DE102016120239A1

DE102016120239A1 - Spannungs-stehwellen-funkmessungs- und -abstimm-systeme und -verfahren

Info

Publication number: DE102016120239A1
Application number: DE102016120239.8A
Authority: DE
Inventors: Anthony Thomas; Valentyn Solomko; Rüdiger Bauder; Winfried Bakalski
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2017-05-18
Also published as: US9698833B2; US20170141802A1; CN106712860B; KR101944592B1; KR20170066213A; CN106712860A

Abstract

Eine Stehwellenverhältnis-Detektionsanordnung ist offenbart. Die Anordnung umfasst einen Stehwellenverhältnisdetektor und eine Steuerung. Der Stehwellenverhältnisdetektor ist ausgebildet, um ein isoliertes Signal und ein gekoppeltes Signal zu empfangen und um ein Multibit-Rückflussdämpfungssignal basierend auf dem isolierten Signal und dem gekoppelten Signal in dem analogen Bereich unter Verwendung einer sukzessiven Dämpfung des gekoppelten Signals zu erzeugen. Die Steuerung ist ausgebildet, um ein Stehwellenverhältnis aus der Rückflussdämpfung zu bestimmen und um ein Antennenabstimm-Steuerungssignal unter Verwendung des Stehwellenverhältnisses zu erzeugen.

