本实用新型整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有无线通信电路的电子设备。
背景技术：
该电子设备通常包括无线通信电路。例如，蜂窝电话、计算机和其他设备通常包含天线和用于支持无线通信的无线收发器。
形成具有期望属性的电子设备天线结构可具有挑战性。在一些无线设备中，导电结构的存在可影响天线性能。例如，导电外壳结构或其他设备结构的存在可限制可用于实现天线的体积。这可不利地影响天线带宽。天线调谐技术可用于补偿有限天线带宽，但是除非可调谐天线适当地操作，由于非线性和失谐效果，天线性能可能降级。
因此，希望能够为电子设备提供改善的无线电路，诸如改善的天线电路。
技术实现要素：
本实用新型公开了一种可具有无线电路的电子设备。该无线电路可包括一个或多个天线。天线可具有利用传输线耦接到射频收发器的天线馈电部。阻抗匹配电路可耦接到天线馈电部，以匹配传输线和天线的阻抗。天线还可具有用于对天线进行调谐的可调节电路。例如，天线可具有耦接在谐振元件和天线接地部之间的可调谐电路。
可使用集成电路来形成天线中的阻抗匹配电路和可调节天线谐振电路。每个集成电路可包括用于将部件诸如电感器和电容器切换到使用中的切换电路。传感器诸如温度传感器、电流传感器和电压传感器、功率传感器和阻抗传感器可被形成在集成电路内。每个集成电路可存储用于切换电路的设置并且可包括通信和控制电路。该通信和控制电路可用于处理传感器数据并且支持与外部电路进行通信。
一些实施例提供了一种电子装置。该电子装置包括发射和接收无线信号的天线结构和耦接到天线结构以调节天线结构的可调谐电路。可调谐电路包括多个电子部件和集成电路。集成电路具有用于选择将该多个电子部件中的哪些部件切换到使用中以调节天线结构的切换电路并且具有至少一个传感器。
根据一些实施例，传感器包括选自由以下各项组成的组的传感器：电压传感器、电流传感器、温度传感器、功率传感器和阻抗传感器。
根据一些实施例，电子部件包括电感器。
根据一些实施例，电子部件包括电容器。
根据一些实施例，集成电路进一步包括存储装置。
根据一些实施例，存储装置存储用于切换电路的设置。
根据一些实施例，集成电路包括通信接口。
根据一些实施例，电子装置还包括耦接到通信接口的数字总线。
根据一些实施例，电子装置还包括控制电路。控制电路从传感器采集数据。控制电路被配置为基于所收集的数据来调节切换电路。
根据一些实施例，电子装置还包括位于集成电路中的至少一个非线性补偿元件。控制电路被配置为基于所采集的数据来调节非线性补偿元件以减少信号谐波。
根据一些实施例，传感器包括温度传感器。控制电路基于来自温度传感器的温度数据来调节非线性补偿元件。
根据一些实施例，传感器包括具有定向耦合器和接收器的阻抗传感器。控制电路基于来自阻抗传感器的阻抗数据来调节切换电路。
根据一些实施例，天线结构包括天线谐振元件、天线接地部和耦接到天线谐振元件和天线接地部的天线馈电部。电子装置进一步包括耦接在射频收发器和天线馈电部之间的传输线。可调谐电路包括耦接到天线馈电部的可调谐阻抗匹配电路。
根据一些实施例，天线结构包括被配置为表现出至少一个频率谐振的天线谐振元件臂和天线接地部。可调谐电路耦接在天线谐振元件臂的端部和天线接地部之间。可调谐电路被调谐以调节至少一个频率谐振。
一些实施例提供了一种电子装置。电子装置包括射频收发器、天线、耦接在射频收发器和天线之间的传输线和耦接到天线的可调谐电路。可调谐电路包括集成电路。集成电路具有被调节以对可调谐电路进行调谐的切换电路并且具有至少一个传感器。
根据一些实施例，集成电路进一步包括从传感器接收传感器数据的控制电路。
根据一些实施例，电子装置还包括位于集成电路外部的处理器、
数字通信总线和位于集成电路中的通信接口。处理器通过数字通信总线来从通信接口接收传感器数据。
根据一些实施例，切换电路包括晶体管和补偿晶体管中的非线性的至少一个非线性补偿元件。控制电路基于传感器数据来调节非线性补偿元件。
根据一些实施例，传感器包括温度传感器。
根据一些实施例，传感器包括电流传感器。电流传感器包括电流镜以及具有数字输出的电表。
根据一些实施例，传感器包括电压传感器。电压传感器具有各自耦接到相应电流传感器的晶体管的多个平行链。
根据一些实施例，控制电路基于传感器数据调节切换电路。
附图说明
图1为根据实施方案的具有无线通信电路的示例性电子设备的透视图。
图2为根据实施方案的具有无线通信电路的示例性电子设备的示意图。
图3为根据实施方案的示例性无线电路的图示。
图4为根据实施方案的示例性天线的图示。
图5为根据实施方案的示例性电流传感器的图示。
图6为根据实施方案的示例性电压传感器的图示。
图7为根据实施方案的基于定向耦合器的示例性阻抗传感器的图示。
