专利名称：用于调整天线电长度的系统和方法
技术领域：
本发明一般地涉及无线通信天线，本发明更特别地涉及一种用于调整便携式无线通信装置天线的工作频率的系统和方法。
背景技术：
尽管附加了更多的功能，但是诸如电话之类的便携式无线通信装置的尺寸在不断缩小。因此，设计者必须在提高各部件或者装置子系统的性能的同时减小其尺寸，或者将这些部件设置在较不引人注意的位置。这类关键部件之一是无线通信天线。该天线可以连接到例如电话收发信机，或者全球定位系统(GPS)接收机。
无线电话可以以不同的频带工作。在美国，采用约850兆赫兹(MHz)的蜂窝频带(cellular band)(AMPS)以及约1900MHz的PCS(个人通信系统)频带。其他频带包括接近1800MHz的PCN(个人通信网)、接近900MHz的GSM系统(全球移动通信系统Groupe Speciale Mobile)以及接近800MHz和1500MHz的JDC(日本数字蜂窝系统)。相关的其他频带是在1575MHz附近的GPS信号和在2400MHz附近的蓝牙。
在常规的技术中，利用拉杆天线(whip antenna)已经实现了良好的通信效果。以无线电话为例，通常采用螺旋型天线和拉杆天线的组合。在拉杆天线被拉出并且待机的模式下，为了使控制信道保持通信，天线设备采用短截线、低增益螺旋线圈。在启动话务信道时(电话振铃)，用户可以选择伸长更高增益的拉杆天线。某些设备组合了螺旋型天线和拉杆天线。另一些设备在使拉杆天线伸长时断开螺旋型天线。然而，拉杆天线增加了无线电话的总体形状因数(form factor)。
已知将电路板的一部分(例如直流电源总线)用作电磁辐射体。这种方案解决了从机架主体伸出天线的问题。可以形成仅用于电磁通信的印刷电路板，或者微带天线。这些天线可以以小形状因数提供较高的性能。
由于不是所有的用户都理解，要获得最佳性能，必须使天线拉杆伸长，而且因为拉杆产生了不希望的形状因数，同时其凸出部分被口袋或者钱包钩住，所以正在研究机架嵌入式的天线。即，无论是拉杆式、插塞式的天线，还是与其有关改进，均形成在电话的机架上，或者由该机架所包围。尽管这种方法产生了理想的电话形状因数，但是天线变得更易受用户操作以及其他用户导致的放置(loading)效果的影响。例如，放在桌子上被调谐到在824兆赫与894兆赫(MHz)之间工作的天线在被用户手持时，可能被最佳调谐到在790MHz与830MHz之间工作。此外，调谐可能取决于用户的身体特性和用户选择如何手持和操作其电话。因此，为了克服用户操作的影响而在工厂调谐传统的机架嵌入式天线可能是不切实际的。
如果可以监测并调节无线通信装置的天线以工作在最高效率，将是有利的。
如果无线装置可以检测到因为例如用户操作的影响导致的天线调谐降质，将是有利的。
如果响应于对用户操作或者其他天线解调机构的影响的检测，可以调节无线装置的天线调谐，将是有利的。
发明内容
本发明描述了一种用于检测天线的电长度的无线通信装置系统和方法。即，例如，响应于用户操作，该装置检测天线失谐。利用检测的信息，该装置改变天线的特性，以“移动”该天线，以其要求的工作频率优化调谐。
因此，提供了一种用于调节天线电长度的方法，该方法包括以预定频率在收发信机与天线之间进行传输线信号的传送；检测传输线信号；以及响应对传输线信号的检测，改变所述天线的电长度。检测传输线信号典型地是指检测传输线信号功率电平。
根据某些方面，响应对传输线信号的检测来改变天线的电长度包括改变天线的阻抗。
可选地，对天线的电长度的改变可包括在收发信机与天线之间优化传输线信号强度。
更具体地说，以预定频率在收发信机与天线之间进行传输线信号的传送包括在天线端口接收来自收发信机的传输线信号。因此，检测传输线信号包括测量天线端口反射的传输线信号。
根据该方法的某些方面，天线包括辐射体、平衡器(counterpoise)，以及位于辐射体和平衡器附近的电介质。因此，响应于对传输线信号的检测来调节天线电长度包括改变该电介质的介电常数。根据某些方面，该天线电介质包括具有可变介电常数的铁电材料。
可选地，天线包括辐射体，该辐射体至少具有一个可选择连接的微型机电切换装置(MEMS)。因此，响应于对传输线信号的检测调节天线电长度包括响应于MEMS的连接来改变该辐射体的电长度。根据其他方面，可以利用MEMS改变平衡器的电长度。
下面将说明用于调整天线电长度的上述方法和天线系统的其他细节。
