用于自动地调整调谐单元的方法和使用该方法的自动调谐系统技术方案

本发明专利技术涉及用于自动地调整多输入端口和多输出端口调谐单元(例如，耦合到同时使用多个天线的无线电收发器的天线的多输入端口和多输出端口调谐单元)的方法。本发明专利技术还涉及使用该方法的自动调谐系统。自动调谐系统具有4个用户端口(712)(722)(732)(742)和4个目标端口(911)(921)(931)(941)，并包括：4个感测单元(9)；信号处理单元(8)，该信号处理单元使用对于施加到用户端口的4个激励获得的感测单元输出信号，估计取决于由目标端口看到的阻抗矩阵的实量，该信号处理单元传送调谐指令；多输入端口和多输出端口调谐单元(3)，包括可调整阻抗装置；和调谐控制单元(4)，接收调谐指令和传送调谐控制信号到多输入端口和多输出端口调谐单元，可调整阻抗装置的每一个的电抗主要由一个或多个调谐控制信号确定。

Method for automatically adjusting tuning unit and automatic tuning system using the method

The present invention relates to a method for automatically adjusting a multi input port and multiple output port tuning unit (for example, a multi input port and a multi output port tuning unit coupled to the antenna of a radio transceiver using multiple antennas at the same time). The invention also relates to an automatic tuning system using the method. An automatic tuning system has 4 user ports (712) (722) (732) (732) (742) and 4 target ports (911) (921) (931) (931) (941) and includes: 4 sensing units (9); signal processing unit (8), which uses a sensing unit output signal obtained by a number of stimuli applied to the user port, which is estimated to be determined by the target port. The real quantity of the impedance matrix, the signal processing unit transmits the tuning instruction, the multiple input port and the multiple output port tuning unit (3), including the adjustable impedance device, and the tuning control unit (4), receive tuning instructions and transfer tuning control signals to the multiple input port and the multiple output port tuning unit, and adjust the impedance device. Each reactance is mainly determined by one or more tuning control signals.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自动地调整调谐单元的方法和使用该方法的自动调谐系统
本专利技术涉及用于自动地调整多输入端口和多输出端口调谐单元的方法，例如耦合到同时使用多个天线的无线电收发器的天线的多输入端口和多输出端口调谐单元。本专利技术还涉及使用该方法的自动调谐系统。通过引用将标题为“Procédépourréglerautomatiquementuneunitéd'accord,etsystèmed'accordautomatiqueutilisantceprocédé”的2015年8月26日的法国专利申请No.15/01780并入。
技术介绍
