灵活的l网络天线调谐器电路的制作方法
【专利说明】灵活的L网络天线调谐器电路
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请主张2013年06月28日提交的且题为“FLEXIBLEL-NETffORK ANTENNA TUNERCIRCUir的美国临时申请N0.61/841，217的优先权，其公开内容通过引用明确地整体合并于此。
技术领域
[0003]本申请总体上涉及阻抗匹配元件。更具体地，本申请涉及灵活且可调的阻抗匹配元件。
【背景技术】
[0004]诸如晶体管开关之类的射频(RF)开关可用于在一个或多个刀(pole)与一个或多个掷(throw)之间切换信号。晶体管开关或者其一些部分可通过晶体管偏置(biasing)和/或耦合(coupling)来被控制。与RF开关相关的偏置和/或耦合电路的设计和使用可能会影响开关性能。
[0005]在一些情况中，电路元件可能会产生不同的阻抗值。为了改善电路的性能，经常期望选择具有匹配的阻抗值的电路元件。
【发明内容】
[0006]根据一些实施例，本申请涉及一种阻抗匹配电路，其包括定位于第一节点和第二节点之间的串联元件。在一些情况中，所述第一节点可以与天线电通联，而所述第二节点可以与双工器电通联。在其它情况中，所述第一节点和/或所述第二节点可以与低噪声放大器、滤波器、功率放大器等电通联。该阻抗匹配电路还可包括分路元件，其配置为在所述第一节点和所述第二节点之一与地之间电通联。此外，所述阻抗匹配电路可包括开关，其配置为将所述分路元件从在所述第一节点与地之间电通联切换至在所述第二节点与地之间电通联。此外，所述开关可配置为将所述分路元件从在所述第二节点与地之间电通联切换至在所述第一节点与地之间电通联。
[0007]在一些情况中，所述串联元件包括电容器或者电容器和电感器。所述电容器可以是可包括一个或多个电容器的数字开关电容器。在一些实施方式中，所述电容器是模拟可调电容器。
[0008]所述分路元件可包括电感器和电容器。所述电容器可以是包括一个或多个电容器的数字开关电容器或模拟可调电容器。此外，所述电感器和所述电容器可以并联配置。
[0009]在一些实施方式中，所述开关包括场效应晶体管。此外，所述开关可配置为将所述阻抗匹配电路置于旁路模式中。在一些情况中，所述旁路模式可使得信号能够在所述分路元件不与所述第一节点和所述第二节点电通联的情况下从所述第一节点发送到所述第二节点。在其它情况中，所述旁路模式使得信号能够在所述分路元件与所述第一节点和所述第二节点电通联的情况下从所述第一节点发送到所述第二节点。
[0010]在本申请的某些实施例中，给出一种无线装置。所述无线装置可包括第一元件、第二元件和阻抗匹配电路。所述第一元件和所述第二元件可以至少在一时间段与不同的阻抗值相关联。此外，所述阻抗匹配电路可以电连接在所述第一元件和所述第二元件之间，并且与所述第一元件和所述第二元件电通联。
[0011 ]在一些实施例中，给出一种无线装置，其包括与第一阻抗值相关联的天线。此外，该无线装置可包括与第二阻抗值相关联的双工器。所述第二阻抗值可以至少在一时间段不同于所述第一阻抗值。此外，所述无线装置可包括电连接在所述天线和所述双工器之间、并且与所述天线和所述双工器电通联的阻抗匹配电路。
[0012]对于一些实施方式，所述阻抗匹配电路包括定位于第一节点和第二节点之间的串联元件。此外，所述阻抗匹配电路可包括分路元件，其配置为在所述第一节点和所述第二节点之一与地之间电通联。此外，所述阻抗匹配电路可包括开关，其配置为将所述分路元件从在所述第一节点与地之间电通联切换至在所述第二节点与地之间电通联。
[0013]在一些情况中，所述无线装置包括控制器，其配置为操作所述阻抗匹配电路的一个或多个开关。此外，所述无线装置可包括一个或多个传感器。在一些这样的情况中，所述控制器配置为至少部分基于从所述一个或多个传感器获得的信息来操作所述一个或多个开关。
[0014]在一些设计中，所述天线是配置为接收信号的分集天线。一般而言，所述分集天线不配置为发射信号。替选地，在某些实施例中，所述天线是配置为既发射信号又接收信号的主天线。
[0015]在某些实施例中，公开了一种用于匹配一对电路元件的阻抗的方法。所述方法可由用于阻抗匹配电路的控制器执行。该方法可包括确定与阻抗匹配电路电通联的第一电路元件的第一阻抗值。此外，该方法可包括确定与所述阻抗匹配电路电通联的第二电路元件的第二阻抗值。此外，该方法可包括比较所述第一阻抗值和所述第二阻抗值以确定所述第一阻抗值是否大于所述第二阻抗值。此外，响应于确定所述第一阻抗值大于所述第二阻抗值，该方法可包括配置所述阻抗匹配电路的分路元件以与所述第一电路元件而非所述第二电路元件直接电通联。在一些情况中，响应于确定所述第一阻抗值在一阈值程度上匹配所述第二阻抗值，该方法可包括将所述阻抗匹配电路配置为处于旁路模式。
【附图说明】
[0016]贯穿附图，附图标记被重用以指示参考元件之间的对应关系。提供附图以示范这里描述的发明主题的实施例，而不限制其范围。