图1是用于调整天线的电长度的本发明天线系统的原理方框图。
图2是利用铁电电介质材料实现的图1所示天线的部分剖视图。
图3是利用微型机电切换装置(MEMS)实现的图1所示天线的平面图。
图4是示出用于调整天线的电长度的本发明天线系统的变型的原理方框图。
图5a和5b是示出用于调整天线的电长度的本发明方法的流程图。
图6是示出用于控制辐射信号的效率的本发明方法的流程图。
图7是示出用于调整天线的工作频率的本发明方法的流程图。
具体实施例方式
图1是用于调整天线的电长度的本发明天线系统的原理方框图。系统100包括天线102，天线102包括有源元件104，其电长度与控制信号相应，以及连接到传输线106用于收发传输线信号的天线端口。天线102具有位于线路108上、连接到有源元件并接收控制信号的控制端口。特别是，根据无线电话系统，相关的有源元件工作频率包括824至894兆赫(MHz)、1850至1990MHz、1565至1595MHz以及2400至2480MHz。应该理解，天线电长度与(最佳调谐的)天线工作频率直接相关。例如，所设计的以1875MHz的频率工作的天线的有效电长度是通过具有某个介电常数的电介质传播的电磁波的四分之一波长。可以将该电长度看作与附近电介质的特性相应的有效电长度。
检测器110具有通过线路112可操作地连接到传输线106的输入端，用于检测传输线信号，以及通过线路114提供检测信号的输出端。在此使用的可操作地连接指或者直接连接，或者提供中间元件间接连接。调节器电路116具有通过线路114连接到检测器输出端以接收检测信号的输入端，和通过线路118接收与所要的天线电长度相应的基准信号的基准输入端，该所要的天线电长度与通过线路106传导的传输线信号的频率有关。调节器电路116具有通过线路108连接到该天线的输出端，用于响应于被检测的信号和基准信号来提供控制信号。需要注意，系统100在无线电话方面的应用可进一步包括滤波器、双工器以及隔离器(未示出)。
根据系统100的某些方面，响应有源元件104的电长度的变化，天线端口反射传输线信号。
然后，通过传输线106，检测器110检测天线端口反射的传输线信号。即，天线端口以响应于有源元件104电长度的变化而改变的功率电平，来反射传输线信号，然后，检测器110检测与反射功率电平的变化相应的传输线信号。换句话说，天线端口在传输线106上的输入阻抗响应于电长度的变化而变化，或者响应于最佳调谐的有源元件104的工作频率而变化。检测器110检测响应天线端口阻抗的变化的传输线信号。通常因为附近(各)电介质的变化引起电长度变化。即，随着靠近有源元件的电介质的变化，有效电长度发生变化。例如，无线电话天线可以具有根据放置在桌面上的第一电长度和根据被用户手持或者放置在用户手附近的第二电长度。周围电介质的介电常数发生的变化导致天线电长度发生变化。
还示出了收发信机120，收发信机120具有连接到传输线106，以提供传输线信号的端口。检测器110检测收发信机120提供的并被天线端口反射的传输线信号。
图2是利用铁电电介质材料实现的图1所示天线的部分剖视图。有源元件104包括平衡器200和电介质202，电介质202位于平衡器200的附近，而且具有与线路108上的控制信号相应的介电常数。该有源元件还包括其电长度响应于介电常数的变化的辐射体204。根据某些方面，电介质202包括铁电材料206，该铁电材料206具有响应线路108上的控制信号电压电平的变化而变化的可变介电常数。
具体示出了偶极天线，其中辐射体和平衡器是其有效电长度为天线电长度的辐射元件，天线电长度是四分之一波长的奇数倍(2n+1)(λ/4)，其中n＝0，1，2，...。即，波长与附近电介质材料的介电常数相应，而通过改变该介电常数可以调节工作频率。同样，通过对铁电材料(的两侧)施加不同的控制信号电压，可以改变单极和插塞式天线(patchantenna)的工作频率。可以利用辐射体端部与接地平面(groundplane)之间和/或者从天线端口开始与辐射体串联的铁电电容器，来调谐倒F天线。关于适合用于本发明上下文的铁电天线设计的其他细节可以参考上述相关专利申请中列举的专利申请。在此引用这些相关专利申请供参考。