Description

HINTERGRUND
Mobilkommunikationsgeräte erzeugen und empfangen RF-Signale unter Verwendung integrierter Antennen. Der Betrieb dieser Geräte ist abhängig von Charakteristika der Antenne, der Signale, Frequenzen und von Umgebungsbedingungen. Diese Charakteristika können Sprechzeit, Leistungsverbrauch, Rufabbruch und ähnliches beeinflussen.
Eine Charakteristik ist die Impedanz oder Impedanzanpassung der integrierten Antennen und RF-Erzeugungsschaltungsanordnung (RF = radio frequency; Funkfrequenz). Die Impedanz der Antenne kann gemäß Faktoren variieren, wie z. B. Frequenz, Temperatur, Signalstärke, Umgebungsbedingungen und ähnlichem. Falls eine Impedanzfehlanpassung vorliegt, können ein übermäßiger Leistungsverbrauch und schwache Signale erzeugt werden. Aus Benutzerperspektive kann eine Impedanzfehlanpassung zu einer Reduzierung von Sprechzeit, kurzem Batterieleben und Rufabbruch führen.
Um die Leistungsübertragung zu gesendeten Signalen zu verbessern, ist eine Impedanzanpassung zwischen einer RF-Erzeugungsschaltungsanordnung und integrierten Antennen notwendig.
ZUSAMMENFASSUNG
Es kann einen Bedarf zum Bereitstellen eines verbesserten Konzeptes für eine Stehwellen-Verhältnisdetektions-Anordnung, eine Antennenabstimmanordnung und ein Verfahren zum Betreiben eines Stehwellen-Verhältnisdetektors bestehen.
Ein solcher Bedarf kann durch den Gegenstand von einem oder mehreren der Ansprüche erfüllt werden.
Einige Ausführungsbeispiel beziehen sich auf eine Stehwellenverhältnisdetektionsanordnung, umfassend einen Stehwellenverhältnisdetektor, der ausgebildet ist, um ein isoliertes Signal und ein gekoppeltes Signal zu empfangen, und um ein Multibit-Rückflussdämpfungssignal basierend auf dem isolierten Signal und dem gekoppelten Signal in dem analogen Bereich unter Verwendung sukzessiver Dämpfung des gekoppelten Signals zu erzeugen; und eine Steuerung, die ausgebildet ist, um ein Stehwellenverhältnis aus der Rückflussdämpfung zu bestimmen, und um ein Antennenabstimm-Steuerungssignal unter Verwendung des Stehwellenverhältnisses zu erzeugen.
Optional umfasst die Anordnung ferner einen Richtkoppler, der ausgebildet ist, um ein eingehendes RF-Signal zu empfangen und um das isolierte Signal und das gekoppelte Signal unter Verwendung von Kopplung zu erzeugen.
Wiederum optional umfasst der Richtkoppler eine erste Zelle und eine zweite Zelle, wobei die erste Zelle und die zweite Zelle eine einstellbare Abschlussimpedanz aufweisen und wobei der Stehwellenverhältnisdetektor ausgebildet ist, um eine erste Rückflussdämpfung basierend auf einer ersten Abschlussimpedanz und eine zweite Rückflussdämpfung basierend auf einer zweiten Abschlussimpedanz zu erzeugen, wobei die erste Abschlussimpedanz von der zweiten Abschlussimpedanz abweicht.
Optional umfasst die Anordnung ferner eine Antennenabstimmeinrichtung, die ausgebildet ist, um eine Impedanzanpassung gemäß dem Antennenabstimmsteuerungssignal zu verbessern.
Wiederum optional ist die Steuerung ausgebildet, um die sukzessive Approximation des Stehwellenverhältnisdetektors zu steuern.
Optional umfasst der Stehwellenverhältnisdetektor einen ersten Leistungsdetektor, der ausgebildet ist, um eine isolierte Leistung des isolierten Signals zu messen, einen zweiten Leistungsdetektor, der ausgebildet ist, um eine gekoppelte Leistung des gekoppelten Signals zu messen, und eine Dämpferkomponente, die ausgebildet ist, um das gekoppelte Signal selektiv zu dämpfen.
Wiederum optional umfasst der Stehwellenverhältnisdetektor einen Komparator umfasst, der ausgebildet ist, um einen Rückflusswert basierend auf der isolierten Leistung und der gedämpften, gekoppelten Leistung zu erzeugen.
Optional umfasst der der Stehwellenverhältnisdetektor ferner eine zweite Dämpferkomponente, die ausgebildet ist, um das isolierte Signal selektiv zu dämpfen.
Wiederum optional umfasst der Stehwellenverhältnisdetektor ferner ein Register, das ausgebildet ist, um den Rückflusswert zu speichern.
Optional umfasst der Stehwellenverhältnisdetektor ein erstes Filter, das ausgebildet ist, um Interferenzen aus dem gekoppelten Signal zu entfernen, und ein zweites Filter, das ausgebildet ist, um Interferenzen aus dem isolierten Signal zu entfernen.
Wiederum optional ist der Stehwellenverhältnisdetektor ausgebildet, um in einer automatisch nullenden Phase (auto zeroing) zu arbeiten, wo das isolierte Signal und das gekoppelte Signal gedämpft werden und ein Detektorversatz bestimmt wird, und der Stehwellenverhältnisdetektor ist ferner ausgebildet, um in einer Vergleichsphase zu arbeiten, wo der Detektorversatz verwendet wird, um einen Rückflusswert zu erzeugen.
Optional umfasst die ferner eine automatisch nullende Komponente, die ausgebildet ist, um das isolierte Signal und das gekoppelte Signal während der automatisch nullenden Phase zu dämpfen.
Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Antennenabstimmanordnung, umfassend einen Richtkoppler, der ausgebildet ist, um ein isoliertes Signal und ein gekoppeltes Signal aus einem RF-Eingangssignal zu erzeugen; einen Stehwellenverhältnisdetektor, umfassend einen Dämpfer, der ausgebildet ist, um das gekoppelte Signal um einen Dämpfungsbetrag zu dämpfen, einen ersten Leistungsdetektor, der ausgebildet ist, um eine isolierte Spannung des isolierten Signals zu messen, einen zweiten Leistungsdetektor, der ausgebildet ist, um eine gekoppelte Spannung des gekoppelten Signals zu messen, einen Komparator, der ausgebildet ist, um einen Vergleich der isolierten Spannung und der gekoppelten Spannung als eine Ausgabe bereitzustellen, und ein Register, das ausgebildet ist, um den zumindest einen Teil einer Rückflussdämpfung basierend auf dem Vergleich zu speichern, und eine Antennenabstimmeinrichtung, die ausgebildet ist, um eine Antennenimpedanz basierend auf der Rückflussdämpfung einzustellen.
Optional ist das Register ausgebildet, um den Dämpfungsbetrag gemäß der Rückflussdämpfung einzustellen.
Wiederum optional umfasst die Anordnung ferner eine Steuerung, die ausgebildet ist, um sukzessive den Dämpfungsbetrag einzustellen, bis die Rückflussdämpfung innerhalb einer ausgewählten Genauigkeit liegt.
Optional ist der Komparator ein automatisch nullender Komparator und ist ausgebildet, um einen Versatz auf den Vergleich anzuwenden.
Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Stehwellenverhältnisdetektors, das Verfahren umfassend das Empfangen eines ersten gekoppelten Signals und eines zweiten gekoppelten Signals; das Dämpfen des zweiten gekoppelten Signals um einen Dämpfungsbetrag; das Messen einer Leistung des ersten gekoppelten Signals, um eine erste Spannung zu erhalten; das Messen einer Leistung des zweiten, gekoppelten Signals, um eine zweite Spannung zu erhalten; das Vergleichen der ersten Spannung mit der zweiten Spannung, um einen Vergleichswert zu erzeugen; das Einstellen des Dämpfungsbetrags basierend auf dem Vergleichswert und Speichern des Dämpfungsbetrags; und das Bereitstellen des Dämpfungsbetrags als eine Rückflussdämpfung von einer Referenzebene.
Optional umfasst das Verfahren ferner das Erzeugen eines Spannungsstehwellenverhältnisses basierend auf der Rückflussdämpfung.
Wiederum optional umfasst das Verfahren ferner das Dämpfen des ersten, gekoppelten Signals um einen zweiten Dämpfungsbetrag.
Optional umfasst das Verfahren ferner das Erzeugen des ersten, gekoppelten Signals und des zweiten, gekoppelten Signals aus einem eingehenden RF-Signal.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Antennenabstimmanordnung darstellt, die eine analoge Stehwellenverhältnisdetektion verwendet;
2 ist ein Diagramm, das einen analogen Stehwellenverhältnisdetektor darstellt;
3 ist ein Smith-Diagramm, das ein detektiertes VSWR (voltage standing wave ratio; Spannungsstehwellenverhältnis) zeigt;
4 ist ein Diagramm, das einen analogen Stehwellenverhältnisdetektor darstellt;
5 ist ein anderes Diagramm, das einen beispielhaften analogen Stehwellenverhältnisdetektor mit Blockierfiltern darstellt;
6 ist ein Diagramm, das einen beispielhaften analogen Stehwellenverhältnisdetektor mit einen automatisch nullenden Komparator darstellt;
7 ist ein Diagramm, das eine Anordnung eines automatisch nullenden Blocks darstellt;
8 ist ein Diagramm, das eine Anordnung eines automatisch nullenden Blocks darstellt;
9 ist ein Diagramm, das eine Anordnung eines automatisch nullenden Blocks darstellt;
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines automatisch nullenden Komparators darstellt;
11 ist ein Diagramm, das eine Richtkoppleranordnung mit mehreren Zellen und eine Abschlussimpedanz darstellt;
12 ist ein Diagramm, das eine Richtkoppleranordnung mit mehreren Zellen und eine einstellbare Abschlussimpedanz darstellt;
13 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Dämpferkomponente darstellt; und
14 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben eines Stehwellenverhältnisdetektors darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung wird nun Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um durchgehend Bezug auf gleiche Elemente zu nehmen, und wobei die dargestellten Strukturen und Vorrichtungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind.
Die Impedanzanpassung wird verwendet, um eine Impedanz einer Antenne oder Last an die Signalerzeugungsschaltungsanordnung anzupassen. Leistungsübertragung, Signalerzeugung und ähnliches werden bei einer Impedanzanpassung verbessert.
Eine Technik zum Bereitstellen einer Impedanzanpassung ist das Einlagern eines Antennenabstimmsystems. Das Antennenabstimmsystem misst die Amplitude und/oder Phase von RF-Signalen, die an die Antenne übertragen und von der Antenne zurück reflektiert werden. Die Messungen werden an eine RF-Front-End-Steuerung bereitgestellt, die eine Abstimmimpedanz für die Antenne einstellt, um die Impedanzanpassung zu verbessern.
Ein Parameter, der auf den Messungen basiert, ist ein Stehwellenverhältnis, das durch die RF-Front-End-Steuerung verwendet wird, um die Abstimmimpedanz zu ändern. Bei einem Beispiel ist ein Richtkoppler an die RF-Leitung angebracht, und Leistungsdetektoren sind an gekoppelte und isolierte Ports eines Richtkopplers angebracht. Die detektierte Leistung wird in einem digitalen Bereich digitalisiert und verarbeitet, um Informationen zu extrahieren, die dem Stehwellenverhältnis zugeordnet sind. Dieser Ansatz erfordert mehrere Analog-zu-Digital-Wandler, die isoliert und gut angepasst sind, um das Signal korrekt nachzuverarbeiten. Zusätzlich dazu erfordert dieser Ansatz komplexe mathematische Operationen, wie z. B. Division, logarithmische Operationen, Temperaturkompensation für Diodenkurven und ähnliches. Ferner erfordert dieser Ansatz, der mehrere Analog-zu-Digital-Wandler und komplexe digitale Verarbeitung umfasst, einen beträchtlichen Siliziumbereich und Strom oder Leistung.