调谐阻抗指的是在由输出端口看到的阻抗可能变化的环境下，获得由装置的输入端口呈现的阻抗近似想要的阻抗，且同时提供理想地无损、或者几乎无损的从装置的输入端口到输出端口的功率传送。因此，如果呈现等于想要的阻抗的复共轭的阻抗的信号发生器连接到输入端口，它将传送最大功率到输入端口，该最大功率被称为“可用功率”，且输出端口将传递接近该最大功率的功率。单输入端口和单输出端口调谐单元在给定频段中的任何频率相对于其输入端口和输出端口基本上表现为无源的线性2端口装置。这里，“无源”以电路理论的含义使用，以使得单输入端口和单输出端口调谐单元不提供放大。单输入端口和单输出端口调谐单元包括每个具有可调整电抗的一个或多个可调整阻抗装置。调整单输入端口和单输出调谐单元意味着调整其可调整阻抗装置中的一个或多个的电抗。单输入端口和单输出端口调谐单元的两个示例呈现在标题为“Appareild'accordd'antennepourunréseaud'antennesàaccèsmultiple”的2012年9月25日的法国专利申请No.12/02542的现有技术部分中，和标题为“Antennatuningapparatusforamultiportantennaarray”的2013年9月10日的相应的国际申请PCT/IB2013/058423中，这些示例中的每一个指定为可以用于调谐单个天线的天线调谐设备。单输入端口和单输出端口调谐单元可以用于调谐阻抗。为了调谐阻抗，必须适当地调整单输入端口和单输出端口调谐单元。已经描述了用于自动地调谐阻抗的许多方法和设备，其使用取决于由输入端口呈现的阻抗的一个或多个实量，处理这些实量以获得“调谐控制信号”，该调谐控制信号用于控制单输入和单输出调谐单元的可调整阻抗装置的电抗。例如，在标题为“AutomaticTuningSystem”的美国专利No.2,523,791中公开的用于自动地调谐阻抗的设备中，在标题为“AutomaticImpedanceMatchingApparatus”的美国专利No.2,745,067中公开的用于自动地调谐阻抗的设备中，和在标题为“ImpedanceMatchingSystem”的美国专利No.3,443,231中公开的用于自动地调谐阻抗的设备中，想要的阻抗是电阻。我们应该使用R0表示该电阻。在这些设备中的每一个中，在电路中的给定点感测电压v和电流i，由输入端口呈现的阻抗是Z＝v/i。在这些设备中的每一个中，取决于由输入端口呈现的阻抗的实量是由v相对于i的相位确定的电压，该相位等于Z的辐角，且电压基本上与差|v|-R0|i|成正比。在这些设备中的每一个中，如果由输入端口呈现的阻抗基本上等于想要的阻抗，则取决于由输入端口呈现的阻抗的第二实量基本上等于零，但是反之非真。在所述专利No.2,745,067和No.3,443,231的情况下，当且仅当由输入端口呈现的阻抗基本上等于想要的阻抗时，取决于由输入端口呈现的阻抗的两个实量基本上等于零。在所述专利No.3,443,231的情况下，表示除了由输入端口呈现的阻抗之外的阻抗的两个其他实量也用于获得调谐控制信号。例如，在标题为“AutomaticImpedanceMatchingApparatus”的美国专利No.4,356,458中公开的用于自动地调谐阻抗的设备中和在标题为“AutomaticAntennaTuningSystem”的美国专利No.5,225,847中公开的用于自动地调谐阻抗的设备中，感测两个电压：基本上与复入射电压(入射电压也被称为正向电压)的绝对值成正比的电压，和基本上与复反射电压的绝对值成正比的电压。使用如上的相同注释，vF表示复入射电压，且vR表示复反射电压，专业人员理解所述绝对值分别由|vF|＝|v+R0i|/2和|vR|＝|v-R0i|/2给出。在这些设备中的每一个中，使用取决于由输入端口呈现的阻抗的单个实量。其是数字电路中处理的数目。在这些设备之一中，该数目基本上等于复反射电压的绝对值与复入射电压的绝对值的比率，也就是，|vR|/|vF|。在这些设备中的其他设备中，该数目基本上等于该比率的平方倒数，也就是，|vF|2/|vR|2。例如，在标题为“AntennaTunerDiscriminator”的美国专利No.4,493,112中公开的用于自动地调谐阻抗的设备中，感测两个复电压：基本上与入射电压成正比的电压，和基本上与反射电压成正比的电压。使用入射电压作为相位的参考，获得与反射电压的实部成正比的电压和与反射电压的虚部成正比的电压。在该设备中，取决于由输入端口呈现的阻抗的实量是与反射电压的实部成正比的电压和与反射电压的虚部成正比的电压。在该设备中，当且仅当由输入端口呈现的阻抗基本上等于想要的阻抗时，取决于由输入端口呈现的阻抗的两个实量基本上等于零。我们注意到，在所述专利No.4,356,458和No.5,225,847公开的设备中，必须使用涉及顺序逻辑的数字反馈回路以获得调谐控制信号和调谐由输入端口呈现的阻抗，因为取决于由输入端口呈现的阻抗的单个实量不提供关于由输入端口呈现的阻抗的完全信息。在以上考虑的其他设备中，可以获得更快速的调谐，因为取决于由输入端口呈现的阻抗的两个实量提供关于由输入端口呈现的阻抗的完全信息，以使得可以使用简单的负反馈回路获得调谐控制信号和调谐由输入端口呈现的阻抗。但是，专业人员理解如果基于在给定时间获得的完全信息，用于使用取决于由输入端口呈现的阻抗的两个实量自动地调谐阻抗的设备计算获得确切调谐需要的调谐控制信号的值和快速地传送相应的调谐控制信号，则其提供关于由输入端口呈现的阻抗的完全信息，可以实现快速调谐。当输入端口意在耦合到无线接收器或者无线发射器的射频信号端口时，用于自动地调谐阻抗的设备有时被称为“自动天线调谐器”或者“自适应阻抗匹配模块”，例如在标题为“Methodfortuninganadaptiveimpedancematchingnetworkwithalook-uptable”的美国专利No.8,072,285中，或者在标题为“Adaptiveimpedancematchingmodule”的美国专利No.8,299,867中。用于自动地调谐阻抗的设备在某些电路参数，即可调整阻抗装置的电抗，作为随比如感测的电压或者电流的电路变量的函数时间变化的意义上，实际上是自适应的。