TWI552535B - 用於調諧一通訊裝置之方法及設備 - Google Patents

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Description

用於調諧一通訊裝置之方法及設備
本發明一般而言係關於通訊系統，且更具體而言係關於一種用於調諧一通訊裝置之方法及設備。
本申請案主張對在2011年5月16日提出申請之序列號為13/108,463之美國申請案及在2011年5月16日提出申請之序列號為13/108,589之美國申請案之優先權，兩個申請案之揭示內容特此以引用方式併入本文中。
現有多頻率無線裝置(例如，無線電)使用一天線結構，該天線結構嘗試在整個操作頻率範圍上以最佳效率輻射，但實際上僅可在該等頻率之一子組上以最佳效率輻射。由於大小約束及審美設計原因，天線設計者被迫折衷頻帶中之某些頻帶之效能。此一無線裝置之一實例可係在一不同頻率範圍(諸如，800 MHz至2200 MHz)上操作之一行動電話。由於設計之性質該天線將不會在所有頻率高效地輻射，且無線電中之天線、功率放大器及接收器之間的功率轉移將顯著變化。
另外，一天線之效能受其作業環境之影響。舉例而言，無線電手機存在多個使用案例，其包括諸如以下狀況：手機之天線緊挨一使用者之頭部放置，或者手機之天線放置於該使用者之口袋中或以單手覆蓋一天線，此可顯著損害無線裝置效率。此外，諸多現有無線電使用由固定值組件構成之一簡單電路，該等固定值組件目標在於改良自功率 放大器至天線或自天線至接收器之功率轉移，但由於所使用組件之值係固定的，因此當嘗試涵蓋多個頻帶及多個使用案例時總是存在一折衷。
用於電磁波之傳播之微波裝置可由可調諧及不可調諧級及組件組成。可藉助一偏壓電壓來調整可調諧元件之電路徑長度。可藉助微帶幾何形狀、帶線幾何形狀、同軸幾何形狀槽線或鰭線幾何形狀及共面波導幾何形狀來實現該等級及組件。該等組件之功能可係相移、延遲或濾波。可將若干個組件集合在一起以形成一多級裝置。此集合可改良在一單級微波裝置上實現之頻寬。可以串聯方式連結各級，諸如將一可調諧級與一不可調諧級串聯連結。具有自動調整匹配電路之可調諧微波裝置之實例闡述於頒發給duToit等人之第6,590,468號美國專利中。
本文中所闡述之示範性實施例中之一或多者可具有一天線，該天線具有附接至該天線之輻射元件之一可調諧元件。該可調諧元件可係為各種類型，諸如具有一或多個電可調諧電容器之一被動可調諧積體電路(PTIC)。
在一項實施例中，可在頻率上直接調諧天線，從而使輻射元件之諧振頻率移動。藉由這樣做，可調整天線呈現給收發器之VSWR之量值，且可將其保持於較易於匹配於收發器之一範圍內。
在另一實施例中，可將天線上調諧與諸如定位於天線之一饋入點處之一可調諧匹配網路組合以達成總天線效率上 之較大增益(與單獨利用此等調諧方法中之任一者相比)。
在一項實施例中，可使用一開環方法來調諧天線上之可調諧元件，諸如嚴格依據收發器正以其操作之頻帶/頻率來對其進行調諧。在另一實施例中，其他準則亦可與頻帶/頻率資訊(包括機械組態(上滑/下滑)或其他使用案例)及其他輸入(諸如，接近偵測器狀況及加速度計位置資訊)組合使用或替代其使用。該等使用案例可變化且可包括免持聽筒操作、翻蓋等等。
在另一實施例中，天線上之可調諧元件可經調諧以將存在於接近於該天線之一量測組件(諸如，一偵測器)處之RF電壓置於一預設範圍內。該範圍可基於正由手機之收發器傳輸之功率之知識而判定，且可用以確立在電壓駐波比(VSWR)之一範圍內之天線之輸入阻抗，其將允許一可調諧匹配網路(諸如，耦合於該天線之一饋入點處)改良天線與收發器之間的阻抗匹配。此實施例可併入有一閉環演算法之兩個單獨「環路」，從而允許利用來自一偵測器之回饋在一閉環演算法中調諧天線之可調諧元件，且一旦彼環路穩定下來，則可使用來自一定向耦合器及該偵測器之資訊來調諧可調諧匹配網路。
另一實施例可在一組合式閉環演算法中利用來自一偵測器及一定向耦合器之資訊。該演算法可根據對回波損耗之約束及由定向耦合器輸入判定之其他優質因數參數同時調整天線上之可調諧元件及可調諧匹配網路，同時亦增加在該偵測器處所偵測到的RF電壓。此等演算法中之一或多者 闡述於頒發給Greene之第7,991,363號美國專利中。藉由舉例之方式，此等演算法可包括在一傳輸器時槽期間應用一連續調諧基礎以使一傳輸器之操作朝向一目標移動，且當啟動接收時槽時進行調整以匹配接收器頻率。對接收器操作模式之調整可首先涉及判定當前操作條件及應用一平移來調諧各種電路。另一演算法可利用經調諧組件之基於操作條件且使用一查找表而設定之值，諸如首先藉由使用一查找表設定調諧值且然後進行啟發式微調或在操作期間進行即時啟發式判定。舉例而言，可基於電路之一設計及/或對電路之操作之測試及量測而憑經驗判定在接收器操作期間所應用之平移。另一技術係應用操作以獲得基於一或多個傳輸器相關度量(諸如，回波損耗)及可調整組件之值之一目標以不斷嘗試維持一經折衷操作狀態之一演算法，該折衷操作狀態保持傳輸器及接收器以表示一折衷效能度量位準之一特定目標FOM操作。
另一實施例可使用頒發給Greene之序列號為13/005,122之美國申請案中所闡述方法中之一或多者而利用自一偵測器及/或一定向耦合器獲得之資訊。該等方法可包括回應於至可調諧元件之控制信號之改變而使用偵測器處之RF電壓之導數或斜率。藉由舉例之方式，該等方法可包括(諸如)使用連接於一前端模組與一傳輸/接收天線之一匹配網路之間的一定向耦合器來偵測與一通訊裝置之傳輸相關聯之第一參數。基於此等第一參數或對其之一分析，可確立該通訊裝置之一可接受效能位準之一阻抗範圍以及可用於 調諧之一第二組參數。舉例而言，定位於該傳輸/接收天線之輸入處之一偵測器可偵測該等第二參數，諸如所傳輸RF功率之改變或增加。可使用該等第二參數來判定該阻抗範圍內之一目標阻抗且可基於該目標阻抗而調諧該傳輸/接收天線之匹配網路。舉例而言，該方法可繼續修改該傳輸/接收天線之該匹配電路以增加所偵測到的RF電壓，同時將回波損耗約束在一所期望範圍內。可應用一偏移來調諧接收模式中之天線，其中該偏移係基於上文所闡述技術，諸如基於其中知曉接收模式之頻率偏移之一平移。
在又一實施例中，可執行對複數個天線當中的一第一天線之去諧以便減小該第一天線與一或多個其他天線之耦合。對該第一天線之該去諧可改良該一或多個其他天線之效能。
本發明之一項實施例包含一種用於具有一天線之一通訊裝置之調諧系統，該調諧系統包括：至少一個第一可調諧元件，其與該天線之至少一個輻射元件連接以用於調諧該天線，其中對該至少一個第一可調諧元件之調整係基於與該通訊裝置相關聯之一使用案例及與該通訊裝置相關聯之位置資訊中之至少一者；及一匹配網路，其具有耦合於該天線之一饋入點處之至少一個第二可調諧元件，其中該匹配網路接收用於調整該至少一個第二可調諧元件以調諧該匹配網路之控制信號。
本發明之一項實施例包含一種方法，其包括：藉由調整與該通訊裝置之一天線之至少一個輻射元件連接之一通訊 裝置之至少一個第一可調諧元件來調諧該天線，其中對該至少一個第一可調諧元件之該調整係基於與該通訊裝置相關聯之一使用案例；及藉由調整耦合於該天線與該通訊裝置之一收發器之間的該通訊裝置之一匹配網路之至少一個第二可調諧元件來調諧該匹配網路，其中對該第二可調諧元件之該調整係基於該通訊裝置之一操作參數之一閉環程序。
本發明之一項實施例包含一種包括一記憶體及一控制器之調諧系統。該控制器經程式化以接收與一通訊裝置之一天線群組中之一或多個天線相關聯之天線效率資訊，接收與該天線群組中之一或多個天線相關聯之天線隔離資訊，且基於該天線效率資訊及該天線隔離資訊而調諧該天線群組中之至少一部分。
本發明之一項實施例包含一種用於具有一天線之一通訊裝置之調諧系統。該調諧系統包括：至少一個第一可調諧元件，其與該天線之至少一個輻射元件連接以用於調諧該天線，其中對該至少一個第一可調諧元件之調整係基於一閉環程序；及一匹配網路，其具有耦合於該天線之一饋入點處以用於基於該通訊裝置之一操作參數而調諧該匹配網路之至少一個第二可調諧元件。