Die nachfolgend beschriebenen Systeme und Verfahren verwenden analoge Leistungsdetektoren und einen Komparator, um eine Rückflussdämpfung (retum loss) und ein Spannungs-Stehwellenverhältnis (VSWR) in einer RF-Leitung oder einem – System zu erzeugen. Das VSWR ist ein Maß einer Impedanzanpassung von Lasten (z. B. an einer Antenne) an die Impedanz der RF-Erzeugungsschaltungsanordnung. Das VSWR ist das Verhältnis der Partialwelle-Partialstehwelle-Amplitude bei einem Maximum zu der Amplitude bei einem Minimum. Das VSWR kann durch eine RF-Front-End-Steuerung verwendet werden, um eine Antennenabstimmeinrichtung einzustellen und eine Impedanzanpassung zwischen der RF-Schaltung und der Antenne zu ermöglichen.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Antennenabstimmanordnung 100 darstellt, die eine analoge Stehwellenverhältnisdetektion verwendet. Das Stehwellenverhältnis wird verwendet, um die Impedanzanpassung zu steigern oder zu verbessern.
Die Anordnung 100 umfasst einen Richtkoppler 102, eine Antennenabstimmeinrichtung (Tuner) 104, einen VSWR-Detektor 106 und eine RF-Front-End-Steuerung 108. Die Anordnung 100 bestimmt ein Stehwellenverhältnis für ein erzeugtes RF-Signal 110, das verwendet wird, um die Impedanzanpassung zu steigern oder zu verbessern. Das Stehwellenverhältnis basiert auf einer RF-Erzeugungsschaltungsanordnung 122 und deren Antennen- und Reflexions-Ebene 124.
Der Richtkoppler 102 hat vier Ports, einen Eingangsport IN, einen Ausgangsport OUT, einen isolierten Port ISO und einen gekoppelten Port CPL. Die Leitung zwischen dem IN-Port und dem OUT-Port ist die Hauptleitung und die Leitung zwischen dem CPL-Port und dem ISO-Port ist die gekoppelte Leitung.
Der Koppler 102 weist einen ausgewählten Kopplungsfaktor basierend auf der Ausgangsleistung an dem CPL-Port Pcpl versus der Eingangsleistung an dem IN-Port Pin auf. Der Koppler 102 weist eine Isolation basierend auf der Leistung an dem ISO-Port Piso und der Leistung an dem IN-Port Pin auf.
Der Koppler 102 weist einen Einfügungsverlust auf, definiert als Leistungsverlust an dem IN-Port Pin zu dem OUT-Port Pout.
Der Richtkoppler 102 empfängt ein RF-Eingangssignal 110 an dem IN-Port und erzeugt ein RF-Ausgangssignal 112 an dem OUT-Port, ein isoliertes Signal 114 an dem ISO-Port und ein gekoppeltes Signal 116 an dem CPL-Port. Die RF-Erzeugungsschaltungsanordnung 122 erzeugt das RF-Eingangssignal 110. Die RF-Erzeugungsschaltungsanordnung 122 weist eine Impedanz auf, die während des Betriebs variiert.
Das gekoppelte Signal 116 wird auch als ein Vorwärtssignal bezeichnet, und das isolierte Signal 114 wird auch als ein Rückwärtssignal bezeichnet.
Der Richtkoppler 102 stellt das RF-Ausgangssignal 112 als im Wesentlichen unverändert von dem Eingangssignal 110 bereit. Das RF-Ausgangssignal 112 wird an die Antennenabstimmeinrichtung 104 zur Übertragung über eine Antenne oder mehrere Antennen bereitgestellt.
Der Richtkoppler 102 erzeugt das gekoppelte Signal 116 an dem CPL-Port, gedämpft oder reduziert um den Kopplungsfaktor. Das isolierte Signal 114 wird an dem ISO-Port mit der ausgewählten Isolation erzeugt.
Der VSWR-Detektor 106 empfängt das isolierte Signal 114 und das gekoppelte Signal 116. Der VSWR-Detektor 106 lässt die Analog-Digital-Umwandlung weg und verwendet analoge Komponenten, um eine Rückflussdämpfung (RL; return loss) 118 zu erzeugen. Der Detektor 106 ist ausgebildet, um zumindest das gekoppelte Signal 114 zu dämpfen und Leistungsmessungen basierend auf dem gekoppelten Signal 114 und dem isolierten Signal 114 zu erhalten. Der Detektor 106 führt einen Vergleich der Leistungsmessungen aus, um die Rückflussdämpfung RL 118 zu erzeugen. Die Rückflussdämpfung RL 118 basiert auf der Reflexionsebene 124. die Rückflussdämpfung RL 118 misst eine Effektivität der Leistungslieferung von der RF-Schaltungsanordnung 122 zu einer Last oder Antenne im Hinblick auf die Leistung aus (Pout) dem OUT-Port und die Leistung, die über die Reflexionsebene 124 zurück reflektiert wird.
Die Rückflussdämpfung 118 wird an die Steuerung 108 bereitgestellt. Die Steuerung 108 ist ausgebildet, um die Rückflussdämpfung 118 zu analysieren und eine Antennenabstimmsteuerung 120 basierend auf dem Signal 118 zu erzeugen. Es wird darauf hingewiesen, dass der Detektor und/oder die Steuerung 108 das VSWR aus der Rückflussdämpfung 118 berechnen kann und die Antennenabstimmsteuerung 120 basierend auf dem VSWR anstatt der Rückflussdämpfung RL erzeugen kann.
Die Steuerung 108 kann in der Schaltungsanordnung implementiert sein und einen oder mehrere Prozessoren und/oder Speicher verwenden, um die Analyse auszuführen und das Steuerungssignal 120 zu erzeugen. Das Steuerungssignal 120 wird erzeugt, um die Impedanzanpassung zu verbessern. Die Steuerung 108 kann auch an der Operation des VSWR-Detektors 106 beteiligt sein.
Die Antennenabstimmeinrichtung 104 ist ausgebildet, um die Leistungsübertragung zwischen RF-Erzeugungsschaltungsanordnung 122 und der Antenne zu verbessern. Die Antennenabstimmeinrichtung 104 verbessert die Leistungsübertragung durch Steigern oder Verbessern der Anpassung der Impedanz der RF-Erzeugungsschaltungsanordnung 122 und der Antenne. Die Antennenabstimmeinrichtung 104 stellt eine Impedanz erfahren durch die Antenne basierend auf dem Steuerungssignal 120 von der RF-Front-End-Steuerung 108 ein.
2 ist ein Diagramm, das einen analogen Stehwellenverhältnisdetektor 106 darstellt. Der Detektor 106 vergleicht analoge Leistungsmessungen basierend auf einem Kopplungssignal und einem isolierten Signal, um eine Rückflussdämpfung zu erzeugen, die ein Stehwellenverhältnis darstellt.
Der Detektor 106 erzeugt eine Rückflussdämpfung oder Stehwellenverhältnis 118 basierend auf einem isolierten Signal 114 und einem gekoppelten Signal 116. Der Detektor 106 umfasst eine Dämpfungskomponente 218, einen gekoppelten Leistungsdetektor 220, einen isolierten Leistungsdetektor 222, einen Komparator 224 und ein Register mit sukzessiver Approximation (SAR) 226.
Der Detektor 106 ist mit einem Richtkoppler 102 gekoppelt. Der Betrieb des Richtkopplers 102 ist im Wesentlichen so, wie oben im Hinblick auf 1 beschrieben ist.
Die Dämpfungskomponente 218 umfasst eine einstellbare Schaltungsanordnung, die ausgebildet ist, um eine Leistung des gekoppelten Signals 116 zu reduzieren, so dass sie besser an eine Leistung des isolierten Signals 114 angepasst ist. Die Schaltungsanordnung kann z. B. einen einstellbaren Widerstand umfassen, der die Leistung steuerbar reduziert. Der Betrag der Dämpfung ATT (attenuation) wird durch das SAR-Register 226 eingestellt. Bei einem Beispiel ist die ATT in Dezibel angegeben. Der Betrag der Dämpfung ATT wird üblicherweise digital an die Dämpfungskomponente 218 bereitgestellt. Die Dämpfungskomponente 218 erzeugt eine gedämpfte Version 228 des gekoppelten Signals 116 basierend auf dem Betrag der Dämpfung ATT.
Der gekoppelte Leistungsdetektor 220 misst/detektiert die Leistung des gedämpften Signals 228, das aus dem gekoppelten Signal 116 hergeleitet wurde. Der isolierte Leistungsdetektor 222 misst/detektiert die Leistung des isolierten Signals 118. Die Leistungsdetektoren 220 und 222 sind analog und stellen ihre Messungen auch in analoger Form bereit. Der gekoppelte Leistungsdetektor 220 erzeugt eine gekoppelte Leistung als eine Spannung, während der isolierte Leistungsdetektor 222 eine isolierte Leistung als eine Spannungsmessung erzeugt.
Der Komparator 224 vergleicht die gekoppelte Leistung Pcpl mit der isolierten Leistung Piso und erzeugt eine Komparatorausgabe 230. Diese Ausgabe oder dieser Wert wird innerhalb des SAR-Registers 226 gespeichert.
Das SAR-Register 226 erzeugt sequentiell das Rückflussdämpfungssignal RL in n Schritten als einen Multi-Bit-Wert mit n Bits. Der Prozess wird als sukzessive Approximation bezeichnet. Jeder Schritt oder der i-te Schritt setzt das i-te in einen hohen Zustand und liest den Komparator 224 aus. Wenn die Komparatorausgabe 230 anzeigt, dass Pcpl größer ist als Piso, lässt das SAR-Register 226 das i-te Bit des Rückflussdämpfungssignals RL ”hoch”, das auch das ATT-Signal ist. Wenn die Komparatorausgabe 230 anzeigt, dass Pcpl niedriger ist als Piso, ändert das SAR-Register 226 das i-te Bit des Rückflussdämpfungssignals RL auf „niedrig”. Der Umwandlungsprozess startet von einem höchstwertigen Bit des Rückflussdämpfungssignals RL (i = n – 1) und endet bei einem niederwertigsten Bit (i = 0). Am Ende des Umwandlungsprozesses zeigt das Multi-Bit-Rückflussdämpfungssignals RL die Rückflussdämpfung von der Referenzebene 124 an. Die Referenzebene 124 ist nachgeschaltet zu dem OUT-Port des Richtkopplers 102 gezeigt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Rückflussdämpfung RL 118 und das Dämpfungsbetrag-ATT-Signal derart gezeigt sind, dass sie mit derselben Leitung verbunden sind. Es wird darauf hingewiesen, dass die Rückflussdämpfung RL 118 auf einer separaten Leitung bereitgestellt werden kann oder aus dem Dämpfungsbetrag-ATT-Signal ausgegeben werden kann.
Eine Steuerung (nicht gezeigt), wie z. B. die Steuerung 108, ist ausgebildet, um den Umwandlungsprozess des Detektors 106 unter Verwendung des SAR-Registers 226 auszuführen und anzuzeigen, wenn der Umwandlungsprozess abgeschlossen ist und das n-stellige RL-Signal vollständig ist. Die Steuerung kann Teil des Detektors 106 sein oder kann extern zu dem Detektor 106 sein.
Sobald es durch Ausführen von n Iterationen als genau oder vollständig erachtet wird, wird das Signal RL durch eine RF-Front-End-Steuerung (nicht gezeigt) verwendet, um eine Antennenabstimmeinrichtung (nicht gezeigt) zu steuern.
Die Operation des Detektors 106 ist in mathematischer Schreibweise und Bezug nehmend auf 2 beschrieben. Das RF-Eingangssignal ist an den IN-Port des Kopplers 102 angelegt und weist eine Leistung auf, bezeichnet als P. Das Signal 110 ist an den IN-Port angelegt und wird an dem CPL-Port ausgekoppelt als P_CPL. Die Beziehung ist dargestellt als: P_CPL = P_in – CPL obei CPL ein Kopplungsfaktor des Richtkopplers 102 ist.
Der OUT-Port, auch bezeichnet als der Sendeport des Kopplers, ist mit einer Impedanz ZL geladen, die den Reflexionsverlust RL zeigt. Ein Teil der übertragenen Leistung P wird zurück zu dem Richtkoppler 102 reflektiert und erscheint an dem ISO-Port als: P_ISO = P_in – RL – CPL
Für eine passive Last an dem OUT-Port: P_ISO ≤ P_CPL 2 spezielle Fälle

