控制设备，和天线的自动匹配方法
【专利说明】控制设备，和天线的自动匹配方法
[0001]相关申请的引用
[0002]本申请基于并要求2014年6月17日提交的日本专利申请N0.2014-124470的优先权；该申请的整个内容通过引用包含于此。
技术领域
[0003]这里说明的实施例涉及控制设备，和天线的自动匹配方法。
【背景技术】
[0004]通常，已知一种天线设备，其中安装匹配电路，以便实现天线的输入阻抗和无线单元的输出阻抗的自动匹配。所述天线设备还包括用于生成参照信号，以便匹配阻抗的生成电路；并根据参照信号，匹配天线的阻抗。结果，当进行基于发射功率控制的无线通信时，能够稳定地进行阻抗匹配。
[0005]然而，在常规的天线设备中，在匹配天线的阻抗的时候，无线单元与天线分离；生成电路连接到天线。因此，在阻抗匹配期间，不能进行无线通信。
【发明内容】
[0006]实施例的目的是提供一种控制设备，和天线的自动匹配方法，所述控制设备和天线的自动匹配方法能够在基于发射功率控制的无线通信期间，匹配天线的阻抗。
[0007]按照实施例，控制设备包括功率检测器，所述功率检测器检测天线发射的信号的功率，信号的发射功率因发射功率控制而变动；和
[0008]控制器，所述控制器根据基准值与功率检测器的检测功率的比较结果，按照功率增大的方式，调整可变匹配电路的设定值，根据检测功率的时间变化，检测发射功率的变动，并根据发射功率的变动，校正基准值。
[0009]按照上面说明的控制设备，控制设备能够在基于发射功率控制的无线通信期间，匹配天线的阻抗。
【附图说明】
[0010]图1是图解说明按照实施例的无线设备的结构的示图；
[0011]图2是说明按照实施例的调整处理的流程图；
[0012]图3是说明按照实施例的发射功率控制的示图；
[0013]图4是说明按照实施例的终止处理的流程图；
[0014]图5是图解说明按照实施例的变形例的无线设备的结构的示图。
【具体实施方式】
[0015]下面参考图1，说明按照实施例的无线设备1的结构。无线设备1包括天线设备10，和通过天线设备10发射和接收信号的无线单元20。
[0016]天线设备10包括发射和接收信号的天线100 ;匹配天线100的阻抗的可变匹配电路200 ;和接收由天线100发射的信号的探测器(probe) 300。此外，天线设备10包括检测利用探测器300接收的信号的功率的功率检测器400 ;和控制可变匹配电路200的控制器500。包括功率检测器400和控制器500的设备被称为控制设备。控制设备还可包括无线单元20。
[0017]天线100发射其发射功率根据发射功率控制而变动的信号。这些信号由无线单元20生成。天线100把接收的信号输出给无线单元20。只要天线100发射和接收信号，它可以是任意形状和类型。天线100的例子包括单极天线、双极天线和环形天线。
[0018]可变匹配电路200 —端连接到天线100的馈电点，另一端连接到无线单元20。可变匹配电路200按照无线单元20生成的信号的频率、通信状态等，匹配天线100的阻抗。
[0019]可变匹配电路200包括第一可变元件210和第二可变元件220。按照控制器500的指令，可变匹配电路200控制第一可变元件210和第二可变元件220，并匹配天线100的输入阻抗和无线单元20的输出阻抗。
[0020]第一可变元件210是一端连接到天线100的馈电点，另一端连接到无线单元20的可变电容元件。第二可变元件220是一端连接到天线100的馈电点，另一端被短路的可变电容元件。第一可变元件210和第二可变元件220是利用例如半导体或微机电系统(MEMS)构成的元件。
[0021]这里，说明其中第一可变元件210和第二可变元件220是可变电容元件的例子。不过，只要第一可变元件210和第二可变元件220能够调整可变匹配电路200的阻抗，它们可以是可变电感器或开关。可变匹配电路200可由这样的不同种类的元件的组合构成。
[0022]此外，包含在可变匹配电路200中的可变元件的数目并不局限于2个。S卩，可以使用任意数目的可变元件，只要能够调整可变匹配电路200的阻抗即可。此外，为了调整阻抗的可变范围，可进一步包括具有固定电容值的电容元件和具有固定电感值的电感元件。
[0023]探测器300被布置在天线100附近，接收由天线100发射的信号。例如，探测器300具有双极形状或单极形状。只要探测器300能够接收天线100发射的信号，探测器300可具有任意各种其它形状。
[0024]功率检测器400通过探测器300，检测天线发射的信号的功率，并生成检测值。随后，功率检测器400向控制器500输出直流电压、直流电流或二进制数据，作为检测值。
[0025]控制器500控制可变匹配电路200，以匹配天线100的阻抗。控制器500包括调整单元510、检测单元520和校正单元530。
[0026]调整单元510按照信号的功率增大的方式，根据基准值和功率检测器400的检测值之间的比较结果，调整可变匹配电路200的设定值。由于可变匹配电路200包括可变电容元件，即，第一可变元件210和第二可变元件220，因此调整单元510调整第一可变元件210的电容值C1，和第二可变元件220的电容值C2。
[0027]检测单元520根据功率检测器400的检测值的时间变化，检测发射功率的变动。检测单元520根据随时间变化的检测值的变化量，检测发射功率的变动。校正单元530根据检测单元520检测的发射功率的变动，校正基准值。
[0028]利用例如微计算机1C，实现控制器500。从而，控制器500或者包括如上所述的调整单元510、检测单元520和校正单元530，或者可被配置成实现这些组成元件的功能。控制器500对于可变匹配电路200进行的调整处理的细节将在后面给出。
[0029]无线单元20包括信号处理单元(未图示)和放大单元(未图示)，生成具有受控发射功率的信号。无线单元20确定信号的发射功率。无线单元20按照以确定的发射功率发射生成的信号的方式，放大信号并把信号输出给天线设备10。这样，无线单元20生成信号，并按恒定时段T2，进行生成的信号的发射功率控制(参见图3)。此外，无线单元20对于通过天线100接收的信号，进行信号处理。
[0030]调整处理
[0031]下面参考图2和3，说明控制器500进行的控制可变匹配电路200的调整处理。图2是说明对于可变匹配电路200进行的调整处理的流程图。图3是图解说明无线单元20进行的发射功率控制的例子的示图。在图3中，水平轴表示时间，垂直轴表示无线单元20确定的信号的发射功率P。
[0032]例如，响应来自无线单元20或更高层(未图示)的关于对可变匹配电路200进行调整处理的需要的指令，控制器500开始可变匹配电路200的控制。例如，当无线通信开始时，或者当在通信期间通信质量恶化时，无线单元20或更高层判定必须对于可变匹配电路200进行调整处理，并把判定结果通知控制器500。
[0033]当收到开始对于可变匹配电路200的调整处理的指令时，控制器500初始化各种变量(步骤S101)。作为变量的初始化，控制器500的调整单元510把第一可变元件210的电容值C1，和第二可变元件220的电容值C2设定为预定值。