[发明专利]可调谐匹配网络电路拓扑选择

说明书

相关申请的交叉引用

本申请依照美国法典第35卷119(e)节要求下述共同待决且共同转让的美国临时专利申请的权益，通过引用的方式将其并入于此：Arthur S.MorrisШ于2008年4月25日提交、命名为“可调谐匹配网络电路拓扑选择”、序列号为61/047,897的临时申请。

技术领域

本发明一般涉及用于电子设备中的致动器，尤其涉及可调谐匹配网络和用于这种网络的电路拓扑。

背景技术

伴随着Matthaei、Young以及Jones在Microwave Filters,Impedance-Matching Networks,and Coupling Structures中总结的基础性工作，固定匹配网络的理论已经发展了几十年。

然而，利用可调谐部件来匹配可变负载和/或优化在多个频率处的性能的匹配网络的文献没有得到很好的发展。该固网理论集中于网络中所要求的匹配带宽和损耗。通过仅仅要求在给定的操作频道环境下的即时带宽，这些要求能够适合于可调谐的情况。为了最小化该网络的尺寸和损耗，优选使用最小化数目的部件。为了最大化频率上限并最小化产品的尺寸，强烈建议使用较小的电容器和电感器元件值。可调谐匹配网络还要求最小化在匹配良好的负载情况下的插入损耗。匹配改善和电路损耗的组合可以通过可实现到指定负载的传感器增益得到最好地表征。

可调谐匹配网络可用在蜂窝电话手机中，尤其是对于手机天线应用。用于匹配拓扑选择的顶层约束是性能、成本和尺寸。与拓扑选择相互影响的贡献性能的关键技术包括可调谐元件比(可由元件获得的最大和最小值之间的比率)、可调谐元件寄生效应(非理想元件表现)、可调谐元件密度(单位体积的电抗)、可调谐元件的Q(无功存储与能量损耗的比率)、封装介电常数、封装高度、封装金属导电性、封装金属厚度、封装金属表面光洁度和封装设计规则。

接下来可以看到，在性能标准的技术领域中需要可调谐匹配网络。还可以看到，在将性能标准应用到特定的拓扑以确定合适拓扑的技术领域需要由给定的元件设置和封装技术所约束的可调谐匹配网络的给定应用。

发明内容

为了最小化现有技术中的限制，以及最小化将在阅读和理解本说明书的基础上而变得明显的其它限制，本发明公开了可调谐匹配网络拓扑。

依据本发明的一个和更多个实施例的网络包括至少一个电感器，以及至少一个可调谐电容器，与该电感器并联，其中，所述至少一个可调谐电容器调节该至少一个电感器的自谐振频率。

这种网络进一步可选地包括为旁路双π网络的可调谐匹配网络，该旁路双π网络具有与该至少一个可调谐电感器并联的单个可变电容器，选择对至少一个可调谐电容器的电容分配以最大化可调谐网络的频率响应，从而使得该可调谐网络在最低期望频率(frequency of interest)具有最大可调谐度，选择对至少一个可调谐电容器的电容分配以最大化该可调谐网络的频率响应，从而使得该可调谐网络在最高期望频率处获得最大化的透明度，该可调谐网络用在蜂窝电话系统中，且选择对至少一个可调谐电容器的电容分配以最大化可调谐网络的频率响应，从而使得该可调谐网络在最低的期望频率处获得电抗匹配以及在最高期望频率处的透明度。

这种网络进一步可选地包括为旁路双π网络的可调谐匹配网络，该旁路双π网络具有与至少两部分电感器并联的单个可变电容器。期望该可调谐匹配网络的响应提供跨越期望频率范围的所有角度下的大的阻抗变化。调谐状态之一必须接近当系统不要求调谐时时理想的零损耗透明度(transparency)。在实现此功能的幅度中，两个特定的区域提供最大的设计挑战。可调谐匹配网络的响应必须提供最低期望频率处的最大可调谐度，这要求相对大的电感器和电容器的值，同时也提供最高期望频率处的最大透明度，这要求相对小的电感器和电容器的值。

该可调谐匹配网络可以用在蜂窝电话系统中，且该可调谐匹配网络的频率响应被设计以在所有期望频率处获得宽调谐和高透明度。