TWI499205B - 控制可調諧天線系統的方法及裝置 - Google Patents

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TWI499205B TW101138503A TW101138503A TWI499205B TW I499205 B TWI499205 B TW I499205B TW 101138503 A TW101138503 A TW 101138503A TW 101138503 A TW101138503 A TW 101138503A TW I499205 B TWI499205 B TW I499205B
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Description

控制可調諧天線系統的方法及裝置
本發明大體上係關於無線通信電路，且更特定而言，係關於具有無線通信電路之電子器件。
本申請案主張2011年12月20日申請之美國專利申請案第13/332,193號之優先權，該申請案藉此以全文引用之方式併入本文中。
諸如攜帶型電腦及蜂巢式電話之電子器件常常具備無線通信能力。舉例而言，電子器件可使用諸如蜂巢式電話電路之遠程無線通信電路以使用蜂巢式電話頻帶來通信。電子器件可使用諸如無線區域網路通信電路之短程無線通信電路來處置與近旁設備之通信。電子器件亦可具備衛星導航系統接收器及其他無線電路。
為了滿足消費者對小外觀尺寸之無線器件的需求，製造商正不斷努力使用精巧型結構來實施諸如天線組件之無線通信電路。然而，可能難以將習知天線結構適配至小型器件中。舉例而言，限制於小體積之天線相較於實施於較大體積中之天線而言常常展現較窄之操作頻寬。若天線之頻寬變得過小，則天線將不能夠涵蓋所關注之所有通信頻帶。
鑒於此等考慮，將需要提供用於電子器件之改良型無線電路。
一種無線電子器件可包括儲存及處理電路以及無線通信電路。該無線通信電路可包括一基頻處理器、收發器電路及至少一天線。該收發器電路可經由一傳輸線而耦接至該天線，該傳輸線具有一信號路徑及一接地路徑。該信號路徑可耦接至一正天線饋入端子，而該接地路徑可耦接至一接地天線饋入端子。
該天線可包括一天線諧振元件及至少一天線調諧電路。該天線諧振元件可經由一電容器而耦接至該信號路徑，而該天線調諧電路可經由一電感器而耦接至該信號路徑。該儲存及處理電路可經由電感性電路將一器件電源供應電壓耦接至該信號路徑及該接地路徑上。以此方式進行組態，可在該收發器電路與該天線諧振元件之間傳送射頻信號，同時可將器件電源供應電壓信號傳遞至該天線調諧電路。
該天線調諧電路可包括一控制電路及一可調諧元件。該天線調諧電路可包括一電壓調節器、一比較器、一低通濾波器及一計數器。該電壓調節器可能能夠產生以下各者：一第一固定電壓信號，其在量值上低於該器件電源供應電壓信號；一第二電壓信號，其為該器件電源供應電壓信號之一按比例縮減版本；及一第三參考電壓信號，其在量值上低於該第一電壓信號。該第二電壓信號及該第三電壓信號可分別饋入至該比較器之第一輸入端及第二輸入端。該比較器可經組態以在該第二電壓信號超過該第三電壓信號時將其輸出驅動為高，且可經組態以在該第三電壓信號超過該第二電壓信號時將其輸出驅動為低。
該比較器之輸出端可耦接至該計數器之一控制輸入端。該計數器可回應於在該計數器之控制輸入端處偵測到一上升轉變而向上累加計數(作為一實例)。該計數器亦可具有一重設輸入端，該重設輸入端可操作以接收該第一電壓信號之一經低通濾波版本(例如，該計數器之該重設輸入端可經由該低通濾波器接收該第一電壓信號)。該計數器可產生反映該計數器之當前計數值的一控制信號。該控制信號可直接用於調整可調諧元件中。該可調諧元件可包括射頻開關、使用積體電路、離散表面黏著組件或其他合適導電結構形成的可連續或半連續地調諧之電阻性/電感性/電容性組件，及經組態以提供在所選定頻率下之天線之所要阻抗特性的其他負載電路。
可藉由在起動期間(例如，在電力開啟-重設操作期間)根據一預定方案調變該電源供應電壓信號來組態該控制電路。舉例而言，可將該電源供應電壓信號在第一正電壓位準與第二正電壓位準之間雙態觸發給定數目次，以觸發計數器從而向上累加計數至一所要數目。該計數器遞增之該次數可基於該無線器件之所要操作頻帶而判定。舉例而言，該計數器可經組態以展現一為四之計數，使得天線可支援一第一頻帶集合中之無線操作；或可經組態以展現一為六之計數，使得天線可支援不同於該第一頻帶集合之一第二頻帶集合中的無線操作。對應於該等不同頻帶之該所需計數數目可表列於一預先計算之清單中，該預先計算之清單儲存於該器件之該儲存及處理電路中。藉由使用此類 型之一天線調諧方案，該天線可能能夠涵蓋比以其他方式將可能之通信頻率範圍廣泛之一通信頻率範圍。
本發明之其他特徵、本發明之本質及各種優點將自隨附圖式及以下詳細描述更顯而易見。
諸如圖1之器件10的電子器件可具備無線通信電路。無線通信電路可用以支援諸如蜂巢式電話頻帶中之通信的遠程無線通信。可由器件10處置之遠程(蜂巢式電話)頻帶的實例包括800 MHz頻帶、850 MHz頻帶、900 MHz頻帶、1800 MHz頻帶、1900 MHz頻帶、2100 MHz頻帶、700 MHz頻帶，及其他頻帶。由器件10使用之遠程頻帶可包括所謂的長期演進(LTE)頻帶。LTE頻帶經編號(例如，1、2、3等)，且有時被稱為E-UTRA操作頻帶。諸如與衛星導航頻帶相關聯之信號的遠程信號可由器件10之無線通信電路接收。舉例而言，器件10可使用無線電路來在1575 MHz頻帶中接收與全球定位系統(GPS)通信相關聯之信號。短程無線通信亦可藉由器件10之無線電路來支援。舉例而言，器件10可包括用於處置諸如2.4 GHz及5 GHz下之WiFi®鏈路、2.4 GHz下之Bluetooth®鏈路等之區域網路鏈路的無線電路。
如圖1中所展示，器件10可包括儲存及處理電路28。儲存及處理電路28可包括儲存器，諸如硬碟機儲存器、非揮發性記憶體(例如，快閃記憶體，或經組態以形成固態硬碟的其他電可程式化唯讀記憶體)、揮發性記憶體(例如， 靜態或動態隨機存取記憶體)等。儲存及處理電路28中之處理電路可用以控制器件10之操作。此處理電路可基於一或多個微處理器、微控制器、數位信號處理器、特殊應用積體電路等。