图8为根据实施方案的示例性温度传感器的图示。
图9为根据实施方案的示例性功率传感器的图示。
图10为根据实施方案的示例性可调谐天线电路诸如可调谐阻抗匹配电路的图示。
图11为根据实施方案的示例性可调谐天线电路诸如天线孔径调谐器的图示。
具体实施方式
本申请要求2015年12月28日提交的US专利申请14/980,574和2015 年1月9日提交的临时专利申请62/101,901的优先权，这些专利申请在此全文以引用方式并入本文中。
电子设备诸如图1的电子设备10可包含无线电路。该无线电路可包括一个或多个天线。可调谐电路可用于调节无线电路。可调谐电路可包括一个或多个集成电路。传感器可被结合到可调谐电路中。例如，传感器可被形成在集成电路上。来自传感器的信息可用于调节可调谐电路并且以另外方式操作电子设备10的无线电路。
设备10的无线电路可例如包括处理1575MHz下的全球定位系统(GPS) 卫星导航系统信号的GPS接收器和处理1609MHz下的GLONASS信号的 GLONASS接收器。设备10还可包含在通信频带诸如蜂窝电话频带中操作的无线通信电路和在通信频带诸如2.4GHz频带和2.4GHz以及5GHz 无线局域网频带(有时被称为IEEE 802.11频带或者无线局域网通信频带)中操作的无线电路。如果需要，设备10还可包含用于实现近场通信、基于光的无线通信或者其他无线通信(例如，13.56MHz通信、60GHz通信等)的无线通信电路。
电子设备10可为计算设备诸如膝上型计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器、或其他手持式或便携式电子设备、较小的设备(诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、被嵌入在眼镜中的设备或者佩戴在用户的头部上的其他设备，或其他可佩戴式或微型设备)、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子设备被安装在信息亭或汽车中的系统)、实现这些设备的功能中的两种或更多种功能的设备、或其他电子设备。在图1的示例性配置中，设备10是便携式设备，诸如蜂窝电话、媒体播放器、平板电脑、或者其他便携式计算设备。如果需要，其他配置可用于设备10。图1的示例仅是示例性的。
在图1的示例中，设备10包括显示器诸如显示器14。显示器14已被安装在外壳诸如外壳12中。有时可被称为壳体或壳的外壳12可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料或这些材料中的任意两种或更多种材料的组合形成。外壳12可使用一体式构造形成，在该一体式构造中，一些或全部外壳12被加工或模制成单一结构，或者可使用多个结构(例如，内框架结构、形成外部外壳表面的一种或多种结构等)形成。
显示器14可为结合了导电电容触摸传感器电极层或者其他触摸传感器部件(例如，电阻触摸传感器部件、声学触摸传感器部件、基于力的触摸传感器部件、基于光的触摸传感器部件等)的触摸屏显示器或者可为非触敏的显示器。电容触摸屏电极可由氧化铟锡焊盘或者其他透明导电结构的阵列形成。
显示器14可包括由液晶显示器(LCD)部件形成的显示器像素阵列、电泳显示器像素阵列、等离子体显示器像素阵列、有机发光二极管显示器像素阵列、电润湿显示器像素阵列、或者基于其他显示器技术的显示器像素。
可使用显示器覆盖层诸如透明玻璃层或者透光塑料层来保护显示器14。可在显示器覆盖层中形成开口。例如，可在显示器覆盖层中形成开口，以容纳按钮诸如按钮16。还可在显示器覆盖层中形成开口，以容纳端口诸如扬声器端口。可在外壳12中形成开口，以形成通信端口(例如，音频插孔、数字数据端口等)。还可形成外壳12中的开口，以用于音频部件诸如扬声器和/或麦克风。
天线可被安装在外壳12中。例如，外壳12可具有图1中所示的四个周边边缘，并且一个或多个天线可沿这些边缘中的一个或多个边缘定位。如图 1的示例性配置所示，如果需要，天线可被安装在沿外壳12的相对周边边缘的区域20中(作为示例)。如果需要，天线还可被安装在设备10的其他部分中。图1中的配置仅为示例性的。
在图2中示出了例示可用于设备10的示例性部件的示意图。如图2所示，设备10可包括控制电路诸如存储和处理电路30。存储和处理电路30可包括存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器 (如，静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)，等等。存储和处理电路30中的处理电路可被用于控制设备10的操作。该处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器集成电路、专用集成电路等。
