备10并且允许将数据从设备10提供到外部设备。输入输出设备32可包括用户接口设备、数据端口设备和其他输入输出部件。例如，输入输出设备可包括触摸屏、没有触摸传感器能力的显示器、按钮、操纵杆、滚轮、触控板、小键盘、键盘、麦克风、相机、按钮、扬声器、状态指示器、光源、音频插孔和其他音频端口部件、数字数据端口设备、光传感器、运动传感器(加速计)、电容传感器、接近传感器、指纹传感器(例如，集成有按钮诸如图1的按钮24的指纹传感器)等。

输入输出电路30可包括用于与外部设备进行无线通信的无线通信电路 34。无线通信电路系统34可包括由一个或多个集成电路、功率放大器电路、低噪声输入放大器、无源射频(RF)部件、一个或多个天线、传输线和其他用于处理射频(RF)无线信号的电路形成的射频(RF)收发器电路。也可使用光(例如，使用红外通信)来发送无线信号。

无线通信电路34可包括用于处理各种射频通信频带的射频收发器电路 90。例如，电路34可包括收发器电路36、38和42。收发器电路36可针对(IEEE 802.11)通信处理2.4GHz和5GHz频带，并且可处理2.4GHz 通信频带。电路34可使用蜂窝电话收发器电路38用于处理在诸如从700到960MHz的低通信频带、1710到2170MHz的中频带和从2300到 2700MHz的高频带或者位于700MHz和2700MHz或其他适合频率之间的其他通信频带的频率范围中的无线通信(作为示例)。电路38可处理语音数据和非语音数据。如果需要，无线通信电路34可包括用于其他近程和远程无线链路的电路。例如，无线通信电路34可包括60GHz收发器电路、用于接收电视信号和无线电信号的电路、寻呼系统收发器、近场通信(NFC)电路等。无线通信电路34可包括全球定位系统(GPS)接收器设备诸如用于接收1575MHz下的GPS信号或者用于处理其他卫星定位数据的GPS接收器电路 42。在和链路以及其他近程无线链路中，无线信号通常用于在几十或几百英尺范围内传送数据。在蜂窝电话链路和其他远程链路中，无线信号通常用于在几千英尺或英里范围内传送数据。

无线通信电路34可包括一个或多个天线诸如天线40。可使用任何合适的天线类型来形成天线40。例如，天线40可以包括具有谐振元件的天线，由环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、隙缝天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋形天线结构、这些设计的混合等形成。可以针对不同的频带和频带组合使用不同类型的天线。例如，在形成本地无线链路天线时可使用一种类型的天线，并且在形成远程无线链路天线时可使用另一种类型的天线。

图3中示出可在设备10中形成的类型的例示性天线的内部俯视图。在设备10的端部20、端部22或其他部分处可形成图3的天线40。图3的天线 40的配置基于具有隙缝谐振元件的倒F形天线设计(即，图3的天线40为混合倒F隙缝天线)。这仅是例示性的。天线40可以是任何适当类型的天线。

如图3所示，天线40可耦接到收发器电路90，使得收发器电路90可通过天线40发送天线信号并可通过天线40接收天线信号。

收发器电路90可使用路径诸如传输线路径92耦接到天线40。传输线 92可包括正信号线(路径)94和接地信号线(路径)96。传输线92可耦接到天线40的天线馈电部，该天线馈电部可由正天线馈电端子98和接地天线馈电端子100形成。正信号线94可耦接到正天线馈电端子98并且接地信号线96可耦接到接地天线馈电端子100。如果需要，阻抗匹配电路、切换电路、滤波器电路、反射计电路或其他电路可插入在收发器电路90和天线40之间的路径中。

图3的天线40包括倒F形天线谐振元件106和天线接地部104。接地部 104可由外壳12的金属部分(例如，外壳12的后壁的部分、外壳中间板等)、导电结构诸如显示器部件和其他电子部件、印刷电路中的接地迹线等形成。例如，接地部104可包括由金属外壳壁、金属带或框、或其他外围导电外壳结构形成的部分诸如部分104′。

