专利名称：可调式天线整合系统及其模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种天线，特别是有关于可调式天线整合系统及其模块。
背景技术：
天线在无线通讯系统是不可或缺的元件，天线的设计上常以操作频率与频宽为主要的设计指标，且天线的操作频率与频宽是依据通讯系统的需求而设计。传统上天线的操作频率主要取决于天线的结构，而天线的频宽是受到天线本身与射频电路之间的阻抗匹配的影响。天线工程师常需耗费许多时间来调整天线的操作频率(或称共振频率)以及频宽，以符合无线通讯系统的需求。一般来说，在天线结构不变的情况下，天线与射频电路之间的阻抗匹配的可以通 过连接于天线结构本身与射频电路之间的匹配电路来达到最佳化。然而，当匹配电路的参数被决定后，天线的操作频率与频宽也大致被决定。同时，在发展迅速的无线通信领域中，为了要使天线结构能符合多频操作的无线通信系统的需求，天线结构可能会提供操作在多个频带的能力，而天线的制造商或天线工程师可能要在天线结构与匹配电路两方面同时努力来克服设计需求，如此可能也会造成天线结构与天线模块的设计日趋复杂化的问题。
发明内容本实用新型提供一种可调式天线整合系统及其模块，天线的共振频率可以通过外部的应用程序或电路来控制可调式天线整合系统的(或与可调式天线模块电性连接的)数字/模拟转换器，使数字/模拟转换器提供调整电压来调整可调式天线模块的可变电容，由此改变天线的共振频率。本实用新型实施例提供一种可调式天线整合系统，包括可调式天线模块、偏压模块、直流控制模块与射频模块。可调式天线模块包括可变电容与天线。可变电容用以接收调整电压，并依据调整电压改变可变电容的电容值。天线电性连接可变电容，天线的共振频率受控于可变电容的电容值。偏压模块具有数字/模拟转换器，偏压模块电性连接可变电容。数字/模拟转换器用以接收控制电压并依据控制电压产生调整电压。调整电压的电压值大于控制电压的电压值。直流控制模块电性连接偏压模块，用以输出控制电压至偏压模块的数字/模拟转换器。射频模块电性连接偏压模块。可调式天线模块与射频模块之间通过偏压模块传送射频信号。根据上述构思，该偏压模块更包括一偏压三通管，具有一射频扼流圈、一直流阻断电路、一射频信号接收端、一直流电接收端以及一输出端，该射频信号接收端电性连接该射频模块，该直流电接收端电性连接该直流控制模块，该输出端电性连接该可调式天线模块，该直流阻断电路电性连接于该射频信号接收端以及该输出端之间，该射频扼流圈电性连接于该直流电接收端以及该输出端之间。根据上述构思，该数/模拟转换器电性连接于该直流控制模块以及该偏压三通管的该直流电接收端之间。[0008]根据上述构思，该数/模拟转换器电性连接于该可调式天线模块以及该偏压三通管的该输出端之间。根据上述构思，该直流控制模块以及该射频模块受控于ー控制模块，该控制模块依据该射频模块的一工作模式调整该直流控制模块的控制电压，由此改变该天线的该共振频率。本实用新型实施例提供一种可调式天线模块，其包括可变电容与天线。可变电容用以接收数字/模拟转换器产生的调整电压。数字/模拟转换器依据控制电压而产生调整电压，调整电压的电压值大于控制电压的电压值，可变电容依据调整电压改变可变电容的电容值。天线电性连接可变电容，天线的共振频率受控于可变电容的电容值。根据上述构思，其中该可调式天线模块通过ー偏压模块电性连接一射频模块，该偏压模块包括一偏压三通管，具有ー射频扼流圈、一直流阻断电路、一射频信号接收端、一直流电接收端以及ー输出端，该射频信号接收端电性连接该射频模块，该直流电接收端电 性连接该直流控制模块，该输出端电性连接该天线模块，该直流阻断电路电性连接于该射频信号接收端以及该输出端之间，该射频扼流圈电性连接于该直流电接收端以及该输出端之间。根据上述构思，其中该数/模拟转换器电性连接于该偏压三通管的该直流电接收端，该偏压三通管将该调整电压由该直流电接收端传送至该输出端。根据上述构思，其中该数/模拟转换器电性连接于该可变电容以及该偏压三通管的该输出端之间，其中该偏压三通管的该直流电接收端接收该控制信号，并通过该输出端传送该控制信号至该数/模拟转换器。根据上述构思，其中该偏压三通管通过该偏压三通管的该射频信号接收端电性连接ー射频模块，该数/模拟转换器依据该射频模块的一工作模式产生改变该天线的该共振频率的该调整电压。综上所述，本实用新型实施例所提供的可调式天线整合系统及其模块可以让外部的应用程序或电路来控制可调式天线模块的整合系统的(或与可调式天线模块电性连接的)数字/模拟转换器，使数字/模拟转换器提供调整电压来调整可调式天线模块的可变电容，由此改变天线的共振频率。为使能更进一歩了解本实用新型的特征及技术内容，请參阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅用来说明本实用新型，而非对本实用新型的权利范围作任何的限制。