存储和处理电路30可用于运行设备10上的软件，诸如互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能等。为了支撑与外部装置的交互，存储和处理电路30可用于实现通信协议。可使用存储和处理电路30来实现的通信协议包括互联网协议、无线局域网络协议(例如，IEEE 802.11协议-有时被称为)、用于其他近程无线通信链路的协议诸如协议、蜂窝电话协议、MIMO协议、天线分集协议、天线导航系统协议等。
设备10可包括输入-输出电路44。输入-输出电路44可包括输入-输出设备32。该输入-输出设备32可用于允许将数据提供设备10并且允许将数据从设备10提供到外部设备。输入-输出设备32可包括用户接口设备、数据端口设备和其他输入-输出部件。例如，输入-输出设备可包括触摸屏、不具有触摸传感器能力的显示器、按钮、操纵杆、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、相机、扬声器、状态指示器、光源、音频插孔、以及其他音频端口部件、数字数据端口设备、光学传感器、加速度计、以及可检测运动和相对于地球的设备取向的其他部件、电容传感器、接近传感器(例如，电容接近传感器和/或红外接近传感器)、磁性传感器、连接器端口传感器、或确定设备10是否被安装在坞站中的其他传感器、以及其他传感器和输入-输出部件。
输入-输出电路44可包括用于与外部设备进行无线通信的无线通信电路 34。该无线通信电路34可包括由一个或多个集成电路、功率放大器电路、低噪声输入放大器、无源射频(RF)部件、一个或多个天线40、传输线、和用于处理RF无线信号的其他电路形成的RF收发器电路。无线信号也可使用光(如，使用红外通信)而被发送。
无线通信电路34可包括用于处理各种射频通信频带的射频收发器电路 90。例如，电路34可包括收发器电路36，38和42。
收发器电路36可为可处理用于(IEEE 802.11)通信的2.4GHz 和5GHz频带并且可处理2.4GHz的通信频带的无线局域网收发器电路。
电路34可使用蜂窝电路收发器电路38，该蜂窝电路收发器电路用于处理诸如从700MHz到960MHz的低通信频带、从1710MHz到2170MHz的中频带、以及从2300MHz到2700MHz的高频带、或700MHz和2700MHz之间的其他通信频带或其他合适的频率(作为示例)的频率范围中的无线通信的。电路38可处理语音数据和非语音数据。
如果需要，无线通信电路34可包括用于其他近程无线链路和远程无线链路的电路。例如，无线通信电路34可包括60GHz收发器电路、用于接收电视信号和无线电信号的电路、传呼系统收发器、近场通信(NFC)电路等。
无线通信电路34可包括用于接收1575MHz下的GPS信号或者处理其他卫星定位数据(例如，1609MHz下的GLONASS信号)的卫星导航系统电路，诸如全球定位系统(GPS)接收器电路42。在和链路以及其他近程无线链路中，无线信号通常用于在几十或几百英尺范围内传送数据。在蜂窝电话链路和其他远程链路中，无线信号通常用于在几千英尺或英里范围内传送数据。用于接收器42的卫星导航系统信号从围绕地球飞行的卫星的星座接收。
无线通信电路34中的天线40可使用任何合适的天线类型形成。例如，天线40可包括具有谐振元件的天线，该天线由环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、隙缝天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋形天线结构、这些设计的混合等形成。如果需要，天线40中的一个或多个天线可为背腔式天线。不同类型的天线可被用于不同的频带和频带的组合。例如，在形成本地无线链路天线时可使用一种类型的天线，并且在形成远程无线链路天线时可使用另一种类型的天线。专用天线可用于接收卫星导航系统信号，或者如果需要，天线40可配置为接收卫星导航系统信号和用于其他通信频带的信号(例如，无线局域网信号和/或蜂窝电话信号)两者。
传输线路径可用于将天线结构40耦接到收发器电路90。设备10中的传输线可包括同轴电缆路径、微带传输线、带状线传输线、边缘耦接的微带传输线、边缘耦接的带状线传输线、由这些类型的传输线组合形成的传输线等。如果需要，可将滤波器电路、切换电路、阻抗匹配电路、以及其他电路插入到传输线内。
