用于调整天线电长度的系统和方法技术方案

一种用于调整天线的电长度的系统和方法，该方法包括：以预定频率在收发信机与天线之间通信传输线信号；检测传输线信号；以及响应检测到传输线信号，调节天线的电长度。检测传输线信号通常意味着检测传输线信号功率电平。根据某些方面，调节天线阻抗。另一方面，一般地说，在收发信机与天线之间优化传输线信号强度。更具体地说，以预定频率在收发信机与天线之间通信传输线信号包括在天线端口从收发信机接收传输线信号。因此，检测传输线信号包括测量天线端口反射的传输线信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于调整天线电长度的系统和方法相关专利申请本专利申请与2003年4月3日提交的标题为“Wireless TelephoneAntenna Diversity System(无线电话天线分集系统)”的第10/407,606号美国专利申请、2003年2月21日提交的题为“MicroelectromechanicalSwitch(MEMS)Antenna(微机电开关(MEMS)天线)”的第10/371,792号美国专利申请、2003年2月21日提交的题为“MicroelectromechanicalSwitch(MEMS)Antenna Array(微机电开关(MEMS)天线阵列)”的第10/371,564号美国专利申请、2002年4月4日提交的题为“FerroelectricAntenna and Method for Tuning Same(铁电天线和用于对其进行调谐的方法)”的第10/117,628号美国专利申请、以及2002年4月9日提交的题为“Inverted-F Ferroelectric Antenna(倒F铁电天线)”的第10/120,603号美国专利申请相关。
本专利技术一般地涉及无线通信天线，本专利技术更特别地涉及一种用于调整便携式无线通信装置天线的工作频率的系统和方法。
技术介绍
尽管附加了更多的功能，但是诸如电话之类的便携式无线通信装置的尺寸在不断缩小。因此，设计者必须在提高各部件或者装置子系统的性能的同时减小其尺寸，或者将这些部件设置在较不引人注意的位置。这类关键部件之一是无线通信天线。该天线可以连接到例如电话收发信机，或者全球定位系统(GPS)接收机。无线电话可以以不同的频带工作。在美国，采用约850兆赫兹(MHz)的蜂窝频带(cellular band)(AMPS)以及约1900MHz的PCS(个人通信系统)频带。其他频带包括接近1800MHz的PCN(个人通信网)、接近-->900MHz的GSM系统(全球移动通信系统：Groupe Speciale Mobile)以及接近800MHz和1500MHz的JDC(日本数字蜂窝系统)。相关的其他频带是在1575MHz附近的GPS信号和在2400MHz附近的蓝牙。在常规的技术中，利用拉杆天线(whip antenna)已经实现了良好的通信效果。以无线电话为例，通常采用螺旋型天线和拉杆天线的组合。在拉杆天线被拉出并且待机的模式下，为了使控制信道保持通信，天线设备采用短截线、低增益螺旋线圈。在启动话务信道时(电话振铃)，用户可以选择伸长更高增益的拉杆天线。某些设备组合了螺旋型天线和拉杆天线。另一些设备在使拉杆天线伸长时断开螺旋型天线。然而，拉杆天线增加了无线电话的总体形状因数(form factor)。已知将电路板的一部分(例如直流电源总线)用作电磁辐射体。这种方案解决了从机架主体伸出天线的问题。可以形成仅用于电磁通信的印刷电路板，或者微带天线。这些天线可以以小形状因数提供较高的性能。由于不是所有的用户都理解，要获得最佳性能，必须使天线拉杆伸长，而且因为拉杆产生了不希望的形状因数，同时其凸出部分被口袋或者钱包钩住，所以正在研究机架嵌入式的天线。即，无论是拉杆式、插塞式的天线，还是与其有关改进，均形成在电话的机架上，或者由该机架所包围。尽管这种方法产生了理想的电话形状因数，但是天线变得更易受用户操作以及其他用户导致的放置(loading)效果的影响。例如，放在桌子上被调谐到在824兆赫与894兆赫(MHz)之间工作的天线在被用户手持时，可能被最佳调谐到在790MHz与830MHz之间工作。此外，调谐可能取决于用户的身体特性和用户选择如何手持和操作其电话。因此，为了克服用户操作的影响而在工厂调谐传统的机架嵌入式天线可能是不切实际的。如果可以监测并调节无线通信装置的天线以工作在最高效率，将是有利的。如果无线装置可以检测到因为例如用户操作的影响导致的天线调谐降质，将是有利的。如果响应于对用户操作或者其他天线解调机构的影响的检测，可以-->调节无线装置的天线调谐，将是有利的。
