专利名称：在无线终端中自动匹配天线频率的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种在无线终端中自动匹配天线频率的设备。更具体地说，本发明涉及一种在无线终端中自动匹配天线频率的阻抗的设备。
背景技术：
当不使用无线终端时(例如，当用户手上不持有无线终端时)，无线终端的天线阻抗匹配。然而，如果用户持有无线终端以使用无线终端，则不能实现无线终端中天线的阻抗匹配。这引起无线终端的性能降低。
因此，需要一种改进的用于在无线终端中自动匹配天线频率的阻抗的系统和方法。
发明内容
本发明的示例性实施例的一方面在于解决至少上述问题和/或缺点并且提供一种在无线终端中自动匹配天线频率的阻抗的设备。
根据本发明的示例性实施例的一方面，提供一种在无线终端中自动匹配天线频率的设备。所述设备包括双工器、自动匹配模块和控制器。所述双工器分类通过无线终端的天线发送/接收的频率。双工器还将天线中接收的接收频率发送到自动匹配模块，并将从自动匹配模块接收的发送频率发送到天线。所述自动匹配模块自动匹配从双工器接收的接收频率的阻抗，将阻抗匹配的接收频率发送到放大器，自动匹配从放大器接收的发送频率的阻抗，并将阻抗匹配的发送频率发送到双工器。所述控制器控制自动匹配模块以自动匹配发送/接收频率的阻抗。
根据本发明的示例性实施例的另一方面，提供一种在接收至少两种通信服务的无线终端中自动匹配天线频率的设备。所述设备包括切换模块和至少两个通信服务模块。所述切换模块根据无线终端的天线中接收的信号被切换到至少两个通信服务模块中的一个。如果通信服务模块通过切换模块的切换与天线链接，则所述至少两个通信服务模块自动匹配通过天线接收的接收频率的阻抗，输出阻抗匹配的接收频率，或者自动匹配发送频率的阻抗，并将阻抗匹配的发送频率发送到天线。
根据本发明的示例性实施例的另一方面，提供一种在无线终端中自动匹配天线频率的设备。所述设备包括控制器、自动匹配模块和双工器。所述控制器确定无线终端的操作状态，并控制自动匹配模块自动匹配天线的发送/接收频率的阻抗。所述自动匹配模块自动匹配从天线接收的接收频率的阻抗，将阻抗匹配的接收频率发送到双工器，自动匹配从双工器接收的发送频率的阻抗，并将阻抗匹配的发送频率发送到天线。所述双工器分类通过自动匹配模块发送/接收的频率，将从自动匹配模块接收的接收频率发送到放大器，或者将从放大器接收的发送频率发送到自动匹配模块。
根据本发明的示例性实施例的另一方面，提供一种在接收至少两种通信服务的无线终端中自动匹配天线频率的设备。所述设备包括控制器、自动匹配模块、切换模块和至少两个通信服务模块。所述控制器确定无线终端的操作状态，并控制自动匹配模块自动匹配天线的发送/接收频率的阻抗。所述自动匹配模块自动匹配从天线接收的接收频率的阻抗，将阻抗匹配的接收频率发送到切换模块，自动匹配从切换模块接收的发送频率的阻抗，并将阻抗匹配的发送频率发送到天线。根据天线中接收的接收信号的类型所述切换模块被切换到至少两个通信服务模块中的一个。如果至少两个通信服务模块通过切换模块的切换与自动匹配模块链接，则所述至少两个通信服务模块通过自动匹配模块发送/接收天线的频率。
在下面结合附图公开了本发明的示例性实施例的详细描述中，本发明的其它目的、优点和显著特点对本领域的技术人员将是明显的。
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的特定示例性实施例的上述和其它示例性目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的用于在无线终端中自动匹配天线频率的设备的框图；图2是示出根据本发明的第一示例性实施例的在用于接收至少两种通信服务的无线终端中自动匹配天线频率的阻抗的设备的框图；图3是示出根据本发明的第二示例性实施例的在无线终端中用于自动匹配天线频率的设备的框图；图4是示出根据本发明的第二示例性实施例的在用于接收至少两种通信服务的无线终端中自动执行天线频率的阻抗匹配的设备的框图；图5是示出根据本发明的示例性实施例的自动匹配模块中电容器组的结构的电路；以及图6A至图6C是解释根据本发明的示例性实施例的在无线终端中天线频率的自动阻抗匹配的示图。
在整个附图中，相同的附图标号将被理解为表示相同的部件、特点和结构。
具体实施例方式
提供例如详细的结构和部件的在说明书中定义的内容以帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可对在此描述的实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简明，将省略对已知功能和结构的描述。
图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的用于在无线终端中自动匹配天线频率的设备的框图。
参照图1，双工器110通过无线终端的天线ANT将发送端口与接收端口分开，并且通过接收端口将天线中接收的接收频率发送到第一自动匹配模块120。双工器110还通过发送端口将从第二自动匹配模块130接收的发送频率发送到天线ANT。
控制器160控制无线终端的全部功能。根据本发明的第一示例性实施例，控制器160基于天线ANT的预定最佳频率信号值控制自动匹配模块，从而自动匹配天线ANT频率的阻抗。
自动匹配天线频率的阻抗的自动匹配模块包括第一自动匹配模块120和第二自动匹配模块130。
第一自动匹配模块120包括固定电感器和可变电容器。第一自动匹配模块120通过调整电容器的值自动匹配从双工器110的接收端口输出的接收频率的阻抗，接着将所述接收频率发送到第一放大器140。第二自动匹配模块130包括固定电感器和可变电容器。第二自动匹配模块130通过调整电容器的值自动匹配由第二放大器150放大并从第二放大器150输出的发送频率的阻抗，接着将所述发送频率发送到双工器110。
