具有改进的宽带天线阻抗匹配的移动无线通信设备的制造方法
【技术领域】
[0001]说明书总体涉及通信设备的领域，更具体地，涉及一种用于对紧密接近宽带天线的电子组件进行动态射频(RF)调谐的方法和设备。
【背景技术】
[0002]目前的移动电子设备(诸如智能电话、平板电脑等)包含一个或更多个天线以接收和发送高速数据。由于这种设备的小尺寸以及设备电路板上组件的高密度，在天线和与其紧密接近的其它电子组件之间存在干扰。例如，当由于音频换能器(诸如扬声器)与相邻天线耦合而使得天线阻抗匹配失谐并且天线增益劣化时，会发生问题。
[0003]本领域已知，通过阻止RF电流被耦合到印刷电路板的接地平面来提高移动无线通信设备的天线性能，其中，在所述印刷电路板上安装有天线以及相邻电子组件。在共有的于 2009 年 1 月 27 日授权的名为 “MOBILE WIRELESS COMMUNICAT1NS DEVICE HAVINGIMPROVED ANTENNA IMPEDANCE MATCH AND ANTENNA GAIN FROM RF ENERGY”的第 7，483，727号美国专利中阐述了作为现有技术方案的一个示例，其内容通过引用包含于此。
[0004]根据在第7，483，727号美国专利中阐述的技术方案，扼流频率(chokingfrequency)是固定的，并且覆盖RF扼流器的自谐振频率附近的窄频带。然而，现代的宽带移动通信设备一般具有被实施为支持不同类型的无线协议和/或覆盖不同频率范围的不同天线。例如，长期演进(LTE)频带、GSM(全球移动通信系统)频带、UMTS(通用移动通信系统)频带和/或WLAN(无线局域网)频带覆盖从700到960MHz、1710到2170MHz、以及2500到2700MHz的频率范围，并且在这些频带中的特定信道可能基于区域而不同，从而必须在类似型号的设备中使用针对每个区域的不同天线。期望改进天线性能，例如LTE B7范围(S卩，2500到2700MHz)中的天线性能。
【附图说明】
[0005]为了更好地理解在此描述的各个实施方式，并且更清楚地示出它们可如何生效，将仅通过示例的方式参照附图，其中:
[0006]图1示出根据现有技术的包括频率可调谐天线的设备的示意图。
[0007]图2示出用于提供改进的天线阻抗匹配和天线增益的现有技术RF扼流电路的示意图。
[0008]图3示出具有85nH电感器的图2的现有技术RF扼流电路的回波损耗曲线。
[0009]图4示出根据非限制实施方式的用于提供改进的天线阻抗匹配和宽带天线增益的可调谐RF扼流电路的示意图。
[0010]图5示出根据非限制实施方式的具有与85nH电感器并联的3pF可调谐电容器的图3的可调谐RF扼流电路的回波损耗曲线。
[0011]图6示出根据非限制实施方式的具有与85nH电感器并联的至少8pF的可调谐电容器的图3的可调谐RF扼流电路的回波损耗曲线。
【具体实施方式】
[0012]本公开描述了用于在多个地理区域中提供针对LTE频带、GSM频带、UMTS频带和/或WLAN频带的改进的天线阻抗匹配和宽带天线增益的RF扼流电路的示例。在一个方面，可精确地调谐RF扼流器的谐振频率。
[0013]在本说明书中，元件可被描述为“配置为”执行一个或更多个功能或者“配置用于”这种功能。一般而言，配置为执行或配置用于执行功能的元件有能力执行该功能，或者适合于执行该功能，或者适应于执行该功能，或者可操作为执行该功能，或者能够执行该功能。
[0014]此外，如将变得清楚的是，在本说明书中，某些元件根据上下文可被描述为物理连接、电连接或以物理和电的组合连接。一般而言，电连接的组件配置为通过电信号的方式通信(即，它们能够通信)。根据上下文，物理结合和/或物理连接的两个组件可用作单个元件。在一些情况下，物理连接的元件可被完整地形成，例如单个物品的一部分可共享结构和材料。在其它情况下，物理连接的元件可包括可以以任何方式紧固在一起的分散组件。物理连接还可包括紧固在一起的分散组件的组合、以及紧固为单个物品的组件。
