用于天线选择的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本主题公开涉及通信设备，且具体地涉及对天线系统中的天线的选择。
【背景技术】
[0002]无线通信设备可以在宽的频率范围上工作，例如从700到2700MH z。包括更长电池寿命、更多频段、具有精简边框的更大显示屏、以及更薄的规格尺寸在内的手机要求使得天线设计更具挑战性。
[0003]诸如蜂窝电话、平板电脑和膝上型计算机之类的通信设备可以支持多蜂窝接入技术、端对端接入技术、个域网接入技术以及位置接收机接入技术，它们可以并发地工作。通信设备还集成了各种消费者功能，例如MP3播放器、彩色显示器、游戏应用、摄像机以及其他特征。
[0004]可能要求通信设备在各种频率上通信，并且在某些情况下，通信设备要经历各种物理和功能使用条件。例如，当处理通信设备时，通过用户握持、身体、或通信设备周围的其他材料，用户可能使天线失谐和/或影响其辐射效率。
【发明内容】
【附图说明】
[0005]现在将对附图进行参考，附图不一定按比例绘制，且在附图中:
[0006]图1和2示出了提供天线选择以增强辐射效率的通信设备的说明性实施例；
[0007]图3A-3F示出了提供天线选择以增强辐射效率的通信设备，并示出了用于天线选择的调谐网格的图形表示；
[0008]图4和5示出了用于增强辐射效率的天线选择方法的说明性实施例；
[0009]图6-12示出了提供天线选择以增强辐射效率的通信设备、用于天线选择的调谐网格和效率数据的图形表示；
[0010]图13示出了用于增强辐射效率的天线选择方法的说明性实施例；
[0011]图14-15示出了用于图13的方法中的天线选择的调谐数据的图形表示；
[0012]图16示出了用于提供天线选择以增强辐射效率的通信设备；
[0013]图17示出了用于增强辐射效率的天线选择方法的说明性实施例；
[0014]图18示出了图1的通信设备的收发机的一部分的说明性实施例；
[0015]图19-22示出了图8的收发机的可调谐匹配网络的说明性实施例；
[0016]图23示出了由图1的通信设备所使用的用于控制由通信设备使用的可调谐电抗元件和天线选择的查找表的说明性实施例；
[0017]图24-27示出了通信设备的说明性物理和操作使用情况；以及
[0018]图28示出了具有计算机系统形式的机器的说明性示意图表示，在该计算机系统中，当执行指令集时，可以使机器执行本文所公开的方法中的任何一个或多个方法。
【具体实施方式】
[0019]本主题公开描述了选择性切换作为主天线和分集天线操作的天线的说明性实施例等。天线选择可以基于包括测量操作参数(例如，反射测量)在内的各种因素。在一个或多个实施例中，反射测量可以用于确定通信设备的使用情况以及根据使用情况来确定优选或期望的天线作为主天线来操作。使用情况可以是将通信设备相对于用户来定位，例如，头侧和右手(BHHR)或头侧和左手(BHHL)。使用情况还可以包括通信设备的物理状态，例如翻盖电话的开盖或合盖。使用情况还可以包括通信设备的功能状态，例如免提电话或蓝牙操作。
[0020]在一个或多个实施例中，选择性天线切换可以结合针对主天线和分集天线中的一者或两者的阻抗调谐来使用。所使用的天线的具体数目可以就是2或者可以是多于2个天线。在一个或多个实施例中，相同的测量参数可以用于选择性天线切换和阻抗调谐，例如反射测量。阻抗调谐可以是闭环反馈过程和/或开环反馈过程。
[0021]在一个实施例中，感测集成电路(IC)可以执行或以其它方式获得被用作闭环天线调谐的反馈的反射测量。双刀双掷开关(DPDT)开关可以用于天线选择，使得发射机可被路由至针对辐射具有最优选负载条件的天线。来自感测IC的反射测量可以用于确定每个天线的负载条件，且可被用作天线选择的选择标准。
[0022]在一个实施例中，发送Gamma测量可被用于根据调谐网格的天线选择。由闭环调谐算法所确定的网格位置可被用作天线选择的输入。例如，查找表中的每个网格位置可以具有针对效率的条目。网格位置可以通过粗调谐来确定。在一个实施例中，网格位置还可以使用细调谐来进一步求精。在一个实施例中，度量可以是从网格位置到自由空间天线Sll的距离。在另一个实施例中，取代使用算法导出的网格位置，可以直接使用测量(例如，来自感测1C)。
[0023]在一个实施例中，选择标准可以仅基于针对与发射机当前相连的天线的测量，而不要求针对全部两个天线的测量。在另一个实施例中，天线切换受到调制解调器的控制，例如，当调制解调器向控制指示哪个天线正在发送时，控制器向调制解调器指示(例如，根据反射测量)哪个天线优选用于发送。在一个示例中，用于确定是否切换天线的反射测量可以受限于当前正在发送的天线。在一个实施例中，对反射测量的监视和与优选天线相关的评估可以在控制器正在等待来自调制解调器的切换天线的许可的同时被继续执行。
[0024]在一个或多个实施例中，本文描述的天线选择系统和过程可以与阻抗调谐一起使用或不与阻抗调谐一起使用。在使用阻抗调谐的情况下，其可以基于与在天线选择过程中使用的相同操作参数，或者可以基于不同的操作参数。阻抗调谐可以针对通信设备所使用的一个、一些或全部天线。作为示例，不同的可调谐电抗元件可以用于不同天线的阻抗调谐，或者相同的可调谐电抗元件可以用于一些或全部天线的阻抗调谐。