图I是本实用新型实施例的可调式天线整合系统的功能方块图。图2是本实用新型实施例的可调式天线模组的功能方块图。图3是本实用新型实施例的可调式天线整合系统的电路方块图。图4是本实用新型实施例的偏压三通管的等效电路图。图5是本实用新型实施例的可调式天线整合系统的电路方块图。其中，附图标记说明如下I :可调式天线整合系统[0024]11 :可调式天线模块12、12’ 偏压模块13 :直流控制模块14 :射频模块Ia :控制模块111 :天线112:可变电容121 :数字/模拟转换器122 :偏压二通管123:直流阻断电路124 :射频扼流圈12a :输出端12b :射频信号接收端12c :直流电接收端423 电容424 电感
具体实施方式
〔可调式天线整合系统及其模块的实施例〕本实用新型实施例将天线模块化与电子装置的系统整合，而提出了可调式天线整合系统及其模块。本实施例的天线模块及其整合系统可以通过软件(ApplicationSoftware)设定应用天线模块及其整合系统的射频模块与直流控制电路来调整天线的共振频率，并由此设定无线通信的模式(例如欧规、美规或长期演进技术(Long TermEvolution, LTE))。请同时参照图I与图2，图I是本实用新型实施例的可调式天线整合系统的功能方块图，图2是本实用新型实施例的可调式天线模块的功能方块图。如图I所示，本实施例的可调式天线整合系统I (以下简称天线整合系统I)受控于控制模块la，控制模块Ia可以是硬件电路或软件的应用程序(Application software)。天线整合系统I包括可调式天线模块11、偏压模块12、直流控制模块13与射频模块14。可调式天线模块11包括可变电容112与天线111，如图2所示。偏压模块12具有数字/模拟转换器(未图示)。可调式天线模块11电性连接偏压模块12。直流控制模块13与射频模块14也电性连接偏压模块12。控制模块Ia通过控制直流控制模块12与射频模块14来控制天线整合系统I的工作状态。又参照图I与图2，可调式天线模块11的天线111电性连接可变电容112，偏压模块12与可调式天线模块11的连接方式是偏压模块12电性连接可变电容112。可变电容112用以接收调整电压Vad，并依据调整电压Vad改变可变电容112的电容值。可变电容112的电容值可以例如是IpF 50pF。天线111的共振频率可受控于可变电容112的电容值。直流控制模块13用以输出控制电压V。至偏压模块12的数字/模拟转换器(未图示)。可调式天线模块11与射频模块14之间通过偏压模块12传送射频信号RF。控制模块Ia依据射频模块的应用频带(欧规、美规或长期演进技术(Long Term Evolution,LTE)的频带)来控制直流控制模块13输出的控制电压V。。例如可调式天线模块11的天线111的共振频率可以大约设计在0. 7GHz 0. 96GHz之间，随着可变电容112的电容值的改变，天线111的共振频率可以是在演进陆基无线接入(Evolved Universal Terrestrial RadioAccess, E-UTRA)的第13频带(Band 13，用于美国)的746 790MHz之间、或者是演进陆基无线接入的第20频带(Band 20，用于欧洲)的790 862MHz之间、或是全球行动通信系统(Global System for Mobile Communications,GSM)的 824 894MHz 之间等等，但本实用新型并不因此限定。又參照图I与图2，偏压模块12所具有的数字/模拟转换器(未图示)用以接收控制电压\并依据控制电压\产生调整电压Vす调整电压Vad的电压值大于控制电压Vc的电压值。