用于天线选择的方法和装置的制造方法_2

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信设备100可以将当前感测IC读数(例如,复输入反射系数)与在自由空间中记录的感测读数进行比较。然后在本示例中的天线选择标准可以基于在感测IC测量平面中确定的当前负载条件和自由空间之间的差。
[0035]在一个实施例中,闭环调谐可以有通信设备100执行,且可以执行对当前天线负载条件的聚合网格位置与自由空间的网格位置的比较。然后在本示例中的天线选择标准可以基于在天线平面中确定的当前负载条件和自由空间之间的差。
[0036]在另一实施例中,通信设备100可以使用如上所述的聚合网格位置。然后在本示例中的天线选择标准可以基于根据网格位置来估计天线效率的查找表。取决于天线特性,可以使用标量反射测量。
[0037]通信设备100可以包括按各种配置来布置的各种组件。通信设备100可以包括耦合到天线系统101的一个或多个收发机102,天线系统101可以是任何数量的天线。作为示例,每个收发机可以具有本文描述为一个或多个收发机102的发射机部和接收机部。通信设备100可以具有包括电抗元件190在内的一个或多个可调谐电路122、一个或多个调谐传感器124、用户接口(UI)104、电源114、位置接收机116、运动传感器118、定向传感器120、和/或用于管理它们的操作的控制器106。收发机102可以支持短距离和/或长距离无线接入技术,包括蓝牙、ZigBee、无线保真(WiFi)、数字增强无绳通信(DECT)或蜂窝通信技术等。通信设备100可以是能够经由各种接入技术来提供通信服务的多模设备,同时包括两个或更多个这种服务。
[0038]通信设备100所使用的蜂窝技术可以包括例如:全球移动系统(GSM)、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、通用移动电信(UMTS)、全球微波可互操作性(WiMAX)、软件定义无线电(SDR)、长期演进(LTE)、以及其他所出现的下一代无线通信技术。收发机102还可以适于支持电路交换有线接入技术(例如,公共交换电话网络(PSTN))、分组交换有线接入技术(例如,TCP/IP、基于IP的语音(VoIP)等)或其组合。
[0039]在一个或多个实施例中,天线系统101的天线组的尺寸、形状和/或位置可以实现所需的性能特性,同时满足不同的机械布置。可以调整这些尺寸、形状和/或位置,以实现其他所需性能特性和/或用于满足其他机械布置。
[0040]在一个实施例中,通信设备100可以包括用于切换天线系统101的天线的功能的RF开关150(或其他组件),包括将主天线切换为分集天线以及反之。例如,可以监视、检测或以其他方式确定通信设备100的参数(例如,一个、一些或全部天线的反射测量),以识别阻抗改变。阻抗改变可以源自于使用情况的改变(例如,从左手切换到右手握持电话)。对阻抗改变的识别可以经由RF开关150来触发天线系统配置的改变(例如,由控制器106来控制)。该切换发生的次数可以基于检测到的参数,例如,根据在通信会话期间持续换手的用户。对天线的切换还可以受到通信设备100的调制解调器的限制。
[0041]可调谐电路122可以包括一个或多个可变电抗元件,例如,使用数字和/或模拟偏置信号可调谐的可变电容器、可变电感器、或其组合。可调谐电路122可以表示耦合到天线系统101以补偿天线101的阻抗改变的可调谐匹配网络、用于补偿多天线系统中的互耦的补偿电路、控制收发机102的放大器的操作的放大器调谐电路、改变收发机102使用的滤波器的通带的滤波器调谐电路等。在一个或多个实施例中,可调谐电路122可以与天线系统101的一个、一些或全部天线相连,以实现阻抗调谐。
[0042]在一个或多个实施例中,调谐传感器124可以置于收发机102的任何级处,例如,在匹配网络之前或之后、和/或在功率放大器处。调谐传感器124可以使用任何合适的感测技术,例如,定向耦合器、分压器、或其他感测技术,以测量收发机102的任何级处的信号。可以通过调谐传感器124中包括的模数转换器向控制器106提供测量信号的数字采样。由调谐传感器124向控制器106提供的数据可以用于测量例如通信设备100的发送功率、发射机效率、接收机灵敏度、功耗,通过调整滤波器通带来测量频段选择性,测量功率放大器的线性度和效率、特定吸收率(SAR)要求等。控制器106可被配置为执行一个或多个调谐算法,以基于前述测量来确定可调谐电路122的所需调谐状态。控制器106还可以基于从调谐传感器124获得的数据(包括基于反射测量)经由RF开关150来切换主天线和分集天线。
[0043]UI 104可以包括具有导航机制(例如,滚动球、摇杆、鼠标或用于操纵通信设备100的操作的导航盘)的可按压的或触敏的键区108。键区108可以是通信设备100的外壳配件的一体部分,或可以是通过系留有线接口(例如,USB电缆)或支持例如蓝牙的无线接口与通信设备100可操作耦合的独立设备。键区108可以代表电话通常使用的数字键区和/或具有字母数字按键的QWERTY键区。UI 104还可以包括显示器110(例如,单色或彩色LCD(液晶显示器)、0LED(有机发光二级管)或用于向通信设备100的最终用户传递图像的其他合适的显示技术)。在显示器110是触敏显示器的实施例中,键区108的一部分或全部可以通过具有导航特征的显示器110来呈现。
