天線調(diào)諧電路的制作方法
【專利摘要】公開了一種用于調(diào)諧阻抗網(wǎng)絡(luò)以得到最佳信號強(qiáng)度的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：測試音調(diào)發(fā)生器；射頻(RF)接收機(jī)；與所述RF接收機(jī)耦合的接收信號強(qiáng)度指示器(RSSI)；以及與RSSI耦合的控制器?？刂破鞅慌渲脼榛谟伤鯮SSI測量的RSSI值輸出控制信號。
【專利說明】
天線調(diào)諧電路
【背景技術(shù)】
[0001]天線用于無線發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中。在設(shè)計(jì)和制造階段期間，對這些天線進(jìn)行調(diào)諧以獲得最佳性能。然而，環(huán)境的改變以及例如設(shè)備與干擾物體的接近度的其他外部因素可能導(dǎo)致非最佳的信號接收和發(fā)送操作。為了當(dāng)無線設(shè)備處于現(xiàn)場使用時(shí)調(diào)諧天線，有必要測量阻抗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分用來用簡單形式引入將在以下【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的一些概念。本
【發(fā)明內(nèi)容】
不意圖標(biāo)明所請求保護(hù)主題的關(guān)鍵特征或基本特征，也不意圖用于限制所請求保護(hù)主題的范圍。
[0003]在一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種用于調(diào)諧阻抗網(wǎng)絡(luò)以得到最佳信號強(qiáng)度的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括:測試音調(diào)發(fā)生器;射頻(RF)接收機(jī);與所述RF接收機(jī)耦合的接收信號強(qiáng)度指示器(RSSI);以及與所述RSSI耦合的控制器?？刂破鞅慌渲脼榛谟伤鯮SSI測量的RSSI值輸出控制信號。系統(tǒng)還包括與所述控制器耦合的控制總線。所述控制總線適于與包括至少一個(gè)可變電容器的可調(diào)諧匹配電路耦合。在一些實(shí)施例中，所述至少一個(gè)可變電容器與所述控制器一起構(gòu)造于集成電路內(nèi)。
[0004]所述RF接收機(jī)適于接收來自所述可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)的信號。所述可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)可變組件，并且所述可調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)被配置為基于所述控制信號改變所述多個(gè)可變組件中的一個(gè)或更多個(gè)可變組件的值。
[0005]系統(tǒng)還包括與所述控制器耦合的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。所述DAC適用于與變?nèi)荻O管(varicap)耦合，并基于來自所述控制器的驅(qū)動信號引起變?nèi)荻O管的電容發(fā)生改變。系統(tǒng)可以包括用于在接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間切換阻抗調(diào)諧模式的開關(guān)。
【附圖說明】
[0006]依據(jù)實(shí)施例的本發(fā)明特定的描述和以上
【發(fā)明內(nèi)容】
，可以詳細(xì)地理解本發(fā)明以上所記載的特征的方式，一些實(shí)施例在附圖中示出。將注意的是，附圖只示出了本發(fā)明典型的實(shí)施例，因此不被認(rèn)為對范圍的限定，因?yàn)楸景l(fā)明可能具有其他同樣有效的實(shí)施例。所主張的主題的優(yōu)點(diǎn)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本說明書和附圖的基礎(chǔ)上是顯而易見的，附圖中的標(biāo)記數(shù)字被用于表示如元件，其中:
[0007]圖1是根據(jù)本公開的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的用于調(diào)諧外部連接的天線的示例電路的描述；
[0008]圖2示出了根據(jù)本公開的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的可調(diào)諧匹配電路的示意圖；
[0009]圖3示出了根據(jù)本公開的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的用于使用可變電容器調(diào)諧天線的電路；
[0010]圖4示出了根據(jù)本公開的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的用于使用幅度和相位測量調(diào)諧天線的系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0011]為了不模糊本公開，在附圖中未示出并且本文中未討論一些熟知的組件。這些組件、方法和用途是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的公知常識。
[0012]圖1示出了包括被設(shè)計(jì)為與天線118相接的集成電路(IC)IlO的無線設(shè)備100的示意部分。IC 110包括測試音調(diào)發(fā)生器102，測試音調(diào)發(fā)生器102被配置為生成具有所選特性(例如頻率和幅度)的射頻(RF)信號。IC 110還包括接收信號強(qiáng)度指示器(RSSI)106模塊，以測量由RX輸入模塊104接收并處理的RF輸入的強(qiáng)度。RX輸入模塊104被配置為從天線118接收RF信號。天線118與可調(diào)諧匹配電路114耦合?？烧{(diào)諧匹配電路114可以包括一個(gè)或更多個(gè)電阻器、電容器和電感器。在一些實(shí)施例中，可調(diào)諧匹配電路114可以僅包括電阻器和電容器。至少一些電容器可以是可以被控制以提供不同電容值的可變電容器。類似地，在一些實(shí)施例中，至少一些電阻器可以是能夠基于控制信號提供不同電阻值的可變電阻器。
[0013]測試音調(diào)發(fā)生器102經(jīng)由高阻抗組件116與天線118耦合。在一些實(shí)施例中，高阻抗組件116的值可以在I千歐至2千歐的范圍內(nèi)。在其他實(shí)施例中，高阻抗組件116的值可能足夠高，使得高阻抗組件116的存在不顯著可測量地改變天線118或可調(diào)諧匹配電路114的整體阻抗。例如，通常將天線的阻抗設(shè)計(jì)為在40至800歐的范圍內(nèi)。在該示例中，高阻抗組件116不應(yīng)當(dāng)將天線118的阻抗或可調(diào)諧匹配電路的阻抗改變超過20歐或在另一示例中超過大約20%。典型地，音調(diào)發(fā)生器102被配置為產(chǎn)生具有處于無線設(shè)備100被設(shè)計(jì)操作的相同頻帶中的頻率的RF信號。
[0014]IC 110還包括控制器108。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器108是基于測量RSSI的值產(chǎn)生控制信號并被配置為經(jīng)由控制總線112向可調(diào)諧匹配電路114發(fā)送控制信號的數(shù)字電路。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器108可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，以將測量的RSSI值轉(zhuǎn)換為數(shù)字字(digitalWord)(例如控制信號)。在其他實(shí)施例中，控制器108可以是能夠通過編程指令操作的可編程組件。控制信號被限定為根據(jù)測量的RSSI來改變可調(diào)諧匹配電路的阻抗。
[0015]在一個(gè)示例中，當(dāng)通過控制信號改變可調(diào)諧匹配電路114的阻抗時(shí)，控制器108在反饋環(huán)路中工作，在反饋環(huán)路中，控制器108繼續(xù)產(chǎn)生控制信號，以改變可調(diào)諧匹配電路的阻抗，直至達(dá)到RSSI的最高值為止。在一個(gè)示例中，控制器108至少臨時(shí)地存儲所測量的RSSI值，并比較新近測量的RSSI值與之前接收的RSSI值，并且如果新接收的RSSI值比之前接收的RSSI值高，則用新接收的RSSI值替換所存儲的值。在校準(zhǔn)模式中(校準(zhǔn)模式可以在預(yù)定常規(guī)間隔處觸發(fā)或可以由無線設(shè)備100的用戶觸發(fā))，測試音調(diào)發(fā)生器102將RF信號引入到高阻抗組件116，并激活控制器108以基于測量的RSSI產(chǎn)生控制信號。在一些實(shí)施例中，不包括測試音調(diào)發(fā)生器102和高阻抗組件116，并且控制器108連續(xù)地或在所選間隔處接收測量的RSSI值，比較接收的RSSI值與之前接收的RSSI值，并且如果發(fā)現(xiàn)之前接收的RSSI值更高，則嘗試調(diào)諧可調(diào)諧匹配電路114以嘗試增加RSSI。
[0016]在一個(gè)示例中，控制器108可以是基于RSSI讀數(shù)產(chǎn)生與RSSI讀數(shù)相對應(yīng)的數(shù)字輸出的數(shù)字電路。在另一示例中，可以用處理器可執(zhí)行的軟件來實(shí)現(xiàn)控制器108。
[0017]應(yīng)當(dāng)注意的是，阻抗匹配對于級與級之間的最佳可能能量轉(zhuǎn)移是必要的。典型地，在天線與內(nèi)部電路之間使用匹配網(wǎng)絡(luò)電路，以在內(nèi)部電路(例如接收機(jī)或發(fā)射機(jī))與天線之間提供阻抗匹配。
[0018]圖2示出了一個(gè)示例中的可調(diào)諧匹配電路114。應(yīng)當(dāng)注意到，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，可以不同地設(shè)計(jì)可調(diào)諧匹配電路114，只要可調(diào)諧匹配電路114基于控制信號提供不同的阻抗即可。可調(diào)諧匹配電路114可以包括可變電容器130、變?nèi)荻O管(未示出)、可變電阻器132和可變電感器(未示出)的至少一個(gè)。在另一實(shí)施例中，可以使用非可變組件。這些非可變組件可以經(jīng)由被配置為通過控制信號操作的開關(guān)而耦合在一起。基于控制信號，開關(guān)中的一些可以斷開，并且一些可以閉合，由此引入電阻、電容和電感的至少一個(gè)的不同值，進(jìn)一步由此提供可變阻抗組件。變?nèi)荻O管是具有隨反向電容增加而降低它的電容的特性的特殊類型的二極管。在一些示例中，多個(gè)變?nèi)荻O管可以基于對所需電容變化范圍的需要來使用。