偏压模块12的数字/模拟转换器的详细电路连接关系与功能将于后续的实施例中叙述。基本上，本实施例的数字/模拟转换器是可以将低电压值的控制电压V。(数字化的电压值)转换成较高电压值的调整电压Vad (模拟式的电压值)。用于调整可变电容112的电容值的调整电压Vad通常是数十伏特的电压值(一般来说大于20伏特)，然而往往使用天线的电子装置的内部电路所提供的电源的电压是低于调整电压Vad，例如笔记型电脑的内部电路的电压值是5伏特的低电压值。因此，来自于直流控制模块113的控制电压V。的电压值的范围可以维持在应用本实施例的天线整合系统I的电子装置的内部电路的工作电压的范围内。如此，天线整合系统I的天线111的共振频率受控于调整电压Vad与控制电压V。，天线111在对应射频模块14不同的工作模式时，天线111的共振频率也可调整为射频模块14的工作模式所对应的频带(如欧规、美规等频带)。更进ー步地说，控制模块Ia可以是软件的应用程序，组装或设计应用天线整合系统I的电子装置的制造商只需要以软件方式设定天线的共振频率即可使天线整合系统I (或可调式天线模块11)应用于不同的频带规格。然而，本实用新型并不因此限定，控制模块Ia也可以是硬体实施的控制电路。请同时參照图I至图3，图3是本实用新型实施例的可调式天线整合系统的电路方块图。接下来列举偏压模块12的数字/摸拟转换器在天线整合系统I中的连接关系。如图3所示，数字/模拟转换器121可以连接于偏压三通管122与可调式天线模块11之间。换句话说，数字/摸拟转换器121可以连接于可调式天线模块11的可变电容112与偏压三通管122之间。偏压模块12包括数字模拟转换器121与偏压三通管122。偏压三通管122 (Bias Tee)，具有直流阻断电路123、射频扼流圈124 (RFchoke)、射频信号接收端12b、直流电接收端12c与输出端12a。射频信号接收端12b电性连接射频模块14，直流电接收端12c电性连接直流控制模块13，输出端12a通过数字/摸拟转换器121电性连接可调式天线模块11。直流阻断电路123电性连接于射频信号接收端12b与输出端12a之间，射频扼流圈124电性连接于直流电接收端12c与输出端12a之间。请同时參照图3与图4，图4是本实用新型实施例的偏压三通管的等效电路图。偏压三通管122的直流阻断电路123可以等效成电容423，电容423可以让射频信号RF通过并且阻隔直流信号DC。换句话说，直流阻断电路123的等效电容423可以让射频信号在输出端12a与射频信号接收端12b之间传递，并避免来自直流电接收端12c的直流信号DC(在图3中，直流信号DC对应于控制电压Nc)传送至射频信号接收端12b。偏压三通管122的射频扼流圈124可以等效成电感424，电感424可以让直流信号DC(在图3中，直流信号DC对应于控制电压V。)在输出端12a与直流电接收端12c之间传递。依据上述，本领域具有通常知识者应可推知偏压三通管122的实施方式，不再赘述。请同时参照图3与图5，图5是本实用新型实施例的可调式天线整合系统的电路方块图。如图5所示，数字/模拟转换器121也可以连接于直流控制模块13与偏压三通管122之间。换句话说，数字/模拟转换器121连接于直流控制模块13与偏压三通管122的直流电接收端12c之间。由此，数字/模拟转换器121所产生的调整电压Vad通过偏压三通管122的输出端12a传送至可调式天线模块11的可变电容112。然而，数字/模拟转换器121的位置并不限定于图3与图5中的位置。数字/模拟转换器121也可以直接设置于可调式天线模块11内，且数字/模拟转换器121直接与可变电容112连接。当然，依据偏压模块12’的设计方式的不同，数字/模拟转换器121的连接位置也有可能改变。因此，数字/模拟转换器121在天线模块及其整合系统内的位置(或连接关系)并不仅限定于上述实施例中所举例的位置(或连接关系)。 〔实施例的可能功效〕根据本实用新型实施例，上述的可调式天线整合系统及其模块可以让外部的应用程序或电路来控制天线整合系统的(或与可调式天线模块电性连接的)数字/模拟转换器，使数字/模拟转换器提供调整电压来调整可调式天线模块的可变电容，由此改变天线的共振频率。因此，天线的共振频率可以依照所应用的射频模块的工作模式(频带)来调整。利用数字/模拟转换器提供足够高的调整电压值，可以克服电子装置(如笔记型电脑)所能提供的控制电压不足的缺点。以上所述仅为本实用新型的实施例，其并非用以局限本实用新型的权利要求保护范围。