[0044]显示器110可以使用触摸屏技术,也用于作为用于检测用户输入的用户接口。作为触摸屏显示器,通信设备100可以适于向用户接口呈现用户可以利用手指的触摸来选择的图形用户界面(GUI)要素。触摸屏显示器110可以装配电容、电阻或其他形式的感测技术,以用于检测用户手指的多少表面区域已经被放置在触摸屏显示器的一部分上。该感测信息可以用于控制对GUI要素的操控或用户界面的其他功能。显示器110可以是通信设备100的外壳配件中的一体部分或通过系留有线接口(例如,电缆)或无线接口与通信设备100可通信耦合的独立设备。
[0045]UI 104还可以包括音频系统112,音频系统112利用用于传送低音量音频(例如,在人耳附近听到的音频)和高音量音频(例如,用于免提操作的免提电话)的音频技术。音频系统112还可以包括用于接收最终用户的可听信号的麦克风。音频系统112还可以用于语音识别应用。UI 104还可以包括用于捕捉静态或移动图像的图像传感器113(例如,电荷耦合器件(CCD)摄像机)。
[0046]电源114可以使用常见的电源管理技术(例如,可替换和可充电池)、供电稳压技术和/或充电系统技术,用于向通信设备100的组件提供电能,以有利于长距离或短距离便携式应用。备选地或组合地,充电系统可以使用外部电源,例如,通过物理接口(例如,USB端口或其他合适的系留技术)供电的DC电源。
[0047]位置接收机116可以利用能够有利于位置服务(例如导航)的位置技术,例如全球定位系统(GPS)接收机,能够辅助GPS基于通过GPS卫星的星座图所产生的信号来识别通信设备100的位置。运动传感器118可以利用运动感测技术(例如,加速度计、陀螺仪或其他合适的运动感测技术)来检测通信设备100在三维空间中的运动。定向传感器120可以利用定向感测技术(例如,磁力计)来检测通信设备100的定向(北、南、西和东、以及利用度、分或其他合适定向度量的组合定向)。
[0048]通信设备100可以使用收发机102,通过感测技术(例如,使用接收信号强度指示符(RSSI)和/或信号到达时间(TOA)或飞行时间(TOF)测量)来确定与蜂窝、WiF1、蓝牙或其他无线接入点的接近度或距离。
[0049]控制器106可以使用计算技术(例如,具有关联的存储器(例如,闪存、ROM、RAM、SRAM、DRAM或其他存储技术)的微处理器、数字信号处理器(DSP)、可编程门阵列、专用集成电路、和/或视频处理器)来执行计算机指令,控制和处理由通信设备100的上述组件所提供的数据。
[0050]本公开主题可以使用图1中未示出的其他组件。通信设备100可以包括用于插入或移除身份模块(例如,订户身份模块(SIM)卡)的槽。SIM卡可以用于识别和注册订户服务,执行计算机程序,存储订户数据等。
[0051]参见图2,示出了通信设备200的一部分。设备200可以具有任何数目的天线,仅示出了其中两个(210、215)。感测IC 220可以经由调谐器222和223中的一个或两个来执行被用作闭环天线调谐的反馈的反射测量。被示出为DPDT开关的RF开关250可以用于天线选择,使得发射机202可被路由至针对辐射具有最优选负载条件的天线。
[0052]来自感测IC224的反射测量可以用于确定每个天线210、215的负载条件,且可被用作天线选择的选择标准。在一个或多个实施例中,反馈接收机(未示出)可被集成到收发机集成电路中(例如,替代感测IC 224),用于获得操作参数,例如,发送天线的反射测量。
[0053]调谐器222和/或223可以使用包括电容器和/或电感器在内的各种可调谐电抗元件。例如,调谐器222和/或223可以包括电压或电流可调谐介电材料。可调谐介电材料可以使用钛酸锶钡(BST)的合成物等。在另一实施例中,可调谐电抗元件可以使用半导体可变电抗器、或者能够机械改变电容器的介电常数的微机电系统(MEMS)技术。导致电压或电流可调电抗元件的其他当今或下一代方法或材料合成物适用于本主题公开,以供调谐器222和/或223使用。
[0054]参见图3A,示出了调谐网格300,其可以用于通过发送Gamma测量来进行天线选择。例如,网格位置可以由闭环调谐算法来确定,且可以用作针对天线选择的输入。例如,通信设备200中存储的查找表中的每个网格位置可以具有针对效率的条目。在本示例中,网格位置可以通过粗调谐来确定。在另一个实施例中,网格位置可以使用细调谐来进一步求精。在一个实施例中,从网格位置到自由空间天线Sll位置的距离(被称为FS_delta)可以用于天线选择。在另一个实施例中,取代使用算法导出的网格位置,通信设备200可以直接基于来自感测IC 224的测量来执行天线选择。
[0055]参见图3B和3C,示出了通信设备的一部分的原理图连同设备操作的对应史密斯图。可以在每个频段(或子频段)内检验所有使用情况的天线Sll参数。对于每个频段,天线平面中的调谐网格可被设置或确定为充分覆盖使用情况的整个范围。ΓΑΝΤ是天线平面处的天线Sll。Γ QPT是每个Γ MT的调谐器输入平面处的调谐器Sll,且对于每个ΓΑΝΤ的调谐器应用最优调谐状态。Γ opt憾》是由感测平面处的感测IC所测量的Γ 0ΡΤ。
[0056]图3Β和3(:示出了 2D调谐的实现。调谐域可以在天线Gamma
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