专利名称：宽频天线匹配装置及其方法
技术领域：
本发明涉及天线阻抗 匹配(antenna impedance matching)的方法，且特别涉及一 种宽频天线匹配装置及其方法。
背景技术：
目前无线通讯装置，例如移动电话，正朝向体积小的方向发展。但是无线通讯 装置同时仍具有多个操作频带，例如，全球移动通信系统(globalsystem for mobile communications，简称为 GSM)常用的 4 个频带如 850MHz、900MHz、1800MHz 与 1900MHz 等。 当无线通讯装置的体积变小时，机构、天线本体与无线通讯装置的电路等因素会使得无线 通讯装置整体的无线信号收发特性变差，尤其是天线在各频带的增益效能以及阻抗频宽 (impedancebandwidth) IMi^0图1是一种已知宽频天线阻抗匹配网络系统的示意图。请参见图1，宽频天 线阻抗匹配网络系统100包括一个宽频天线110、一个频带匹配网络(band matching network) 120与射频收发器132。宽频天线110连接至频带匹配网络120，而宽频天线阻抗 匹配网络系统100中的射频收发器(radiofrequency transceiver) 132也连接频带匹配网 络120，以预期达到射频收发器132与宽频天线110的阻抗匹配。然而，已知技术通常所采 用的频带匹配技术仅针对无线通讯装置所使用的一个操作频带来设计频带匹配网络120。 例如，仅在频带匹配网络120中针对较常使用频带的900MHz进行频带匹配，而在操作其他 频带如850MHz、1800MHz与1900MHz的时候，仍共用此频带匹配网络120。由此可知，当操作 其他频带如850MHz、1800MHz与1900MHz的时候，射频收发器132与宽频天线110无法获得 良好的阻抗匹配，使得无线通讯装置无法获得良好的阻抗频宽，以致于整体无线信号收发 特性恶化。
发明内容
承上所述，根据本发明的示范实施例，本发明提供一种宽频天线匹配装置及其方 法。宽频天线匹配装置依据无线通讯装置目前的操作频带，通过频带选择单元选取多个频 带匹配网络当中对应此操作频带的一个频带匹配网络，来达成宽频天线与射频收发器之间 的阻抗匹配。据此，可以获得较佳的无线通讯装置的整体无线信号收发特性。根据本发明的示范实施例，本发明提出一种宽频天线匹配装置，适用于具有多个 操作频带的无线通讯装置。上述的宽频天线匹配装置包括频带匹配模块、第一频带选择单 元与第二频带选择单元。频带匹配模块，包括N个频带匹配网络，其中，在此些操作频带其 中之一时，N个频带匹配网络的其中之一使得无线通讯装置的宽频天线与射频收发器的阻 抗匹配，且N为大于等于2的正整数。第一频带选择单元，连结宽频天线与频带匹配模块， 而第二频带选择单元，连结射频收发器与频带匹配模块。另外，第一频带选择单元与第二频 带选择单元依据无线通讯装置的目前操作频带，同时选择连接N个频带匹配网络的其中之 一，使得宽频天线与射频收发器在此目前操作频带中的阻抗匹配。
根据本发明的示范实施例，本发明提出一种宽频天线匹配方法，适用于具有多个 操作频带的无线通讯装置，而无线通讯装置包括第一频带选择单元、第二频带选择单元与 频带匹配模块。上述的宽频天线匹配方法包括以下步骤。首先，通过第一频带选择单元连 结宽频天线与频带匹配模块。接着，通过第二频带选择单元连结射频收发器与频带匹配模 块。然后，依据无线通讯装置的目前操作频带，选择连接频带匹配模块的N个频带匹配网络 的其中之一至宽频天线与射频收发器，使得宽频天线与射频 收发器在此目前操作频带中的 阻抗匹配，其中，N为大于等于2的正整数。基于上述，本发明的示范实施例提供一种宽频天线匹配装置及其方法。宽频天 线匹配装置依据无线通讯装置目前的操作频带，通过频带选择单元从多个频带匹配网络 之中，动态性选取对应此操作频带的一个频带匹配网络来连接宽频天线与射频收发器， 使得宽频天线与射频收发器在此操作频带中的阻抗匹配。如此，无线通讯装置可以获得 较佳的阻抗频宽，进而改善整体无线信号收发表现(over-the-air performance，简称为 OTAp e r f ο rman c e)0下文特举本发明的示范实施例，并配合附图作详细说明如下，以让上述特征和优 点能更明显易懂。