第一自动匹配模块120和第二自动匹配模块130分别包括至少一个电容器组。所述电容器组具有这样的结构n个电容器相互链接。
图5示出具有相互链接的n个电容器的一个电容器组。参照图5，包括在电容器组中的电容器(C)的值可连续地增加为C/2、C/4、C/8、...、和C/2n。通过开关链接每个电容器，并且每个电容器根据其开和关的状态具有值“1”或“0”。电容器还具有总电容值Ctoal为“0*C/2+1*C/4+0*C/8+...+1*C/2n”。
将在假设第一自动匹配模块120和第二自动匹配模块130中的每一个都包括四个电容器组，并且每个电容器组具有八个相互链接的电容器的情况下描述本发明的第一示例性实施例。因此，根据本发明的第一示例性实施例，一个电容组可具有28(诸如256)个电容值。
因此，第一自动匹配模块120在从四个电容器组的多个电容值中提取适合形成最佳接收频率信号的电容值之后，在控制器160的控制下执行相应电容器的开/关操作，从而自动匹配接收频率的阻抗。第二自动匹配模块130在从四个电容器组的多个电容值中提取适合形成最佳发送频率信号的电容值之后，在控制器160的控制下执行相应电容器的开/关操作，从而自动匹配发送频率的阻抗。
放大器模块放大通过天线ANT发送/接收的频率信号，所述放大器模块包括第一放大器140和第二放大器150。第一放大器140放大从第一自动匹配模块120输出的阻抗匹配的接收频率，并将其输出。根据示例性实现，第一放大器140可以是低噪声放大器(LNA)。第二放大器150放大发送频率，以将放大的发送频率输出到第二自动匹配模块130。根据示例性实现，第二放大器150可以是功率放大器(PA)。
下面将描述在具有图1所示的结构的无线终端中自动匹配天线频率的阻抗的操作。控制器160检测通过无线终端的天线ANT接收的信号。在检测之后，控制器160通过双工器110的接收端口将天线ANT中接收的接收频率信号输出到第一自动匹配模块120。第一自动匹配模块120在控制器160的控制下执行相应电容器的开/关操作。在已经从多个电容值中提取适合形成最佳接收频率信号的电容值之后执行所述操作。这样有利于接收频率的阻抗匹配的自动执行。然后，第一自动匹配模块120将阻抗匹配的接收频率发送到第一放大器140。因此，控制器160控制第一放大器140放大从第一自动匹配模块120输出的阻抗匹配的接收频率信号，并将其输出。
控制器160检测无线终端中产生的发送频率信号。控制器160通过第二放大器150放大发送频率信号，接着将放大的发送频率信号输出到第二自动匹配模块130。第二自动匹配模块130在控制器160的控制下执行相应电容器的开/关操作。在从多个电容值中提取适合形成最佳发送频率信号的电容值之后执行所述操作。第二自动匹配模块130自动执行发送频率的阻抗匹配。然后，第二自动匹配模块130将阻抗匹配的发送频率发送到双工器110。因此，控制器160通过双工器110的发送端口将从第二自动匹配模块130输出的阻抗匹配的发送频率信号发送到天线ANT。
图2是示出根据本发明的第一示例性实施例的在用于接收至少两种通信服务的无线终端中自动匹配天线频率的阻抗的设备的框图。所述无线终端可执行至少两种通信服务。
参照图2，根据本发明的第一示例性实施例，控制器250控制无线终端的全部功能。控制器250根据天线ANT中接收的接收信号的类型来控制将切换模块210切换到至少两种通信服务中的一种。控制器250根据预设最佳天线频率信号值来控制分别包括在至少两个通信服务模块中的自动匹配模块。接着控制器250自动执行天线频率的阻抗匹配。
在控制器250的控制下，根据无线终端的天线ANT中接收的接收信号的类型将切换模块210切换到至少两个通信服务模块230-1至230-n中的一个，从而允许执行相应通信服务。
所述至少两个通信服务模块230-1至230-n表示执行诸如CDMA服务、PCS服务和GSM服务的通信服务的通信服务模块。通信服务模块230-1至230-n中的每一个都包括双工器、自动匹配模块和放大器。所述至少两个通信服务模块230-1至230-n还可表示诸如无线LAN或WiBro、以及CDMA、PCS和GSM的便携式互联网。
将描述通信服务模块230-1至230-n中的第一通信服务模块230-1。如果第一双工器220-1通过切换模块210与天线ANT链接，则第一双工器220-1通过天线ANT将发送端口和接收端口分开。第一双工器220-1还通过接收端口将天线ANT中接收的接收频率发送到第一自动匹配模块221-1。第一双工器220-1还通过发送端口将从第二自动匹配模块222-1接收的发送频率发送到天线ANT。
自动匹配天线频率的阻抗的自动匹配模块包括第一自动匹配模块221-1和第二自动匹配模块222-1。第一自动匹配模块221-1包括固定电感器和可变电容器。这个第一自动匹配模块221-1自动匹配从第一双工器220-1的接收端口输出的接收频率的阻抗，接着将所述接收频率发送到第一放大器223-1。第二自动匹配模块222-1也包括固定电感器和可变电容器，并且自动匹配由第二放大器224-1放大并从第二放大器224-1输出的发送频率的阻抗，接着将所述发送频率发送到第一双工器220-1。
第一自动匹配模块221-1和第二自动匹配模块222-1中的每一个都包括至少一个电容器组。所述电容器组具有如图5所示的n个相互链接的电容器。假设第一自动匹配模块221-1和第二自动匹配模块222-1中的每一个都包括如图1所示的四个电容器组。每个电容器组具有相互链接的八个电容器(C)。
因此，第一自动匹配模块221-1在从四个电容器组的多个电容器(C)的值中提取适合的电容值以形成最佳接收频率信号之后，在控制器250的控制下执行相应电容器的开/关操作。这样有利于接收频率的自动阻抗匹配。第二自动匹配模块222-1在从四个电容器组的多个电容器(C)的值中提取适合的电容值以形成最佳发送频率信号之后，在控制器250的控制下执行相应电容器的开/关操作。这样有利于发送频率的自动阻抗匹配。