图3是利用微型机电切换装置(MEMS)实现的图1所示天线的平面图。有源元件104至少包括可根据控制信号来选择连接的MEMS300。根据一个方面，例如，在有源元件是单极天线或者插塞式天线时，辐射体302具有响应于选择性地连接MEMS300而改变的电长度304。
根据其他方面，在调谐是偶极天线时，如图所示，天线有源元件104包括其电长度308响应选择性地连接MEMS310而改变的平衡器306。尽管仅具体示出偶极天线，但是将天线调谐的MEMS原理应用于可以应用于本发明的各种类型的天线。控制信号用于选择性地连接或者断开MEMS部分。请注意，尽管作为部分辐射体302，仅包括所示的一个MEMS，但是根据其他方面，该辐射体可以包括多个MEMS。关于MEMS天线设计的其他细节可以参考上述相关专利申请中列举的“Microelectromechanical Switch(MEMS)Antenna(微机电切换的开关”)的专利申请。在此引用该相关专利申请供参考。
再参考图1，耦合器130具有连接到传输线106的输入端和通过线路112连接到检测器输入端的输出端。检测器110将耦合信号变换为直流电压，然后，通过线路114，提供该直流电压，作为检测信号。本技术领域内的技术人员公知，有各种耦合器设计和检测器设计可以应用于本发明。
通常，检测器110包括整流二极管和电容器(未示出)。因此，检测器110具有不一致的频率响应。根据某些方面，调节器电路116包括存储器132，存储器132具有与耦合信号的频率相互参照的直流电压测量值。通常，进行校准以在通带中心频率(f1)实现0伏偏移，而对高于或者低于f1的频率产生正偏移或者负偏移。然而，其他校准方法也可以。与此无关，调节器电路116通过线路108提供根据线路118上的基准信号的频偏控制信号。
通常，耦合器130具有不一致的频率响应。根据系统100的其他方面，调节器电路116包括存储器134。存储器134具有与耦合信号的频率相互参照的耦合信号强度测量值。如上所述，可以进行校准，以在通带中心频率(f1)实现0偏移，而对高于或者低于f1的频率产生正偏移或者负偏移。可以对检测信号施加偏移，以间接地改变控制信号，或者施加该偏移，以直接调节控制信号。与此无关，调节器电路116通过线路108提供响应于线路118上的基准信号的频偏控制信号。线路118上的基准信号可以是表示要求的天线工作频率的模拟电压。另一方面，基准信号可以是所要的天线工作频率的数字表示。需要说明，调节器电路116可以具有用于校准检测器和耦合器的机构。
根据系统100的某些方面，调节器电路116包括用于存储先前控制信号修改的存储器135。因此，在启动时，可以利用存储的控制信号修改初始化天线有源元件104。对于天线电话，例如，响应用户手的正常位置，存储器136可以用于存储平均修改。利用平均修改作为初始值可以实现更高的资源效率。
图4a和4b是示出用于调整天线的电长度的本发明天线系统的变型的原理方框图。图4a示出时分双工收发信机。时分双工收发系统的发送信号和接收信号具有同样频率，但是属于时分复用的系统。例如，时间双工收发信机描述时分多址(TDMA)无线电话系统协议。系统400包括天线402，天线402包括其电长度与控制信号相应的有源元件404、连接到传输线406以收发传输线信号的天线端口、以及连接到有源元件404，用于接收线路408上的控制信号的控制端口。半双工发射机410具有通过传输线412将传输线信号送到天线端口的端口。半双工接收机414具有通过传输线416接收天线端口反射的传输线信号的输入端口，和通过线路418提供对收到的传输线信号评估值(evaluation)的输出端口。
所示的发射机410、接收机414和天线402连接到双工器420。然后，接收机414测量天线402反射的、通过双工器“泄漏”的发射信号。可选地(但是没有示出)，隔离器(或者环行器)可以具有通过线路406连接到天线端口的第一端口，和通过线路412连接到发射机端口、并与第一端口具有最小隔离的第二端口。该隔离器可以具有通过线路416连接到接收机端口、并与所述第一端口具有最小隔离而与所述第二端口具有最大隔离的第三端口。
调节器电路422具有通过线路418连接到接收机输出端、用于接收传输线信号评估值的输入端，和通过线路424接收响应于天线电长度的基准信号的基准输入端，该天线电长度又与发射机410提供的传导的传输线信号的频率有关。调节器电路422具有通过线路408连接到天线的输出端，用于提供响应于信号评估值和基准信号的控制信号。