本發明之一項實施例包含一種方法，其包括：利用一閉環程序藉由調整與一通訊裝置之一天線之至少一個輻射元件連接之該通訊裝置之至少一個第一可調諧元件來調諧該天線；及藉由調整耦合至該天線之一饋入點之該通訊裝置 之一匹配網路之至少一個第二可調諧元件來調諧該匹配網路。
本發明之一項實施例包含一種用於一通訊裝置之調諧系統，該通訊裝置具有帶有一低頻帶(LB)輻射元件及一高頻帶(HB)輻射元件之一天線。該調諧系統包括複數個第一可調諧元件，其中與該LB輻射元件相關聯之該複數個第一可調諧元件中之至少一者係基於與該天線相關聯之一所期望電壓駐波比(VSWR)而調諧，且其中與該HB輻射元件相關聯之該複數個第一可調諧元件中之至少另一者係基於一不期望頻率之增加之衰減而調諧。該調諧系統亦包括一匹配網路，該匹配網路具有經調整以用於調諧該匹配網路之耦合於該天線之一饋入點處之至少一個第二可調諧元件。
本發明之一項實施例包含一種調諧方法，其包括藉由具有一處理器之一系統判定與包括該系統之一通訊裝置之一天線群組中之一或多個天線相關聯之天線效率資訊。該方法可包括：藉由該系統判定與該天線群組中之該一或多個天線相關聯之天線隔離資訊；及藉由該系統基於該天線效率資訊及該天線隔離資訊而調諧該通訊裝置之一或多個匹配網路元件。
本發明之一項實施例包含一種行動通訊裝置，其包括：複數個天線；一匹配網路元件；一收發器；及一處理器，其與該複數個天線、該匹配網路元件及該收發器耦合。該處理器可判定與該複數個天線中之一或多個天線相關聯之天線效率資訊。該處理器可判定與該複數個天線中之該一 或多個天線相關聯之天線隔離資訊。該處理器可基於該天線效率資訊及該天線隔離資訊而調諧該匹配網路元件。
該等示範性實施例可(諸如)在天線上可調諧元件處及/或在匹配網路處採用開環調諧程序。使用案例可包括與通訊裝置相關聯之若干個不同狀態，諸如翻蓋、合蓋、滑進、滑出(例如，Qwerty或數字小鍵盤)、免持聽筒接通、免持聽筒關斷、免提操作、天線上調、天線下調、其他通訊模式接通或關斷(例如，藍芽/WiFi/GPS)、特定頻帶及/或傳輸或接收模式。使用案例可基於物件或表面接近偵測(例如，一使用者之手或一桌子)。其他環境效應可包括於開環程序中，諸如溫度、壓力、速度及/或高度效應。開環程序可計及(諸如)與一特定位置(例如，在一建築物中或在由建築物包圍之一城市中)相關聯之其他資訊以及超出範圍之一指示。
該等示範性實施例可利用開環程序與閉環程序之組合，諸如基於一使用案例及一所量測操作參數(例如，由接近於天線之一偵測器量測及/或由匹配網路與收發器之間的一定向耦合器量測)兩者而調諧一可調諧元件。在其他實例中，該調諧可利用一個程序且然後切換至另一程序，諸如使用閉環調諧且然後基於與通訊裝置相關聯之特定因素而切換至開環調諧。
圖1繪示一通訊裝置100之一示範性實施例。通訊裝置100可包含一無線收發器102(在本文中具有獨立傳輸及接收區段且具有一或多個天線145(在此實例中展示其中的兩 者))、一使用者介面(UI)104、一電源供應器114及用於管理其操作之一控制器106。無線收發器102可利用短程或長程無線存取技術，諸如藍芽、WiFi、數位增強型無繩電訊(DECT)或蜂巢式通訊技術，此處僅提及幾個。舉例而言，蜂巢式技術可包括CDMA-1X、WCDMA、UMTS/HSDPA、GSM/GPRS、TDMA/EDGE、EV/DO、WiMAX及下一代蜂巢式無線通訊技術(隨著其產生)。
UI 104可包括具有用於操縱通訊裝置100之操作之一導覽機構(諸如，一滾動球、操縱桿、滑鼠或導覽盤)之一可按下或觸敏小鍵盤108。小鍵盤108可係通訊裝置100之一殼體總成之一組成部分或藉由一繫連式有線介面(諸如，一撓曲纜線)或支援(舉例而言)藍芽之一無線介面可操作地耦合至其之一獨立裝置。小鍵盤108可表示電話通常使用之一數字撥號小鍵盤及/或具有文數字鍵之一Qwerty小鍵盤。UI 104可進一步包括一顯示器110，諸如單色或彩色LCD(液晶顯示器)、OLED(有機發光二極體)或用於將影像傳達給通訊裝置100之一最終使用者之其他合適顯示技術。在其中顯示器110係一觸敏顯示器之一實施例中，可藉助該顯示器呈現小鍵盤108之一部分或全部。
電源供應器114可利用常見電力管理技術(諸如，可替換電池、供應器調節技術及充電系統技術)來將能量供應至通訊裝置100之組件以促進可攜式應用。控制器106可利用計算技術，諸如與相關聯儲存記憶體(諸如，一FLASH、ROM、RAM、SRAM、DRAM)相關聯之一微處理器及/或 數位信號處理器(DSP)，或者其他類似技術。
通訊裝置100可利用一天線上調諧元件150，其可與輻射元件(包括高頻帶(HB)及低頻帶(LB)輻射元件)及/或該等輻射元件中之一部分直接連接。調諧元件可係呈若干個不同組態之若干個組件，包括可變電容器，諸如電可調諧電容器，但本發明亦涵蓋其他可調諧元件，包括一半導體變容二極體、一微機電系統(MEMS)變容二極體、一MEMS切換電抗元件、一壓電組件或一半導體切換電抗元件。
圖2繪示圖1之通訊裝置100之無線收發器102之一部分的一說明性實施例。在GSM應用中，收發器102之傳輸及接收部分可包括藉助一切換器204耦合至一可調諧匹配網路202及一阻抗負載206之常見放大器201、203。本圖解中之負載206可係如圖1中所示之一天線(在本文中為天線206)。當切換器204經啟用以用於一傳輸工作階段時，可將呈一射頻(RF)信號之形式之一傳輸信號(TX)引導至放大器201，放大器201放大該信號且藉助可調諧匹配網路202將經放大信號引導至天線206。當切換器204經啟用以用於一接收工作階段時，收發器102之接收部分可利用一前置放大器203，前置放大器203放大藉助可調諧匹配網路202自天線206接收之信號。可能有用於其他類型之蜂巢式存取技術(諸如，CDMA)的圖2之其他組態。本發明涵蓋此等未揭示之組態。
圖3至圖4繪示圖2之收發器102之可調諧匹配網路202之說明性實施例。在一項實施例中，可調諧匹配網路202可 包含一控制電路302及一可調諧電抗元件310。控制電路302可包含一DC轉DC轉換器304、一或多個數位轉類比轉換器(DAC)306以及一或多個對應緩衝器308以放大由每一DAC產生之電壓。可將經放大信號饋入至諸如圖5中所展示之一或多個可調諧電抗組件504、506及508，圖5繪示可調諧電抗元件310之一可能電路組態。在此圖解中，可調諧電抗元件310包括三個可調諧電容器504至508及具有一固定電感之一電感器502。可能有其他電路組態，且藉此本發明涵蓋該等組態。
可調諧電容器504至508可各自利用使得該組件之電容可調諧之技術。可調諧電容器504至508之一項實施例可利用電壓或電流可調諧介電材料，諸如鈦酸鍶鋇(BST)之一組合物。一BST組合物之一圖解係Parascan®可調諧電容器。在另一實施例中，可調諧電抗元件310可利用半導體變容二極體。本發明涵蓋可支援一電壓或電流可調諧電抗元件之一構件之其他目前或下一代方法或材料組合物。
DC轉DC轉換器304可自圖1中之通訊裝置100之電源供應器114接收一電力信號，諸如3伏。DC轉DC轉換器304可使用常見技術來將此電力信號放大至一較高範圍(例如，30伏)，諸如所展示。控制器106可藉助「n」或更多條線之一控制匯流排將數位信號供應至DAC 306中之每一者以個別地控制可調諧電容器504至508之電容，藉此使可調諧匹配網路202之集體電抗變化。控制匯流排可藉助一雙線共同串列通訊技術來實施，諸如一串列周邊介面(SPI)匯流 排。藉助一SPI匯流排，控制器106可提交經串列化數位信號以組態圖3中之每一DAC或圖4之可調諧電抗元件404之切換器。圖3之控制電路302可利用常見數位邏輯來實施SPI匯流排且將由控制器106供應之數位信號引導至DAC。