1) P_ISO = P_CPL im Fall einer vollständigen Reflexion, wie z. B. wenn eine vollständige Reflexion vorliegt und ZL im Leerlauf oder kurzgeschlossen ist
2) P_ISO ≤ –∞dB, im Fall einer Anpassung von ZL an eine charakteristische Impedanz (auch, P_ISO << P_CPL)

Der Betrieb des Detektors 106 wird bei einem Beispiel hier unter Verwendung der obigen Gleichungen beschrieben. Das Beispiel ist für den Detektor 106 gegeben, der den Dämpfer aufweist, der auf jeden beliebigen Dämpfungskoeffizienten eingestellt werden kann. Dieses Beispiel wird zu darstellenden Zwecken bereitgestellt und es wird darauf hingewiesen, dass andere geeignete Beispiele und Variationen möglich sind.

1.) Einstellen eines Wertes
wobei A_max der maximale Dämpferwert ist; Einstellen von i = n – 1, wobei n die Auflösung des SAR-Registers 226 ist.
1.) Die Schritte 2–6 werden n mal wiederholt, wobei n die Auflösung oder Genauigkeit des SAR-Registers 226 ist.
2.) Die Dämpferkomponente 218 wird auf den Wert ATT eingestellt und i = i – 1.
3.) Der isolierte Detektor 222 rektifiziert das isolierte Signal 114, um eine Spannung zu erzeugen, die als V_iso.att.dc bezeichnet wird. Der gekoppelte Detektor 220 rektifiziert das gedämpfte Signal 228, um eine Spannung zu erzeugen, die bezeichnet wird als V_opl.att.dc.
4.) Die Spannungen V_iso.att.dc und V_opl.att.dc werden verglichen.
5.) Wenn V_iso.att.dc < V_opl.att.dc, dann
6.) Wenn V_iso.att.dc, V_opl.att.dc, dann
7.) Der bereitgestellte Wert von ATT entspricht der Rückflussdämpfung von der Lastimpedanz (RL = ATT).

Ist die Rückflussdämpfung RL bekannt, wird das Stehwellenverhältnis erhalten als ein Spannungs-VSWR gemäß:
Somit wird das VSWR erhalten, ohne dass Analog-Digital-Umwandlungen erforderlich sind.
Der Betrieb des Detektors 106 bei einem anderen Beispiel wird hier beschrieben. Das Beispiel wird für den Detektor 106 gegeben, umfassend den Dämpfer, der auf einen beliebigen der vordefinierten Dämpfungskoeffizienten eingestellt werden kann. Die vordefinierten Dämpfungskoeffizienten sind üblicherweise binär gewichtete Dämpfungskoeffizienten. Dieses Beispiel wird zu darstellenden Zwecken bereitgestellt, und es wird darauf hingewiesen, dass andere geeignete Beispiele und Variationen möglich sind.
Es sei i = 0; ATT = 0

1.) Es sei i = i + 1; es sei ATT = ATT + 2^n-1·A_LSB, wobei A_LSB der Dämpfungswert entsprechend dem niederwertigsten Bit des digital steuerbaren Dämpfers ist, n ist die Auflösung des SAR-Registers 226.
2.) Die Dämpferkomponente 218 ist eingestellt auf den Wert ATT.
3.) Der isolierte Detektor 222 rektifiziert das isolierte Signal 114, um eine Spannung zu erzeugen, bezeichnet als V_iso.att.dc. Der gekoppelte Detektor 220 rektifiziert das gedämpfte Signal 228, um eine Spannung zu erzeugen, bezeichnet als V_opl.att.dc.
4.) Die Spannungen V_iso.att.dc und V_opl.att.dc werden verglichen.
5.) Wenn V_iso.att.dc > V_opl.att.dc, dann sei ATT = ATT – 2^n-1·A_LSB
6.) Wenn i < n, wiederhole 1–6.
7.) Der bereitgestellte Wert von ATT entspricht der Rückflussdämpfung von der Lastimpedanz (RL 118 = ATT).

3 ist ein Smith-Diagramm 300, das ein detektiertes VSWR zeigt. Das Diagramm 300 wird bereitgestellt, um ein Verständnis zu ermöglichen, und es wird darauf hingewiesen, dass andere Impedanzen und Werte erhalten werden können.
Das Diagramm 300 umfasst einen Ring oder eine Schaltung, auf der eine gemessene Impedanz ZL vorhanden ist. Der Ring wird als ein VSWR-Kreis bezeichnet. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist das Zentrum des VSWR-Kreises in der Mitte des Smith-Diagramms angeordnet. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der VSWR-Kreis eine ovale Form mit dem geometrischen Zentrum in der Mitte des Smith-Diagramms oder an einem beliebigen Punkt des Smith-Diagramms aufweisen.
4 ist ein Diagramm, das einen analogen Stehwellenverhältnisdetektor 106 darstellt. Der Detektor 106 vergleicht die analogen Leistungsmessungen basieren auf einem gekoppelten Signal und einem isolierten Signal, um eine Rückflussdämpfung zu erzeugen, was eine Stehwellenverhältnis repräsentiert. Der Detektor 106 verwendet mehrere Dämpfungskomponenten.
Der Detektor 106 erzeugt eine Rückflussdämpfungs- oder Stehwellen-Verhältnis 118 basierend auf einem isolierten Signal 114 und einem gekoppelten Signal 116. Der Detektor 106 umfasst eine Dämpfungskomponente 218, eine isolierte Dämpfungskomponente 428, einen gekoppelten Leistungsdetektor 220, einen isolierten Leistungsdetektor 222, einen Komparator 224 und ein Register 226.
Der Detektor 106 ist mit einem Richtkoppler 102 gekoppelt. Der Betrieb des Richtkopplers 102 ist im Wesentlichen so, wie oben im Hinblick auf 1 beschrieben ist.
Die Dämpfungskomponente 218, auch bezeichnet als die gekoppelte Dämpfungskomponente, umfasst eine einstellbare Schaltungsanordnung, die ausgebildet ist, um eine Leistung des gekoppelten Signals 116 zu reduzieren. Der Dämpfungsbetrag wird eingestellt durch das RL-Signal 118 und ist bei einem Beispiel in Dezibel angegeben. Die Dämpfungskomponente 218 erzeugt eine gedämpfte Version 228 des gekoppelten Signals 116.
Die isolierte Dämpfungskomponente 428 umfasst ferner eine einstellbare Schaltungsanordnung, die ausgebildet ist, um eine Leistung des isolierten Signals 114 zu reduzieren. Die Schaltungsanordnung kann, z. B., einen einstellbaren Widerstand umfassen, der die Leistung steuerbar reduziert. Der Dämpfungsbetrag wird durch das RL-Signal 118 eingestellt und ist bei einem Beispiel in Dezibel angegeben. Die isolierte Dämpfungskomponente 428 erzeugt eine gedämpfte Version 430 des isolierten Signals 114.
Der gekoppelte Leistungsdetektor 220 misst/detektiert Leistung des gedämpften Signals 228, das von dem gekoppelten Signal 116 hergeleitet wurde. Der isolierte Leistungsdetektor 222 misst/detektiert Leistung des gedämpften Signals 330. Die Leistungsdetektoren 220 und 222 sind analog und stellen ihre Messungen auch in analoger Form bereit. Der gekoppelte Leistungsdetektor 220 erzeugt eine gekoppelte Leistung als eine Spannungsmessung, während der isolierte Leistungsdetektor 222 eine isolierte Leistung als eine Spannungsmessung erzeugt.
Der Komparator 224 vergleicht die gekoppelte Leistung Pcpl mit der isolierten Leistung Piso und erzeugt ein Komparatorausgangssignal 230. Dieses Ausgangssignal wird innerhalb des SAR-Registers 226 gespeichert.
Das SAR-Register 226 stellt das Rückflussdämpfungssignal RL oder das Stehwellenverhältnis 118 als einen Multibitwert mit n Bits bereit. Das Signal 118 wird verwendet, um die Dämpferkomponente 218 einzustellen, und wird ferner durch eine RF-Frontend-Steuerung (nicht gezeigt) verwendet, um eine Antennenabstimmeinrichtung (nicht gezeigt) zu steuern.
Der Betrieb des Detektors 106 ist rechnerisch und Bezug nehmend auf 4 beschrieben.
Dieses Beispiel wird zu darstellenden Zwecken bereitgestellt und es wird darauf hingewiesen, dass andere geeignete Beispiele und Variationen möglich sind.