儲存及處理電路28可用以在器件10上執行軟體，諸如網際網路瀏覽應用程式、網際網路語音通訊協定(VOIP)電話呼叫應用程式、電子郵件應用程式、媒體播放應用程式、作業系統功能、關於射頻傳輸及接收操作期間之通信頻帶選擇的功能等。為了支援與諸如基地台21之外部設備的互動，可將儲存及處理電路28用於實施通信協定中。可使用儲存及處理電路28來實施之通信協定包括：網際網路協定、無線區域網路協定(例如，有時被稱為WiFi® 之IEEE 802.11協定)、用於其他短程無線通信鏈路之協定(諸如，Bluetooth® 協定)、IEEE 802.16(WiMax)協定、蜂巢式電話協定(諸如，「2G」全球行動通信系統(GSM)協定、「2G」分碼多重存取(CDMA)協定、「3G」通用行動電信系統(UMTS)協定，及「4G」長期演進(LTE)協定)、多輸入多輸出(MIMO)協定、天線分集協定等。諸如通信頻帶選擇操作之無線通信操作可使用儲存於器件10上且在器件10上執行(亦即，儲存於儲存及處理電路28及/或輸入輸出電路30上並在儲存及處理電路28及/或輸入輸出電路30上執行)之軟體來控制。
輸入輸出電路30可包括輸入輸出器件32。輸入輸出器件32可用以允許將資料供應至器件10，且可用以允許將資料 自器件10提供至外部器件。輸入輸出器件32可包括使用者介面器件、資料埠器件，及其他輸入輸出組件。舉例而言，輸入輸出器件可包括觸控式螢幕、無觸控感測器能力之顯示器、按鈕、操縱桿、旋轉輕觸式操控輪、滾輪、觸控板、小鍵盤、鍵盤、麥克風、相機、按鈕、揚聲器、狀態指示器、光源、音訊插孔及其他音訊埠組件、數位資料埠器件、光感測器、運動感測器(加速度計)、電容感測器、近接感測器等。
輸入輸出電路30可包括用於與外部設備無線地通信之無線通信電路34。無線通信電路34可包括由一或多個積體電路形成之射頻(RF)收發器電路、功率放大器電路、低雜訊輸入放大器、被動式RF組件、一或多個天線、傳輸線，及用於處置RF無線信號的其他電路。亦可使用光(例如，使用紅外線通信)來發送無線信號。
無線通信電路34可包括用於處置各種射頻通信頻帶之射頻收發器電路90。舉例而言，電路90可包括收發器電路36、38及42。收發器電路36可處置用於WiFi® (IEEE 802.11)通信之2.4 GHz及5 GHz頻帶且可處置2.4 GHz之Bluetooth® 通信頻帶。電路34可使用蜂巢式電話收發器電路38以用於處置諸如850 MHz、900 MHz、1800 MHz、1900 MHz及2100 MHz下之蜂巢式電話頻帶及/或LTE頻帶及其他頻帶(作為實例)中的無線通信。電路38可處置語音資料及非語音資料訊務。
收發器電路90可包括全球定位系統(GPS)接收器設備， 諸如，用於在1575 MHz下接收GPS信號或用於處置其他衛星定位資料的GPS接收器電路42。在WiFi® 及Bluetooth® 鏈路及其他短程無線鏈路中，無線信號通常用以在數十或數百呎內傳送資料。在蜂巢式電話鏈路及其他遠程鏈路中，無線信號通常用以在幾千呎或英里內傳送資料。
無線通信電路34可包括一或多個天線40。天線40可使用任何合適天線類型來形成。舉例而言，天線40可包括由以下各者形成的具有諧振元件之天線：環形天線結構、平片天線結構、倒F形天線結構、槽孔天線結構、平面倒F形天線結構、螺旋天線結構、此等設計之混合等。不同類型之天線可用於不同頻帶及頻帶之組合。舉例而言，一種類型之天線可用於形成本端無線鏈路天線，且另一種類型之天線可用於形成遠端無線鏈路天線。
如圖1中所展示，無線通信電路34亦可包括基頻處理器88。基頻處理器可包括記憶體及處理電路，且亦可被視為形成器件10之儲存及處理電路28的部分。
基頻處理器88可經由路徑87將資料提供至儲存及處理電路28。路徑87上之資料可包括與諸如以下各者之所接收信號之無線(天線)效能量度相關聯的原始及經處理資料：所接收功率、所傳輸功率、訊框錯誤率、位元錯誤率、基於所接收信號強度指示符(RSSI)資訊之頻道品質量測結果、基於所接收信號碼功率(RSCP)資訊之頻道品質量測結果、基於參考符號接收功率(RSRP)資訊之頻道品質量測結果、基於信號干擾比(SINR)及信雜比(SNR)資訊之頻道品質量 測結果、基於諸如Ec/Io或Ec/No資料之信號品質資料的頻道品質量測結果、關於是否正自蜂巢式電話塔接收對應於來自電子器件之請求的回應(確認)的資訊、關於網路存取程序是否已成功進行的資訊、關於正經由電子器件與蜂巢式塔之間的蜂巢式鏈路請求重傳之數目的資訊、關於是否已接收到發信號訊息之損耗的資訊、關於是否已成功接收到傳呼信號之資訊，及反映無線電路34之效能的其他資訊。可由儲存及處理電路28及/或處理器88來分析此資訊，且回應於此，儲存及處理電路28(或，必要時，基頻處理器88)可發佈用於控制無線電路34之控制命令。舉例而言，基頻處理器88可在路徑89上發佈指導收發器電路90切換至使用所要傳輸器/接收器及天線的命令。
可實施多個冗餘天線用於處置一或多個特定所關注頻帶之通信中的天線分集方案。在天線分集方案中，儲存及處理電路28可基於信號強度量測結果或其他資料而即時地選擇使用何天線。在多輸入多輸出(MIMO)方案中，多個天線可用於傳輸及接收多個資料串流中，藉此增強資料輸送量。
天線40可形成於器件10中之說明性位置展示於圖2中。如圖2中所展示，電子器件10可具有諸如外殼12之外殼。外殼12可包括塑膠壁、金屬外殼結構、由碳纖維材料或其他複合物、玻璃、陶瓷或其他合適材料形成的結構。外殼12可使用單片材料(例如，使用單片式組態)來形成，或可由經組裝以形成完整外殼結構的框架、外殼壁及其他個別 零件形成。圖1中所展示的器件10之組件可安裝於外殼12內。天線結構40可安裝於外殼12內且，必要時，可使用外殼12之零件形成。舉例而言，外殼12可包括金屬外殼側壁、諸如帶狀部件(具有或無介電間隙)之周邊導電部件、導電帶槽框，及可用於形成天線結構40中的其他導電結構。
如圖2中所展示，天線結構40可藉由諸如路徑45之路徑而耦接至收發器電路90。路徑45可包括傳輸線結構，諸如同軸電纜、微帶傳輸線、帶狀線傳輸線等。阻抗匹配電路、濾波器電路及切換電路可插入於路徑45中(作為實例)。阻抗匹配電路可用以確保：天線40在所要的所關注頻帶中有效率地耦合至收發器電路90。濾波器電路可用以實施基於頻率之多工電路，諸如同向雙工器、雙工器及三工器。切換電路可用以選擇性地將天線40耦接至收發器電路90之所要埠。舉例而言，開關可經組態以在一操作模式中將路徑45中之一者路由至給定天線。在另一操作模式中，開關可經組態以將路徑45中之不同路徑路由至給定天線。取決於與天線中之每一者相關聯之當前效能，收發器電路90與天線40之間的切換電路之使用允許器件10將特定天線40切換為使用及不使用。