天线谐振元件106可由导电结构108形成。结构108可由设备10中的外围导电外壳结构(例如，图1的结构16的区段)或其他导电结构形成。结构108可形成用于倒F形天线谐振元件106的主谐振元件臂以及可具有通过外围间隙18与接地结构104′分开的左端部和右端部。如果需要，部件诸如电感器130可跨接间隙18以有助于调谐天线40。

导电结构108可具有(天线馈电部在图3的取向上的相对侧的)长分支和短分支，长分支和短分支支持相应的较低和较高频率天线谐振(例如，低频带和中频带谐振)。具有相对分支诸如这些长分支和短分支的倒F形天线有时可被称为T形天线或多分支倒F形天线。

电介质114可形成将结构108与接地部104分开的间隙。与电介质114 相关联的电介质间隙的形状可形成隙缝天线谐振元件(即，围绕电介质114 的导电结构可形成隙缝天线)。隙缝天线谐振元件可支持较高频率下的天线谐振(例如，高频带谐振)。较高频率天线性能也可得到与结构108的较长分支和较短分支相关联的较低频率谐振的谐波的支持。

一个或多个电子部件诸如部件102可跨接电介质间隙114。部件102可包括电阻器、电容器、电感器、开关和提供调谐能力的其他结构等。例如，部件102可包括可由控制电路28控制来产生选择的电感值(例如，选自两个可能电感的值、选择三个或更多可能电感的值等)的可调节电感器。可使用电控开关或其他电路调节可调节电感器。可调节电路诸如部件102的电路可用于在天线操作期间动态调谐天线40的性能。固定部件可包括在部件102 中以确保天线40以期望的频率工作。

返回路径110可耦接在由结构108形成的主倒F形谐振元件臂和与由馈电端子98和100形成的天线馈电部平行的天线接地部104之间。返回路径 110可由具有相对第一端部和第二端部的金属构件形成。在图3的示例中，返回路径110由具有第一端部和第二端部的金属结构形成，第一端部具有耦接到倒F形天线谐振元件106的结构的端子120(在外壳侧壁或其他外围导电结构上)并且第二端部具有耦接到天线接地部104的端子122。返回路径 110可具有其他形状和尺寸，例如，如虚线110′和例示性端子122′所示。

由于设备10和天线40暴露于不同工作环境，天线40可能变得失谐。例如，天线40在置于可移动壳体中时、在置于桌面诸如金属或绝缘桌面上时、在握持在使用者手中或者在其他身体部位附近操作时等可能会失谐。通过监视天线40的状态，可通过对可调节电路诸如图3的部件102进行调节可动态重新调谐天线40。

利用一种适当布置，可使用板载反射计监视天线40、或设备10中的其他无线电路(例如，传输线的部分、天线的部分等)。如图4所示，设备10 例如可包括反射计诸如反射计200。反射计200可插入在收发器电路90与天线40之间的传输线路径92中。反射计200可包括定向耦合器202。定向耦合器202可具有耦接到收发器电路90的第一端口(P1)、耦接到天线40的第二端口(P2)以及使用切换电路204耦接到端接部208(例如，端接电路，诸如电阻器和/或其他电子部件)和反馈接收器206的第三和第四端口(P3 和P4)。端接部208可接地。反馈接收器206可为矢量接收器(有时被称为矢量信号分析器或矢量分析器)。反馈接收器206可对来自定向耦合器202 的信号进行相位和幅度测量。反馈接收器206可实现为独立电路或者可结合到收发器电路90中(作为示例)。

切换电路204可用来将信号从端口P3或P4路由到反馈接收器206。当开关SW1将信号从端口P3路由到接收器206时，端口P4可使用端接部208 中的一个端接接地(即，开关SW2可将端口P4耦接到与开关SW2耦接的端接部208)。当配置切换电路204使得开关SW2将端口P4耦接到接收器 206时，开关SW1将端口P3耦接到端接部208中的一个。

端接部208和切换电路204可使用集成电路或其他电路实现。由于制造差异，端接部208的精确电阻(阻抗)初始未知，但是假定端接部208彼此良好匹配并且具有相同阻抗值是准确的。因为端接部208的阻抗初始未知，所以端接部208的反射系数Γ初始未知。