1.) Die Schritte 2–7 werden n Mal wiederholt, wobei n die Auflösung des SAR-Registers 226 ist.
2.) Setze einen Wert
der maximale Dämpferwert ist; setze i = n – 1, wobei n die Auflösung des SAR-Registers 226 ist.
3.) Die gekoppelte Dämpferkomponente 218 ist auf den Wert ATT1 gesetzt, die isolierte Dämpferkomponente 428 ist auf den Wert ATT2 gesetzt und i = i – 1.
4.) Der isolierte Detektor 222 rektifiziert das gedämpfte, isolierte Signal 330, um eine Spannung zu erzeuen, bezeichnet als V_iso.att.dc. Der Gekoppelte Detektor 220 rektifiziert das gedämpfte Signal 228, um eine Spannung zu erzeugen, bezeichnet als V_opl.att.dc.
5.) Die Spannungen V_iso.att.dc und V_opl.att.dc werden verglichen.
6.) Wenn V_iso.att.dc < V_opl.att.dc‚ dann setze
7.) Wenn V_iso.att.dc > V_opl.att.dc, dann setze
8.) Die Differenz zwischen ATT1 und ATT2 ist die Rückfussdämpfung RL 118, gezeigt als: RL = ATT1 – ATT2

Der bereitgestellte RL-Wert entspricht der Rückflussdämpfung aus der Lastimpedanz. Ist die Rückflussdämpfung RL bekannt, wird das Stehwellenverhältnist wiederum erhalten als ein Spannungs-VSWR gemäß:
Alternativ kann das VSWR unter Verwendung eines anderen, geeigneten Mechanismus bestimmt werden. Bei einem Beispiel wird eine Nachschlagtabelle mit VSWR-Werten mit zugeordneten RL-Werten gespeichert. Die Nachschlagtabelle kann in einen analogen Stehwellenverhältnisdetektor oder eine Steuerung in einer Antennenabstimmanordnung eingelagert sein.
5 ist ein anderes Diagramm, das einen beispielhaften, analogen Stehwellenverhältnisdetektor 106 mit Sperrfiltern darstellt. Der Detektor 106 vergleicht analoge Leistungsmessungen basierend auf einem gekoppelten Signal und einem isolierten Signal, um eine Rückflussdämpfung zu erzeugen, die ein Stehwellenverhältnis repräsentiert. Der Detektor 106 verwendet Sperrfilter für den isolierten Signalpfad und den gekoppelten Signalpfad. Die Sperrfilter entfernen selektiv Rauschen und/oder Interferenz.
Der Detektor 106 erzeugt ein Rückflussdämpfungs-RL-Signal basierend auf einem isolierten Signal 114 und einem gekoppelten Signal 116. Der Detektor 106 umfasst eine Dämpfungskomponente 218, ein gekoppeltes Filter 532, ein isoliertes Filter 534, einen gekoppelten Leistungsdetektor 220, einen isolierten Leistungsdetektor 222, einen Komparator 224 und ein Register 226.
Der Detektor 106 ist mit einem Richtkoppler 102 gekoppelt. Die Operation des Richtkopplers 102 ist im Wesentlichen, wie oben im Hinblick auf 1 beschrieben ist. Die Operation des Detektors 106 ist ebenfalls im Wesentlichen, wie oben im Hinblick auf 2 beschrieben ist.
Zusätzlich dazu filtert das isolierte Filter 534 das isolierte Signal 114, um Interferenz zu beseitigen, wie z. B. WiFi-Interferenz. Das isolierte Filter 534 kann ein Kerbfilter, ein Tiefpassfilter, ein Hochpassfilter, ein Bandpassfilter und ähnliches sein. Bei einem Beispiel ist das isolierte Filter 534 ein Kerbfilter bei 2,4 GHz oder 5 GHz und ist ausgebildet, um eine WiFi-Interferenz zu unterdrücken.
Auf ähnliche Weise filtert das gekoppelte Filter 532 das gekoppelte Signal 116, um Interferenz zu beseitigen, wie z. B. WiFi-Interferenz. Das gekoppelte Filter 532 kann ein Kerbfilter, ein Tiefpassfilter, ein Hochpassfilter, ein Bandpassfilter und ähnliches sein. Bei einem Beispiel ist das gekoppelte Filter 532 ein Kerbfilter bei 2,4 GHz oder 5 GHz und ist ausgebildet, um eine WiFi-Interferenz zu unterdrücken.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Leistungsdetektoren 220 und 222 üblicherweise nicht frequenzselektiv sind und Informationen basierend auf den Signalen liefern, die durch die Filter 532 und 534 bereitgestellt werden. Die Filter 532 und 534 werden auch dahingehend als Sperrfilter bezeichnet, als sie ausgebildet sind, eine Interferenz zu blockieren bzw. sperren.
6 ist ein Diagramm, das einen beispielhaften, analogen Stehwellenverhältnisdetektor 106 mit einem automatisch nullenden Komparator zeigt. Der Detektor 106 vergleicht analoge Leistungsmessungen basierend auf einem gekoppelten Signal und einem isolierten Signal, um eine Rückflussdämpfung zu erzeugen, die ein Stehwellenverhältnis repräsentiert.
Der Detektor 106 erzeugt eine Rückflussdämpfung RL basierend auf einem isolierten Signal 114 und einem gekoppelten Signal 116. Der Detektor 106 umfasst eine Dämpfungskomponente 218, einen automatisch nullenden Block 636, einen gekoppelten Leistungsdetektor 220, einen isolierten Leistungsdetektor 222, einen automatisch nullenden Komparator 624 und ein Register 226.
Der Detektor 106 ist mit einem Richtkoppler 102 gekoppelt. Die Operation des Richtkopplers 102 ist im Wesentlichen so, wie oben im Hinblick auf 1 beschrieben ist.
Die Operation des Detektors 106 ist ebenfalls im Wesentlichen so, wie oben im Hinblick auf 2 beschrieben ist. Der Detektor 106 arbeitet jedoch und führt die Detektion in zwei Phasen aus, einer automatisch nullenden Phase und einer Vergleichsphase.
Der Detektor 106 umfasst ferner einen automatisch nullenden Block 636 und der Komparator ist ein automatisch nullender Komparator 624. Der automatisch nullende Block 636 umfasst eine Schaltungsanordnung, die ausgebildet ist, um die Leistungsdetektoren 222 und 220 selektiv mit dem isolierten Pfad und Signal 114 und dem gekoppelten Pfad und Signal 116 zu verbinden und/oder davon zu isolieren. Der automatisch nullende Komparator 624 umfasst eine Schaltungsanordnung, die ausgebildet ist, um Versätze zu messen und zu kombinieren und verwendet den kombinierten Versatz zum Messen der Rückflusslast.
In der automatisch nullenden Phase sind die Leistungsdetektoren 222 und 220 von dem isolierten Signal 114 und dem gekoppelten Signal 116 durch den automatisch nullenden Block 636 getrennt oder isoliert. Ihre Ausgangsspannungen werden an den automatisch nullenden Komparator 624 angelegt, der eine Differenz zwischen den Spannungen erzeugt, die als der Leistungsdetektorversatz bezeichnet wird. Zusätzlich dazu extrahiert der automatisch nullende Komparator 624 einen internen Versatz und addiert den internen Versatz zu dem Leistungsdetektorversatz. Der kombinierte Versatz wird in dem automatisch nullenden Komparator 624 gespeichert.
In der Vergleichsphase addiert der automatisch nullende Komparator 624 die gespeicherte Versatzspannung zu einer der Ausgangsspannungen aus den Leistungsdetektoren 222 und 220 und vergleicht das Ergebnis mit der Ausgangsspannung aus dem anderen Leistungsdetektor. Die sukzessive Approximation wird mit einer automatisch nullenden Phase und einer Vergleichsphase für jede Iteration/Approximation verwendet, um eine Rückflussdämpfung RL mit entsprechender Genauigkeit zu erzeugen.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Detektor 106 auch Sperrfilter für den isolierten Signalpfad und den gekoppelten Signalpfad verwenden kann. Die Sperrfilter entfernen selektiv Rauschen und/oder Interferenz.
7 ist ein Diagramm, das eine Anordnung 700 eines automatisch nullenden Blocks 636 darstellt. Der Block 636 erlaubt eine automatisch nullende Phase und eine Vergleichsphase, wie in 6 beschrieben ist. Bei dieser Anordnung 700, werden Nebenschluß-RF-Schalter verwendet, um eingehende Signale selektiv zu dämpfen, wie z. B. das isolierte Signal 114 und das gekoppelte Signal 116. Ein Steuerungssignal 638, gezeigt in 6, wird verwendet, um die Schalter selektiv EIN und AUs zu schalten.
Der automatisch nullende Block 636 liegt vor den Leistungsdetektoren entlang dem isolierten Signalpfad 240 und dem gekoppelten Signalpfad 242. Der Block 636 umfasst einen ersten Nebenschluß-RF-Schalter SW1 und einen zweiten Nebenschluß-RF-Schalter SW2. Die Schalter SW1 und SW2, wenn sie EIN sind, dämpfen die Leistung aus den eingehenden Signalen um einen Betrag, wie z. B. 5–40 dB. Die Schalter SW1 und SW2 werden während der automatisch nullenden Phase EIN geschaltet.