在另一實施例中，可調諧匹配網路202可包含呈一解碼器之形式之一控制電路402及包含諸如圖6中所展示之可切換電抗元件之一可調諧電抗元件404。在此實施例中，控制器106可經由SPI匯流排供應控制電路402信號，該等信號可藉助常見布林(Boolean)或狀態機邏輯來解碼以個別地啟用或停用切換元件602。切換元件602可藉助諸如微機電系統(MEMS)中所利用之半導體切換器或微機器切換器來實施。藉由藉助切換元件602個別地啟用及停用圖6之電抗元件(電容器或電感器)，可使可調諧電抗元件404之集體電抗變化。
可調諧匹配網路202、204之可調諧性為控制器106提供最佳化收發器102之效能參數之一手段，該等效能參數係諸如(舉例而言但不限於)傳輸器功率、傳輸器效率、接收器敏感度、通訊裝置之功率消耗、一人體之一能量比吸收率(SAR)、頻帶效能參數等等。
圖7A繪示具有一可調諧匹配網路之一通訊裝置700(諸如，圖1中之裝置100)之一部分之一示範性實施例，該可調諧匹配網路可包括若干個組件(諸如，一定向耦合器、RF偵測器、控制電路及/或一調諧器)或以其他方式與該等組件耦合。除所展示之組件外或替代所展示之組件，可調 諧匹配網路亦可包括各種其他組件，包括上文關於圖1至圖6所闡述之組件。除耦合至定向耦合器725之偵測器701外，亦展示耦合至為天線750饋入之RF線之一偵測器702。一可調諧匹配網路775可耦合至天線750及一收發器779(或傳輸器及/或接收器)以用於促進通訊裝置700與另一裝置或系統之間的信號通訊。在此示範性實施例中，可針對至調諧演算法之回饋使用所有偵測器或偵測器中之一部分來調整可調諧匹配。
各種演算法可用於調整匹配網路775，包括利用在此示範性實施例中可完全或部分地根據對存在於偵測器701處之正向及反向信號之量測來判定之優質因數。此示範性實施例亦可利用偵測器702來進一步改良調諧系統實現通訊裝置之經改良效能之能力。演算法之一項實施例可利用來自偵測器701之輸入來確立匹配網路之一最大回波損耗或VSWR。此方法可確立目標阻抗周圍之一阻抗範圍。此阻抗範圍可確立一可接受效能位準。然後可利用來自偵測器702之輸入以允許演算法尋找出彼可接受範圍內之一經改良或最佳阻抗。舉例而言，演算法可繼續修改匹配網路775以便增加在天線饋線處所偵測到的RF電壓，同時約束回波損耗(由偵測器701量測)以使其保持在目標回波損耗內。在此實施例中，通訊裝置700可允許並非50歐姆之源阻抗之調諧。另外，偵測器702允許演算法使可調諧匹配775之插入損耗最小化。
在另一實施例中，調諧演算法可維持回波損耗，同時使 電流汲取最小化以判定所期望調諧值。調諧演算法可利用各種參數來調諧裝置，包括傳輸器之輸出功率、回波損耗、所接收功率、電流汲取及/或傳輸器線性度。
通訊裝置700可包括天線750之一或多個輻射元件755。一或多個可調諧元件780可與輻射元件755中之一或多者直接連接以允許結合對匹配網路775之調諧而調諧天線750。可調諧元件780可係為如本文中所闡述之各種類型，包括電可調諧電容器。可基於若干個因素(包括調諧係一開環還是一閉環程序)而變化可調諧元件780之數目及組態。在一項實施例中，所有輻射元件755具有連接至其之至少一個可調諧元件780以允許調諧輻射元件。在另一實施例中，輻射元件755中之僅一部分具有連接至其之一可調諧元件780。
在一或多項實施例中，一初始匹配網路級輸入可自無線電之主動元件部分連接至一傳輸線，其中輸出係天線饋入點。
在一或多項實施例中，天線上調諧元件可由一可調諧電抗元件(諸如，一可調諧電容器(PTIC))組成。輻射元件可由由無線電電路饋入之一段電導體組成，且起作用以形成由輻射元件中之電流及電壓以及與輻射元件相同之實體殼體附近及其內之周圍導體中之電流感應之RF場。在一或多項實施例中，實體上，天線上元件可經放置而直接接觸與輻射元件相同之載體基板且在該載體基板上，或其可藉助極接近於輻射元件(且電短路至該輻射元件)之連接器構件 連接至該輻射元件。
在一或多項實施例中，初始匹配網路級可經放置而接近於饋入點或RF電路(無線電)連接至輻射元件之點，且可電連接於無線電與輻射元件之間。其目的可係使輻射元件之阻抗匹配無線電之阻抗，以使得將充足功率自無線電正與其通訊之網路之基地台遞送至無線電及將充足功率自無線電遞送至該等基地台，但本發明亦涵蓋出於其他目的而調整匹配網路。
參考圖7B，在可與圖7A之裝置一同使用之一示範性實施例中，天線750及/或輻射元件755可定位於與一印刷電路板(PCB)740耦合或以其他方式連接至印刷電路板740之一載體(例如，一塑膠載體或基板)上。可調諧元件或裝置780(在此實例中其係一可調諧電容器)可連接於一饋線741與天線750之間。饋線741可與具有一接地743之一電感器742耦合。在一項實施例中，電感器742可係一印刷電感跡線或一晶片電感器中之一者。在一項實施例中，天線750可經由一彈簧觸點743與PCB 740之可調諧元件780耦合。
實例性PCB 740可與天線上之不同點處之多個可調諧裝置一同利用。在此實例中，可調諧元件780不曝露於使用者以便減小損壞之風險。圖7C之實例可與各種類型之天線及/或與各種類型之可調諧元件一同使用。在此實例中，藉由將可調諧元件780及電感器742置於PCB 740上，與其中可調諧元件及電感器與PCB分開定位之一系統相比，可減少彈簧觸點之數目。此實例亦促進並簡化可調諧元件總 成之製造。特定而言關於利用PCB 740之一行動通訊裝置之下引(dropping)，PCB 740提供一更穩健總成。
在另一示範性實施例中，圖8A繪示具有供與一多天線系統一同使用之可調諧匹配網路之一通訊裝置800(諸如，圖1中之裝置100)之一部分。在此示範性實施例中，存在兩個天線，其係一傳輸/接收天線805及一分集接收天線820。然而，應理解，其他數目、類型及/或組態之天線可與裝置800一同利用。舉例而言，該等天線可係空間上分集、場型分集、極化分集及/或自適應陣列天線。可調諧元件880可與天線805之輻射元件或其中之一部分連接。在另一實施例中，可調諧元件880可與多個天線(未展示)連接。可調諧元件880允許調諧及/或去諧該等天線中之一或多者，包括與對匹配網路810及/或825之調諧組合。
在一或多項實施例中，該等天線可係以將該等天線充分彼此隔離以便允許其將相當獨立且不相關之信號遞送至無線電之一方式放置之一天線群組。該等天線之放置係由其相對於彼此如何電表現(RF)而判定。天線之特定數目可變化。
在一項實施例中，通訊裝置800之天線可係一MIMO(多輸入及多輸出)系統之部分。多個天線可用於(諸如)透過切換或選擇技術來改良通訊，包括分析多個信號中之雜訊及選擇最適當之信號。該多個天線亦可與其中可將信號加在一起之組合技術(諸如，相等增益組合或最大比組合)一同使用。示範性實施例亦涵蓋用於利用來自多個天線之多個 信號之其他技術，包括可調整正利用的特定技術之動態系統，諸如選擇性地應用一切換技術及一組合技術。天線之特定位置可變化且可基於若干個因素來選擇，包括足夠緊密地接近而將RF能量彼此耦合。
通訊裝置800可包括若干個其他組件，諸如可調諧匹配網路，其可包括若干個組件(諸如，定向耦合器、感測器IC、偏壓控制及其他控制IC以及可調諧匹配網路)或以其他方式與該等組件耦合。除所展示之組件外或替代所展示之組件，可調諧匹配網路亦可包括各種其他組件，包括上文關於圖1至圖7所闡述之組件。此實例亦包括通訊裝置800之一收發器850，其包括用於多個天線805及820之多個接收器及/或傳輸器以用於分集接收之目的。
在一項實施例中，一第一可調諧匹配網路810可在輸入處耦合至傳輸/接收天線805且一第二可調諧匹配網路825可在輸入處耦合至分集接收天線820。可回應於頻帶、操作頻率、實體使用案例之改變及/或天線805及820與使用者或其他物件之接近之改變(其可影響由天線呈現至前端模組(FEM)860及收發器850之阻抗)而調整(例如，調諧)此等匹配網路810及825兩者以改良通訊裝置800之效能。在一項實施例中，可移除回饋線，諸如藉由使用FEM來適當地路由此等信號以執行此等量測(例如，避免濾除該等信號)。