技术实现思路
本专利技术描述了一种用于检测天线的电长度的无线通信装置系统和方法。即，例如，响应于用户操作，该装置检测天线失谐。利用检测的信息，该装置改变天线的特性，以“移动”该天线，以其要求的工作频率优化调谐。因此，提供了一种用于调节天线电长度的方法，该方法包括：以预定频率在收发信机与天线之间进行传输线信号的传送；检测传输线信号；以及响应对传输线信号的检测，改变所述天线的电长度。检测传输线信号典型地是指检测传输线信号功率电平。根据某些方面，响应对传输线信号的检测来改变天线的电长度包括改变天线的阻抗。可选地，对天线的电长度的改变可包括：在收发信机与天线之间优化传输线信号强度。更具体地说，以预定频率在收发信机与天线之间进行传输线信号的传送包括：在天线端口接收来自收发信机的传输线信号。因此，检测传输线信号包括测量天线端口反射的传输线信号。根据该方法的某些方面，天线包括：辐射体、平衡器(counterpoise)，以及位于辐射体和平衡器附近的电介质。因此，响应于对传输线信号的检测来调节天线电长度包括改变该电介质的介电常数。根据某些方面，该天线电介质包括具有可变介电常数的铁电材料。可选地，天线包括辐射体，该辐射体至少具有一个可选择连接的微型机电切换装置(MEMS)。因此，响应于对传输线信号的检测调节天线电长度包括响应于MEMS的连接来改变该辐射体的电长度。根据其他方面，可以利用MEMS改变平衡器的电长度。下面将说明用于调整天线电长度的上述方法和天线系统的其他细节。附图说明-->图1是用于调整天线的电长度的本专利技术天线系统的原理方框图。图2是利用铁电电介质材料实现的图1所示天线的部分剖视图。图3是利用微型机电切换装置(MEMS)实现的图1所示天线的平面图。图4是示出用于调整天线的电长度的本专利技术天线系统的变型的原理方框图。图5a和5b是示出用于调整天线的电长度的本专利技术方法的流程图。图6是示出用于控制辐射信号的效率的本专利技术方法的流程图。图7是示出用于调整天线的工作频率的本专利技术方法的流程图。具体实施方式图1是用于调整天线的电长度的本专利技术天线系统的原理方框图。系统100包括天线102，天线102包括：有源元件104，其电长度与控制信号相应，以及连接到传输线106用于收发传输线信号的天线端口。天线102具有位于线路108上、连接到有源元件并接收控制信号的控制端口。特别是，根据无线电话系统，相关的有源元件工作频率包括824至894兆赫(MHz)、1850至1990MHz、1565至1595MHz以及2400至2480MHz。应该理解，天线电长度与(最佳调谐的)天线工作频率直接相关。例如，所设计的以1875MHz的频率工作的天线的有效电长度是通过具有某个介电常数的电介质传播的电磁波的四分之一波长。可以将该电长度看作与附近电介质的特性相应的有效电长度。检测器110具有通过线路112可操作地连接到传输线106的输入端，用于检测传输线信号，以及通过线路114提供检测信号的输出端。在此使用的可操作地连接指或者直接连接，或者提供中间元件间接连接。调节器电路116具有通过线路114连接到检测器输出端以接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调整天线的电长度的方法，该方法包括：　　　　以预定频率在收发信机与天线之间进行传输线信号的传送；　　　　检测传输线信号；以及　　　　响应于对所述传输线信号的检测，改变所述天线的电长度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-4-3 10/407,9661.一种用于调整天线的电长度的方法，该方法包括：以预定频率在收发信机与天线之间进行传输线信号的传送；检测传输线信号；以及响应于对所述传输线信号的检测，改变所述天线的电长度。2.根据权利要求1所述的方法，其中检测传输线信号包括检测传输线信号功率电平。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线通过隔离器连接到发射机；以及其中检测传输线信号包括：通过隔离器，检测所发射的传输线信号功率电平。4.根据权利要求1所述的方法，其中响应于对传输线信号的检测调节天线的电长度包括调节天线阻抗。5.根据权利要求1所述的方法，其中响应于对传输线信号的检测改变天线的电长度包括：优化收发信机与天线之间的传输线信号强度。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线具有天线端口；其中以预定频率在收发信机与天线之间进行传输线信号的传送包括：在天线端口接收来自收发信机的传输线信号；以及其中检测传输线信号包括测量天线端口反射的传输线信号。