滤波天线系统、设备以及方法技术方案

本主题涉及滤波天线设备、系统以及方法，其中，具有一个或多个第一可变阻抗元件的可调谐天线被配置为选择性地改变信号路径输出处的阻抗，并且可调谐滤波器在可调谐天线的信号路径输出与信号处理链路之间通信。可调谐滤波器可具有一个或多个第二可变阻抗元件，一个或多个第二可变阻抗元件被配置为提供信号路径输出与信号处理链路之间的频率选择滤波响应。控制器与可调谐天线和可调谐滤波器通信且可被配置为用于选择性地调谐一个或多个第一可变阻抗元件或者一个或多个第二可变阻抗元件中的一个或多个的阻抗值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】优先权利要求本申请要求于2013年7月2日提交的美国临时专利申请序列号61/842，206的权益，通过引用将其全部内容结合在此。
本文公开的主题主要涉及用于无线电频率系统的天线元件。更具体地，本文公开的主题涉及在频率范围内可调谐的天线系统。
技术介绍
在用于蜂窝通信系统的现代手持式设备中(例如，3GPP)，希望支持多个频带(例如，3GPP LTE频带1、2、3、5、7、8以及13)。进一步地，就此而言，对无线电通信感兴趣的一个具体领域是如何解决发射器和接收器双工，发射器和接收器以固定或可变的频率分开操作。对于这样的频分双工，被称为双工自干扰的情况在这样的系统设计中存在问题。该问题由发射器的高功率产生，挑战了可被设置成具有高增益以解决低功率接收水平的接收器的线性度。对于小型手持式设备，通常使用固定频率滤波器或双工滤波器(例如，介质同轴谐振器滤波器、SAW、BAW、FBAR)实现双工操作，其中，由于技术和尺寸限制，固定频率滤波器或双工滤波器使用半导体开关在操作频率之间切换(例如，用于多频带操作)。对于操作的每个频带，这些固定频率滤波器和天线表现出特定的限制在于，对于每个操作频带，必须引入一套新的硬件(例如，当添加频带支持时，添加天线谐振器耦接元件、滤波器以及开关)。结果，可调谐系统在减少频率范围内的操作所需的硬件数量方面是有益的，但是，难以使得可调谐系统既具有成本效益又小型且同时也满足系统需要(例如，3GPP标准)。此外，当今电话中的滤波器的位置也存在限制在于，滤波器对小于1_的部件高度具有设计约束，因此，可以将该部件、RF收发器1C、数字处理1C以及多媒体处理1C 一起放置。因此，希望找出一种降低可调谐解决方案的尺寸的解决方案，以使得该解决方案具有成本效益，同时，利用适当的设计来解决移除不想要的干扰(诸如，来自无线通信终端中的发射器的干扰)的问题。此外，进一步希望一种组合解决方案，其可以接受将滤波器放置在手机板上允许更高构建高度的位置中，并且由此允许更大直径的电感器，以增加电感器Q，并且由此使得可调谐频率滤波器特性满足系统需求。
技术实现思路
根据本公开，在无线电频率系统中使用在频率范围内可调谐的天线系统的设备、系统以及方法。一方面，提供了一种滤波天线设备。滤波天线设备可包括:可调谐天线，具有一个或多个第一可变阻抗元件，该一个或多个第一可变阻抗元件被配置为选择性地改变信号路径输出处的阻抗；和可调谐滤波器，在可调谐天线的信号路径输出与信号处理链路之间通信。可调谐滤波器可具有一个或多个第二可变阻抗元件，该一个或多个第二可变阻抗元件被配置为提供信号路径输出与信号处理链路之间的频率选择滤波响应。与可调谐天线和可调谐滤波器通信的控制器可被配置为用于选择性地调谐一个或多个第一可变阻抗元件或者一个或多个第二可变阻抗元件中的一个或多个的阻抗值。另一方面，滤波天线设备可包括:天线阻抗调谐器，具有一个或多个第一可变阻抗元件，该一个或多个第一可变阻抗元件被配置为选择性地改变信号路径输出处的阻抗；和可调谐滤波器，在天线阻抗调谐器的信号路径输出与信号处理链路之间通信。可调谐滤波器可具有一个或多个第二可变阻抗元件，该一个或多个第二可变阻抗元件被配置为提供信号路径输出与信号处理链路之间的频率选择滤波响应。天线阻抗调谐器和可调谐滤波器被一起集成在共用模块载波上。又一方面，提供了一种用于制造滤波天线设备的方法。该方法可包括:将天线阻抗调谐器和可调谐滤波器集成在共用模块载波上，天线阻抗调谐器具有一个或多个第一可变阻抗元件，该一个或多个第一可变阻抗元件被配置为选择性地改变信号路径输出处的阻抗，并且可调谐滤波器在可调谐天线的信号路径输出与输出端口之间通信，输出端口被配置为用于连接至信号处理链路，可调谐滤波器具有一个或多个第二可变阻抗元件，该一个或多个第二可变阻抗元件被配置为提供信号路径输出与输出端口之间的频率选择滤波响应。