图1是一种已知宽频天线阻抗匹配网络系统的示意图。图2是根据本发明的一示范实施例所绘示一种宽频天线匹配装置的系统方块图。图3是根据本发明的一示范实施例所绘示一种宽频天线匹配方法的流程图。主要元件符号说明110:宽频天线230:第一频带选择单元120 频带匹配网络240 第二频带选择单元132:射频收发器S302 S310 本发明的一示范210 天线匹配装置实施例所绘示一种宽频天线匹配方220 频带匹配模组法的各步骤2201、…、220N 第 1 频带匹配网路、…、第N频带匹配网路
具体实施例方式现在将详细参照所公开的示范实施例，所述的示范实施例多绘示于附图中，附带 一提的是，整个附图中相同的参考标记用于表示相同或相似的元件。根据本发明的示范实施例，本发明提供一种宽频天线匹配装置及其方法。宽频天 线匹配装置依据无线通讯装置目前的操作频带，通过频带选择单元从多个频带匹配网络之 中，选取对应此操作频带的一个频带匹配网络来连接宽频天线与射频收发器，使得宽频天 线与射频收发器之间的阻抗匹配。如此，无线通讯装置可以获得较佳的整体无线信号收发 特性。图2是根据本发明的一示范实施例所绘示一种宽频天线匹配装置的系统方块图。 请参照图2，在本示范实施例中，系统200设置于一个无线通讯装置内，而系统200包括宽频天线110、天线匹配装置210与射频收发器132。而天线匹配装置210包括第一频带选择单 元230、频带匹配模块(bandmatching module) 220、第二频带选择单元240。请继续参照图2，在本示范实施例中，宽频天线110与第一频带选择单元230连接 于A点，而射频收发器132与第二频带选择单元240连接于B点。第一频带选择单元230 与第二频带选 择单元240分别将频带匹配模块220耦接至宽频天线110与射频收发器132。 频带匹配模块220包括N个的频带匹配网络(band matching network)，分别为第1频带匹 配网络2201、···、第N频带匹配网络220N，其中，N为大于等于2的正整数，且N等于此无线 通讯装置的多个操作频带的总数。举例来说，假设无线通讯装置具有GSM的4个操作频带如 850MHz、900MHz、1800MHz与1900MHz时，则N为4。然而本发明并不限定于此，在本发明的 其他实施例中，无线通讯装置还可以包括其他数目的操作频带，也可以支持GSM系统以外 的无线通讯系统，例如宽频码分多重接取(Wideband Code Division Multiple Access, 简称为WCDMA)系统、码分多重接取2000版(简称为Cdma2000)系统或时分同步码分多重 接取(Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess，简称为 TD-SCDMA)系 统等。另外，无线通讯装置可以为移动电话、移动上网装置(mobile Internet device)或 无线网络卡(wireless network card)。在本示范实施例中，在无线通讯装置的多个操作频带的任何一个操作频带中，N个 频带匹配网络的其中之一对应到此操作频带，使得无线通讯装置的宽频天线110与射频收 发器132在此操作频带中的阻抗匹配。换句话说，第1频带匹配网络2201、···、第N频带匹 配网络220N各自对应于多个操作频带的其中之一，且每一频带匹配网络于所对应的操作 频带中，使得宽频天线110与射频收发器132的阻抗匹配。