通过使用校准电路210，端接部208的阻抗和反射系数Γ可由控制电路 28测量并且这些测量值保留在控制电路28中的存储装置中，从而校准反射计200和设备10。在设备10的随后操作期间，反射计200可用来对天线40 进行实时测量(例如，天线反射系数Γaut的测量以及因此天线阻抗的测量)。

在正常操作期间，校准电路210置于第一状态并且与端口P2和天线40 耦接在一起，使得收发器电路90可使用天线40发送和接收天线信号。当期望校准反射计200时，开关S3配置为暂时将校准电路210置于第二状态，其中校准电路210将校准电阻器212切换为使用。校准电阻器212可为接地的50欧姆电阻器或具有准确已知电阻的其他电阻器，诸如在安装到设备10 中之前使用测试设备校准的电阻器。当校准电路210置于其暂时第二状态时，校准电阻器212将替代天线40耦接到反射计200中的定向耦合器202。在此类型场景中开关SW3的开关可受到来自控制电路28的控制信号的控制。如果需要，校准电路210可使用开关连接器实现。在开关连接器的正常操作期间，端口P2和天线40将彼此耦接。当在校准操作期间将探针插入到开关连接器中时，校准的50欧姆电阻将瞬时插入到定向耦合器202的端口P2与天线40之间的传输线路径92内。通常，校准电路210可使用电可控开关来将校准电阻器212切换为使用，可使用开关连接器瞬时将校准电阻器212切换为使用，或者可使用任何其他适合切换电路选择性地将定向耦合器202的端口P2耦接到电阻器212或者天线40。

反射计200可被配置为进行前向路径测量和反向路径测量。在可在制造期间基于设备对设备或者制造设施内的其他适合条件执行的校准操作期间，反射计200可用于前向路径配置和反向路径配置两者中，同时电阻器212的已知50欧姆负载切换为使用来将端口P2端接到地。在使用反馈接收器206 针对前向和反向路径配置从反射计200采集信号之后，可使用控制电路28 对采集的测量值执行网络分析。可使用电路28执行的网络分析操作来提取反射系数Γ。反射系数Γ(与端接部208的阻抗有关)可存储在电路28内的存储器中。已知Γ的值并且将该值保持在设备10中用于校准反射计200。设备10随后可发货到使用者并且正常使用来发送和接收无线信号。

在正常操作期间，控制电路28可使用反射计200来对天线40进行测量 (例如，针对天线40的反射系数Γaut的测量，该测量与天线阻抗有关)。可使用前向路径测量或反向路径测量采集Γaut的值。通过实时测量天线阻抗，控制电路28可确定天线40是否失谐或者以另外方式正受到附近对象存在的影响。如果天线40失谐，则控制电路28可采取纠正措施。例如，可使用部件102或其他可调节电路来调节天线40使得天线40如所需要的那样执行。在事先所做的表征操作期间，可针对设备10(例如，一个或多个样本设备等)来表征响应于不同测量天线阻抗值(即，不同测量反射系数)所做的纠正措施。天线表征结果可存储在存储装置28中的存储器中并且用于确定如何响应于Γaut的不同测量值调节天线40。例如，天线表征测试可显示出无论何时天线40的阻抗落在给定范围内，部件104中可调节电感器都将具有特定对应的电感值。基于查找表或其他数据结构的部件调节功能可用来确定在操作期间控制电路28将如何调节部件102作为测量天线阻抗的函数(反射系数Γaut)以确保天线40令人满意地工作。

在校准期间，可执行网络分析操作来确定端接部208的Γ(以及因此阻抗)。校准操作涉及使用来自反射计200的定向耦合器测量值以及针对校准 (参考)电阻器212的阻抗(以及反射系数)的已知值来确定端接部208的Γ。在校准期间执行的网络分析操作涉及在反射计200处于前向路径配置和反向路径配置两者以及假定Γ的值针对端接部208两者相同时处理由反馈接收器206所采取的测量。端接部208通常被制造为公共集成电路的部分(例如，其上形成定向耦合器202的集成电路)，所以端接部208具有相同电阻的假设将为有效的。