在諸如具有細長矩形輪廓之蜂巢式電話的器件中，可能需要將天線40置放於器件之一末端或兩個末端處。如圖2中所展示，例如，天線40中之一些天線40可置放於外殼12之上端區42中，且天線40中之一些天線40可置放於外殼12 之下端區44中。器件10中之天線結構可包括區42中之單一天線、區44中之單一天線、區42中之多個天線、區44中之多個天線，或可包括位於外殼12中之其他處的一或多個天線。
天線結構40可形成於諸如區42及44之區中的一些或全部內。舉例而言，諸如天線40T-1之天線可位於區42-1內，或可形成填充區42-2中之一些或全部的諸如天線40T-2之天線。類似地，諸如天線40B-1之天線可填充區44-2中之一些或全部，或諸如天線40B-2之天線可形成於區44-1中。此等類型之配置不需要為相互排斥的。舉例而言，區44可含有諸如天線40B-1之第一天線，及諸如天線40B-2之第二天線。
收發器電路90可含有諸如射頻傳輸器48之傳輸器，及諸如射頻接收器50之接收器。傳輸器48及接收器50可使用一或多個積體電路(例如，蜂巢式電話通信電路、無線區域網路通信電路、用於Bluetooth®通信之電路、用於接收衛星導航系統信號之電路、用於增加所傳輸信號功率之功率放大器電路、用於增加所接收信號之信號功率的低雜訊放大器電路、其他合適無線通信電路，及此等電路之組合)來實施。
圖3為展示射頻路徑45可如何用以在天線40與射頻收發器91之間傳送射頻信號的圖。天線40可為圖2之天線(例如，天線40T-1、40T-2、40B-1、40B-2或其他天線)中的一者。射頻收發器91可為以下各者中之接收器及/或傳輸 器：收發器電路90、無線區域網路收發器36(例如，於2.4 GHz、5 GHz、60 GHz或其他合適頻率下操作的收發器)、蜂巢式電話收發器38，或用於接收及/或傳輸射頻信號的其他射頻收發器電路。
導電路徑45可包括一或多個傳輸線，諸如同軸電纜之一或多個區段、微帶傳輸線之一或多個區段、帶狀線傳輸線之一或多個區段，或其他傳輸線結構。路徑45可包括諸如信號線45A之第一導體，且可包括諸如接地線45B之第二導體。天線40可具有天線饋入端，該天線饋入端具有耦接至信號路徑45A之正天線饋入端子58(+)，及耦接至接地路徑45B之接地天線饋入端子54(-)。必要時，可將諸如濾波器、阻抗匹配電路、開關、放大器及其他射頻電路之電路插入於路徑45內。
圖3之天線40可能能夠支援第一射頻頻帶集合中之無線通信。舉例而言，天線40可在以下各者中操作：涵蓋850 MHz及900 MHz下之GSM次頻帶的較低頻帶，及涵蓋1800 MHz及1900 MHz下之GSM次頻帶及2100 MHz下之資料次頻帶的較高頻帶。
除第一射頻頻帶集合之外，可能亦需要器件10能夠支援其他無線通信頻帶。舉例而言，可能需要天線40能夠在以下各者中操作：涵蓋1800 MHz及1900 MHz下之GSM次頻帶及2100 MHz下之資料次頻帶的較高頻帶；涵蓋850 MHz及900 MHz下之GSM次頻帶的第一較低頻帶；及涵蓋700 MHz下之LTE頻帶、710 MHz及750 MHz下之GSM次頻帶、 700 MHz下之UMTS次頻帶及其他所要無線通信頻帶的第二較低頻帶。
天線40之頻帶涵蓋範圍可受其體積(亦即，外殼12內由天線40佔用的空間之量)限制。大體而言，對於具有給定體積之天線，較高頻帶涵蓋範圍(或頻寬)導致增益降低(例如，最大增益與頻寬之乘積為恆定的)。
圖4為展示天線增益如何依據環形天線之天線頻寬而變化(作為實例)的曲線圖。曲線200表示具有第一體積之第一環形天線的增益-頻寬特性，而曲線202表示具有大於第一體積之第二體積的第二環形天線之增益-頻寬特性。如圖4中所展示，第一環形天線可提供頻寬BW1，同時展現增益g0 (點204)。為了藉由第一環形天線提供更大頻寬(亦即，頻寬BW2)，將第一環形天線之增益降低至增益g1 (點205)。
一種提供更大頻帶涵蓋範圍之方式為增加環形天線之體積。舉例而言，具有大於第一環形天線之體積的體積之第二環形天線能夠提供頻寬BW2，同時展現g0 (點206)。然而，若需要小外觀尺寸，則增加環形天線之體積不可能始終可行。
為了滿足對小外觀尺寸無線器件之消費者需求，天線40中之一或多者可具備天線調諧電路。調諧電路可包括(例如)基於一或多個開關或連續可調諧負載組件的切換電路。切換電路可(例如)包括可置於斷開或閉合位置之開關。當開關置於其斷開位置時，天線可展現第一頻率回 應。當開關置於其閉合位置時，天線可展現第二頻率回應。藉由使用此類型之天線調諧方案，天線40可能能夠涵蓋比以其他方式將可能之通信頻率範圍廣泛之通信頻率範圍。必要時，針對天線40之調諧之使用可允許使用相對較窄之頻寬(且潛在地精巧型)設計。
可參看圖5至圖18理解天線40操作之方式，圖5至圖18展示圖3之天線40可如何藉由添加天線調諧電路天線40來實施。
在本發明之一合適實施例中，天線40可為環形天線。圖5為可在器件10中使用之串聯饋入式環形天線的示意圖。如圖5中所展示，串聯饋入式環形天線40可具有諸如環形84之環形狀導電路徑。傳輸線TL可包括正信號導體45A及接地導體45B。路徑45A及45B可包含於同軸電纜、撓曲電路及/或硬質印刷電路板上之微帶傳輸線等中。傳輸線TL可使用正天線饋入端子58及接地天線饋入端子54而耦接至天線40之饋入端。
使用圖5中所展示之類型的串聯饋入式饋入配置來饋入多頻帶環形天線可為具挑戰性的。舉例而言，可能需要在以下各者中操作環形天線：涵蓋850 MHz及900 MHz下之GSM次頻帶的較低頻帶，及涵蓋1800 MHz及1900 MHz下之GSM次頻帶及2100 MHz下之資料次頻帶的較高頻帶。可將此類型之配置視為雙頻帶配置(例如，用於第一頻帶之850/900，及用於第二頻帶之1800/1900/2100)，或可將此類型之配置視為具有五個頻帶(850、900、1800、 1900，及2100)。在諸如此等頻帶之多頻帶配置中，諸如圖5之環形天線82之串聯饋入式天線可在高頻率通信頻帶中展現比低頻率通信頻帶中實質更佳的阻抗匹配。
可使用具有適當阻抗匹配特徵之並聯饋入式配置來獲得更令人滿意之效能位準。說明性並聯饋入式環形天線示意性地展示於圖6中。如圖6中所展示，並聯饋入式環形天線40可具有諸如環形85之導體環形。圖6實例中之環形85經展示為圓形的。此情形僅為說明性的。必要時，環形85可具有其他形狀(例如，矩形形狀、具有彎曲側與筆直側兩者之形狀、具有不規則邊界之形狀等)。