根据某些方面，接收机评估值是自动增益控制电压的测量值。即，接收机414提供相应于所接收信号的信号强度的评估值。如果该天线良好匹配，即，如果该天线被调谐到以从发射机接收的传导传输线信号的频率工作，则反射非常小的信号。因此，在接收机414测量低信号强度的反射功率电平时，适当地调谐该天线。通过进行搜索发现最低信号强度电平，可以改善天线调谐过程。
另一方面，接收机可以解码接收信号，并利用解码误码率(BER)对天线匹配进行评估。如上所述，在天线良好匹配时，反射信号强度低。因此，良好匹配的天线的BER率高。通过进行搜索发现最高BER，可以改善天线调谐过程。在另一种变型中，可以将收到的解调信号与(预调制的)发射信号进行比较，以对天线匹配进行评估。与在图1所示系统中相同，调节器电路422可以包括存储器(未示出)，其储存有在系统初始化时使用的先前的天线修改情况。
图4b示出隔离器430，隔离器430具有连接到线路412和406，用于将发射传输线信号送到天线端口的端口。隔离器430还具有通过线路112提供由天线端口反射的传输线信号的端口。检测器110连接到隔离器430，以接收反射的传输线信号。如图1所示，检测器110将检测信号送到调节器电路116，然后，调节器电路116产生响应该检测信号的控制信号。
图5a和5b是示出用于调整天线的电长度的本发明方法的流程图。尽管为了清楚起见利用一系列编号步骤示出了该方法(以及图6和7所示的方法)，但是除非有明确说明，否则不应该根据编号推断顺序。应该明白，可以跳过、并行执行或者不严格按照序列顺序执行这些步骤中的某些步骤。该方法开始于步骤500。
在步骤502以预定频率在收发信机与天线之间进行传输线信号的传送。在步骤504检测传输线信号。在步骤506响应于对传输线信号的检测来改变天线的电长度。根据某些方面，与无线通信装置电话中的用途相关，在步骤506改变电长度包括改变天线的电长度，以便以诸如824至894兆赫(MHz)、1850至1990MHz、1565至1585MHz或者2400至2480MHz的频率工作。
根据该方法的某些方面，在步骤504检测传输线信号包括检测传输线信号功率电平。根据其他方面，在步骤506响应于对传输线信号的检测来调节天线的电长度包括改变天线阻抗。另一方面，在步骤506，通过优化收发信机与天线之间的传输线信号强度，来调节天线电长度。
根据某些方面，天线具有天线端口，并且在步骤502中以预定频率在收发信机与天线之间进行传输线信号的传送包括在天线端口接收来自收发信机的传输线信号。然后，在步骤504检测传输线信号包括测量天线端口反射的传输线信号。
根据其他方面，天线包括辐射体、平衡器和位于辐射体和平衡器附近的电介质。这样，在步骤506响应对传输线信号的检测来调节天线的电长度包括改变该电介质的介电常数。根据一个方面，天线电介质包括具有可变介电常数的铁电材料。另外，在步骤506改变电介质的介电常数包括子步骤。在步骤506a将控制电压施加到铁电材料。步骤506b响应控制电压的变化改变铁电材料的介电常数。
根据一个方面，天线包括辐射体，该辐射体至少具有一个可选择性地连接的微型机电切换装置(MEMS)。这样，在步骤506响应对传输线信号的检测调节天线的电长度包括响应连接MEMS改变辐射体的电长度。根据某些方面，天线包括平衡器，该平衡器具有至少一个可选择性地连接的MEMS。这样，在步骤506调节天线电长度包括响应于(平衡器的)MEMS连接来改变平衡器的电长度。
根据该方法的其他方面，在步骤504检测传输线信号包括子步骤。在步骤504a耦合至该传输线信号。在步骤504b产生被耦合的信号。在步骤504c将该耦合信号变换为直流电压。在步骤504d测量直流电压的幅值。根据某些方面，天线通过隔离器连接到发射机。这样，检测传输线信号包括通过隔离器检测发射的传输线信号的功率电平。
该方法的其他方面包括附加步骤。在步骤501a根据耦合信号频率校准直流电压测量值。在步骤501b确定耦合信号的频率。这样，在步骤504检测传输线信号包括响应确定的耦合信号频率补偿直流电压测量值。根据某些方面，在步骤501c根据耦合信号频率校准耦合信号强度。这样，在步骤504检测传输线信号包括响应所确定的耦合信号频率使直流电压测量值偏移(进行补偿)。
该方法的其他方面包括附加步骤。在步骤508存储先前天线电长度的修改。在步骤510在启动时利用存储的修改初始化天线。