Während der Vergleichsphase werden die Schalter SW1 und SW2 AUS geschaltet und die eingehenden Signale werden nicht gedämpft. Die eingehenden Signale passieren unverändert durch die Leistungsdetektoren.
8 ist ein Diagramm, das eine Anordnung 800 eines automatisch nullenden Blocks 636 darstellt. Der Block 636 erlaubt eine automatisch nullende Phase und eine Vergleichsphase, wie in 6 beschrieben ist. Bei dieser Anordnung 800 werden Nebenschluß-RF-Schalter und Reihenschalter verwendet, um eingehende Signale selektiv zu dämpfen und/oder zu isolieren, wie z. B. das isolierte Signal 114 und das gekoppelte Signal 116.
Der automatisch nullende Block 636 liegt entlang dem isolierten Signalpfad 240 und dem gekoppelten Signalpfad 242 vor den Leistungsdetektoren. Der Block 636 umfasst einen ersten Nebenschluß-RF-Schalter SW1 und einen zweiten Nebenschluß-RF-Schalter SW2. Der Block 636 umfasst zusätzlich einen Reihenschalter SW3 und einen Reihenschalter SW4.
Während der automatisch nullenden Phase sind die Schalter SW1 und SW2 EIN geschaltet und die Schalter SW3 und SW4 sind AUS geschaltet. Somit sind die Eingangssignale isoliert und die Ausgangsanschlüsse sind zu einem Referenzknoten über die Schalter SW1 und SW2 nebengeschlossen (shunt). Die Leistung wird z. B. um 20 bis 60 dB gedämpft.
Während der Vergleichsphase sind die Schalter SW1 und SW2 AUS geschaltet und die Eingangssignale werden nicht gedämpft. Die Eingangssignale passieren unverändert zu den Leistungsdetektoren.
9 ist ein Diagramm, das eine Anordnung 900 eines automatisch nullenden Blocks 636 darstellt. Der Block 636 erlaubt eine automatisch nullende Phase und eine Vergleichsphase, wie in 6 beschrieben ist. Bei dieser Anordnung 900 werden nur ein Nebenschluß-RF-Schalter SW1 und ein Reihenschalter SW2 verwendet, um Eingangssignale selektiv zu dämpfen und/oder zu isolieren, wie z. B. das isolierte Signal 114 und das gekoppelte Signal 116.
Der automatisch nullende Block 636 liegt entlang dem isolierten Signalpfad 240 und dem gekoppelten Signalpfad 242 vor den Leistungsdetektoren.
Während der automatisch nullenden Phase ist der Schalter SW1 EIN geschaltet und der Schalter SW2 ist AUS geschaltet. Somit wird der eingehende, nicht isolierte Signalpfad 242 von dem Detektor abgetrennt, und stattdessen wird der isolierte Signalpfad 240 an den Detektor in dem nicht isolierten Signalpfad angebracht. Somit ist dasselbe isolierte Signal an beide Leistungsdetektoren während der automatisch nullenden Phase angelegt. Die Leistungsisolation zwischen dem isolierten Signalpfad 240 und dem nicht isolierten Signalpfad 242 ist z. B. 5 bis 50 dB.
Während der Vergleichsphase ist der Schalter SW1 AUS geschaltet und SW2 ist EIN geschaltet. Die eingehenden Signale passieren unverändert zu den Leistungsdetektoren.
10 ist ein Diagramm, das einen beispielhaften automatisch nullenden Komparator 624 darstellt. Der Komparator 624 liegt entlang dem isolierten Signalpfad 240 und dem gekoppelten Signalpfad 242. Der Komparator 624 empfängt die Signale/Spannungen von den Leistungsdetektoren 222 und 220.
Während der automatisch nullenden Phase sind die Schalter SW1 und SW2 EIN geschaltet. Der Versatz der kombinierten Leistungsdetektoren und der Versatz des Komparators werden auf den Reihenkondensatoren C1 und C2 in den Signalpfaden 240 und 242 gespeichert. Während der Vergleichsphase sind die Schalter SW2 und SW1 AUS geschaltet. Die Schalter SW1 und SW2 werden durch das Steuerungssignal 638 gesteuert.
11 ist ein Diagramm, das eine Richtkoppleranordnung 1100 mit mehreren Zellen und einer Abschlussimpedanz darstellt. Diese Anordnung kann bei den obigen Beispielen als der Richtkoppler 102 verwendet werden.
Die Anordnung umfasst eine erste Zelle 1102a und eine zweite Zelle 1102b. Die erste Zelle 1102a hat Ports IN und ISO, die mit den Ports IN und ISO der Anordnung verbunden sind. Ein OUT-Port (AUS-Port) der ersten Zelle 1102a ist mit einem IN-Port (EIN-Port) der zweiten Zelle 1102b verbunden. Ein CPL-Port der ersten Zelle 1102a ist mit einer Abschlussimpedanz Z_T verbunden.
Der ISO-Port der zweiten Zelle 1102b ist mit einer Abschlussimpedanz Z_T verbunden, ihr OUT-Port ist mit einem OUT-Port der Anordnung 1100 verbunden und ihr CPL-Port ist mit einem CPL-Port der Anordnung 1100 verbunden.
Die erste und die zweite Zelle 1102a und 1102b können als magnetisch gekoppelter Transformator mit Wicklungskapazitäten implementiert sein.
12 ist ein Diagramm, das eine Richtkoppleranordnung 1200 mit mehreren Zellen und einer einstellbaren Abschlussimpedanz darstellt. Diese Anordnung kann bei den oben gezeigten Beispielen und Anordnungen als der Richtkoppler 102 verwendet werden.
Die Anordnung umfasst eine erste Zelle 1202a und eine zweite Zelle 1202b. Die erste Zelle 1202a hat IN- und ISO-Ports, die mit IN- und ISO-Ports der Anordnung verbunden sind. Ein OUT-Port der ersten Zelle 1202a ist mit einem IN-Port der zweiten Zelle 1202b verbunden. Ein CPL-Port der ersten Zelle 1202a ist mit einer ersten, einstellbaren Abschlussimpedanz Z_T verbunden.
Der ISO-Port der zweiten Zelle 1202b ist mit einer zweiten, einstellbaren Abschlussimpedanz Z_T verbunden, ihr OUT-Port ist mit einem OUT-Port der Anordnung 1200 verbunden und ihr CPL-Port ist mit einem CPL-Port der Anordnung 1200 verbunden.
Die erste und zweite Zelle 1202a und 1202b können als magnetisch gekoppelter Transformator mit Wicklungskapazitäten implementiert sein.
In Betrieb kann die einstellbare Abschlussimpedanz auf einen ersten Wert eingestellt sein, um ein erstes VSWR zu erzeugen. Dann wird die einstellbare Abschlussimpedanz auf einen zweiten Wert eingestellt, um ein zweites VSWR zu erzeugen.
Bei einigen Ausführungsbeispielen können das erste und das zweite erzeugte VSWR dem ersten und zweiten VSWR-Kreis in einer Form eines Ovals mit der geometrischen Mitte an beliebigen Punkten des Smith-Diagramms entsprechen.
13 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Dämpferkomponente 1300 darstellt. Diese Komponente 1300 kann als die Dämpferkomponente 218 verwendet werden, als die oben gezeigte Dämpferkomponente 428.
Die Dämpferkomponente 1300 ist ein mehrstufiger Dämpfer und ist zu darstellenden Zwecken mit nur drei Stufen gezeigt. Jede Stufe umfasst eine Mehrzahl von Widerständen und eine Mehrzahl von Schaltern. Ein oberer Schalter wird verwendet, um die Stufe zu umgehen, wenn er auf EIN gestellt ist. Wenn sie nicht umgangen werden, sind die unteren Schalter ausgebildet, um eine Dämpfung für die Stufe zu bestimmen oder einzustellen.
14 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 1400 zum Betreiben eines Stehwellenverhältnisdetektors darstellt. Das Verfahren 1400 erzeugt ein Stehwellenverhältnis für ein eingehendes RF-Signal. Das Stehwellenverhältnis kann für eine Impedanzanpassung einer RF-Signalerzeugungsschaltungsanordnung und einer Antenne zur Übertragung verwendet werden.
Die RF-Signalerzeugungsschaltungsanordnung erzeugt ein RF-Eingangssignal bei Block 1402. Das RF-Eingangssignal kann Informationen umfassen, die unter Verwendung einer geeigneten Technik moduliert werden.
Ein Richtkoppler verwendet das Koppeln, um ein isoliertes Signal und ein gekoppeltes Signal aus dem RF-Eingangssignal bei Block 1404 zu erzeugen. Der Richtkoppler stellt fernen ein RF-Ausgangssignal bereit.
Das gekoppelte Signal wird bei Block 1406 um einen Dämpfungsbetrag gedämpft. Eine Dämpfungskomponente kann verwendet werden, um das gekoppelte Signal zu dämpfen. Der Dämpfungsbetrag wird anfänglich auf einen Start- oder Anfangs-Wert eingestellt.
Das isolierte Signal wird bei Block 1408 gemessen, um eine isolierte Spannung zu erhalten. Ein Leistungsdetektor oder eine andere geeignete Vorrichtung kann verwendet werden, um die isolierte Spannung zu messen und zu erhalten.
Das gekoppelte Signal wird bei Block 1410 gemessen, um eine gekoppelte Spannung zu erhalten. Ein Leistungsdetektor oder eine andere geeignete Vorrichtung kann verwendet werden, um die gekoppelte Spannung zu messen und zu erhalten.