在正常操作期间，可进行或者前向或反向路径测量来确定Γaut(以及因此天线40的阻抗)。图5、图6、图7和图8示出可如何基于在正常操作期间进行的前向路径测量的网络分析来确定Γaut。如果需要，诸如这些的Γaut 的网络分析计算可基于利用反射计200的反向路径测量并且这些类型的计算可用于在校准期间确定Γ。图5、图6、图7和图8的示例(有关前向路径测量的网络分析)仅仅是例示性的。

图5为示出在等式6、7和8中使用的信号符号的示意图。信号af1为从收发器90的端口1处注入的、已知的信号，信号b3f为反馈接收器206测量的、已知的信号。其他信号初始未知。作为端接部208的反射系数的Γ的值在校准期间获得并且存储在电路28中。变量Sijk(i，j＝1到4，k＝f或b)为用于定向耦合器202的S参数。在图6的等式中，a4f的值被计算作为已知S 参数、已知注入信号a1f、已知测量信号b3f和Γ的已知值的函数。在图7 的等式中，使用图6的等式计算的a4f的值(连同b3f和a1f的已知值和已知的S参数值)来计算a2f。如在图8的等式中所示，随后可基于来自图7的等式的a2f的值以及来自图6的等式的a1f和a4f的已知值来计算用于天线 40的反射系数Γaut的值。Γaut的值(或者作为Γaut的函数的天线40的相关天线阻抗)可用来进行天线调节决定或者涉及设备10的操作的其他决定。

图9是执行校准操作来校准反射计200所涉及的示例性步骤的流程图。图9的操作可在制造或任何其他适合时间期间执行。

在步骤300，控制电路28可使用反射计200、校准电路210和反馈接收器206来进行前向路径测量。校准电路210可被配置为通过将电阻器212耦接到定向耦合器202的端口P2来将参考(校准)电阻器212切换为使用。这将天线40暂时切换为不使用并且替代电阻器212的已知负载。反射计200 的切换电路204可用来将前向路径信号通过开关SW1从端口P3路由到接收器206而开关SW2经由耦接到开关SW2的端接部208将端口P4接地。随后可由控制电路28采集来自接收器206的测量值。

在步骤302，控制电路28可使用反射计200、校准电路210和反馈接收器206来进行反向路径测量。在这些测量期间，校准电路210仍被配置为将参考电阻器212切换为使用，但是开关SW1和SW2的状态翻转，使得端口 P3经由图4中的右手侧端接部208接地而来自端口P4的信号由接收器206 测量。电路28从接收器206采集测量值。

在步骤304的操作期间，控制电路28可使用网络分析从在步骤300和 302采集的测量值提取Γ的值(即，针对每个端接部208的反射系数)。Γ的值用作反射计200的校准信息并且可存储在电路28中的存储器中用于未来用于校准使用反射计200进行的天线阻抗测量(反射系数测量)。

图10示出在正常操作期间(即，在设备10中的反射计200通过采集Γ得到校准之后)在操作设备10中涉及的例示性步骤。

在步骤306，控制电路28可使用反射计200和反馈接收器206对天线 40执行前向或反向路径测量。在这些测量期间，校准电路210被配置为将参考电阻器212切换为不使用并且被配置为将端口P2耦接到天线40使得收发器电路90可正常使用天线40。如结合图5、图6、图7和图8所述，在步骤 308，步骤306的测量允许控制电路28计算天线40的反射系数Γaut(即，天线40的阻抗)。一旦Γaut已知，则在步骤310，控制电路28可在控制设备10的操作时采取适当措施。例如，控制电路28可将Γaut的值(反射系数或天线阻抗)与包括针对天线40的对应天线设置的表或其他数据结构进行比较，天线设置将被用来确保天线40令人满意地执行。表或其他数据结构例如可为查找表，该查找表为控制电路28提供用于部件102的适当设置作为测量反射系数(天线阻抗)的函数。在获得针对部件102或天线40的其他可调节天线电路的适当设置时，控制电路28可通过相应地调节部件102 来调节天线40。无线信号随后可利用收发器90和天线40正常发送和接收。可周期性地重复步骤306和308以及310的天线监视和调节操作，如线312 所示(例如，根据日程安排，当满足预先确定的准则时，当从外部设备接收测量命令时等等)。