根据某些方面，在步骤501d，首先校准天线电长度，以便在靠近电介质材料的预定第一环境下，与收发信机进行传输线信号的传送。在步骤501e，从靠近电介质材料的天线第一环境变为电介质材料的天线第二环境。因此，在步骤504检测传输线信号包括检测因为天线第二环境引起的传输线信号的变化。在步骤506改变天线的电长度包括响应天线第二环境改变天线电长度。
根据某些方面，收发信机和天线是便携式无线通信电话的部件。因此，在步骤501e从靠近电介质材料的天线第一环境变为电介质材料的天线第二环境包括用户操作该电话。
根据该方法的其他方面，天线连接到具有发射机和接收机的半双工收发信机。因此，在步骤504检测传输线信号包括替代子步骤。在步骤504e，在接收机接收传送的传输线信号。在步骤504f解调收到的传输线信号。在步骤504g通过将收到的消息与发射消息进行比较，或者通过利用FEC校正收到的消息，计算解调信号中的误码率。
图6是示出用于控制辐射信号的效率的本发明方法的流程图。该方法开始于步骤600。在步骤602以预定频率辐射电磁信号。在步骤604在辐射电磁信号与传导电磁信号之间进行变换。在步骤606检测传导信号。在步骤608响应对传导信号的检测增加辐射信号的强度。
根据某些方面，在步骤606检测传导信号包括检测传导信号功率电平。根据其他方面，在步骤609响应对传导信号的检测而增加辐射信号的强度包括改善辐射信号与传导信号之间的接口的阻抗匹配。另一方面，在步骤608，可以通过使在辐射信号与传导信号之间交界处的反射传导信号的信号强度最小，来增加辐射信号强度。
图7是示出用于调整天线的工作频率的本发明方法的流程图。该方法开始于步骤700。在步骤702，以预定频率在收发信机与天线之间传送传输线信号。在步骤704检测传输线信号。在步骤706响应于对传输线信号的检测改变天线的工作频率。
提供了一种用于响应于对天线不匹配的检测改变无线设备天线的工作频率的系统和方法。为了说明本发明的特定应用，给出了检测技术的例子。然而，本发明并不仅仅局限于所示例的检测方法。同样，还给出了可以选择其电长度的天线的例子。然而，本发明也不局限于任何特定天线类型。最后，尽管结合无线电话系统对本发明进行了说明，但是本发明可更广泛地对采用用于辐射通信的天线的任何系统具有意义。本技术领域内的技术人员可以设想本发明的其他变型和实施例。
权利要求
1.一种用于调整天线的电长度的方法，该方法包括以预定频率在收发信机与天线之间进行传输线信号的传送；检测传输线信号；以及响应于对所述传输线信号的检测，改变所述天线的电长度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中检测传输线信号包括检测传输线信号功率电平。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线通过隔离器连接到发射机；以及其中检测传输线信号包括通过隔离器，检测所发射的传输线信号功率电平。
4.根据权利要求1所述的方法，其中响应于对传输线信号的检测调节天线的电长度包括调节天线阻抗。
5.根据权利要求1所述的方法，其中响应于对传输线信号的检测改变天线的电长度包括优化收发信机与天线之间的传输线信号强度。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线具有天线端口；其中以预定频率在收发信机与天线之间进行传输线信号的传送包括在天线端口接收来自收发信机的传输线信号；以及其中检测传输线信号包括测量天线端口反射的传输线信号。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线包括辐射体、平衡器以及位于所述辐射体和平衡器附近的电介质；以及其中响应对传输线信号的检测来调节天线的电长度包括改变所述电介质的介电常数。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述天线电介质包括具有可变介电常数的铁电材料；以及其中改变所述电介质的介电常数包括对所述铁电材料施加控制电压；以及响应于对所述控制电压的改变，改变所述铁电材料的介电常数。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线包括具有至少一个可选择连接的微型机电切换装置(MEMS)的辐射体；以及其中响应于对所述传输线信号的检测来调节所述天线的电长度包括响应于与MEMS的连接，改变所述辐射体的所述电长度。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述天线包括具有至少一个可选择连接的MEMS的平衡器；以及其中响应于对所述传输线信号的检测调节所述天线的电长度包括响应于与MEMS的连接，改变所述平衡器的电长度。
