一种应用于天线网络的自适应模块制造技术

本申请涉及应用于天线网络的自适应模块

【技术实现步骤摘要】
一种应用于天线网络的自适应模块、调节装置及调节方法


[0001]本申请涉及天线网络领域，特别是涉及一种应用于天线网络的自适应模块
、
调节装置及调节方法
。

技术介绍

[0002]无线物联网时代，研发工程师会遇到越来越多的设备和系统单元需要高频无线电或高频天线的设计
。
典型例子包括
WiFi
和蓝牙的无线数据传输
、
基于
UWB
的无线定位测量系统以及智能家居中简单的无线开关控制等
。
类似的例子还包括需要接入无线网的设备，例如通过
LoRa
无线网络读取数据的智能电表
、
接入移动物联网的车载无线设备等
。
[0003]传统的天线与匹配网络设计在这么多的功率和频率范围内基本上很难获得性能与成本的平衡，也会因为环境（例如结构设计
、
材料
、
人体感应等因素）差异导致天线网络失谐
、
无线通讯距离变短，甚至无法通讯
。
对成本很敏感的消费类电子产品中，如果采用专用的调谐器件和电路，不仅需要占用大量空间而且生产调试费用昂贵
。
此外，天线网络及射频收发电路通常都会遇到的认证困难等问题，尤其是
ESD
静电
、
快速脉冲群
、
浪涌测试等
EMC
问题，很容易出现例如干燥的冬天，人体静电造成射频放大器损坏，或者单片机死机甚至损坏等产品质量缺陷
。
[0004]大多数射频芯片厂商的应用指南里面都会在放大器芯片与天线之间的匹配网络中强烈推荐加入若干极低结电容（1‑
3P
）的
TVS
二极管来防护
ESD
等干扰，但是因为这种射频专用极低结电容的
TVS
二极管很难买到，价格也非常贵，所以消费类的电路里面基本上没有太多实际的应用
。
[0005]同时，消费品的壳体材料和设计是层出不穷而且性能参差不齐的，复杂多变的外壳设计导致了内置天线的参数无法调节，打开外壳和关闭外壳，对天线的影响效果完全不一样
。
受到研发设备和环境的影响，无线产品的研发和量产的性能差异也是巨大的
。
产品迫切需要能够在研发和量产阶段保证射频稳定可靠的灵活的天线调谐匹配方案
。
[0006]常见的小功率天线调谐电路中，变容二极管电调谐电路以设计简单
、
体积小等特点，广泛应用在工业或者商用自动无线电收发控制，如小功率数控电台等领域，因为变容管的结电容较大（数百
P
）一般这种设计只适合于小功率和较低频率的天线负载，同时器件的价格偏高，变容管器件离散性大，生产时配对的难度比较大，需要调整的时间略长
。
导致了在消费类中，那些采用较高频率的应用产品（例如微波波段的无线应用产品）较少看到变容管的身影
。
多数的消费类产品仍然采用的是研发阶段使用阻
、
容
、
感的组合，来预先设计和调整好匹配网络，以期达到射频芯片
、
匹配网络和天线三者的最佳性能
。
[0007]但是在长期产品的实践看来，固定的天线匹配网络往往因为环境的关系（五花八门的外观结构设计的外壳
、
结构设计
、
材料差异
、
人体感应等因素），非常难以一种固定的设计参数来匹配所有的无线产品应用，中小企业常常采用替换电容和电感的有限组合方式（替换法）来穷尽，以期靠运气找出比较好的电路参数，但是此种体力劳动往往是费时费力，结果差强人意
。
大多数大公司的设计者在研发阶段优选考虑的是选择性能好的微调电容，
配合精密射频仪器进行微调，但是专业的微调电容不仅昂贵，而且体积较大，产品重复寿命不长，调整阶段也是非常耗费研发资源的
。
市面海量的无线应用产品中，很难找到使用专用微调电容的通用稳定的电路，基本上都是研发人员精心调整出来的固化后的特殊专用电路
。
[0008]常用的天线匹配网络从拓扑上来说，按照电容电感的分布形式，基本上分成
π
型和
T
型，其他都是他们的变形，如图1所示，是一种典型的
2.4GHz
天线
π
型网络，因为受到材料与工艺的影响，很难找到体积小的可调电感，所以一般调整匹配网络本质上都是调整电容参数，甚至可以使用电容电感串联电路，形成串联谐振回路，以改变天线匹配网络的参数
。
[0009]比较原始的天线匹配电路，缺失足够的
EMC
测试，在实验室测试会让人感觉已经足够稳定
。
但在大批量民间消费类应用中，经典传统电路极其容易出问题，而且发生的问题会莫名其妙，比如冬天时候，手持无线产品显示温度的数码管经常会乱跳，显示控制单元死机，拆开研究的结果，往往是人体静电
ESD
导致的，但是这种故障极其难复现，故障随机出现（比如潮湿的天气，高温的天气等），并且
ESD
对射频芯片的损伤会随着时间推移，产品的问题会层出不穷，最终失去使用的价值
。
[0010]针对上述中的相关技术，专利技术人认为传统天线匹配电路存在可靠性差且不易匹配调节的问题
。