调谐阻抗矩阵指的是在由多个输出端口看到的阻抗矩阵可能变化的环境下，获得由装置的多个输入端口呈现的阻抗矩阵近似想要的阻抗矩阵，且同时提供理想地无损、或者几乎无损的从装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自动地调整多输入端口和多输出端口调谐单元(3)的方法，所述多输入端口和多输出端口调谐单元是具有m个“用户端口”(712)(722)(732)(742)和n个“目标端口”(911)(921)(931)(941)的自动调谐系统的一部分，其中m是大于或等于2的整数且其中n是大于或等于2的整数，所述自动调谐系统允许在给定频率将功率从用户端口传递到目标端口，所述多输入端口和多输出端口调谐单元包括p个可调整阻抗装置，其中p是大于或等于m的整数，所述p个可调整阻抗装置被称为“调谐单元的可调整阻抗装置”，且使得在所述给定频率，调谐单元的可调整阻抗装置的每一个具有电抗，调谐单元的可调整阻抗装置的任何一个的电抗具有对由用户端口呈现的阻抗矩阵的影响，调谐单元的可调整阻抗装置的任何一个的电抗通过电方式可调整，所述方法包括步骤：将m个激励施加到用户端口，向用户端口的每一个施加激励中的一个且仅一个；使用所述m个激励估计取决于由目标端口看到的阻抗矩阵的q个实量，其中q是大于或等于m的整数；使用取决于由目标端口看到的阻抗矩阵的所述q个实量，以获得“调谐控制信号”；和将调谐控制信号的每一个应用于调谐单元的可调整阻抗装置中的一个或多个，所述调谐单元的可调整阻抗装置的每一个的电抗主要由调谐控制信号中的一个或多个确定。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.26 FR 15/017801.一种用于自动地调整多输入端口和多输出端口调谐单元(3)的方法，所述多输入端口和多输出端口调谐单元是具有m个“用户端口”(712)(722)(732)(742)和n个“目标端口”(911)(921)(931)(941)的自动调谐系统的一部分，其中m是大于或等于2的整数且其中n是大于或等于2的整数，所述自动调谐系统允许在给定频率将功率从用户端口传递到目标端口，所述多输入端口和多输出端口调谐单元包括p个可调整阻抗装置，其中p是大于或等于m的整数，所述p个可调整阻抗装置被称为“调谐单元的可调整阻抗装置”，且使得在所述给定频率，调谐单元的可调整阻抗装置的每一个具有电抗，调谐单元的可调整阻抗装置的任何一个的电抗具有对由用户端口呈现的阻抗矩阵的影响，调谐单元的可调整阻抗装置的任何一个的电抗通过电方式可调整，所述方法包括步骤：将m个激励施加到用户端口，向用户端口的每一个施加激励中的一个且仅一个；使用所述m个激励估计取决于由目标端口看到的阻抗矩阵的q个实量，其中q是大于或等于m的整数；使用取决于由目标端口看到的阻抗矩阵的所述q个实量，以获得“调谐控制信号”；和将调谐控制信号的每一个应用于调谐单元的可调整阻抗装置中的一个或多个，所述调谐单元的可调整阻抗装置的每一个的电抗主要由调谐控制信号中的一个或多个确定。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述m个激励连续地施加到用户端口。3.如权利要求1所述的方法，其中，激励的每一个具有一个且仅一个复包络，m个复包络在被认为是复数域之上的矢量空间的一个实变量的复函数的集合中线性无关。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述m个激励不连续地施加到用户端口。5.如权利要求3所述的方法，其中，激励中的两个或更多同时施加到用户端口。6.如权利要求1到5中任何一项所述的方法，其中，所述多输入端口和多输出端口调谐单元使得在给定频率，存在被称为给定对角阻抗矩阵的对角阻抗矩阵，所述给定对角阻抗矩阵使得如果由目标端口看到的阻抗矩阵等于所述给定对角阻抗矩阵，则调谐单元的可调整阻抗装置的任何一个的电抗具有对由用户端口呈现的阻抗矩阵的影响。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述多输入端口和多输出端口调谐单元使得在给定频率，如果由目标端口看到的阻抗矩阵等于给定对角阻抗矩阵，则调谐单元的可调整阻抗装置的至少一个的电抗具有对由用户端口呈现的阻抗矩阵的至少一个非对角项的影响。8.如权利要求1到5中任何一项所述的方法，其中，n＝m，且其中，所述多输入端口和多输出端口调谐单元包括n个单输入端口和单输出端口调谐单元，每个单输入端口和单输出端口调谐单元包括所述调谐单元的可调整阻抗装置中的两个或更多。9.一种自动调谐系统，具有m个“用户端口”(712)(722)(732)(742)和n个“目标端口”(911)(921)(931)(941)，其中m是大于或等于2的整数且n是大于或等于2的整数，所述自动调谐系统允许在给定频率将功率从用户端口传送到目标端口，所述自动调谐系统包括：至少n个感测单元(9)，感测单元的每一个传送一个或多个“感测单元输出信号”，感测单元输出信号的每一个主要由一个或多个电变量确定；信号处理单元(8)，所述信号处理单元使用对于施加到用户端口的m个激励获得的感测单元输出信号，估计取决于由目标端口看到的阻抗矩阵的q个实量...

【专利技术属性】
技术研发人员：F布罗伊德，E克拉韦利尔，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR