[发明专利]无线通信单元、射频集成电路及天线调谐方法

说明书

本发明实施例提供了一种无线通信单元、射频集成电路和天线调谐方法。其中无线通信单元包括：天线装置、孔径调谐器、测量电路和控制器，其中孔径调谐器和测量电路分别耦接至天线装置的孔径调谐端口和天线输入馈点，并且天线输入馈点远离孔径调谐端口；其中，测量电路用于测量参数，并且控制器用于使用该测量的参数而执行闭环孔径调谐。本发明实施例，无需依赖查找表并且可以节约成本。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线通信单元、射频集成电路和天线调谐方法。

背景技术

由于新一代的手机、网关和其它无线通信设备嵌入更多的应用，以及对增加带宽的需要变得更显著，因此需要新的天线系统来优化链路质量。特别地，需要对辐射场的更好控制，从而提供同预期的的收发机之间的更好的通信链路质量，同时抑制来自非希望的收发机的信号。一般地，在无线通信设备的正常操作期间，在天线处的阻抗和/或频率改变会产生不匹配。已知的是：如此的阻抗不匹配和/或频率共振不匹配对通过天线系统的能量转移具有显著的影响。例如，如果移动天线并且重置在反射材料或(射频)吸收材料的附近，或者如果天线置于接近用户头部或者进一步远离用户头部，那么会发生如此的不匹配。通过天线系统的最大能量转移是关键的值得拥有的性能指标，因此需要智能的自适应天线系统来管理如此的不匹配。

天线是导波和自由空间波之间的功能转换设备(如换能器的形式)。天线中有两种主要的调谐形式：天线孔径调谐(antenna aperture tuning)和天线阻抗调谐，其中天线孔径调谐在天线孔径或地面点增加元件来调整天线的共振频率，其中天线阻抗调谐通过调整天线馈点处的阻抗匹配而被执行。

请参考图1(a)和图1(b)，分别实现天线孔径调谐的电路和实现天线阻抗调谐的电路的结构示意图。如图1(a)所示，实现天线孔径调谐的电路100包括：具有孔径调谐器109的可调谐天线110。孔径调谐器109用于优化天线系统的辐射效率。RF(Radio Frequency，射频)收发与调制解调电路116包括：发射输入路径102和接收输出路径104，其中发射输入路径102用于产生由天线110辐射的信号，其中接收输出路径104用于携带已由天线接收的并且接下来被处理的信号。

因为频率共振不匹配不利地影响天线的辐射效率和带宽，因此频率共振不匹配是特殊的问题。因此，孔径调谐器109在这个文件中用于使用在孔径调谐连接点120处制造的测量值，执行有限形式的闭环108孔径调谐。特别地，如图2中所示，使用最公知的孔径调谐布置进行开环测量。

如图1(b)所示，实现天线阻抗调谐的电路150包括：天线160，该天线160通过天线馈线156可操作地耦接至阻抗调谐器158。该阻抗调谐器158可操作地耦接至耦合器162，耦合器162提取通过其中的信号的部分，以促进阻抗测量。在这个布置中，控制器174可操作地耦接至耦合器162，并且用来接收前向功率和反向功率的表现形式，以使得控制器174能够确定阻抗测量信息。该控制器174通过控制线178可操作地耦接至阻抗调谐器158，并且用于响应该阻抗测量信息而调整该阻抗调谐器158，以提供天线阻抗的优化匹配。这种方式中，实现天线阻抗调谐的电路150是用于执行天线阻抗匹配的闭环控制。天线阻抗调谐企图优化传输线和天线元件之间的能量转移。

耦合器162通过RF路径170可操作地耦接至RF收发与调制解调电路166。该RF收发与调制解调电路166包括：发射输入路径102和接收输出路径104。天线160和RF收发与调制解调电路166之间的阻抗不匹配(也就是接近天线160的物体引起的辐射场)可能引起进一步的非希望的损失。如此，为了减少这些损失的一部分，已知的方式是：在闭环阻抗匹配网络中使用耦合器162、控制器174和阻抗调谐器158，以便于对任何阻抗不匹配进行补偿。