设备10可包含多个天线40。天线可被一起使用或者天线中的一个天线可被切换到使用中，而其他一个或多个天线可被切换成不再使用。如果需要，控制电路30可被用于实时选择最佳天线，以在设备10中使用和/或被用于实时选择与天线40中的一个多个天线相关联的可调谐无线电路的最佳设置。传感器可结合到天线40中，以实时采集用于调节天线40的传感器数据。
如图3所示，无线电路34中的收发器90可使用路径诸如路径92而被耦接到天线结构40。无线电路34可耦接到控制电路30。控制电路30可耦接到输入-输出设备32。输入-输出设备32可从设备10提供输出并且可从位于设备10外部的来源接收输入。
为了提供具有覆盖感兴趣的通信频率的能力的天线结构40，天线结构 40可具有电路诸如滤波器电路(例如，一个或多个无源滤波器和/或一个或多个可调谐滤波器电路)。可将离散部件诸如电容器、电感器和电阻器结合到滤波器电路中。电容结构、电感结构和电阻结构也可由图案化的金属结构 (例如，天线的一部分)形成。如果需要，天线结构40可具有其他可调节电路诸如可调谐部件102，以在感兴趣的通信频带上对天线进行调谐。可调谐部件102可包括可调谐电感器、可调谐电容器、或者其他可调谐部件。可调谐部件诸如这些部件可基于以下各项的开关和网络：固定部件、产生相关联的分布式电容和电感的分布式金属结构、用于产生可变电容值和电感值的可变固态设备、可调谐滤波器、或者其他合适的可调谐结构。在设备10的操作期间，控制电路30可在一个或多个路径诸如路径88上发布调节电感值、电容值或者与可调谐部件102相关联的其他参数的控制信号，从而对天线结构40进行调谐以覆盖期望的通信频带。还可使用天线40被固定(不可调谐) 的配置。
路径92可包括一个或多个传输线。例如，图3的信号路径92可为具有正信号导体诸如线94和接地信号导体诸如线96的传输线。线94和线96可形成同轴电缆或者微带传输线的部分(作为示例)。由部件诸如电感器、电阻器和电容器形成的阻抗匹配网络(匹配电路)可用于使天线结构40的阻抗与传输线92的阻抗匹配。匹配网络部件可被提供作为离散部件(例如，表面安装技术部件)或者可由外壳结构、印刷电路板结构、塑料支撑件上的迹线等形成。部件诸如这些部件还可被用于形成天线结构40中的滤波器电路。
传输线92可耦接到与天线结构40相关联的天线馈电结构。例如，天线结构40可形成倒F形天线、隙缝天线、混合倒F形隙缝天线、或者具有带有正天线馈电端子诸如端子98和接地天线馈电端子诸如接地天线馈电端子 100的天线馈电部的其他天线。正传输线导体94可耦接到正天线馈电端子98，并且接地传输线导体96可耦接到接地天线馈电端子92。如果需要，可使用其他类型的天线馈电布置。图3的示例性馈电配置仅是示例性的。
用于天线的可调谐电路可被结合到可调谐匹配网络(例如，耦接到馈送端子98和100的可调节阻抗匹配电路)和/或天线孔径调谐器(例如，耦接到天线谐振元件或天线中的其他结构的可调谐电路，该可调谐电路调节天线的谐振行并且因此调节其频率响应)中。一个或多个集成电路可用于实现可调谐电路，诸如可调谐电感器、可调谐电容器、用于将理想的电感器和/或电容器切换到使用中并且从而调节天线的电感或电容值的开关等。这些集成电路可包括传感器。来自传感器的数据可实时用于确定如何对可调谐电路进行调节，以及如何作出其他无线电路调节。
可调谐电路和传感器可被结合到任何合适类型的天线(贴片天线、环形天线、缝隙天线、平面倒F形天线、倒F形天线、包括诸如这些天线的多个天线结构的天线等)中。考虑一个示例，即示例性天线诸如图4的倒F形天线40。如图4所示，倒F形天线40具有天线谐振元件106和天线接地部(接地层)104。天线谐振元件106可具有主谐振元件臂诸如臂108。可选择臂 108的长度，使得天线40在理想操作频率下谐振。例如，臂108的长度可以是天线40的期望操作频率下的波长的四分之一。如果需要，倒F形天线诸如图4的示例性天线40可具有多于一个谐振臂支路(例如，以产生多个频率谐振，从而支持多个通信频带中的操作)。天线40还可在谐振频率上表现出谐振。
主谐振元件臂108可通过返回路径110而被耦接到接地部104。天线馈电部112可包括正天线馈电部端子98和接地天线馈电端子100，并且可平行于臂108与接地部104之间的返回路径110延伸。图4的天线40可为平面倒 F形天线(例如，臂108可具有沿图4的取向延伸进入页面的平面金属结构) 或者可由非平面结构形成。
天线40包括可调谐元件102诸如可调谐阻抗匹配电路102A和孔径调谐电路102B。电路102B被耦接在图4的示例中的臂108和接地部104之间，但这仅是示例性的。可调谐电路诸如电路102B可被耦接在臂108内，可插入在返回路径110内，可形成天线接地部104的一部分，可被结合到寄生天线谐振元件中，或可结被合到天线40的其他天线结构中。