根据实施方案，提供了一种电子设备，包括射频收发器电路、天线、将天线耦接到射频收发器电路的传输线路径、耦接在天线和射频收发器电路之间的传输线路径中的反射计、以及耦接在反射计和天线之间的校准电路。

根据另一实施方案，反射计包括反馈接收器、耦接到地的相同阻抗的第一端接部和第二端接部、定向耦合器以及用于将来自定向耦合器的信号路由到反馈接收器以及接地的切换电路。

根据另一实施方案，第一端接部和第二端接部通过反射系数来表征并且电子设备包括存储反射系数来校准反射计的控制电路。

根据另一实施方案，校准电路具有校准电阻被切换为使用并且耦接到反射计的第一状态以及校准电阻被切换成不使用并且天线耦接到反射计的第二状态，并且反射系数由控制电路使用利用定向耦合器、切换电路和反馈接收器进行的前向路径测量和反向路径测量来确定。

根据另一实施方案，校准电路包括提供校准电阻的50欧姆电阻器。

根据另一实施方案，校准电路包括由控制电路控制的、选择性地将反射计耦接到50欧姆电阻器和天线中的一者的开关。

根据另一个实施方案，天线包括倒F形天线谐振元件。

根据另一实施方案，电子设备包括外围导电外壳结构；倒F形天线谐振元件由外围导电外壳结构形成。

根据另一个实施方案，校准电路包括开关连接器。

根据另一个实施方案，天线包括混合倒F形隙缝天线。

根据另一实施方案，控制电路被配置为通过利用反射计采集前向路径测量值和反向路径测量值两者来校准反射计并且存储反射系数。

根据实施方案，提供了一种操作电子设备的方法，电子设备具有利用传输线路径耦接到天线的射频收发器电路，包括，利用电子设备中的控制电路，控制插入在传输线路径中的反射计来采集针对天线的校准的反射系数测量值，以及基于针对天线的校准的反射系数测量值利用控制电路采取措施。

根据另一实施方案，利用控制电路采取措施包括调节天线。

根据另一实施方案，反射计包括反馈接收器、耦接到地的相同阻抗的第一端接部和第二端接部、定向耦合器以及用于将来自定向耦合器的信号路由到反馈接收器以及接地的切换电路，并且控制反射计包括在利用反馈接收器测量信号时控制切换电路。

根据另一实施方案，校准电路耦接在反射计和天线之间，该方法包括在校准电路将定向耦合器耦接到天线时利用射频收发器和天线发送和接收信号。

根据另一实施方案，该方法包括在校准电路将定向耦合器耦接到校准电阻器时通过利用射频收发器发送和接收信号执行针对反射计的校准操作。

根据另一实施方案，天线具有与天线接地部分开一间隙的倒F形天线谐振元件并且具有桥接该间隙的可调节电路，并且调节该天线包括通过调节可调节电路来调谐天线。

根据实施方案，提供了一种电子设备，包括外壳、外壳中的控制电路、射频收发器电路、天线、将天线耦接到射频收发器电路的传输线路径、耦接在天线和射频收发器电路之间的传输线路径中的反射计，反射计由控制电路控制、以及耦接在反射计和天线之间的校准电路。

根据另一实施方案，反射计包括耦接到地的相同阻抗的第一端接部和第二端接部、定向耦合器和耦接在定向耦合器与第一端接部和第二端接部之间的切换电路，切换电路由控制电路控制。

根据另一实施方案，天线包括可基于利用反射计对天线进行的校准的反射系数测量来由控制电路调节的可调节电路。

根据另一实施方案，校准电路包括校准电阻器和具有耦接到天线的第一端口、耦接到反射计的第二端口以及耦接到校准电阻器的第三端口的开关。

根据另一实施方案，控制电路存储针对端接部的反射系数并且电子设备外壳包括形成天线的一部分的外围导电结构。

以上内容仅是示例性的，本领域的技术人员可在不脱离所述实施方案的范围和实质的情况下作出各种修改。上述实施方案可单独实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种电子设备，包括：