各个独立模块的信号路径输出可与天线元件连接。尽管上面已经陈述了本文公开的主题的一些方面，并且通过目前公开的主题整体或部分实现了本主题的一些方面，然而，当结合下面最佳描述的所附附图继续进行的描述中，其他方面将变得显而易见。【附图说明】从结合仅通过示例性的非限制性实施例方式给出的所附附图阅读的下列细节描述中，将更为易于理解本主题的特征和优点，并且其中:图1是根据本公开主题的实施方式的滤波天线设备的系统的框图；图2式根据本公开主题的实施方式的滤波天线设备的框图；图3A至图3C是根据本公开主题的实施方式的用于供滤波天线设备使用的可调谐阻抗匹配网络的等效电路布置的示意图；图4是根据本公开主题的实施方式的滤波天线设备的框图；图5A是根据本公开主题的实施方式的滤波天线设备的可调谐天线的部件的示意图；图5B和图5C是根据本公开主题的实施方式的滤波天线设备的可调谐天线元件的立体图；图f5D是根据本公开主题的实施方式的滤波天线设备的可调谐天线元件的部件的示意图；图6A至图6C是根据本公开主题的实施方式的供滤波天线设备使用的可调谐滤波器的等效电路布置的示意图；图7是示出了根据本公开主题的实施方式的改变滤波天线设备的滤波传递函数的实例的曲线图；图8A至图8D是根据本公开主题的实施方式的滤波天线设备的各种配置的框图；图9A至图9H是根据本公开主题的实施方式的被集成在模块载波上的滤波天线的部件的平面图；图10是根据本公开主题的实施方式的包括滤波天线设备的智能手机的元件的平面图；图11A和图11B是根据本公开主题的实施方式的包括滤波天线设备的智能手机的元件的立体图；图12是示出了根据本公开主题的实施方式的在滤波天线设备中实现时的电感器的品质因数Q与直径之间的相互关系的曲线图；以及图13是示出了根据本公开主题的实施方式的在滤波天线设备中实现时的电感器的衰减与线圈直径之间的相互关系的曲线图。【具体实施方式】本主题提供无线电频率系统中所使用的在频率范围内可调谐的天线系统的设备、系统以及方法。例如，由所公开设备、系统以及方法发送的信号通常可包括根据标准化实体(例如，3GPP)的无线标准正常调制的信号。以这种方式，本文公开的设备、系统以及方法可被配置为与基站(例如，蜂窝基站)通信。如本文使用的，术语“基站”应被理解为描述使用固定(例如，基站)位置天线为一定区域内的一个或多个用户或设备提供服务的任意转发单元。例如，3GPP BTS、NB以及eNB全部是根据本技术的基站。更具体地，BTS、NB以及eNB全部是蜂窝基站。本公开主题的一个原理是将可调谐天线部件与可调谐滤波器组合在一个单元中或组合在位于靠近天线/耦接元件的一个共置位置中。这样的组合可具有将具有可变负载阻抗的天线信号路径提供给天线的一个或多个天线信号终端和/或将可变阻抗负载提供给天线的一个或多个阻抗负载终端的可变阻抗终端。天线信号可进一步连接至通向滤波器电路的信号路径，滤波器电路具有一个或多个输入连接和输出连接并且具有调谐输入与输出之间的信号路径频率响应的能力。在图1中所示的主题的实现方式中，例如，示出了包括两个滤波天线设备的天线双工系统。第一滤波天线设备100a可包括第一可调谐天线110a和在第一可调谐天线110a的信号路径输出与接收信号处理链路之间通信的第一可调谐滤波器130本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滤波天线设备，包括：可调谐天线，具有一个或多个第一可变阻抗元件，所述一个或多个第一可变阻抗元件被配置为选择性地改变信号路径输出处的阻抗；可调谐滤波器，在所述可调谐天线的所述信号路径输出与信号处理链路之间通信，所述可调谐滤波器具有一个或多个第二可变阻抗元件，所述一个或多个第二可变阻抗元件被配置为提供所述信号路径输出与所述信号处理链路之间的频率选择滤波响应；以及控制器，与所述可调谐天线和所述可调谐滤波器通信；其中，所述控制器被配置为用于选择性地调谐所述一个或多个第一可变阻抗元件或者所述一个或多个第二可变阻抗元件中的一个或多个的阻抗值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔延·博耶尔，
申请(专利权)人：维斯普瑞公司，
类型：发明
国别省市：美国;US