可使用不同方法及/或組件來調整可調諧匹配網路810。在一項實施例中，一偵測器830可耦合至裝置800以便偵測 存在於至分集接收天線820之連接處之RF電壓。此點處之所接收功率位準可低於-50 dBm。某些偵測器(諸如，一個二極體偵測器或一對數放大器)通常可能不足以偵測此等位準。然而，由於在此示範性實施例中兩個天線805及820在同一裝置800中且彼此接近，因此其可內在地將RF能量自一個天線耦合至另一天線。雖然通訊裝置800不需要此耦合，但其存在可由示範性實施例用於調諧天線匹配網路之目的。在一項實例中，在確立傳輸頻率之分集匹配之調諧狀態之後，可將一預定關係或偏移應用於匹配網路825以便調整與接收器操作頻率之匹配。
通訊裝置800可包括用於判定或以其他方式量測參數以獲得所期望調諧之其他組件及組態。各種組態圖解說明於圖8B至圖8F中。圖8B圖解說明可調諧匹配網路與FEM之間的一電容性耦合組態。圖8C圖解說明可調諧匹配網路與FEM之間的一電阻性耦合以用於獲得所期望參數。在通訊裝置800之分集路徑中之FEM 860在傳輸頻率可係高度反射性的。此可形成一駐波且偵測器可處於一電壓最小值，從而致使對於圖8A及圖8B中所展示之電容性及電阻性耦合而言使偵測更困難。在圖8D中，可利用一定向耦合器來僅對正向功率進行取樣，此允許獲得所期望參數，而不管分集路徑中存在任何駐波。圖8E及圖8F利用偵測器，但對沿路徑之多個點進行取樣以避免在一電壓最小值進行取樣。
在一項實施例中，可類似於上文關於圖7A所闡述之技術來調諧傳輸/接收天線805上之可調諧匹配，但替代使用偵 測器815，可使用偵測器830來量測耦合至分集接收天線820之所傳輸RF功率之增加。如此，可自裝置800移除偵測器815(在圖8A中以斷線展示)，藉此降低成本及複雜性。因此，此實例將僅利用與天線中之一者(例如，分集接收天線820)耦合之一個偵測器(例如，偵測器830)且在無耦合至另一天線之另一偵測器之情形中調諧兩個天線。此實例依賴於在任何特定頻帶、頻率及使用案例兩個天線之間的一完全恆定耦合係數，且針對演算法之任何運算，此等各項可全部被視為恆定的。
在另一實施例中，在藉由演算法調整可調諧匹配網路810之後，亦可調整可調諧匹配網路825。藉由量測存在於偵測器830處之經耦合之所傳輸功率，可調整可調諧匹配網路825以增加在偵測器830處經歷之經耦合傳輸器功率。在一項實例中，在確立傳輸頻率之分集匹配之調諧狀態之後，可將一預定關係或偏移應用於匹配網路825以便調整與接收器操作頻率之匹配。舉例而言，可首先基於傳輸器導向度量而調整調諧電路且然後可應用一預定關係或偏移以針對傳輸器及接收器兩者之操作獲得一所期望調諧狀態。在另一實施例中，操作度量可係傳輸器反射損耗、傳輸器之輸出功率、電流汲取及/或傳輸器線性度中之一或多者。
舉例而言，在其中傳輸器及接收器以不同頻率操作但僅在其各別時槽(亦即，傳輸時槽及接收時槽)中操作之一分時多工(TDM)系統中，此可藉由識別傳輸器之一最佳調諧 且然後將一憑經驗導出之調整加至接收模式中之調諧電路來實現。作為另一實例，在其中傳輸器及接收器同時且以不同頻率操作之一分頻多工(FDM)系統中，此可藉由識別傳輸器之一目標操作且然後首先將調諧電路調整至傳輸器之目標值並然後調整該等值以逼近一經折衷值(其接近於接收器之一相等或所期望目標值)來實現。在一項實施例中，當自傳輸模式切換至接收模式時，可將一預定關係(例如，一偏移、按比例縮放因子、平移或者其他改變或修改)應用於對可變組件之調整。此平移可係當在傳輸時槽期間進行調整時獲得之值之一函數。然後可在返回至傳輸器模式後旋即移除該平移且重新開始調整程序。在一項實施例中，由於知曉傳輸信號與接收信號之間的任何頻率偏移，因此可在接收時槽期間將對匹配網路之設定之一調整或修改(呈一平移或某一其他函數之形式)應用於匹配網路。在另一實施例中，若傳輸與接收頻率相差較遠，則可以多個步驟來執行該調整。
在另一實施例中，可利用一優質因數，其不僅併入有傳輸度量，而且併入有用以獲得最佳傳輸器操作與最佳接收器操作之間的一折衷之一元素。此可藉由識別一目標操作目標(諸如，一所期望傳輸器及接收反射損耗)且然後識別係兩者之間的一緊密折衷之一操作設定來實現。此實施例因此可不僅將傳輸器度量而且將調諧電路設定或偏好併入至演算法中。可憑經驗識別該等調諧偏好以確保所期望操作。
在其中通訊裝置800針對接收操作採用天線分集但針對傳輸操作不採用天線分集之一項實施例中，天線820將僅接收。收發器可在天線805上傳輸且可在天線805及820兩者上接收。對於對分集天線上之可調諧匹配網路825之自適應閉環調諧，通訊裝置800可獲得指示接收頻率之可調諧匹配電路之效能之一度量。該度量可用以調諧匹配以調整接收頻率之效能。此可藉由使用收發器IC中之接收器量測所接收信號之位準來進行。此量測稱作RSSI，即所接收信號強度指示符。由於傳播頻道中之高度可變減損(諸如，衰落)，一RSSI量測可極具雜訊且不穩定。可使用求平均值來對此等變化進行濾波。然而，所必需之求平均值之量可使此一量測慢得驚人且不適合作為用於閉環天線調諧之回饋。
在此實施例中，傳輸信號適中地耦合至分集路徑中之可調諧匹配，此乃因主天線及分集天線位於同一通訊裝置上。在諸多情形中，主天線及分集天線可僅具有20 dB之隔離。存在於可調諧匹配825處之傳輸信號可係比存在於可調諧匹配網路825處之接收信號強得多且穩定得多之一信號。傳輸信號可用以進行可用於閉環調諧之可靠量測。
可使用偵測器830來量測傳輸信號。可將偵測器置於可調諧匹配與收發器之間。此實際上係可調諧匹配之輸出。在此實施例中對於此量測並非必需一定向耦合器，且可使用電容性或電阻性耦合，只要偵測器具有充足動態範圍即可。其他組件及組件之組態亦可用於參數偵測，諸如 McKinzie之第20090039976號美國專利公開案中所展示，包括將一多埠RF匹配網路與一雙工器一同用於在各埠當中進行信號路由，將一分壓器與一個二極體偵測器一同使用，使用使用一多極RF切換器之一電阻性分壓器，使用具有一串聯電容器串(其使得能夠分接至沿該串之各個節點中)之一分流RF分支，使用用於將一偏壓信號提供至一電抗元件之一偏壓驅動電路，等等。
在此實施例中，使一可調諧匹配之輸出電壓最大化可等效於使插入損耗最小化，且對於一無損網路而言其可等效於使不匹配損耗最小化。使用偵測器830之一替代方案係使用接收器自身(經調諧至傳輸頻率)來量測傳輸信號。此等係用於透過分集可調諧匹配來量測傳輸信號之幾種可行方法。本發明涵蓋其他形式之信號偵測。
將傳輸信號用於調諧之一複雜性可係其處於不同於接收信號之一頻率且分集路徑中之可調諧匹配之目的係調整接收頻率之效能。在一種示範性方法中，基於傳輸量測而針對接收效能調整可調諧匹配電路。在此示範性方法中，可使用關於傳輸信號之量測在傳輸頻率最佳化一可調諧匹配且然後可使用傳輸設定與接收設定之間的一預定關係來調整匹配電路以提供接收頻率之所期望效能。
在利用含有兩個可調諧電容器之一可調諧匹配網路之一項實施例中，在對傳輸信號之量測期間可僅應用一組調諧值，標記為(C1TX,C2TX)。可在傳輸時槽中間或僅僅在接收時槽期間應用另一組調諧值，標記為(C1RX,C2RX)，從 而允許在可用於監視其他基地台或其他網路之一時槽期間進行交替調諧。此實施例闡述兩個可調諧電容器，但此示範性實施例可應用於各種數目及類型之可調諧元件。在此實施例中，Rx調諧值係Tx調諧值之一函數。隨著Tx值貫穿反覆演算法而自適應地改變，Rx值亦將改變，從而以一預定關係追綜Tx值。若優質因數經設定以使Vout最大化，則Tx解可在(C1TXopt,C2TXopt)處收斂，且可使用與(C1RXopt,C2RXopt)之預定關係來適當地調整以達成所期望RX效能。
每次將可調諧匹配設定至(C1TX,C2TX)以便執行一Tx量測時，Rx頻率之效能可在應用(C1TX,C2TX)之時間期間降級。在此實施例中期望盡可能快地執行量測以使在量測期間由Tx調諧所導致之Rx降級最小化。在一項實施例中，可在少於該時間之百分之一內應用Tx值，同時仍達成充足收斂時間。