諸如調諧電路100-1之天線調諧電路可橋接端子58及54，藉此使由路徑85形成之環形「閉合」。在此配置中，電容性電路可插入於環形85中，使得天線饋入端子58及54在低頻下並不短路在一起。必要時，諸如天線調諧電路100-2及100-3之額外天線調諧電路可插入於圖6之並聯饋入式環形天線中的環形85中。舉例而言，調諧電路100-1可為可切換阻抗匹配電路，而電路100-2可為可連續調整之可變電容器。圖6之並聯饋入式環形天線40的阻抗可藉由電路100(例如，天線調諧電路100-1、100-2及100-3)之適當調諧/選擇來調整。大體而言，天線40可包括任何數目個天線調諧電路100以提供所要靈活性/可調諧性。
在本發明之另一合適實施例中，天線40可為倒F形天線。圖7A為可在器件10中使用之倒F形天線的示意圖。如圖7A中所展示，倒F形天線40可具有諸如天線諧振元件41 之天線諧振元件，及諸如接地G之接地結構。天線諧振元件41可具有諸如臂96之主諧振元件臂。諸如短路路徑94之短路分支可將臂96耦接至接地G。天線饋入端可含有正天線饋入端子58(+)及接地天線饋入端子54(-)。正天線饋入端子58可耦接至臂96，而接地天線饋入端子54可耦接至接地G。圖7A實例中之臂96經展示為單一筆直區段。此情形僅為說明性的。必要時，臂96可具有具彎曲及/或筆直區段之多個彎曲部。
在本發明之一合適配置中，倒F形天線40之諧振元件41可包括插入於短路路徑94中之天線調諧電路100(參見(例如)圖7B)。在圖7B之實例中，天線調諧電路100可為可切換阻抗匹配網路、可切換電感性網路、可連續調諧之電容性電路等。在本發明之又一合適配置中，倒F形天線40之諧振元件41可包括耦接於諧振臂96之延伸部分與接地G之間的天線調諧電路100(參見(例如)圖7C)。在此配置中，諸如電容器295之電容性結構可插入於短路路徑94中，使得天線調諧電路100在低頻率下並不短路至接地。在圖7C之實例中，天線調諧電路可為可切換電感器、可連續調諧之電容性/電阻性電路等。
大體而言，倒F形天線40可包括任何數目個天線調諧電路100。如圖8中所展示，短路分支94可包括將臂96耦接至接地之至少一調諧電路。舉例而言，調諧電路100-4及100-5可插入於短路路徑94中。作為一實例，調諧電路100-4及100-5可為可切換電感性路徑(例如，調諧電路100-4及100- 5中之至少一者可經啟動以將臂96短路至接地)。必要時，天線調諧電路100-6可與天線饋入端並聯耦接於正天線饋入端子58與接地饋入端子54之間。作為實例，調諧電路100-6可為可調整之阻抗匹配網路電路。
作為另一實例，天線調諧電路100-7可插入於天線諧振臂96中。諸如調諧電路100-8之額外調諧電路亦可與天線調諧電路100-7並聯耦接。天線調諧電路100-7可為可連續調整之可變電容器，而電路100-8可為可切換電感器(作為實例)。必要時，諸如天線調諧電路100-9及100-10之額外調諧電路(例如，可連續調諧或可半連續調諧之電容器、可切換電感器等)可耦接於臂96之延伸部分與接地G之間。
圖7及圖8中的此等調諧電路100之置放僅為說明性的，且並不用來限制本發明之範疇。可添加額外電容器及/或電感器以確保：並非每一天線調諧電路100在低頻率(例如，低於100 MHz之頻率)下短路至接地。大體而言，天線40可包括由以下各者形成的具有諧振元件之天線：環形天線結構、平片天線結構、倒F形天線結構、槽孔天線結構、平面倒F形天線結構、螺旋天線結構、此等設計之混合等。器件10中之天線40的至少一部分可含有至少一天線調諧電路100(形成於天線上之任何合適位置處)，該至少一天線調諧電路100可經調整，使得無線電路34可能能夠涵蓋所要通信頻率範圍。
藉由動態地控制天線調諧電路100，天線40可能能夠涵蓋比以其他方式將可能之通信頻率範圍廣泛之通信頻率範 圍。駐波比(SWR)對頻率之曲線圖(諸如，圖9之SWR曲線圖)說明天線40的頻帶調諧能力。如圖9中所展示，實心SWR頻率特性曲線124對應於第一天線調諧模式，在該第一天線調諧模式中，天線40在低頻帶頻率fA 下展現令人滿意之諧振峰值(例如，以涵蓋850 MHz頻帶)，且在高頻帶頻率fB 下展現令人滿意之諧振峰值(例如，以涵蓋1900 MHz頻帶)。在第一天線調諧模式中，天線40之天線調諧電路100可置於第一組態中(例如，天線調諧電路100可具備第一控制信號集合)。
帶點SWR頻率特性曲線126對應於第二天線調諧模式，在該第二天線調諧模式中，器件10之天線在低頻帶頻率fA '下展現令人滿意之諧振峰值(例如，以涵蓋750 MHz頻帶)，且在高頻帶頻率fB '下展現令人滿意之諧振峰值(例如，以涵蓋2100 MHz頻帶)。在第二天線調諧模式中，天線調諧電路100可置於不同於第一組態之第二組態中(例如，天線調諧電路100可具備不同於第一控制信號集合之第二控制信號集合)。
必要時，如藉由SWR特性曲線128展示，可將天線40置於第三天線調諧模式中，在該第三天線調諧模式中，天線40在低頻帶頻率fA '與fA 兩者下展現令人滿意之諧振峰值(例如，以涵蓋750 MHz與850 MHz頻帶兩者)，且在高頻帶頻率fB 與fB '兩者下展現令人滿意之諧振峰值(例如，以涵蓋1900 MHz與2100 MHz頻帶兩者)。在第三天線調諧模式中，天線調諧電路100可置於不同於第一組態及第二組態 的第三組態中(例如，天線調諧電路100可具備不同於第一控制信號集合及第二控制信號集合的第三控制信號集合)。可使用調諧方法之組合，使得諧振曲線128展現比曲線124及126寬廣之頻率範圍。
在另一合適配置中，如藉由圖10之SWR特性曲線130展示，天線40可置於第四天線調諧模式中，在該第四天線調諧模式中，天線40在頻帶中心頻率fC 及fD 處展現令人滿意之諧振峰值(例如，以涵蓋低頻帶與高頻帶之間的頻率)。在第四天線調諧模式中，天線調諧電路100仍可置於另一不同組態中。圖9及圖10之SWR曲線僅為說明性的，且並不用來限制本發明之範疇。大體而言，天線40可包括使得器件10能夠在任何合適數目個射頻通信頻帶中傳輸並接收無線信號之天線調諧電路100。
天線調諧電路100可形成為天線40之一體式部分。在此等配置中，需要一種供儲存及處理電路28在正常無線操作之前調整每一調諧電路100的方式。因為調諧電路100可包括諸如射頻開關之主動式電路，所以亦可能需要使調諧電路100具備電源供應電壓。如先前結合圖3所描述，天線40可經由信號路徑45A及接地路徑45B而耦接至射頻收發器91。儲存及處理電路28(本文中有時被稱為控制電路)可經由電感器293將直流(DC)電壓信號V1耦接至路徑45上(參見(例如)圖11)。可使用儲存及處理電路28及/或基頻處理器88使信號V1即時地變化，且因此信號V1有時可被稱為控制信號。