放大器模块放大通过天线ANT发送/接收的发送/接收频率信号，所述放大器模块包括第一放大器223-1和第二放大器224-1。第一放大器223-1放大从第一自动匹配模块221-1输出的阻抗匹配的接收频率，并将其输出。根据示例性实现，第一放大器223-1可以是LNA。第二放大器224-1放大发送频率，以将放大的发送频率输出到第二自动匹配模块222-1。根据示例性实现，第二放大器224-1可以是PA。
包括在第二通信服务模块230-2至第n通信服务模块230-n中的第二双工器220-2至第n双工器220-n、自动匹配模块221-2至221-n和放大器223-2至223-n和224-2至224-n分别执行相应通信服务功能，同时执行与包括在第一通信服务模块230-1中的第一双工器220-1、自动匹配模块221-1和222-1和放大器223-1和224-1的功能相似的功能。
将描述在包括图2所示的结构的无线终端中自动匹配天线频率的阻抗的操作。无线终端的控制器250检测在能够执行两种或多种通信服务的无线终端中是否接收到通信服务(例如，CDMA通信服务)的频率信号，可通过第一通信服务模块230-1执行所述通信服务。无线终端的控制器250还控制将切换模块210切换到第一通信服务模块230-1。控制器250检测是否将切换模块210切换到第一通信服务模块230-1，并且通过第一双工器220-1的接收端口将天线ANT中接收的接收频率信号输出到第一自动匹配模块221-1。第一自动匹配模块221-1在控制器250的控制下执行相应电容器的开/关操作。在从四个电容器组的多个电容值中提取形成最佳接收频率信号的适合电容值之后执行所述操作，从而自动执行接收频率的阻抗匹配。然后，第一自动匹配模块221-1将接收频率发送到第一放大器223-1。因此，控制器250控制第一放大器223-1放大从第一自动匹配模块221-1输出的阻抗匹配的接收频率信号，并将其输出。
控制器250检测CDMA通信服务中发送频率信号的产生，通过第二放大器224-1放大发送频率信号，接着将放大的发送频率信号输出到第二自动匹配模块222-1。第二自动匹配模块222-1在从多个电容值中提取形成最佳接收频率信号的适合电容值之后，在控制器250的控制下执行相应电容器的开/关操作，从而自动匹配发送频率的阻抗。然后，第二自动匹配模块222-1将发送频率发送到第一双工器220-1。因此，控制器250通过第一双工器220-1的发送端口将从第二自动匹配模块222-1输出的阻抗匹配的发送频率信号发送到天线。
可基于最佳频率信号值自动实现天线频率的阻抗匹配。通过如图1和图2配置的无线终端来实现阻抗匹配。
图3是示出根据本发明的第二示例性实施例的用于在无线终端中自动匹配天线频率的设备的框图。
参照图3，信号检测单元170检测天线ANT中接收的信号，并且将所述信号输出到控制器160。详细地说，信号检测单元170与用于检测电压驻波比(VSWR)信号的VSWR检测模块相应，接着将VSWR信号输出到控制器160，所述VSWR信号包括通过天线ANT接收的幅度信号和相位信号。
控制器160控制无线终端的全部功能。根据本发明的第二示例性实施例，如果从信号检测单元170输出VSWR信号，则控制器160通过存储在存储器330中的第一自动匹配表根据接收的VSWR信号的类型来确定无线终端的第一操作状态。如果确定了无线终端的第一操作状态，则控制器160通过第一自动匹配表提取与无线终端的第一操作状态相应的适合自动匹配的最佳天线频率信号值。然后，控制器160根据通过第一自动匹配表提取的适合自动匹配的最佳天线频率信号值来控制自动匹配模块180，从而自动匹配天线频率的阻抗。
无线终端的第一操作状态是通过从信号检测单元170接收的VSWR信号确定的操作状态。第一操作状态包括休眠空闲模式、休眠持有模式、打开空闲模式和打开持有模式。在休眠空闲模式中，用户不持有无线终端，并且关闭无线终端的折叠器。在休眠持有模式中，用户持有无线终端，并且关闭无线终端的折叠器。在打开空闲模式中，用户不持有无线终端，并且打开无线终端的折叠器。在打开持有模式中，用户持有无线终端，并且打开无线终端的折叠器。
控制器160通过无线终端的功能操作确定无线终端的第二操作状态。控制器160还通过存储在存储器330中的第二自动匹配表提取与无线终端的第二操作状态相应的自动匹配的最佳天线频率信号值。控制器160基于通过第二自动匹配表提取的自动匹配的最佳天线频率信号值来控制自动匹配模块180，从而自动匹配天线频率的阻抗。
无线终端的第二操作状态表示将附加装置连接到用于执行通信的无线终端的操作状态，或者在无线终端中执行或设置特定操作的操作状态。无线终端的第二操作状态包括打开/关闭无线终端的折叠器、自动装置的使用、蓝牙耳机的使用、用于执行通信的键输入和自动通信连接等。
通过无线终端中设置的折叠器打开/关闭检测器(未显示)来检测无线终端的折叠器的打开/关闭，并且将预定检测信号输出到控制器160。因此，控制器160可通过从折叠器打开/关闭检测器输出的检测信号来确定无线终端的折叠器的打开/关闭状态。
通过从连接到无线终端的耳机连接端口的上拉电阻输出的信号(强、弱)由控制器160确定自动装置的使用。控制器160检测从上拉电阻输出的强信号的电压。然而，如果将用于自动装置的耳机插头插入到无线终端的连接插孔，并从上拉电阻输出弱信号，则控制器160可确定自动装置的使用。
当在ID设置模式中打开蓝牙耳机时，可由控制器160确定蓝牙耳机的使用，并且在无线终端的蓝牙模式中检测蓝牙耳机。
可通过响应于无线终端中产生的呼入的键输入操作由控制器160确定用于执行通信的键输入。可通过用户建立对无线终端中产生的呼入的自动连接由控制器160确定自动通信连接。
存储器330可包括程序存储器和数据存储器。程序存储器存储控制无线终端的一般操作的程序，数据存储器临时存储执行程序期间产生的数据。