技术实现思路

[0011]为了提高天线匹配电路的可靠性，本申请提供一种应用于天线网络的自适应模块
、
调节装置及调节方法
。
[0012]第一方面，本申请提供一种应用于天线网络的自适应模块，采用如下的技术方案：一种应用于天线网络的自适应模块，包括
TVS
二极管，所述
TVS
二极管包括输入端
、
输出端和反向偏置端；所述输入端和输出端用于与天线网络中的支路串联或并联；所述反向偏置端用于接收可调的反向偏置电压
。
[0013]可选的，所述
TVS
二极管为单向
TVS
二极管，所述单向
TVS
二极管的阴极为输入端和反向偏置端，阳极为输出端
。
[0014]可选的，所述
TVS
二极管由共阴极的两个单向
TVS
二极管组成，所述两个单向
TVS
二极管的共阴极为反向偏置端，其中一个单向
TVS
二极管的阳极为输入端，另一个单向
TVS
二极管的阳极为输出端
。
[0015]可选的，所述两个单向
TVS
二极管由一双向
TVS
二极管替代，所述双向
TVS
二极管的共阴极为反向偏置端，一端为输入端，另一端为输出端
。
[0016]可选的，将两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种应用于天线网络的自适应模块，其特征在于，包括
TVS
二极管，所述
TVS
二极管包括输入端
、
输出端和反向偏置端；所述输入端和输出端用于与天线网络中的支路串联或并联；所述反向偏置端用于接收可调的反向偏置电压
。2.
如权利要求1所述的应用于天线网络的自适应模块，其特征在于：所述
TVS
二极管为单向
TVS
二极管，所述单向
TVS
二极管的阴极为输入端和反向偏置端，阳极为输出端
。3.
如权利要求1所述的应用于天线网络的自适应模块，其特征在于：所述
TVS
二极管由共阴极的两个单向
TVS
二极管组成，所述两个单向
TVS
二极管的共阴极为反向偏置端，其中一个单向
TVS
二极管的阳极为输入端，另一个单向
TVS
二极管的阳极为输出端
。4.
如权利要求3所述的应用于天线网络的自适应模块，其特征在于：所述两个单向
TVS
二极管由一双向
TVS
二极管替代，所述双向
TVS
二极管的共阴极为反向偏置端，一端为输入端，另一端为输出端
。5.
如权利要求1所述的应用于天线网络的自适应模块，其特征在于：将两个或两个以上所述自适应模块并联
。6.
如权利要求1所述的应用于天线网络的自适应模块，其特征在于：所述反向偏置电压由可变电阻电路或
MCU
内部的
DAC
单元提供
。7.
如权利要求6所述的应用于天线网络的自适应模块，其特征在于：还包括限流电阻，所述反向偏置电压经过...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈越，陈子松，
申请(专利权)人：泉州艾奇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：