11.根据权利要求1所述的方法，其中检测传输线信号包括耦合到该传输线信号；产生耦合信号；将该耦合信号变换为直流电压；以及测量所述直流电压的幅值。
12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括根据耦合信号频率校准直流电压的测量；确定所述耦合信号的频率；以及其中检测传输线信号包括响应于所确定的耦合信号频率来补偿所述直流电压测量值。
13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括根据耦合信号频率校准耦合信号强度；确定所述耦合信号的频率；以及其中检测传输线信号包括响应于所确定的耦合信号频率，补偿所述直流电压的测量。
14.根据权利要求1所述的方法，进一步包括存储先前天线电长度的修改；以及在启动时利用所述存储的修改，初始化所述天线。
15.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在初始时校准所述天线电长度，以在靠近电介质材料的预定的第一环境下，与收发信机进行传输线信号的传送；从靠近电介质材料的所述天线第一环境变更为电介质材料的天线第二环境；其中检测传输线信号包括检测因为所述天线第二环境引起的所述传输线信号中的变化；以及其中响应于对所述传输线信号的检测调节所述天线的电长度包括相应于所述天线第二环境改变所述天线电长度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述收发信机和天线是便携式无线通信电话的部件；以及其中从靠近电介质材料的所述天线第一环境改变为电介质材料的所述天线第二环境包括用户操作所述电话。
17.根据权利要求1所述的方法，其中响应于对所述传输线信号的检测来改变所述天线的电长度包括改变所述天线的电长度，以从包括824至894兆赫(MHz)、1850至1990MHz、1565至1585MHz以及2400至2480MHz的组中选择的频率工作。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线连接到具有发射机和接收机的半双工收发信机；其中检测传输线信号包括在所述接收机接收所传送的传输线信号；解调所述接收的传输线信号；以及计算所述解调信号中的误码率。
19.一种用于调整天线电长度的天线系统，该系统包括天线，包括有源元件，其电长度与控制信号相应；天线端口，用于收发传输线信号；控制端口，连接到所述有源元件，以接收控制信号；传输线，连接到所述天线端口；以及调节器电路，具有可操作地连接到所述传输线的输入端，和连接到天线的输出端，用于响应所述传输线信号提供所述控制信号。
20.根据权利要求19所述的系统，进一步包括检测器，具有可操作地连接到所述传输线以检测传输线信号的输入端，和连接到所述调节器输入端以提供相应于所述传输线信号的检测信号的输出端；以及其中所述调节器电路具有用于接收与所要的天线工作频率相应的基准信号的基准输入端，并响应于对所述检测信号和基准信号的接收，提供控制信号。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述天线端口响应于所述有源元件电长度的变化而反射传输线信号；以及其中检测器检测所述天线端口反射的传输线信号。
22.根据权利要求21所述的系统，其中所述天线端口以响应于所述有源元件电长度的变化而变化的功率电平来反射传输线信号；以及其中检测器检测响应于所反射功率电平的变化的传输线信号。
23.根据权利要求20所述的系统，其中所述天线端口具有响应于所述有源元件电长度的变化而变化的输入阻抗；以及其中检测器检测响应于所述天线端口输入阻抗的变化的传输线信号。
24.根据权利要求20所述的系统，进一步包括收发信机，该收发信机具有连接到所述传输线以提供传输线信号的端口；以及其中所述检测器检测所述收发信机提供的并被所述天线端口反射的传输线信号。