权利要求1.一种可调式天线整合系统，其特征在于，包括 一可调式天线模块，包括 一可变电容，接收一调整电压，并依据该调整电压改变该可变电容 的一电容值；以及 一天线，电性连接该可变电容，该天线的一共振频率受控于该可变 电容的该电容值； 一偏压模块，具有一数字/模拟转换器，电性连接该可变电容，该数字/模拟转换器接收一控制电压并依据该控制电压产生该调整电压，其中该调整电压的电压值大于该控制电压的电压值； 一直流控制模块，电性连接该偏压模块，用以输出该控制电压至该偏压模块的该数字/模拟转换器；以及 一射频模块，电性连接该偏压模块，其中该可调式天线模块以及该射频模块之间通过该偏压模块传送射频信号。
2.如权利要求I所述的可调式天线整合系统，其特征在于，该偏压模块更包括 一偏压三通管，具有一射频扼流圈、一直流阻断电路、一射频信号接收端、一直流电接收端以及一输出端，该射频信号接收端电性连接该射频模块，该直流电接收端电性连接该直流控制模块，该输出端电性连接该可调式天线模块，该直流阻断电路电性连接于该射频信号接收端以及该输出端之间，该射频扼流圈电性连接于该直流电接收端以及该输出端之间。
3.如权利要求2所述的可调式天线整合系统，其特征在于，该数字/模拟转换器电性连接于该直流控制模块以及该偏压三通管的该直流电接收端之间。
4.如权利要求2所述的可调式天线整合系统，其特征在于，该数字/模拟转换器电性连接于该可调式天线模块以及该偏压三通管的该输出端之间。
5.如权利要求I所述的可调式天线整合系统，其特征在于，该直流控制模块以及该射频模块受控于一控制模块，该控制模块依据该射频模块的一工作模式调整该直流控制模块的控制电压，由此改变该天线的该共振频率。
6.一种可调式天线模块，其特征在于，包括 一可变电容，接收一数字/模拟转换器产生的一调整电压，其中该数字/模拟转换器依据一控制电压而产生该调整电压，该调整电压的电压值大于该控制电压的电压值，该可变电容依据该调整电压改变该可变电容的一电容值；以及 一天线，电性连接该可变电容，该天线的一共振频率受控于该可变电容的该电容值。
7.如权利要求6所述的可调式天线模块，其特征在于，该可调式天线模块通过一偏压模块电性连接一射频模块，该偏压模块包括 一偏压三通管，具有一射频扼流圈、一直流阻断电路、一射频信号接收端、一直流电接收端以及一输出端，该射频信号接收端电性连接该射频模块，该直流电接收端电性连接该直流控制模块，该输出端电性连接该天线模块，该直流阻断电路电性连接于该射频信号接收端以及该输出端之间，该射频扼流圈电性连接于该直流电接收端以及该输出端之间。
8.如权利要求7所述的可调式天线模块，其特征在于，该数字/模拟转换器电性连接于该偏压三通管的该直流电接收端，该偏压三通管将该调整电压由该直流电接收端传送至该输出端。
9.如权利要求7所述的可调式天线模块，其特征在于，该数字/模拟转换器电性连接于该可变电容以及该偏压三通管的该输出端之间，其中该偏压三通管的该直流电接收端接收该控制信号，并通过该输出端传送该控制信号至该数字/模拟转换器。
10.如权利要求7所述的可调式天线模块，其特征在于，该偏压三通管通过该偏压三通管的该射频信号接收端电性连接一射频模块，该数字/模拟转换器依据该射频模块的一工作模式产生改变该天线的该共振频率的该调整电压。
专利摘要一种可调式天线整合系统及其模块，该可调式天线整合系统包括可调式天线模块、偏压模块、直流控制模块与射频模块。可调式天线模块包括可变电容与天线。可变电容依据调整电压改变电容值。天线连接可变电容，天线的共振频率受控于可变电容的电容值。偏压模块具有数字/模拟转换器，数字/模拟转换器用以接收控制电压并依据控制电压产生调整电压，输出至可变电容的调整电压的电压值大于控制电压的电压值。直流控制模块连接偏压模块，用以输出控制电压至数字/模拟转换器。射频模块连接偏压模块，可调式天线模块与射频模块之间通过偏压模块传送射频信号。
文档编号H01Q23/00GK202523851SQ20122009560
公开日2012年11月7日 申请日期2012年3月12日 优先权日2012年3月12日
发明者张靖玮, 李雁超, 蔡承翰 申请人:耀登科技股份有限公司