电路102A和电路102B可被调节以在设备10的操作期间调节天线40 的性能。例如，外部对象在天线40附近的存在可能使天线40失谐。使用电路诸如电路102A和102B，天线40可被调节以补偿由于外部对象的存在而经历的加载。传感器诸如传感器130和/或其他传感器可北结合到无线电路 34中的设备10中，以采集有关天线40和设备10的操作状态的信息。传感器130例如可包括用于监测天线40和设备10的当前操作温度的温度传感器、用于测量天线电流的电流监测电路、用于监测天线电压的电压监测电路、用于进行天线信号功率测量的功率检测电路、和用于进行阻抗测量的阻抗测量电路(例如，对匹配电路102A的阻抗测量、对天线40的阻抗测量、对天线 40的一部分的阻抗测量等)。来自传感器130的传感器数据可用于调节天线 40的操作(例如，可调谐电路102A和102B)，以及对设备10的操作进行其他调节(例如，输出功率调节、天线端口调节、调制方案调节、无线电接入技术调节等)。借助一种合适的布置，电路诸如电路102A和102B的可调谐电路中的一些或所有可调谐电路可在一个或多个集成电路上实现，并且传感器130可在这些集成电路上实现。通过将传感器130和电路102A和102B 的开关和其他可调节电路共同定位在公共集成电路裸片上，可节省设备10 内的空间并且可使用局部(片上)处理电路来帮助处理传感器信号，以用于进行实时天线调节。
图5为示例性电流传感器的电路图。如图5所示，电流传感器130可具有晶体管的平行支路，诸如在端子132和端子144之间以电流镜配置耦接的晶体管支路134和晶体管支路136。传感器130可测量在端子132和144之间流过的电流I。晶体管的每个支路可具有串联连接的晶体管链。晶体管在相应支路中的尺寸的比率确定分别流过支路134和136的电流Is和电流Ib 的比率。借助一个合适的布置，大部分电流I流过主支路136，并且小部分的代表性电流I流过第二支路134。Is和Ib的比率已知，因此可使用对电流 Is的量值的测量来确定Ib并且因此确定总电流I。可使用插入在支路134的一部分138内的数字电表140来测量电流Is的值。电表140可包含允许进行电流测量诸如被提供作为数字输出路径142上的数字输出信号的Is、Ib和/ 或I的值的模数转换器。如果需要，电流传感器130的电表140或其他部分可包含非线性电路元件，以有助于将高频射频天线信号转换为可进行电流测量的较低频率信号。
图6为示例性电压传感器的电路图。图6的电压传感器130可对被施加在端子146和148两端的信号进行电压测量。晶体管叠层的多个平行支路诸如支路Nh、Nm和Nl可在端子146和148之间延伸。传感器130的晶体管可为包含寄生双极型晶体管并且由回跳电压(例如，3V或其他合适的电压) 表征的场效应晶体管(FET)。晶体管的每个支路可包含串联耦接在端子146 和148之间的多个不同的晶体管。位于每个支路中的多个晶体管针对该支路的电流流动来建立阈值电压。传感器130的每个支路在已超过其阈值电压时将导通电流，在端子146和148两端的电压低于其阈值电压时将不导通电流。
作为示例，考虑这样一个场景，其中晶体管回跳电压为3伏并且支路 Nh、Nm和Nl分别包含15、10和5个晶体管。在此示例性配置中，支路Nh 将由45伏的阈值电压Vh来表征，支路Nm将由30伏的阈值电压Vm来表征，并且支路Nl将由15伏的阈值电压Vl来表征。电流传感器可与每个支路串联耦接。例如，电流传感器AH可与支路Nh的晶体管串联耦接，电流传感器AM可与支路Nm的晶体管串联耦接，并且电流传感器AL可与支路 Nl的晶体管串联耦接。每个电流传感器可在相应输出端上提供用于指示电流是否流过该传感器的输出信号。例如，电流传感器AH可在输出端150上提供输出信号，电流传感器AM可在输出152端上产生输出信号，并且电流传感器Al可在输出端154上产生输出信号。输出端150，152和154上的信号可为数字信号(作为示例)。
如果端子146和148两端的电压低于Vl，则没有电流将流过传感器130 的支路并且输出端150，152和154将被解除断定。如果端子146和148两端的电压在Vl和Vm之间，则输出端150和152将被解除断定并且输出端154 将被断定。当端子146和148两端的电压超过Vm并且小于Vh，则电流传感器AM和AL将分别断定输出端152和154，而输出端150将被解除断定 (指示没有电流流过支路Nh)。如果端子146和148两端的电压大于Vh，则将断定所有三个电流传感器的输出端(即，该示例中的输出端150，152和 154)。
由输出端150，152和154形成的输出路径上的信号充当传感器130的指示电压传感器端子146和148两端的电压的量值的数字电压测量数据。如果需要，其他数量的晶体管可被结合到传感器130的每个支路中，可使用具有不同回跳电压的晶体管等。图6中存在三个平行的串联连接的晶体管链的配置仅是示例性的。