根据本发明的第二示例性实施例，存储器330存储自动匹配表，并且自动匹配表包括第一自动匹配表和第二自动匹配表。第一自动匹配表存储VSWR信号的类型、与VSWR信号的类型相应的无线终端的第一操作状态的类型、以及与无线终端的第一操作状态相应的自动匹配的最佳天线频率信号值。第二自动匹配表存储无线终端的第二操作状态的类型和与无线终端的第二操作状态相应的自动匹配的最佳天线频率信号值。
自动匹配模块180自动执行天线频率的阻抗匹配，并且包括固定电感器和可变电容器。在通过调整电容器(C)的值自动匹配从天线输出的接收频率的阻抗之后，自动匹配模块180通过双工器110的接收端口将接收频率发送到第一放大器140。在自动匹配模块180通过调整电容器(C)的值自动匹配通过双工器110的发送端口接收的发送频率的阻抗之后，自动匹配模块180也将发送频率发送到天线ANT。
自动匹配模块180包括至少一个电容器组，在所述电容器组中n个电容器相互链接。
图5示出具有相互链接的n个电容器的一个电容器组。参照图5，包括在电容器组中的电容器(C)的值可连续地增加为C/2、C/4、C/8、...、和C/2n。通过开关链接每个电容器，并且根据其现有的开和关的状态每个电容器具有值“1”或“0”。电容器还具有总电容值Ctotal为“0*C/2+1*C/4+0*C/8+...+1*C/2n”。
将在假设自动匹配模块180包括四个电容器组，并且每个电容器组具有八个相互链接的电容器的情况下描述本发明的第二示例性实施例。根据本发明的第二示例性实施例，一个电容组可具有28(诸如256)个电容值。
因此，自动匹配模块180在从四个电容器组的多个电容值中提取适合形成最佳发送/接收频率信号的电容值之后，在控制器160的控制下执行相应电容器的开/关操作，从而自动匹配发送/接收频率的阻抗。
双工器110通过无线终端的天线ANT将发送端口与接收端口分开，并且将通过自动匹配模块180接收的接收频率发送到第一放大器140。此外，双工器110通过发送端口将从第二放大器150接收的发送频率发送到自动匹配模块180。
放大器模块放大通过天线ANT发送/接收的频率信号，所述放大器模块包括第一放大器140和第二放大器150。第一放大器140放大从双工器110的接收端口输出的接收频率，并将其输出。根据示例性实现，第一放大器140可以是LNA。第二放大器150放大从RF单元320输出的发送频率，以将发送频率输出到双工器110的发送端口。根据示例性实现，第二放大器150可以是PA。
RF单元320包括RF接收器和RF发送器。RF接收器下变换从第一放大器140接收的信号。RF发送器上变换发送的信号的频率，并将所述信号输出到第二放大器150等。
以下，将描述在包括图3示出的结构的无线终端中自动执行天线频率的阻抗匹配的操作。如果通过无线终端的天线ANT接收到信号，则无线终端的控制器160检测信号的接收，并将接收的信号输出到自动匹配模块180。根据示例性实现，控制器160基于从信号检测单元170输出的信号确定无线终端的状态，从而控制自动匹配模块180。
如果信号检测单元170检测到从无线终端的天线接收的VSWR信号，并将VSWR信号输出到控制器160，则控制器160确定与从信号检测单元170接收的VSWR信号相应的无线终端的第一操作状态的类型，并且通过使用第一自动匹配表提取与无线终端的第一操作状态的类型相应的自动匹配的最佳天线频率信号值。控制器160基于通过第一自动匹配表提取的最佳天线频率信号值控制自动匹配模块180，从而可自动实现对接收频率的阻抗匹配。
如果通过无线终端的天线接收到信号，则无线终端的控制器160检测信号的接收，并将接收的信号输出到自动匹配模块180。根据示例性实现，控制器160确定无线终端的第二操作状态，以确定无线终端中用于执行通信的功能操作的当前执行。
无线终端的第二操作状态与打开/关闭无线终端的折叠器、自动装置的使用、蓝牙耳机的使用，或键输入和自动通信连接的建立相应。如果确定了无线终端的第二操作状态，则控制器160通过使用第二自动匹配表提取与无线终端的第二操作状态的类型相应的自动匹配的最佳天线频率信号值。
控制器160根据通过第二自动匹配表提取的最佳天线频率信号值控制自动匹配模块180，从而可自动实现对从天线接收的接收频率的阻抗匹配。
自动匹配模块180在从多个电容值中提取适合形成最佳接收频率信号的电容值之后，在控制器160的控制下执行相应电容器的开/关操作，从而自动匹配接收频率的阻抗。然后，自动匹配模块180通过双工器110的接收端口将接收频率发送到第一放大器140。因此，控制器160控制第一放大器140放大从双工器110输出的阻抗匹配的接收频率信号，并将其输出。
如果在无线终端中产生发送频率信号，则控制器160检测发送频率信号，并且第二放大器150放大发送频率信号，并通过双工器110的发送端口将放大的发送频率信号输出到自动匹配模块180。根据示例性实现，控制器160基于从信号检测单元170输出的信号确定无线终端的状态以控制自动匹配模块180。
如果信号检测单元170检测到从无线终端的天线接收的VSWR信号，并将VSWR信号输出到控制器160，则控制器160确定与从信号检测单元170接收的VSWR信号相应的无线终端的状态，并且通过使用第一自动匹配表提取与无线终端的状态相应的自动匹配的最佳天线频率信号值。控制器160基于通过第一自动匹配表提取的最佳天线频率信号值控制自动匹配模块180，以自动显示对发送频率的阻抗匹配。
如果在无线终端中产生发送频率信号，则控制器160检测发送频率信号，并且第二放大器150放大发送频率信号，并通过双工器110的发送端口将放大的发送频率信号输出到自动匹配模块180。根据示例性实现，控制器160确定无线终端的第二操作状态。
无线终端的第二操作状态与打开/关闭无线终端的折叠器、自动装置的使用、蓝牙耳机的使用、或键输入和自动通信连接的建立相应。如果确定了无线终端的第二操作状态，则控制器160通过使用第二自动匹配表提取与无线终端的第二操作状态的类型相应的自动匹配的最佳天线频率信号值。