信號路徑45A可經由電容性電路294而耦接至天線40之天線諧振元件41，且可經由電感性電路296而耦接至天線調諧電路100。電容器294用來僅將射頻信號(有時被稱為交流電「小」信號)傳遞至天線諧振元件41，而電感器296用來僅將低頻信號(有時被稱為DC「大」信號)傳遞至天線調諧電路100(例如，電容器294充當AC耦合器，而電感器296充當DC耦合器)。可經由DC耦合路徑297將電源供應電壓信號V1傳遞至調諧電路100。
在本發明之一合適實施例中，可使用預定型樣來調變(雙態觸發)傳遞至天線調諧電路100之電源供應電壓信號V1，從而將天線調諧電路100置於所要狀態。電源供應電壓信號V1可用以在器件起動期間(例如，在電力開啟-重設程序期間)組態天線調諧電路100，且可用於在正常操作期間向電路100中之開關及其他主動式組件供電。一個以上天線調諧電路100可以此方式耦接至信號路徑45A及接地路徑45B。經由現有信號路徑45A控制天線調諧電路100並向天線調諧電路100供電允許一簡單實施方案，該簡單實施方案不需要在天線40與收發器91之間形成額外電源供應線及控制線。
天線調諧電路100可包括諸如控制電路300之控制電路，及諸如可調諧元件302之可調諧元件。控制電路300可提供用於控制可調諧元件302之控制信號Vc。大體而言，可調諧元件302可由一或多個可調整電組件形成。可用作電路302之全部或部分的組件包括可調諧電阻性電路、可連續/ 半連續地調整之電感性電路、可連續/半連續地調整之電容性電路、射頻開關，及適合於提供所要阻抗特性的其他加載電路。可使用積體電路、使用離散組件(亦即，表面黏著技術組件)及/或使用並非離散組件或積體電路之部分的介電結構及導電結構來形成電路302之所要電阻、電感及電容。舉例而言，可使用電阻性金屬合金之細線形成電阻，可藉由使藉由介電質分離之兩個導電墊接近於彼此地隔開而形成電容，且可藉由在印刷電路板上建立導電路徑來形成電感。
圖12為展示天線調諧電路100之一合適電路實施方案的圖。天線調諧電路100可為兩端子電路，該電路具有可耦接至臂96之第一端子A，及可耦接至接地G之第二端子B。可跨越端子A及B施加電壓信號V1。如圖12中所展示，控制電路300可包括至少一低壓降電壓調節器310、比較器314、計數器316及低通濾波器318。電壓調節器310可經由電感性DC耦合器296(圖11)接收自電路28產生之電壓信號V1。電壓調節器310可為可操作的以產生以下各者：電壓信號V2，其具有低於標稱正電源供應電壓位準V1之恆定電壓位準；電壓信號V3，其為電壓信號V1之按比例縮減之版本(例如，信號V3將類似於信號V1起作用，但處於相對較低之電壓量值)；及參考電壓信號Vref。信號V2可用以向比較器314及計數器316供電(例如，可經由路徑312將電源供應電壓信號V2供應至此等各別電路)。電路310、314、316及318皆可耦接至端子B，使得前述各者各自具有 接地路徑。必要時，其他類型之電壓調節器可用於產生電壓信號V2、V3及Vref。
比較器314可具有經組態以接收信號V3之第一輸入端、經組態以接收信號Vref之第二輸入端，及輸出端。比較器314可在其第一輸入端處之電壓位準大於其第二輸入端處之電壓位準時，將其輸出驅動為高(例如，比較器314可在V3超過Vref時產生高輸出信號)，且在其第二輸入端處之電壓位準大於其第一輸入端處之電壓位準時，將其輸出驅動為低(例如，比較器314可在V3降至Vref之下時產生低輸出信號)。
計數器316可具有接收來自比較器314之輸出信號的控制輸入端。作為實例，計數器316可為邊緣觸發之計數電路，諸如正邊緣觸發之計數電路。在此實例中，計數器316將回應於在其控制輸入端處偵測到上升邊緣而向上累加計數(例如，計數器316可用以監視存在於信號V1中之脈衝之數目並對脈衝之數目計數)。計數器316亦可包括用於接收重設信號Vrs之重設輸入端。信號Vrs可為信號V2之經濾波版本(例如，低通濾波器318可用以對信號V2濾波)。
舉例而言，考慮器件10最初正進行開機的情境。在電力開啟-重設(POR)操作期間，信號V2可最初等於零伏特，且可使用電壓調節器310將信號V2驅動為高電壓位準(例如，可將信號V2自零伏特逐步增加至正電壓位準)。當信號V2為低時，Vrs為低，且可將計數器316置於重設模式中，從而具有計數值零。當信號V2經驅動為高時，Vrs將被逐漸 充電為高，且當Vrs為高時，計數器316不再陷入重設模式中，且現在可於在其控制輸入端處偵測到上升及/或下降邊緣後便開始向上累加計數。
計數器316可提供反映其當前計數值的計數信號Vc。信號Vc可為多位元數位信號或連續類比信號。可調諧元件302可經組態以經由路徑320接收信號Vc。可調諧元件302可為具有以下各者之三端子組件：第一端子，其短路至天線調諧元件100之端子A；第二端子，其充當天線調諧元件100之端子B(例如，接地之第二端子B)；及接收控制信號Vc之第三端子。可調諧元件302可基於信號Vc之值而置於所要操作狀態。以此方式配置之控制電路300可因此充當可在起動期間經組態以提供用於調整可調諧元件302之所要Vc值的控制邏輯。單一天線40可包括多個天線調諧電路100，其中此等調諧電路中之每一者可經適當調整，使得無線電路34可提供所要頻帶中的涵蓋範圍。
進一步藉由圖13之時序圖來說明天線調諧電路100之操作。在時間t0，可使器件10開機，且可將電壓信號V1、V2、V3及Vref驅動為高從而至各別正電壓位準(例如，可確證信號V1為電壓位準V11 ，可確證信號V2為電壓位準V22 ，可確證信號V3為電壓位準V31 ，且可確證信號Vref為電壓位準Vrr )。如圖13中所展示，可根據某一預定型樣來調變信號V1及V3，而信號V2及Vref為固定的。舉例而言，信號V1可具有在V11 與V12 之間變化的電壓位準，而信號V3可具有在V31 與V32 之間變化的電壓位準。在圖13之實 例中，電壓位準V12 大於V22 ，且電壓位準V22 大於V31 。電壓位準Vrr 應小於V31 但大於V32 ，使得比較器314將回應於信號V3之改變而雙態觸發其輸出。舉例而言，比較器314在信號V3處於電壓位準V31 時(亦即，當V3大於Vref時)，將其輸出驅動為高，且在V3處於電壓位準V32 時(亦即，當V3小於Vref時)，將其輸出驅動為低。
