确定无线设备中的阻抗和/或导纳的装置和方法制造方法及图纸

在某些方面，一种装置包括耦接在功率放大器与天线之间的功率检测器以及耦接在功率放大器与天线之间的电压检测器。该装置还包括耦接到功率检测器的移相器以及耦接到功率检测器、电压检测器和移相器的负载测量电路。电压检测器和移相器的负载测量电路。电压检测器和移相器的负载测量电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定无线设备中的阻抗和/或导纳的装置和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年9月30日在美国专利商标局提交的未决非临时申请序列第17/039827号的优先权和权益，该申请的全部内容并入于此，如同其全部内容被完全阐述并用于所有适用的目的。


[0003]本公开的各方面总体上涉及无线通信，更具体地，涉及确定无线设备中的阻抗和/或导纳。

技术介绍

[0004]无线设备可以包括用于发送和接收射频(radio frequency，RF)信号的发送器、接收器和天线。发送器和接收器的特性对在发送器和接收器处看到的阻抗很敏感。阻抗可以是天线阻抗、环境条件(例如，反射)和模块线路的函数。

技术实现思路

[0005]下面给出了一个或多个实现方式的简化概述，以便提供对这些实现方式的基本理解。该概述不是所有预期实现方式的广泛综述，并且既不旨在标识所有实现方式的关键或重要元素，也不旨在描绘任何或所有实现方式的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现一个或多个实现方式的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。
[0006]第一方面涉及一种装置。该装置包括耦接在功率放大器与天线之间的功率检测器以及耦接在功率放大器与天线之间的电压检测器。该装置还包括耦接到功率检测器的移相器以及耦接到功率检测器、电压检测器和移相器的负载测量电路。
[0007]第二方面涉及一种用于测量负载的方法。该方法包括：测量输送给负载的功率以获得功率测量值；测量具有相移的输送给负载的功率以获得相移功率测量值；以及基于功率测量值、相移功率测量值和相移来确定负载的相位角。
[0008]第三方面涉及一种用于测量负载的装置。该装置包括：用于测量输送给负载的功率以获得功率测量值的部件；用于测量具有相移的输送给负载的功率以获得相移功率测量值的部件；以及用于基于功率测量值、相移功率测量值和相移来确定负载的相位角的部件。
附图说明
[0009]图1示出了根据本公开某些方面的包括发送器、接收器和天线的无线设备的示例。
[0010]图2示出了根据本公开某些方面的用于确定阻抗和/或导纳的电路的示例。
[0011]图3示出了根据本公开某些方面的功率检测器和移相器的示例性实现方式。
[0012]图4示出了根据本公开某些方面的移相器的另一示例性实现方式。
[0013]图5示出了根据本公开某些方面的功率检测器的另一示例性实现方式。
[0014]图6示出了根据本公开某些方面的第一平方电路、第二平方电路和差值电路的示
例性实现方式。
[0015]图7示出了根据本公开某些方面的偏置电路的示例性实现方式。
[0016]图8示出了根据本公开某些方面的电压检测器的示例性实现方式。
[0017]图9示出了根据本公开某些方面的电压检测器中的平方电路的示例性实现方式。
[0018]图10示出了根据本公开某些方面的收发器的示例。
[0019]图11示出了根据本公开某些方面的用于测量功率的电阻元件的示例，其中该电阻元件用开关来实现。
[0020]图12示出了根据本公开某些方面的用于控制功率放大器的输出电压摆动的放大器控制电路的示例。
[0021]图13示出了根据本公开某些方面的耦接在功率放大器与天线之间的可调谐阻抗匹配网络的示例。
[0022]图14示出了根据本公开某些方面的相控天线阵列的示例，本公开各方面可以与该相控天线阵列一起使用。
[0023]图15是包括电子设备的环境的图，该电子设备包括根据本公开某些方面的收发器。
[0024]图16是示出根据本公开某些方面的用于测量负载的方法的示例的流程图。
具体实施方式
[0025]结合附图，以下阐述的详细描述旨在作为对各种配置的描述，而非旨在表示可实践本文所述概念的仅有配置。出于提供对各种概念的透彻理解的目的，详细描述包括具体细节。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践这些概念。在一些情况下，为了避免模糊这些概念，公知的结构和组件以框图形式示出。
[0026]图1示出了无线设备105的示例，包括功率放大器(power amplifier，PA)110、低噪声放大器(low
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noise amplifier，LNA)120、开关125、凸块130和天线115。PA 110是无线设备105的发送器的一部分，而LNA 120是无线设备105的接收器的一部分。开关125耦接在凸块130与PA 110的输出端114之间。开关125也耦接在凸块130与LNA 120的输入端122之间。如下面进一步讨论的，开关125被配置为选择性地将PA 110或LNA 120耦接到凸块130。在某些方面，PA 110、LNA 120和开关125集成在芯片上，并且凸块130(例如，焊料凸块)经由线路135(例如，印刷电路板(printed circuit board，PCB)上的金属迹线)将芯片耦接到天线115。