控制器160根据通过第二自动匹配表提取的最佳天线频率信号值控制自动匹配模块180，以自动显示对发送频率的阻抗匹配。
自动匹配模块180在从多个电容值中提取适合形成最佳发送频率信号的电容值之后，在控制器160的控制下执行相应电容器的开/关操作，从而自动匹配发送频率的阻抗。然后，自动匹配模块180将阻抗匹配的发送频率发送到天线。
图4是示出根据本发明的第二示例性实施例的在接收至少两种通信服务的无线终端中能够自动执行天线频率的阻抗匹配的设备的框图。根据示例性实现，无线终端可执行至少两种通信服务。
参照图4，信号检测单元240检测从天线ANT接收的信号，并将接收的信号输出到控制器250。信号检测单元240与VSWR检测模块相应，检测通过天线ANT接收的包括幅度信号和相位信号的VSWR信号，接着将VSWR信号输出到控制器250。
控制器250控制无线终端的全部功能。根据本发明的第二示例性实施例，控制器250根据天线中接收的接收信号的类型来控制将切换模块210切换到至少两种通信服务中的一种。如果从信号检测单元240输出VSWR信号，则控制器250通过使用存储在存储器220中的第一自动匹配表根据接收的VSWR信号类型确定无线终端的第一操作状态。如果确定了无线终端的第一操作状态，则控制器250通过使用第一自动匹配表提取与无线终端的第一操作状态相应的自动匹配的最佳天线频率信号值。控制器250基于通过自动匹配表提取的最佳天线频率信号值控制自动匹配模块260，从而自动执行天线频率的阻抗匹配。
无线终端的第一操作状态是通过从信号检测单元240接收的VSWR信号确定的操作状态。第一操作状态包括休眠空闲模式、休眠持有模式、打开空闲模式和打开持有模式。在休眠空闲模式中，用户不持有无线终端，并且关闭无线终端的折叠器。在休眠持有模式中，用户持有无线终端，并且关闭无线终端的折叠器。在打开空闲模式中，用户不持有无线终端，并且打开无线终端的折叠器。在打开持有模式中，用户持有无线终端，并且打开无线终端的折叠器。
控制器250通过无线终端的功能操作确定无线终端的第二操作状态，通过存储在存储器220中的第二自动匹配表提取与无线终端的第二操作状态相应的自动匹配的最佳天线频率信号值。控制器250基于通过第二自动匹配表提取的自动匹配的最佳天线频率信号值控制自动匹配模块260，从而自动匹配天线频率的阻抗。
无线终端的第二操作状态表示将附加装置连接到用于执行通信的无线终端的操作状态，或者在无线终端中执行或设置特定操作的操作状态。无线终端的第二操作状态包括打开/关闭无线终端的折叠器、自动装置的使用、蓝牙耳机的使用、用于执行通信的键输入和自动通信连接等。
通过无线终端中设置的折叠器打开/关闭检测器(未显示)来检测无线终端的折叠器的打开/关闭，并且将预定检测信号输出到控制器250。因此，控制器250可通过从折叠器打开/关闭检测器输出的检测信号来确定无线终端的折叠器的打开/关闭状态。
通过从连接到无线终端的耳机连接端口的上拉电阻输出的信号(强、弱)由控制器250确定自动装置的使用。控制器250检测从上拉电阻输出的强信号的电压。如果将耳机插头插入到无线终端的连接插孔，并从上拉电阻输出弱信号，则控制器250可确定自动装置的使用。
当在ID设置模式中打开蓝牙耳机时，可由控制器250确定蓝牙耳机的使用，并且在无线终端的蓝牙模式中检测蓝牙耳机。
可通过响应于无线终端中产生的呼入的键输入操作由控制器250确定用于执行通信的键输入。可通过用户建立对无线终端中产生的呼入的自动连接由控制器250确定自动通信连接。
存储器220可包括程序存储器和数据存储器。程序存储器存储控制无线终端的一般操作的程序，数据存储器临时存储执行程序期间产生的数据。
根据本发明的第二示例性实施例，存储器220存储自动匹配表，并且自动匹配表包括第一自动匹配表和第二自动匹配表。第一自动匹配表存储VSWR信号的类型、与VSWR信号的类型相应的无线终端的第一操作状态的类型、以及与无线终端的第一操作状态相应的自动匹配的最佳天线频率信号值。第二自动匹配表存储无线终端的第二操作状态的类型和与无线终端的第二操作状态相应的自动匹配的最佳天线频率信号值。
自动匹配模块260在控制器250的控制下自动执行天线频率的阻抗匹配，并包括固定电感器和可变电容器。自动匹配模块260通过调整电容器(C)的值自动执行对一个或多个通信服务模块中与天线链接的相应通信服务模块的发送/接收频率的阻抗匹配。
自动匹配模块260包括至少一个电容器组，在所述电容器组中n个电容器如图5所示相互链接。另外，如图3所示，自动匹配模块260包括四个电容器组，并且每个电容器组包括八个相互链接的电容器(C)。
因此，自动匹配模块260在从四个电容器组的多个电容器(C)的值中提取适合形成最佳发送/接收频率信号的电容值之后，在控制器250的控制下执行相应电容器的开/关操作，从而自动匹配与天线ANT链接的相应通信服务模块的发送/接收频率的阻抗。
基于无线终端的天线ANT中接收的接收信号的类型将切换模块210切换到相应的通信服务模块232-1至232-n，从而可执行相应的通信服务。
通信服务模块230-1至230-n表示执行诸如CDMA服务、PCS服务和GSM服务的通信服务的通信服务模块。通信服务模块230-1至230-n中的每一个都包括双工器和放大器。通信服务模块230-1至230-n还可表示诸如无线LAN或WiBro、以及CDMA、PCS和GSM的便携式互联网访问配置。
根据示例性实现，将描述通信服务模块230-1至230-n中的第一通信服务模块230-1。如果第一双工器220-1通过切换模块210与天线ANT链接，则第一双工器220-1通过天线ANT将发送端口和接收端口分开。另外，第一双工器220-1将从自动匹配模块260接收的接收频率发送到第一放大器223-1。第一双工器220-1还通过切换模块210将从第二放大器224-1接收的发送频率发送到自动匹配模块260。