[0019]在某一示例中，僅改變特征之一(例如電容)可能就足夠了。在其他示例中，可能有必要改變多于一個(gè)特征，例如可調(diào)諧匹配電路114中的電容和電感。
[0020]圖3示出了根據(jù)本公開的另一實(shí)施例的包括IC110的無線設(shè)備100的部分的示意圖。在該示例中，IC 110包括一些IC 110內(nèi)的可變組件(例如，可變電容器144) <JC 110還包括經(jīng)由電阻器148與變?nèi)荻O管142耦合的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)140?？梢酝ㄟ^控制器108來控制諸如可變電容器144的可變組件，控制器108基于RSSI模塊106的輸出來輸出控制信號。該示例中的設(shè)計(jì)提供了以下優(yōu)點(diǎn):可以在IC 110內(nèi)構(gòu)造可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)114的至少一些部分，由此簡化無線系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)。
[0021]作為一個(gè)示例，控制器108可以基于RSSI讀數(shù)改變電容器144的值。備選地或附加地，控制器108還可以向DAC 140中輸入一個(gè)值，以使得DAC 140輸出不同的電壓。由于DAC140的輸出被施加至變?nèi)荻O管142，所以變?nèi)荻O管142的電容改變。變?nèi)荻O管142可以通過另一電阻器152與另一可變電容器耦合。
[0022]在一個(gè)示例中，控制器108被配置為在一個(gè)方向上輕微地改變可變組件的值，以通過反饋環(huán)路快速確定RSSI讀數(shù)是否在增加。如果RSSI讀數(shù)繼續(xù)增加，則控制器108在RSSI值開始減小時(shí)停止改變可變值。然而，一旦可變值稍有改變，如果RSSI讀數(shù)下降，則控制器108開始在其他方向上改變可變值。應(yīng)當(dāng)注意的是，通常將可變值改變?yōu)镽SSI不是線性關(guān)系，原因在于RSSI讀數(shù)可能初始地上升，而如果該值繼續(xù)在同一方向上改變，則在某一點(diǎn)處RSSI讀數(shù)將開始減小。控制器108可以首先改變一個(gè)組件的值以獲得最大RSSI，并然后開始改變另一可變組件的值，以通過改變第一可變組件值來實(shí)現(xiàn)比前一最大RSSI更高的另一最大RSS10
[0023]IC 110還可以包括開關(guān)150，以切換接收機(jī)和發(fā)射機(jī)模式之間的調(diào)諧。在接收機(jī)路徑中，為了過濾掉不想要的頻率，可以在一個(gè)示例中采用表面聲波(SAW)過濾器146 AAW過濾器是被用于過濾掉不想要的頻率的半導(dǎo)體器件。通常，SAW過濾器使用壓電效應(yīng)將輸入信號變?yōu)檎駝樱稣駝釉谄谕l率范圍內(nèi)被變回電信號。
[0024]應(yīng)當(dāng)注意的是，圖3中所示的結(jié)構(gòu)僅僅是示例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不偏離本公開的意圖的情況下，可以重新布置、添加或移除其中所示的一些組件。例如，在一些實(shí)施例中，電阻器148可以與可變電容器144耦合，中間沒有其他電阻器。
[0025]圖4示出了另一實(shí)施例中的IC110的示意圖。在該實(shí)施例中，使用多個(gè)混頻器252、258、262。頻率混頻器是根據(jù)向其施加的兩個(gè)信號來創(chuàng)建新頻率的非線性電子電路。上混頻器252將參考信號(fref)250和本地振蕩器254的輸出作為輸入，以產(chǎn)生作為本地振蕩器254的輸出的頻率與frrf 250之差的fblst信號。通過緩沖器256(或放大器)，fblst被輸入到通過阻抗組件116的接收機(jī)路徑中。通過可調(diào)諧匹配電路114和低噪聲放大器260對fblst進(jìn)行濾波，并將其輸入到下混頻器258中。下混頻器258的另一輸入是本地振蕩器254的輸出。下混頻器258的輸出被輸入到另一混頻器262中。混頻器262的第二輸入是fref。在混頻器262的輸出處測量幅度/相位?？刂破?08接收幅度/相位讀數(shù)并基于那些讀數(shù)產(chǎn)生控制信號。經(jīng)由控制總線112將控制信號發(fā)送給可調(diào)諧匹配電路114?；诳刂菩盘枺淖兛烧{(diào)諧匹配電路的阻抗。如上所述，可以通過改變可調(diào)諧匹配電路114中的可變電容器、電阻器和電感器的一個(gè)或更多個(gè)來改變可調(diào)諧匹配電路114的整體阻抗。控制信號生成為，使得可變組件(例如可變電容器)的值稍有改變，以確定幅度/相位的值是否增加。如果該值增加，則在初始完成的相同方向上改變可變值。如果幅度/相位的值在可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)114中以可變組件的輕微的改變下降，則可變組件的值的改變被反向。通過在可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)114中改變一個(gè)或更多個(gè)可變組件獲得幅度/相位的最優(yōu)值。如以上討論中顯而易見的，可調(diào)諧匹配電路114阻抗的改變導(dǎo)致幅度/相位的改變，由此創(chuàng)建反饋環(huán)路，并且控制器108可以使用該反饋環(huán)路確定可調(diào)諧匹配電路114的最優(yōu)調(diào)諧。在一個(gè)示例中，如果fref是IMHz，并且本地振蕩器輸出是901MHz，fbist將是900MHz?？梢曰谄渲幸褂肐C 110的無線設(shè)備的實(shí)際頻帶選擇這些頻率。