举例说明，在本示范实施例中， 假设无线通讯装置具有GSM的4个操作频带如850MHz、900MHz、1800MHz与1900MHz，则可以 将4个频带匹配网络如第1频带匹配网络2201、第2频带匹配网络2202、第3频带匹配网 络2203与第4频带匹配网络2204分别设置为对应至操作频带850MHz、900MHz、1800MHz与 1900MHz，并且第1频带匹配网络2201、第2频带匹配网络2202、第3频带匹配网络2203与 第4频带匹配网络2204分别在操作频带850MHz、900MHz、1800MHz与1900MHz中，使宽频天 线110与射频收发器132的阻抗匹配。在本示范实施例中，为了达到射频收发器132与宽频天线110的阻抗匹配，第一频 带选择单元230与第二频带选择单元240依据无线通讯装置目前的操作频带，同时选择连 接N个频带匹配网络的其中之一，使得宽频天线110与射频收发器132在目前的操作频带 中的阻抗匹配。据此，无线通讯装置可以获得较佳的阻抗频宽(impedance bandwidth)以 及整体无线信号收发特性。在本示范实施例中，第一频带选择单元230与第二频带选择单元240各自包括一 开关(未绘示)，并且第一频带选择单元230与第二频带选择单元240各自通过此开关选择 连接N个频带匹配网络的其中之一。在本发明的其他实施例中，第一频带选择单元230与 第二频带选择单元240还可以各自包括至少两个二极管与至少一个传输线模块(未绘示)， 并且第一频带选择单元230与第二频带选择单元240各自通过这些二极管与此传输线模块 选择连接至N个频带匹配网络的其中之一。传输线模块包括多个传输线，且在无线通讯装 置的每一操作频带中，此些传输线的其中之一为导通，而其余传输线为断路。图3是根据本发明的一示范实施例所绘示一种宽频天线匹配方法的流程图。请同时参照图2与图3，在本示范实施例中，宽频天线匹配方法300从步骤S302开始，并接续进 行步骤S304。在步骤S304中，宽频天线匹配方法300通过第一频带选择单元230连结宽频 天线110与频带匹配模块220。步骤S304后，接续进行步骤S306。在步骤S306中，宽频天 线匹配方法300通过第二频带选择单元240连结射频收发器132与频带匹配模块220。步 骤S306后，接续进行步骤S308。在步骤S308中，宽频天线匹配方法300依据无线通讯装 置目前的操作频带，选择连接频带匹配模块220的N个频带匹配网络的其中之一，使得宽频 天线110与射频收发器132在目前的操作频带中的阻抗匹配。步骤S308后，接续进行步骤 S310,宽频天线匹配方法300至此结束。在此值得一提的是，上述的步骤S304至步骤S308 可以同时进行，且上述的顺序可以掉换。综上所述，根据本发明的示范实施例，本发明提供一种宽频天线匹配装置及其方 法。宽频天线匹配装置依据无线通讯装置目前的操作频带，通过频带选择单元从多个频带 匹配网络之中，动态性选取对应此操作频带的一个频带匹配网络来连接宽频天线与射频收 发器，使得宽频天线与射频收发器在此操作频带中的阻抗匹配。如此，无线通讯装置可以获 得较佳的阻抗频宽，进而改善整体无线信号收发表现(OTA performance) 0 虽然已以示范实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的可实施方式，本领域 技术人员，在不脱离所公开实施例的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故保护范围 当视所附权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种宽频天线匹配装置，适用于具有多个操作频带的一无线通讯装置，该宽频天线 匹配装置包括一频带匹配模块，包括N个频带匹配网络，其中，在这些操作频带其中之一时，该N个频 带匹配网络的其中之一使得该无线通讯装置的一宽频天线与一射频收发器的阻抗匹配，且 N为大于等于2的正整数；以及一第一频带选择单元，连结该宽频天线与该频带匹配模块；一第二频带选择单元，连结该射频收发器与该频带匹配模块；以及其中，该第一频带选择单元与该第二频带选择单元还依据该无线通讯装置的一目前操 作频带，同时选择连接该N个频带匹配网络的其中之一，使得该宽频天线与该射频收发器 在该目前操作频带中的阻抗匹配。