在一項實施例中，TX調諧解與RX調諧解之間的關係可取決於操作頻帶，且在接收器經調諧以監視一替代頻帶中之信號之情形中，則可在彼量測期間應用一替代調諧解(C1RX2,C2RX2)。
可採用用於控制調諧之另一示範性方法，其不需要在執行Tx量測時將可調諧電容器設定至針對傳輸最佳化之值。目的係以最佳化Rx效能之設定來操作調諧匹配網路。此等設定係在沿一特定方向遠離Tx最佳值一特定量之電容值處。可利用將在不需要首先尋找出Tx最佳值之情形中在電 容平面中尋找此位置之一演算法。Tx位準可基於若干個情況而改變，諸如根據收發器中之功率控制命令或根據供應電壓、溫度、組件公差等等之變化。在此實施例中，由於僅執行對調諧器之輸出RF電壓之量測，因此可能不能做出關於演算法係在Tx最佳值處還是遠離Tx最佳值一特定量之一判定(此乃因Tx位準正在改變)。此可防止使用簡單地將一特定Tx信號位準作為目標之一演算法。
可用於判定調諧匹配網路正相對於Tx最佳值在何處操作之一度量係利用Tx位準關於可調諧電容器(或其他類型之可調諧元件)之值或設定之斜率或導數。若(諸如)透過使用一對數偵測器判定在TX頻率存在於可調諧匹配之輸出處之RF電壓(Vout)，則一階導數係dVout/dC1及dVout/dC2。可使用兩個順序量測之有限差來計算此等導數。此等斜率將係可調諧電容器之一函數。此等斜率將並非係Tx信號之絕對功率位準之一函數，此乃因正在利用一對數偵測器。若不利用一對數偵測器或其等效物，則可在計算斜率之前計算Tx電壓之對數。藉由定義包括dVopt/dC1及dVopt/dC2之一優質因數，演算法可收斂至沿一特定方向遠離Tx最佳值一特定量之一解，在此情形中接近Rx最佳值。在此實施例中，一對數偵測器係具有一對數回應之一裝置。
在某些情形中，單獨指定斜率將不產生一唯一解(亦即，可存在多個解)。演算法可藉由將一PTC偏好加至優質因數來解析此情形。一可調諧匹配可具有滿足一Tx RL目標之諸多解且一PTC偏好可包括於優質因數中以識別不僅 滿足該Tx RL目標而且滿足一Rx效能目標之一解。類似地，一可調諧匹配可具有滿足一斜率準則之諸多解且一PTC偏好可包括於優質因數中以識別不僅滿足該斜率準則而且滿足一Rx效能目標之一解。
在單獨使用dVopt產生多個解之情形中，亦可使用二階導數來解析此等情形。舉例而言，可利用二階導數(d2Vopt/dC2dC1)，其係關於C1對dVopt/dC2求微分。指定dVopt/dC2及d2Vopt/dC2dC1可自多個解中識別正確或所期望Rx解。此示範性方法可包括基於RF電壓之導數及可變電容值而判定與RF電壓相關聯之導數資訊(例如，一個一階導數及/或一個二階導數及/或等等中之一或多者)，且使用該導數資訊來調諧可調諧匹配網路。
另一示範性實施例可使用分集路徑中之通訊裝置800之偵測器830作為回饋以調整主天線805上之可調諧匹配網路810。與主天線耦合之可調諧匹配網路810具有傳輸信號及接收信號兩者，且可針對Tx效能、Rx效能及雙工效能最佳化。針對Tx解，可使Vout最大化。針對Rx解及雙工解，dVopt可包括於優質因數中。可需要一PTC偏好來識別最佳Rx解，但不需要其來識別最佳雙工解、回波損耗、所接收功率、電流汲取或傳輸器線性度。
在一或多項示範性實施例中，優質因數可經建構以使得當其等於某一值或者經最小化或最大化時，達成所期望調諧器設定。可將優質因數與若干個不同最佳化演算法一同使用。舉例而言，可使用在電容器值之每個組合處評估優 質因數之一更詳盡方法。亦可利用其他合適演算法，包括一單工演算法、一個二進制搜尋演算法及/或一梯度演算法。
在另一實施例中，通訊裝置800可在不使用偵測器815及830之情形中調諧天線805及820。可使用數種不同方法來調整可調諧匹配網路810。在調整可調諧匹配網路810之後，可調整可調諧匹配網路825。藉由監視耦合至定向耦合器875之偵測器801，可判定分集匹配調諧狀態，其將可調諧匹配網路825調整至傳輸頻率。若假定兩個天線805與820之間的顯著耦合，且藉由當在傳輸期間調整分集接收天線820匹配時監視傳輸/接收匹配之回波損耗，可判定分集匹配調諧狀態，其將分集接收天線820調諧至傳輸頻率。此調諧狀態可使如在定向耦合器875處所量測之傳輸頻率之回波損耗最小化。在尋找出此調諧狀態之後，然後可針對接收頻率適當地調整(例如，偏移)可調諧匹配網路825。
在圖9中所繪示之另一實施例中，通訊裝置900包括用於調諧天線901之可調諧元件902。調諧可(諸如)基於頻率及/或使用案例而以一開環方式進行。可調整可調諧元件902以使得天線VSWR在可由可調諧匹配網路908適度地匹配之一範圍中。
可以一開環方式調整可調諧元件902以使一不需要之頻率之拒斥或衰減最大化，同時將基礎頻率之VSWR維持在可由可調諧匹配網路908適度地匹配之範圍中。該不需要 之頻率可係一諧波或一干擾者。可(諸如)基於自偵測器903及/或定位於匹配網路908與收發器909之間的定向耦合器905收集之操作參數而以一閉環方式調諧匹配網路908，定向耦合器905具有正向偵測器906及反向偵測器907。
在圖10中所繪示之另一實施例中，通訊裝置1000包括用於基於頻率及/或使用案例而以一開環方式調諧天線1001之可調諧元件1002。可調諧元件1002可經調諧以使得天線VSWR在可由可調諧匹配網路1008適度地匹配之範圍中，且天線上調諧可使一不需要之頻率之拒斥或衰減最大化，同時將基礎頻率之一VSWR維持在可由可調諧匹配網路1008適度地匹配之範圍中。可在不利用來自匹配網路與收發器1009中間之任何量測裝置之量測之情形中基於自偵測器1003搜集之度量而調諧可調諧匹配網路。
在圖11中所繪示之另一實施例中，通訊裝置1100包括用於以一閉環方式調諧天線1101同時亦以一閉環方式調諧匹配網路1108之可調諧元件1102。具有正向偵測器1106及反向偵測器1107之一定向耦合器1105可連接於匹配網路1108與一收發器1109之間以用於獲得用於執行對元件1102及匹配網路1108之閉環調諧之操作參數。在此實施例中可在不獲得來自接近於天線之一量測組件之量測之情形中執行調諧。
在圖12中所繪示之另一實施例中，通訊裝置1200包括用於基於將存在於偵測器1203處之RF電壓維持在關於傳輸功率之一預設範圍中而以一閉環方式調諧天線1201之可調諧 元件1202。此可確立在可由可調諧匹配網路1208適度地匹配之範圍中之一天線阻抗。可基於使用在匹配網路1208與收發器1209之間的定向耦合器1205獲得之操作參數而以一閉環方式調諧該匹配網路，定向耦合器1205具有與裝置1200耦合之正向偵測器1206及反向偵測器1207。
在圖13中所繪示之另一實施例中，通訊裝置1300包括用於基於在偵測器1303處獲得之RF電壓(諸如，將RF電壓維持在關於傳輸功率之一預設範圍中)而以一閉環方式調諧天線1301之可調諧元件1302。可在不獲得來自耦合於匹配網路1308與收發器1309之間的任何量測組件之量測之情形中基於使用偵測器1303所獲得之操作參數而以一閉環方式調諧匹配網路1308。
在圖14中所繪示之另一實施例中，通訊裝置1400包括用於藉由將使用具有正向偵測器1411及反向偵測器1412之定向耦合器1410所偵測到的天線VSWR置於一預設範圍中而以一閉環方式調諧天線1401之可調諧元件1402。此將確立在然後可由可調諧匹配網路1408適度地匹配之範圍中之一天線VSWR。在天線VSWR之可接受範圍內，可使用天線上元件1402之一調諧偏好來使解有偏向以達成一第二準則。可在Rx頻率及/或基於達成線性度而執行元件1402之匹配。可基於自定位於匹配網路1408與收發器1409之間的定向耦合器1405獲得之操作參數而以一閉環方式調諧該匹配網路，定向耦合器1405具有正向偵測器1406及反向偵測器1407。