图7的示例性传感器130可用于进行阻抗测量(例如，可进行处理以产生阻抗数据的复杂的s参数测量)。阻抗传感器130可在方向158和方向160 上对在路径156上流过的射频信号进行信号测量。定向耦合器162对在路径 156上流过的信号进行抽头并且将这些信号提供给开关164的输入端口IN。开关164将端口IN上的输入信号路由到输出端口OUT，以用于由接收器168 进行的测量。可通过向控制输入端166施加控制信号而控制的开关164的状态可根据是否正在测量在方向158或方向160上流动的抽头信号而被调节。
在阻抗测量期间，可使用定向耦合器162、开关164和接收器168来对路径156中的信号(例如，发射和反射信号)进行相位测量和量值测量。可处理来自接收器168的输出端170的输出数据，以产生对应的阻抗测量。阻抗传感器130可用于测量阻抗匹配电路诸如图4的电路102A的阻抗或者可用于测量天线40的阻抗(例如，通过将阻抗传感器130结合在天线孔径调谐器电路诸如图4的可调谐电路102B内)。通常，阻抗传感器130可用于进行任何合适的阻抗测量。使用传感器130来测量电路诸如图4的电路102A 和102B内的阻抗仅是示例性的。
图8为示例性温度传感器的图示。如图8所示，温度传感器130可包括温度感测元件诸如温度感测元件172。元件172可基于热电偶结构、温度敏感电阻元件、半导体器件诸如晶体管或具有随温度变化的电流的二极管、和 /或其他温度感测电路。模数电路174可用于产生指示使用温度感测元件172 所测量的温度得量值的数字输出176。温度感测元件172可用于测量感测元件172附近的设备10的温度，可用于测量实现传感器130的集成电路的温度，可用于测量靠近传感器130的晶体管和其他电路的温度、和/或可用于进行其他温度测量。
图9为可用于对射频信号诸如设备10中的天线信号进行功率测量的示例性功率传感器的图示。如图9所示，功率传感器130可插入到路径184内。射频信号可沿路径184(例如，至和来自天线或其他射频部件，在天线或匹配电路的一部分内)流动。功率感测元件178可被耦接在路径184中并且可用于测量装正在路径184上流过的射频信号的功率。功率感测元件178可基于二极管，可包含一个或多个晶体管，可包含非线性元件，或者可包含其他功率测量电路。模数转换器电路180可耦接到功率感测元件178并且可将利用功率感测元件178进行的模拟功率测量转换为输出端182上的数字功率测量数据。
图10和图11为可在设备10中使用的类型的示例性阻抗匹配和天线孔径调谐电路的电路图。在图10和图11中分别示出传感器130可被结合在阻抗匹配电路102A和天线调谐电路102B中的示例性位置。然而，这些位置仅是示例性的。传感器130(例如，电流传感器、电压传感器、温度传感器、功率传感器、阻抗传感器等)可在任何一个或多个合适的位置处被结合到无线电路34中。
在图10的示例中，阻抗匹配电路102A耦接在天线馈电部112中的天线馈电端子98和100两端。天线馈电部112用于将传输线92耦接到天线40。传输线92可包括正信号线94和接地信号线96。阻抗匹配电路102A可包含部件诸如串联和分流电感器186和串联和分流电容器188(作为示例)。电路102A可使用集成电路(例如，绝缘体上硅集成电路、硅集成电路裸片等) 诸如集成电路189来实现。部件诸如电感器186和电容器188可使用集成电路189上的结构来实现，或者可使用耦接到集成电路189中的端子的外部部件来实现。
电感器186可为固定电感器和/或可调节电感器。电容器188可为固定电容器和/或可调节电容器。如果需要，其他电路部件可被包括在阻抗匹配电路102A的电路中。匹配电路102A包括一对固定电感器和一对可调谐电容器的在图10中所示的示例仅是示例性的。在操作期间，传感器诸如传感器 130可用于采集传感器数据(例如，电流数据、电压数据、温度数据、功率数据、阻抗数据等)。使用一个或多个传感器130进行的传感器测量可用于调节可调谐电路诸如可调谐匹配电路102A和/或其他可调谐天线电路(例如参见图4的可调谐电路102B)，或者可用于作出对无线电路34的其他调节 (例如，发射功率调节、天线端口分配调节、调制方案调节、通信频率调节等)。作为示例，利用可调谐匹配电路130中的传感器130进行的实时传感器测量可用于确定如何对可调谐匹配电路130作出合适的调节(例如，用于改善无线性能的调节、用于满足对发射功率的限制的调节、用于防止不希望的干扰的调节等)。传感器130可插入路径92的线94中或者可位于可调谐匹配电路102A的其他部分处。