2.如权利要求1所述的该宽频天线匹配装置，其中，该N个频带匹配网络各自对应于这 些操作频带的其中之一，且每一频带匹配网络于所对应的操作频带中，使得该宽频天线与 该射频收发器的阻抗匹配。
3.如权利要求1所述的该宽频天线匹配装置，其中，N等于这些操作频带的一总数。
4.如权利要求1所述的该宽频天线匹配装置，其中，该第一频带选择单元与该第二频 带选择单元各自包括一开关，且该第一频带选择单元与该第二频带选择单元各自通过该开 关选择连接至该N个频带匹配网络的其中之一。
5.如权利要求1所述的该宽频天线匹配装置，其中，该第一频带选择单元与该第二频 带选择单元各自包括至少两个二极管与至少一传输线模块，并通过这些二极管与该至少一 传输线模块选择连接至该N个频带匹配网络的其中之一，其中，该传输线模块包括多个传 输线，且在每一操作频带中，这些传输线其中之一为导通，其余传输线为断路。
6.如权利要求1所述的该宽频天线匹配装置，其中，该无线通讯装置为一移动电话、一 移动上网装置或一无线网络卡。
7.一种宽频天线匹配方法，适用于具有多个操作频带的一无线通讯装置，其中，该无线 通讯装置包括一第一频带选择单元、一第二频带选择单元与一频带匹配模块，该宽频天线 匹配方法包括通过该第一频带选择单元连结该宽频天线与该频带匹配模块；通过该第二频带选择单元连结该射频收发器与该频带匹配模块；依据该无线通讯装置一目前操作频带，选择连接该频带匹配模块的N个频带匹配网络 的其中之一至该宽频天线与该射频收发器，使得该宽频天线与该射频收发器在该目前操作 频带中的阻抗匹配，其中，N为大于等于2的正整数。
8.如权利要求7所述的该宽频天线匹配方法，其中，该N个频带匹配网络各自对应于这 些操作频带其中之一，且每一频带匹配网络于所对应的操作频带中，使得该宽频天线与该 射频收发器的阻抗匹配。
9.如权利要求7所述的该宽频天线匹配方法，其中，N等于这些操作频带的一总数。
10.如权利要求7所述的该宽频天线匹配方法，其中，该第一频带选择单元与该第二频 带选择单元各自包括一开关，且该第一频带选择单元与该第二频带选择单元各自通过该开 关选择连接至该N个频带匹配网络的其中之一。
11.如权利要求7所述的该宽频天线匹配方法，其中，该第一频带选择单元与该第二频带选择单元各自包括至少两个二极管与至少一传输线模块，并通过这些二极管与该至少一 传输线模块选择连接至该N个频带匹配网络的其中之一，其中，该传输线模块包括多个传 输线，且在每一操作频带中，这些传输线其中之一为导通，其余传输线为断路。
12.如权利要求7所述的该宽频天线匹配方法，其中，该无线通讯装置为一移动电话、 一移动上网装置或一无线网络卡。
全文摘要
一种宽频天线匹配装置及其方法，适用于具有多个操作频带的无线通讯装置。宽频天线匹配装置包括频带匹配模块、第一频带选择单元与第二频带选择单元。频带匹配模块包括N个频带匹配网络。在操作频带其中之一时，此些频带匹配网络其中之一使得无线通讯装置的宽频天线与射频收发器的阻抗匹配。第一频带选择单元连结宽频天线与频带匹配模块，而第二频带选择单元连结射频收发器与该频带匹配模块。第一频带选择单元与第二频带选择单元依据无线通讯装置目前操作频带，同时选择连接此些频带匹配网络其中之一，使得宽频天线与射频收发器的阻抗匹配。
文档编号H04B1/40GK102136847SQ20101010585
公开日2011年7月27日 申请日期2010年1月26日 优先权日2010年1月26日
发明者严育盟, 童维信, 陈万明, 陈建志 申请人:宏达国际电子股份有限公司