[0026]在描述主題(具體地在以下權(quán)利要求的上下文中)的上下文中使用術(shù)語“一”、“一個(gè)”、“該”以及類似引用，其應(yīng)被解釋為包括單數(shù)和復(fù)數(shù)，除非另有指示或與上下文明顯矛盾。除非另有指示，本文所述的數(shù)值范圍僅旨在用作對落入該范圍內(nèi)的每個(gè)單值的單獨(dú)引用的速記方法，并且每個(gè)單值都包含在說明書中，如同其在本文中單獨(dú)列舉一樣此外，以上描述僅用于說明目的，而不是為了限制目的，所尋求的保護(hù)范圍由下文闡述的權(quán)利要求連同其享有任何等同物來限定。本文所提供的任何和全部示例或示例性語言的使用，僅旨在更好地說明主題，并且不對主題的范圍造成限制，除非另有請求。權(quán)利要求和書面說明書中對術(shù)語“基于”等的使用，指示用于得出一個(gè)結(jié)果的條件，并不排斥得出該結(jié)果的任何其他條件。說明書中的任何語言不應(yīng)被解釋為將任何非請求單元指示為實(shí)施請求保護(hù)的發(fā)明所必需的。說明書中的任何語言不應(yīng)被解釋為將任何非請求單元指示為實(shí)施請求保護(hù)的發(fā)明所必需的。
[0027]本文描述了優(yōu)選實(shí)施例，其包括發(fā)明人已知的用于執(zhí)行要求保護(hù)的主題的最佳方式。當(dāng)然，這些優(yōu)選實(shí)施例的變化對閱讀了上述說明的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是明顯的。發(fā)明人預(yù)料到本領(lǐng)域技術(shù)人員會適當(dāng)?shù)厥褂眠@種變形，并且發(fā)明人旨在涵蓋以除了本文具體描述的方式之外的方式實(shí)踐要求保護(hù)的主題。因此，所主張的主題包括權(quán)利要求所記載的主題的所有修改及其相當(dāng)是其適用法律允許的。此外，還包括上述單元在其所有可能變化中的任何組合，除非此另有指示或另外與上下文明顯矛盾。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于為了最優(yōu)信號強(qiáng)度調(diào)諧阻抗網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 測試音調(diào)發(fā)生器； 射頻(RF)接收機(jī)； 接收信號強(qiáng)度指示器(RSSI )，與所述RF接收機(jī)耦合；以及 控制器，與所述RSSI耦合，其中，所述控制器被配置為基于由所述RSSI測量的RSSI值輸出控制信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括:控制總線，與所述控制器耦合。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述控制總線適于與包括至少一個(gè)可變電容器的可調(diào)諧匹配電路耦合。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)可變電容器與所述控制器一起構(gòu)造于集成電路內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述RF接收機(jī)適于接收來自所述可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)的信號。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)可變組件，并且所述可調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)被配置為基于所述控制信號改變所述多個(gè)可變組件中的一個(gè)或更多個(gè)可變組件的值。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括:數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，與所述控制器耦合。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述DAC適于與變?nèi)荻O管耦合，并基于來自所述控制器的驅(qū)動信號引起變?nèi)荻O管的電容發(fā)生改變。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括:開關(guān)，用于在接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間切換阻抗調(diào)諧模式。
【文檔編號】H04B1/18GK105978589SQ201610058701
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年1月28日
【發(fā)明人】安東·薩爾菲納
【申請人】恩智浦有限公司