Die gekoppelte Spannung und die isolierte Spannung werden bei Block 1412 verglichen, um einen Vergleichs-Wert oder eine – Ausgabe zu erzeugen. Wenn die gekoppelte Spannung größer ist als die isolierte Spannung, wird eine aktuelles Bit auf einen hohen Wert gesetzt. Wenn die gekoppelte Spannung kleiner ist als die isolierte Spannung, wird das aktuelle Bit auf einen niedrigen Wert gesetzt. Das aktuelle Bit wird in einem Register gespeichert.
Bei Block 1414 wird eine Prüfung ausgeführt, um zu sehen, ob dies die letzte Iteration war. Bei einem Beispiel wird jede Iteration als i bezeichnet und nimmt zu bei i = i + 1 bis i = n.
Nach der letzten Sequenz oder Iteration wird eine Rückflussdämpfung als ein Multibitsignal bei Block 1416 bereitgestellt. Ein Stehwellenverhältnis oder ein Spannungs-Stehwellenverhältnis kann aus der Rückflussdämpfung über eine Formel oder einen anderen geeigneten Mechanismus bestimmt werden.
Wenn eine weitere Sequenz oder Iteration benötigt wird, wird der Dämpfungsbetrag bei Block 1418 eingestellt und das Verfahren kehrt zurück zu Block 1406. Der Dämpfungsbetrag kann eingestellt werden, wie oben im Hinblick auf 2 gezeigt ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass Variationen des Verfahrens 1400 denkbar sind, die z. B. Funktionalität und Merkmale der oben beschriebenen Anordnungen und Systeme umfassen.
Während das Verfahren nachfolgend als eine Reihe von Schritten oder Ereignissen dargestellt und beschrieben ist, wird darauf hingewiesen, dass die dargestellte Reihenfolge solcher Schritte oder Ereignisse nicht in einem einschränkenden Sinn interpretiert werden soll. Zum Beispiel können einige Schritte in unterschiedlichen Reihenfolgen und/oder gleichzeitig mit anderen Schritten oder Ereignissen abgesehen von jenen auftreten, die hierin dargestellt und/oder beschrieben sind. Zusätzlich dazu sind möglicherweise nicht alle dargestellten Schritte erforderlich, um einen oder mehrere Aspekte oder Ausführungsbeispiele der Offenbarung hierin zu implementieren. Ferner können einer oder mehrere der hierin gezeigten Schritte in einem oder mehreren separaten Schritten und/oder Phasen ausgeführt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass der beanspruchte Gegenstand als ein Verfahren, eine Vorrichtung oder ein Herstellungsartikel implementiert sein kann, die standardmäßige Programmierungs- und/oder Konstruktionstechniken verwenden, um Software, Firmware, Hardware oder jegliche Kombination derselben zu erzeugen, um einen Computer zu steuern, den offenbarten Gegenstand zu implementieren (z. B. die Systeme, Anordnungen und ähnliches, die in 1, 2, etc. gezeigt sind, sind nicht einschränkende Beispiele, die zum Implementieren der obigen Verfahren verwendet werden können). Der Ausdruck ”Herstellungsartikel”, wie er hierin verwendet wird, soll ein Computerprogramm einschließen, das von jeglicher computerlesbaren Vorrichtung, einem Träger oder Medium aus lesbar ist. Natürlich werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass viele Modifikationen an dieser Konfiguration ausgeführt werden können, ohne von dem Wesen und dem Schutzbereich des beanspruchten Gegenstandes abzuweichen.
Zusätzlich dazu soll der Ausdruck ”oder” ein inklusives ”oder” und kein exklusives ”oder” bedeuten. Das heißt, außer anderweitig angegeben oder aus dem Kontext offensichtlich soll ”X verwendet A oder B” jegliche der natürlichen inklusiven Permutationen umfassen. D. h., wenn X verwendet A; X verwendet B; oder X verwendet sowohl A als auch B, dann ist ”X verwendet A oder B” unter jeglichen der vorangehenden Fälle erfüllt. Ferner sollten die unbestimmten Artikel „einer, eine, eines”, wie sie in der Beschreibung des Gegenstandes und den beiliegenden Zeichnungen verwendet werden, allgemein so ausgelegt werden, dass sie „ein oder mehrere” bedeuten, außer es ist anderweitig angegeben oder aus dem Kontext deutlich offensichtlich, dass es sich um eine Singularform handelt.
Eine Stehwellenverhältnisdetektionsanordnung ist offenbart. Die Anordnung umfasst einen Stehwellenverhältnisdetektor und eine Steuerung. Der Stehwellenverhältnisdetektor ist ausgebildet, um ein isoliertes Signal und ein gekoppeltes Signal zu empfangen und um ein Multibit-Rückflussdämpfungssignal basierend auf dem isolierten Signal und dem gekoppelten Signal in dem analogen Bereich unter Verwendung sukzessiver Dämpfung des gekoppelten Signals zu erzeugen. Die Steuerung ist ausgebildet, um ein Stehwellenverhältnis aus der Rückflussdämpfung zu bestimmen, und um ein Antennenabstimm-Steuerungssignal unter Verwendung des Stehwellenverhältnisses zu erzeugen.
Eine Antennenabstimmanordnung ist offenbart. Die Anordnung umfasst einen Richtkoppler, einen Stehwellenverhältnisdetektor und eine Antennenabstimmeinrichtung. Der Richtkoppler ist ausgebildet, um ein isoliertes Signal und ein gekoppeltes Signal aus einem RF-Eingangssignal zu erzeugen. Der Stehwellenverhältnisdetektor umfasst einen Dämpfer, einen ersten Leistungsdetektor, einen zweiten Leistungsdetektor, einen Komparator und ein Register. Der Dämpfer ist ausgebildet, um das gekoppelte Signal um einen Dämpfungsbetrag zu dämpfen. Der erste Leistungsdetektor ist ausgebildet, um eine isolierte Spannung des isolierten Signals zu messen. Der zweite Leistungsdetektor ist ausgebildet, um eine gekoppelte Spannung des gekoppelten Signals zu messen. Der Komparator ist ausgebildet, um einen Vergleich der isolierten Spannung und der gekoppelten Spannung als eine Ausgabe bereitzustellen. Das Register ist ausgebildet, um zumindest einen Teil einer Rückflussdämpfung basierend auf dem Vergleich zu speichern. Die Antennenabstimmeinrichtung ist ausgebildet, um eine Antennenimpedanz basierend auf der Rückflussdämpfung einzustellen.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Stehwellenverhältnisdetektors ist offenbart. Ein erstes gekoppeltes Signal und ein zweites gekoppeltes Signal werden empfangen. Das zweite gekoppelte Signal wird um einen Dämpfungsbetrag gedämpft. Die Leistung des ersten gekoppelten Signals wird als eine erste Spannung gemessen. Die Leistung des zweiten gekoppelten Signals wird als eine zweite Spannung gemessen. Die erste Spannung und die zweite Spannung werden verglichen, um einen Vergleichswert zu erzeugen. Der Dämpfungsbetrag wird basierend auf dem Vergleichswert eingestellt. Der Dämpfungsbetrag wird gespeichert. Der Dämpfungsbetrag wird als Rückflussdämpfung von einer Referenzebene bereitgestellt.
Unter besonderer Betrachtung der verschiedenen Funktionen, die durch die oben beschriebenen Komponenten oder Strukturen (Anordnungen, Vorrichtungen, Schaltungen, Systeme, etc.) ausgeführt werden, sollen die Ausdrücke (einschließlich einer Bezugnahme auf ein ”Mittel”), die zum Beschreiben solcher Komponenten verwendet werden, außer anderweitig angegeben, jeglicher Komponente oder Struktur entsprechen, die die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente ausführt (z. B. die funktional äquivalent ist), obwohl sie nicht strukturell äquivalent zu der offenbarten Struktur ist, die die Funktion bei den hierin dargestellten exemplarischen Implementierungen der Erfindung ausführt. Zusätzlich dazu, während ein bestimmtes Merkmal der Erfindung möglicherweise im Hinblick auf nur eine von mehreren Implementierungen offenbart wurde, kann ein solches Merkmal mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementierungen kombiniert werden, wie es für jegliche gegebene oder bestimmte Anwendung erwünscht oder vorteilhaft sein kann. Ferner, insoweit die Ausdrücke ”umfassen”, ”umfasst”, ”haben”, ”hat”, ”mit” oder Varianten derselben entweder in der detaillierten Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, sollen solche Ausdrücke umfassend sein, auf eine Weise ähnlich zu dem Ausdruck ”aufweisen”.