[0017]图1示意性示出配置为在一个或多个刀与一个或多个掷之间切换一个或多个信号的射频(RF)开关。
[0018]图2示出在一些实施方式中，图1的RF开关可包括RF核芯(core)和能量管理(EM)核芯。
[0019]图3示出以单刀双掷(STOT)配置实施的RF核芯的示例。
[0020]图4示出以SPDT配置实施的RF核芯的示例，其中每个开关臂可包括串联连接的多个场效应晶体管(FET)。
[0021]图5示意性示出可由配置为偏置和/或耦合FET的一个或多个部分的电路来促成对RF开关中的一个或多个FET的控制。
[0022]图6示出在开关臂中的多个FET的不同部分上实施的偏置/耦合电路的示例。
[0023]图7A和7B示出以绝缘体上硅(SOI)配置实施的示例性基于指(finger)的FET器件的平面和侧面截面图。
[0024]图8A和8B示出以SOI配置实施的多指FET器件的示例的平面和侧面截面图。
[0025]图9A-9D示意性示出各种基于FET的开关电路和偏置/耦合配置的非限制性示例。
[0026]图1OA和1B示出可包括这里描述的一个或多个特征的封装模块的示例。
[0027]图11示出在某些实施例中，本申请的一个或多个特征可实施在诸如配置为促成多频带多模式无线操作的单刀多掷(SPMT)开关之类的开关器件中。
[0028]图12示出可包括这里描述的一个或多个特征的无线装置的示例。
[0029]图13示出阻抗匹配电路的示例。
[0030]图14示出基于L网络的阻抗匹配电路的示例。
[0031]图15示出图14所示的阻抗匹配电路的替代表示。
[0032]图16A和16B示出用于图14的阻抗匹配电路的开关配置，其通过修改电连接而有效地将分路(shunt)元件从一个节点移动到另一个节点。
[0033]图17A-17D示出可利用图14所示的L网络阻抗匹配电路创建的附加电路配置的四个示例。
[0034]图18示出L网络阻抗匹配电路的另一示例。
[0035]图19示出L网络阻抗匹配电路的电路仿真的示例。
[0036]图20示出史密斯(Smith)图，该史密斯图示出了使用图19的电路仿真的阻抗匹配。
[0037]图21示出能实施旁路(bypass)模式的L网络阻抗匹配电路的示例。
[0038]图22示出包括阻抗匹配电路的无线装置的示例。
【具体实施方式】
[0039]如果有的话，这里提供的小标题仅是为了便利，而不一定影响要求保护的发明的范围或意义。
[0040]
[0041]为了改善电路元件之间的功率传输，一般期望选择具有匹配的阻抗的元件。然而，在一些情况中，电路元件可能设计有不同的阻抗值。此外，在一些情况中，诸如器件的位置确定之类的环境因素可能影响电路元件的阻抗。包含具有失配阻抗的元件会减小电路元件之间的功率传输。例如，天线与放大器电路或收发机的阻抗之间的失配可能导致天线与放大器电路或收发机之间减小的功率传输。阻抗失配问题的一种解决方案是在电路元件之间使用阻抗匹配电路，其可用于匹配两个电路元件的阻抗。
[0042]通常，阻抗匹配电路将包括串联元件的每一侧的分路元件。然而，在许多情况中，分路元件可基于阻抗值而从阻抗匹配电路的一侧省略。典型地，分路元件从阻抗匹配电路的较低阻抗侧省略，而被包括在阻抗匹配电路的较高阻抗侧。分路元件可包括多个电路元件，诸如电容器、电感器、电阻器等。有利地，在某些实施例中，从阻抗匹配电路的一侧省略分路元件减小了阻抗匹配电路的大小和成本两者。
[0043]然而，在某些情况中，先验地确定从阻抗匹配电路省略哪个分路元件可能是挑战性的并且有时候是不可行的。难以先验地确定要省略的分路元件的一个原因是要由阻抗匹配电路进行匹配的各电路元件中的一个或多个电路元件的阻抗可能会波动。例如，如果阻抗匹配电路电定位于天线和另一器件元件之间，则天线的阻抗可能基于多个因素而波动，所述多个因素诸如天线的位置、用户的手相对于天线的位置、无线装置相对于环境中的阻挡元件(blocking element)的位置等。此外，在一些情况中，另一器件元件的阻抗也可能波动。例如，如果另一器件元件是功率放大器模块，则其阻抗可能基于功率放大器模块的增益设置而变化。
[0044]这里公开的某些实施例使得能够使用与“L”形而非“Ir”形类似形状的阻抗匹配电路。阻抗匹配电路可包括串联元件和分路元件。L形阻抗匹配电路中的分路元件可基于与阻抗匹配电路的每侧电通联(electrical communicat1n)的电路元件的阻抗而被移动或修改。换言之，在某些实施例中，阻抗匹配电路可以是可基于包括该阻抗匹配电路的无线装置的环境或配置而被动态修改的灵活电路。虽然在一些实施例中分路元件可以被物理移动，但是典型地移动分路元件指的是调整分路元件的电连接以导致阻抗匹配电路的重新配置。
[0045]移动或修改阻抗匹配电路的分路元件可以包括修改哪个器件元件与分路元件电通联。在一些情况中，开关可用于改变哪个器件元件与分路元件电通联。此外，在一些情况中，开关可修改阻抗匹配电路的与分路元件电通联的部分。另外地，或替代地，修改阻抗匹配电路可包括修改包括在分路