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线包括辐射体、平衡器以及位于所述辐射体和平衡器附近的电介质；以及其中响应对传输线信号的检测来调节天线的电长度包括改变所述电介质的介电常数。-->8.根据权利要求7所述的方法，其中所述天线电介质包括具有可变介电常数的铁电材料；以及其中改变所述电介质的介电常数包括：对所述铁电材料施加控制电压；以及响应于对所述控制电压的改变，改变所述铁电材料的介电常数。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线包括具有至少一个可选择连接的微型机电切换装置(MEMS)的辐射体；以及其中响应于对所述传输线信号的检测来调节所述天线的电长度包括：响应于与MEMS的连接，改变所述辐射体的所述电长度。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述天线包括具有至少一个可选择连接的MEMS的平衡器；以及其中响应于对所述传输线信号的检测调节所述天线的电长度包括：响应于与MEMS的连接，改变所述平衡器的电长度。11.根据权利要求1所述的方法，其中检测传输线信号包括：耦合到该传输线信号；产生耦合信号；将该耦合信号变换为直流电压；以及测量所述直流电压的幅值。12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：根据耦合信号频率校准直流电压的测量；确定所述耦合信号的频率；以及其中检测传输线信号包括响应于所确定的耦合信号频率来补偿所述直流电压测量值。13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：根据耦合信号频率校准耦合信号强度；-->确定所述耦合信号的频率；以及其中检测传输线信号包括：响应于所确定的耦合信号频率，补偿所述直流电压的测量。14.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：存储先前天线电长度的修改；以及在启动时利用所述存储的修改，初始化所述天线。15.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在初始时校准所述天线电长度，以在靠近电介质材料的预定的第一环境下，与收发信机进行传输线信号的传送；从靠近电介质材料的所述天线第一环境变更为电介质材料的天线第二环境；其中检测传输线信号包括：检测因为所述天线第二环境引起的所述传输线信号中的变化；以及其中响应于对所述传输线信号的检测调节所述天线的电长度包括：相应于所述天线第二环境改变所述天线电长度。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述收发信机和天线是便携式无线通信电话的部件；以及其中从靠近电介质材料的所述天线第一环境改变为电介质材料的所述天线第二环境包括：用户操作所述电话。17.根据权利要求1所述的方法，其中响应于对所述传输线信号的检测来改变所述天线的电长度包括：改变所述天线的电长度，以从包括824至894兆赫(MHz)、1850至1990MHz、1565至1585MHz以及2400至2480MHz的组中选择的频率工作。18.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线连接到具有发射机和接收机的半双工收发信机；其中检测传输线信号包括：-->在所述接收机接收所传送的传输线信号；解调所述接收的传输线信号；以及计算所述解调信号中的误码率。19.一种用于调整天线电长度的天线系统，该系统包括：天线，包括：有源元件，其电长度与控制信号相应；天线端口，用于收发传输线信号；控制端口，连接到所述有源元件，以接收控制信号；传输线，连接到所述天线端口；以及调节器电路，具有可操作地连接到所述传输线的输入端，和连接到天线的输出端，用于响应所述传输线信号提供所述控制信号。20.根据权利要求19所述的系统，进一步包括：检测器，具有可操作地连接到所述传输线以检测传输线信号的输入端，和连接到所述调节器输入端以提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾伦德兰，
申请(专利权)人：基奥赛拉无线公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]