放大器模块放大通过天线ANT发送/接收的频率信号，所述放大器模块包括第一放大器223-1和第二放大器224-1。第一放大器223-1放大从双工器220-1的接收端口输出的接收频率，并将其输出。根据示例性实现，第一放大器223-1可以是LNA。第二放大器224-1放大从第一RF单元输出的发送频率，以将发送频率输出到双工器220-1的发送端口。根据示例性实现，第二放大器224-1可以是PA。
RF单元225-1包括RF接收器和RF发送器。RF接收器下变换从第一放大器223-1接收的信号，RF发送器上变换发送的信号的频率，并将所述信号输出到第二放大器224-1等。
包括在第二通信服务模块230-2至第n通信服务模块230-n中的第二双工器220-2至第n双工器220-n、放大器223-2至223-n和224-2至224-n和第二RF单元225-2至第n RF单元225-n分别执行相应通信服务功能，同时执行与包括在第一通信服务模块230-1中的第一双工器220-1、放大器223-1和224-1和第一RF单元225-1的功能相似的功能。
将描述在包括图4所示的结构的无线终端中自动匹配天线频率的阻抗的操作。可在能够执行两种或多种通信服务的无线终端中接收通信服务(例如，CDMA通信服务)的频率信号，可通过第一通信服务模块230-1执行所述通信服务。无线终端的控制器250检测通信服务的频率信号的接收，将天线中接收的接收频率信号输出到自动匹配模块260，并控制将切换模块切换到第一通信服务模块230-1。根据示例性实现，控制器250通过基于从信号检测单元240输出的信号确定无线终端的第一操作状态来控制自动匹配模块260。
如果信号检测单元240检测到从无线终端的天线ANT接收的VSWR信号，并将VSWR信号输出到控制器250，则控制器250确定与从信号检测单元240接收的VSWR信号相应的无线终端的第一操作状态，并且通过使用第一自动匹配表提取与无线终端的第一操作状态相应的自动匹配的最佳天线频率信号值。控制器250基于通过使用第一自动匹配表提取的自动匹配的最佳天线频率信号值控制自动匹配模块260，从而可自动实现对接收频率的阻抗匹配。
如果通过无线终端的天线接收到能够通过第一通信服务模块230-1执行的频率信号，则控制器250检测频率信号的接收，将接收的频率信号输出到自动匹配模块260，并控制将切换模块210切换到第一通信服务模块230-1。根据示例性实现，控制器250确定无线终端的第二操作状态，以确定无线终端中用于执行通信的当前被执行的功能操作。
无线终端的第二操作状态与打开/关闭无线终端的折叠器、自动装置的使用、蓝牙耳机的使用、或键输入和自动通信连接的建立相应。如果确定了无线终端的第二操作状态，则控制器250通过使用第二自动匹配表提取与无线终端的第二操作状态的类型相应的自动匹配的最佳天线频率信号值。
控制器250基于通过第二自动匹配表提取的最佳天线频率信号值控制自动匹配模块260，从而可自动实现对从天线接收的接收频率的阻抗匹配。
因此，一旦从多个电容器(C)的值中提取适合形成最佳接收频率信号的电容值，则自动匹配模块260在控制器250的控制下执行相应电容器的开/关操作，从而自动执行接收频率的阻抗匹配。然后，在切换模块210已经切换到的第一通信服务模块230-1中，自动匹配模块260通过第一双工器220-1的接收端口将阻抗匹配的接收频率发送到第一放大器223-1。因此，控制器250控制第一放大器223-1放大从第一双工器220-1输出的阻抗匹配的接收频率信号，并将其输出。
如果在第一通信服务模块230-1中产生发送频率信号，则控制器250检测发送频率信号，控制将切换模块210切换到第一通信服务模块230-1，通过第二放大器224-1放大发送频率信号，接着通过第一双工器220-1的发送端口将放大的发送频率信号输出到自动匹配模块260。根据示例性实现，控制器250基于从信号检测单元240输出的信号确定无线终端的第一操作状态，以控制自动匹配模块260。
如果信号检测单元240检测到从无线终端的天线ANT接收的VSWR信号，并将VSWR信号输出到控制器250，则控制器250确定与VSWR信号相应的无线终端的第一操作状态，并且通过使用第一自动匹配表提取与无线终端的第一操作状态相应的自动匹配的最佳天线频率信号值。控制器250根据通过自动匹配表提取的自动匹配的最佳天线频率控制自动匹配模块260，以实现对发送频率的自动阻抗匹配。
如果在第一通信服务模块230-1中产生发送频率信号，则控制器250检测发送频率信号，控制将切换模块210切换到第一通信服务模块230-1，通过第二放大器224-1放大发送频率信号，接着通过第一双工器220-1的发送端口将放大的发送频率信号输出到自动匹配模块260。根据示例性实现，控制器250确定无线终端的第二操作状态。无线终端的第二操作状态与打开/关闭无线终端的折叠器、自动装置的使用、蓝牙耳机的使用、或键输入和自动通信连接的建立相应。如果确定了无线终端的第二操作状态，则控制器250通过使用第二自动匹配表提取与无线终端的第二操作状态的类型相应的自动匹配的最佳天线频率信号值。
控制器250基于通过第二自动匹配表提取的最佳天线频率信号值控制自动匹配模块260，从而可自动实现对发送频率的阻抗匹配。
一旦从多个电容值中提取适合形成最佳发送频率信号的电容值，则自动匹配模块260在控制器250的控制下执行相应电容器的开/关操作，从而自动匹配发送频率的阻抗。然后，自动匹配模块260将阻抗匹配的发送频率发送到天线ANT。
图4示出至少一个通信服务模块的发送/接收天线的阻抗匹配。根据示例性实现，通过一个自动匹配模块实现阻抗匹配，并且还可以为每个通信服务提供自动匹配模块。
可根据具有如图3和图4所示的配置的无线终端的当前操作状态，自动实现天线频率的阻抗匹配。
图6A至图6C是解释根据本发明的示例性实施例的在无线终端中天线频率的自动阻抗匹配的示图。