Claims

Eine Stehwellenverhältnisdetektionsanordnung, umfassend: einen Stehwellenverhältnisdetektor, der ausgebildet ist, um ein isoliertes Signal und ein gekoppeltes Signal zu empfangen, und um ein Multibit-Rückflussdämpfungssignal basierend auf dem isolierten Signal und dem gekoppelten Signal in dem analogen Bereich unter Verwendung sukzessiver Dämpfung des gekoppelten Signals zu erzeugen; und eine Steuerung, die ausgebildet ist, um ein Stehwellenverhältnis aus der Rückflussdämpfung zu bestimmen, und um ein Antennenabstimm-Steuerungssignal unter Verwendung des Stehwellenverhältnisses zu erzeugen.
Die Anordnung gemäß Anspruch 1, ferner umfassend einen Richtkoppler, der ausgebildet ist, um ein eingehendes RF-Signal zu empfangen und um das isolierte Signal und das gekoppelte Signal unter Verwendung von Kopplung zu erzeugen.
Die Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Richtkoppler eine erste Zelle und eine zweite Zelle umfasst, wobei die erste Zelle und die zweite Zelle eine einstellbare Abschlussimpedanz aufweisen und wobei der Stehwellenverhältnisdetektor ausgebildet ist, um eine erste Rückflussdämpfung basierend auf einer ersten Abschlussimpedanz und eine zweite Rückflussdämpfung basierend auf einer zweiten Abschlussimpedanz zu erzeugen, wobei die erste Abschlussimpedanz von der zweiten Abschlussimpedanz abweicht.
Die Anordnung gemäß Anspruch 2 oder 3, ferner umfassend eine Antennenabstimmeinrichtung, die ausgebildet ist, um eine Impedanzanpassung gemäß dem Antennenabstimmsteuerungssignal zu verbessern.
Die Anordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerung ausgebildet ist, um die sukzessive Approximation des Stehwellenverhältnisdetektors zu steuern.
Die Anordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Stehwellenverhältnisdetektor einen ersten Leistungsdetektor umfasst, der ausgebildet ist, um eine isolierte Leistung des isolierten Signals zu messen, einen zweiten Leistungsdetektor umfasst, der ausgebildet ist, um eine gekoppelte Leistung des gekoppelten Signals zu messen, und eine Dämpferkomponente umfasst, die ausgebildet ist, um das gekoppelte Signal selektiv zu dämpfen.
Die Anordnung gemäß Anspruch 6, wobei der Stehwellenverhältnisdetektor einen Komparator umfasst, der ausgebildet ist, um einen Rückflusswert basierend auf der isolierten Leistung und der gedämpften, gekoppelten Leistung zu erzeugen.
Die Anordnung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei der Stehwellenverhältnisdetektor ferner eine zweite Dämpferkomponente umfasst, die ausgebildet ist, um das isolierte Signal selektiv zu dämpfen.
Die Anordnung gemäß Anspruch 8, wobei der Stehwellenverhältnisdetektor ferner ein Register umfasst, das ausgebildet ist, um den Rückflusswert zu speichern.
Die Anordnung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei der Stehwellenverhältnisdetektor ein erstes Filter umfasst, das ausgebildet ist, um Interferenzen aus dem gekoppelten Signal zu entfernen, und ein zweites Filter umfasst, das ausgebildet ist, um Interferenzen aus dem isolierten Signal zu entfernen.
Die Anordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Stehwellenverhältnisdetektor ausgebildet ist, um in einer automatisch nullenden Phase zu arbeiten, wo das isolierte Signal und das gekoppelte Signal gedämpft werden und ein Detektorversatz bestimmt wird, und der Stehwellenverhältnisdetektor ferner ausgebildet ist, um in einer Vergleichsphase zu arbeiten, wo der Detektorversatz verwendet wird, um einen Rückflusswert zu erzeugen.
Die Anordnung gemäß Anspruch 11, ferner umfassend eine automatisch nullende Komponente, die ausgebildet ist, um das isolierte Signal und das gekoppelte Signal während der automatisch nullenden Phase zu dämpfen.
Eine Antennenabstimmanordnung, umfassend: einen Richtkoppler, der ausgebildet ist, um ein isoliertes Signal und ein gekoppeltes Signal aus einem RF-Eingangssignal zu erzeugen; einen Stehwellenverhältnisdetektor, umfassend: einen Dämpfer, der ausgebildet ist, um das gekoppelte Signal um einen Dämpfungsbetrag zu dämpfen; einen ersten Leistungsdetektor, der ausgebildet ist, um eine isolierte Spannung des isolierten Signals zu messen; einen zweiten Leistungsdetektor, der ausgebildet ist, um eine gekoppelte Spannung des gekoppelten Signals zu messen; einen Komparator, der ausgebildet ist, um einen Vergleich der isolierten Spannung und der gekoppelten Spannung als eine Ausgabe bereitzustellen; und ein Register, das ausgebildet ist, um zumindest einen Teil einer Rückflussdämpfung basierend auf dem Vergleich zu speichern; und eine Antennenabstimmeinrichtung, die ausgebildet ist, um eine Antennenimpedanz basierend auf der Rückflussdämpfung einzustellen.
Die Anordnung gemäß Anspruch 13, wobei das Register ausgebildet ist, um den Dämpfungsbetrag gemäß der Rückflussdämpfung einzustellen.
Die Anordnung gemäß Anspruch 13 oder 14, ferner umfassend eine Steuerung, die ausgebildet ist, um sukzessive den Dämpfungsbetrag einzustellen, bis die Rückflussdämpfung innerhalb einer ausgewählten Genauigkeit liegt.
Die Anordnung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Komparator ein automatisch nullender Komparator ist und ausgebildet ist, um einen Versatz auf den Vergleich anzuwenden.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Stehwellenverhältnisdetektors, das Verfahren umfassend: Empfangen eines ersten gekoppelten Signals und eines zweiten gekoppelten Signals; Dämpfen des zweiten gekoppelten Signals um einen Dämpfungsbetrag; Messen einer Leistung des ersten gekoppelten Signals, um eine erste Spannung zu erhalten; Messen einer Leistung des zweiten, gekoppelten Signals, um eine zweite Spannung zu erhalten; Vergleichen der ersten Spannung mit der zweiten Spannung, um einen Vergleichswert zu erzeugen; Einstellen des Dämpfungsbetrags basierend auf dem Vergleichswert und Speichern des Dämpfungsbetrags; und Bereitstellen des Dämpfungsbetrags als eine Rückflussdämpfung von einer Referenzebene.
Das Verfahren gemäß Anspruch 17, ferner umfassend das Erzeugen eines Spannungsstehwellenverhältnisses basierend auf der Rückflussdämpfung.
Das Verfahren gemäß Anspruch 17 oder 18, ferner umfassend das Dämpfen des ersten, gekoppelten Signals um einen zweiten Dämpfungsbetrag.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, ferner umfassend das Erzeugen des ersten, gekoppelten Signals und des zweiten, gekoppelten Signals aus einem eingehenden RF-Signal.