射频集成电路、无线通信单元、以及用于天线匹配的方法_2

文档序号:9813765阅读:来源:国知局
可开关控制的电感器 415所影响。在所述集成电路420中,使用射频调谐元件425来实现天线调谐。如上述论文 所述,忍片上的电感的低"Q"限制了它们的集成性,然而为了获得一可接受的性能,当片上 电感器的值大于几个纳亨(nH)时,片上电感器也将具有更小的经济价值。
[0014] 需要一种改善后的天线调谐器电路/排列(W及一种包括该天线调谐器的通信单 元),并通过所述天线调谐器来覆盖宽的频率范围。另外,提供一种需要低成本和使用更小 配件的改善后的天线调谐器电路/排列将非常有利于当前的无线通信单元。 【
【发明内容】

[0015] 本发明的一些方面提供射频集成电路、无线通信单元及天线匹配方法。可提供一 种需要低成本和使用更小配件的改善后的天线调谐电路并可覆盖宽的频率范围。
[0016] 本发明实施例提供一种射频集成电路,用于无线通信单元,所述无线通信单元包 括通过至少一个片外电感器禪接于天线的射频电路,所述片外电感器构成天线匹配电路的 第一部分,其中,所述射频集成电路包括:选择性地禪接于所述射频电路的第一端口和选择 性地禪接于所述天线的第二端口; W及,所述天线匹配电路的第二部分,所述天线匹配电路 的第二部分位于所述第一端口和所述第二端口之间,并与所述至少一个片外电感器并联连 接,所述天线匹配电路的第二部分包括:至少一个片上电感器;和,至少一个开关,所述开 关与所述至少一个片上电感器串联连接并设置为选择性地将所述至少一个片上电感器引 入所述天线匹配电路。
[0017] 本发明实施例还提供一种无线通信单元,包括:射频电路;控制器;天线;W及,位 于所述射频电路和所述天线之间的天线匹配电路,所述天线匹配电路包括:由至少一个片 外电感器组成的第一部分;W及,位于射频集成电路内部且与所述至少一个片外电感器并 联连接的第二部分,所述第二部分包括:至少一个片上电感器;和至少一个开关,所述开关 与所述至少一个片上电感器串联连接并设置为从所述控制器接收一控制信号W及为响应 所述控制信号而选择性地将所述至少一个片上传感器引入所述天线匹配电路。
[0018] 本发明实施例还提供一种应用在无线通信单元中的天线匹配方法,其中,所述无 线通信单元包括:射频电路、控制器、天线、W及位于所述射频电路和所述天线之间的天线 匹配电路,所述天线匹配电路包括由至少一个片外电感器组成的第一部分和位于射频集成 电路内部且与所述至少一个片外电感器并联连接的第二部分,所述方法包括:确定所述无 线通信单元的操作频率的变化;作为对所述操作频率的变化的响应,将控制信号应用到位 于所述射频集成电路内部的至少一个开关;作为对所述控制信号的响应,选择性地将与所 述开关串联连接且位于所述射频集成电路内部的至少一个片上电感引入到所述天线匹配 电路中。
[0019] 由上可知,本发明实施例可通过开关选择性地将与所述开关串联连接且位于射频 集成电路内部的至少一个片上电感器引入到无线通信单元的天线匹配电路中,由此,本发 明实施例可提供一种需要低成本和使用更小配件(基于片上电感器的引入)的改善后的天 线调谐电路并可覆盖宽的频率范围(基于开关对片上电感器选择性地引入)。 【【附图说明】】
[0020] 本发明可通过阅读随后的细节描述和参考附图所举的实施例被更全面地理解,其 中:
[0021] 图1为一已知的天线阻抗匹配结构。
[0022] 图2为一已知的一系列用于对天线进行窄带固定频率匹配的阻抗匹配结构。
[0023] 图3为一已知的用于对天线进行阻抗匹配的阶梯网络结构。
[0024] 图4为一已知的用于对天线进行阻抗匹配的可开关控制的电感结构,其可开关控 制的电感位于忍片外部。
[00巧]图5为本发明的用于支持天线调谐的阻抗匹配的无线通信单元的一个实施例的 框图。
[00%] 图6为本发明的无线通信单元的天线调谐电路和射频集成电路的一部分的方框 图。
[0027] 图7为本发明的对天线调谐电路进行操作的一个实施例的流程图。 【【具体实施方式】】