图6A示出在用户持有无线终端并且打开无线终端的折叠器的打开持有模式中的无线终端。当无线终端处于打开持有模式中时，如图6B的曲线所示，天线阻抗不匹配。根据本发明的示例性实施例，在具有如图1至图4所示的配置的无线终端中，如图6C所示自动匹配天线阻抗，从而能够防止天线阻抗的不匹配。
在图6B和图6C中，x轴和y轴分别表示频率和反射系数(gamma)。根据示例性实现，反射系数表示通过基于在预定连接端口中反射电压与输入电压的比来计算由阻抗差异引起的反射量而获得的索引(index)。反射系数表示基于输入量的反射量。随着反射系数减少，反射量也减少。在图6B和图6C的曲线图中示出的多个值表示在曲线图中标记的预定点上与反射系数相应的功率的对数比例(dB)值。
根据基于上述本发明示例性实施例的自动匹配无线终端的天线频率的阻抗的设备，即使当用户手中持有无线终端时也能够防止天线频率的阻抗不匹配。另外，由于改变天线的VSWR和天线的阻抗不匹配，因此能够防止无线终端的性能降低。可同时改善LNA的噪声系数和PA的邻近信道功率比(ACPR)余量，并且在多频带中能够进行有效的操作。确定在无线终端中使用的各种操作状态，使用基于操作状态的最佳匹配值实现匹配，并且辐射性能不会恶化。这样对由于用户的手和人体而造成辐射性能恶化的各种情形能够完全保证性能。
尽管已经参照其特定的示例性实施例显示和描述了本发明，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。
权利要求
1.一种在无线终端中自动匹配天线频率的设备，所述设备包括双工器，分类通过无线终端的天线发送/接收的频率，将天线中接收的接收频率发送到自动匹配模块，并将从自动匹配模块接收的发送频率发送到天线；自动匹配模块，自动匹配从双工器接收的接收频率的阻抗，将阻抗匹配的接收频率发送到放大器，自动匹配从放大器接收的发送频率的阻抗，并将阻抗匹配的发送频率发送到双工器；以及控制器，控制自动匹配模块自动匹配发送/接收频率的阻抗。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述控制器根据天线频率信号值控制自动匹配模块自动匹配发送/接收频率的阻抗。
3.如权利要求1所述的设备，其中，所述自动匹配模块包括第一自动匹配模块，自动匹配接收频率的阻抗；以及第二自动匹配模块，自动匹配发送频率的阻抗。
4.如权利要求1所述的设备，其中，所述自动匹配模块包括固定电感器和可变电容器。
5.如权利要求1所述的设备，其中，所述放大器包括第一放大器，放大包括从自动匹配模块接收的接收频率的信号，并将其输出；以及第二放大器，放大包括发送频率的信号，并将放大的信号发送到自动匹配模块。
6.一种在接收至少两种通信服务的无线终端中自动匹配天线频率的设备，所述设备包括切换模块，根据无线终端的天线中接收的信号，切换模块被切换到至少两个通信服务模块中的一个；以及如果通信服务模块通过切换模块的切换与天线链接，则所述至少两个通信服务模块自动匹配通过天线接收的接收频率的阻抗，输出阻抗匹配的接收频率，以及自动匹配发送频率的阻抗，并将阻抗匹配的发送频率发送到天线。
7.如权利要求6所述的设备，其中，所述至少两个通信服务模块的每一个都包括双工器，分类通过天线发送/接收的频率，将天线中接收的接收频率发送到自动匹配模块，并将从自动匹配模块接收的发送频率发送到天线；自动匹配模块，自动匹配从双工器接收的接收频率的阻抗，将阻抗匹配的接收频率发送到放大器，自动匹配从放大器接收的发送频率的阻抗，并将阻抗匹配的发送频率发送到双工器；以及控制器，控制自动匹配模块自动匹配发送/接收频率的阻抗。
8.如权利要求7所述的设备，其中，所述控制器根据天线频率信号值控制自动匹配模块自动匹配发送/接收频率的阻抗。
9.如权利要求7所述的设备，其中，所述自动匹配模块包括第一自动匹配模块，自动匹配接收频率的阻抗；以及第二自动匹配模块，自动匹配发送频率的阻抗。
10.如权利要求7所述的设备，其中，所述自动匹配模块包括固定电感器和可变电容器。
11.如权利要求7所述的设备，其中，所述放大器包括第一放大器，放大包括从自动匹配模块接收的接收频率的信号，并将其输出；以及第二放大器，放大包括发送频率的信号，并将放大的信号发送到自动匹配模块。
12.一种在无线终端中自动匹配天线频率的设备，所述设备包括控制器，确定无线终端的操作状态，并控制自动匹配模块自动匹配天线的发送/接收频率的阻抗；自动匹配模块，自动匹配从天线接收的接收频率的阻抗，将阻抗匹配的接收频率发送到双工器，自动匹配从双工器接收的发送频率的阻抗，并将阻抗匹配的发送频率发送到天线；以及双工器，分类通过自动匹配模块发送/接收的频率，执行下述操作中的至少一个将从自动匹配模块接收的接收频率发送到放大器，和将从放大器接收的发送频率发送到自动匹配模块中。
13.如权利要求12所述的设备，还包括信号检测单元，确定无线终端的操作状态之中无线终端的第一操作状态；以及控制器，通过从信号检测单元输出的信号来确定无线终端的第一操作状态。
14.如权利要求13所述的设备，其中，信号检测单元检测从天线接收的包括幅度信号和相位信号的电压驻波比(VSWR)信号。
15.如权利要求12所述的设备，其中，控制器通过用于执行通信的无线终端的功能操作确定无线终端的操作状态之中无线终端的第二操作状态。
16.如权利要求15所述的设备，其中，第二操作状态包括下述中的至少一个打开/关闭折叠器、自动连接、蓝牙耳机连接、键输入和自动通信连接的建立。
17.如权利要求12所述的设备，还包括存储器，用于存储自动匹配表，并且自动匹配表根据无线终端的操作状态存储用于自动匹配的最佳天线频率信号值。
18.如权利要求13所述的设备，其中，控制器通过自动匹配表确定与从信号检测单元输出的信号相应的无线终端的第一操作状态，并根据无线终端的第一操作状态控制自动匹配模块自动匹配天线的发送/接收频率的阻抗。