[0027]在发送模式下，开关125将PA 110的输出端114耦接到天线115。在这种模式下，PA 110在PA 110的输入端112处(例如，从上变频器)接收RF信号，放大接收的RF信号，并且在PA 110的输出端114处输出放大的RF信号，以经由天线115进行传输。在接收模式下，开关125将天线115耦接到LNA 120的输入端122。在这种模式下，LNA 120在LNA 120的输入端122处从天线115接收RF信号，放大接收的RF信号，并且在LNA 120的输出端124处输出放大的RF信号(例如，输出到下变频器)。
[0028]发送器(包括PA 110)和接收器(包括LNA 120)的特性对在发送器和接收器处看到的阻抗敏感。阻抗可以是天线115的阻抗、环境条件(例如，反射)、凸块130的阻抗以及天线115与凸块130之间的线路135的函数。典型地，阻抗是包括电阻分量和电抗分量的复阻抗。
[0029]阻抗的知识可以用于改善发送器和/或接收器的性能。例如，发送器可以包括位于PA 110的输出端114与开关125之间的可调谐阻抗匹配网络(图1中未示出)。在该示例中，阻抗匹配网络可以基于阻抗的知识来调谐，以在PA 110的输出端处提供期望的内部阻抗。在另一示例中，阻抗的知识可以用于验证包括天线115的天线模块满足阻抗规范。
[0030]确定在发送器和接收器处看到的阻抗具有挑战性。目前，使用测试结构和探针系统来测量阻抗。这种方法的缺点在于，它需要外部系统来测量阻抗，并且在现场无法确定例如由于环境条件(例如，反射)的变化而导致的阻抗变化。相应地，期望一种在无线设备上的能够测量阻抗的内置电路。还期望该内置电路不干扰发送器和接收器的操作。
[0031]图2示出了根据本公开各方面的用于确定负载215的阻抗和/或导纳的电路205的示例。电路205可以与PA 110集成在一起。电路205包括功率检测器210、移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括：功率检测器，耦接在功率放大器与天线之间；电压检测器，耦接在所述功率放大器与所述天线之间；移相器，耦接到所述功率检测器；以及负载测量电路，耦接到所述功率检测器、所述电压检测器和所述移相器。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述移相器包括：电阻元件；电抗元件；以及开关，耦接到所述电阻元件和所述电抗元件。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述功率检测器包括：电阻元件，耦接在所述功率放大器与所述天线之间；包括输入端和输出端的第一平方电路，其中所述第一平方电路的所述输入端耦接到所述电阻元件的第一端子；包括输入端和输出端的第二平方电路，其中所述第二平方电路的所述输入端耦接到所述电阻元件的第二端子；以及差值电路，耦接到所述第一平方电路的所述输出端、所述第二平方电路的所述输出端和所述负载测量电路。4.根据权利要求3所述的装置，还包括耦接在所述差值电路与所述负载测量电路之间的低通滤波器。5.根据权利要求3所述的装置，还包括：第一低通滤波器，耦接在所述第一平方电路的所述输出端与所述差值电路之间；以及第二低通滤波器，耦接在所述第二平方电路的所述输出端与所述差值电路之间。6.根据权利要求3所述的装置，其中所述功率检测器还包括变压器，所述变压器包括：第一电感器，耦接在所述电阻元件的所述第一端子与所述电阻元件的所述第二端子之间；以及第二电感器，耦接在所述第一平方电路的所述输入端与所述第二平方电路的所述输入端之间，其中所述第二电感器与所述第一电感器磁耦接。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述移相器耦接到所述第二电感器，并且所述移相器包括：电阻元件；电抗元件；以及开关，耦接到所述电阻元件和所述电抗元件。8.根据权利要求6所述的装置，其中：所述第一平方电路包括第一晶体管；所述第一晶体管的栅极耦接到所述第二电感器的第一端子；所述第一晶体管的漏极耦接到所述差值电路；所述第二平方电路包括第二晶体管；所述第二晶体管的栅极耦接到所述第二电感器的第二端子；并且所述第二晶体管的漏极耦接到所述差值电路。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述电压检测器包括：具有输入端和输出端的平方电路，其中所述平方电路的所述输入端耦接在所述功率放大器与所述天线之间；以及低通滤波器，耦接在所述平方电路的所述输出端与所述负载测量电路之间。10.根据权利要求1所述的装置，其中：所述负载测量电路被配置为在第一时间段期间禁用所述移相器；所述功率检测器被配置为测量在所述第一时间段期间输送给负载的功率以获得功率测量值，并且将所述功率测量值输出到所述负载测量电路，所述负载包括所述天线的负载；所述负载测量电路被配置为在第二时间段期间启用所述移相器；所述功率检测器被配置为测量在所述第二时间段期间输送给所述负载的功率以获得相移功率测量值，并且将所述相移功率测量值输出到所述负载测量电路；并且所述负载测量电路被配置为基于所述功率测量值、所述相移功率测量值和所述移相器的相移来确定相位角。11.根据权利要求10所述的装置，其中：所述电压检测器被配置为测量所述功率放大器与所述天线之间的电压以获得电压测量值，并且将所述电压测量值输出到所述负载测量电路；并且所述负载测量电路被配置为基于所述电压测量值和所确定的所述相位角来确定导纳值或阻抗值。12.根据权利要求11所述的装置，其中所述电压测量值与所述功率放大器与所述天线之间的电压幅值的平方成比例。13.根据权利要求11所述的装置，还包括：阻抗匹配网络，耦接在所述功率放大器与所述天线之间，其中所述负载测量电路被配置为基于所述导纳值或...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：