匹配电路102A可使用半导体器件诸如硅集成电路(例如，绝缘体上硅电路等)来实现。例如，电路102A可包括切换电路、控制电路、存储器(例如，用于存储可调节部件设置的寄存器)和通信接口电路。如果需要，电路 102A的一些部件(例如，离散表面贴装技术部件，诸如SMT电感器或电容器)可使用被安装在公共印刷电路上的独立部件来实现。例如，电路102A 可具有开关端口，并且与电路102A中的开关结合使用的固定电感器可耦接到这些开关端口。优选地，传感器130的电路中的一些或所有电路(例如，感测元件和/或模数转换器电路等)可被结合到与切换电路和电路102A的其他集成电路部分的相同半导体器件上。使用公共集成电路来实现阻抗匹配电路102A中的一些或所有阻抗匹配电路以及传感器130中的一些或所有传感器可有助于避免设备部件的不必要的重复并且可使用于将传感器结合到无线电路34的可调谐电路中的空间需求最小化。
图11示出可调谐天线电路102B可如何包括半导体集成电路诸如集成电路196(例如，绝缘体上硅集成电路、硅集成电路、或由其他合适的半导体形成的集成电路)。在图11的示例性配置中，电路102B还包括外部部件诸如部件194。部件194可为电感器(例如，表面贴装技术电感器)，可为电容器，或者可为使用印刷电路或其他基板上的迹线耦接到集成电路196的电路的其他外部部件。
集成电路196可包含切换电路206。切换电路206可包括晶体管开关 208。开关208可由一个或多个晶体管诸如场效应晶体管形成。在图11中示出的类型的电路布置可用于实现可调谐部件诸如可调谐电感器。部件194和切换电路206可耦接在端子190与端子192之间。控制电路可用于将控制信号提供给切换电路206，该控制信号引导切换电路206将部件194中的一个或多个部件切换到端子190和192之间的合适的位置。以此方式，端子190 和192之间的电路102B的阻抗(或其他电路特征)可实时调节，以对天线 40进行调谐或执行对无线电路34的其他调节。切换电路诸如切换电路206 可用于为部件诸如图10的部件186和188提供调谐性能(例如，通过将内部不进啊和/或外部部件切换到使用中，以用于图10的电路102A)。
传感器130可被结合到路径诸如开关208和相应部件194之间的路径中，可被结合到切换电路206和端子192之间的路径中，可被实现为集成电路196的裸片上的独立传感器(例如，参见图11的温度传感器T)，或可被结合到集成电路196的电路中的其他地方。
如果需要，集成电路196(以及集成电路诸如图10的集成电路189)可包括控制电路200。控制电路200可包括微控制器或有助于电路196和其他无线电路34的控制操作的其他硬线电路。存储器202(例如，寄存器、存储器块等)可被包括在控制电路200中。存储器202可用于存储集成电路196 的设置。例如，切换电路206的开关设置可被存储在存储器202中的寄存器中。该寄存器设置例如可用于确定将部件194的哪些部件切换到使用中。在部件194为电感器(例如，外部离散电感器或被实现为集成电路196的一部分的电感器)的布置中，寄存器设置可用于为端子190和192之间的电路102B 建立所选择的电感值。在部件194为电容器的布置中，寄存器设置可用于针对电路102B来选择理想的电容。可调谐电路102B通常可包括任何合适的可调谐电路(例如，切换电路206、电感器、电容器等)，并且可调谐电路102B 的设置可基于加载到存储器202中的设置或者基于从外部控制线提供给切换电路206的控制信号由控制电路200实时进行调节。
为了有助于与外部控制电路(例如，图3的控制电路30中的处理器) 进行通信，天线调谐集成电路196(以及集成电路诸如图10的集成电路189) 可具有其他通信接口诸如通信接口204。接口204例如可为RFFE接口(即，符合联盟射频前端规范的通信接口)。如果需要，针对接口204可使用其他类型的串联和并联通信接口。路径210(例如，数字通信总线)可用于在接口204与设备10中的外部控制电路之间传递信号(例如，以将传感器数据从传感器130提供给外部控制电路，从外部控制电路接收将被存储在存储装置202中的控制信号，或者以其他方式支持集成电路196与设备10 中的其他电路之间的通信)。
在操作期间，集成电路196上的一个或多个传感器130可用于采集有关无线电路34的操作状态的数据。该数据可由集成电路196中的控制电路202 本地处理和/或可被传递到设备10中的其他位置的控制电路(例如，参见图 2的控制电路30)。位于集成电路196外部的控制电路和/或集成电路196内的控制电路202可用于调节可调节无线部件的操作。例如，外部和/或内部控制电路可调节切换电路206(例如，开关208)，以将理想的部件194切换到使用中或者以其他方式优化性能。
