[发明专利]可调谐阻抗匹配网络和可调谐双工器匹配系统

说明书

相关申请

本公开主题要求2006年3月8日提交的美国临时专利申请列号60/780544，以及2006年3月8日提交的美国临时专利申请列号60/780565的权利，这里将以上公开完整引入本文做为参考。

技术领域

本文所公开的主题涉及匹配网络、系统和电路。更具体地，本文所公开的主题涉及可调谐阻抗匹配网络和可调谐双工器匹配系统。

背景技术

匹配电路广泛地用于将电路内各种组件的阻抗转换为目标基准阻抗(例如，传输线阻抗和/或测试端口)，或用于直接匹配两个具有不同的(可能复数的)阻抗的组件以便最大功率传递。典型地，匹配电路具有两个用于组件之间的或组件和基准阻抗之间的在线插入(insertion in-line)的节点。匹配电路的节点可以通过匹配组件，在一个或两个方向携带信号。匹配功能特别有利于射频信号。匹配电路可以在组件之前或之后，当该组件嵌入在电路中时具有特定输入和输出阻抗。如果在信号路径中组件在匹配电路之后，那么组件的目标阻抗是它的输入阻抗。如果在信号路径中组件在匹配电路之前，那么组件的目标阻抗是它的输出阻抗。

匹配电路用于通过补偿感兴趣的阻抗和目标阻抗之间的差，将信号所见的阻抗设置为目标阻抗。阻抗的补偿是通过匹配电路的配置和匹配电路的组件值来确定的。能够通过使用集总元件电感器或电容器或两者来实现大范围的阻抗匹配和传递功能电路。在较高的频率(大约1GHz以上)，用分布式传输线网络来代替集总元件电感器或电容器或两者是有利的。在这些高频率中，即便是集总元件也可以具有传输线特性。这种代替的有用之处也取决于衬底的电介质常数(DK)，以及面积限制。

在本领域中，已知匹配电路的不同的配置。电路的选择取决于将要匹配的阻抗。一些实例包括串联电容器、分路电容器；串联电容器、分路电感器；串联电感器、分路电容器，等等。用于匹配电路的常用配置被称为是pi网络，其依次为分路电容器、串联电感器和分路电感器。如果能够容忍插入损耗，则能够使用变压器，甚至电阻网络。

通常，匹配电路应该具有最小损耗以防止信息信号中的额外渐衰。过多的损耗增加了对电子系统中其它组件的需求，特别是有源元件，例如放大器。在对低噪声放大器(LNA)的输入处，由于考虑到噪声，不能仅仅通过增加LNA增益来补足(补偿)增加的信号损耗。类似地，功率放大器的输出处的信号损耗增加了放大器的功率补偿以实现给定输入功率。

组件和匹配电路的阻抗是频率依赖的。阻抗只有在单个操作频率处才能完美地匹配，或在有限的频带上最佳地匹配。如果设计者希望在不止一个频带处操作设备，则必须在性能和电路复杂性之间进行折衷。通常，分离的信号路径和电路用于不同的频带，以使分离性能最佳化。这增加了电路的成本和大小，并且需要使用例如开关或双工器的信号选择电路。

可调谐阻抗匹配网络与固定的阻抗匹配网络相比具有优势。具体地，可调谐阻抗匹配网络能够包括可控制的元件，可以针对希望的频率来最佳地调谐该元件。此外，可调谐阻抗匹配网络的优势是能够适应环境和组件变化。例如，当有物体置于天线附近时，天线阻抗能够变化。此外，阻抗能够根据温度并且根据组件制造而变化。

在无线手持设备中，已经证明难以在大概200MHz以上的频率处实现可调谐匹配电路。要认识到的是，在许多应用中，低损耗可调谐匹配网络或可调谐双工器匹配系统将是有益的，特别是在便携式无线通信设备中。

发明内容

根据本公开，提供了新颖的可调谐阻抗匹配网络和可调谐双工器匹配系统。

因此，本发明公开的目的是为了提供一种新颖的可调谐阻抗匹配网络和可调谐双工器匹配系统。通过本文所述的主题，至少完全或部分地实现了从本公开所显而易见的主题。

附图说明

现在参考附图解释本文所述的主题，其中：

图1A是根据本文所述主题的实施例的可调谐阻抗匹配网路的示意图；

图1B是根据本文所述主题的实施例的可调谐阻抗匹配网路的示意图；

图1C是根据本文所述主题的实施例的可调谐匹配网路的示意图；

图1D是根据本文所述主题的实施例的可调谐匹配网路的示意图；

图2A是根据本文所述主题的实施例的可调谐阻抗匹配网路的示意图；

图2B是根据本文所述主题的实施例的可调谐双工器匹配系统的示意图；

图3是根据本文所述主题的实施例的双工器电路的示意图；

图4A-4F是根据本文所述主题的实施例的MEMS可变电容器的不同的视图；

图5是根据本文所述主题的实施例的MEMS可变电容器的顶视图；