在圖15中所繪示之另一實施例中，通訊裝置1500包括用於藉由將使用具有正向偵測器1511及反向偵測器1512之定向耦合器1510所偵測到的天線VSWR置於一預設範圍中而以一閉環方式調諧天線1501之可調諧元件1502。此將確立在然後可由可調諧匹配網路1508適度地匹配之範圍中之一天線VSWR。在天線VSWR之可接受範圍內，可使用天線上可調諧元件1502之一調諧偏好來使解有偏向以達成一第二準則。可在Rx頻率及/或基於達成線性度而執行元件1502之匹配。可在不獲得來自定位於匹配網路與收發器1509之間的任何量測組件之量測之情形中基於自接近於天線1501耦合之偵測器1503獲得之操作參數而以一閉環方式調諧匹配網路1508。
在圖16中所繪示之另一實施例中，通訊裝置1600包括：一天線1601，其包括涵蓋不同頻率範圍之兩個輻射元件；可調諧元件1602及可調諧元件1610，其用於調諧天線1601。可調諧元件1602可主要影響天線1601之一第一頻率範圍或頻帶且可調諧元件1610可主要影響天線1601之第二頻率範圍或頻帶。可基於頻率及/或使用案例而以一開環方式調整可調諧元件1602。可調諧元件1602可經調整以使得如根據偵測器1603之度量且借助傳輸器輸出功率之知識判定或以其他方式估計之天線VSWR係在可由可調諧匹配網路1608適度地匹配之一範圍中。可以一開環方式調整可調諧元件1610以使一不需要之頻率之拒斥或衰減最大化，同時將基礎頻率之一VSWR維持在可由可調諧匹配網路 1608適度地匹配之範圍中。該不需要之頻率可係(諸如)在高頻帶中之一諧波，而該等基礎(TX及RX)頻率可在低頻帶中。可利用自耦合於匹配網路1608與收發器1609之間的定向耦合器1605獲得之操作參數而以一閉環方式調諧該匹配網路，定向耦合器1605具有正向偵測器1606及反向偵測器1607。
另一實施例提供調諧一通訊裝置之天線中之一或多者。在一多天線系統中，簡單地使所有天線之空中效率最大化可能不能實現通訊系統之最佳總體效能。在某些例項中，一小型手機中之天線之間的隔離或解相關亦可係定義總體效能之一關鍵參數。考量兩個天線之效率及其之間的隔離之一控制方法可係有利的。舉例而言，在一天線分集系統中，天線可經調諧以便在不使任一天線之效率降級之情形中減小天線之間的耦合，或使效率最小程度地降級以使得增強總體系統效能。因此，甚至對於一手持式行動應用中之緊密間隔開之天線，亦可減小耦合或以其他方式將其保持為一最小值(儘管天線較接近)。亦可(諸如)在其中可同時存在多個輸出天線及多個輸入天線之一MIMO系統中最佳化除天線交叉耦合外之其他參數以改良系統之總體效能。
圖17繪示在圖1至圖16之裝置中之一或多者之部分中操作之一示範性方法1700。方法1700可與各種組態之通訊裝置(包括多天線裝置)一同利用。方法1700可藉由偵測透過使用量測組件(包括一偵測器及/或一定向耦合器)所獲得之 通訊裝置之一或多個參數(諸如，與傳輸相關聯之參數)而以步驟1702開始。量測組件之數目及定位可變化且可接近於天線及/或在一匹配網路與一收發器之間。
在步驟1704中，可判定是否存在多個天線上調諧元件。若存在一個以上此調諧元件，則在步驟1706中可基於在一操作頻率之一所期望VSWR而調諧與一(若干)輻射元件相關聯之調諧元件。在步驟1708中，可基於一不同因素(諸如，一不需要之頻率之一拒斥或衰減)而調諧與另一(若干)輻射元件相關聯之調諧元件。另一方面，若僅存在一個天線上調諧元件及/或調諧元件僅與天線之輻射元件中之一者連接，則方法1700可繼續進行至步驟1710，在步驟1710中使用一開環及/或閉環程序來調諧天線上調諧元件。開環程序可利用各種因素來判定調諧，包括使用案例、操作頻率、接近資訊、加速度計/位置資訊等等。閉環程序可利用各種因素來判定調諧，包括RF電壓、回波損耗、所接收功率、電流汲取及/或傳輸器線性度。
在步驟1712中，可利用匹配網路來執行調諧。對匹配網路之調諧可係一開環及/或閉環程序，包括使用上文關於可調諧天線上調諧元件之開環及閉環程序所闡述之因素中之一或多者。利用匹配網路之調諧之時序可變化，包括與對天線上調諧元件之調諧同時執行、在對天線上調諧元件之調諧之後執行及/或在對天線上調諧元件之調諧之前執行。方法1700可係調諧天線上調諧元件及/或匹配網路之一反覆程序。
在一項實施例中，可結合諸如圖18中所展示之查找表來執行對匹配網路之調諧。舉例而言，可以優質因數(FOM)之形式來定義一通訊裝置100之一或多個所期望效能特性，該通訊裝置可經調適以藉由以細微增量掃描一數學模型以尋找達成所期望FOM之一調諧狀態範圍來尋找關於所期望FOM之全域最佳效能。在一項實施例中，在操作期間可根據頻帶及/或使用案例來給查找表1800加索引(例如，藉由圖1之通訊裝置100之控制器106)。
根據前述說明，熟習此項技術者將顯而易見可在不背離下文所闡述之申請專利範圍範疇及精神之情形中修改、減少或增強前述實施例。舉例而言，偵測器830可包括用於分集天線以補償Rx濾波器之帶外阻抗之一定向耦合器，該濾波器可在饋線上形成一極高駐波且在線上之不可預測位置(包括天線之基極)處放置電壓零。
在另一實施例中，開環程序與閉環程序之組合可用於調諧天線之可調諧元件中之一或多者及/或匹配網路。舉例而言，可基於通訊系統之一操作參數而部分地藉助一閉環程序且基於通訊裝置之一使用案例及/或位置資訊而部分地藉助一開環程序來調諧天線之一可調諧元件。在另一實施例中，可在應用於一特定可調諧元件時交替或以其他方式配置對閉環及開環程序之使用，諸如首先應用一開環程序，但然後稍後應用一閉環程序，包括基於通訊裝置之操作參數而自一開環程序切換至一閉環程序。在另一實施例中，可(諸如)基於一查找表中所提供之一使用案例及/或基 於與通訊裝置相關聯之位置資訊而完全或部分地使用一開環程序來調諧匹配網路。
該等示範性實施例可(諸如)在天線上可調諧元件處及/或在匹配網路處採用開環調諧程序。使用案例可包括與通訊裝置相關聯之若干個不同狀態或狀況，諸如翻蓋、合蓋、滑進、滑出(例如，Qwerty或數字小鍵盤)、免持聽筒接通、免持聽筒關斷、免提操作、天線上調、天線下調、其他通訊模式接通或關斷(例如，藍芽/WiFi/GPS)、特定頻帶及/或傳輸或接收模式。使用案例可基於物件或表面接近偵測(例如，一使用者之手或一桌子)。其他環境效應可包括於開環程序中，諸如溫度、壓力、速度及/或高度效應。開環程序可計及(諸如)與一特定位置(例如，在一建築物中或在由建築物包圍之一城市中)相關聯之其他資訊以及超出範圍之一指示。該等示範性實施例可利用開環程序與閉環程序之組合，諸如基於一使用案例及一所量測操作參數(例如，由接近於天線之一偵測器量測及/或由匹配網路與收發器之間的一定向耦合器量測)兩者而調諧一可調諧元件。在其他實例中，該調諧可利用一個程序且然後切換至另一程序，諸如使用閉環調諧且然後基於與通訊裝置相關聯之特定因素而切換至開環調諧。使用案例可基於傳輸器功率位準設定及接收器所接收信號強度、電流汲取、加速度計方向/定向之知識及指示操作模式或使用案例之裝置(例如，一手機、平板電腦或其他無線通訊裝置)內可用之任何其他資訊。
在一項實施例中，低頻帶(LB)輻射元件及高頻帶(HB)輻射元件可與天線一同利用，其中基於與天線相關聯之一所期望電壓駐波比(VSWR)而調諧與LB輻射元件相關聯之至少一個可調諧元件，且其中基於一不同效能度量而調諧與HB輻射元件相關聯之至少另一可調諧元件。不同效能度量可基於一不期望頻率之衰減。作為一實例，該不期望頻率可係一諧波頻率或可與一干擾者相關聯。
本文中關於對一個可調諧元件之調諧所闡述之方法及/或組件亦可用於對其他可調諧元件之調諧。舉例而言，用於調諧匹配網路之導數資訊可用於對天線上可調諧元件之調諧。
其他合適修改可應用於本發明。因此，將讀者引導至申請專利範圍以獲得對本發明之廣度及範疇之一更全面理解。
圖19繪示呈一電腦系統1900之形式之一機器之一示範性圖示表示，在電腦系統1900內，一組指令在被執行時可致使該機器執行上文所論述之方法中之任何一或多者。在某些實施例中，該機器作為一獨立裝置操作。在某些實施例中，該機器可連接(例如，使用一網路)至其他機器。在一聯網部署中，該機器可在一伺服器-用戶端使用者網路環境中以一伺服器或一用戶端使用者機器之能力操作，或者在一同級間(或分散式)網路環境中作為一同級機器操作。
該機器可包含一伺服器電腦、一用戶端使用者電腦、一個人電腦(PC)、一平板PC、一膝上型電腦、一桌上型電 腦、一控制系統、一網路路由器、交換器或橋接器或者能夠執行指定欲由彼機器採取之動作之一組指令(順序的或以其他方式)之任何機器。將理解，本發明之一裝置廣泛地包括提供語音、視訊或資料通訊之任何電子裝置。此外，雖然圖解說明一單個機器，但亦應將術語「機器」視為包括個別地或聯合地執行一組(或多組)指令以執行本文中所論述之方法中之任何一或多者之任何機器集合。
電腦系統1900可包括一處理器1902(例如，一中央處理單元(CPU)、一圖形處理單元(GPU)，或兩者)、一主記憶體1904及一靜態記憶體1906，其經由一匯流排1908彼此通訊。電腦系統1900可進一步包括一視訊顯示單元1910(例如，一液晶顯示器(LCD)、一平坦面板、一固態顯示器或一陰極射線管(CRT))。電腦系統1900可包括一輸入裝置1912(例如，一鍵盤)、一游標控制裝置1914(例如，一滑鼠)、一磁碟機單元1916、一信號產生裝置1918(例如，一揚聲器或遠端控制件)及一網路介面裝置1920。
磁碟機單元1916可包括一機器可讀媒體1922，其上儲存有體現本文中所闡述之方法或功能(包括上文所圖解說明之彼等方法)中之任何一或多者之一或多組指令(例如，軟體1924)。在由電腦系統1900對指令1924之執行期間，指令1924亦可完全或至少部分地駐留於主記憶體1904、靜態記憶體1906內及/或處理器1902內。主記憶體1904及處理器1902亦可構成機器可讀媒體。
專用硬體實施方案(包括但不限於特殊應用積體電路、 可程式化邏輯陣列及其他硬體裝置)同樣可經建構以實施本文中所闡述之方法。可包括各項實施例之設備及系統之應用廣泛地包括各種電子及電腦系統。某些實施例在兩個或兩個以上特定互連硬體模組或裝置中實施功能(其中在模組之間傳遞及經由模組傳遞相關控制及資料信號)，或將功能實施為一特殊應用積體電路之部分。因此，實例性系統可應用於軟體、韌體及硬體實施方案。
根據本發明之各項實施例，本文中所闡述之方法意欲用於作為在一電腦處理器上運行之軟體程式操作。此外，軟體實施方案可包括但不限於分散式處理或組件/物件分散式處理，平行處理或虛擬機器處理亦可經建構以實施本文中所闡述之方法。
本發明涵蓋含有指令1924之一機器可讀媒體，或接收並執行來自一經傳播信號之指令1924以使得連接至一網路環境1926之一裝置可發送或接收語音、視訊或資料且使用指令1924而在網路1926上通訊之一機器可讀媒體。可進一步經由網路介面裝置1920在一網路1926上傳輸或接收指令1924。
雖然在一實例性實施例中將機器可讀媒體1922展示為一單個媒體，但應將術語「機器可讀媒體」視為包括儲存一或多組指令之一單個媒體或多個媒體(例如，一集中式或分散式資料庫及/或相關聯快取記憶體及伺服器)。亦應將術語「機器可讀媒體」視為包括能夠儲存、編碼或攜載供該機器執行且致使該機器執行本發明之方法中之任何一或 多者之一組指令之任何媒體。
因此應將術語「機器可讀媒體」視為包括但不限於：固態記憶體，諸如一記憶體卡或裝納一或多個唯讀(非揮發性)記憶體、隨機存取記憶體或其他可重寫(揮發性)記憶體之其他封裝；磁光或光學媒體，諸如一磁碟或磁帶；及/或電子郵件之一數位檔案附件或其他自含式資訊存檔或存檔組，其被視為等效於一有形儲存媒體之一散佈媒體。因此，將本發明視為包括一機器可讀媒體或一散佈媒體(如本文中所列)中之任何一或多者，且包括其中儲存有本文中之軟體實施方案之此項技術公認之等效物及後繼媒體。
儘管本說明書參考特定標準及協定而闡述實施於實施例中之組件及功能，但本發明不限於此等標準及協定。網際網路及其他封包交換式網路傳輸之標準(例如，TCP/IP、UDP/IP、HTML、HTTP)中之每一者表示技術發展水平之實例。此等標準週期性地被具有實質上相同功能之更快速或更高效之等效物取代。因此，將具有相同功能之取代標準及協定視為等效物。
對本文中所闡述之實施例之圖解意欲提供對各項實施例之結構之一大體理解，且其並非意欲用作對可利用本文中所闡述之結構之設備及系統之所有元件及特徵之一完整說明。熟習此項技術者在審閱以上說明後將易知諸多其他實施例。可利用其他實施例且可自該等實施例導出其他實施例，以使得可在不背離本發明範疇之情形中做出結構及邏輯替代及改變。各圖亦僅係表示性的且可能未按比例繪 製。其某些比例可能經放大，而其他可能經最小化。因此，應將說明書及圖式視為僅具有一說明性意義而非一限制性意義。
發明性標的物之此等實施例可在本文中個別地或共同地由術語「發明」指代，此僅係出於便利性之目的且並不意欲在事實上已揭示一個以上發明或發明性概念之情形中將本申請案之範疇自發地限制為任何單個發明或發明性概念。因此，儘管本文中已圖解說明及闡述了特定實施例，但應瞭解，旨在達成相同目的之任何配置皆可替代所展示之特定實施例。本發明意欲涵蓋各項實施例之任何及所有改動或變化。熟習此項技術者在審閱以上說明後將易知以上實施例之組合及本文中未具體闡述之其他實施例。
提供發明摘要係基於以下理解：其並非將用以解釋或限制申請專利範圍之範疇或含義。另外，在前述具體實施方式中，出於簡化本發明之目的，可見各種特徵被一起集合於一單項實施例中。本發明之此方法不應解釋為反映以下意圖：所主張之實施例需要比每一請求項中所明確陳述之特徵更多之特徵。而是，如以下專利申請範圍反映，發明性標的物在於少於一單個所揭示實施例之所有特徵。因此，將以下申請專利範圍併入至具體實施方式中，其中每一請求項獨立地作為一單獨主張之標的物。
100‧‧‧通訊裝置/裝置
102‧‧‧無線收發器/收發器
104‧‧‧使用者介面
106‧‧‧控制器
108‧‧‧可按下或觸敏小鍵盤/小鍵盤
110‧‧‧顯示器
114‧‧‧電源供應器
145‧‧‧天線
150‧‧‧天線上調諧元件
201‧‧‧放大器
202‧‧‧可調諧匹配網路
203‧‧‧放大器/前置放大器
204‧‧‧切換器/可調諧匹配網路
206‧‧‧阻抗負載/負載/天線
302‧‧‧控制電路
304‧‧‧DC轉DC轉換器
306‧‧‧數位轉類比轉換器
308‧‧‧緩衝器
310‧‧‧可調諧電抗元件
402‧‧‧控制電路
404‧‧‧可調諧電抗元件
502‧‧‧電感器
504‧‧‧可調諧電抗組件/可調諧電容器
506‧‧‧可調諧電抗組件/可調諧電容器
508‧‧‧可調諧電抗組件/可調諧電容器
602‧‧‧切換元件
700‧‧‧通訊裝置
701‧‧‧偵測器
702‧‧‧偵測器
725‧‧‧定向耦合器
740‧‧‧印刷電路板
741‧‧‧饋線
742‧‧‧電感器
743‧‧‧接地/彈簧觸點
750‧‧‧天線
755‧‧‧輻射元件
775‧‧‧可調諧匹配網路/匹配網路
779‧‧‧收發器
780‧‧‧可調諧元件/可調諧元件或裝置
800‧‧‧通訊裝置/裝置
801‧‧‧偵測器
805‧‧‧傳輸/接收天線/天線/主天線
810‧‧‧匹配網路/第一可調諧匹配網路/可調諧匹配網路
815‧‧‧偵測器
820‧‧‧分集接收天線/天線
825‧‧‧匹配網路/第二可調諧匹配網路/可調諧匹配網路/可調諧匹配
830‧‧‧偵測器
850‧‧‧收發器
860‧‧‧前端模組
875‧‧‧定向耦合器
880‧‧‧可調諧元件
900‧‧‧通訊裝置
901‧‧‧調諧天線
902‧‧‧可調諧元件
903‧‧‧偵測器
905‧‧‧定向耦合器
906‧‧‧正向偵測器
907‧‧‧反向偵測器
908‧‧‧可調諧匹配網路/匹配網路
909‧‧‧收發器
1000‧‧‧通訊裝置
1001‧‧‧天線
1002‧‧‧可調諧元件
1003‧‧‧偵測器
1008‧‧‧可調諧匹配網路
1009‧‧‧收發器
1100‧‧‧通訊裝置
1101‧‧‧天線