[0015]本说明书的一方面提供一种移动电子设备，包括:底板，包括接地平面；处理器，由底板承载；频率可调谐天线，由底板承载且由电感器馈电；通信接口，由底板承载且与处理器一起操作以经由频率可调谐天线接收和发送RF信号；音频电路，由底板承载并且与通信接口和处理器一起操作；音频换能器，具有接近频率可调谐天线的线圈，用于从音频电路接收音频信号和将音频信号发送到音频电路中的至少一个；至少一个RF扼流器，配置用于阻止RF能量从频率可调谐天线通过音频换能器到接地平面，并使天线与音频换能器解耦合以最小化天线阻抗匹配的任何失谐以及天线增益的劣化；以及至少一个可调谐电容器，与音频换能器线圈、RF扼流器和电感器中的至少一个并联，用于在频率可调谐天线的操作频率范围上提供动态RF能量阻止。
[0016]所述至少一个可调谐电容器可以是无源可调谐集成电路，其中，在处理器的控制下由通信接口基于频率可调谐天线的操作频率范围控制所述无源可调谐集成电路的电容。
[0017]所述至少一个可调谐电容器可以与音频换能器线圈并联以调谐所述线圈，使得所述线圈不在RF频率处谐振，从而减少耦合至音频换能器的RF能量。
[0018]第一可调谐电容器可以与第一 RF扼流器并联，形成与音频换能器串联的第一储能电路，并且第二可调谐电容器可以与第二 RF扼流器并联，形成与音频换能器串联的第二储能电路。
[0019]所述第一可调谐电容器和所述第二可调谐电容器均可被调谐至相同电容，使得第一储能电路和第二储能电路的自谐振频率相同，以实现频率可调谐天线的所选频率范围中的最佳性能。
[0020]所述移动电子设备还可包括:辅助天线，用于使用载波聚合来接收和发送RF信号，其中，所述第一可调谐电容器和所述第二可调谐电容器分别被调谐至不同电容，使得第一储能电路和第二储能电路的自谐振频率与在不同频带中操作的频率可调谐天线和辅助天线的自谐振频率匹配。
[0021]第一可调谐电容器可以与音频换能器线圈并联，第二可调谐电容器可以与第一 RF扼流器并联，形成与音频换能器串联的第一储能电路，并且第三可调谐电容器可以与第二RF扼流器并联，形成与音频换能器串联的第二储能电路。
[0022]音频换能器可以是扬声器。
[0023]所述至少一个RF扼流器可以是与音频换能器串联的85nH电感器，并且所述至少一个可调谐电容器可被调谐至3pF且与所述至少一个RF扼流器并联，使得频率可调谐天线的回波损耗具有以下特性:在2GHz附近约为-13.54dB，在762.8MHz附近约为-10.3dB以及在1.117GHz附近约为-6.29dBo
[0024]所述至少一个RF扼流器可以是与音频换能器串联的85nH电感器，并且所述至少一个可调谐电容器可被调谐至至少30pF且与所述至少一个RF扼流器并联，使得频率可调谐天线的回波损耗具有以下特性:在2GHz附近约为-32.74dB，在757.4MHz附近约为-11.33dB以及在1.146GHz附近约为-6.84dB。
[0025]音频电路可包括D类音频放大器。
[0026]所述移动电子设备还可包括:一对RF旁路电容器，连接到D类音频放大器的输出，以减少音频信号中的数字噪声和谐波。
[0027]所述移动电子设备还可包括:一对ESD 二极管，连接到D类音频放大器的输出，以保护D类音频放大器不被静电放电损坏。
[0028]本说明书的另一方面阐述了一种操作如上所述的移动电子设备的方法，包括:调谐第一可调谐电容器、第二可调谐电容器和第三可调谐电容器以减少RF传输谐波并同时优化传输功率。
[0029]本说明书的另一方面阐述了一种操作如上所述的移动电子设备的方法，包括:调谐第一可调谐电容器、第二可调谐电容器和第三可调谐电容器以阻止音频信号中的数字噪声和谐波到达音频换能器以及耦合至频率可调谐天线。
[0030]本说明书的另一方面阐述了一种操作如上所述的移动电子设备的方法，包括:调谐所述至少一个可调谐电容器以对2GHz附近的RF能量进行滤波。
[0031]图1示出根据现有技术的移动电子设备101 (以下被可互换地称为设备101)的示意图。设备101包括:底板109，包括接地平面；天线馈源111 ;以及连接到天线馈源111的频率可调谐天线115，以下将对其进行更详细的描述。以下，频率可调谐天线115将被可互换地称为天线115。设备101可以是可用于使用天线115以独立方式与一个或更多个通信网络通信的任何类型的电子设备。设备101包括但不限于电子设备、通信设备、计算设备、个人计算机、膝上型计算机、便携式电子设备、移动计算设备、便携式计算设备、平板计算设备、膝上型计算设备、台式电话、电视、PDA(个人数字助理)、蜂