25.根据权利要求20所述的系统，其中所述天线有源元件包括平衡器；电介质，位于所述平衡器附近，其介电常数与控制信号相应；以及辐射体，其电长度与所述介电常数的变化相应。
26.根据权利要求25所述的系统，其中所述电介质包括具有响应控制信号电压电平的变化的可变介电常数的铁电材料。
27.根据权利要求20所述的系统，其中所述天线有源元件包括至少一个响应于所述控制信号而可选择地连接的微型机电切换装置(MEMS)；以及辐射体，具有响应于所述MEMS的选择连接而变化的电长度。
28.根据权利要求27所述的系统，其中所述天线有源元件包括平衡器，其电长度响应于所述MEMS的选择连接而变化。
29.根据权利要求20所述的系统，进一步包括耦合器，该耦合器具有连接到所述传输线的输入端和连接到所述检测器输入端的输出端；以及其中所述检测器将所述耦合信号变换为直流电压，并提供该直流电压作为所述检测信号。
30.根据权利要求29所述的系统，其中调节器电路包括存储器，该存储器具有与耦合信号的频率相互参照的直流电压测量值，以提供响应于所述基准信号的频偏控制信号。
31.根据权利要求20所述的系统，其中所述调节器电路包括存储器，该存储器具有与耦合信号的频率相互参照的耦合信号强度测量值，以提供响应于所述基准信号的频偏控制信号。
32.根据权利要求20所述的系统，其中所述调节器电路包括用于存储先前控制信号修改的存储器，以在启动时，利用存储的控制信号修改初始化所述天线有源元件。
33.根据权利要求20所述的系统，其中所述有源元件具有从包括824至894兆赫(MHz)、1850至1990MHz、1565至1585MHz以及2400至2480MHz的组中选择的工作频率。
34.根据权利要求20所述的系统，进一步包括隔离器，该隔离器具有多个端口，其连接成将发射的传输线信号送到所述天线端口，还具有用于提供所述天线端口反射的传输线信号的端口；以及其中所述检测器连接到所述隔离器，以接收所述反射的传输线信号。
35.一种用于调整天线电长度的天线系统，该系统包括天线，包括有源元件，其电长度与控制信号相应；天线端口，用于收发传输线信号；以及控制端口，连接到所述有源元件，用于接收控制信号；半双工发射机，具有用于将传输线信号提供给所述天线端口的端口；半双工接收机，具有用于接收所述天线端口反射的传输线信号的输入端口，和用于提供对接收的传输线信号的评估值的输出端口；以及调节器电路，具有连接到所述接收机输出端以接收所述传输线信号评估值的输入端，用于接收与所要的天线工作频率相应的基准信号的基准输入端，以及连接到所述天线以响应所述信号评估值和所述基准信号而提供所述控制信号的输出端。
36.一种用于控制辐射信号的效率的方法，该方法包括以预定频率辐射电磁信号；在辐射电磁信号与传导电磁信号之间进行变换；检测传导信号；以及响应于对所述传导信号的检测，增加所述辐射信号的强度。
37.根据权利要求36所述的方法，其中检测所述传导信号包括检测传导信号功率电平。
38.根据权利要求36所述的方法，其中响应于对传导信号的检测而增加所述辐射信号强度包括改善所述辐射信号与传导信号之间的接口的阻抗匹配。
39.根据权利要求36所述的方法，其中响应于对传导信号的检测而增加所述辐射信号强度包括使在辐射信号与传导信号之间交界处的反射传导信号的信号强度最小。
40.一种用于调整天线的工作频率的方法，该方法包括以预定频率在收发信机与天线之间进行传输线信号的传送；检测传输线信号；以及响应于对所述传输线信号的检测，调节所述天线的工作频率。
全文摘要
一种用于调整天线的电长度的系统和方法，该方法包括以预定频率在收发信机与天线之间通信传输线信号；检测传输线信号；以及响应检测到传输线信号，调节天线的电长度。检测传输线信号通常意味着检测传输线信号功率电平。根据某些方面，调节天线阻抗。另一方面，一般地说，在收发信机与天线之间优化传输线信号强度。更具体地说，以预定频率在收发信机与天线之间通信传输线信号包括在天线端口从收发信机接收传输线信号。因此，检测传输线信号包括测量天线端口反射的传输线信号。
文档编号H01Q9/04GK1774837SQ200480009093
公开日2006年5月17日 申请日期2004年4月2日 优先权日2003年4月3日
发明者艾伦·德兰 申请人:基奥赛拉无线公司