由于非线性寄生效应的存在，存在无线电路诸如切换电路206将生成信号谐波的风险。开关208可包含场效应晶体管的叠层。在开放叠层配置中，谐波可能由寄生非线性电容产生。在接通状态中，晶体管叠层可由可产生信号谐波的非线性寄生电阻来表征。
如果需要，谐波可通过补偿电路的适当调节来抵消。例如，开关208中的场效应晶体管的叠层中的寄生效应可通过该开关208中的非线性补偿电路元件208′(例如，用于非线性补偿的场效应晶体管的平行叠层)的适当调节来补偿。可使用来自传感器130的数据(例如，温度数据、电压数据、电流数据、阻抗数据等)来对电路元件208′或其他非线性补偿元件进行这些补偿调节。例如，可使用温度数据、阻抗数据、电流数据、电压数据、功率数据和来自传感器130的其他数据来确定如何对元件208′进行电路调节，以使信号谐波最小化。如果需要，基于传感器数据进行的电路调节可用于控制场效应晶体管的栅极偏置和主体偏置(例如，开关208中的场效应晶体管叠层，元件208′中的晶体管等)。还可使用来自传感器130的数据来调节图3的可调谐部件102(例如，通过调节切换电路206等)。例如，来自传感器130 的数据可用于对电路102A和/或102B进行调谐，以补偿天线加载效应(例如，由于天线40附近的用户的身体部位或其他外部对象的存在而导致的阻抗变化)。
通常可能存在具有设备10中的集成电路的任何合适数量的天线调谐器切换模块(例如，一个或多个集成电路196和/或一个或多个集成电路189)。可能存在用于实现孔径调谐电路102B的一个电路196，可能存在用于实现阻抗匹配电路102A的一个电路189，可使用一对集成电路来实现电路102A 和102B两者，附加集成电路196和/或189可被结合到一个或多个天线40 中等。
根据实施方案，提供了一种装置，该装置包括发射和接收无线信号的天线结构、耦接到天线结构以调节该天线结构的可调谐电路，该可调谐电路包括：多个电子部件；以及集成电路，该集成电路具有用于选择将多个电子部件中的哪些部件切换到使用中以调节天线结构的切换电路并且具有至少一个传感器。
根据另一实施方案，该传感器包括选自由以下各项组成的组的传感器：电压传感器、电流传感器、温度传感器、功率传感器、和阻抗传感器。
根据另一个实施方案，该电子部件包括电感器。
根据另一个实施方案，该电子部件包括电容器。
根据另一个实施方案，该集成电路包括存储装置。
根据另一个实施方案，该存储装置存储用于所述切换电路的设置。
根据另一个实施方案，该集成电路包括通信接口。
根据另一个实施方案，该装置包括耦接到通信接口的数字总线。
根据另一个实施方案，该装置包括：位于集成电路中的至少一个非线性补偿元件；以及从传感器采集数据的控制电路，该控制电路被配置为基于所采集的数据来调节非线性补偿元件以减少信号谐波。
根据另一个实施方案，该传感器包括温度传感器，并且该控制电路基于来自温度传感器的温度数据来调节非线性补偿元件。
根据另一个实施方案，该传感器包括具有定向耦合器和接收器的阻抗传感器，并且该控制电路基于来自阻抗传感器的阻抗数据来调节切换电路。
根据另一个实施方案，该天线结构包括天线谐振元件、天线接地部和耦接到天线谐振元件和天线接地部的天线馈电部，该装置包括耦接在射频收发器和天线馈电部之间的传输线，并且该可调谐电路包括耦接到天线馈电部的可调谐阻抗匹配电路。
根据另一个实施方案，该天线结构包括被配置为表现出至少一个频率谐振的天线谐振元件臂和天线接地部，并且该可调谐电路耦接在天线谐振元件臂的端部和天线接地部之间，并且被调谐以调节频率谐振。
根据实施方案，提供了一种装置，该装置包括：射频收发器；天线；耦接在射频收发器和天线之间的传输线；以及耦接到天线的可调谐电路，该可调谐电路包括具有被调节以对可调谐电路进行调谐的切换电路并且具有至少一个传感器的集成电路。
根据另一个实施方案，该集成电路包括从传感器接收传感器数据的控制电路。
根据另一个实施方案，该装置包括：位于集成电路外部的处理器；数字通信总线；和位于集成电路中的通信接口，该处理器通过数字通信总线来从通信接口接收传感器数据。
根据另一个实施方案，该切换电路包括晶体管和补偿晶体管中的非线性的至少一个非线性补偿元件，并且该控制电路基于传感器数据来调节非线性补偿元件。
根据另一个实施方案，该传感器包括温度传感器。
根据另一个实施方案，该传感器包括电流传感器，该电流传感器包括电流镜以及具有数字输出的电表。
根据另一个实施方案，该传感器包括具有各自耦接到相应电流传感器的晶体管的多个平行链的电压传感器。
以上内容仅是示例性的，并且本领域的技术人员可在不脱离所述实施方案的范围和实质的情况下作出各种修改。上述实施方案可单独实施或可以任意组合实施。