[002引本发明所描述的实施例使用术语"电感器"和"电容器"。但是,所描述的术语给出 任何可提供电感和电容反应性能的组件的物理表现的一个实施例;例如,对于本领域技术 人员而言,一个接合线化ond wire)可被认为有能力展现出电感,但本身却不会被称之为一 个电感器。因此,本发明说明书及权利要求书所使用的术语"电感器"和"电容器"包括任 何的提供相关性能(电感或电容)的组件或电路。
[0029] 由于可最小化损耗,射频组件(例如电容器和电感器)的高品质(quality,曲因 素是任意一个匹配网络所期望的特征。对于可调谐的射频电路,同样需要宽的调谐范围,并 且,通常在调谐范围和品质Q之间存在直接的取舍。本发明的发明人认识并领会到设计一 个可提供非常高品质的射频电路并非极其重要,而在某些情况下,保持损耗在一个可接受 的程度来允许一些弹性来部分地集成一些射频组件(特别是电感器)可能更为合理。
[0030] 因此,本发明的一些实施例描述一种天线调谐网络,例如为无线通信单元中的天 线阻抗匹配电路,所述天线调谐网络能够支持电感元件的一个宽的调谐范围,同时保持所 述调谐网络的一个可接受的品质因素。所述调谐网络的总的损耗为耗散损耗(dissipative losses)和不匹配损耗(mis-match losses)之和。通过包括一个宽的调谐范围的可调谐 组件可最小化不匹配损耗,但是运是W组件品质的损失为代价的,由此增加了耗散损耗。因 此,本发明所述的实施例提供一个优良的可调谐匹配拓扑结构来平衡所述耗散损耗和所述 不匹配损耗。特别的,描述了一个促进电感器在忍片上的至少部分集成的调谐网络拓扑结 构。在一些实施例中,调谐电感器组件设置为一个电感器位于忍片外,而一个可开关控制的 电感器与一相匹配的开关一起位于所述忍片内。
[0031] 虽然本发明实施例是参考在一个双JT网络(double-PI network)中使用可开关 控制的电感器的阻抗匹配网络(也即,天线阻抗匹配电路)进行描述,按照设想,其他实施 例可采用一单n网络(single PI network)。同样,按照设想,在其他的实施例中,可采用 多个串联的n网络(例如,一个S重的JT网络(triple-PI network))或多个串联的双JT 网络。同样,按照设想,在其他的实施例中,片上可开关控制的电感器技术可被应用于 网络为基础架构的网络。同样,按照设想,在其他的实施例中,所述片上可开关控制的电感 器技术可被应用在其他的频率相关电路而且也不限制于阻抗匹配和天线调谐。同样,按照 设想,在其他的实施例中,可开关控制的电感器可被用于任一个串联电感元件和分流电感 元件,或者被用于任两个串联电感元件和分流电感元件,或者,被用于所有的串联电感元件 和分流电感元件。
[0032] 本发明的实施例可被应用于,但不限定于,一天线调谐器的电路设计,例如,为一 天线阻抗匹配电路,W至于促进所述电路的部分电感元件被实施在忍片上,从而,当为当前 的移动/便携式无线通信单元产品执行天线调谐时,减少成本和尺寸。
[0033] 请参考图5,示出了本发明实施例的一个无线通信单元500的框图。在实践中,仅 仅为了阐明本发明的实施例,所述无线通信单元依据无线用户通信单元进行描述,在一些 实施例中该无线用户通信单元也可为智能电话。
[0034] 所述无线通信单元500包括天线排列502,用于发射信号和/或用于接收传输,并 禪接于天线开关或双工器(化plexer) 504,所述天线开关或双工器504提供所述无线通信 单元500中的接收链路和发射链路之间的隔离。在本实施例中,通过天线阻抗匹配电路530 来禪接所述天线排列502和所述天线开关(或双工器)504。
[0035] 如本领域中已知,一个或多个接收链路包括接收机前端电路506 (有效地提供 接收、过滤、W及中间或基带频率转换)。所述接收机前端电路506禪接于信号处理单元 508(通常由一个数字信号处理器来实现)。本领域技术人员可知,所述接收机前端电路或 组件的集成程度,在某
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