[0025]在一个或多个实施例中，针对两个天线的闭环调谐可以通过切换天线选择开关来执行，以执行用于调谐算法的反射测量。在这些示例中，调制解调器许可频繁的天线切换。
[0026]在使用电压可变调谐和天线选择的一个实施例中，通信设备可以在较宽的频率范围上有效操作，例如700至960(LB)、1700至2200MHz(MB)和2300-2700MHz(HB)。示例实施例可以增强天线效率和辐射效率，同时还实现了选择更有效率的天线用于发送。天线效率实质上是从天线辐射出的总功率除以注入天线的总功率之比。辐射效率是“计算出的如果没有由于失配造成功率损耗而从天线辐射出的总功率”除以注入天线的总功率之比。后者“辐射效率”可以是天线辐射能力的更好度量，且是损耗了多少功率作为消散能量的更好度量，要么是在天线/电话设备中的欧姆损耗，要么是在使用情况中针对用户的耗损。
[0027]在一个或多个实施例中，主天线和分集天线可以包括用于LB通信以及MB和HB通信的并行耦合的辐射元件。在另一实施例中，天线可以设置在无线设备(例如，移动电话)的底部(或顶部)上或附近。在一个或多个实施例中，可以使用单馈电天线。在一个或多个实施例中，可以提供用于可调谐匹配应用的高天线效率和高辐射效率。在一个或多个实施例中，可以使用y方向上的小尺寸，其适用于小离地间隙设备，该小离地间隙(ground cI earance)设备在不让设备整体尺寸更大的情况下实现了更大的屏幕和/或更大的电池。
[0028]在一个或多个实施例中，可以使用低离地间隙。在一个或多个实施例中，可以提供良好的天线性能，例如，在BHHR中针对主，以及在BHHL中针对分集。在一个或多个实施例中，可以提供低天线模式相关系数。
[0029]可以在用于解决手机的载波聚合(CA)要求的多天线和/或多端口天线系统中使用一个或多个示例实施例，例如在所有使用情况下必须覆盖700-960MHZ的LB天线。主题公开描述了其他实施例。
[0030]主题公开的一个实施例包括具有收发机、天线系统、RF开关、匹配网络以及控制器的移动通信设备。天线系统与收发机耦合，其中，天线系统包括第一天线和第二天线，以及第一天线或第二天线之一正作为主天线操作且第一天线或第二天线中的另一个正作为分集天线来操作。RF开关与天线系统相连，其中，RF开关具有第一天线是主天线且第二天线是分集天线的第一位置，以及RF开关具有第二天线是主天线且第一天线是分集天线的第二位置。匹配网络与收发机和天线系统耦合，其中，匹配网络包括可调谐电抗元件。控制器与匹配网络和RF开关耦合，其中，控制器接收与天线系统相关联的第一反射测量，控制器根据第一反射测量来调整可调谐电抗元件，以提供阻抗调谐，以及控制器根据第一反射测量来调整RF开关以在第一位置和第二位置之间选择。
[0031]主题公开的一个实施例是一种方法，该方法包括:由通信设备的控制器获得针对通信设备的第一天线的第一反射测量，该第一天线在通信设备的RF开关处于第一位置时作为主天线操作。该方法包括:由控制器根据第一反射测量来调整匹配网络的可调谐电抗元件，以执行阻抗调谐。该方法包括:由控制器分析第一反射测量，以确定用于发送的期望天线。该方法包括:响应于确定通信设备的第二天线是用于发送的期望天线，由控制器切换RF开关至第二位置，其中，切换至第二位置引起第二天线作为主天线操作。该方法包括:由控制器来获得针对第二天线的第二反射测量，第二天线在RF开关处于第二位置时作为主天线操作。该方法包括:由控制器根据第二反射测量来调整可调谐电抗元件，以执行阻抗调谐。该方法包括:由控制器分析第二反射测量，以确定用于发送的期望天线。该方法包括:响应于确定第一天线是用于发送的期望天线，由控制器将RF开关切换至所述第一位置。
[0032]本主题公开的一个实施例是一种通信设备，包括调制解调器、收发机、天线系统、RF开关和控制器。天线系统与收发机耦合，其中，天线系统包括第一天线和第二天线，其中第一天线或第二天线之一正作为主天线操作且第一天线或第二天线中的另一个正作为分集天线来操作。RF开关与天线系统相连，其中，RF开关具有第一天线是主天线且第二天线是分集天线的第一位置，以及RF开关具有第二天线是主天线且第一天线是分集天线的第二位置。控制器与RF开关耦合，其中，控制器接收与天线系统相关联的第一反射测量，以及控制器根据第一反射测量并在调制解调器使能天线开关的时段期间调整RF开关，以在第一位置和第二位置之间选择。
[0033]图1示出了通信设备100的说明性实施例。通信设备100实现了多天线设备中的选择天线选择，以增强辐射效率。设备100可以测量被用作阻抗调谐算法的反馈的复输入反射系数。在一个实施例中，可以针对两个天线(主和分集)来测量复输入反射系数。在使用求平均的情况下，该测量可以在少于10us下执行，以提供对如何加载天线的快速和直接评估。在一个实施例中，设备100可以将感测IC用于天线选择。在其他实施例中，集成在收发机IC中的反馈接收机可以用于获得反射测量(或其他测量参数)。
[0034]在一个实施例中，通