無論何時在計數器316之控制輸入端(圖12)處偵測到上升邊緣，計數器316均可記住當前計數值。計數值將保持於零，直至經低通濾波之電壓信號Vrs上升為高時(在時間t1)為止。當Vrs為高時，計數器316可開始使其計數值遞增。大體而言，無論何時信號V1自電壓位準V12 雙態觸發回至V11 (或無論何時信號V3自電壓位準V32 上升回至V31 ，此係由於V3與V1成比例之故)，均將在比較器輸出端處產生上升邊緣。如圖13之實例中所展示，計數器316可在時間t2、t3、t4及t5向上累加計數，使得最終計數值等於四。必要時，可使用任何所要信號調變方案(例如，使用如圖13中所展示之方波型樣、正弦波形、鋸齒波形，或其他類型之波形)來調變信號V1，使得計數器316在正常操作之前展現所要計數值。所得控制信號Vc(其與最終計數值成比例)可直接用於控制可調諧元件302中。
圖14為展示對應於每一操作頻帶之所需計數值的說明性查找表400。表400可含有預先特徵化之控制值，且可儲存於儲存及處理電路28中。如圖14中所展示，對於頻帶1中之操作，需要計數值二，對於頻帶2中之操作，需要計數 值三，對於頻帶3中之操作，需要計數值五，等等。可在器件起動期間基於表400之值並列調整天線調諧電路100。因此，每一調諧電路100應經設計，使得查找表400中之給定計數值用來幫助天線40在對應頻帶中展現令人滿意之無線效能。
在其他合適配置中，每一天線調諧電路100可經個別地調整。此實施方案可能需要允許在起動期間或在正常操作期間將控制信號個別地投送至每一天線調諧電路100的額外控制電路及控制路徑。在此等配置中，每一天線調諧電路100可具有一專用查找表400，專用查找表400指示用於控制天線調諧電路100之可調諧元件302之所需控制值，使得涵蓋所要頻帶。
大體而言，元件302可為可即時地進行調整之任何可切換或可調諧電組件。圖15展示可調諧元件302之一合適電路實施方案。如圖15中所展示，元件302可包括射頻開關402，及串聯耦接於端子A與B之間的負載電路Z。開關402可使用以下各者來實施：p-i-n二極體、砷化鎵場效電晶體(FET)、微機電系統(MEMs)開關、金氧半導體場效電晶體(MOSFET)、高電子遷移率電晶體(HEMT)、假晶式HEMT(PHEMT)、形成於絕緣體上矽(SOI)基板上的電晶體等。開關之狀態可使用自控制電路300(圖11)產生之信號Vc來控制。舉例而言，高Vc將使開關402接通或閉合，而低Vc將使開關402切斷或斷開。
負載電路Z可由一或多個電組件形成。可用作電路Z之全 部或部分之組件包括電阻器、電感器及電容器。可使用積體電路、使用離散組件(例如，表面黏著技術電感器)及/或使用並非離散組件或積體電路之部分的介電結構及導電結構來形成電路Z之所要電阻、電感及電容。舉例而言，可使用電阻性金屬合金之細線形成電阻，可藉由使藉由介電質分離之兩個導電墊接近於彼此地隔開而形成電容，且可藉由在印刷電路板上建立導電路徑(例如，傳輸線)來形成電感。
在另一合適配置中，可調諧元件302可包括開關404(例如，單極三投射頻開關)，及多個負載電路Z1、Z2及Z3。如圖16中所展示，開關404可具有埠P1、P2、P3及P4。可調諧元件302之端子B可耦接至埠P1，而可調諧元件302之端子A可經由電路Z1而耦接至埠P2，經由電路Z2而耦接至埠P3且經由電路Z3而耦接至埠P4。如先前所描述，負載電路Z1、Z2及Z3可包括使用積體電路、離散組件或其他合適導電結構形成之電阻性組件、電感性組件及電容性組件的任何所要組合。開關404可使用由控制電路300產生之信號Vc來控制。舉例而言，開關404可經組態以在Vc處於第一值時將埠P1耦接至P2，在Vc處於不同於第一值之第二值時將埠P1耦接至P3，且在Vc處於不同於第一值及第二值之第三值時將埠P1耦接至P4。
可調諧元件302包括三個阻抗加載電路的圖16之實例僅為說明性的，且並不用來限制本發明之範疇。必要時，可調諧元件302可包括具有任何數目個埠之射頻開關，該射 頻開關經組態以支援在任何所要數目個加載電路之間切換。
在另一合適配置中，可調諧元件302可包括可變電容器電路406(有時被稱為可變電抗器)。如圖16中所展示，可變電抗器可具有第一端子A、第二端子B，及可操作以接收來自控制電路300之信號Vc的控制端子。控制電路300可經調整，使得Vc將可變電抗器406之電容調整至所要量。可變電抗器406可使用積體電路、一或多個離散組件(例如，SMT組件)等來形成。大體而言，可變電抗器406可為連續可變電容器，或可半連續調整之電容器。
圖18為用於操作結合圖12所展示之類型之天線調諧電路以涵蓋所關注之多個通信頻帶的說明性步驟之流程圖。在步驟500處，基頻處理器88可選擇所要頻帶以用於無線傳輸/接收。在步驟502處，基頻處理器88可參考預定查找表(例如，儲存於電路28中之預先計算的查找表400)以獲得對應於所選定頻帶之計數值(M)(亦即，計數器316需要展現從而使得可調諧元件302經適當調諧以支援所選定頻帶中之操作的計數值)。
在步驟504處，控制電路28可將電壓信號V1驅動為零伏特，且可將臨時計數變數K設定為零。在步驟506處，控制電路28可經組態以確證信號V1為電壓位準V11 (參見(例如)圖13中的時間t0)。
在步驟508處，儲存及處理電路28可檢查K是否等於M。若K不等於M(亦即，若K小於M)，則控制電路28可臨時將 信號V1降低至電壓位準V12 ，且可將K遞增1(例如，參見(例如)圖13中之信號V1的下降邊緣)。如藉由路徑510指示，處理可隨後循環回至步驟506。若K等於M，則天線調諧程序完成，且器件10可置於正常操作中以在所要頻帶中傳輸並接收射頻信號。
在需要其他所關注操作頻帶之情境下(例如，當器件10移動至另一地理區時)，可自動地使器件10斷電，且可重複圖18之步驟以根據查找表400選擇性地調諧天線40，使得器件10可在其他所關注頻帶中操作。
根據一實施例，提供一種在一電子器件中之天線，該天線包括：一天線饋入端，其包括第一天線饋入端子及第二天線饋入端子；一控制電路，其經組態以自該天線饋入端接收一第一控制信號且經組態以產生一第二控制信號；及一天線調諧元件，其具有耦接至該第一天線饋入端子之一第一端子、耦接至該第二天線饋入端子之一第二端子，及經組態以接收該第二控制信號之一第三端子。
