通过分集天线的有源解调提高天线效率的制作方法
【专利说明】
[0001]发明的背景
技术领域
[0002]本发明的实施例一般性地涉及具有反馈系统的设备，例如手机，所述反馈系统补偿在手机被握在手中或者靠近使用者头部时发生的电容变化。
【背景技术】
[0003]蜂窝电话、例如移动电话具有使日常生活更轻松的许多令人满意的功能。例如，移动电话能够接收电子邮件、文本消息和供终端用户使用的其他数据。此外，移动电话能够从移动电话发送电子邮件、文本消息和其它数据。移动电话通常在由各手机运营商中的任一个提供的无线网络上工作。发送到移动电话和从其发送的数据要求移动电话在越来越多数量的频率下工作，以支持移动电话的所有部件和天线。
[0004]3G和4G蜂窝电话系统要求多输入多输出(MHTO)天线的分集。因此同时存在至少两个天线在相同频率下工作。在移动数据平台中，例如智能电话、平板电脑、便携式个人热点和笔记本电脑中，没有足够的空间来物理地分离天线。在这些小平台中，天线系统由于天线之间的互耦而遭受效率降低。在过去，已经通过解调副天线以使其从主天线解耦来处理效率降低。对副天线解耦在主天线和副天线固定的情况下是有效的，但是在主天线和副天线能够交换的现代设备中正成为问题。另外，对于ΜΜ0系统，最佳性能可能在两个天线之间存在更大平衡时发生。
[0005]在电话被握在手中或被放在耳朵附近通话时，ΜΙΜ0天线系统可能进一步遭受影响，这是因为头和手可能通过干扰天线而影响设备性能。事实上，在发布一个其天线干扰是广为记录的问题的移动电话时，评论为“你拿移动电话的姿势错了”。换言之，仅仅通过握住电话，天线系统的性能变差。该事件有时为称为头对手效应。该天线系统的性能问题延续至今。
[0006]具有“调谐”和“解调”两个天线的能力以适应变化的RF环境会进一步提高整体的系统性能。
【发明内容】
[0007]本发明一般性地涉及具有多个天线的蜂窝电话。本发明涉及分集或ΜΜ0天线系统中的两个天线是如何通过互耦相互作用的。互耦由于两个天线的接近、它们的天线模式以及效率而产生。能够通过调节天线之间的互耦而优化系统性能。主天线和副天线能够分别被“调谐”和“解调”以增强系统性能。在本发明中，使用配置在天线孔径中的用于频率调谐的MEMS电容器，主天线和副天线被独立地调谐。
[0008]在一个实施例中，电子设备包括与第一数字可变电容器的第一端连接的第一天线和与第二数字可变电容器的第一端连接的第二天线，所述第一数字可变电容器具有接地的第二端，所述第二数字可变电容器具有接地的第二端。切换模块与第一天线和第二天线连接，并且RF前端与切换模块连接。基带处理器通过一条或更多条控制线与RF前端、切换模块、第一数字可变电容器和第二数字可变电容器连接。基带处理器被适配为命令切换模块以及第一和第二数字可变电容器。第一和第二数字可变电容器被命令以调谐或解调第一和第二天线。
[0009]在另一实施例中，电子设备包括两个或更多个天线和两个或更多个数字可变电容器，所述数字可变电容器在第一端与两个或更多个天线连接而在第二端接地。至少一个切换模块与两个或更多个天线连接，并且RF前端与至少一个切换模块连接。基带处理器通过一条或更多条控制线与RF前端、至少一个切换模块和两个或更多个数字可变电容器连接。基带处理器被适配为命令至少一个切换模块和两个或更多个数字可变电容器。两个或更多个数字可变电容器被命令以调谐或解调两个或更多个天线。