射频收发器电路；

天线；

传输线路径，所述传输线路径将所述天线耦接到所述射频收发器电路；

反射计，所述反射计耦接在所述天线和所述射频收发器电路之间的所述传输线路径中；和

校准电路，所述校准电路耦接在所述反射计和所述天线之间。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述反射计包括：

反馈接收器；

耦接到地的相同阻抗的第一端接部和第二端接部；

定向耦合器；和

切换电路，所述切换电路用于将来自所述定向耦合器的信号路由到所述反馈接收器以及接地。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述第一端接部和所述第二端接部通过反射系数来表征，并且其中所述电子设备包括存储所述反射系数来校准所述反射计的控制电路。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述校准电路具有校准电阻被切换成使用并且耦接到所述反射计的第一状态以及所述校准电阻被切换成不使用并且所述天线耦接到所述反射计的第二状态，并且其中所述反射系数由所述控制电路使用利用所述定向耦合器、所述切换电路和所述反馈接收器进行的前向路径测量和反向路径测量来确定。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述校准电路包括提供所述校准电阻的50欧姆电阻器。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述校准电路还包括由所述控制电路控制的、选择性地将所述反射计耦接到所述50欧姆电阻器和所述天线中的一者的开关。

7.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述天线包括倒F形天线谐振元件，所述电子设备还包括：

外围导电外壳结构，其中所述倒F形天线谐振元件由所述外围导电外壳结构形成。

8.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述校准电路包括开关连接器。

9.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述天线包括混合倒F形隙缝天线。

10.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为通过利用所述反射计采集前向路径测量值和反向路径测量值两者来校准所述反射计并且存储所述反射系数。

11.一种电子设备，包括：

利用传输线路径耦接到天线的射频收发器电路；

插入在所述传输线路径中的反射计；和

控制电路，所述控制电路被配置为控制所述反射计来采集针对所述天线的校准的反射系数测量值以及基于针对所述天线的所述校准的反射系数测量值采取措施。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其中利用所述控制电路采取措施包括调节所述天线。

13.根据权利要求12所述的电子设备，其中所述反射计包括反馈接收器、耦接到地的相同阻抗的第一端接部和第二端接部、定向耦合器以及用于将来自所述定向耦合器的信号路由到所述反馈接收器以及接地的切换电路，并且其中控制所述反射计包括在利用所述反馈接收器测量信号时控制所述切换电路。

14.根据权利要求13所述的电子设备，其中校准电路耦接在所述反射计和所述天线之间，并且其中所述射频收发器电路和所述天线被配置为在所述校准电路将所述定向耦合器耦接到所述天线时，发送和接收信号。

15.根据权利要求14所述的电子设备，其中所述天线具有与天线接地部分开一间隙的倒F形天线谐振元件并且具有桥接所述间隙的可调节电路，并且其中调节所述天线包括通过调节所述可调节电路来调谐所述天线。

16.一种电子设备，包括：

外壳；

所述外壳中的控制电路；

射频收发器电路；

天线；

传输线路径，所述传输线路径将所述天线耦接到所述射频收发器电路；

反射计，所述反射计耦接在所述天线和所述射频收发器电路之间的所述传输线路径中，其中所述反射计由所述控制电路控制；和

校准电路，所述校准电路耦接在所述反射计和所述天线之间。

17.根据权利要求16所述的电子设备，其中所述反射计包括：

耦接到地的相同阻抗的第一端接部和第二端接部；

定向耦合器；和

切换电路，所述切换电路耦接在所述定向耦合器与所述第一端接部和所述第二端接部之间，其中所述切换电路由所述控制电路控制。

18.根据权利要求17所述的电子设备，其中所述天线包括由所述控制电路基于利用所述反射计对所述天线进行的校准的反射系数测量而进行调节的可调节电路。

19.根据权利要求18所述的电子设备，其中所述校准电路包括：

校准电阻器；和

开关，所述开关具有耦接到所述天线的第一端口、耦接到所述反射计的第二端口以及耦接到所述校准电阻器的第三端口。

20.根据权利要求19所述的电子设备，其中所述控制电路存储针对所述端接部的反射系数，并且其中所述电子设备外壳包括形成所述天线的一部分的外围导电结构。