[发明专利]可调阻抗匹配网络

说明书

本申请是2012年2月10日递交的美国申请序列号No.13/371,001的美国专利申请的部分继续申请，该美国申请通过引用被并入本文。

技术领域

本发明的实施例涉及一种阻抗匹配网络。本发明另外的实施例涉及一种用于匹配阻抗的方法。本发明另外的实施例涉及一种天线电路。本发明另外的实施例涉及一种具有宽阻抗范围的单片完全集成的匹配网络。本发明另外的实施例涉及一种具有预变换的自适应匹配电路。

背景技术

在电力或电子系统中，常常期望设计电力负载的输入阻抗(或者电能量源的输出阻抗)，以最大化功率转移和/或最小化来自负载的反射。典型地，当负载阻抗等于源阻抗的复共轭时，获得最大化的功率转移。与此相对照，典型地，当负载阻抗等于源阻抗时，可以实现最小化的反射。

当前射频(RF)或高频(HF)前端系统典型地在发射端仍包含：用于将信号放大到所需水平的功率放大器(PA)、滤波器(典型地，为谐波滤波器)、功率检测器，以及在传输频带、接收频带之间还有在发射器操作和接收器操作之间执行切换的天线开关。其后，典型地，将信号经由天线阻抗匹配网络转发到天线。

这种天线阻抗匹配被设计为：实现在所有使用情形、频率和操作模式以及在他们各自的概率上平均的最优。如可以容易地看出的，该最优仅仅很少时候被达到，因为移动通信频率的频谱不断地变得更宽，并且天线本身也为所有频率和可能出现的环境条件提供了非常不同的匹配。

发明内容

本发明实施例提供了一种阻抗匹配网络，其包含：第一端子，第二端子，参考电位端子，第一旁路分支，第二旁路分支和传输线变压器。该第一旁路分支在第一端子和参考电位端子之间延伸。第一旁路分支包括含电容性元件。第二旁路分支在第二端子和参考电位端子之间延伸。第二旁路分支包含电感性元件。传输线变压器包含第一电感器路径和第二电感器路径，其中，第一电感器路径连接第一端子和第二端子。

本发明另外的实施例提供了一种阻抗匹配网络，其包含：第一端口，第二端口，变压器以及自适应匹配网络。变压器被配置为变换连接到第一端口的阻抗，以使得相应的变换后阻抗位于复阻抗平面的受限阻抗区域中。自适应匹配网络是可调的，以将位于酮区域(ketones region)中的边界内任意地方的变换后阻抗匹配至连接到第二端口的第二阻抗。

根据另外的实施例，一种天线电路包含：天线，被配置为将信号中继给接收器或者中继来自发射器的信号的信号端，以及阻抗匹配网络。阻抗匹配网络使天线和信号端互相连接，并且包含π网络，该π网络在π网络的串联分支中具有传输线变压器的第一电感器路径。

根据另外的实施例，一种天线电路包含：天线，被配置为将信号中继给接收器或者中继来自发射器的信号的信号端，以及将天线和信号端互相连接的阻抗匹配网络。阻抗匹配网络包含变压器，该变压器被配置为变换连接到第一端口的阻抗，以使得相应的变换后阻抗位于复阻抗平面的受限阻抗区域中。阻抗匹配网络还包括自适应匹配网络，该自适应匹配网络是可调的以将位于受限阻抗区域内任意地方的变换后阻抗匹配至连接到第二端口的第二阻抗。

本发明另外的实施例提供了一种利用阻抗匹配网络匹配阻抗的方法，该阻抗匹配网络包括具有电容性元件的第一旁路分支、具有电感性元件的第二旁路分支以及具有一电感器路径和第二电感器路径的传输线变压器。第一电感器路径使得第一端子和第二端子(互相)连接。该方法包含通过调节传输线变压器的传输比来调节阻抗的实部。该方法还包含通过调节电容元件和电感性元件中的至少一个来调节阻抗的虚部。

根据本发明另外的实施例，提供了一种用于匹配连接到阻抗匹配网络的第一端口的阻抗的方法。该方法包含将阻抗变换为相应的变换后阻抗，该相应的变换后阻抗位于复阻抗平面的受限阻抗区域中。由(或者使用)阻抗匹配网络的变压器来执行该变换。该方法还包含将位于受限阻抗区域内任意地方的变换后阻抗匹配至连接到阻抗匹配网络的第二端口的第二阻抗。由自适应匹配网络或使用自适应匹配网络来执行该变换。

附图说明

本文描述了本发明的实施例，参考附图。

图1示出了根据现有技术水平的RF或HF前端系统的示意性框图；

图2示出了图示用于一些移动通信标准所需的失配测试的多个测试情形的Smith圆图(史密斯圆图)；

图3示出了包含用于天线匹配的可调谐π网络的根据现有技术水平的RF或HF前端系统的示意性框图；

图4图示了多个基本LC网络以及它们在Smith圆图平面中对应的“禁区”；