[0010]在另一实施例中，电子设备包括与第一 MEMS数字可变电容器的第一端连接的第一孔径调谐天线，其中第一孔径调谐天线位于电子设备的第一端。第一 MEMS数字可变电容器的第二端接地。第二孔径调谐天线与第二 MEMS数字可变电容器的第一端连接，其中第二孔径调谐天线位于电子设备的与电子设备的第一端相对的第二端。第二 MEMS数字可变电容器的第二端接地。转换开关与第一孔径调谐天线和第二孔径调谐天线连接，并且转换开关被适配为在第一孔径调谐天线和第二孔径调谐天线之间选择主天线和副天线。主天线和副天线是可互换的，并且RF前端与转换开关连接。
【附图说明】
[0011]参照实施例能够详细地理解本发明的上述特征和上面简要总结的本发明的更具体的描述，在附图中图示了所述实施例中的一些。然而，应注意的是，附图仅图示了本发明的典型实施例，并且因此不应被认为限制本发明的范围，这是因为本发明可以允许其他等同有效的实施例。
[0012]图1是根据一个实施例的移动电话的等距视图。
[0013]图2A是根据一个实施例的数字可变电容器的示意性俯视图。
[0014]图2B是根据一个实施例的数字可变电容器的示意性横截面图。
[0015]图3是具有孔径调谐天线的天线系统的示意图。
[0016]图4是具有阻抗调谐天线的天线系统的示意图。
[0017]图5是具有孔径调谐天线和阻抗调谐天线的组合的天线系统的示意图。
[0018]图6是根据一个实施例的4χ4ΜΠ?)天线系统的示意图。
[0019]图7是根据一个实施例的天线布置的示意图。
[0020]为了便于理解，在可能的地方使用相同的附图标记来表示附图共有的相同的元素。可以预期的是，在一个实施例中公开的元件在没有特别说明的情况下可以有益地用在其他实施例中。
【具体实施方式】
[0021]本发明一般性地涉及具有多个天线的蜂窝电话。本发明涉及分集或ΜΜ0天线系统中的两个天线是如何通过互耦相互作用的。互耦由于两个天线的接近、它们的天线模式以及效率而产生。系统性能能够通过调节天线之间的互耦而优化。主天线和副天线能够分别被“调谐”和“解调”以增强系统性能。在本发明中，使用配置在天线孔径中的用于频率调谐的MEMS电容器，主天线和副天线被独立地调谐。
[0022]适合于集成在便携式射频设备(例如图1中图示的移动电话)中的小天线通常安装在移动设备的顶侧或后侧，并且该设备充当天线的有源反极。这种小天线通常被设计为简单的单极天线的变型，使用例如(平面)倒F天线(P)IFA之类的形式。这种天线的模式能够被修改以在维持其辐射特性的同时适应于设备的机械约束。
[0023]图2A是根据一个实施例的数字可变电容器(DVC)200的示意图。DVC 200包括多个空腔202。虽然仅详细地示出了一个空腔202，但是应理解的是尽管用于每个空腔202的电容可以不同，但是每个空腔202都可以具有相似的配置。
[0024]每个空腔202具有耦合到RF连接器/焊接凸点206的RF电极204。此外，每个空腔202具有一个或更多个拉近电极208和一个或更多个地电极210。切换元件212 (示出了2个)被布置在电极204、208、210上。事实上，切换元件212电耦合到地电极210。由于施加到拉近电极208的电流，切换元件212可移动到距离RF电极204的各种间距处。
[0025]图2B为MEMS设备214的示意图。MEMS设备214包括电极204、208、210和切换元件212，所述切换元件被布置在空腔200中并且能够从靠近RF电极204的位置(称为C_位置)和与上拉电极216相邻地间隔的位置(称为C_位置)移动。切换元件212在空腔200内的位置决定了特定空腔的电容。通过使用DVC中的MEMS器件，天线能够如本文中讨论的那样被调谐。
[0026]本文中描述的技术能够应用于具有多于两个天线的ΜΙΜ0或多天线系统。为了简单起见，会使用两个天线来描述构思。使用天