可重新配置多带天线解耦网络的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请一般涉及天线解耦网络。
[0002] 置量
[0003] 移动计算设备在近些年已被广泛采用。先前主要由个人计算机执行的许多功能， 诸如web浏览、流传输、以及媒体的上传/下载现在常在移动设备上执行。消费者不断要求 具有增强的计算能力和更快的数据速率来实现这些任务的更小、更轻的设备。
[0004] 许多移动设备包括多个天线来提供满足消费者对上传和下载速度的日益增长的 要求的数据速率。将多个天线集成到小型设备（诸如移动电话或平板）带来了各天线间电 磁耦合的可能性。这种电磁耦合具有许多缺点。例如，因为从一个天线辐射的信号能量被 另一设备天线接收而不是朝预期目标辐射，所以减小了系统效率。当天线在相同或类似频 带操作时，各天线间的耦合变得更有问题。
[0005] 解耦网络已被用于将各天线彼此解耦。通常，因为所传送的信号是已知的，所以所 传送信号的异相版本可被馈送到该所传送信号电磁耦合至的其他天线。这带来了将各天线 解親的相消干涉（destructive interference) 〇
[0006] 然而，传统解耦网络具有若干重大缺点。例如，传统解耦网络在单一频率操作。这 妨碍了具有在多个频带操作的天线的设备对于所有这多个频带同时解耦。此外，用于解耦 的异相信号传统上是使用提供所需结构条件的传输线长度来创建的。创建解耦条件所必需 的传输线长度是依赖于频率的，这不仅将解耦网络限制在一个操作频率，而且对于较小型 设计中的更低频率带来了空间影响。
【发明内容】
[0007] 本文描述的实施例涉及可重配置多带天线解耦网络。使用本文描述的系统，两个 附近的天线可在多个频带处被解耦。在一个实施例中，多带解耦网络连接至两个或更多天 线并且可重新配置以在多个不同通信频带处解耦该两个或更多天线。该多带解耦网络包括 多个集总组件。
[0008] 在一些实施例中，该多带解耦网络包括一个或多个可调谐集总组件并且可通过调 谐该一个或多个可调谐集总组件被重新配置以在多个不同通信频带处解耦两个或更多天 线。
[0009] 在其他实施例中，该多带解耦网络是pi型网络，其中提供电抗的第一元件连接至 第一天线。提供电抗的第二元件连接至第二天线。提供电纳的第三元件连接在该第一元件 和第二元件的与该第一和第二天线相对的末端之间。
[0010] 提供本概要从而以简要形式引入将在下面具体实施例中进一步描述的概念的选 择。本概要不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用来限制所要 求保护的主题的范围。
[0011] 参考附图阅读以下详细描述，将更清楚本主题的前述和其他目标、特征和优点。
[0012] 附图简沐
[0013] 图1是解说具有多带解耦网络的示例性系统的框图。
[0014] 图2是解说具有两个匹配网络和"pi"型多带解耦网络的示例性系统的框图。
[0015] 图3是示出pi型多带解耦网络元件的S21复合面的图，所述元件包括用于在每个 象限中实现S 21值的解耦的集总组件。
[0016] 图4A-4D解说示例性pi型多带解耦网络元件，每个元件包括谐振器。
[0017] 图5解说示例性pi型多带解親网络元件，每个元件包括切换集总组件（switched lumped component)〇
[0018] 图6A-6D解说示例性pi型多带解耦网络元件，每个元件包括可调谐谐振器。
[0019] 图7解说示例性pi型多带解耦网络元件，每个元件包括包含一个可调谐集总组件 的切换集总组件。
[0020] 图8A-8C解说示例性Pi型多带解耦网络元件，其中所述元件中的至少一些包括被 用作电抗式元件的传输线片段。
[0021] 图9是经测试pi型多带解耦网络的图。
[0022] 图10是具有多个天线和多带解耦网络的示例性移动电话的图。
[0023] 图11是解说用于所公开的各实施例中的任一实施例的合适的实现环境的一般示 例的图。
【具体实施方式】
[0024] 本文描述的实施例提供了可重新配置多带天线解耦网络。使用本文描述的系统， 紧密间隔的天线可被解耦。如果两个天线是同一系统（例如，移动设备）的一部分，则此类 耦合经常是不期望的。对于紧密间隔的天线，天线的紧邻不足以仅通过距离将各天线解耦。 相反，不期望的耦合可通过使用解耦网络来解决。如本文使用的"紧密间隔"是指天线靠得 足够近以使得由一个天线传送的信号的一部分被电磁耦合到另一天线，所述耦合显著到足 以在不使用解耦网络的情况下不利地影响任一天线的性能。以下参考图1-11详细描述各 实施例。