根據另一實施例，該天線進一步包括經由至少一電容器而耦接至該天線饋入端之天線諧振結構，其中該天線調諧元件之該第一端子及該第二端子經由各別電感器而耦接至該第一天線饋入端子及該第二天線饋入端子。
根據另一實施例，該控制電路包括一電壓調節電路，該電壓調節電路經組態以接收該第一控制信號且產生對應之第一電壓信號及第二電壓信號。
根據另一實施例，該控制電路進一步包括經組態以接收 該第一電壓信號及該第二電壓信號之一比較器電路，且該比較器電路可操作以在該第一電壓信號超過該第二電壓信號時，將其輸出驅動為高，且可操作以在該第二電壓信號超過該第一電壓信號時，將其輸出驅動為低。
根據另一實施例，該控制電路進一步包括一計數器電路，該計數器電路具有耦接至該比較器電路之輸出端的一控制輸入端且具有提供有該第二控制信號之一輸出端；該計數器電路經組態以回應於在其控制輸入端處偵測到一轉變而將其計數遞增；且該比較器電路之該輸出端處的該第二控制信號與相關聯於該計數器電路之該計數成比例。
根據另一實施例，該天線調諧元件包括射頻切換電路。
根據另一實施例，該天線調諧元件進一步包括耦接至該射頻切換電路之各別埠的複數個電容性結構。
根據另一實施例，該天線調諧元件進一步包括耦接至該射頻切換電路之各別埠的複數個電感性結構。
根據另一實施例，該天線調諧元件包括一可變電容器。
根據另一實施例，該天線包括選自由以下各者組成之群的一天線：一環形天線、一倒F形天線、一平片天線、一槽孔天線、一平面倒F形天線及一螺旋天線。
根據一實施例，提供一種用於使用具有控制電路、收發器電路及一天線之一電子器件的方法，其中該天線經由一天線饋入端而耦接至該收發器電路，其中該控制電路耦接至該天線饋入端，且其中該天線包括至少一天線調諧電路，該方法包括藉由該控制電路，藉由經由該天線饋入端 將一控制信號供應至該天線調諧電路而調諧該天線從而在一所要頻帶中操作。
根據另一實施例，其中經由該天線饋入端將該控制信號供應至該天線調諧電路包括在電力開啟-重設操作期間經由該天線饋入端將該控制信號供應至該天線調諧電路。
根據另一實施例，該方法進一步包括藉由該控制電路在正常操作期間經由該天線饋入端將一電源供應信號供應至該天線調諧電路。
根據另一實施例，該控制電路將該控制信號雙態觸發預定數目次，且該天線調諧電路包括一計數器電路，該方法進一步包括藉由該計數器電路，藉由對該控制信號雙態觸發之該次數進行計數來判定將對該天線調諧的一量。
根據另一實施例，該天線調諧電路包括一控制電路及一可調諧元件，其中將該控制信號供應至該天線調諧電路包括組態該控制電路以產生調整該可調諧元件之一額外控制信號。
根據一實施例，提供一種用於使用具有供應一直流(DC)控制信號之控制電路、收發器電路及一天線之一電子器件的方法，其中該天線經由一天線饋入端而耦接至該收發器電路，其中該控制電路耦接至該天線饋入端，且其中該天線包括至少一天線調諧電路，該方法包括：藉由調變該DC控制信號以調整該天線調諧電路來調諧該天線。
根據另一實施例，其中調變該DC控制信號包括藉由該控制電路使該DC控制信號在第一電壓位準與第二電壓位 準之間變化。
根據另一實施例，其中使該DC控制信號在該第一電壓位準與該第二電壓位準之間變化包括藉由該控制電路產生具有預定數目個脈衝之一DC控制信號。
根據另一實施例，該天線調諧電路包括一計數器電路，且該方法進一步包括藉由該計數器電路，藉由對該DC控制信號中之脈衝的該數目進行計數來判定將對該天線調諧的一量。
根據另一實施例，該電子器件經組態以在一給定射頻頻帶中操作，且該方法進一步包括藉由參照儲存於該控制電路中之一預定查找表基於該給定射頻頻帶而選擇用於調變該DC控制信號的一調變方案。
前述內容僅說明本發明之原理，且在不脫離本發明之範疇及精神的情況下，熟習此項技術者可作出各種修改。可個別地或以任何組合形式實施前述實施例。
10‧‧‧電子器件
12‧‧‧外殼
21‧‧‧基地台
28‧‧‧儲存及處理電路
30‧‧‧輸入輸出電路
32‧‧‧輸入輸出器件
34‧‧‧無線通信電路
36‧‧‧收發器電路
38‧‧‧收發器電路
40‧‧‧天線
40B-1‧‧‧天線
40B-2‧‧‧天線
40T-1‧‧‧天線
40T-2‧‧‧天線
41‧‧‧天線諧振元件
42‧‧‧收發器電路/上端區
42-1‧‧‧區
42-2‧‧‧區
44‧‧‧下端區
44-1‧‧‧區
44-2‧‧‧區
45‧‧‧路徑
45A‧‧‧信號線
45B‧‧‧接地線
48‧‧‧射頻傳輸器
50‧‧‧射頻接收器
54‧‧‧接地天線饋入端子
58‧‧‧正天線饋入端子
82‧‧‧環形天線
84‧‧‧環形
85‧‧‧環形
87‧‧‧路徑
88‧‧‧基頻處理器
89‧‧‧路徑
90‧‧‧射頻收發器電路
91‧‧‧射頻收發器
94‧‧‧短路路徑
96‧‧‧臂
100‧‧‧天線調諧電路
100-1‧‧‧調諧電路
100-2‧‧‧天線調諧電路
100-3‧‧‧天線調諧電路
100-4‧‧‧調諧電路
100-5‧‧‧調諧電路
100-6‧‧‧調諧電路
100-7‧‧‧天線調諧電路
100-8‧‧‧調諧電路
100-9‧‧‧天線調諧電路
100-10‧‧‧天線調諧電路
124‧‧‧實心駐波比(SWR)頻率特性曲線
126‧‧‧帶點駐波比(SWR)頻率特性曲線
128‧‧‧駐波比(SWR)特性曲線
130‧‧‧駐波比(SWR)特性曲線
200‧‧‧曲線
202‧‧‧曲線
204‧‧‧點
205‧‧‧點
206‧‧‧點
293‧‧‧電感器
294‧‧‧電容性電路
295‧‧‧電容器
296‧‧‧電感性電路
297‧‧‧直流(DC)耦合路徑
300‧‧‧控制電路
302‧‧‧可調諧元件
310‧‧‧低壓降電壓調節器
312‧‧‧路徑
314‧‧‧比較器
316‧‧‧計數器
318‧‧‧低通濾波器
320‧‧‧路徑
400‧‧‧說明性查找表
402‧‧‧射頻開關
404‧‧‧開關
406‧‧‧可變電容器電路
A‧‧‧第一端子
B‧‧‧第二端子
G‧‧‧接地
P1‧‧‧埠
P2‧‧‧埠
P3‧‧‧埠
P4‧‧‧埠
t0‧‧‧時間
t1‧‧‧時間
t2‧‧‧時間
t3‧‧‧時間
t4‧‧‧時間
t5‧‧‧時間
TL‧‧‧傳輸線
V1‧‧‧直流(DC)電壓信號
V2‧‧‧電壓信號
V3‧‧‧電壓信號
V11‧‧‧電壓位準
V12‧‧‧電壓位準
V22‧‧‧電壓位準
V31‧‧‧電壓位準
V32‧‧‧電壓位準
Vc‧‧‧控制信號
Vref‧‧‧參考電壓信號
Vrr‧‧‧電壓位準
Vrs‧‧‧信號
Z‧‧‧負載電路
Z1‧‧‧負載電路
Z2‧‧‧負載電路
Z3‧‧‧負載電路
圖1為根據本發明之一實施例的具有無線通信電路之說明性電子器件的示意圖。