19.如权利要求15所述的设备，其中，控制器通过自动匹配表确定无线终端的第二操作状态，并根据无线终端的第二操作状态控制自动匹配模块自动匹配天线的发送/接收频率的阻抗。
20.如权利要求12所述的设备，其中，所述自动匹配模块包括固定电感器和可变电容器。
21.如权利要求12所述的设备，其中，所述放大器包括第一放大器，放大包括从自动匹配模块接收的接收频率的信号，并将其输出；以及第二放大器，放大包括发送频率的信号，并将放大的信号发送到自动匹配模块。
22.一种在接收至少两种通信服务的无线终端中自动匹配天线频率的设备，所述设备包括控制器，确定无线终端的状态，并控制自动匹配模块自动匹配天线的发送/接收频率的阻抗；自动匹配模块，自动匹配从天线接收的接收频率的阻抗，将阻抗匹配的接收频率发送到切换模块，自动匹配从切换模块接收的发送频率的阻抗，并将阻抗匹配的发送频率发送到天线；切换模块，根据天线中接收的接收信号的类型被切换到至少两个通信服务模块中的一个；以及如果所述至少两个通信服务模块通过切换模块的切换与自动匹配模块链接，则所述至少两个通信服务模块通过自动匹配模块发送/接收天线的频率。
23.如权利要求22所述的设备，还包括信号检测单元，确定无线终端的操作状态之中无线终端的第一操作状态；以及控制器，通过从信号检测单元输出的信号来确定无线终端的第一操作状态。
24.如权利要求23所述的设备，其中，信号检测单元检测从天线接收的包括幅度信号和相位信号的电压驻波比(VSWR)信号。
25.如权利要求22所述的设备，其中，控制器通过用于执行通信的无线终端的功能操作确定无线终端的操作状态之中无线终端的第二操作状态。
26.如权利要求25所述的设备，其中，第二操作状态包括下述中的至少一个打开/关闭折叠器、自动连接、蓝牙耳机连接、键输入和自动通信连接的建立。
27.如权利要求22所述的设备，还包括存储器，用于存储自动匹配表，并且自动匹配表根据无线终端的操作状态存储用于自动匹配的最佳天线频率信号值。
28.如权利要求23所述的设备，其中，控制器通过自动匹配表确定与从信号检测单元输出的信号相应的无线终端的第一操作状态，并根据无线终端的第一操作状态控制自动匹配模块自动匹配天线的发送/接收频率的阻抗。
29.如权利要求25所述的设备，其中，控制器通过自动匹配表确定无线终端的第二操作状态，并根据无线终端的第二操作状态控制自动匹配模块自动匹配天线的发送/接收频率的阻抗。
30.如权利要求22所述的设备，其中，所述自动匹配模块包括固定电感器和可变电容器。
31.如权利要求22所述的设备，其中，控制器根据天线中接收的接收信号的类型控制将切换模块切换到所述至少两个通信服务模块中的一个。
32.如权利要求22所述的设备，其中，所述至少两个通信服务模块的每一个都包括双工器，分类通过自动匹配模块发/接收的频率，将从自动匹配模块接收的接收频率发送到放大器，并将从放大器接收的发送频率发送到自动匹配模块；以及放大器，放大包括从双工器接收的接收频率的信号，并将其输出，并且放大包括发送频率的信号，从而将放大的信号发送到双工器。
33.如权利要求32所述的设备，其中，所述放大器包括第一放大器，放大包括从自动匹配模块接收的接收频率的信号，并将其输出；以及第二放大器，放大包括发送频率的信号，并将放大的信号发送到自动匹配模块。
34.如权利要求17所述的设备，其中，控制器通过自动匹配表确定与从信号检测单元输出的信号相应的无线终端的第一操作状态，并根据无线终端的第一操作状态控制自动匹配模块自动匹配天线的发送/接收频率的阻抗。
35.如权利要求17所述的设备，其中，控制器通过自动匹配表确定无线终端的第二操作状态，并根据无线终端的第二操作状态控制自动匹配模块自动匹配天线的发送/接收频率的阻抗。
36.如权利要求27所述的设备，其中，控制器通过自动匹配表确定与从信号检测单元输出的信号相应的无线终端的第一操作状态，并根据无线终端的第一操作状态控制自动匹配模块自动匹配天线的发送/接收频率的阻抗。
37.如权利要求27所述的设备，其中，控制器通过自动匹配表确定无线终端的第二操作状态，并根据无线终端的第二操作状态控制自动匹配模块自动匹配天线的发送/接收频率的阻抗。
38.一种在无线终端中自动匹配天线频率的方法，所述方法包括分类通过无线终端的天线发送/接收的频率；将天线中接收的接收频率发送到自动匹配模块，并将从自动匹配模块接收的发送频率发送到天线；匹配从双工器接收的接收频率的阻抗；将阻抗匹配的接收频率发送到放大器；匹配从放大器接收的发送频率的阻抗；将阻抗匹配的发送频率发送到双工器；以及控制自动匹配模块自动匹配发送/接收频率的阻抗。
39.一种在无线终端中自动匹配天线频率的方法，所述方法包括确定无线终端的操作状态，并控制自动匹配模块自动匹配天线的发送/接收频率的阻抗；匹配从天线接收的接收频率的阻抗，将阻抗匹配的接收频率发送到双工器，自动匹配从双工器接收的发送频率的阻抗，并将阻抗匹配的发送频率发送到天线；以及分类通过自动匹配模块发送/接收的频率，执行下述操作中的至少一个将从自动匹配模块接收的接收频率发送到放大器，和将从放大器接收的发送频率发送到自动匹配模块。
全文摘要
提供一种在无线终端中自动匹配天线频率的设备和方法。所述设备包括双工器，分类通过无线终端的天线发送/接收的频率，将天线中接收的接收频率发送到自动匹配模块，并将从自动匹配模块接收的发送频率发送到天线；自动匹配模块，自动匹配从双工器接收的接收频率的阻抗，将阻抗匹配的接收频率发送到放大器，自动匹配从放大器接收的发送频率的阻抗，并将阻抗匹配的发送频率发送到双工器；以及控制器，控制自动匹配模块自动匹配发送/接收频率的阻抗。
文档编号H04B1/40GK101005289SQ20061016708
公开日2007年7月25日 申请日期2006年12月14日 优先权日2005年12月14日
发明者黄仁辰, 李在镐, 申宗均, 金英焕, 柳荣茂, 金学相 申请人:三星电子株式会社