[0025] 图1解说示例性系统100。系统100包括紧密间隔的天线102和104。多带解耦 网络106将天线102和104解耦并且连接于天线102和104和连接器108和110之间。连 接器108和110经由多带解耦网络106将通信系统112连接至天线102和104。通信系统 112在本申请的范围之外，但是可包括各种硬件和/或软件组件，例如，所述硬件和/或软件 组件生成用于由天线102和104传送的信号或处理由天线102和104接收的信号。在一些 实施例中，系统1〇〇(包括通信系统112)是移动设备（诸如移动电话、智能电话或平板计算 机）的一部分。
[0026] 在一些实施例中，天线102和104能够既接收又传送信号。所接收信号通过连接 器108和110被传达至通信系统112,而所传送信号被通过连接器108和110从通信系统传 达至天线102和104。
[0027] 多带解耦网络106能被重新配置以在多个不同的通信频带处解耦天线102和104。 多带解耦网络106通过将所传送信号的异相版本发送给没有正在传送的天线而将天线102 和104解耦。例如，如果通过连接器108将信号提供至天线102,则该信号的异相版本被提 供至天线104以产生相消干涉并消除天线102和天线104之间的耦合。
[0028] 在一些实施例中，天线102和104被设计成在多个不同的通信频带处操作。例如， 在诸如4G LTE通信等通信标准中，可使用多达40或更多的不同通信频带。在一个实施例 中，天线102和104被设计成在约4到12个不同的通信频带之间通信。因为其是"多带" 的，所以多带解耦网络106能够在多个不同通信频带处解耦天线102和104,而传统解耦网 络一般仅在单一频带处解耦。
[0029] 多带解耦网络106包括多个集总组件（未示出），所述多个集总组件包括电容器和 /或电感器。如本文使用的"集总组件"是分立组件并且可具有指定值或者可以是在一值范 围内可调节或"可调谐"的。集总组件的示例包括小而不贵的表面安装组件（SMC，也被称为 表面安装器件，SMD)。在本申请中不将传输线片段认为是"集总组件"。
[0030] 多带解耦网络106通过提供电抗和/或电纳来产生异相信号。电抗和电纳由下式 定义：
[0031] Z = R+jX (1)
[0032] Y = G+jB (2)
[0033] 如式1和2中所示，阻抗Z和导纳（admittance) Y既有实分量也有虚分量。阻抗 等于实电阻R和虚电抗jX之和（式1)。导纳等于实电导G和虚电纳jB之和（式2)。导 纳是阻抗的逆。电抗和电纳可使用电容器和电感器来提供。诸如同轴电缆、微带、带线、以 及其他传输线等传输线的片段也可提供电抗和电纳的组合。
[0034] 在一些实施例中，多带解耦网络106中的所述多个集总组件中的一个或多个是可 调谐的，并且多带解耦网络106可重新配置以通过调谐该一个或多个可调谐集总组件来在 多个不同通信频带处解耦天线102和104。可调谐组件（诸如可调谐电容器和可调谐电感 器）允许选择不同的电容/电感值，这进而改变可调谐组件的电抗或电纳并且调节多带解 耦网络106解耦天线102和104的通信频带。在一些实施例中，多带解耦网络106包括使 用该一个或多个可调谐集总组件中的至少一个形成的至少一个可调谐谐振器。
[0035] 在其他实施例中，多带解耦网络106可通过至少一个开关重新配置，该至少一个 开关将该多个集总组件中的至少一个切换进或切换出至天线102或104的信号路径。切换 进/出两个不同的集总组件例如允许在与由这两个不同的组件提供的电抗相对应的两个 不同通信频带处解親天线102和104。如果具有使用更高输出掷数（output throws)的开 关，则可在附加不同通信频带处解耦天线102和104。如果使用至少一个可调谐集总组件， 则天线102和104可在进而更多的不同通信频带处被解耦。
[0036] 在一些实施例中，天线102和104的解耦基本上是使用该多个集总组件实现的，而 不是用由传输线提供的电抗或电纳来促进解耦。在其他实施例中，多带解耦网络106可包 括被用作电抗式元件的至少一个传输线片段。传输线片段将S21频率无关复数值在复平面 (该复平面如图3中所示）中沿同心圆移动。角度移动量将取决于操作频率（更高的频率 比更低的频率经历更高的角度移动量）。如果传输线长度被恰适设计，则要解耦