圖2為展示根據本發明之一實施例的射頻收發器電路可如何耦接至圖1中所展示之類型之電子器件內的一或多個天線的圖。
圖3為展示根據本發明之一實施例的圖1之電子器件中之天線可如何耦接至射頻收發器電路的電路圖。
圖4為展示針對給定天線體積之天線增益與天線頻寬之 間的取捨之曲線圖。
圖5為根據本發明之一實施例的可在電子器件中使用之說明性串聯饋入式環形天線的示意圖。
圖6為根據本發明之一實施例的含有天線調諧電路之說明性並聯饋入式環形天線的示意圖。
圖7A為根據本發明之一實施例的可在電子器件中使用之說明性倒F形天線的示意圖。
圖7B及圖7C為根據本發明之一實施例的含有天線調諧電路之說明性倒F形天線的示意圖。
圖8為根據本發明之一實施例的含有天線調諧電路之說明性倒F形天線的示意圖。
圖9及圖10為展示根據本發明之一實施例的含有調諧電路之天線可如何用以涵蓋多個所關注通信頻帶的曲線圖。
圖11為展示根據本發明之一實施例的含有天線調諧電路之天線可如何耦接至射頻收發器電路的圖。
圖12為根據本發明之一實施例的包括控制電路及可調諧元件之說明性天線調諧電路的電路圖。
圖13為說明根據本發明之一實施例的圖12中所展示之類型之天線調諧電路的操作的時序圖。
圖14為根據本發明之一實施例的含有對應於不同操作頻率之預定控制資訊之說明性查找表。
圖15及圖16為根據本發明之一實施例的可用作圖12之天線調諧電路中之可調諧元件的說明性可切換負載電路的電路圖。
圖17為根據本發明之一實施例的可用作圖12之天線調諧電路中之可調諧元件的說明性可變電容器電路的電路圖。
圖18為根據本發明之一實施例的用於使用結合圖12所展示之類型之天線調諧電路以涵蓋多個所關注通信頻帶的說明性步驟之流程圖。
100‧‧‧天線調諧電路
296‧‧‧電感性電路
300‧‧‧控制電路
302‧‧‧可調諧元件
310‧‧‧低壓降電壓調節器
312‧‧‧路徑
314‧‧‧比較器
316‧‧‧計數器
318‧‧‧低通濾波器
320‧‧‧路徑
A‧‧‧第一端子
B‧‧‧第二端子
G‧‧‧接地
V1‧‧‧直流(DC)電壓信號
V2‧‧‧電壓信號
V3‧‧‧電壓信號
Vc‧‧‧控制信號
Vref‧‧‧參考電壓信號
Vrs‧‧‧信號

Claims (14)

  1. 一種在一電子器件中之天線，其包含：一天線饋入端，其包括第一天線饋入端子及第二天線饋入端子；一控制電路，其經組態以自該天線饋入端接收一第一控制信號且經組態以產生一第二控制信號；及一天線調諧元件，其具有耦接至該第一天線饋入端子之一第一端子、耦接至該第二天線饋入端子之一第二端子，及經組態以接收該第二控制信號之一第三端子；一電壓調節電路，其於該控制電路中；一比較器電路，其於該控制電路中；及一計數器電路，其於該控制電路中，該計數器電路具有耦接至該比較器電路之輸出的一控制輸入端且具有提供有該第二控制信號之一輸出端，其中該計數器電路經組態以回應於在其控制輸入端處偵測到一轉變而將其計數遞增，且其中該計數器電路之該輸出端處的該第二控制信號與相關聯於該計數器電路之計數成比例，且該天線調諧元件係置於一操作狀態以基於由該第二控制信號所識別之該計數調整該天線至一所選頻率。
  2. 如請求項1之天線，其進一步包含：經由至少一電容器而耦接至該天線饋入端之天線諧振結構，其中該天線調諧元件之該第一端子及該第二端子經由各別電感器而耦接至該第一天線饋入端子及該第二天線饋入端子。
  3. 如請求項1之天線，其中該電壓調節電路接收該第一控制信號且產生對應之第一電壓信號及第二電壓信號。
  4. 如請求項3之天線，其中該比較器電路接收該第一電壓信號及該第二電壓信號，該比較器電路在該第一電壓信號超過該第二電壓信號時，將其輸出驅動為高，且該比較器電路在該第二電壓信號超過該第一電壓信號時，將其輸出驅動為低。
  5. 如請求項1之天線，其中該天線調諧元件包含射頻切換電路。
  6. 如請求項5之天線，其中該天線調諧元件進一步包含耦接至該射頻切換電路之各別埠的複數個電容性結構。
  7. 如請求項5之天線，其中該天線調諧元件進一步包含耦接至該射頻切換電路之各別埠的複數個電感性結構。
  8. 如請求項1之天線，其中該天線調諧元件包含一可變電容器。
  9. 如請求項1之天線，其中該天線包含選自由以下各者組成之群的一天線：一環形天線、一倒F形天線、一平片天線、一槽孔天線、一平面倒F形天線及一螺旋天線。
  10. 一種用於使用具有控制電路、收發器電路及一天線之一電子器件的方法，其中該天線經由一天線饋入端而耦接至該收發器電路，其中該控制電路耦接至該天線饋入端，且其中該天線包括至少一天線調諧電路，該方法包含：以該控制電路，藉由經由該天線饋入端將一控制信號 供應至該天線調諧電路而調諧該天線從而在一所要頻帶中操作，其中該控制電路將該控制信號雙態觸發(toggle)預定數目次，且其中該天線調諧電路包括一計數器電路；及以該計數器電路，藉由對該控制信號雙態觸發之次數進行計數來判定將該天線調諧的一量。
  11. 如請求項10之方法，其中經由該天線饋入端將該控制信號供應至該天線調諧電路包含：在電力開啟-重設操作期間經由該天線饋入端將該控制信號供應至該天線調諧電路。
  12. 如請求項10之方法，其進一步包含：藉由該控制電路，在正常操作期間經由該天線饋入端將一電源供應信號供應至該天線調諧電路。
  13. 如請求項10之方法，其中該天線調諧電路包括一控制電路及一可調諧元件，且其中將該控制信號供應至該天線調諧電路包含組態該控制電路以產生調整該可調諧元件之一額外控制信號。
  14. 一種在一電子器件中之天線，其包含：一天線饋入端，其包括第一天線饋入端子及第二天線饋入端子；一控制電路，其經組態以自該天線饋入端接收一第一控制信號且經組態以產生一第二控制信號；及一天線調諧元件，其具有耦接至該第一天線饋入端子之一第一端子、耦接至該第二天線饋入端子之一第二端 子，及經組態以接收該第二控制信號之一第三端子；一電壓調節電路，其於該控制電路中，該電壓調節電路接收該第一控制信號且產生對應之第一電壓信號及第二電壓信號及一電源供應電壓；一比較器電路，其於該控制電路中，該比較器電路係由該電源供應電壓供電；及一計數器電路，其於該控制電路中，該計數器電路經組態以在該電源供應電壓高於一預定臨限值時開始其計數，及回應於在其控制輸入端處偵測到一轉變將其計數遞增，且其中該天線調諧元件係置於一操作狀態以基於該計數器電路之該計數調整該天線至一所選頻率。
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