1102‧‧‧可調諧元件/元件
1105‧‧‧定向耦合器
1106‧‧‧正向偵測器
1107‧‧‧反向偵測器
1108‧‧‧匹配網路
1109‧‧‧收發器
1200‧‧‧通訊裝置/裝置
1201‧‧‧天線
1202‧‧‧可調諧元件
1203‧‧‧偵測器
1205‧‧‧定向耦合器
1206‧‧‧正向偵測器
1207‧‧‧反向偵測器
1208‧‧‧可調諧匹配網路/匹配網路
1209‧‧‧收發器
1300‧‧‧通訊裝置
1301‧‧‧天線
1302‧‧‧可調諧元件
1303‧‧‧偵測器
1308‧‧‧匹配網路
1309‧‧‧收發器
1400‧‧‧通訊裝置
1401‧‧‧天線
1402‧‧‧可調諧元件/天線上元件/元件
1405‧‧‧定向耦合器
1406‧‧‧正向偵測器
1407‧‧‧反向偵測器
1408‧‧‧可調諧匹配網路/匹配網路
1409‧‧‧收發器
1410‧‧‧定向耦合器
1411‧‧‧正向偵測器
1412‧‧‧反向偵測器
1500‧‧‧通訊裝置
1501‧‧‧天線
1502‧‧‧可調諧元件/元件
1503‧‧‧偵測器
1508‧‧‧可調諧匹配網路/匹配網路
1509‧‧‧收發器
1510‧‧‧定向耦合器
1511‧‧‧正向偵測器
1512‧‧‧反向偵測器
1600‧‧‧通訊裝置
1601‧‧‧天線
1602‧‧‧可調諧元件
1603‧‧‧偵測器
1605‧‧‧定向耦合器
1606‧‧‧正向偵測器
1607‧‧‧反向偵測器
1608‧‧‧可調諧匹配網路/匹配網路
1609‧‧‧收發器
1610‧‧‧可調諧元件
1800‧‧‧查找表
1900‧‧‧電腦系統
1902‧‧‧處理器
1904‧‧‧主記憶體
1906‧‧‧靜態記憶體
1908‧‧‧匯流排
1910‧‧‧視訊顯示單元
1912‧‧‧輸入裝置
1914‧‧‧游標控制裝置
1916‧‧‧磁碟機單元
1918‧‧‧信號產生裝置
1920‧‧‧網路介面裝置
1922‧‧‧機器可讀媒體
1924‧‧‧軟體/指令
1926‧‧‧網路環境/網路
圖1繪示一通訊裝置之一說明性實施例；圖2繪示圖1之通訊裝置之一收發器之一部分的一說明性 實施例；圖3至圖4繪示圖2之收發器之一可調諧匹配網路之說明性實施例；圖5至圖6繪示該可調諧匹配網路之一可調諧電抗元件之說明性實施例；圖7A繪示一通訊裝置之一部分之一說明性實施例；圖7B繪示一通訊裝置之另一部分之一說明性實施例；圖8A繪示一多天線通訊裝置之一部分之一說明性實施例；圖8B至圖8F繪示供與圖8A之實施例一同使用之組件及組態之說明性實施例；圖9至圖16繪示通訊裝置之部分之說明性實施例；圖17繪示在圖1至圖16之裝置中之一或多者之部分中操作之一示範性方法；圖18繪示由圖1至圖16之裝置中之一或多者及圖17之方法利用之一查找表之一說明性實施例；及圖19繪示呈一電腦系統之形式之一機器之一示範性圖示表示，在該電腦系統內，一組指令在被執行時可致使該機器執行本文中所揭示之方法中之任何一或多者。
100‧‧‧通訊裝置/裝置
102‧‧‧無線收發器/收發器
104‧‧‧使用者介面
106‧‧‧控制器
108‧‧‧可按下或觸敏小鍵盤/小鍵盤
110‧‧‧顯示器
114‧‧‧電源供應器
145‧‧‧天線
150‧‧‧天線上調諧元件

Claims (16)

  1. 一種調諧方法，其包含：藉由具有一處理器之一系統判定與包括該系統之一通訊裝置之一天線群組中之一或多個天線相關聯之天線效率資訊；藉由該系統判定與該天線群組中之該一或多個天線相關聯之天線隔離資訊；藉由該系統判定與該通訊裝置相關聯之一使用案例；及藉由該系統基於該天線效率資訊、該天線隔離資訊及該使用案例而調諧該通訊裝置之調諧元件，其中該使用案例與一查找表中提供之一所期望調諧狀態相關聯，其中該等調諧元件與該天線群組之至少一部分之一低頻帶(LB)輻射元件或一高頻帶(HB)輻射元件直接連接，其中基於一所期望電壓駐波比(VSWR)而調諧與該LB輻射元件相關聯之該等調諧元件中之至少一者，且其中基於一不期望頻率之衰減基於一效能度量而調諧與該HB輻射元件相關聯之該等調諧元件中之至少另一者，且其中該不期望頻率與一諧波頻率或一干擾者中之一者相關聯。
  2. 如請求項1之方法，其中該等調諧元件包括一電壓可調諧介電電容器。
  3. 如請求項1之方法，其中該通訊裝置包含一多輸入及多輸出(MIMO)系統，且其中由該MIMO系統利用該天線群組用於提供通訊服務。
  4. 如請求項1之方法，其中該使用案例包括翻蓋、合蓋、 滑進、滑出、免持聽筒接通、免持聽筒關斷、免提操作、天線上調、天線下調、短程通訊模式接通、全球定位系統接通中至少一者。
  5. 如請求項4之方法，其中該使用案例包含一耳機揚聲器狀況、一免持聽筒狀況、一頭戴式耳機狀況或一滑桿狀況中之至少一者。
  6. 如請求項4之方法，其中該使用案例包含自該通訊裝置之一加速度計或一接近偵測器中之至少一者獲得之位置資訊。
  7. 如請求項1之方法，其中將該等調諧元件耦合至該天線群組之一饋入點。
  8. 如請求項1之方法，其中對該等調諧元件之該調諧係基於該通訊裝置之一操作參數。
  9. 如請求項8之方法，其中使用一定向耦合器獲得該操作參數且在該通訊裝置之一收發器之傳輸期間獲得該該操作參數。
  10. 如請求項1之方法，其中該等調諧元件包括一半導體變容二極體、一微機電系統(MEMS)變容二極體、一MEMS切換電抗元件、一壓電組件或一半導體切換電抗元件中至少一者。
  11. 如請求項1之方法，其中對該等調諧元件之該調諧係基於與該通訊裝置之一所偵測RF電壓相關聯之導數資訊。
  12. 一種行動通訊裝置，其包含：一天線群組； 調諧元件；及一系統，其具有一處理器，其中該處理器判定與該行動通訊裝置之該天線群組中之一或多個天線相關聯之天線效率資訊，其中該系統判定與該天線群組中之該一或多個天線相關聯之天線隔離資訊，其中該系統判定與該行動通訊裝置相關聯之一使用案例；其中該系統基於該天線效率資訊、該天線隔離資訊及該使用案例而調諧該行動通訊裝置之該等調諧元件，其中該使用案例與一查找表中提供之一所期望調諧狀態相關聯，該等調諧元件與該天線群組之至少一部分之一低頻帶(LB)輻射元件或一高頻帶(HB)輻射元件直接連接，且其中基於一所期望電壓駐波比(VSWR)而調諧與該LB輻射元件相關聯之該等調諧元件中之至少一者，且其中基於一不期望頻率之衰減基於一效能度量而調諧與該HB輻射元件相關聯之該等調諧元件中之至少另一者，且其中該不期望頻率與一諧波頻率或一干擾者中之一者相關聯。
  13. 如請求項12之行動通訊裝置，其中該通訊裝置包含一多輸入及多輸出(MIMO)系統，且其中由該MIMO系統利用天線群組用於提供通訊服務。
  14. 如請求項12之行動通訊裝置，其中該等調諧元件耦合至該天線之一饋入點。
  15. 一種調諧系統，其包含：調諧元件；及 一控制器，其與該等調諧元件耦合，其中該控制器判定與一通訊裝置之一天線群組中之一或多個天線相關聯之天線效率資訊，其中該控制器判定與該天線群組中一或多個天線相關聯之天線隔離資訊，其中該控制器判定與該調諧系統相關聯之一使用案例，其中該控制器基於該天線效率資訊、該天線隔離資訊及該使用案例而針對該天線群組之至少一部分調諧該調諧系統之該等調諧元件，其中該使用案例與一查找表中提供之一所期望調諧狀態相關聯，該等調諧元件與該天線群組之至少一部分之一低頻帶(LB)輻射元件或一高頻帶(HB)輻射元件直接連接，且其中基於一所期望電壓駐波比(VSWR)而調諧與該LB輻射元件相關聯之該等調諧元件中之至少一者，且其中基於一不期望頻率之衰減基於一效能度量而調諧與該HB輻射元件相關聯之該等調諧元件中之至少另一者，且其中該不期望頻率與一諧波頻率或一干擾者中之一者相關聯。
  16. 如請求項15之調諧系統，其中該通訊裝置包含一多輸入及多輸出(MIMO)系統，且其中由該MIMO系統利用該天線群組用於提供通訊服務。
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